JP2020034487A - Three-dimensional measuring system, three-dimensional measuring device, and control program - Google Patents

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Abstract

To provide a measuring system capable of changing measuring accuracy.SOLUTION: A medical three-dimensional measuring device available in a hand-held type includes a lighting section for taking in light reflected by an object, a lens, a change mechanism for changing a focal position of the lens, and a detection section for detecting and reading the light passing through the lens. The change mechanism changes a displacement amount of the focal position in a predetermined specific period without causing the detection section to change a frame rate at which a detection result is read out, and controls according to the displacement amount after changing. The measuring accuracy is changed by changing a displacement amount of the focal position.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、手持ち式で利用可能な医療用の三次元計測システム、三次元計測装置および、制御プログラムに関する。   The present invention relates to a medical three-dimensional measuring system, a three-dimensional measuring device, and a control program that can be used in a hand-held manner.

医療分野において、三次元計測装置を用いて患部の三次元形状を計測した後、計測結果に基づいて、患部に適合する治療器具を作製することがある。三次元形状を計測する方法は、たとえば、光切断法、合焦法、空間コード法、位相シフト法、ステレオ法、フォトグラメトリ法、ＳＬＡＭ法などが挙げられる。   In the medical field, after measuring a three-dimensional shape of an affected part using a three-dimensional measuring device, a treatment instrument suitable for the affected part may be manufactured based on the measurement result. Examples of the method for measuring the three-dimensional shape include a light section method, a focusing method, a space code method, a phase shift method, a stereo method, a photogrammetry method, and a SLAM method.

特許文献１（特開２０１５−０８３９７８号公報）は、焦点パターン投影技術を使用して、対象物の表面の少なくとも一部の３Ｄ幾何学的形状を取得および／または測定するための手持ち式スキャナを開示する。   Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-083978) discloses a hand-held scanner for acquiring and / or measuring a 3D geometric shape of at least a part of a surface of an object using a focus pattern projection technique. Disclose.

特開２０１５−０８３９７８号公報JP-A-2005-083978

特許文献１に開示された手持ち式のスキャナは、カメラの焦点を周期的に変えることで三次元形状を取得する合焦法を測定原理とした対象物の表面の走査のための装置である。しかし、特許文献１は、三次元形状の計測精度を変更することについて言及していない。   The handheld scanner disclosed in Patent Literature 1 is an apparatus for scanning the surface of an object based on a measurement method based on a focusing method of acquiring a three-dimensional shape by periodically changing the focus of a camera. However, Patent Document 1 does not mention changing the measurement accuracy of the three-dimensional shape.

患者の患部は、平易な形状で計測精度を要しない領域と、複雑な形状をしており計測精度を要する領域とを含む。そのため、患部の形状を測定しているときに、高い計測精度を要する領域の走査中と、高い計測精度を要しない領域の走査中とで計測精度を変更することのできる計測装置の提供が求められる。   The affected part of the patient includes a region having a simple shape that does not require measurement accuracy, and a region having a complicated shape and requiring measurement accuracy. Therefore, when measuring the shape of the affected part, there is a need to provide a measurement device capable of changing the measurement accuracy between scanning a region requiring high measurement accuracy and scanning a region not requiring high measurement accuracy. Can be

本発明は、この問題点を解決するためになされたものであり、計測精度を変更することのできる三次元計測装置、三次元計測システムおよび、制御プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional measuring device, a three-dimensional measuring system, and a control program capable of changing measurement accuracy.

本発明に係る手持ち式で利用可能な医療用の三次元計測装置は、対象物に反射した光を取り込むための採光部と、採光部から取り込まれた光を通すレンズと、レンズの焦点位置を変化させる変化機構と、レンズを通った光を検出して読み出す検出部と、検出部が検出結果を読み出すフレームレートを変えることなく、予め定められた特定期間における焦点位置の変位量を変更することで計測精度を変更し、変更後の変位量に従って変化機構を制御する制御部とを含む。   The medical three-dimensional measuring device that can be used in a hand-held type according to the present invention includes a lighting unit for capturing light reflected on an object, a lens that transmits light captured from the lighting unit, and a focal position of the lens. A change mechanism for changing, a detection unit for detecting and reading light passing through a lens, and changing a displacement amount of a focal position in a predetermined specific period without changing a frame rate at which the detection unit reads detection results. And a control unit that controls the change mechanism according to the displacement amount after the change.

その結果、測定精度を変更することのできる三次元計測装置を提供できる。   As a result, it is possible to provide a three-dimensional measuring device capable of changing the measurement accuracy.

第１の実施の形態に係る三次元計測システムの構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a three-dimensional measurement system according to a first embodiment. 三次元スキャナのＸ−Ｚ断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the XZ cross section of a three-dimensional scanner. 三次元計測システムの機能構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the functional composition of a three-dimensional measurement system. レンズの位置の経時変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a change over time in the position of a lens. 計測精度と焦点位置の変位量との関係を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between measurement accuracy and a displacement amount of a focal position. 変化機構の構成を示す図である。It is a figure showing composition of a change mechanism. 駆動部のＹ−Ｚ断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the YZ section of a drive part. 駆動部のＸ−Ｚ断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the XZ cross section of a drive part. レンズが往復直線運動するときの駆動部の動きを説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the movement of a drive unit when the lens performs a reciprocating linear movement. レンズが往復直線運動するときの駆動部の動きを説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the movement of a drive unit when the lens performs a reciprocating linear movement. 三次元スキャナの内部構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the internal structure of a three-dimensional scanner. 三次元スキャナが備える第１ブロックの内部構造を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an internal structure of a first block included in the three-dimensional scanner. 第２の実施の形態にかかる三次元スキャナが備える焦点可変部の概略構成図を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration diagram of a focus changing unit included in the three-dimensional scanner according to the second embodiment. 第３の実施の形態にかかる三次元スキャナが備える焦点可変部の概略構成図を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration diagram of a focus variable unit provided in a three-dimensional scanner according to a third embodiment.

本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態においては、三次元計測システムの１つの例示的形態として、口腔内の歯の三次元形状を計測するシステムについて説明する。本実施の形態に係る三次元計測システムは、口腔内を計測するシステムに限定されるものではなく、同様の構成を有する他の三次元計測システムにも適用可能であり、たとえば、口腔内以外に人の耳の内部を撮像することで外耳内の三次元形状を取得するため計測システムにも適用可能である。なお、本実施の形態に係る三次元計測システムで例示される計測システムは、歯科に限らず、口腔外科、眼科、耳鼻咽喉科、放射線科、および獣医科など、あらゆる医科の診療にも適用可能である。また、診療には、診断および治療が含まれる。   This embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a system for measuring the three-dimensional shape of teeth in the oral cavity will be described as one exemplary form of the three-dimensional measurement system. The three-dimensional measurement system according to the present embodiment is not limited to a system that measures the inside of the oral cavity, and can be applied to other three-dimensional measurement systems having the same configuration. The present invention can be applied to a measurement system in order to acquire a three-dimensional shape in the outer ear by imaging the inside of a human ear. Note that the measurement system exemplified in the three-dimensional measurement system according to the present embodiment is not limited to dentistry, and can be applied to all medical treatments such as oral surgery, ophthalmology, otolaryngology, radiology, and veterinary medicine. It is. Medical care includes diagnosis and treatment.

＜第１の実施の形態＞
（Ａ．三次元計測システム）
図１は、第１の実施の形態に係る三次元計測システム１の構成を示す模式図である。図２は、三次元スキャナ１００のＸ−Ｚ断面を示す模式図である。三次元計測システム１は、三次元スキャナ１００、制御装置２００、表示装置３００、および電源４００を備える。三次元計測システム１は、「三次元計測システム」の一実施形態に対応する。 <First embodiment>
(A. Three-dimensional measurement system)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a three-dimensional measurement system 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an XZ cross section of the three-dimensional scanner 100. The three-dimensional measurement system 1 includes a three-dimensional scanner 100, a control device 200, a display device 300, and a power supply 400. The three-dimensional measurement system 1 corresponds to one embodiment of a “three-dimensional measurement system”.

三次元スキャナ１００は、「三次元計測装置」の一実施形態に対応する。三次元スキャナ１００は、合焦法の原理を用いて歯などの対象物９９の三次元形状を取得する。   The three-dimensional scanner 100 corresponds to one embodiment of a “three-dimensional measuring device”. The three-dimensional scanner 100 acquires the three-dimensional shape of the object 99 such as a tooth using the principle of the focusing method.

図１に示すように、三次元スキャナ１００は、対象物９９に反射した光を取り込むための採光部１２が設けられたプローブ１０、ならびに、ハウジング７７の内部に設けられたレンズ１４、光学センサ１６、光源１８、第１駆動部２０、カウンタウェイト２４、第２駆動部２６、プリズム７２、および制御部３０を備える。なお、三次元スキャナ１００は、これら以外に、光源１８から対象物９９への光と、対象物９９から光学センサ１６への光とを分離するビームスプリッタ、および対象物９９に向けて光を反射させる反射板などを含んでもよい。なお、以下で説明する実施の形態においては、説明の便宜上、レンズ１４の光軸を仮想直線ｌで示し、直線ｌに平行な軸をＸ軸、直線ｌに垂直であって図１における紙面の上向きの軸をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸のそれぞれに垂直な軸をＹ軸と称する。   As shown in FIG. 1, the three-dimensional scanner 100 includes a probe 10 provided with a light collection unit 12 for capturing light reflected on an object 99, a lens 14 provided inside a housing 77, and an optical sensor 16. , A light source 18, a first driving unit 20, a counter weight 24, a second driving unit 26, a prism 72, and a control unit 30. In addition, the three-dimensional scanner 100 also includes a beam splitter that separates light from the light source 18 to the object 99 and light from the object 99 to the optical sensor 16, and reflects light toward the object 99. A reflection plate or the like may be included. In the embodiment described below, for convenience of explanation, the optical axis of the lens 14 is indicated by a virtual straight line l, an axis parallel to the straight line l is an X axis, and the axis is perpendicular to the straight line l. An upward axis is referred to as a Z axis, and an axis perpendicular to each of the X axis and the Z axis is referred to as a Y axis.

三次元スキャナ１００は、プローブ１０およびハウジング７７で筺体を構成し、手持ち式の部材である。   The three-dimensional scanner 100 forms a housing with the probe 10 and the housing 77 and is a hand-held member.

プローブ１０は、口腔内に差し込まれ、光源１８から照射されるパターンを有する光（以下、単にパターンともいう）を採光部１２から歯などの対象物９９に向けて投影し、パターンが投影された対象物９９からの反射光を採光部１２から取り込み、取り込まれた反射光をレンズ１４に導く。すなわち、採光部１２は、「採光部」の一実施形態に対応する。   The probe 10 is inserted into the oral cavity, and projects light having a pattern (hereinafter, also simply referred to as a pattern) emitted from the light source 18 from the lighting unit 12 toward an object 99 such as a tooth, and the pattern is projected. The reflected light from the object 99 is taken in from the lighting part 12, and the taken-in reflected light is guided to the lens 14. That is, the lighting unit 12 corresponds to an embodiment of a “lighting unit”.

プローブは、本体部に対して着脱可能である。このため、術者は、感染対策として、生体に接触する可能性のあるプローブのみを本体部から取り外して滅菌処理（たとえば、高温高湿環境での処理）を施すことが可能である。   The probe is detachable from the main body. Therefore, as a measure against infection, the surgeon can remove only the probe that may come into contact with the living body from the main body and perform a sterilization process (for example, a process in a high-temperature, high-humidity environment).

レンズ１４は、「レンズ」の一実施形態に対応する。レンズ１４は、採光部１２から取り込まれた対象物９９からの反射光をプローブ１０に備えた反射部６６（図２参照）を経由して通す部材である。   Lens 14 corresponds to one embodiment of a “lens”. The lens 14 is a member that passes the reflected light from the object 99 taken in from the lighting unit 12 via the reflecting unit 66 (see FIG. 2) provided in the probe 10.

光学センサ１６は、「検出部」の一実施形態に対応する。光学センサ１６は、レンズ１４を通った光を検出して、検出した光を読み出す。光学センサ１６は、典型的には、フォトダイオード（Photodiode）を用いるＣＣＤイメージセンサ（Charge Coupled Device image sensor）やＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary MOS image sensor）などである。   The optical sensor 16 corresponds to an embodiment of a “detection unit”. The optical sensor 16 detects light passing through the lens 14 and reads out the detected light. The optical sensor 16 is typically a CCD image sensor (Charge Coupled Device image sensor) using a photodiode (Photodiode) or a CMOS image sensor (Complementary MOS image sensor).

光源１８は、光学センサ１６が検出可能な光量を確保するために設けられており、三次元スキャナ１００とは別に設けられていてもよい。また、本実施の形態においては光源１８の前に図示しない投影パターン生成スクリーンを配置して投影パターンを作成しパターン光を対象物９９に照射するものとした。パターン光とする理由は、焦点の位置を特定し易くするためである。なお、焦点の位置を特定可能であれば、対象物９９に照射する光はパターン光に限られるものではない。   The light source 18 is provided to secure a light amount detectable by the optical sensor 16, and may be provided separately from the three-dimensional scanner 100. Further, in the present embodiment, a projection pattern generation screen (not shown) is arranged in front of the light source 18 to create a projection pattern and irradiate the object 99 with pattern light. The reason for using the pattern light is to make it easy to specify the position of the focal point. Note that the light applied to the object 99 is not limited to the pattern light as long as the position of the focal point can be specified.

光源１８からの光は、当該光源１８の前方に配置される投影パターンを発生させる投影パーターンスクリーン（図示は省略する）を経由してプリズム７２およびレンズ１４を通過し、プローブ１０に設けられた反射部６６（図２参照）を介して対象物９９に照射され、当該対象物９９で反射される。対象物９９で反射された光は、反射部６６を介して再びレンズ１４を通過してプリズム７２内に進入する。プリズム７２は、対象物９９からの光の進行方向を、光学センサ１６が位置する方向（この例では、Ｚ軸方向）に変化させる。プリズム７２によって進行方向が変化した光は、光学センサ１６によって検出される。なお、図２に示す例においては、光源１８からの光と対象物９９で反射してプリズム７２に導かれる光とが別々に示されているが、これは分かり易く説明するためのものであり、実際には両者の光が同軸上に導かれるように三次元スキャナ１００が構成されている。   Light from the light source 18 passes through the prism 72 and the lens 14 via a projection pattern screen (not shown) that generates a projection pattern disposed in front of the light source 18, and is reflected by the probe 10. The target object 99 is irradiated via the portion 66 (see FIG. 2) and is reflected by the target object 99. The light reflected by the object 99 passes through the lens 14 again via the reflecting section 66 and enters the prism 72. The prism 72 changes the traveling direction of the light from the object 99 in the direction in which the optical sensor 16 is located (in this example, the Z-axis direction). The light whose traveling direction has been changed by the prism 72 is detected by the optical sensor 16. In the example shown in FIG. 2, the light from the light source 18 and the light reflected by the object 99 and guided to the prism 72 are separately shown, but this is for the sake of easy understanding. In practice, the three-dimensional scanner 100 is configured so that both lights are guided coaxially.

第１駆動部２０は、「変化機構」の一実施形態に対応し、レンズ１４の位置を移動させることで、焦点位置Ｆを変化させる。ここで、焦点位置Ｆは、レンズの焦点が合っている位置をいう。図１に示す例では、焦点位置Ｆは、レンズ１４が位置Ｌａにあるときに焦点位置Ｆａとなり、レンズ１４が位置Ｌｂにあるときに焦点位置Ｆｂとなる。 The first drive unit 20 corresponds to one embodiment of the “change mechanism”, and changes the focal position F by moving the position of the lens 14. Here, the focal position F refers to a position where the lens is in focus. In the example shown in FIG. 1, the focal position F is the focal position F a next when the lens 14 is in the position L a, the lens 14 is the focal position F b when in the position L b.

レンズ１４は、第１駆動部２０によって駆動し、往復直線運動する。レンズ１４が直線ｌの方向（Ｘ軸方向）に往復直線運動すると、レンズ１４の質量分だけ三次元スキャナ１００の重心位置が移動することになり当該三次元スキャナ１００を保持するユーザの手に振動として伝わる。その振動を打ち消すために、三次元スキャナ１００は、ハウジング７７の内部において、カウンタウェイト２４をさらに設ける。カウンタウェイト２４は、第２駆動部２６によって駆動し、レンズ１４と相対する方向に往復直線運動する。カウンタウェイト２４は、「カウンタウェイト」の一実施形態に対応する。   The lens 14 is driven by the first drive unit 20 and reciprocates linearly. When the lens 14 reciprocates linearly in the direction of the straight line 1 (X-axis direction), the position of the center of gravity of the three-dimensional scanner 100 moves by the mass of the lens 14 and the user's hand holding the three-dimensional scanner 100 vibrates. It is transmitted as. In order to cancel the vibration, the three-dimensional scanner 100 further includes the counter weight 24 inside the housing 77. The counter weight 24 is driven by the second drive unit 26 and reciprocates linearly in a direction facing the lens 14. The counter weight 24 corresponds to an embodiment of “counter weight”.

図２に示すように、三次元スキャナ１００は、ハウジング７７内において、当該三次元スキャナ１００の前方に位置する第１収容部５０１と、当該三次元スキャナ１００の後方に位置する第２収容部５０２とが設けられている。第１収容部５０１には、レンズ１４が収容され、第２収容部５０２には、カウンタウェイト２４が収容される。さらに、三次元スキャナ１００は、第１収容部５０１と第２収容部５０２との間において、第１収容部５０１によって保持されたレンズ１４と第２収容部５０２によって保持されたカウンタウェイト２４とを連結する連結収容部５００が設けられている。連結収容部５００には、上述した光学センサ１６、プリズム７２、および光源１８が収容されている。   As shown in FIG. 2, the three-dimensional scanner 100 includes a first housing 501 located in front of the three-dimensional scanner 100 and a second housing 502 located behind the three-dimensional scanner 100 in the housing 77. Are provided. The lens 14 is housed in the first housing 501, and the counterweight 24 is housed in the second housing 502. Further, the three-dimensional scanner 100 moves the lens 14 held by the first housing 501 and the counter weight 24 held by the second housing 502 between the first housing 501 and the second housing 502. A connection housing section 500 for connection is provided. The connection housing section 500 houses the optical sensor 16, the prism 72, and the light source 18 described above.

図１に示す制御部３０は、「制御部」の一実施形態である。制御部３０は、光学センサ１６の撮像タイミングの制御、第１駆動部２０および第２駆動部２６の制御、光源１８の制御など、三次元スキャナ１００全体の駆動を制御する。制御部３０は、典型的には、制御中枢としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが動作するためのプログラムや制御データなどを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）と、周辺機器との間で信号の整合性を保つための入出力インターフェイスとから構成される。なお、制御部３０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェア回路によって実装されてもよい。   The control unit 30 illustrated in FIG. 1 is an embodiment of a “control unit”. The control unit 30 controls the driving of the entire three-dimensional scanner 100, such as control of the imaging timing of the optical sensor 16, control of the first drive unit 20 and control of the second drive unit 26, control of the light source 18, and the like. The control unit 30 typically functions as a CPU (Central Processing Unit) as a control center, a ROM (Read Only Memory) for storing a program for operating the CPU, control data, and the like, and a work area for the CPU. (Random Access Memory) and an input / output interface for maintaining signal consistency between peripheral devices. The control unit 30 may be implemented by a hardware circuit such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field-programmable gate array (FPGA).

ここで、三次元スキャナ１００は、手持ち式であるため、レンズ１４および制御部３０等を限られた領域内に収容する必要がある。そのため、制御部３０の大きさは出来る限り小さいことが好ましい。たとえば、制御部３０を一のハードウェア回路によって実現した場合、複数の部品によって実現する場合に比べて、制御部３０をコンパクトに実装することができる。   Here, since the three-dimensional scanner 100 is a hand-held type, it is necessary to house the lens 14, the control unit 30, and the like in a limited area. Therefore, the size of the control unit 30 is preferably as small as possible. For example, when the control unit 30 is realized by a single hardware circuit, the control unit 30 can be mounted more compactly than when realized by a plurality of components.

図１に示す制御装置２００は、三次元スキャナ１００から検出結果を受けとり、検出結果に基づいて、対象物９９の三次元データを構築する。制御装置２００は、典型的には、制御中枢としてのＣＰＵと、ＣＰＵが動作するためのプログラムや制御データなどを記憶するＲＯＭと、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭと、周辺機器との間で信号の整合性を保つための入出力インターフェイスとから構成される。なお、制御部３０の一部または全ての機能を制御装置２００が担ってもよい。また、制御装置２００の一部または全ての機能を制御部３０が担ってもよい。   The control device 200 illustrated in FIG. 1 receives a detection result from the three-dimensional scanner 100 and constructs three-dimensional data of the target object 99 based on the detection result. The control device 200 typically includes a CPU serving as a control center, a ROM storing a program and control data for operating the CPU, a RAM functioning as a work area of the CPU, and a peripheral device. An input / output interface for maintaining signal consistency. Note that the control device 200 may perform some or all of the functions of the control unit 30. Further, the control unit 30 may perform some or all of the functions of the control device 200.

表示装置３００は、「表示部」の一実施形態である。表示装置３００は、制御装置２００により構築された対象物９９の三次元データを表示する。なお、制御装置２００が表示部の機能を担ってもよい。たとえば、演算部と表示部とは、一の装置により実現されてもよい。   The display device 300 is an embodiment of a “display unit”. The display device 300 displays the three-dimensional data of the object 99 constructed by the control device 200. Note that the control device 200 may perform the function of the display unit. For example, the calculation unit and the display unit may be realized by one device.

電源４００は、三次元スキャナ１００、制御装置２００および表示装置３００に電力を供給する。なお、電源４００は、三次元スキャナ１００の外部に設けられていてもよいが、三次元スキャナ１００、制御装置２００、または表示装置３００の内部に設けられてもよい。また、電源４００は、三次元スキャナ１００、制御装置２００、および表示装置３００のそれぞれに個別に給電できるように構成されていてもよい。   The power supply 400 supplies power to the three-dimensional scanner 100, the control device 200, and the display device 300. The power supply 400 may be provided outside the three-dimensional scanner 100, but may be provided inside the three-dimensional scanner 100, the control device 200, or the display device 300. In addition, the power supply 400 may be configured to be able to individually supply power to each of the three-dimensional scanner 100, the control device 200, and the display device 300.

合焦法の技術を用いて三次元形状を取得する場合、光源１８から照射されたパターン光が対象物９９に投影される。レンズ１４がレンズの光軸に沿って往復直線運動すると、投影パターンの焦点位置が変化する。光学センサ１６は、その変化毎で対象物９９からの光を検出する。上述した制御装置２００は、レンズ１４の位置と、そのときの光学センサ１６による検出結果とに基づいて、対象物９９の形状情報を演算する。   When acquiring a three-dimensional shape using the focusing technique, the pattern light emitted from the light source 18 is projected on the target object 99. When the lens 14 reciprocates linearly along the optical axis of the lens, the focal position of the projection pattern changes. The optical sensor 16 detects light from the object 99 for each change. The control device 200 calculates the shape information of the object 99 based on the position of the lens 14 and the detection result of the optical sensor 16 at that time.

より具体的には、レンズ１４の位置を変えることで、焦点位置Ｆが変化し、各焦点位置Ｆにおける二次元画像を取得することができる。焦点位置Ｆの光学センサ１６の検出結果は、焦点位置Ｆにおける対象物９９の二次元形状を示す検出結果に相当する。すなわち、焦点位置Ｆごとの光学センサ１６の検出結果を重ねあわせることで、対象物９９の三次元形状は推定される。   More specifically, by changing the position of the lens 14, the focal position F changes, and a two-dimensional image at each focal position F can be obtained. The detection result of the optical sensor 16 at the focal position F corresponds to the detection result indicating the two-dimensional shape of the object 99 at the focal position F. That is, by superimposing the detection results of the optical sensor 16 for each focal position F, the three-dimensional shape of the object 99 is estimated.

（Ｂ．計測精度の変更方法）
三次元スキャナ１００のように、合焦法の測定原理を利用して対象物９９の形状を計測する場合、測定精度を変更する方法は、種々存在する。たとえば、測定精度を変更する方法は、光学センサ１６の感度を変更すること、計測する焦点位置Ｆ間の距離を変更することなどが挙げられる。本実施の形態においては、計測する焦点位置Ｆ間の距離を変更することで、計測精度を変更する。 (B. Method of changing measurement accuracy)
As in the case of the three-dimensional scanner 100, when measuring the shape of the object 99 using the measurement principle of the focusing method, there are various methods for changing the measurement accuracy. For example, the method of changing the measurement accuracy includes changing the sensitivity of the optical sensor 16 and changing the distance between the focal positions F to be measured. In the present embodiment, the measurement accuracy is changed by changing the distance between the focal positions F to be measured.

また、計測する焦点位置Ｆ間の距離を変更する方法としては、単位時間あたりに光学センサ１６が光を検出して読み出す回数（以下、「フレームレート」ともいう）を変更すること、焦点位置の変更速度を変えることが挙げられる。本実施の形態においては、フレームレートを一定に保ちつつ、焦点位置の変更速度を変えることで、計測精度を変更する。   As a method of changing the distance between the focal positions F to be measured, the number of times that the optical sensor 16 detects and reads light per unit time (hereinafter, also referred to as “frame rate”) is changed. Changing the change speed may be mentioned. In the present embodiment, the measurement accuracy is changed by changing the changing speed of the focal position while keeping the frame rate constant.

より具体的に、図３〜図５を参照して、計測精度の変更方法について説明する。図３は、三次元計測システム１の機能構成の一例を示す図である。図４は、レンズ１４の位置Ｌの経時変化を示す図である。図５は、計測精度と焦点位置の変位量との関係を説明するための図である。なお、図３において、第１駆動部２０の構成は、一部省略されている。第１駆動部２０の構成は、図６〜図１２を参照して後述する。   More specifically, a method of changing the measurement accuracy will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the three-dimensional measurement system 1. FIG. 4 is a diagram showing a temporal change of the position L of the lens 14. FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the measurement accuracy and the displacement of the focal position. In FIG. 3, the configuration of the first driving unit 20 is partially omitted. The configuration of the first driving unit 20 will be described later with reference to FIGS.

図３に示すように、制御部３０は、機構制御部３２と、光学センサ制御部３４とを含む。機構制御部３２は、第１駆動部２０を制御する。光学センサ制御部３４は、光学センサ１６による光の検出タイミングを制御する。制御部３０は、光学センサ１６が読み出した検出結果と、光を検出したタイミングにおけるレンズの位置Ｌとを対応付けて制御装置２００に送る。   As shown in FIG. 3, the control unit 30 includes a mechanism control unit 32 and an optical sensor control unit 34. The mechanism control unit 32 controls the first drive unit 20. The optical sensor control unit 34 controls the light detection timing of the optical sensor 16. The control unit 30 associates the detection result read by the optical sensor 16 with the position L of the lens at the timing when the light is detected and sends the result to the control device 200.

機構制御部３２は、「制御部」の一実施形態に対応する。機構制御部３２は、予め定められた期間における焦点位置Ｆの変位量ΔＦを一定に保ちつつ、焦点位置Ｆが変化し続けるように第１駆動部２０を制御する。また、機構制御部３２は、変位量ΔＦを変更することができ、変更後の変位量ΔＦに従って第１駆動部２０を制御する。   The mechanism control unit 32 corresponds to an embodiment of a “control unit”. The mechanism control unit 32 controls the first drive unit 20 so that the focal position F keeps changing while the displacement amount ΔF of the focal position F during a predetermined period is kept constant. In addition, the mechanism control unit 32 can change the displacement amount ΔF, and controls the first driving unit 20 according to the changed displacement amount ΔF.

焦点位置Ｆとレンズの位置Ｌとは互いに対応関係にあり、第１駆動部２０は、レンズの位置Ｌを変えることで焦点位置Ｆを変える。そのため、機構制御部３２は、予め定められた期間におけるレンズの位置Ｌの変位量ΔＬが一定となるように第１駆動部２０を制御するとともに、測定精度の変更に伴って変位量ΔＬを変更することで、予め定められた期間における変位量ΔＦを一定にしつつ、測定精度の変更に伴って変位量ΔＦを変更する。   The focal position F and the position L of the lens correspond to each other, and the first drive unit 20 changes the focal position F by changing the position L of the lens. Therefore, the mechanism control unit 32 controls the first driving unit 20 so that the displacement amount ΔL of the position L of the lens during a predetermined period is constant, and changes the displacement amount ΔL with a change in measurement accuracy. By doing so, the displacement amount ΔF is changed along with the change in the measurement accuracy, while keeping the displacement amount ΔF in a predetermined period constant.

本実施の形態においては、機構制御部３２は、レンズ１４の位置Ｌの経時変化が、図４に示すような正弦曲線を描くように第１駆動部２０を制御する。図４において、横軸は時間を表し、縦軸はレンズ１４の位置Ｌを表す。また、図４において、実線で示したグラフはレンズ１４の位置Ｌの変位量ΔＬがＬｍ１に設定されているときの位置Ｌの経時変化を表す。破線で示したグラフはレンズ１４の位置Ｌの変位量ΔＬがＬｍ１よりも小さいＬｍ２に設定されているときの位置Ｌの経時変化を表す。 In the present embodiment, the mechanism control unit 32 controls the first drive unit 20 such that the change over time of the position L of the lens 14 draws a sinusoidal curve as shown in FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the position L of the lens 14. In FIG. 4, the graph indicated by the solid line represents a temporal change of the position L when the displacement amount ΔL of the position L of the lens 14 is set to L m1 . Graph shown by a broken line represents the change with time of the position L when the displacement amount ΔL positions L of the lens 14 is set to a small L m @ 2 than L m1.

図３に示すように、機構制御部３２は、レンズ１４が初期位置Ｌ０を中心に予め定められた周期（図４においては０．１秒周期）で往復直線運動するように第１駆動部２０を制御する。レンズ１４が初期位置Ｌ０を中心に往復直線運動することで、焦点位置Ｆについても、初期位置Ｌ０に対応する位置Ｆ０（図３参照）を中心に前後に直線変動する。 As shown in FIG. 3, the mechanism control unit 32, the lens 14 is first driver for reciprocating linear motion in a predetermined period around the initial position L 0 (0.1 second cycle in FIG. 4) 20 is controlled. By lens 14 reciprocates around the initial position L 0, the even focus position F, linearly varies back and forth around the position corresponding to the initial position L 0 F 0 (see FIG. 3).

測定精度を変更した場合、往復直線運動の周期を変えることなく変位量ΔＬを変更することで、レンズ１４の位置Ｌの移動速度が変化する。その結果、焦点位置の変更速度が変わる。すなわち、レンズ１４の初期位置Ｌ０から再度初期位置Ｌ０に戻ってくるまでの時間を一定にし、変位量ΔＬを変更することで、計測速度は変更する。言い換えると、位置Ｆ０から再度位置Ｆ０に戻ってくるまでの時間は、測定精度の変更に伴う変位量ΔＦの変更に関わらず一定である。 When the measurement accuracy is changed, the moving speed of the lens 14 at the position L changes by changing the displacement amount ΔL without changing the cycle of the reciprocating linear motion. As a result, the changing speed of the focal position changes. That is, the time from the initial position L 0 of the lens 14 to come back to the initial position L 0 again constant, by changing the amount of displacement [Delta] L, the measurement speed is changed. In other words, the time until coming back to the position F 0 again from the position F 0 is a constant regardless of the change of the displacement amount ΔF due to a change in measurement accuracy.

次に、フレームレートおよび往復直線運動の周期を変えることなく変位量ΔＦを変更することで、計測精度が変わる理由について、図５を参照して説明する。   Next, the reason why the measurement accuracy changes by changing the displacement amount ΔF without changing the frame rate and the cycle of the reciprocating linear motion will be described with reference to FIG.

図５において、光学センサ１６が光を検出して読み出す読出しタイミングＴｎにおける焦点位置Ｆは、焦点位置Ｆ（ｎ）と表す。また、所定期間におけるレンズの位置Ｌの変位量ΔＬがＬｍに設定されている場合の焦点位置Ｆは、焦点位置Ｆｍと表す。また、所定期間におけるレンズの位置Ｌの変位量ΔＬがＬｍに設定されている場合の読出しタイミングＴｎにおけるレンズの位置Ｌは、位置Ｌｍ（ｎ）と表す。 5, the focal position F of the read timing T n of the optical sensor 16 reads detect light represents the focal position F (n). The focal position F when the displacement ΔL of the position L of the lens in a predetermined period is set to L m represents a focus position F m. The position L of the lens in the read timing T n when the displacement amount ΔL positions L of the lens in a predetermined period is set to L m represents the position L m (n).

図５に示すように、Ｌｍ１がＬｍ２より大きい場合に、タイミングＴｎにおける焦点位置Ｆ（ｎ）と、読出しタイミングＴｎの次の読出しタイミングＴｎ＋１における焦点位置Ｆ（ｎ＋１）との差分について、変位量ΔＬがＬｍ１のときと、変位量ΔＬがＬｍ２のときとを比較すると、式（１）の関係が成り立つ。

Figure 2020034487
As shown in FIG. 5, when L m1 is larger than L m @ 2, the difference between the focus position F (n) at the timing T n, the readout timing T n for the next read timing T n + 1 focal position in F (n + 1) When the displacement amount ΔL is L m1 and the displacement amount ΔL is L m2 , the relationship of Expression (1) is established.
Figure 2020034487

焦点位置Ｆ（ｎ）と焦点位置Ｆ（ｎ＋１）との差分は、対象物９９をスライスする幅に相当し、小さいほど高精度で計測されていることを意味する。   The difference between the focal position F (n) and the focal position F (n + 1) corresponds to the width of slicing the object 99, and the smaller the difference, the higher the accuracy of the measurement.

すなわち、制御部３０は、フレームレートを変えることなく、焦点位置Ｆの単位時間当たりの変位量ΔＬを変更するように第１駆動部２０を制御することで、計測精度を変えることができる。   That is, the control unit 30 can change the measurement accuracy by controlling the first drive unit 20 so as to change the displacement amount ΔL of the focal position F per unit time without changing the frame rate.

ここで、本実施の形態においては、焦点位置の変更速度を変える方法として、往復直線運動の周期を変えずに焦点位置の変位量を変える方法が選択されている。より具体的には、焦点位置の変更速度を下げて計測精度を上げる方法としては、往復直線運動の周期を長くし、一の箇所を計測するのに要する時間を延ばすことでも実現することができる。   Here, in the present embodiment, as a method of changing the changing speed of the focal position, a method of changing the displacement of the focal position without changing the cycle of the reciprocating linear motion is selected. More specifically, as a method of lowering the change speed of the focal position and increasing the measurement accuracy, it can also be realized by lengthening the period of the reciprocating linear motion and extending the time required to measure one location. .

しかし、合焦法を計測原理とした、本実施の形態に係る三次元スキャナ１００は、一の箇所を計測している間、対象物９９と、光学センサ１６との位置関係が変化しないことが前提とされている。そのため、本実施の形態の三次元スキャナ１００のように、計測装置を手で持って計測を行なう場合に一の箇所を計測するのに要する時間が長くなると、手ブレの影響により、計測結果の精度が下がる虞がある。   However, the three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment using the focusing method as the measurement principle may not change the positional relationship between the target object 99 and the optical sensor 16 while measuring one location. It is assumed. Therefore, if the time required to measure one location is long when the measurement is performed by holding the measuring device as in the case of the three-dimensional scanner 100 of the present embodiment, the measurement result may be affected by camera shake. The accuracy may be reduced.

本実施の形態においては、図４に示すように、測定精度を変更する前後で、往復直線運動の周期を変えないようにすることで、一の箇所を計測するのに要する時間を変えずに計測精度を変更することができる。その結果、計測精度を変更する前後で手ブレの影響を変えることなく、計測精度を変更することができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, by changing the period of the reciprocating linear motion before and after changing the measurement accuracy, the time required to measure one location can be changed. Measurement accuracy can be changed. As a result, the measurement accuracy can be changed without changing the influence of camera shake before and after changing the measurement accuracy.

なお、フレームレートを変更することで計測精度を変更することも可能であるが、高スペックの光学センサ１６を三次元スキャナ１００に搭載する必要があるため、焦点位置の変更速度を変える方法を採用した方が、三次元スキャナ１００を安価に作成することができる。   The measurement accuracy can be changed by changing the frame rate. However, since it is necessary to mount the high-spec optical sensor 16 on the three-dimensional scanner 100, a method of changing the change speed of the focal position is adopted. By doing so, the three-dimensional scanner 100 can be manufactured at low cost.

（Ｃ．測定精度の変更契機）
対象物９９の計測は、たとえば歯に詰める補綴物を作成するときや、作成した補綴物を歯に詰めたときの嵌り具合を確認するときに行われる。このときに、精度の高い補綴物の作成や、補綴物の正確な検査のために高精度の計測が要求される部分がある。具体的に、補綴物と歯との境目となる部分であり、支台歯上のフィニッシュラインと呼ばれる部分である。それ以外の部分に対しては、高精度の計測は要求されないこともある。 (C. Timing of change in measurement accuracy)
The measurement of the target object 99 is performed, for example, when creating a prosthesis to be packed in a tooth, or when checking the fitted state when the created prosthesis is packed in a tooth. At this time, there is a part where high-precision measurement is required to create a high-accuracy prosthesis and to accurately inspect the prosthesis. Specifically, it is a part that becomes a boundary between the prosthesis and the tooth, and is a part called a finish line on the abutment tooth. For other parts, high-precision measurement may not be required.

本実施の形態において、測定精度は、ユーザによる操作によって変更可能である。具体的に、図３に示すように、三次元スキャナ１００は、調整部４０をさらに備える。調整部４０は、図示しないものの、ハウジング７７内に設けられており、ユーザの操作を受け付ける。たとえば、調整部４０は、ボタン、ロータリースイッチ、スライド式のスイッチなどを三次元スキャナ１００に設けたり、制御装置２００に設けたりすることにより実現される。   In the present embodiment, the measurement accuracy can be changed by a user operation. Specifically, as shown in FIG. 3, the three-dimensional scanner 100 further includes an adjustment unit 40. Although not shown, the adjustment unit 40 is provided in the housing 77 and accepts a user operation. For example, the adjustment unit 40 is realized by providing a button, a rotary switch, a slide switch, or the like in the three-dimensional scanner 100 or in the control device 200.

なお、調整部４０は、三次元スキャナ１００と通信可能な別の装置が備えてもよい。たとえば、調整部４０は、制御装置２００に接続された入力装置によって実現されてもよい。また、表示装置３００がタッチパネルとして機能する場合、調整部４０は、タッチパネルによって実現されてもよい。また、調整部４０は、三次元スキャナ１００に設けるとともに、三次元スキャナ１００と通信可能な別の装置にも設けてもよい。   Note that the adjustment unit 40 may be provided in another device capable of communicating with the three-dimensional scanner 100. For example, the adjustment unit 40 may be realized by an input device connected to the control device 200. When the display device 300 functions as a touch panel, the adjustment unit 40 may be realized by a touch panel. The adjustment unit 40 may be provided in the three-dimensional scanner 100 and also in another device that can communicate with the three-dimensional scanner 100.

本実施の形態において、測定精度は、ユーザによる操作によって変更されるとした。なお、測定精度は、対象物９９を計測して得られる情報に基づいて変更されるものであってもよい。たとえば、測定精度は、光学センサ１６からの検出結果に基づいて変更されてもよい。具体的には、対象物９９である歯は、複雑な形状をしている箇所と、凹凸が少なく比較的単純な形状をしている箇所とがある。制御部３０は、光学センサ１６からの検出結果から、計測箇所の形状の複雑度合いを示す特徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づいて測定精度を変更してもよい。   In the present embodiment, it is assumed that the measurement accuracy is changed by a user operation. Note that the measurement accuracy may be changed based on information obtained by measuring the target object 99. For example, the measurement accuracy may be changed based on a detection result from the optical sensor 16. Specifically, the tooth as the target object 99 includes a portion having a complicated shape and a portion having a relatively simple shape with little unevenness. The control unit 30 may extract a feature amount indicating the degree of complexity of the shape of the measurement location from the detection result from the optical sensor 16 and change the measurement accuracy based on the extracted feature amount.

また、前述のように、歯の形状を計測する場合、特に精度よく計測したい箇所が存在する。制御部３０は、光学センサ１６からの検出結果から、特に精度よく計測したい箇所（たとえば、フィニッシュラインである補綴物と歯との境目となる部分）であるか否かを示す特徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づいて測定精度を変更してもよい。なお、制御部３０が光学センサ１６からの検出結果に基づいて測定精度を変更する例を説明したが、制御装置２００などの三次元スキャナ１００と通信可能に接続される別装置によって変更できるようにしてもよい。   In addition, as described above, when measuring the shape of a tooth, there are places where it is particularly desired to measure with high accuracy. The control unit 30 extracts, from the detection result from the optical sensor 16, a feature amount indicating whether or not the position is a position to be measured with particularly high accuracy (for example, a boundary between a prosthesis and a tooth which is a finish line). Alternatively, the measurement accuracy may be changed based on the extracted feature amount. Although the example in which the control unit 30 changes the measurement accuracy based on the detection result from the optical sensor 16 has been described, the control unit 30 can change the measurement accuracy by another device such as the control device 200 communicably connected to the three-dimensional scanner 100. You may.

また、三次元計測システム１は、調整部４０のようにユーザの操作を契機に測定精度を変更する機能と、光学センサ１６からの検出結果に基づいて測定精度を変更する機能と、両方を備えてもよい。   Further, the three-dimensional measurement system 1 has both a function of changing the measurement accuracy triggered by a user's operation like the adjustment unit 40 and a function of changing the measurement accuracy based on the detection result from the optical sensor 16. You may.

（Ｄ．制御装置の機能構成）
制御装置２００は、図３に示すように、演算部２２０と、判定部２４０とを備える。演算部２２０は、「演算部」の一実施形態に対応する。判定部２４０は、「判定部」の一実施形態に対応する。 (D. Functional Configuration of Control Device)
The control device 200 includes a calculation unit 220 and a determination unit 240, as shown in FIG. The calculation unit 220 corresponds to an embodiment of a “calculation unit”. The determining unit 240 corresponds to an embodiment of a “determining unit”.

演算部２２０は、三次元スキャナ１００から検出結果を受けとり、検出結果に基づいて、対象物９９の三次元データを構築する。判定部２４０は、計測精度が上がることに伴い、必要なユーザの技量が上がることに鑑みて設けられた機能である。   The calculation unit 220 receives the detection result from the three-dimensional scanner 100 and constructs three-dimensional data of the object 99 based on the detection result. The determination unit 240 is a function provided in view of the fact that a necessary user skill increases with an increase in measurement accuracy.

本実施の形態において、ユーザは、三次元スキャナ１００を歯列に沿って動かすことで、口腔内の歯の三次元形状を取得する。具体的に、ユーザが三次元スキャナ１００を歯列に沿って図１のＸ−Ｙ平面内およびＹ−Ｚ平面内を動かすことで、演算部２２０は、互いに隣り合う複数個所の計測結果を取得し、互いに隣り合う箇所の計測結果同士を合成することで、広範囲の計測結果を取得し、計測結果を表示装置３００に出力する。   In the present embodiment, the user acquires the three-dimensional shape of the teeth in the oral cavity by moving the three-dimensional scanner 100 along the dentition. Specifically, when the user moves the three-dimensional scanner 100 along the dentition in the XY plane and the YZ plane of FIG. 1, the calculation unit 220 acquires the measurement results at a plurality of positions adjacent to each other. Then, by synthesizing the measurement results of the portions adjacent to each other, a wide range of measurement results is obtained, and the measurement results are output to the display device 300.

複数の計測結果を合成する場合、演算部２２０は、互いに隣り合う箇所の計測結果のうち、重複する部分の計測結果に基づいて合成する。すなわち、本実施の形態において、ユーザは、重複する部分を設けながら、三次元スキャナ１００を徐々に動かすことで、広範囲の計測結果を得ることができる。   When synthesizing a plurality of measurement results, the calculation unit 220 synthesizes based on the measurement results of the overlapping part among the measurement results of the adjacent portions. That is, in the present embodiment, the user can obtain a wide range of measurement results by gradually moving the three-dimensional scanner 100 while providing overlapping portions.

本実施の形態において、三次元スキャナ１００を対象物９９に対して図１のＸ軸方向およびＹ軸方向の計測範囲（計測の面内方向）に動かすことなく計測した場合の三次元スキャナ１００の図１のＺ軸方向の計測範囲（計測の深さ方向）は、焦点位置Ｆを変更可能な範囲に相当する。計測精度を上げると焦点位置Ｆの変位量ΔＦは小さくなる。そのため、計測精度を上げると計測の深さ方向の計測範囲が狭くなる。三次元スキャナ１００で対象物９９を計測する場合、ユーザは、Ｚ軸方向の計測範囲（計測の深さ方向）を計測するのに要する計測期間の間、対象物９９と三次元スキャナ１００との相対距離を計測の深さ方向の計測範囲内に保つ必要がある。そのため、計測の深さ方向の計測範囲が狭くなると、対象物９９と三次元スキャナ１００との相対距離を、より正確に一定の範囲内に保持しなければならなくなる。そのため、計測精度が上がることに伴い、必要となるユーザの技量が高くなる。   In the present embodiment, the three-dimensional scanner 100 in the case where the measurement is performed without moving the three-dimensional scanner 100 with respect to the object 99 in the measurement ranges in the X-axis direction and the Y-axis direction (in-plane direction of the measurement) in FIG. The measurement range in the Z-axis direction (the measurement depth direction) in FIG. 1 corresponds to a range in which the focal position F can be changed. When the measurement accuracy is increased, the displacement amount ΔF of the focal position F becomes smaller. Therefore, when the measurement accuracy is increased, the measurement range in the depth direction of the measurement is narrowed. When the object 99 is measured by the three-dimensional scanner 100, the user needs to measure the distance between the object 99 and the three-dimensional scanner 100 during the measurement period required to measure the measurement range in the Z-axis direction (the measurement depth direction). It is necessary to keep the relative distance within the measurement range in the depth direction of the measurement. Therefore, when the measurement range in the depth direction of the measurement becomes narrow, the relative distance between the object 99 and the three-dimensional scanner 100 must be more accurately kept within a certain range. Therefore, as the measurement accuracy increases, the required skill of the user increases.

判定部２４０は、計測精度が上がることに伴い、必要となるユーザの技量が高くなることに鑑みて設けられた機能であって、一の箇所を計測した後、次の箇所を計測するときに、計測済みの箇所の含み具合に基づいて、計測方法が正しいか否かを判定する。判定部２４０は、判定結果を表示装置３００に出力する。   The determination unit 240 is a function provided in view of an increase in the required skill of the user with an increase in the measurement accuracy. The measurement unit 240 measures one location and then measures the next location. It is determined whether or not the measurement method is correct based on the degree of inclusion of the measured location. The determination unit 240 outputs the determination result to the display device 300.

判定部２４０は、たとえば、演算部２２０の計測結果に基づいて、一の箇所を計測した後、次の箇所を計測するときに、演算部２２０によって演算された次の箇所の計測結果に基づいて、計測済みの結果との一致度合いを算出し、一致度合いが予め定められた閾値を超えているか否かを判定する。一致度合いが予め定められた閾値以下であるということは、対象物９９と三次元スキャナ１００との相対距離が一定の範囲内になく不安定であり、計測の失敗確率が上がることを意味する。   The determination unit 240 measures, for example, one location based on the measurement result of the calculation unit 220, and then based on the measurement result of the next location calculated by the calculation unit 220 when measuring the next location. Then, the degree of coincidence with the measured result is calculated, and it is determined whether or not the degree of coincidence exceeds a predetermined threshold. The fact that the degree of coincidence is equal to or less than the predetermined threshold value means that the relative distance between the object 99 and the three-dimensional scanner 100 is not within a certain range and is unstable, and the probability of measurement failure increases.

なお、判定部２４０は三次元スキャナ１００が備えていてもよい。たとえば、三次元スキャナ１００に三次元スキャナ１００と対象物９９との間の相対的な位置関係の変化を計測可能なセンサを設け、判定部は、センサからの計測結果に基づいて相対的な位置関係の変化速度を算出し、変化速度に基づいて計測済みの箇所の含み具合を判定してもよい。判定部は、計測精度ごとに予め規定されている閾値を変化速度が超えたか否かに基づいて、計測済みの箇所が予め定められた閾値以上含まれているか否かが判定される。   Note that the determination unit 240 may be included in the three-dimensional scanner 100. For example, the three-dimensional scanner 100 is provided with a sensor capable of measuring a change in the relative positional relationship between the three-dimensional scanner 100 and the object 99, and the determination unit determines the relative position based on the measurement result from the sensor. The change speed of the relationship may be calculated, and the degree of inclusion of the measured portion may be determined based on the change speed. The determining unit determines whether or not the measured location is included in the predetermined threshold or more based on whether or not the change speed has exceeded a predetermined threshold for each measurement accuracy.

表示装置３００は、演算部２２０からの計測結果に基づいて、対象物９９の三次元データを表示する。また、表示装置３００は、計測済みの箇所の一部が含まれていない場合に、計測済みの箇所を含むように三次元スキャナ１００を動かすことをユーザに対して指示する。たとえば、表示装置３００は、計測済みの箇所の一部が含まれていないまま、ある箇所の計測を行った場合に、その箇所の計測結果を表す三次元データを、他の三次元データとは異なる態様で表示する。これにより、ユーザは、三次元スキャナ１００の位置を少し戻し、計測済みの箇所の一部を含むように再度計測を行う。   The display device 300 displays the three-dimensional data of the target object 99 based on the measurement result from the calculation unit 220. In addition, when a part of the measured portion is not included, the display device 300 instructs the user to move the three-dimensional scanner 100 to include the measured portion. For example, when the display device 300 performs measurement of a certain location while not including a part of the measured location, the display device 300 converts three-dimensional data representing a measurement result of the location into another three-dimensional data. Display in a different manner. Thereby, the user returns the position of the three-dimensional scanner 100 a little, and performs the measurement again so as to include a part of the measured portion.

なお、判定部２４０は、判定結果を表示装置３００に出力することで計測済みの箇所を含むように三次元スキャナ１００を動かすことをユーザに対して指示するものとしたが、三次元スキャナ１００のハウジング７７にインジケータを設け、インジケータの表示を変えることで計測済みの箇所を含むように三次元スキャナ１００を動かすことをユーザに対して指示してもよい。   The determination unit 240 outputs the determination result to the display device 300 to instruct the user to move the three-dimensional scanner 100 so as to include the measured portion. An indicator may be provided on the housing 77 and the user may be instructed to move the three-dimensional scanner 100 so as to include the measured portion by changing the display of the indicator.

また、判定部２４０の結果に基づいて、計測精度を変更するようにしてもよい。たとえば、計測済みの箇所の含み具合が少なく、対象物９９と三次元スキャナ１００との相対距離が一定の範囲内になく不安定である場合には、計測精度を下げるようにし、対象物９９と三次元スキャナ１００との相対距離が一定の範囲内にあり安定している場合には計測精度を上げるようにしてもよい。また、対象物９９と三次元スキャナ１００との相対距離が一定の範囲内になく不安定である場合には計測精度を下げた上で、計測精度を下げた旨をユーザに通知するようにしてもよい。   Further, the measurement accuracy may be changed based on the result of the determination unit 240. For example, when the degree of inclusion of the measured portion is small and the relative distance between the object 99 and the three-dimensional scanner 100 is not within a certain range and is unstable, the measurement accuracy is reduced, and When the relative distance from the three-dimensional scanner 100 is within a certain range and is stable, the measurement accuracy may be increased. When the relative distance between the target object 99 and the three-dimensional scanner 100 is not within a certain range and is unstable, the measurement accuracy is reduced, and the user is notified that the measurement accuracy has been reduced. Is also good.

なお、制御部３０が備える各種構成は、図示しないものの、制御部３０が備える記憶部に相当するＲＯＭに保存されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。たとえば、機構制御部３２にかかる機能は、ＲＯＭに保存されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。具体的に機構制御部３２にかかる機能を実現するためのプログラムは、三次元スキャナ１００に、焦点位置Ｆの変位量ΔＦの変更を受け付ける第１ステップと、第１ステップにおいて受け付けた変更後の変位量に従って第１駆動部２０を制御する第２ステップとを実行させる。   Although not shown, various configurations of the control unit 30 are realized by the CPU executing a program stored in a ROM corresponding to a storage unit of the control unit 30. For example, the function related to the mechanism control unit 32 is realized by the CPU executing a program stored in the ROM. Specifically, the program for realizing the function related to the mechanism control unit 32 includes, in the three-dimensional scanner 100, a first step of receiving a change in the displacement ΔF of the focal position F, and a post-change displacement received in the first step. And a second step of controlling the first drive unit 20 according to the amount.

なお、プログラムは、ＲＯＭに保存されている必要はなく、制御装置２００や、三次元スキャナ１００と直接または間接的に通信可能なサーバや、三次元スキャナ１００と直接接続可能な外部メモリに保存されていてもよい。また、プログラムは、記憶媒体に格納された状態で流通する。   The program need not be stored in the ROM, but may be stored in the control device 200, a server that can directly or indirectly communicate with the three-dimensional scanner 100, or an external memory that can be directly connected to the three-dimensional scanner 100. May be. Further, the program is distributed while being stored in a storage medium.

（Ｅ．変化機構の構成）
図６を参照して、図１で示した第１駆動部２０を含む変化機構の構成について説明する。第１駆動部２０は、レンズ１４の光軸方向（図６中の直線ｌ方向）にレンズ１４を往復直線運動させる。図６は、変化機構の構成を示す図である。 (E. Configuration of change mechanism)
With reference to FIG. 6, the configuration of the change mechanism including the first drive unit 20 shown in FIG. 1 will be described. The first drive unit 20 causes the lens 14 to reciprocate linearly in the optical axis direction of the lens 14 (the direction of a straight line 1 in FIG. 6). FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the change mechanism.

本実施の形態においては、変化機構は、レンズ１４を往復直線運動させる第１駆動部２０に加えて、カウンタウェイト２４と、カウンタウェイト２４を往復直線運動させる第２駆動部２６と、レンズ１４を往復直線運動するように支持する支持部１４ａと、カウンタウェイト２４を往復直線運動するように支持する支持部２４ａとによって実現される。   In the present embodiment, in addition to the first drive unit 20 that reciprocates the lens 14 linearly, the change mechanism includes a counter weight 24, a second drive unit 26 that reciprocates the counter weight 24 linearly, and the lens 14. This is realized by a support portion 14a that supports the reciprocating linear motion and a support portion 24a that supports the counterweight 24 so as to reciprocate linearly.

レンズ１４は、直線ｌに平行な支持部１４ａによって、直線ｌの方向に往復直線運動するように支持されている。図示は省略するが、支持部１４ａは、ハウジング７７によって固定されている。さらに、レンズ１４は、第１駆動部２０の磁気回路構成２３に接続されている。第１駆動部２０は、磁気回路構成２３によって、レンズ１４を直線ｌの方向に往復直線運動させるリニアモータを構成する。   The lens 14 is supported by a support portion 14a parallel to the straight line l so as to reciprocate linearly in the direction of the straight line l. Although not shown, the support portion 14a is fixed by the housing 77. Further, the lens 14 is connected to the magnetic circuit configuration 23 of the first drive unit 20. The first drive unit 20 forms a linear motor that causes the lens 14 to reciprocate linearly in the direction of the straight line 1 by the magnetic circuit configuration 23.

レンズ１４が直線ｌの方向（Ｘ軸方向）に往復直線運動すると、レンズ１４の質量分だけ三次元スキャナ１００の重心位置が移動することになり三次元スキャナ１００を保持するユーザの手に振動として伝わる。カウンタウェイト２４は、この振動を打ち消すために、ハウジング７７の内部に設けられたレンズ１４と同じ質量を有する錘である。   When the lens 14 reciprocates linearly in the direction of the straight line 1 (X-axis direction), the position of the center of gravity of the three-dimensional scanner 100 moves by an amount corresponding to the mass of the lens 14, and the vibration of the hand of the user holding the three-dimensional scanner 100 occurs. Convey. The counter weight 24 is a weight having the same mass as the lens 14 provided inside the housing 77 to cancel this vibration.

カウンタウェイト２４は、レンズ１４の直線運動方向の直線ｌ上に設けられており、図示は省略するが、対象物９９とレンズ１４との間の光路、およびレンズ１４と光学センサ１６との間の光路を遮らないように、Ｘ軸方向における光学センサ１６の背面側に設けられている。   The counter weight 24 is provided on a straight line 1 in the direction of linear movement of the lens 14, and although not shown, an optical path between the object 99 and the lens 14 and a light path between the lens 14 and the optical sensor 16. It is provided on the back side of the optical sensor 16 in the X-axis direction so as not to block the optical path.

カウンタウェイト２４は、直線ｌに平行な支持部２４ａによって、直線ｌの方向に直線運動するように支持されている。本実施の形態においては、支持部２４ａは、支持部１４ａと別の部材である。さらに、カウンタウェイト２４は、第２駆動部２６の磁気回路構成２７に接続されている。第２駆動部２６は、磁気回路構成２７によって、カウンタウェイト２４を直線ｌの方向に往復直線運動させるリニアモータを構成する。なお、以下では、第１駆動部２０および第２駆動部２６をまとめて単に「駆動部」ともいう。   The counter weight 24 is supported by a support portion 24a parallel to the straight line l so as to linearly move in the direction of the straight line l. In the present embodiment, the support portion 24a is a separate member from the support portion 14a. Further, the counter weight 24 is connected to a magnetic circuit configuration 27 of the second drive unit 26. The second drive unit 26 constitutes a linear motor that causes the counterweight 24 to reciprocate linearly in the direction of the straight line 1 by the magnetic circuit configuration 27. In the following, the first drive unit 20 and the second drive unit 26 are collectively referred to simply as a “drive unit”.

機構制御部３２は、第１駆動部２０および第２駆動部２６のそれぞれを制御する。なお、本実施の形態においては、第１駆動部２０および第２駆動部２６が共通の機構制御部３２によってそれぞれ制御されるが、第１駆動部２０および第２駆動部２６が互いに異なる制御部によってそれぞれ制御されてもよい。   The mechanism control unit 32 controls each of the first drive unit 20 and the second drive unit 26. In the present embodiment, the first drive unit 20 and the second drive unit 26 are respectively controlled by the common mechanism control unit 32, but the first drive unit 20 and the second drive unit 26 are different control units. Respectively.

第１駆動部２０によって、レンズ１４が直線ｌの方向に往復直線運動すると、第２駆動部２６によって、カウンタウェイト２４は、レンズ１４と相対する方向にレンズ１４と同じ距離だけ往復直線運動する。たとえば、レンズ１４が対象物９９に近づく方向に直線ｌ上を１０ｍｍ移動すると、カウンタウェイト２４は、対象物９９から遠ざかる方向に直線ｌ上を１０ｍｍ移動する。また、レンズ１４が対象物９９から遠ざかる方向に直線ｌ上を１５ｍｍ移動すると、カウンタウェイト２４は、対象物９９に近づく方向に直線ｌ上を１５ｍｍ移動する。   When the lens 14 reciprocates linearly in the direction of the straight line 1 by the first drive unit 20, the counterweight 24 reciprocates linearly by the same distance as the lens 14 in the direction facing the lens 14 by the second drive unit 26. For example, when the lens 14 moves 10 mm on the straight line 1 in a direction approaching the object 99, the counter weight 24 moves 10 mm on the straight line 1 in a direction away from the object 99. When the lens 14 moves 15 mm on the straight line 1 in a direction away from the object 99, the counter weight 24 moves 15 mm on the straight line 1 in a direction approaching the object 99.

このように、本実施の形態にかかる変化機構においては、レンズ１４と相対する方向に当該レンズ１４と同じ距離だけカウンタウェイト２４が往復直線運動することで、レンズ１４の往復直線運動に起因する三次元スキャナ１００の重心の偏りを相殺することができる。これにより、カウンタウェイト２４によって、レンズ１４の往復直線運動による振動を打ち消すことができる。   As described above, in the changing mechanism according to the present embodiment, the counterweight 24 reciprocates linearly by the same distance as the lens 14 in the direction opposite to the lens 14, and thus the third order caused by the reciprocal linear movement of the lens 14. The deviation of the center of gravity of the original scanner 100 can be offset. Thus, the counterweight 24 can cancel the vibration caused by the reciprocating linear motion of the lens 14.

（Ｆ．駆動部の構成）
図７〜図１０を参照して、駆動部の構成について説明する。図７は、駆動部のＹ−Ｚ断面を示す模式図である。図８は、駆動部のＸ−Ｚ断面を示す模式図である。図９は、レンズが往復直線運動するときの駆動部の動きを説明するための図である。図９（Ａ）では、駆動部においてレンズ１４が一方向に直線運動した場合の駆動部のＸ−Ｚ断面の模式図を示している。図９（Ｂ）では、駆動部においてレンズ１４が他方向に直線運動した場合の駆動部のＸ−Ｚ断面の模式図を示している。なお、図７〜図９に示す例では、駆動部のうち、第１駆動部２０の構成を説明するが、第２駆動部２６の構成も第１駆動部２０と同様である。すなわち、第２駆動部２６の場合、図７〜図９に示す例において、レンズ１４がカウンタウェイト２４に置き換えられるが、その他の構成は第１駆動部２０と同様である。 (F. Configuration of Drive Unit)
The configuration of the driving unit will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a YZ cross section of the driving unit. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an XZ cross section of the driving unit. FIG. 9 is a diagram for explaining the movement of the drive unit when the lens performs a reciprocating linear movement. FIG. 9A is a schematic diagram of an XZ section of the driving unit when the lens 14 linearly moves in one direction in the driving unit. FIG. 9B is a schematic diagram of an XZ section of the driving unit when the lens 14 linearly moves in the other direction in the driving unit. In the examples shown in FIGS. 7 to 9, among the driving units, the configuration of the first driving unit 20 will be described. However, the configuration of the second driving unit 26 is the same as that of the first driving unit 20. That is, in the case of the second driving unit 26, the lens 14 is replaced with the counter weight 24 in the examples shown in FIGS. 7 to 9, but other configurations are the same as those of the first driving unit 20.

図７〜図９に示すように、第１駆動部２０は、中央部に略円形のレンズ１４を設けることができるように、レンズ１４の周辺に当該レンズ１４を往復直線運動させるための各部材が配置されており、直線運動方向である直線ｌに沿って長尺状の中空形状を有する。このように、第１駆動部２０の中央部に略円形のレンズ１４を設けるような構成であるため、第１駆動部２０の中央部に光を通すことができる。   As shown in FIGS. 7 to 9, the first driving unit 20 includes members for linearly reciprocating the lens 14 around the lens 14 so that a substantially circular lens 14 can be provided at the center. Are arranged, and have a long hollow shape along a straight line 1 which is a linear movement direction. As described above, since the configuration is such that the substantially circular lens 14 is provided at the center of the first drive unit 20, light can pass through the center of the first drive unit 20.

具体的には、図７に示すように、第１駆動部２０においては、レンズ１４の外周部に、レール５７ａおよびブロック５６ａで構成される支持部１４ａと、レール５７ｂおよびブロック５６ｂで構成される支持部１４ａとが設けられている。このように、複数の支持部１４ａが、レンズ１４の外周側で互いに異なる位置に配置されている。   Specifically, as shown in FIG. 7, in the first driving unit 20, the support unit 14 a including the rail 57 a and the block 56 a and the rail 57 b and the block 56 b are provided on the outer periphery of the lens 14. A support portion 14a is provided. Thus, the plurality of support portions 14a are arranged at different positions on the outer peripheral side of the lens 14.

より具体的には、複数の支持部１４ａは、レンズ１４の直線運動方向と平行でかつレンズ１４の中心を通る光軸（直線ｌ）を回転軸として、それぞれが回転対称となる位置で互いに平行に配置されている。たとえば、図７において、直線ｌを回転軸として、複数の支持部１４ａのそれぞれを１８０度回転させた場合、支持部１４ａが支持部１４ａの位置に、支持部１４ａが支持部１４ａの位置に配置されることになる。なお、図示は省略するが、複数の支持部２４ａについても同様の位置に配置されている。つまり、複数の支持部２４ａは、カウンタウェイト２４の直線運動方向と平行でかつカウンタウェイト２４の中心を通る軸（直線ｌ）を回転軸として、それぞれが回転対称となる位置で互いに平行に配置されている。   More specifically, the plurality of support portions 14a are parallel to each other at positions that are rotationally symmetric with respect to the optical axis (straight line 1) that is parallel to the direction of linear movement of the lens 14 and passes through the center of the lens 14. Are located in For example, in FIG. 7, when each of the plurality of support portions 14a is rotated by 180 degrees with the straight line l as a rotation axis, the support portions 14a are disposed at the positions of the support portions 14a, and the support portions 14a are disposed at the positions of the support portions 14a. Will be done. Although not shown, the plurality of support portions 24a are also arranged at similar positions. In other words, the plurality of support portions 24a are arranged in parallel with each other at positions that are rotationally symmetric with respect to an axis (straight line 1) parallel to the direction of linear movement of the counterweight 24 and passing through the center of the counterweight 24 as a rotation axis. ing.

支持部１４ａのブロック５６ａは、レンズ１４を支持するとともにレール５７ａに嵌合しており、レール５７ａに沿って直線方向に移動することで、レンズ１４を往復直線運動させる。支持部１４ａのブロック５６ｂは、ブロック５６ａとは異なる位置でレンズ１４を支持するとともにレール５７ｂに嵌合しており、レール５７ｂに沿って直線方向に移動することで、レンズ１４を往復直線運動させる。なお、支持部１４ａは、図６を参照しながら説明した支持部１４ａに対応する。   The block 56a of the support portion 14a supports the lens 14 and is fitted to the rail 57a. The block 56a moves linearly along the rail 57a to linearly reciprocate the lens 14. The block 56b of the support portion 14a supports the lens 14 at a position different from that of the block 56a and is fitted on the rail 57b, and moves linearly along the rail 57b to reciprocate the lens 14 linearly. . Note that the support portion 14a corresponds to the support portion 14a described with reference to FIG.

ブロック５６ａおよびブロック５６ｂには、それぞれレール５７ａおよびレール５７ｂの接続面との間において、グリスなどの粘性を有する潤滑剤が塗布されてもよいし、ボールやローラなどの転がり軸受が設けられてもよい。この場合、グリスなどの粘性を有する潤滑剤は、「ダンパ」の一実施形態に対応する。   The block 56a and the block 56b may be coated with a viscous lubricant such as grease or provided with a rolling bearing such as a ball or a roller between the connection surfaces of the rails 57a and 57b. Good. In this case, a viscous lubricant such as grease corresponds to one embodiment of a “damper”.

さらに、図８に示すように、レンズ１４の中心部における光路を遮らないように当該レンズ１４の外周を取り囲むようにして、レンズ１４の外周に沿ってバネ５５ａおよびバネ５５ｂが設けられている。バネ５５ａおよびバネ５５ｂは、「弾性部材」の一実施形態に対応する。バネ５５ａおよびバネ５５ｂには、コイルバネなどが適用される。なお、弾性部材には、バネに限らず、ゴムなど、力を加えたときに変形する一方で力を除いたときには元に戻るものであればいずれの部材が適用されてもよい。   Further, as shown in FIG. 8, a spring 55a and a spring 55b are provided along the outer periphery of the lens 14 so as to surround the outer periphery of the lens 14 so as not to block the optical path at the center of the lens 14. The spring 55a and the spring 55b correspond to an embodiment of an “elastic member”. A coil spring or the like is applied to the spring 55a and the spring 55b. The elastic member is not limited to a spring, but may be rubber or any other member that deforms when a force is applied and returns to the original state when the force is removed.

バネ５５ａおよびバネ５５ｂは、それぞれ、その一端が当該レンズ１４に当接し、その他端はハウジング７７内で固定されている。さらに、バネ５５ａおよびバネ５５ｂは、Ｘ方向の変形が許容され、Ｙ−Ｚ方向に変形し難くなるようにハウジング７７内で保持されている。このように配置されたバネ５５ａおよびバネ５５ｂによって、レンズ１４に対して直線運動方向に弾性力が与えられる。バネ５５ａおよびバネ５５ｂのそれぞれの直径は、レンズ１４を２つのバネによって挟み込んで固定できるように、レンズ１４の直径と略同じであってもよい。   One end of each of the spring 55a and the spring 55b is in contact with the lens 14, and the other end is fixed in the housing 77. Furthermore, the spring 55a and the spring 55b are held in the housing 77 so that deformation in the X direction is allowed and deformation in the YZ direction is difficult. An elastic force is applied to the lens 14 in the direction of linear movement by the springs 55a and 55b arranged as described above. The diameter of each of the springs 55a and 55b may be substantially the same as the diameter of the lens 14 so that the lens 14 can be sandwiched and fixed between two springs.

バネ５５ａおよびバネ５５ｂの外側（レンズ１４の中心からＺ方向に離れる側）には、レンズ１４を直線ｌの方向に往復直線運動させるための磁気回路構成２３ａが設けられている。磁気回路構成２３ａは、Ｎ極およびＳ極からなる磁石５３ａと、磁石５３ａの外側（レンズ１４の中心からＺ方向に離れる側）に配置されたコイル５２ａとを含む。   Outside the springs 55a and 55b (on the side away from the center of the lens 14 in the Z direction), a magnetic circuit configuration 23a for reciprocating the lens 14 in the direction of the straight line 1 is provided. The magnetic circuit configuration 23a includes a magnet 53a having an N pole and an S pole, and a coil 52a disposed outside the magnet 53a (on the side away from the center of the lens 14 in the Z direction).

磁石５３ａは、直線ｌの方向に運動可能な可動子であり、磁石５３ａが直線ｌに沿ってＸ方向に往復直線運動することで、レンズ１４も直線ｌに沿ってＸ方向に往復直線運動可能である。コイル５２ａは、固定子である。   The magnet 53a is a movable element that can move in the direction of the straight line l, and the lens 14 can also reciprocate linearly in the X direction along the straight line l when the magnet 53a reciprocates in the X direction along the straight line l. It is. The coil 52a is a stator.

コイル５２ａのさらに外側（レンズ１４の中心からＺ方向に離れる側）には、ヨーク５１ａが設けられている。ヨーク５１ａは、コイル５２ａと同様に固定子である。   A yoke 51a is provided further outside the coil 52a (on the side away from the center of the lens 14 in the Z direction). The yoke 51a is a stator like the coil 52a.

レンズ１４を介して磁気回路構成２３ａの反対側には、レンズ１４を直線ｌの方向に往復直線運動させるための磁気回路構成２３ｂが設けられている。磁気回路構成２３ｂは、Ｎ極およびＳ極からなる磁石５３ｂと、磁石５３ｂの外側（レンズ１４の中心からＺ方向に離れる側）に配置されたコイル５２ｂとを含む。   On the opposite side of the magnetic circuit configuration 23a via the lens 14, there is provided a magnetic circuit configuration 23b for causing the lens 14 to reciprocate linearly in the direction of the straight line l. The magnetic circuit configuration 23b includes a magnet 53b including an N pole and an S pole, and a coil 52b disposed outside the magnet 53b (on the side away from the center of the lens 14 in the Z direction).

磁石５３ｂは、直線ｌの方向に運動可能な可動子であり、磁石５３ｂが直線ｌに沿ってＸ方向に往復直線運動することで、レンズ１４も直線ｌに沿ってＸ方向に往復直線運動可能である。コイル５２ｂは、固定子である。   The magnet 53b is a movable element that can move in the direction of the straight line l, and the lens 14 can also move linearly in the X direction along the straight line l by the linear movement of the magnet 53b in the X direction. It is. The coil 52b is a stator.

コイル５２ｂのさらに外側には、ヨーク５１ｂが設けられている。ヨーク５１ｂは、コイル５２ｂと同様に固定子である。さらに、固定子であるヨーク５１ａおよびヨーク５１ｂは、三次元スキャナ１００のハウジング７７に適宜固定されている。   A yoke 51b is provided further outside the coil 52b. The yoke 51b is a stator like the coil 52b. Further, the yokes 51a and 51b, which are stators, are appropriately fixed to the housing 77 of the three-dimensional scanner 100.

このような構成を有する第１駆動部２０においては、磁気回路構成２３ａおよび磁気回路構成２３ｂによってレンズ１４に直線ｌの方向に力が与えられることで、レンズ１４が往復直線運動する。   In the first drive unit 20 having such a configuration, a force is applied to the lens 14 in the direction of the straight line 1 by the magnetic circuit configuration 23a and the magnetic circuit configuration 23b, so that the lens 14 reciprocates linearly.

たとえば、磁気回路構成２３ａおよび磁気回路構成２３ｂにおいて、図８に示すような位置関係でＮ極およびＳ極からなる磁石５３ａおよび磁石５３ｂを配置すると、点線で示すような矢印方向の磁界が生じる。この場合において、図８に示すような電流（Ｙ軸に沿って紙面の手前から奥に向かう方向の電流を「×」、Ｙ軸に沿って紙面の奥から手前に向かう方向の電流を「・」で示す）をコイル５２ａおよびコイル５２ｂのそれぞれに流すと、フレミングの左手の法則に従って、実線の矢印で示すようにＸ軸方向に電磁力（Ｆ）が生じる。このようにして生じた電磁力（Ｆ）が可動子である磁石５３ａおよび磁石５３ｂに作用されると、磁石５３ａおよび磁石５３ｂが電磁力（Ｆ）と反対の方向に動く。以下、バネ５５ａ，５５ｂ、磁石５３ａ，５３ｂ、レンズ１４、コイル５２ａ，５２ｂ、およびグリスなどの粘性を有する潤滑剤を含むダンパなど、装置内での物体の運動に関わる構成を、「運動系」と称する。   For example, in the magnetic circuit configuration 23a and the magnetic circuit configuration 23b, when the magnets 53a and 53b having the N pole and the S pole are arranged in a positional relationship as shown in FIG. 8, a magnetic field in the direction of the arrow shown by the dotted line is generated. In this case, the current as shown in FIG. 8 (the current in the direction from the front to the back of the paper along the Y axis is “×”, and the current in the direction from the back of the paper along the Y axis to the front is “·”. ) Flows through each of the coil 52a and the coil 52b, an electromagnetic force (F) is generated in the X-axis direction as indicated by a solid arrow according to Fleming's left-hand rule. When the electromagnetic force (F) thus generated is applied to the magnets 53a and 53b, which are movers, the magnets 53a and 53b move in the direction opposite to the electromagnetic force (F). Hereinafter, a configuration relating to the motion of an object in the apparatus, such as the springs 55a and 55b, the magnets 53a and 53b, the lens 14, the coils 52a and 52b, and a damper including a viscous lubricant such as grease, will be referred to as a “motion system”. Called.

レンズ１４は、レンズ１４の慣性力、電磁力（Ｆ）、バネ５５ａ，５５ｂの弾性力、およびダンパの粘性力といった運動系の応答により直線ｌの方向に振動することになる。図９（Ａ）は、本実施の形態に係る駆動部においてレンズが一方向に直線運動した場合の駆動部のＸ−Ｚ断面を示す模式図である。図９（Ｂ）は、本実施の形態に係る駆動部においてレンズが他方向に直線運動した場合の駆動部のＸ−Ｚ断面を示す模式図である。図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、機構制御部３２は、この振動を利用してレンズ１４を直線ｌの方向に往復直線運動させる。つまり、機構制御部３２は、運動系の固有振動数に合わせて一定周期で第１駆動部２０を制御して磁気回路構成２３ａおよび磁気回路構成２３ｂに電流を流すことで、運動系による共振現象を利用してレンズ１４を直線ｌの方向に往復直線運動させることができる。   The lens 14 vibrates in the direction of the straight line 1 due to the response of the motion system such as the inertial force of the lens 14, the electromagnetic force (F), the elastic force of the springs 55a and 55b, and the viscous force of the damper. FIG. 9A is a schematic diagram illustrating an XZ cross section of the driving unit when the lens linearly moves in one direction in the driving unit according to the present embodiment. FIG. 9B is a schematic diagram illustrating an XZ cross section of the driving unit when the lens linearly moves in the other direction in the driving unit according to the present embodiment. As shown in FIGS. 9A and 9B, the mechanism control unit 32 makes the lens 14 reciprocate linearly in the direction of the straight line 1 using this vibration. In other words, the mechanism control unit 32 controls the first drive unit 20 at a constant period in accordance with the natural frequency of the motion system to flow a current through the magnetic circuit configuration 23a and the magnetic circuit configuration 23b. , The lens 14 can be reciprocated linearly in the direction of the straight line l.

このように、第１駆動部２０は、運動系の固有振動数に合わせてコイル５２ａおよびコイル５２ｂに電流を流すことで、レンズ１４を直線ｌの方向に往復駆動させる共振駆動モータとして機能させることができる。ここで、モータにカムなどの機構部品を接続した機械的構成によってレンズ１４を往復直線運動させるような場合、レンズ１４を移動させている間、常にモータを駆動し続けなければならない。一方、本実施の形態のように運動系の共振現象を利用すれば、一定周期に磁気回路構成２３ａおよび磁気回路構成２３ｂに電流を流すだけでレンズ１４を往復直線運動させることができる。したがって、本実施の形態のような磁気回路構成を用いると、消費電力を抑えることができ、効率がよい。さらに、カム機構の場合、カム機構による接触音が発生したり、カム機構部の劣化によりカム面から接触粉が発生したりすることもあるが、本実施の形態のように運動系の共振現象を利用すれば、これらも解消することができる。   As described above, the first drive unit 20 functions as a resonance drive motor that drives the lens 14 back and forth in the direction of the straight line 1 by flowing current through the coils 52a and 52b in accordance with the natural frequency of the motion system. Can be. Here, when the lens 14 is caused to reciprocate linearly by a mechanical configuration in which a mechanical component such as a cam is connected to the motor, the motor must be constantly driven while the lens 14 is moved. On the other hand, if the resonance phenomenon of the motion system is used as in the present embodiment, the lens 14 can reciprocate linearly by simply passing a current through the magnetic circuit configuration 23a and the magnetic circuit configuration 23b at a constant period. Therefore, when a magnetic circuit configuration as in this embodiment is used, power consumption can be reduced and efficiency is improved. Further, in the case of the cam mechanism, contact noise due to the cam mechanism may occur, or contact powder may be generated from the cam surface due to deterioration of the cam mechanism. These can also be solved by using.

前述したように、第１駆動部２０によって、レンズ１４が直線ｌの方向に往復直線運動すると、第２駆動部２６によって、カウンタウェイト２４は、レンズ１４と相対する方向にレンズ１４と同じ距離だけ往復直線運動する。レンズ１４は、直線ｌ上を往復直線運動するのに対して、カウンタウェイト２４は重心の偏りを相殺するためにレンズ１４の直線運動方向と相対する方向に直線ｌ上を往復直線運動する。これにより、ユーザが三次元スキャナ１００を手に持って使用しても振動を感じない。   As described above, when the lens 14 reciprocates linearly in the direction of the straight line 1 by the first driving unit 20, the counter weight 24 is moved by the second driving unit 26 by the same distance as the lens 14 in the direction facing the lens 14. Reciprocating linear motion. The lens 14 reciprocates linearly on the straight line l, while the counter weight 24 reciprocates linearly on the straight line l in a direction opposite to the linear movement direction of the lens 14 to offset the deviation of the center of gravity. As a result, even when the user holds the three-dimensional scanner 100 in hand, the user does not feel vibration.

たとえば、図１０は、レンズが直線運動するときの駆動部の動きを説明するための図である。図１０（Ａ）は、レンズおよびカウンタウェイトが互いに遠ざかる方向に直線運動した場合の両者の位置関係を示している。図１０（Ｂ）は、レンズおよびカウンタウェイトが互いに近づく方向に直線運動した場合の両者の位置関係を示している。図１０（Ｂ）に示すように、機構制御部３２は、レンズ１４を対象物９９から遠ざかる方向に移動させた場合、カウンタウェイト２４を対象物９９に近づく方向に移動させる。   For example, FIG. 10 is a diagram for explaining the movement of the drive unit when the lens moves linearly. FIG. 10A shows the positional relationship between the lens and the counterweight when the lens and the counterweight linearly move away from each other. FIG. 10B shows the positional relationship between the lens and the counterweight when they linearly move in a direction approaching each other. As shown in FIG. 10B, when the lens 14 is moved in a direction away from the object 99, the mechanism control unit 32 moves the counterweight 24 in a direction approaching the object 99.

このように、三次元スキャナ１００においては、レンズ１４を往復直線運動させる第１駆動部２０と、カウンタウェイト２４を往復直線運動させる第２駆動部２６とを、機構制御部３２がそれぞれ独立して制御することによって、レンズ１４によって対象物９９に対する投影パターンの焦点位置を変化させつつ、カウンタウェイト２４によってレンズ１４の往復直線運動による振動を打ち消すことができる。   As described above, in the three-dimensional scanner 100, the first drive unit 20 for linearly reciprocating the lens 14 and the second drive unit 26 for linearly reciprocating the counter weight 24 are independently provided by the mechanism control unit 32. By performing the control, while the focal position of the projection pattern on the object 99 is changed by the lens 14, the vibration caused by the reciprocating linear motion of the lens 14 can be canceled by the counter weight 24.

また、図７および図８に示すように、第１駆動部２０においては、略円形のレンズ１４を中心として、直線ｌの方向と垂直な方向から、磁気回路構成２３ａの各部材と磁気回路構成２３ｂの各部材とが対称的な位置に設けられている。さらに、略円形のレンズ１４を中心として、直線ｌの方向と垂直な方向から、支持部１４ａが対称的な位置でレンズ１４を挟み込むように配置されている。   As shown in FIGS. 7 and 8, in the first drive unit 20, each member of the magnetic circuit configuration 23 a and the magnetic circuit configuration are arranged in a direction perpendicular to the direction of the straight line 1 around the substantially circular lens 14. The members 23b are provided at symmetrical positions. Further, the support portion 14a is disposed so as to sandwich the lens 14 at a symmetrical position from a direction perpendicular to the direction of the straight line 1 with the substantially circular lens 14 as a center.

このように、三次元スキャナ１００においては、運動対象であるレンズ１４を挟み込むようにして、第１駆動部２０の各構成が対称的に配置されるとともに、支持部１４ａも対称的に配置されている。   As described above, in the three-dimensional scanner 100, the components of the first drive unit 20 are symmetrically arranged so as to sandwich the lens 14 to be moved, and the support unit 14a is also symmetrically arranged. I have.

上述したように、本実施の形態に係る三次元スキャナ１００は、レンズ１４を往復直線運動させる複数の支持部１４ａを、レンズ１４の外周側で互いに異なる位置に配置することによって、残留振動を極力抑えるように構成されている。残留振動をより抑えるためには、複数の支持部１４ａを極力平行に保ちながらレンズ１４を支持することが要求されるが、複数の支持部１４ａを極力平行に保ちながら三次元スキャナ１００を組み立てる際には、どうしても部品の製造上のバラツキなどにより組立上の誤差が生じ得る。組立上の誤差が生じてしまうと、物体を正確に往復直線運動させることが難しくなる。なお、上述したことは、レンズ１４と支持部１４ａとの間の組立に限らず、カウンタウェイト２４と支持部２４ａとの間の組立においても同様のことが言える。   As described above, the three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment minimizes residual vibration by arranging the plurality of support portions 14a for linearly reciprocating the lens 14 at different positions on the outer peripheral side of the lens 14. It is configured to hold down. In order to further suppress the residual vibration, it is required to support the lens 14 while keeping the plurality of support portions 14a as parallel as possible. However, when assembling the three-dimensional scanner 100 while keeping the plurality of support portions 14a as parallel as possible. In this case, an error in assembling may occur due to variations in manufacturing parts. If an assembly error occurs, it is difficult to accurately reciprocate the object linearly. The above description is not limited to the assembly between the lens 14 and the support portion 14a, but the same can be said for the assembly between the counterweight 24 and the support portion 24a.

そこで、本実施の形態に係る三次元スキャナ１００では、レンズ１４と支持部１４ａとの間の組立、およびカウンタウェイト２４と支持部２４ａとの間の組立について、工夫がなされている。このような工夫について、以下、図１１〜図１２を参照しながら、レンズ１４と支持部１４ａとの間の組立を例示しながら説明する。なお、図１１〜図１２においては、上述した例と同様に、レンズ１４およびカウンタウェイト２４の直線運動方向である直線ｌに平行な軸をＸ軸、直線ｌに垂直であって紙面の上向きの軸をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸のそれぞれに垂直な軸をＹ軸と称する。また、図１１〜図１２に示す例では、レンズ１４と支持部１４ａとの間の組立について説明するが、カウンタウェイト２４と支持部２４ａとの間の組立についても同様である。   Therefore, in the three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment, the assembly between the lens 14 and the support portion 14a and the assembly between the counterweight 24 and the support portion 24a are devised. Such a device will be described below with reference to FIGS. 11 to 12 while exemplifying the assembly between the lens 14 and the support portion 14a. In FIGS. 11 to 12, similarly to the above-described example, the axis parallel to the straight line 1 that is the linear movement direction of the lens 14 and the counter weight 24 is the X axis, the axis is perpendicular to the straight line l, and An axis perpendicular to each of the Z axis, the X axis, and the Z axis is referred to as a Y axis. In addition, in the examples shown in FIGS. 11 to 12, the assembly between the lens 14 and the support portion 14a is described, but the same applies to the assembly between the counter weight 24 and the support portion 24a.

図１１は、三次元スキャナ１００の内部構造を示す模式図である。図１１に示すように、三次元スキャナ１００は、三次元スキャナ１００の前方に位置する第１ブロック８０１と、当該三次元スキャナ１００の後方に位置する第２ブロック８０２と、第１ブロック８０１と第２ブロック８０２との間に位置する連結部８００とを備える。   FIG. 11 is a schematic diagram showing the internal structure of the three-dimensional scanner 100. As shown in FIG. 11, the three-dimensional scanner 100 includes a first block 801 located in front of the three-dimensional scanner 100, a second block 802 located behind the three-dimensional scanner 100, a first block 801 and a second block 801. And a connection portion 800 located between the two blocks 802.

三次元スキャナ１００の内部においては、レンズ１４が内周側に配置され、当該レンズ１４の外周側に第１駆動部２０が円筒状に配置されており、これらレンズ１４と第１駆動部２０とをひとまとめにして第１ブロック８０１が構成される。つまり、第１ブロック８０１は、円筒状の形状を有し、その内部に設けられた第１駆動部２０における各構成のさらに内部の空間でレンズ１４を保持する。第１ブロック８０１は、三次元スキャナ１００のハウジング７７の前方に位置する第１収容部５０１に収容される。   Inside the three-dimensional scanner 100, the lens 14 is disposed on the inner peripheral side, and the first drive unit 20 is disposed on the outer peripheral side of the lens 14 in a cylindrical shape. Are combined to form a first block 801. That is, the first block 801 has a cylindrical shape, and holds the lens 14 in a space further inside each component of the first driving unit 20 provided therein. The first block 801 is housed in the first housing 501 located in front of the housing 77 of the three-dimensional scanner 100.

三次元スキャナ１００の内部においては、カウンタウェイト２４が内周側に配置され、当該カウンタウェイト２４の外周側に第２駆動部２６が円筒状に配置されており、これらカウンタウェイト２４と第２駆動部２６とをひとまとめにして第２ブロック８０２が構成される。つまり、第２ブロック８０２は、円筒状の形状を有し、その内部に設けられた第２駆動部２６における各構成のさらに内部の空間でカウンタウェイト２４を保持する。第２ブロック８０２は、三次元スキャナ１００のハウジング７７の後方に位置する第２収容部５０２に収容される。   Inside the three-dimensional scanner 100, the counter weight 24 is disposed on the inner peripheral side, and the second driving unit 26 is disposed on the outer peripheral side of the counter weight 24 in a cylindrical shape. The second block 802 is configured by putting together the unit 26. That is, the second block 802 has a cylindrical shape, and holds the counter weight 24 in a space further inside each component of the second driving unit 26 provided therein. The second block 802 is housed in the second housing portion 502 located behind the housing 77 of the three-dimensional scanner 100.

連結部８００は、第１ブロック８０１と第２ブロック８０２とを連結する。連結部８００は、往復直線運動するための各構成が運動可能な状態で一体として三次元スキャナ１００の内部に固定保持されている。具体的には、連結部８００は、第１収容部５０１によって保持されたレンズ１４と第２収容部５０２によって保持されたカウンタウェイト２４とを、往復直線運動するための各構成が運動可能な状態で一体に連結している。さらに、連結部８００は、その内部に設けられた空間において、前述した光源１８、レンズ１４、光学センサ７１、およびプリズム７２などを保持する。連結部８００は、第１収容部５０１と第２収容部５０２との間に位置する連結収容部５００に収容される。   The connection unit 800 connects the first block 801 and the second block 802. The connecting part 800 is fixedly held inside the three-dimensional scanner 100 as a unit in a state in which the components for reciprocating linear movement can move. More specifically, the connecting portion 800 is in a state where the respective components for reciprocating linear movement of the lens 14 held by the first housing portion 501 and the counter weight 24 held by the second housing portion 502 can move. Are connected together. Further, the connecting portion 800 holds the light source 18, the lens 14, the optical sensor 71, the prism 72, and the like in a space provided therein. The connecting section 800 is housed in the connecting housing section 500 located between the first housing section 501 and the second housing section 502.

図１２は、三次元スキャナ１００が備える第１ブロック８０１の内部構造を示す模式図である。図１２に示すように、第１ブロック８０１は、ヨーク５１ａ、コイル５２ａ、および磁石５３ａを含む磁気回路構成２３ａを収容して保持する。また、第１ブロック８０１は、レンズ１４の外周を取り囲むようにして、レンズ１４を固定する固定部１９０が収容されている。固定部１９０によって固定されたレンズ１４の一端には、バネ５５ａが当接し、レンズ１４の他端には、バネ５５ｂが当接している。   FIG. 12 is a schematic diagram showing the internal structure of the first block 801 provided in the three-dimensional scanner 100. As shown in FIG. 12, the first block 801 houses and holds a magnetic circuit configuration 23a including a yoke 51a, a coil 52a, and a magnet 53a. Further, the first block 801 houses a fixing portion 190 for fixing the lens 14 so as to surround the outer periphery of the lens 14. A spring 55a is in contact with one end of the lens 14 fixed by the fixing portion 190, and a spring 55b is in contact with the other end of the lens 14.

レンズ１４は、固定部１９０とともに、支持部１８０および保持部１６０を介して支持部１４ａによって往復直線運動可能に支持されている。具体的には、レンズ１４を固定する固定部１９０の一部には、支持部１８０がネジ止めされている。レール５７ｂ上を移動するブロック５６ｂの一部には、保持部１６０がネジ止めされている。支持部１８０と、保持部１６０とは嵌合している。   The lens 14 is supported by the support part 14a via the support part 180 and the holding part 160 together with the fixing part 190 so as to be able to reciprocate linearly. Specifically, a support part 180 is screwed to a part of the fixing part 190 for fixing the lens 14. A holding portion 160 is screwed to a part of the block 56b that moves on the rail 57b. The support part 180 and the holding part 160 are fitted.

（Ｇ．作用・効果）
以上のように、本実施の形態にかかる三次元計測システム１は、採光部１２を有する把持可能な筐体（プローブ１０およびハウジング７７）と、レンズ１４と、第１駆動部２０と、光学センサ１６と、機構制御部３２とを含む。また、機構制御部３２は、フレームレートを変えることなく、所定の期間における焦点位置Ｆの変化量ΔＦを変えることで計測精度を変更する。 (G. Action / Effect)
As described above, the three-dimensional measurement system 1 according to the present embodiment includes the grippable housing (the probe 10 and the housing 77) having the lighting unit 12, the lens 14, the first drive unit 20, the optical sensor, 16 and a mechanism control unit 32. In addition, the mechanism control unit 32 changes the measurement accuracy by changing the change amount ΔF of the focal position F during a predetermined period without changing the frame rate.

そのため、光学センサ１６のスペックを上げることなく計測精度を上げることができるとともに、計測精度を変更した前後で手ブレの影響を変えることなく計測精度を上げることができる。   Therefore, the measurement accuracy can be increased without increasing the specifications of the optical sensor 16, and the measurement accuracy can be increased without changing the influence of camera shake before and after the measurement accuracy is changed.

また、本実施の形態にかかる第１駆動部２０は、レンズ１４の位置を移動させることで焦点位置Ｆを変更する。そのため、液体レンズのような可変焦点レンズを利用せずに焦点位置Ｆを変更することができ、三次元計測システム１を安価に作成することができる。また、可変焦点レンズに比べて安定して焦点位置を変更することができ、制御がし易い。   Further, the first drive unit 20 according to the present embodiment changes the focal position F by moving the position of the lens 14. Therefore, the focal position F can be changed without using a variable focus lens such as a liquid lens, and the three-dimensional measurement system 1 can be manufactured at low cost. In addition, the focus position can be changed more stably than the varifocal lens, and control is easy.

また、本実施の形態にかかる第１駆動部２０は、レンズ１４の光軸方向に往復直線運動させることで焦点位置Ｆを変える。そのため、レンズ１４の位置と焦点位置Ｆとの関係を計算しやすく、制御部３０または制御装置２００の処理負担を軽減することができる。   Further, the first drive unit 20 according to the present embodiment changes the focal position F by performing a reciprocating linear movement in the optical axis direction of the lens 14. Therefore, the relationship between the position of the lens 14 and the focal position F can be easily calculated, and the processing load on the control unit 30 or the control device 200 can be reduced.

また、本実施の形態にかかる変化機構は、レンズ１４を直線運動させる第１駆動部２０に加えて、カウンタウェイト２４と、カウンタウェイト２４を直線運動させる第２駆動部２６と、レンズ１４およびカウンタウェイト２４が直線運動するように支持する支持部１４ａ，２４ａとを含む。また、機構制御部３２は、レンズ１３とカウンタウェイト２４とが相対する方向にそれぞれ同じ距離だけ直線運動するように第１駆動部２０および第２駆動部２６を制御する。   Further, the changing mechanism according to the present embodiment includes, in addition to the first driving unit 20 that linearly moves the lens 14, a counter weight 24, a second driving unit 26 that linearly moves the counter weight 24, the lens 14 and the counter. And supporting portions 14a and 24a for supporting the weight 24 to move linearly. Further, the mechanism control unit 32 controls the first drive unit 20 and the second drive unit 26 so that the lens 13 and the counter weight 24 linearly move by the same distance in the facing direction.

これにより、カウンタウェイト２４によって、レンズ１４の直線運動による振動を打ち消すことができる。また、本実施の形態に係る三次元スキャナ１００においては、レンズ１４およびカウンタウェイト２４をそれぞれの駆動部で独立して直線運動させることができる。そのため、同一のモータで並進ステージによってレンズ１４およびカウンタウェイト２４をともに直線運動させるような構成に比べて、長時間駆動し続けたとしても機械的な摩耗が生じにくい。したがって、レンズ１４およびカウンタウェイト２４の直線運動を実現する装置の長寿命化を実現することができる。   Thus, the vibration caused by the linear movement of the lens 14 can be canceled by the counter weight 24. Further, in the three-dimensional scanner 100 according to the present embodiment, the lens 14 and the counter weight 24 can be independently and linearly moved by the respective driving units. Therefore, mechanical abrasion is less likely to occur even if driving is continued for a long time, as compared with a configuration in which both the lens 14 and the counter weight 24 are linearly moved by the translation stage using the same motor. Accordingly, it is possible to extend the life of the device that realizes the linear movement of the lens 14 and the counter weight 24.

また、本実施の形態において、レンズ１４およびカウンタウェイト２４をそれぞれの駆動部で独立して直線運動させるような構成を採用したことで、磁気回路構成をレンズ１４およびカウンタウェイト２４のそれぞれの駆動部に採用することができる。すなわち、本実施の形態において、第１駆動部２０は、磁石５３ａ，５３ｂ、およびコイル５２ａ，５２ｂを含む磁気回路構成２３を有し、レンズ１４は、磁気回路構成２３によって直線運動方向の力（電磁力（Ｆ））が与えられることで直線運動する。同様に、第２駆動部２６は、磁石およびコイル（いずれも図示は省略する）を含む磁気回路構成２７を有し、カウンタウェイト２４は、磁気回路構成２７によって直線運動方向の力（電磁力（Ｆ））が与えられることで直線運動する。   Further, in the present embodiment, by adopting a configuration in which the lens 14 and the counter weight 24 are independently linearly moved by the respective driving units, the magnetic circuit configuration is changed to the respective driving units of the lens 14 and the counter weight 24. Can be adopted. That is, in the present embodiment, the first drive unit 20 has the magnetic circuit configuration 23 including the magnets 53a and 53b and the coils 52a and 52b, and the lens 14 uses the magnetic circuit configuration 23 to apply a force in the direction of linear motion ( When the electromagnetic force (F) is given, the linear motion is performed. Similarly, the second drive unit 26 has a magnetic circuit configuration 27 including a magnet and a coil (both not shown), and the counterweight 24 uses the magnetic circuit configuration 27 to apply a force in a linear motion direction (electromagnetic force ( F)) gives a linear motion.

これにより、カムなどの機構部品を用いてレンズ１４またはカウンタウェイト２４の直線運動方向へと力の向きを変えるような構成に比べて、機械的摩耗の影響を少なくすることができ、さらに、三次元スキャナ１００全体の小型化および軽量化を図ることができる。また、機構部品を採用するよりも、磁気回路のみによる装置構成を採用した方が、耐久性に優れ、メンテナンスも容易である。   Thereby, the influence of mechanical wear can be reduced as compared with a configuration in which the direction of the force is changed to the linear movement direction of the lens 14 or the counter weight 24 using a mechanical component such as a cam. The entire original scanner 100 can be reduced in size and weight. Further, it is more durable and easier to maintain if a device configuration using only a magnetic circuit is used than a mechanism component is used.

また、本実施の形態において、第１駆動部２０は、レンズ１４の直線運動方向に弾性力を与えるバネ５５ａ〜５５ｄを含む。同様に、第２駆動部２６は、カウンタウェイト２４の直線運動方向に弾性力を与えるバネ（図示は省略する）を含む。これにより、レンズ１４の慣性力、バネ５５ａ〜５５ｄの弾性力、およびダンパの粘性力からなる運動系の応答による共振現象を利用して、レンズ１４またはカウンタウェイト２４を振動させるため、消費電力を抑えることができ、効率がよい。   Further, in the present embodiment, the first driving unit 20 includes springs 55a to 55d that apply elastic force in the direction of linear movement of the lens 14. Similarly, the second drive unit 26 includes a spring (not shown) that applies an elastic force in the direction of linear movement of the counter weight 24. Thereby, the lens 14 or the counterweight 24 is vibrated by using a resonance phenomenon due to a response of a motion system including the inertial force of the lens 14, the elastic forces of the springs 55a to 55d, and the viscous force of the damper. It can be suppressed and is efficient.

また、本実施の形態において、第１駆動部２０は、ブロック５６ａおよびブロック５６ｂのそれぞれとレール５７ａおよびレール５７ｂのそれぞれとの接続面において、グリスなどの粘性を有する潤滑剤からなるダンパを含む。同様に、第２駆動部２６は、前述のダンパ（図示は省略する）を含む。これにより、第１駆動部２０を含む運動系と第２駆動部２６を含む運動系に対して外部から加わる重力や、操作者による振動などを減衰させることができる。   Further, in the present embodiment, first drive unit 20 includes a damper made of a viscous lubricant such as grease on a connection surface between each of blocks 56a and 56b and each of rails 57a and 57b. Similarly, the second drive unit 26 includes the above-described damper (not shown). Accordingly, gravity applied from the outside to the motion system including the first drive unit 20 and the motion system including the second drive unit 26, vibrations by the operator, and the like can be attenuated.

また、本実施の形態において、第１駆動部２０は、レール５７ａとブロック５６ａとの嵌合部およびレール５７ｂとブロック５６ｂとの嵌合部に掛かる各モーメントを打ち消し合う位置に部材が配置されている。同様に、第２駆動部２６は、レールとブロックとの嵌合部（図示は省略する）に掛かる各モーメントを打ち消し合う位置に部材が配置されている。これにより、レンズ１４の支持部１４ａまたはカウンタウェイト２４の支持部２４ａに力のモーメントが極力掛からないため、残留振動を極力抑えることができる。   In the present embodiment, the first drive unit 20 has a member disposed at a position where the moments applied to the fitting portion between the rail 57a and the block 56a and the fitting portion between the rail 57b and the block 56b cancel each other. I have. Similarly, a member of the second drive unit 26 is disposed at a position where each moment applied to a fitting portion (not shown) between the rail and the block cancels out each moment. As a result, a moment of force is not applied to the support portion 14a of the lens 14 or the support portion 24a of the counter weight 24 as much as possible, so that residual vibration can be suppressed as much as possible.

また、本実施の形態において、第１駆動部２０は、直線ｌの方向と垂直な方向からレンズ１４を挟み込む位置に部材が配置されている。同様に、第２駆動部２６は、直線ｌの方向と垂直な方向からカウンタウェイト２４を挟み込む位置に部材が配置されている。これにより、三次元スキャナ１００全体の小型化を図ることができ、さらに、レンズ１４の中心部にパターンを有する光を通すことができる。   In the present embodiment, a member of the first driving unit 20 is disposed at a position sandwiching the lens 14 from a direction perpendicular to the direction of the straight line l. Similarly, a member of the second driving unit 26 is disposed at a position sandwiching the counter weight 24 from a direction perpendicular to the direction of the straight line 1. Thus, the size of the entire three-dimensional scanner 100 can be reduced, and light having a pattern can be transmitted through the central portion of the lens 14.

また、本実施の形態において、レンズ１４を支持する支持部１４ａは、カウンタウェイト２４を支持する支持部２４ａとは別の部材である。これにより、設計の自由度が向上するため、三次元スキャナ１００のような限られたスペースの中であっても適切に部材を配置することができる。   In the present embodiment, the support portion 14a that supports the lens 14 is a member different from the support portion 24a that supports the counterweight 24. Accordingly, the degree of freedom in design is improved, and the members can be appropriately arranged even in a limited space such as the three-dimensional scanner 100.

また、本実施の形態において、三次元計測システム１は、測定精度を調整するための調整部４０であって、換言すると、焦点位置Ｆの変位量ΔＦを調整する調整部４０をさらに備える。これにより、測定部位に応じて測定精度を調整することができる。前述のように測定精度を上げると計測の深さ方向の計測範囲が狭くなり、測定時間が長くなるという問題がある。そのため、調整部４０を備えることで、測定時間を短くすることができる。   In the present embodiment, the three-dimensional measurement system 1 further includes an adjustment unit 40 for adjusting the measurement accuracy, in other words, the adjustment unit 40 for adjusting the displacement ΔF of the focal position F. Thereby, the measurement accuracy can be adjusted according to the measurement site. As described above, when the measurement accuracy is increased, there is a problem that the measurement range in the depth direction of the measurement becomes narrower and the measurement time becomes longer. Therefore, by providing the adjustment unit 40, the measurement time can be shortened.

また、本実施の形態において、三次元計測システム１は、演算部２２０を有する制御装置２００と、表示装置３００とをさらに備える。これにより、ユーザは、表示装置３００に表示された計測結果を確認しながら計測をすることができる。   Further, in the present embodiment, the three-dimensional measurement system 1 further includes a control device 200 having a calculation unit 220 and a display device 300. Thereby, the user can measure while checking the measurement result displayed on the display device 300.

また、本実施の形態において、三次元計測システム１は、一の箇所を計測した後、次の箇所を計測するときに、計測済みの箇所の含み具合に基づいて、計測方法が正しいか否かを判定する判定部２４０さらに備える。換言すると、判定部２４０は、第１領域を計測した後、第２領域を計測する場合に、第１領域と第２領域との重畳度合いに基づいて計測方法が正しいか否かを判定する。前述のように、計測精度が上がることに伴い、必要なユーザの技量が上がるものの、判定部２４０を備えることで、ユーザに必要な技量が補填されることとなる。   In the present embodiment, the three-dimensional measurement system 1 measures one location and then measures the next location when measuring the next location, based on the degree of inclusion of the measured location. Is further provided. In other words, when measuring the second region after measuring the first region, the determination unit 240 determines whether the measurement method is correct based on the degree of overlap between the first region and the second region. As described above, although the required skill of the user is increased as the measurement accuracy is increased, the skill required for the user is supplemented by providing the determination unit 240.

＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態においては、レンズ１４の位置Ｌとカウンタウェイト２４とを対応付けて動かすとともに、変位量ΔＬを容易に変更できるという観点からレンズ１４とカウンタウェイト２４とは各々異なる支持部１４ａ，２４ａに支持され、各々異なる駆動部に制御される例を開示した。なお、レンズ１４とカウンタウェイト２４とは一の支持部に支持され、一の駆動部によって制御されるような構成であってもよい。また、装置の寿命の観点から、駆動部は磁気回路構成であるとしたが、機械式のモータであってもよい。第２の実施の形態においては、支持部が１つであり、機械式のモータにより、レンズおよびカウンタウェイトが動く。 <Second embodiment>
In the first embodiment, from the viewpoint that the position L of the lens 14 and the counter weight 24 are moved in association with each other, and the displacement amount ΔL can be easily changed, the support portions 14a different from the lens 14 and the counter weight 24 are different from each other. , 24a and controlled by different driving units. Note that the lens 14 and the counter weight 24 may be supported by one support unit and controlled by one drive unit. In addition, from the viewpoint of the life of the apparatus, the driving unit has a magnetic circuit configuration, but may be a mechanical motor. In the second embodiment, there is only one support portion, and the lens and the counter weight move by a mechanical motor.

図１３は、第２の実施の形態にかかる三次元スキャナ１００ａが備える焦点可変部５０の概略構成図を示す図である。三次元スキャナ１００ａは、第１の実施の形態にかかる三次元スキャナ１００と比較して、第１駆動部２０を含む変化機構の代わりに焦点可変部５０を備える。なお、焦点可変部５０は、「変化機構」の一実施形態に対応する。   FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration diagram of a focus variable unit 50 included in the three-dimensional scanner 100a according to the second embodiment. The three-dimensional scanner 100a is different from the three-dimensional scanner 100 according to the first embodiment in that the three-dimensional scanner 100a includes a variable focus unit 50 instead of the change mechanism including the first drive unit 20. The variable focus unit 50 corresponds to an embodiment of a “change mechanism”.

焦点可変部５０は、カウンタウェイト５２と、支持部５４と、駆動部５６とを備える。カウンタウェイト５２は、第１の実施の形態にかかる三次元スキャナ１００が備えるカウンタウェイト２４と同様の機能を果たす。より具体的には、カウンタウェイト５２は、レンズ１４の往復直線運動に起因する三次元スキャナ１００の重心の偏りを相殺するために設けられており、レンズ１４と相対する方向にレンズ１４と同じ距離だけ往復直線運動する。   The variable focus unit 50 includes a counter weight 52, a support unit 54, and a drive unit 56. The counter weight 52 performs the same function as the counter weight 24 included in the three-dimensional scanner 100 according to the first embodiment. More specifically, the counter weight 52 is provided to offset the bias of the center of gravity of the three-dimensional scanner 100 due to the reciprocating linear movement of the lens 14, and has the same distance as the lens 14 in the direction opposite to the lens 14. Only reciprocating linear motion.

カウンタウェイト５２とレンズ１４とは、一の支持部５４によってハウジング７７内に支持されているとともに、直線ｌに平行な支持部５４によって、直線ｌの方向に往復直線運動するように支持されている。すなわち、第１の実施の形態においては、カウンタウェイト２４とレンズ１４とは、互いに異なる支持部１４ａ，２４ａによって直線ｌの方向に往復直線運動するように支持されているものの、第２の実施の形態においては、カウンタウェイト５２とレンズ１４とは、互いに共通の支持部５４によって直線ｌの方向に往復直線運動するように支持されている。   The counter weight 52 and the lens 14 are supported in the housing 77 by one support portion 54, and are supported by the support portion 54 parallel to the straight line l so as to reciprocate linearly in the direction of the straight line l. . That is, in the first embodiment, the counter weight 24 and the lens 14 are supported by the different support portions 14a, 24a so as to reciprocate linearly in the direction of the straight line l, but are not supported by the second embodiment. In the embodiment, the counter weight 52 and the lens 14 are supported by a common support portion 54 so as to reciprocate linearly in the direction of the straight line l.

駆動部５６は、カウンタウェイト５２およびレンズ１４を直線ｌの方向に往復直線運動させる駆動モータであって、駆動を変えることで、変位量ΔＬを変えることができる。   The drive unit 56 is a drive motor that causes the counterweight 52 and the lens 14 to reciprocate linearly in the direction of the straight line l, and can change the displacement amount ΔL by changing the drive.

以上のように、三次元スキャナ１００ａは、支持部が１つであり、機械式のモータにより、レンズおよびカウンタウェイトが動くため、部品点数を少なくすることができる。なお、レンズの駆動による三次元スキャナの振動を軽減することができるのであれば、カウンタウェイトを設けなくともよく、たとえば、変化機構は、第１の実施の形態に示す第１駆動部２０および支持部１４ａにより構成されるものであってもよい。   As described above, the three-dimensional scanner 100a has only one support unit, and the lens and the counterweight move by the mechanical motor, so that the number of parts can be reduced. If the vibration of the three-dimensional scanner due to the driving of the lens can be reduced, the counter weight does not need to be provided. For example, the changing mechanism includes the first driving unit 20 and the supporting unit shown in the first embodiment. It may be constituted by the part 14a.

＜第３の実施の形態＞
図１４は、第３の実施の形態にかかる三次元スキャナ１００ｂが備える焦点可変部６０の概略構成図を示す図である。三次元スキャナ１００ｂは、第１の実施の形態にかかる三次元スキャナ１００と比較して、第１駆動部２０を含む変化機構の代わりに焦点可変部６０を備え、レンズ１４の代わりに液体レンズ７０を備える。焦点可変部６０は、「変化機構」の一実施形態に対応する。液体レンズ７０は、「液体レンズ」の一実施形態に対応する。 <Third embodiment>
FIG. 14 is a diagram illustrating a schematic configuration diagram of a focus changing unit 60 included in the three-dimensional scanner 100b according to the third embodiment. Compared to the three-dimensional scanner 100 according to the first embodiment, the three-dimensional scanner 100b includes a variable focus unit 60 instead of the change mechanism including the first drive unit 20, and a liquid lens 70 instead of the lens 14. Is provided. The variable focus unit 60 corresponds to an embodiment of a “change mechanism”. The liquid lens 70 corresponds to one embodiment of a “liquid lens”.

第１の実施の形態において、機械的にレンズの位置を移動させることで焦点位置を変化させるものとしたが、第３の実施の形態においては、機械的にレンズの位置を移動させない可変焦点レンズである液体レンズ７０を使用することで焦点位置を変化させる。   In the first embodiment, the focal position is changed by mechanically moving the position of the lens. In the third embodiment, however, the variable focus lens which does not mechanically move the lens position is used. The focal position is changed by using the liquid lens 70 which is as follows.

液体レンズ７０は、たとえば、水溶液と油とを封入した容器の側面に電極を設け、当該電極に電圧を印加することで水溶液とオイルとの界面の形状を変化させて、焦点位置を変化させる方式を採用する。なお、図１４においては、液体レンズ７０を、１枚の両凸レンズとして模式的に示しており、水溶液やオイルなどの詳細構造は省略している。液体レンズ７０は、印加する電圧値を大きくして行った時と、小さくしていった時とで焦点位置が異なるヒステリシス特性を有する。   The liquid lens 70 is, for example, provided with an electrode on a side surface of a container in which an aqueous solution and oil are sealed, and changes the shape of the interface between the aqueous solution and the oil by applying a voltage to the electrode to change the focal position. Is adopted. In FIG. 14, the liquid lens 70 is schematically shown as a single biconvex lens, and detailed structures such as an aqueous solution and oil are omitted. The liquid lens 70 has a hysteresis characteristic in which the focal position is different between when the applied voltage value is increased and when the applied voltage value is decreased.

焦点可変部６０は、液体レンズ７０に電圧を印加する装置であって、印加させる電圧を変化させることが可能な機構を備える。焦点可変部６０は、液体レンズ７０に加える電圧を変化させることで、液体レンズ７０の焦点位置を変化させる。   The variable focus unit 60 is a device that applies a voltage to the liquid lens 70, and includes a mechanism that can change the applied voltage. The focus changing section 60 changes the focal position of the liquid lens 70 by changing the voltage applied to the liquid lens 70.

以上のように、第３の実施の形態に係る三次元スキャナ１００ｂのレンズは液体レンズ７０であって、焦点位置Ｆを変化させる変化機構は液体レンズ７０に印加する電圧を変化させる機構を有する焦点可変部６０である。そのため、レンズの位置を変えることで焦点位置Ｆを変える機構と比べて、三次元スキャナ内に機械的な機構（駆動モータなど）を設ける必要がなく、焦点位置を変更するための構造をコンパクトにすることができる。   As described above, the lens of the three-dimensional scanner 100b according to the third embodiment is the liquid lens 70, and the changing mechanism for changing the focal position F has a mechanism for changing the voltage applied to the liquid lens 70. The variable unit 60. Therefore, compared with a mechanism that changes the focal position F by changing the position of the lens, there is no need to provide a mechanical mechanism (such as a drive motor) in the three-dimensional scanner, and the structure for changing the focal position is made compact. can do.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１ 三次元計測システム、１０ プローブ、１２ 採光部、１４ レンズ、１４ａ，２４ａ，５４ 支持部、１６ 光学センサ、１８ 光源、５０，６０ 焦点可変部、２０ 第１駆動部、２３，２３ａ，２３ｂ，２７ 磁気回路構成、２４，５２ カウンタウェイト、２６ 第２駆動部、３０ 制御部、３２ 機構制御部、３４ 光学センサ制御部、４０ 調整部、５１ａ，５１ｂ ヨーク、５２ａ，５２ｂ コイル、５３ａ，５３ｂ 磁石、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ バネ、５６ 駆動部、５６ａ，５６ｂ ブロック、５７ａ，５７ｂ レール、７０ 液体レンズ、９９ 対象物、１００，１００ａ，１００ｂ 三次元スキャナ、２００ 制御装置、２２０ 演算部、２４０ 判定部、３００ 表示装置、４００ 電源、５００ 連結収容部、５０１ 第１収容部、５０２ 第２収容部、８００ 連結部、８０１ 第１ブロック、８０２ 第２ブロック。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3D measurement system, 10 probe, 12 lighting parts, 14 lenses, 14a, 24a, 54 support parts, 16 optical sensors, 18 light sources, 50, 60 focus variable parts, 20 first drive parts, 23, 23a, 23b, 27 magnetic circuit configuration, 24, 52 counter weight, 26 second drive unit, 30 control unit, 32 mechanism control unit, 34 optical sensor control unit, 40 adjustment unit, 51a, 51b yoke, 52a, 52b coil, 53a, 53b magnet , 55a, 55b, 55c, 55d Spring, 56 drive unit, 56a, 56b block, 57a, 57b rail, 70 liquid lens, 99 object, 100, 100a, 100b three-dimensional scanner, 200 control device, 220 arithmetic unit, 240 Judgment unit, 300 display device, 400 power supply, 500 connection housing unit, 501 First housing portion, 502 a second housing portion, 800 connection portion, 801 the first block, 802 second block.

Claims (13)

医療用の三次元計測システムであって、
対象物に反射した光を取り込むための採光部を有する把持可能な筐体と、
前記採光部から取り込まれた光を通すレンズと、
前記レンズの焦点位置を変化させる変化機構と、
前記レンズを通った光を検出して読み出す検出部と、
前記レンズを通った光を前記検出部が検出する単位時間当たりの検出回数を変えることなく、予め定められた特定期間における前記焦点位置の変位量を変更することで計測精度を変更し、当該変更後の変位量に従って前記変化機構を制御する制御部とを備える三次元計測システム。 A three-dimensional medical measurement system,
A grippable housing having a lighting part for taking in light reflected on the object,
A lens that transmits light captured from the daylighting unit,
A change mechanism for changing the focal position of the lens;
A detection unit that detects and reads light passing through the lens;
The measurement accuracy is changed by changing the amount of displacement of the focal position in a predetermined specific period without changing the number of detections per unit time by which the detection unit detects light passing through the lens, and changing the measurement accuracy. A control unit for controlling the change mechanism in accordance with the amount of displacement later. 前記変化機構は、前記レンズの位置を移動させる機構である、請求項１に記載の三次元計測システム。   The three-dimensional measurement system according to claim 1, wherein the change mechanism is a mechanism that moves a position of the lens. 前記変化機構は、前記レンズの光軸方向に前記レンズを直線運動させる機構である、請求項２に記載の三次元計測システム。   The three-dimensional measurement system according to claim 2, wherein the change mechanism is a mechanism that linearly moves the lens in an optical axis direction of the lens. 前記変化機構は、
前記レンズを直線運動させる第１駆動部と、
前記レンズの直線運動方向の直線上に設けられかつ前記レンズと同じ質量を有するカウンタウェイトと、
前記カウンタウェイトを直線運動させる第２駆動部と、
前記レンズおよび前記カウンタウェイトが直線運動するように支持する支持部とを含み、
前記制御部は、前記レンズと前記カウンタウェイトとが相対する方向にそれぞれ同じ距離だけ直線運動するように前記第１駆動部および前記第２駆動部を制御する、請求項３に記載の三次元計測システム。 The change mechanism includes:
A first driving unit that linearly moves the lens;
A counter weight provided on a straight line in the direction of linear movement of the lens and having the same mass as the lens;
A second drive unit for linearly moving the counter weight;
A support portion for supporting the lens and the counterweight to move linearly,
4. The three-dimensional measurement according to claim 3, wherein the control unit controls the first driving unit and the second driving unit such that the lens and the counter weight move linearly by the same distance in a direction facing each other. 5. system. 前記第１駆動部および前記第２駆動部の少なくともいずれか一方は、磁石、コイル、およびヨークを含む磁気回路構成を有し、
前記レンズまたは前記カウンタウェイトは、前記磁気回路構成によって直線運動方向の力が与えられることで直線運動する、請求項４に記載の三次元計測システム。 At least one of the first drive unit and the second drive unit has a magnetic circuit configuration including a magnet, a coil, and a yoke,
The three-dimensional measurement system according to claim 4, wherein the lens or the counterweight moves linearly when a force in a linear movement direction is applied by the magnetic circuit configuration. 前記第１駆動部および前記第２駆動部の少なくともいずれか一方は、前記レンズまたは前記カウンタウェイトの直線運動方向に弾性力を与える弾性部材を含む、請求項４または請求項５に記載の三次元計測システム。   The three-dimensional device according to claim 4, wherein at least one of the first driving unit and the second driving unit includes an elastic member that applies an elastic force in a linear movement direction of the lens or the counter weight. Measurement system. 前記第１駆動部および前記第２駆動部の少なくともいずれか一方は、ダンパを含む、請求項６に記載の三次元計測システム。   The three-dimensional measurement system according to claim 6, wherein at least one of the first drive unit and the second drive unit includes a damper. 前記レンズは液体レンズであって、
前記変化機構は、前記液体レンズに印加する電圧を変化する機構である、請求項１に記載の三次元計測システム。 The lens is a liquid lens,
The three-dimensional measurement system according to claim 1, wherein the change mechanism is a mechanism that changes a voltage applied to the liquid lens. 前記変化機構が変化させる焦点位置の変位量を調整する調整部をさらに備える、請求項１〜請求項８のうちいずれか１項に記載の三次元計測システム。   The three-dimensional measurement system according to claim 1, further comprising an adjustment unit configured to adjust a displacement amount of a focal position changed by the change mechanism. 前記検出部により読み出された複数の検出結果に基づいて三次元データを構築する演算部と、
前記演算部により構築された前記三次元データを表示する表示部とをさらに備える、請求項１〜請求項９のうちいずれか１項に記載の三次元計測システム。 An arithmetic unit configured to construct three-dimensional data based on a plurality of detection results read by the detection unit;
The three-dimensional measurement system according to any one of claims 1 to 9, further comprising: a display unit configured to display the three-dimensional data constructed by the calculation unit. 第１領域を計測した後、第２領域を計測する場合に、前記第２領域と前記第１領域との重畳度合いに基づいて計測方法が正しいか否かを判定する判定部をさらに備える、請求項１〜請求項１０のうちいずれか１項に記載の三次元計測システム。   After measuring the first area, when measuring the second area, further comprising a determination unit that determines whether or not the measurement method is correct based on the degree of overlap between the second area and the first area. The three-dimensional measurement system according to any one of claims 1 to 10. 手持ち式で利用可能な医療用の三次元計測装置であって、
対象物に反射した光を取り込むための採光部と、
前記採光部から取り込まれた光を通すレンズと、
前記レンズの焦点位置を変化させる変化機構と、
前記レンズを通った光を検出して読み出す検出部と、
前記レンズを通った光を前記検出部が検出する単位時間当たりの検出回数を変えることなく、予め定められた特定期間における前記焦点位置の変位量を変更することで計測精度を変更し、変更後の変位量に従って前記変化機構を制御する制御部とを備える、三次元計測装置。 A medical three-dimensional measuring device that can be used in a hand-held type,
A lighting unit for capturing light reflected on the object,
A lens that transmits light captured from the daylighting unit,
A change mechanism for changing the focal position of the lens;
A detection unit that detects and reads light passing through the lens;
Without changing the number of detections per unit time by which the detection unit detects light passing through the lens, the measurement accuracy is changed by changing the amount of displacement of the focal position in a predetermined period, and after the change. A control unit for controlling the change mechanism in accordance with the amount of displacement of the three-dimensional measurement device. 対象物に反射した光を取り込むための採光部と、前記採光部から取り込まれた光を通すレンズと、前記レンズの焦点位置を変化させる変化機構と、前記レンズを通った光を検出して読み出す検出部とを備える、手持ち式で利用可能な医療用の三次元計測装置で実行される制御プログラムであって、
前記レンズを通った光を前記検出部が検出する単位時間当たりの検出回数を変えることなく、予め定められた特定期間における前記焦点位置の変位量の変更を受け付ける第１ステップと、
前記第１ステップにおいて受け付けた変更後の変位量に従って前記変化機構を制御する第２ステップとを備える、制御プログラム。 A light-collecting unit for capturing light reflected by the object, a lens for passing the light captured from the light-collecting unit, a changing mechanism for changing the focal position of the lens, and detecting and reading light passing through the lens A detection program comprising a detection unit, a control program executed by a three-dimensional measuring device for medical use that is available in a hand-held type,
A first step of receiving a change in the amount of displacement of the focal position in a predetermined specific period without changing the number of detections per unit time by which the detection unit detects light passing through the lens;
A second step of controlling the change mechanism in accordance with the changed displacement amount received in the first step.
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