(57)【要約】【課題】計測範囲を変更するのに省スペースの点で有利な計測装置を提供する。【解決手段】撮像素子に物体を結像するための第１光学系と、パターンからの光を物体に投影するまたは撮像素子に物体を結像するための第２光学系とを有し、第１および第２光学系を用いて三角測量の原理により物体までの距離の計測を行う計測装置であって、第１および第２光学系のうち少なくとも一の光学系を、それに対応するパターンまたは撮像素子に対し、一の光学系と他の光学系とにより決まる基線と一の光学系の光軸とを含む平面に沿って、光軸の方向と、光軸とは直交する方向とに移動させる機構を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子に物体を結像するための第１光学系と、パターンからの光を前記物体に投影するまたは撮像素子に前記物体を結像するための第２光学系とを有し、前記第１および第２光学系を用いて三角測量の原理により前記物体までの距離の計測を行う計測装置であって、
前記第１および第２光学系のうち少なくとも一の光学系を、それに対応する前記パターンまたは前記撮像素子に対し、前記一の光学系と他の光学系とにより決まる基線と前記一の光学系の光軸とを含む平面に沿って、前記光軸の方向と、前記光軸とは直交する方向とに移動させる機構を有することを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記機構は、前記一の光学系の移動をガイドするガイド部を有することを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記ガイド部は、前記一の光学系の有する接触部材が接触する接触面を含み、前記接触面は、互いに対向する第１突き当て面および第２突き当て面を含み、
前記接触面は、前記接触部材が前記第１突き当て面に突き当てられている場合は、前記一の光学系が第１焦点位置を有し、前記接触部材が前記第２突き当て面に突き当てられている場合は、前記一の光学系が第２焦点位置を有するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記接触面は、前記第１焦点位置での前記一の光学系の有効領域の中心と前記他の光学系の有効領域の中心とが一致するように、かつ前記第２焦点位置での前記一の光学系の有効領域の中心と前記他の光学系の有効領域の中心とが一致するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の計測装置。
【請求項５】
前記接触面は、前記第１焦点位置で前記一の光学系の光軸と前記他の光学系の光軸とが交差し、かつ前記第２焦点位置で前記一の光学系の光軸と前記他の光学系の光軸とが交差するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の計測装置。
【請求項６】
前記他の光学系の光軸に平行な方向に前記他の光学系を移動させる機構を有することを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項７】
前記他の光学系を、それに対応する前記パターンまたは前記撮像素子に対し、前記平面に沿って、前記他の光学系の光軸の方向と、該光軸とは直交する方向とに移動させる機構を有することを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載の計測装置と、
前記計測装置により計測を行われた物体の移動を行うロボットと、
を有するシステム。
【請求項９】
請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載の計測装置により計測を行われた物体の移動をロボットにより行う工程と、
前記工程で前記移動を行われた前記物体を処理する工程と、
を含むことを特徴とする物品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置、システム、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体を把持する把持部を有するロボットが、これまで人間が行っていた複雑なタスク（工業製品の組立等）を行うようになりつつある。把持部は、物体の配置（例えば、位置および姿勢）を計測する計測装置による計測結果に基づいて制御される。計測装置は、例えば、撮像光学系を含む２つの光学系を備え、三角測量の原理を用いて非接触に物体の配置を計測する。計測装置が物体を計測できる計測範囲は、光学系の焦点位置および光学系の光軸の角度等により決まる。特許文献１に記載された２つの撮像部を有する計測装置は、基線長ならびに各撮像部の焦点位置および光軸角度を調整することにより計測範囲を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７５６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の計測装置は、基線長等を調整するのに各撮像部を移動する駆動部を要するため大形化しうる。
【０００５】
本発明は、例えば、計測範囲を変更するのに省スペースの点で有利な計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面は、撮像素子に物体を結像するための第１光学系と、パターンからの光を物体に投影するまたは撮像素子に物体を結像するための第２光学系とを有し、第１および第２光学系を用いて三角測量の原理により物体までの距離の計測を行う計測装置であって、第１および第２光学系のうち少なくとも一の光学系を、それに対応するパターンまたは撮像素子に対し、一の光学系と他の光学系とにより決まる基線と一の光学系の光軸とを含む平面に沿って、光軸の方向と、光軸とは直交する方向とに移動させる機構を有することを特徴とする計測装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、計測範囲を変更するのに省スペースの点で有利な計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る計測装置の構成を示す概略図である。
【図２】計測装置の構成を詳細に説明する図である。
【図３】計測装置の計測範囲を説明する図である。
【図４】第１実施形態に係る計測装置による計測範囲の変更方法を説明する図である。
【図５】撮像レンズを移動させる機構の構成を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る計測装置の計測範囲を説明する図である。
【図７】第２実施形態に係る計測装置による計測範囲の変更方法を説明する図である。
【図８】撮像レンズを移動させる機構の構成を示す図である。
【図９】計測装置が備え付けられた把持装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る計測装置１００の構成を示す概略図である。計測装置１００は、投影部１１０および撮像部１２０を含む計測ヘッドと制御部１３０とを含む。投影部１１０は、物体にパターン光Ｐを投影する。パターン光Ｐは、図１に示すように、明線で形成された明部と、暗線で形成された暗部とが交互に配置された周期的なラインパターン（ストライプパターン）である。撮像部１２０は、パターン光Ｐが投影された物体を撮像する。制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ（処理部）やメモリなどを含む制御回路であり、撮像部１２０が撮像した画像から、三角測量の原理に基づいて物体までの距離情報を算出する。また、制御部１３０は、投影部１１０が投影するパターン光Ｐの形状（線幅等）の生成、投影部１１０の投影タイミングと撮像部１２０の撮像タイミングとの同期を行う。本実施形態の計測装置１００は、空間符号化法により物体の距離情報を算出するが、その他、位相シフト法や光切断法等を用いてもよい。ここで、物体が載置された平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取り、このＸＹ平面に直交する方向にＺ軸を取る。本実施形態では、投影部１１０の投影レンズの光軸に平行な方向をＺ軸とする。
【００１１】
図２は、計測装置１００の構成を詳細に説明する図である。投影部１１０は、照明部１１１および投影レンズを保持する投影レンズ鏡筒１１２を含む。照明部１１１は、パターン生成部１１３、光源１１４、コリメータレンズ１１５および偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１１６を含む。制御部１３０は、任意のパターン画像を作成し、作成したパターン画像を画像信号としてパターン生成部１１３に出力する。パターン生成部１１３は、制御部１３０から出力された画像信号に応じたパターン画像を生成する。本実施形態では、パターン生成部１１３として、８００×６００画素の解像度を有する反射型液晶を用いる。その他、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、強誘電液晶を用いてもよい。なお、パターン画像の作成および作成したパターン画像のパターン生成部１１３への出力は、制御部１３０とは別の信号発生器等のパターン画像発生器や同様の機能を有した装置により行っても良い。光源１１４は、ＬＥＤを使用する。光源１１４から出射した光束は、コリメータレンズ１１５、変更ビームスプリッター１１６を介してパターン生成部１１３に入射する。パターン生成部１１３に表示されたパターン画像は投影レンズ鏡筒１１２に保持された投影レンズを介して物体に投影される。投影レンズ鏡筒１１２には、後述の接触面に接触する接触部材が設けられている。投影レンズ鏡筒１１２を保持する図２にて不図示の保持台には、投影レンズの光軸と平行であり、かつ、接触部材が接触して摺動する接触面が設けられている。接触部材が接触面に接触しながら摺動することで、投影部１１０の焦点位置を変更することができる。
【００１２】
撮像部１２０は、センサ部１２１および撮像レンズを保持する撮像レンズ鏡筒１２２を含む。センサ部１２１は、イメージセンサ（撮像素子）１２３を含む。撮像レンズは、イメージセンサ１２３に物体の像を結像する。イメージセンサ１２３としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを用いうる。イメージセンサ１２３は、カラーフィルタを有する撮像素子でもよいし、モノクロの撮像素子でもよい。本実施形態では、パターン生成部１１３で投影したパターン光Ｐを２倍以上の解像度で撮影すべく、２０００×１５００の解像度を有するイメージセンサ１２３を使用する。撮像レンズ鏡筒１２２には、投影レンズ鏡筒１１２と同様に後述の接触面に接触する接触部材が設けられている。撮像レンズ鏡筒１２２を保持する図２にて不図示の保持台には、撮像レンズの光軸と非平行であり、かつ、接触部材が接触して摺動する接触面が設けられている。接触部材の摺動による焦点位置の変更に関しての詳細は後述する。
【００１３】
図３は、計測装置１００の計測範囲を説明する図である。投影レンズの射出瞳と撮像レンズの射出瞳とを結ぶ線（基線）の長さＤを計測装置１００の基線長とする。本実施形態では、基線長が２００ｍｍとなるように投影部１１０と撮像部１２０が配置されている。図３において、投影部１１０による投影領域（光学有効範囲、有効領域）ＰＡ１を実線で示し、撮像部１２０による撮像領域（光学有効範囲、有効領域）ＩＡ１を点線で示す。一点差線は、投影部１１０（投影レンズ）および撮像部１２０（撮像レンズ）の光軸である。本実施形態における撮像領域ＩＡ１は、撮像レンズ鏡筒１２２に保持される撮像レンズの撮像画角ではなく、イメージセンサ１２３のサイズで規定される。すなわち、撮像レンズ鏡筒１２２に保持される撮像レンズの撮像画角は、撮像領域ＩＡ１よりも広い画角を有する。
【００１４】
計測精度が所定の精度を充たす計測装置１００からのＺ方向の距離（基線からの距離）を計測距離Ｌ１とし、計測距離Ｌ１でＸＹ平面において投影領域ＰＡ１と撮像領域ＩＡ１とが重複する平面を計測平面Ｓ１とする。計測距離Ｌ１での計測平面Ｓ１と、Ｚ軸方向の投影レンズおよび撮像レンズの被写界深度（計測深さ）の平面と、で挟まれる領域を計測範囲ＭＡ１とする。本実施形態では、計測距離Ｌ１を９００ｍｍ、計測平面Ｓ１のＸ方向の長さを６００ｍｍ、計測深さを３３０ｍｍとしている。図３の構成では、投影レンズの光軸と、計測平面Ｓ１の中心、すなわち計測範囲ＭＡ１の中心と、を一致させている。さらに、投影レンズの光軸とパターン生成部１１３の中心も一致しており、撮像レンズの光軸とイメージセンサ１２３の中心も一致している。
【００１５】
次に、計測距離Ｌ１を計測装置１００に近い計測距離Ｌ２に変更した場合の計測範囲について説明する。本実施形態では、計測距離Ｌ２を５００ｍｍとする。計測距離は、例えば、投影レンズおよび撮像レンズの焦点位置を変更することで変更される。例えば、投影レンズをレンズ光軸（Ｚ方向）に対して０．２ｍｍ平行にパターン生成部１１３から遠ざけるようにシフトさせ、撮像レンズをレンズ光軸に対して０．１８ｍｍ平行にイメージセンサ１２３から遠ざけるようにシフトさせる。各レンズをそれぞれの光軸にシフトさせるのみであれば、投影部１１０の光学有効範囲（投影領域）および撮像部１２０の光学有効範囲（撮像領域）はシフト前と変わらない。計測距離Ｌ２でＸＹ平面において投影領域ＰＡ１と撮像領域ＩＡ１とが重複する平面を計測平面Ｓ２とする。また、計測距離Ｌ２での計測平面Ｓ２と、Ｚ軸方向の投影レンズおよび撮像レンズの被写界深度（計測深さ）の平面と、で挟まれる領域を計測範囲ＭＡ２とする。撮像レンズの光軸がＺ軸に対して傾いているため、投影領域ＰＡ１と撮像領域ＩＡ１との重複領域、すなわち計測平面Ｓ２は小さくなる。本実施形態では、計測平面Ｓ２のＸ方向の長さは２５０ｍｍとなる。計測深さは計測距離の比の２乗で小さくなるため、計測深さは１００ｍｍとなる。また、計測範囲ＭＡ２の中心は、投影レンズの光軸と一致しない。したがって、物体の配置を変える必要が生じうる。
【００１６】
図４は、本実施形態に係る計測範囲の変更方法を説明する図である。本実施形態では、撮像レンズの焦点位置を変更すると同時に、撮像レンズを基線と撮像レンズの光軸を含む平面に沿って、撮像レンズに対応するイメージセンサ１２３に対して平行にシフトさせる。撮像レンズのシフト方向を矢印で示し、シフト量をδとする。本実施形態では、計測距離Ｌ１を９００ｍｍから計測距離Ｌ２の５００ｍｍに短くするため、点線で示す撮像領域ＩＡ１を二点鎖線で示す撮像領域ＩＡ２にシフトさせる。撮像領域ＩＡ２は、撮像領域ＩＡ１と比べ、投影領域ＰＡ１側に近づいている。シフト方向およびシフト量δは、計測距離Ｌ１での投影領域ＰＡ１の中心と撮像領域ＩＡ１の中心とが一致し、かつ計測距離Ｌ２での投影領域ＰＡ１の中心と撮像領域ＩＡ２の中心とが一致するように決定される。言い替えると、シフト方向およびシフト量δは、計測距離Ｌ１で投影レンズの光軸と撮像レンズの光軸が交差し、かつ、計測距離Ｌ２で投影レンズの光軸と撮像レンズの光軸とが交差するように決定される。本実施形態では、シフト量δは２ｍｍとする。投影部１１０の投影領域ＰＡ２と撮像部１２０の撮像領域ＩＡ２との重なる範囲は、投影領域ＰＡ１と撮像領域ＩＡ１とのそれに比べて大きくなる。したがって、計測距離Ｌ２での計測平面Ｓ２のＸ方向の長さは、図３の場合では２５０ｍｍであったのに対し、図４のように撮像レンズを移動させることで３３０ｍｍに広げることができる。また、計測距離Ｌ１での投影領域ＰＡ１の中心と撮像領域ＩＡ１の中心とが一致し、かつ計測距離Ｌ２での投影領域ＰＡ１の中心と撮像領域ＩＡ２の中心とが一致するため、計測範囲ＭＡ２の中心は、計測距離を変更しても投影レンズの光軸と一致する。したがって、Ｘ―Ｙ平面に沿って物体の配置を変える必要がなくなる。
【００１７】
図５（Ａ）および（Ｂ）は、撮像レンズ鏡筒１２２に保持された撮像レンズを移動させる機構の構成を示す図である。図５（Ａ）は、機構の全体を示し、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）を矢印Ａ方向から見た透視図である。図５（Ｂ）の状態は、計測距離Ｌ１の場合を示す。図５（Ｂ）中の矢印Ｂは撮像方向を示し、矢印Ｃは撮像レンズのシフト方向を示す。図５（Ａ）に示すように、機構は、レンズ保持台１４２、第１の弾性部材１４４、駆動部１４５および第２の弾性部材１４６を含む。レンズ保持台１４２には、レンズの移動をガイドするガイド部が設けられている。ガイド部は、撮像レンズ鏡筒１２２が有する接触部材１４１と接触する接触面１４３を含む。接触面１４３は、互いに対向する第１突き当て面１４７および第２突き当て面１４８を含む。また、レンズ保持台１４２は、Ｙ方向から見て、楔形の形状をしている。接触部材１４１は、直方体の形状をしており、一端が撮像レンズ鏡筒１２２の側面に取り付けられている。撮像レンズの位置を変更する際、接触部材１４１の一方の側面が常に接触面１４３と接触するように、当該一方の側面に対向する他方の側面が第１の弾性部材１４４により押圧される。
【００１８】
撮像レンズ鏡筒１２２に取り付けられた端面と対向する接触部材１４１の端面を含む先端部は、撮像レンズの位置を変更する際、常に駆動部１４５の端面と接触するように第２の弾性部材１４６により押圧される。本実施形態では、各弾性部材として板ばねを用い、駆動部１４５としてリニアモータを用いる。駆動部１４５は制御部１３０により制御される。図５（Ｂ）の矢印Ｃで示す方向に接触部材１４１が接触面１４３に沿って、第１突き当て面１４７から第２突き当て面１４８へ移動することで、撮像レンズの焦点位置を第１焦点位置から第２焦点位置へ変更することができる。すなわち、第１焦点位置に対応する計測距離Ｌ１を第２焦点位置に対応する計測距離Ｌ２に変更することができる。具体的には、上述したとおり、撮像レンズが撮像レンズ光軸に対して０．１８ｍｍ平行にイメージセンサ１２３から遠ざかるようにシフトし、同時に、基線と撮像レンズ光軸を含む平面に沿ってイメージセンサ１２３に対して平行に２ｍｍシフトする。接触面１４３、第１突き当て面１４７および第２突き当て面１４８は、突き当て面間の移動により、これらシフト量およびシフト方向が実現されるように形成される。接触面１４３の撮像光軸に対する角度を調整することで、種々の撮像レンズの光学パラメータに合わせて、撮像レンズを移動させることが可能となる。また、本実施形態では、計測距離（焦点位置）を２段階に変更する構成を示したが、撮像レンズの位置をエンコーダ等により検知し、検知結果に基づいて制御部１３０が駆動部１４５を制御することにより、多段または連続的に焦点位置を変更することもできる。また、投影部１１０の光軸がＺ軸に対して傾いている場合には、上述の撮像部１２０の場合と同様の思想に基づく接触面を投影部１１０に設けることにより、投影レンズの位置を変更すればよい。また、投影レンズの光軸がＺ軸に対して傾いていない場合でも、投影レンズの位置をその光軸に平行な方向に変更するだけでなく、上述の撮像部１２０の場合と同様の思想に基づく接触面を投影部１１０に設けることにより、投影レンズの位置を変更してもよい。その場合、投影レンズの位置の変更に基づいて、撮像レンズの位置の変更の仕方を変えればよい。
【００１９】
計測装置１００は、三角測量を行うために、投影部１１０および撮像部１２０の焦点距離や輻輳角等のパラメータであるキャリブレーションデータ（校正データ）を必要とする。本実施形態の計測装置１００は、制御部１３０内のメモリに計測距離９００ｍｍ、５００ｍｍにおける校正データを記憶しており、制御部１３０は、計測装置１００に設定された計測距離に応じて校正データをメモリから読み出して物体までの距離を算出している。
【００２０】
このように、本実施形態の構成を備えた計測装置は、投影部１１０および撮像部１２０のうち少なくとも一方の全体を移動させることなく、当該少なくとも一方のうちの光学系（投影レンズおよび撮像レンズのうちの少なくとも一方）を移動させる。これにより、計測範囲を（過度に）小さくしたり計測範囲の中心（光軸の位置）を（過度に）変位させたりせずに、計測距離（焦点位置）を変更することができる。すなわち、部材を移動させるための装置構成が大形化することを避けうる。また、投影領域と撮像領域を効率的に重複させて計測範囲を確保することが可能となる。さらに、計測領域の中心を変えずに計測距離を変化させることができるため、使用者は計測装置１００の計測距離によらず、物体の配置位置を変更する必要がなくなり、利便性を向上させることが可能となる。
【００２１】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係る計測装置による計測範囲の変更方法を説明する図である。第１実施形態と同様の構成は同符号で示し、説明は省略する。本実施形態では、計測距離を長くする方向に変化させる。計測距離を変化させる前の計測距離Ｌ３を本実施形態では５００ｍｍと設定する。計測距離Ｌ３での投影領域ＰＡ３を実線で示しており、撮像領域ＩＡ３を点線で示している。また、計測距離Ｌ３での計測平面Ｓ３のＸ方向の長さは、３３０ｍｍ、計測深さは１００ｍｍとなっている。図６の構成では、投影レンズの光軸と、計測平面Ｓ３の中心、すなわち計測範囲ＭＡ３の中心と、を一致させている。さらに、投影レンズの光軸とパターン生成部１１３の中心も一致しており、撮像レンズの光軸とイメージセンサ１２３の中心も一致している。
【００２２】
次に、計測距離Ｌ３を計測距離Ｌ４に変更した場合の計測範囲について説明する。本実施形態での計測距離Ｌ４を９００ｍｍとする。投影部１１０は投影レンズを投影レンズ光軸に対して０．２ｍｍ平行にパターン生成部１１３に近付けるように平行シフトさせることで焦点位置を変更し、計測距離Ｌ４に変更する。撮像部１２０においては、投影部１１０と同様に撮像レンズを撮像レンズ光軸に対して０．１８ｍｍ平行にイメージセンサ１２３に近づけるようにシフトさせることで焦点位置が変更され、計測距離Ｌ４に変更する。
【００２３】
図６に示すように撮像レンズを撮像レンズ光軸にシフトさせるのみであれば、撮像領域ＩＡ３は変わらない。計測距離Ｌ４において、点線で示す撮像領域ＩＡ３と投影領域ＰＡ３と重複する範囲が計測範囲ＭＡ４となり、計測距離Ｌ４における計測範囲ＭＡ４のＸＹ平面が計測平面Ｓ４となる。本実施形態における計測平面Ｓ４のＸ方向の長さは４９０ｍｍとなる。計測深さは計測距離の比の２乗で大きくなるため、本実施形態の計測距離Ｌ４では計測深さを３３０ｍｍとしている。また、計測範囲ＭＡ４の中心は、投影レンズの光軸と一致しないため、物体の配置を変える必要が生じうる。
【００２４】
図７は、本実施形態に係る計測装置による計測範囲の変更方法を説明する図である。本実施形態でも第１実施形態と同様に撮像レンズの焦点位置を変更すると同時に、撮像レンズを基線と撮像レンズ光軸を含む平面に沿ってイメージセンサ１２３に対して平行に（光軸と交差する方向に）シフトさせる。撮像レンズのシフト方向を矢印で示し、シフト量をδとする。本実施形態では、計測距離Ｌ３の５００ｍｍを計測距離Ｌ４の９００ｍｍに長くするため、点線で示す撮像領域ＩＡ３を二点鎖線で示す撮像領域ＩＡ４にシフトさせる。撮像領域ＩＡ４は、撮像領域ＩＡ３と比べ、投影領域ＰＡ３側から遠ざかっている。シフト量δは、計測距離Ｌ４で投影領域ＰＡ３と撮像領域ＩＡ４とが重なるように決定され、本実施形態では２ｍｍとする。撮像レンズの光軸が傾いているため、計測距離Ｌ４における、投影領域ＰＡ３と撮像領域ＩＡ４との重複領域は、投影領域ＰＡ３と撮像領域ＩＡ３との重複領域よりも大きくなる、すなわち計測平面Ｓ４が大きくなる。本実施形態では、計測距離Ｌ４での計測平面Ｓ４のＸ方向の長さは、図６の場合では４９０ｍｍであったのに対し、図７のように撮像レンズを移動させることで６００ｍｍに広げることができる。また、計測距離Ｌ４における投影領域ＰＡ３と、計測距離Ｌ４における撮像領域ＩＡ４とが一致するため、計測範囲ＭＡ４の中心は、計測距離を変更しても投影レンズの光軸と一致する。
【００２５】
撮像レンズの位置は、第１実施形態と同様の機構によって変更してもよいが図８に示す機構によって変更することもできる。図８（Ａ）および（Ｂ）は、撮像レンズの位置を変更する機構の構成を示す図である。図８（Ａ）は、機構の全体を示し、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）を矢印Ａ方向から見た透視図である。図８（Ｂ）の状態は、計測距離Ｌ３の場合を示す。図８（Ｂ）中の矢印Ｂは撮像方向を示し、矢印Ｄは撮像レンズのシフト方向を示す。図８（Ａ）に示すように、機構は、円柱形状の接触部２４１が嵌まる凹部２４３が形成されたレンズ保持台２４２、を含む。凹部（ガイド部）２４３は、楕円形状をしており、第１突き当て面２４４および第２突き当て面２４５を含む内面を有する。接触部材２４１の上面は、撮像レンズ鏡筒１２２に取り付けられる。
【００２６】
図８（Ｂ）の矢印Ｄで示す方向に接触部材２４１が凹部２４３の内面に沿って、第１突き当て面２４４から第２突き当て面２４５へ移動することで、計測距離Ｌ３を計測距離Ｌ４に変更することができる。具体的には、上述したとおり、撮像レンズが撮像レンズ光軸に対して０．１８ｍｍ平行にイメージセンサ１２３から遠ざかるようにシフトし、同時に、基線と撮像レンズ光軸を含む平面に沿ってイメージセンサ１２３に対して平行に２ｍｍシフトする。凹部２４３の内面は、突き当て面間の移動により、これらシフト量およびシフト方向が実現されるように形成されている。凹部２４３の楕円形状を調整することで、種々の撮像レンズの光学パラメータに合わせて、撮像レンズを移動させることが可能となる。本実施形態の撮像レンズ鏡筒１２２は計測装置１００の外部から不図示のレバーで接続されており、使用者が任意に位置を変更可能となっている。このレバーによる位置の変更は、第１実施形態にも適用できる。逆に第１実施形態の駆動部による位置の変更を第２実施形態に適用してもよい。
【００２７】
接触部材２４１と凹部２４３との間には、接触部材２４１が移動できる程度の隙間が設けられている。嵌合ガタがある場合は、第１実施形態で示したような弾性部材で接触部材２４１を凹部２４３の内面に向けて押圧する構成を用いると良い。
【００２８】
なお、上記第１実施形態の接触部材１４１は第２実施形態のような円柱形状の接触部材としてもよい。また、上記実施形態では、投影レンズを投影レンズ光軸に平行にシフトさせ、撮像を撮像レンズ光軸と角度を有してシフトさせる構成について説明したが、逆の構成を用いても良い。さらに、２つの接触部材を撮像レンズ鏡筒１２２に取り付け、接触部材が接触する接触面を有するレンズ保持台を互いに対向するように２つ設け、接触部材のそれぞれが各レンズ保持台の接触面に接触して摺動させる構成としても良い。
【００２９】
また、投影レンズおよび撮像レンズの双方を焦点距離の変更時にそれぞれの光軸と角度を有してシフトさせる構成としてもよい。つまり、ステレオカメラ方式の計測装置においては、上記実施形態の投影レンズを撮像レンズに置きかえて上記実施形態の構成を適用できる。
【００３０】
（物品製造方法に係る実施形態）
上述の計測装置は、ある支持部材に支持された状態で使用されうる。本実施形態では、一例として、図９のようにロボットアーム３００（把持装置）に備え付けられて使用される制御システムについて説明する。計測装置１００は、支持台２００に置かれた被検物２１０にパターン光を投影して撮像し、画像を取得する。そして、計測装置１００の制御部が、又は、計測装置１００の制御部から画像データを取得したアーム制御部３１０が、被検物２１０の位置および姿勢を求め、求められた位置および姿勢の情報をアーム制御部３１０が取得する。アーム制御部３１０は、その位置および姿勢の情報（計測結果）に基づいて、ロボットアーム３００に駆動指令を送ってロボットアーム３００を制御する。ロボットアーム３００は先端のロボットハンドなど（把持部）で被検物２１０を保持して、並進や回転などの移動をさせる。さらに、ロボットアーム３００によって被検物２１０を他の部品に組み付ける（組立する）ことにより、複数の部品で構成された物品、例えば電子回路基板や機械などを製造することができる。また、移動された被検物２１０を加工（処理）することにより、物品を製造することができる。アーム制御部３１０は、ＣＰＵなどの演算装置やメモリなどの記憶装置を有する。なお、ロボットを制御する制御部をアーム制御部３１０の外部に設けても良い。また、計測装置１００により計測された計測データや得られた画像をディスプレイなどの表示部３２０に表示してもよい。
【００３１】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１００    計測装置
１１０    投影部
１２０    撮像部
１３０    制御部
１４１    接触部材
１４２    レンズ保持台
１４３    接触面
１４４    第１の弾性部材
１４５    駆動部
１４６    第２の弾性部材
１４７    第１突き当て面
１４８    第２突き当て面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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