(57)【要約】【課題】ワークの取り付け状態によらずワークと光源との距離を一定値に保ち、同一の光学条件下で撮像を行うことが可能な撮像装置及び計測装置を提供すること。【解決手段】計測装置は、棒状のワークＲを把持するクランプ機構３０と、ワークＲをその軸線と直交する方向から撮像する、対物レンズ３９を有する撮像機構３５と、ワークＲに光を照射する光源３４と、を備えている。光源３４は、ワークＲを挟んで対物レンズ３９の反対側に、テーブル３２に固定した状態で配置されているため、対物レンズ３９からの距離が常に一定に保たれる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状のワークを把持するクランプ機構と、
前記クランプ機構によって把持された前記ワークを、当該ワークの軸線と直交する方向から撮像する、対物レンズを有する撮像機構と、
前記ワークを挟んで前記対物レンズの反対側に、前記対物レンズからの距離が一定となるように配置された、前記ワークに光を照射する光源と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記光源は、前記撮像機構に固定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
棒状のワークを把持するクランプ機構と、
前記クランプ機構によって把持された前記ワークを、当該ワークの軸線と直交する方向から撮像する、対物レンズを有する撮像機構と、
前記ワークを挟んで前記対物レンズの反対側に、前記対物レンズからの距離が一定となるように配置された、前記ワークに光を照射する光源と、
前記撮像機構によって撮像された画像から前記ワークの外形寸法を算出する算出部と、を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項４】
請求項３に記載の計測装置であって、
前記光源は、前記撮像機構に固定されていることを特徴とする計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの外形寸法を光学的に測定する方法として、次のようなものが知られている。すなわち、まず光源、ワーク、撮像機構をこの順に直線状に配置し、光源からワークに光を照射する。そして、この光を撮像機構によって撮像し、得られた画像に写ったワークの影の寸法からワークの外形寸法を測定するというものである。特許文献１には、こうした原理を用いた光学式形状測定装置が記載されている。
【０００３】
ここで、上記撮像の際には、撮像機構に含まれる対物レンズとワークとの距離（ワーキングディスタンス）は常に一定値となる。これは、ワークを設置するたびに、ワークに焦点が合うように撮像機構の位置を微調整しているためである。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、光源が固定されている場合、ワークと光源との距離は、ワークの形状や取り付け方によっては、ワークを取り替えるたびに変化する。そして、極細のワークを用いる場合は、当該距離の変化が数十μｍ程度の小さなものであっても、この変化による光学条件のずれに起因して測定誤差が生じてしまうという問題点がある。具体的には、ワークと光源との距離に応じて、回折によるワーク近傍の光の回り込み方等が変化し、同一形状のワークであっても撮像された画像に差異が生じ、ひいては当該画像から算出された測定値に誤差が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の奏する効果の一つにより、ワークの取り付け状態によらずワークと光源との距離を一定値に保ち、同一の光学条件下で計測を行うことが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像装置は、棒状のワークを把持するクランプ機構と、前記クランプ機構によって把持された前記ワークを、当該ワークの軸線と直交する方向から撮像する、対物レンズを有する撮像機構と、前記ワークを挟んで前記対物レンズの反対側に、前記対物レンズからの距離が一定となるように配置された、前記ワークに光を照射する光源と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、ワークに焦点が合っている状態における対物レンズからワークまでの距離（ワーキングディスタンス）、及びワークから光源までの距離は、ともに常に一定となる。これにより、撮像機構（対物レンズ）から見た光源によるワークの照明状態が常に一定となる。ここで照明状態とは、ワークが光源から受ける光の強度や入射角、及び回折によりワークを回り込む光の量やその回り込み方などを指す。よって、上記構成の撮像装置によれば、測定するワークを取り替えても照明状態が常に一定となるため、光の回り込み方のばらつき等に起因する外形寸法の誤差が少ない状態でワークを撮像することができる。
【０００９】
上記撮像装置において、前記光源は、前記撮像機構に固定されていることが好ましい。このような構成によれば、焦点合わせのために対物レンズを含む撮像機構を移動させると、これに追随して光源も移動する。よって、対物レンズと光源との距離、ひいてはワークと光源との距離を容易に一定に保つことができる。
【００１０】
本発明の計測装置は、棒状のワークを把持するクランプ機構と、前記クランプ機構によって把持された前記ワークを、当該ワークの軸線と直交する方向から撮像する、対物レンズを有する撮像機構と、前記ワークを挟んで前記対物レンズの反対側に、前記対物レンズからの距離が一定となるように配置された、前記ワークに光を照射する光源と、前記撮像機構によって撮像された画像から前記ワークの外形寸法を算出する算出部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、ワークに焦点が合っている状態における対物レンズからワークまでの距離（ワーキングディスタンス）、及びワークから光源までの距離は、ともに常に一定となる。これにより、撮像機構（対物レンズ）から見た光源によるワークの照明状態が常に一定となる。そうすると、測定するワークを取り替えても常に一定の照明状態でワークを撮像できるため、得られた画像から算出される外形寸法には、光の回り込み方のばらつき等に起因して含まれる誤差が少なくなる。従って、上記構成の計測装置によれば、計測されるワークの外形寸法の誤差を抑えることができる。
【００１２】
上記計測装置において、前記光源は、前記撮像機構に固定されていることが好ましい。このような構成によれば、焦点合わせのために対物レンズを含む撮像機構を移動させると、これに追随して光源も移動する。よって、対物レンズと光源との距離、ひいてはワークと光源との距離を容易に一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００１４】
（計測装置）
図１は、本発明の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、極細の丸棒状のワークＲの外形寸法を光学的に計測する装置であり、ワークＲをＸ軸に平行に把持するクランプ機構３０と、クランプ機構３０が上面に配設されたテーブル３１と、把持されたワークＲの軸線Ｒａに直交するＺ軸方向からワークＲを撮像する撮像機構３５とを備えている。本実施形態で計測されるワークＲは、直径４００μｍ〜１．５ｍｍ程度の極細の丸棒形状のものである。
【００１５】
撮像機構３５は、Ｚ軸に略平行な面を持つ支持台５１と、この面に設けられたステッピングモータ５２（図２参照）を介してＺ軸方向に平行移動可能に取り付けられたテーブル３２と、テーブル３２に固定された撮像手段としての２つのカメラユニット３６，３７とを備えている。テーブル３２には、カメラユニット３６，３７にそれぞれ対向して配置された２つの光源３３，３４が固定されている。従って、光源３３，３４は、カメラユニット３６，３７との相対位置関係が常に一定に保たれている。
【００１６】
上記構成を、図２を用いて詳述する。図２は、撮像機構３５及びクランプ機構３０の一部を示す側面図である。この図の視点からは、カメラユニット３６及び光源３３が隠れて見えないため描かれていないが、これらの構成及び相対位置関係は、カメラユニット３７及び光源３４のそれと同様である。
【００１７】
カメラユニット３６，３７は、例えば、撮像素子としてのＣＣＤと、ワークＲの計測箇所を拡大する対物レンズ３９とを用いて構成される。カメラユニット３６とカメラユニット３７とは、撮像時の倍率が異なるように構成されている。対物レンズ３９は、カメラユニット３７（３６）の先端部に配置されており、計測時にはワークＲに対向する。特に、カメラユニット３７（３６）の焦点がワークＲに合っている場合には、対物レンズ３９とワークＲとの距離（ワーキングディスタンス）は常にＤ１で一定となる。ワークＲを挟んで対物レンズ３９の反対側には、ワークＲに光を照射する光源３４（３３）が配置されている。光源３３，３４には、例えば、高輝度が得られるハロゲンランプなどが用いられ、カメラユニット３６，３７の撮像倍率に応じてそれぞれ照明輝度が設定されている。光源３４（３３）及びカメラユニット３７（３６）はテーブル３２に固定されているので、光源３４と対物レンズ３９との間の距離は常にＤ３で一定となる。上記より、カメラユニット３７（３６）の焦点がワークＲに合っている場合には、ワークＲと光源３４（３３）との間の距離は常にＤ２（＝Ｄ３−Ｄ１）で一定となる。
【００１８】
ここで、カメラユニット３６のＣＣＤとしては、例えば２３０万画素、画素ピッチ４．４μｍ、分解能０．１μｍのものを用いることができ、対物レンズ３９を含む光学系と組み合わせて、拡大倍率５０倍、撮像視野１００μｍ角、焦点深度１μｍに設定されている。また、カメラユニット３７のＣＣＤとしては、例えば４００万画素、画素ピッチ６μｍ、分解能０．６μｍのものを用いることができ、対物レンズ３９を含む光学系と組み合わせて、拡大倍率１０倍、撮像視野１．２ｍｍ角、焦点深度１７μｍに設定されている。
【００１９】
上述した焦点の調整は、撮像機構３５が備えるオートフォーカス機構３８によって行う。オートフォーカス機構３８は、図２に示すステッピングモータ５２を有している。そして、オートフォーカス機構３８は、このステッピングモータ５２を用いてテーブル３２をＺ軸方向に移動させ、ワークＲと対物レンズ３９との距離を変化させることにより、カメラユニット３６，３７の焦点を調整する。ステッピングモータ５２に代えて、リニアモータ、エアシリンダ、マイクロメータ等を利用したモータを用いてもよい。また、オートフォーカス機構３８は、対物レンズ３９の位置を微調整するために、対物レンズ３９の近傍に、ステッピングモータとギヤを組み合わせたモータ、ボイスコイルモータとバネを組み合わせたモータ、ピエゾアクチュエータ等をさらに備えていてもよい。
【００２０】
図１に戻り、計測装置１００は、把持されたワークＲの少なくとも一部が各カメラユニット３６，３７と各光源３３，３４との間の各光軸３３ａ，３４ａ上に位置するように、テーブル３１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる駆動部（図示省略）を備えている。駆動部は、Ｘ軸モータとＹ軸モータとから構成される。Ｘ軸モータ及びＹ軸モータには、例えば、サーボモータやパルスモータが用いられる。
【００２１】
さらに、計測装置１００は、計測装置１００の各部を制御する制御装置４０を備えている。制御装置４０は、本発明の算出部に対応するＣＰＵ４１と、ＥＰＲＯＭなどからなるメモリ４２と、画像処理部４３と、Ｘ軸モータ制御部４４と、Ｙ軸モータ制御部４５と、クランプ機構３０のモータ２９の制御を行うモータ制御部４６と、を備えている。制御装置４０は、例えばパーソナルコンピュータ等を活用して構成する。
【００２２】
ここで、クランプ機構３０について、図３を用いて説明する。図３は、クランプ機構３０の構造を示す概略斜視図である。クランプ機構３０は、ワークＲを把持する把持部１０と、把持されたワークＲの姿勢を調整する姿勢調整部２０と、把持部１０と姿勢調整部２０とを一体として軸支する軸受け２７と、把持部１０と姿勢調整部２０とを一体として回転させる回転駆動部としてのモータ２９とを備えている。モータ２９には、例えば、サーボモータやパルスモータを用いることができる。
【００２３】
軸受け２７とモータ２９との間には、姿勢調整部２０の原点位置を検出する位置検出機構２８と、モータ２９の回転軸と姿勢調整部２０とを軸受け２７を介して連結するスリーブ状の連結部２９ａとが設けられている。上記の各構成は、支持プレート２５の表面にそれぞれ配設されている。
【００２４】
位置検出機構２８は、位置検出用のプレート（ドグ板）２８ａと、ドグ板２８ａの取り付け部２８ｂと、原点センサ２８ｃとから構成されている。軸受け２７により回転可能に軸支された姿勢調整部２０の一方の軸（不図示）に取り付け部２８ｂが固定されている。原点センサ２８ｃは、例えば、発光部（不図示）と受光部（不図示）とが対向配置されたフォトマイクロセンサを用い、取り付け部２８ｂに取り付けられたドグ板２８ａが上記発光部と上記受光部との間を横切るように支持プレート２５の表面に配設されている。上記発光部と上記受光部との間の光軸をドグ板２８ａが遮蔽することにより、原点位置が検出される。本実施形態では検出位置精度３０μｍのフォトマイクロセンサを用いた。回転角度に直すと０．１°の精度で原点を検出可能である。
【００２５】
把持部１０は、受け台アーム１１と、受け台アーム１１の一方の端部１１ａに取り付けられた受け台１と、Ｔ字形状の押さえ部アーム１２と、その端部１２ａに取り付けられた押さえ部５と、を備えている。受け台１は、ワークＲを導くためのＶ字形状の溝を有している。これに対向する押さえ部５は、受け台１の上記溝に配置されたワークＲに上から当接するよう、受け台１の溝に対応するような下に凸のＶ字形状をなしている。当該下に凸のＶ字形状は、先端部が平らに潰れており、この平らな部位がワークＲに当接する。従って、ワークＲは、受け台１の溝と、押さえ部５の平らな先端部とによって把持される。
【００２６】
ここで、押さえ部アーム１２は、図示しないばねによって、Ｔ字形状の支柱の根元を支点として、押さえ部５が受け台１に当接する方向に付勢されている。この弾性力を利用して、ワークＲは、受け台１と押さえ部５とにより把持される。
【００２７】
姿勢調整部２０は、受け台アーム１１をガイドするアームガイド１６と、受け台アーム１１の他方の端部１１ｂを支持する位置調整部としての中空のブロック２１と、を備えている。また、アームガイド１６とブロック２１とが配設された回転テーブル１８と、軸受け２７に軸支されると共にブロック２１が取り付けられる回転プレート２４と、を備えている。
【００２８】
従って、モータ２９を駆動すれば、軸受け２７に軸支された回転プレート２４が回転する。回転プレート２４には、ブロック２１を介して回転テーブル１８が固定されているので、ブロック２１とアームガイド１６とに支持された受け台アーム１１が回転する。すなわち、ワークＲを把持部１０に把持した状態でモータ２９の回転軸を中心として回転可能な構成となっている。
【００２９】
以上に説明した計測装置１００のうち、オートフォーカス機構３８を含む撮像機構３５と、クランプ機構３０と、光源３３，３４とから構成される装置が、本発明における撮像装置に対応する。
【００３０】
（計測方法）
次に、計測装置１００を用いた計測方法について説明する。図４は、計測装置１００を用いてワークＲの外形寸法を計測する場合の工程図である。以下、図４の工程図に沿って説明する。
【００３１】
ステップＳ１では、クランプ機構３０にワークＲを取り付ける。まず、クランプ機構３０に、上記した機構により把持部１０においてワークＲを把持させ、ワークＲの軸線Ｒａとモータ２９の回転軸とが合致するように姿勢調整部２０を調整する。実際の調整方法としては、クランプ機構３０にワークＲを把持させた上で回転させ、その状態を撮像機構３５により撮像して軸線Ｒａのぶれがないかチェックする作業を繰り返して行う。
【００３２】
続くステップＳ２では、クランプ機構３０を所定位置へ移動させる。このステップは、制御装置４０を操作して計測装置１００を動作させることによって行われる。まず、ＣＰＵ４１は、メモリ４２に入力された測定プログラムに基づいてＸ軸モータ制御部４４とＹ軸モータ制御部４５とに制御信号を送る。Ｘ軸モータ制御部４４とＹ軸モータ制御部４５は、制御信号に基づいてＸ軸モータ、Ｙ軸モータを駆動して例えば光軸３３ａ上にワークＲの測定箇所が位置するように、テーブル３１を移動させる。
【００３３】
ここで、Ｘ軸モータ制御部４４とＹ軸モータ制御部４５は、光軸３４ａ上にワークＲの測定箇所が位置するように、テーブル３１を移動させてもよい。ワークＲを光軸３３ａ上に位置させるか、光軸３４ａ上に位置させるかは、計測する部位の範囲によって決定される。すなわち、例えば極めて狭い範囲の微細な加工部位の形状を計測する場合は、５０倍の倍率をもつカメラユニット３６によって撮像を行うために光軸３３ａ上に位置させ、より広い範囲の形状を計測するような場合は、１０倍の倍率をもつカメラユニット３７によって撮像を行うために光軸３４ａ上に位置させる。
【００３４】
次に、ステップＳ３では、オートフォーカス機構３８によりオートフォーカスが実行される。すなわち、ＣＰＵ４１が、オートフォーカス機構３８に制御信号を送り、光源３３によって照明されたワークＲにカメラユニット３６の焦点が合うようにオートフォーカス機構３８を駆動する。より詳しくは、カメラユニット３６によって撮像された画像情報に基づいて画像処理部４３がワークＲの外形を特定し、外形線が所定のシャープネスを得られるようにオートフォーカス機構３８に含まれるステッピングモータ５２を駆動して焦点合わせを行う。
【００３５】
焦点合わせの際には、対物レンズ３９の近傍に組み込まれたモータによって対物レンズ３９を同時に駆動してさらに微調整してもよい。なお、焦点が規格範囲以上にずれていてオートフォーカス機構３８が機能しない場合や、計測装置１００がオートフォーカス機構３８をもたない場合は、手動で焦点を合わせてもよい。
【００３６】
こうして焦点が合った状態における、対物レンズ３９とワークＲとの距離は、対物レンズ３９の特性によって常に一定の値Ｄ１（ワーキングディスタンス）となる（図２参照）。本実施形態では、Ｄ１は約１０ｍｍである。ここで、対物レンズ３９を含むカメラユニット３６は、テーブル３２に固定されている。一方、光源３３も、撮像機構３５に含まれるテーブル３２に固定されている。従って、焦点合わせのためにステッピングモータ５２が駆動されても、対物レンズ３９と光源３３との間の距離は常にＤ３で一定に保たれている。本実施形態では、Ｄ３は約４５ｍｍである。以上から、ワークＲと光源３３との間の距離も常に一定値Ｄ２（＝Ｄ３−Ｄ１）に保たれており、その大きさは約３５ｍｍである。
【００３７】
次に、ステップＳ４では、撮像機構３５に含まれるカメラユニット３６によるワークＲの撮像が行われる。図５は、このときの撮像機構３５の撮像範囲を示す図である。本実施形態では、この図に示すようにワークＲの先端部を撮像する。そして、その画像をもとに、後述するステップＳ５において、例えばワークＲの直径を算出する。
【００３８】
図６（ａ）は、図５中のＡ−Ａ’線に沿ったＣＣＤの輝度検出結果を示す図である。ワークＲにかかる位置では、光源３３からの光が遮られて輝度が低くなっており、ワークＲの外側の位置では、光源３３からの光を計測するため輝度が高くなっている。
【００３９】
本実施形態の計測装置１００による撮像では、同一のワークＲを計測した場合は、常に図６（ａ）のような結果が得られる。すなわち、例えば図６（ｂ）のように、ワークＲが細く見える（図５中のワークＲ’に相当）ような誤差を含んだ結果が生じにくい。これは、上述したようにワークＲと光源３３との距離が常にＤ３に保たれていることにより、ワークＲが一定の照明状態で照明されるからである。ここで照明状態とは、ワークＲが光源３３から受ける光の強度や入射角、及び回折によりワークＲを回り込む光の量やその回り込み方などを指す。
【００４０】
例えばワークＲと光源３３との距離が数十μｍ程度変化すると、光源３３からの光が回折によってワークＲの輪郭部を回り込む程度が変化し、本来図５の符号Ｒで示される外形であるワークＲが、同図の符号Ｒ’で示される外形であるかのように撮像されてしまう。すなわち、図６（ａ）の結果が得られるべきワークＲであっても図６（ｂ）のように実際と形状の異なる撮像が行われてしまう。しかしながら、上述した特徴により、本実施形態の計測装置１００ではこうした不具合が起こりにくい。このような不具合は、ワークＲの直径が１ｍｍ程度もしくは１ｍｍを下回るような極細の場合に特に起こりやすい。
【００４１】
次に、ステップＳ５では、ステップＳ４で得られた画像をもとに、ワークＲの外形寸法の計測値を算出する。このステップは次のように行われる。まず、画像処理部４３は、撮像された画像情報をビットマップデータに変換して算出部としてのＣＰＵ４１に送る。ＣＰＵ４１は、このビットマップデータから計測箇所の寸法を演算して出力する。この演算は、例えば、図６（ａ）のデータにおいてコントラストが大きく変わる２点（すなわち輝度が急激に増加、低減する点）を特定し、その間の画素数から撮像倍率を用いて換算処理することによって行われる。図６（ａ）のデータによれば、ワークＲの直径を計測することができる。
【００４２】
以上のステップを経て、ワークＲの形状の計測が終了する。この後、計測データを増やして計測精度を高めるために、ワークＲを一定角度回転させ、その状態でステップＳ３からステップＳ５を行ってもよく、この工程をさらに繰り返し行ってもよい。
【００４３】
この工程は、次のようにして行われる。まず、制御装置４０が、モータ制御部４６に制御信号を送り、ワークＲを複数回に分けて回転させるようにモータ２９を駆動する。これに同期してワークＲを撮像するためにステップＳ３からステップＳ５を行い、出力されたデータをＣＰＵ４１によって統計処理させる。これにより、測定箇所の複数のサンプリングデータから平均値やバラツキが得られる。また、ワークＲを複数回に分けて回転させることにより、偏芯等の寸法情報が得られる。
【００４４】
また、ステップＳ１〜ステップＳ５の終了後、又はワークＲを回転させて複数回の計測を行った後、同一のワークＲに対して、撮像倍率が異なる２つのカメラユニット３６，３７のうちの他方を用いた計測を行ってもよい。
【００４５】
一つのワークＲの計測が終了した場合は、ワークＲをクランプ機構３０から取り外し、別のワーク（以下ワークＲ２とする）に対して同様の計測を行う。このとき、本実施形態の計測装置１００によれば、ワークＲ２の取り付け姿勢が前回のワークＲの取り付け姿勢と若干異なっていたとしても、ワークＲ２と光源３３，３４との距離Ｄ３を、ワークＲの計測の際と同一に保つことができ、ワークＲ２をワークＲと同一の照明状態で照明することができる。このため、距離Ｄ３のばらつきに起因する計測誤差、すなわちワークＲ２の照明状態のばらつきに起因する、例えば回折による光の回り込み方の違いによる計測誤差が生じにくい。よって、極細のワークＲを多数計測する場合であっても、適切に外形寸法の計測及びこれに基づく検査や良品選別等を行うことができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施形態以外の変形例は、以下の通りである。
【００４７】
（変形例１）
上記実施形態における撮像機構３５は、光源３３，３４が固定されたテーブル３２を有しているが、これに代えて、次のような構成としてもよい。図７は、本変形例に係る撮像機構３５及びクランプ機構３０の一部を示す側面図である。この図からわかるように、カメラユニット３６，３７、及び光源３３，３４は、互いに分離された異なる支持台５１ａ，５１ｂに取り付けられている。すなわち、カメラユニット３６，３７は、テーブル３２ａ及びステッピングモータ５２ａを介して支持台５１ａに取り付けられている。また、光源３３，３４は、テーブル３２ｂ及びステッピングモータ５２ｂを介して支持台５１ｂに取り付けられている。
【００４８】
ここで、ステッピングモータ５２ａ，５２ｂは、常に同一の駆動信号を受けて同一の駆動状態が実現されるように構成されている。つまり、ステッピングモータ５２ａはテーブル３２ａを、またステッピングモータ５２ｂはテーブル３２ｂを、常に同一の方向に同一の速度で同一の距離だけＺ軸方向に移動させる。従って、テーブル３２ａとテーブル３２ｂとの相対位置関係は常に一定であり、この結果カメラユニット３６，３７と光源３３，３４との相対距離も常に一定となる。こうした構成によれば、カメラユニット３６，３７に含まれる対物レンズ３９と光源３３，３４との距離は一定となる。よって、上記実施形態と同様、焦点が合った状態における距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が常に一定値となり、ワークＲを取り替えても同一の照明状態で照明することができるとともに、誤差の少ない外形寸法の計測を行うことができる。
【００４９】
（変形例２）
上記実施形態においてワークＲは、単純な丸棒に限定されない。例えば、先端部が細く加工されたものや、段階的に直径が変わる形状のものであってもよい。また、断面が多角形であるものや、外形が曲線を含むようなものであってもよい。
【００５０】
（変形例３）
上記実施形態の計測装置１００において、クランプ機構３０、テーブル３１、撮像機構３５などの各部の配置は、これに限定されない。例えば、図１において、丸棒状のワークＲの軸線ＲａとＺ軸方向とが合致するようにクランプ機構３０をテーブル３１に配置して、ワークＲの軸線Ｒａに対して垂直な方向に光軸３３ａが来るように、カメラユニット３６と光源３３とを対向配置してもよい。これによれば、ワークＲをＺ軸方向から受け台１の溝に挿入することとなり、比較的に作業がし易い。
【００５１】
（変形例４）
クランプ機構３０の構成は、上記実施形態のようにＶ字形状の溝を有する受け台１を備えたものに限定されず、ワークＲを把持可能なものであればどのような構成であってもよい。例えば、ワークＲを３方向から支持する挟持部と、当該挟持部を締め付けてワークＲを固定する締め付け部とを有するチャックや、万力のように２方向からワークＲを支持する構成のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る計測装置の構成を示す概略図。
【図２】撮像機構及びクランプ機構の一部を示す側面図。
【図３】クランプ機構の構造を示す概略斜視図。
【図４】計測装置を用いてワークの外形寸法を計測する場合の工程図。
【図５】撮像機構の撮像範囲を示す図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、図５中のＡ−Ａ’線に沿ったＣＣＤの輝度検出結果を示す図。
【図７】本発明の変形例に係る撮像機構及びクランプ機構の一部を示す側面図。
【符号の説明】
【００５３】
１０…把持部、２０…姿勢調整部、２９…モータ、３０…クランプ機構、３２…テーブル、３３，３４…光源、３５…撮像機構、３６，３７…カメラユニット、３８…オートフォーカス機構、３９…対物レンズ、４０…制御装置、４１…算出部としてのＣＰＵ、５１…支持台、５２…ステッピングモータ、１００…計測装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008045894.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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