JP2018096721A - 撮像装置、検査装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子と光学系のそれぞれの角度を変更し、撮像素子と光学系の相対角度を所定の条件に従って容易に変更することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】被検物を撮像する撮像装置１であって、受光面を有する撮像素子２と、撮像素子を保持する第１保持部と、被検物からの光を受光面に結像させる光学系３と、光学系を保持する第２保持部と、を有し、第１保持部と第２保持部はそれぞれ、同一の回転軸４１を中心に回転可能であり、回転軸の中心軸は第１保持部内の領域を通り、回転軸の回りの第１保持部の第１回転角度と回転軸の回りの第２保持部の第２回転角度とを互いに異ならせるように回転軸の回りに第１保持部及び第２保持部を回転させることによって、受光面と光学系の主面との相対角度が変更される。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置、検査装置及び製造方法に関する。

被検物の位置、形状又は姿勢などの測定のため又は被検物の検査のために、被検物を撮像する撮像装置が用いられている。撮像装置は、被検物へ光を照射する照明部と、被検物を撮像する撮像部と、被検物からの光を撮像部の受光面に結像させる光学系とを有する。撮像装置において、広範囲において被検物に焦点を合わせるために、シャインプルーフの条件を満たすように照明部と撮像部と光学系が配置される。

特許文献１に、物体面とカメラとがシャインプルーフの条件を満たす撮像装置が開示されている。シャインプルーフの条件を満たす従来の撮像装置を図１２に示す。従来の撮像装置は、光源からの出射光を検出面Ｗに照射し、反射光が受光面８２で結像されて撮像素子８１で検出される。撮像素子８１を受光面８２に平行方向８４にスライド可能に保持するとともに、検出面Ｗからの反射光の軸（受光レンズの光軸）、及び、受光面８２のスライド方向８４、に直交するピン８３を中心に回転可能に保持している。撮像素子８１をスライド方向８４に移動、又は、回転方向８５に回転させることにより、撮像素子８１の位置や角度を調整することができる。

また、特許文献２には、撮像素子とレンズとの相対的な傾きを調整する撮像装置が開示されている。具体的には、撮像素子を固定する撮像素子フレーム上のネジ穴における固定ネジの位置を調整することにより撮像素子を水平に移動させ、回動可能に配置されたレンズ鏡筒を回転させる。

特開２００８−１４５１６０号公報 特開２０１２−２１１８４２号公報

被検物の位置、形状又は姿勢などの測定のため又は被検物の検査のためには、被検物を互いに異なる角度、方位から撮像することが必要になる。しかし、特許文献１の撮像装置では、撮像素子のみ調整され、受光レンズ（光学系）の位置や角度は調整できないため、被検物を互いに異なる角度、方位から撮像することができない。

また、特許文献２の撮像装置では、レンズ（光学系）の角度を変更することはできるが、レンズ鏡筒の回転中心軸がレンズ鏡筒側にあり、レンズ鏡筒を回転させたときにレンズによる結像面が撮像素子の受光面からずれるおそれがある。そのため、撮像素子の位置調整する必要があり、しかも、シャインプルーフの条件を満たすようにレンズ鏡筒及び撮像素子を調整しなければならず、調整が煩雑である。

そこで、本発明は、撮像素子と光学系のそれぞれの角度を変更し、撮像素子と光学系の相対角度を所定の条件に従って容易に変更することができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一側面としての撮像装置は、被検物を撮像する撮像装置であって、受光面を有する撮像素子と、前記撮像素子を保持する第１保持部と、被検物からの光を前記受光面に結像させる光学系と、前記光学系を保持する第２保持部と、を有し、前記第１保持部と前記第２保持部はそれぞれ、同一の回転軸を中心に回転可能であり、前記回転軸の回りの前記第１保持部の第１回転角度と前記回転軸の回りの前記第２保持部の第２回転角度とを互いに異ならせるように前記回転軸の回りに前記第１保持部及び前記第２保持部を回転させることによって、前記受光面と前記光学系の主面との相対角度が変更される、ことを特徴とする撮像装置。

本発明によれば、撮像素子と光学系のそれぞれの角度を変更し、撮像素子と光学系の相対角度を所定の条件に従って容易に変更することができる。

シャインプルーフの条件を示す概略図である。 第１実施形態の撮像装置を示した概略図である。 カメラ傾き角度調整機構の概略図である。 チルト角度θからｄθだけ傾けたときのカメラ調整機構を示す概略図である。 レンズ傾き角度調整機構の概略図である。 チルト角度θからｄθだけ傾けたときのレンズ調整機構を示す概略図である。 実施例１の、カメラ・レンズ調整角度を示した図である。 第３実施形態の撮像装置を示した図である。 第３実施形態の角度調整機構及び操作機構を示した概略図である。 第４実施形態の検査装置を示した図である。 第４実施形態の撮像装置を示した図である。 シャインプルーフの条件を満たす従来の撮像装置を示した概略図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［実施形態１］
本実施形態の撮像装置はシャインプルーフの条件を満たし、被検物の位置、形状又は姿勢などの測定のため又は被検物の検査のために用いられる。シャインプルーフの条件に従えば、被検物が配置される撮像対象面の撮影において、被検物の手前側部分と奥側部分など広い範囲で同時に焦点を合せることができ、高コントラストな画像を取得することができる。

シャインプルーフの条件を満たす撮像装置について説明する。図１に、シャインプルーフの条件を示す概略図である。図１において、被検物が配置される撮像対象面（物体面）をＷとする。撮像装置は、カメラ２（撮像部）とレンズ鏡筒３を有する。カメラ２は、その内部に撮像センサ（撮像素子）２２を備える。撮像センサ２２の表面（受光面）を通る直線を中心軸Ｃとする。例えば、中心軸Ｃは、Ｙ軸に平行な方向であり、撮像センサ２２の表面の一辺の中点を通る。ただし、配置はこれに限らず、中心軸Ｃは撮像センサ２２の近傍にあればよい。レンズ鏡筒３は、レンズ３２（光学系）を保持する。レンズ３２は、被検物からの光を受光面に結像させる光学系である。通常、レンズ３２は複数のレンズを有するが、図１においては代表的な１つのレンズを示している。また、レンズ３２は、１つのレンズで代表したときの主点を含む主面を有する。４は、カメラ２及びレンズ鏡筒３を支持する支持構造体であるフレームである。

まず、カメラ２とレンズ鏡筒３をＺ軸上に沿って配置した状態を想定する。次に、その状態から、フレーム４に対してチルト角度θだけ撮像装置を傾ける。ここで、撮像対象面Ｗがカメラ２の視野内となり、シャインプルーフの条件に従うように撮像装置を配置したものが、カメラ２’、レンズ鏡筒３’である。２２’はカメラ２’の撮像センサであり、３２’はレンズ鏡筒３’によって保持されるレンズを示す。レンズ３２’の光軸ＡＸ１とＺ軸との成す角度がθとなる。また、撮像対象面Ｗを含む面（ＸＹ平面）と、レンズ３２’の主面を含む面と、撮像センサ２２’の受光面を含む面と、が点Ｏ（同一直線）で交差する。図中のθ’は、撮像対象面Ｗと撮像センサ２２’の受光面とがシャインプルーフの原理により共役となるように配置するために、中心軸Ｃを回転中心として、レンズ鏡筒３に対して相対的にカメラ２’を傾けた角度である。このθ’をシャインプルーフ角度とする。レンズ３２’の光軸ＡＸ１と、撮像センサ２２’の受光面に対して垂直な線ＡＸ２との角度がθ’になる。図１において、撮像対象面ＷとＺ軸との交点ＷＯからレンズ３２’の主面までの距離を物体距離ａ、レンズ３２’の主面から撮像センサ２２’までの距離を像距離ｂとするとき、以下の関係式が成り立つ。

θ’＝ｔａｎ^−１（Ｂ ｔａｎθ）（∵Ｂ＝ｂ／ａ） （数式２）

ここで、Ｂは光学倍率である。従って、シャインプルーフの条件に従うように撮像装置の各部を配置するとき、調整すべきカメラ及びレンズ鏡筒の傾き角度（回転角度）は、中心軸Ｃを回転中心としてレンズ鏡筒の角度θ、カメラの角度（θ＋θ’）となる。

図２は、本実施形態の撮像装置１の概略図である。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。２は撮像対象物（被検物）を撮影するカメラ（撮像部）である。カメラ２は、内部に撮像センサ２２（撮像素子）を内部に備え、撮像センサの表面（受光面）を通る直線を中心軸Ｃとする。３は内部にレンズ（光学系）を備え、撮像対象物を拡大等して撮像に使用するレンズ鏡筒である。４はカメラ２及びレンズ鏡筒３を支持する支持構造体であるフレームである。４１は揺動中心軸（回転軸、シャフト）である。揺動中心軸４１は軸心とし配置され、軸受４２を介してフレーム４に揺動（回転）可能に固定されている。揺動中心軸４１を回転中心軸とし、カメラ２及びレンズ鏡筒３が揺動（回転）する。

図２（ｂ）において、７０はカメラ・レンズ傾き角度調整機構で、カメラ２とレンズ鏡筒３の角度を調整する。７１はカメラ２の角度を調整するカメラ傾き角度調整機構である。７２はレンズ鏡筒３の角度を調整するレンズ傾き角度調整機構である。７３はカメラ傾き角度調整機構７１とレンズ傾き角度調整機構７２に接続され、カメラ傾き角度調整機構７１とレンズ傾き角度調整機構７２とを同時に操作する操作機構（操作部材）である。カメラ・レンズ傾き角度調整機構７０は、カメラ傾き角度調整機構７１とレンズ傾き角度調整機構７２と操作機構７３とで構成される。

先ず、操作機構７３について説明する。図２において、５は操作プレートである。操作プレート５は、カメラ・レンズ傾き角度調整機構７０の操作部であり、回転可能に支持されている。５１は操作プレート５の回転軸（シャフト）である。回転軸５１の一端には操作プレート５が固定される。５２はハンドルであり、ハンドル５２を操作し、回転軸５１回りに操作プレート５を揺動する。５３は固定ねじである。不図示の固定ねじの雌ねじはフレーム４に形成されている。５４は操作プレート溝である。操作プレート溝５４は、回転軸５１の軸心を中心として、操作プレート５が揺動するときに固定ねじ５３のねじ部が干渉しないような円弧状切り欠きとして操作プレート５に形成されたものである。ハンドル５２を操作して、カメラ・レンズ角度調整機構７０を所望の任意の角度に調整した状態で、固定ねじ５３で操作プレート５を固定することにより角度調整が完了する。

次に、レンズ傾き角度調整機構７２について、図３を用いて説明する。図３は、図２におけるレンズ傾き角度調整機構７２に関係する構成を示した概略図である。尚、図２と同じ構成については、同一の符号を付けている。図３において、３１はレンズ揺動プレート（第１保持部）である。レンズ揺動プレート３１は、中心軸を軸心として配置された揺動中心軸４１を回転中心として不図示の軸受を介して、レンズを含むレンズ鏡筒３を回転可能に保持する回転部材でもある（第２回転部材）。

レンズ揺動プレート３１の端部には、レンズ揺動ピン３１１を備える。３４はレンズ調整リンク（並進部材）である。レンズ調整リンク３４はＺ軸方向を長手方向としたリンクである。レンズ調整リンク３４の上端側であるレンズ揺動プレート３１側には、レンズ揺動ピンと係合する長穴であるレンズ調整リンク溝３４１を備える。他端には、リンクピン３４４を備える。４５はリンクガイドである。リンクガイド４５は、レンズ調整リンク３４がＺ軸方向にのみ摺動可能で、Ｘ，Ｙ方向には並進不可能な矩形の貫通穴もしくは溝が形成されている。

３５はレンズ調整カム（第１回転部材）である。レンズ調整カム３５の回転中心は、操作機構７３の回転軸５１に固定されている。回転軸５１は、操作プレート５の回転中心と、レンズ傾き角度調整機構７２のレンズ調整カム３５の回転中心とを貫通する軸心として配置される。回転軸５１には、レンズ調整カム３５が固定される。レンズ調整カム３５は、ハンドル５２を操作し、回転軸５１を回転中心軸として揺動する。レンズ調整カム３５には、レンズ調整カム溝３５１が形成されており、レンズ調整リンク３４のリンクピン３４４と係合する。レンズ調整リンク３４はレンズ調整カム３５の角度変位を並進変位に変換する。また、レンズ揺動プレート３１はレンズ調整リンク３４の並進変位を角度変位に変換する。

次に、レンズ傾き角度調整機構７２を用いてレンズを含むレンズ鏡筒３をチルト角度θから更にｄθだけ傾けた場合について説明する。図４（ａ）にレンズを含むレンズ鏡筒３をチルト角度θだけ傾けた場合の図を示す。図４（ｂ）にレンズを含むレンズ鏡筒３をチルト角度θから更にｄθだけ傾けた場合の図を示す。尚、図２と同じ構成については、同一の符号を付けている。

先ず、レンズ傾き角度調整機構７２の動作の概略を説明する。レンズ調整リンク溝３４１の概略、構成、それからレンズ調整カム溝３５１の概略、構成の順に説明する。ここでは、レンズ傾き角度調整機構の動作について操作とは逆となるが、チルト角度ｄθ、レンズ鏡筒３の傾き、リンクガイド変位、レンズ調整カムの角度変位、の順に説明する。

レンズ調整リンク溝３４１の概略を説明する。図４（ａ）において、レンズ鏡筒３がフレーム４に対して揺動中心軸４１を回転中心（中心軸）とし、Ｚ軸に対してチルト角度θだけ揺動している。図４（ｂ）のように、レンズ鏡筒３がチルト角度θから更にｄθ揺動するとき、レンズ揺動ピン３１１は揺動中心軸４１の中心軸回りに位置ｐ３（図４（ａ）参照）から位置ｐ４（図４（ｂ）参照）へ揺動する。レンズ揺動ピン３１１は、揺動中心軸４１を回転中心に、回転半径をレンズ揺動ピン３１１と揺動中心軸４１との中心間距離として、レンズ鏡筒３のチルト角度に応じ連続的に揺動する。ここで、レンズ調整リンク溝３４１を介してレンズ揺動ピン３１１と係合するレンズ調整リンク溝３４１を備えたレンズ調整リンク３４は、リンクガイド４５によりＺ軸方向に摺動（移動）可能に支持されるので、Ｚ方向にのみ変位する。従って、レンズ鏡筒３がチルト角度ｄθだけ揺動するときにレンズ揺動ピン３１１が揺動運動するときのレンズ揺動ピン３１１のＺ方向変位によって、レンズ調整リンク３４がＺ方向に変位する。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、レンズ揺動ピン３１１がｄθだけ円弧状に移動するときのレンズ揺動ピン３１１のＺ方向変位はｄＺ２’となる。レンズ調整リンク溝３４１は、レンズ揺動ピン３１１がｄθだけ円弧状の移動する時のＺ方向変位ｄＺ２’を考慮して形成される。レンズ揺動ピン３１１の移動とレンズ調整リンク溝３４１の形状により、レンズ揺動ピン３１１のＺ方向変位がｄＺ２’のとき、レンズ調整リンク３４のＺ方向変位はｄＺ２となる。

次に、レンズ調整リンク溝３４１の構成を説明する。図４（ａ）に示す位置にレンズ鏡筒３がチルト角度θで配置されるとき、レンズ調整リンク３４がＺ方向において上端側配置となり、レンズ揺動ピン３１１が位置ｐ３となり、レンズ調整リンク溝の一端３４２に位置する。レンズ揺動ピン３１１は、揺動中心軸４１を回転中心に、回転半径をレンズ揺動ピン３１１と揺動中心軸４１との中心間距離として、レンズ鏡筒３のチルト角度に応じ連続的に揺動する。図４（ｂ）のように、レンズ鏡筒３が更にｄθだけチルトされチルト角度が（θ＋ｄθ）のとき、レンズ調整リンク３４がｄＺ２だけ並進（移動）してＺ方向において下端側配置となる。このとき、レンズ揺動ピン３１１が位置ｐ４となってレンズ調整リンク溝の他端３４３に位置する。このとき、チルト角度をｄθだけ変位させるのに必要なレンズ調整リンク３４の並進変位ｄＺ２に基づいて、レンズ調整リンク溝３４１を直線溝として形成する。そのため、レンズ鏡筒３のチルト角度ｄθによるレンズ揺動ピン３１１の揺動とレンズ調整リンク３４のＺ変位との相対変位の軌跡に基づき、レンズ調整リンク溝３４１を直線状の溝として形成する。

次に、レンズ調整カム溝３５１の概略を説明する。レンズ調整カム溝３５１を介して、レンズ調整リンク３４のリンクピン３４４がレンズ調整カム溝３５１と係合している。図４（ａ）に示す位置にレンズ鏡筒３がチルト角度θで配置されるとき、レンズ調整リンク３４がＺ方向において上端側配置となり、リンクピン３４４がレンズ調整カム溝３５１の一端３５２に位置する。図４（ｂ）のように、レンズ鏡筒３が更にｄθだけ角度調整されチルト角度が（θ＋ｄθ）のとき、レンズ調整リンク３４がＺ方向にｄＺ２だけ並進してＺ方向において下端側配置となり、リンクピン３４４がレンズ調整カム溝３５１の他端３５３に位置する。

レンズ調整カム３５について説明する。図４（ｂ）のように、レンズ鏡筒３をチルト角度ｄθだけ揺動させるときの操作プレート５の角度変位をφとする。これは、操作プレート５のハンドル５２を図４（ａ）のＦｈの方向（時計回り）に角度φだけ操作（回転）し、操作プレート５が回転軸５１を回転中心として角度φだけ揺動することを表す。レンズ調整カム３５は回転軸５１を回転中心として回転軸５１に固定されているので、ハンドル５２を角度φだけ操作することにより、レンズ調整カム３５が角度φだけ回転軸５１回りに揺動する。レンズ調整カム３５のレンズ調整カム溝３５１には、レンズ調整リンク３４のリンクピン３４４が係合されている。従って、操作プレート５を角度φだけ操作するとき、レンズ調整カム溝３５１がリンクピン３４４をＺ方向に並進変位ｄＺ２だけ案内することとなる。レンズ調整カム溝３５１の形状は、チルト角度ｄθに対するレンズ調整カム３５の回転角度φだけ操作する時のリンクピン３４４のＺ方向における変位ｄＺ２を考慮して形成される。つまり、レンズ鏡筒３のチルト角度θによるレンズ調整リンク３４のＺ変位とレンズ調整カム３５の揺動回転φとの相対変位の軌跡に基づき、レンズ調整カム溝３５１を曲線状の溝として形成する。

次に、カメラ傾き角度調整機構７１について、図５を用いて説明する。図５は、図１におけるカメラ傾き角度調整機構７１に関係する構成を示した概略図である。尚、図２と同じ構成については、同一の符号を付けている。図５において、２１はカメラ揺動プレート（第２保持部）である。カメラ揺動プレート２１は、中心軸を軸心として配置された揺動中心軸４１を回転中心として不図示の軸受を介してカメラ２を揺動可能に保持する回転部材（第２回転部材）でもある。カメラ揺動プレート２１とレンズ揺動プレート３１はそれぞれ、同一の回転軸（シャフト）を中心に回転可能である。

揺動中心軸４１はカメラ揺動プレート２１内（第１保持部内）の領域を通る。例えば、揺動中心軸４１の中心軸は、撮像センサ２２上（撮像素子上）にあり、特に、撮像センサ２２の受光面上にあり、その受光面の１辺の中点に配置されうる。カメラ揺動プレート２１の端部には、カメラ揺動ピン２１１を備える。２４はカメラ調整リンク（並進部材）である。カメラ調整リンク２４はＺ軸方向を長手方向としたリンクである。カメラ調整リンク２４の上端側であるカメラ揺動プレート２１側には、カメラ揺動ピン２１１と係合する長穴であるカメラ調整リンク溝２４１を備える。他端には、カメラ調整リンク２４のリンクピン２４４を備える。４５はリンクガイドである。リンクガイド４５は内部にカメラ調整リンクがＺ軸方向にのみ摺動可能で、かつＸ，Ｙ方向には並進不可能な矩形の貫通穴もしくは溝が形成されている。２５はカメラ調整カム（第１回転部材）である。カメラ調整カム２５の回転中心は、操作機構７３の回転軸５１に固定されている。回転軸５１は、操作プレート５の回転中心と、カメラ傾き角度調整機構７１のカメラ調整カム２５の回転中心と、レンズ傾き角度調整機構７２のレンズ調整カム３５の回転中心とを貫通する軸心として配置される。回転軸５１には、カメラ調整カム２５とレンズ調整カム３５とが固定される。カメラ調整カム２５は、ハンドル５２を操作し、回転軸５１を回転中心として揺動する。カメラ調整カム２５には、カメラ調整カム溝２５１が形成されており、リンクピン２４４と係合する。カメラ調整リンク２４はカメラ調整カム２５の角度変位を並進変位に変換する。また、カメラ揺動プレート２１はカメラ調整リンク２４の並進変位を角度変位に変換する。

次に、レンズ傾き角度調整機構７２を用いてレンズ鏡筒３をチルト角度θから更にｄθだけ傾けた場合のカメラ傾き角度調整機構７１について説明する。図６（ａ）にレンズ鏡筒３をチルト角度θだけ傾けた場合のレンズ傾き角度調整機構７２の図を示す。図６（ｂ）にレンズ鏡筒３をチルト角度θから更にｄθだけ傾けた場合のレンズ傾き角度調整機構７２の図を示す。尚、図２と同じ構成については、同一の符号を付けている。先ず、図６を用いて、カメラ傾き調整機構７２の動作の概略を説明することで、カメラ調整リンク溝２４１の概略、構成、それからカメラ調整カム溝２５１の概略、構成の順に説明する。ここでは、レンズ傾き調整機構７２の動作について操作とは逆となるが、チルト角度ｄθ、カメラ２の傾き、リンクガイド変位、カメラ調整カムの角度変位、の順に説明する。

カメラ調整リンク溝２４１の概略を説明する。図６（ａ）において、レンズ鏡筒３がフレーム４に対して揺動中心軸４１を回転中心としチルト角度θだけ回転させたとき、それに応じて、シャインプルーフの条件を満たすようにカメラ２を角度（θ＋θ’）だけ回転させる。図６（ｂ）において、レンズ鏡筒３がフレーム４に対して揺動中心軸４１を回転中心としチルト角度θから更にｄθ揺動する。そのとき、それに応じてシャインプルーフの条件を満たすように、カメラ２を角度（θ＋θ’）から更に角度（ｄθ＋ｄθ’）だけ回転させ、角度調整している。ここで、θ’、ｄθ’は、シャインプルーフの原理により数式２で算出される角度である。このとき、カメラ揺動ピン２１１は揺動中心軸４１の中心回りに位置ｐ１（図６（ａ）参照）から位置ｐ２（図６（ｂ）参照）へ揺動する。カメラ揺動ピン２１１は、揺動中心軸４１を回転中心に、回転半径をカメラ揺動ピン２１１と揺動中心軸４１との中心間距離として、カメラ２のチルト角度に応じ連続的に揺動する。ここで、カメラ揺動ピン２１１と係合するカメラ調整リンク溝２４１を備えたカメラ調整リンク２４は、リンクガイド４５によりＺ軸方向に摺動可能に支持されるので、Ｚ方向にのみ変位する。従って、レンズ鏡筒３がチルト角度ｄθだけ揺動し、カメラ２が角度（ｄθ＋ｄθ’）だけ変位するときに、カメラ揺動ピン２１１が揺動運動するときのカメラ揺動ピン２１１のＺ方向変位によって、カメラ調整リンク２４がＺ方向に変位する。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、カメラ揺動ピン２１１が（ｄθ＋ｄθ’）だけ円弧状に移動するときのカメラ揺動ピン２１１のＺ方向変位はｄＺ１’となる。カメラ調整リンク溝２４１は、カメラ揺動ピン２１１が（ｄθ＋ｄθ’）だけ円弧状に移動するときのＺ方向変位ｄＺ１’を考慮して形成される。カメラ揺動ピン２１１の移動とカメラ調整リンク溝２４１の形状により、カメラ揺動ピン２１１のＺ方向変位がｄＺ１’のとき、カメラ調整リンク２４のＺ方向変位はｄＺ１となる。

次に、カメラ調整カム溝２５１の構成を説明する。レンズ鏡筒３がチルト角度θで配置され、カメラ２が角度（θ＋θ’）で配置されるとき、カメラ調整リンク２４がＺ方向において上端側配置となり、カメラ揺動ピン２１１が位置ｐ１となり、カメラ調整リンク溝２４１の一端２４２に位置する。カメラ揺動ピン２１１が、揺動中心軸４１を回転中心に、回転半径をカメラ揺動ピン２１１と揺動中心軸４１との中心間距離として、カメラ２のチルト角度に応じ連続的に揺動する。図６（ｂ）のように、レンズ鏡筒３が更に角度ｄθだけチルトされ、シャインプルーフの条件により、カメラ２が角度（θ＋θ’＋ｄθ＋ｄθ’）だけ調整されたとき、カメラ調整リンク２４がＺ方向にｄＺ１だけ並進してＺ方向において下端側配置となる。このとき、カメラ揺動ピン２１１が位置ｐ２となって、カメラ調整リンク溝２４１の他端２４３に位置する。このとき、カメラ２を角度（ｄθ＋ｄθ’）だけ回転させるのに必要なカメラ調整リンク２４の並進変位ｄＺ１に基づいて、カメラ調整リンク溝２４１を直線溝として形成する。そのため、カメラ２の回転角度（θ＋θ’＋ｄθ＋ｄθ’）よるカメラ揺動ピン２１１の揺動とカメラ調整リンク２４のＺ変位との相対変位の軌跡に基づき、カメラ調整リンク溝２４１を直線状の溝として形成する。

次に、カメラ調整カム溝２５１の概略を説明する。カメラ調整カム溝２５１を介してリンクピン２４４がカメラ調整カム溝２５１と係合している。図６（ａ）に示すようにカメラ２が角度（θ＋θ’）で配置されるとき、カメラ調整リンク２４がＺ方向において上端側配置となり、リンクピン２４４がカメラ調整カム溝２５１の一端２５２に位置する。レンズ鏡筒３が更にｄθだけ角度調整されチルト角度が（θ＋ｄθ）となってカメラ２が角度（θ＋θ’＋ｄθ＋ｄθ’）に調整される。このとき、図６（ｂ）のように、カメラ調整リンク２４がＺ方向にｄＺ１だけ並進してＺ方向において下端側配置となり、リンクピン２４４がカメラ調整カム溝の他端２５３に位置する。

図６（ｂ）のように、カメラ２を角度（θ＋θ’＋ｄθ＋ｄθ’）だけ揺動させるときの操作プレート５の角度変位をφとする。これは、操作プレート５のハンドル５２を図６（ａ）のＦｈの方向（時計回り）に角度φ操作し、操作プレート５を回転軸５１を回転中心として角度φ揺動することを表す。カメラ調整カム２５は回転軸５１を回転中心として回転軸５１に固定されているので、ハンドル５２を角度φ操作することによりカメラ調整カム２５は角度φだけ回転軸５１回りに揺動する。カメラ調整カム２５のカメラ調整カム溝２５１には、カメラ調整リンク２４のリンクピン２４４が係合されている。従って、操作プレート５を角度φだけ操作するとき、カメラ調整カム溝２５１溝がリンクピン２４４をＺ方向にｄＺ１だけ変位させることとなる。カメラ調整カム溝２５１の形状は、チルト角度ｄθに応じたカメラ２の角度（θ＋θ’＋ｄθ＋ｄθ’）に対する、カメラ調整カム２５の回転角度φ操作時のリンクピン２４４のＺ方向変位ｄＺ１を考慮して形成される。レンズ鏡筒３のチルト角度θによって調整したシャインプルーフの条件によるカメラ２の調整角度は（θ＋θ’＋ｄθ＋ｄθ’）である。これに対するカメラ調整リンク２４のＺ変位とカメラ調整カム２５の揺動回転φとの相対変位の軌跡に基づき、カメラ調整カム溝２５１を曲線状の溝として形成する。

以上のように、レンズ傾き角度調整機構７２は、操作機構７３による入力操作量としての回転角度φに対し、レンズ調整カム３５によってレンズ調整リンク３４をｄＺ２変位させる。更にレンズ揺動プレート３１をｄＺ２’変位させ、回転角度ｄθに角度変換し、レンズ鏡筒３を角度ｄθチルトさせる。一方、カメラ傾き角度調整機構７１は、操作機構７３による回転角度φに対し、カメラ調整カム２５によってカメラ調整リンク２４をｄＺ１変位させる。更にカメラ揺動プレート２１をｄＺ１’変位させ、回転角度（ｄθ＋ｄθ’）に角度変換し、カメラ２を角度（ｄθ＋ｄθ’）だけ回転させる。このように、操作機構７３の一つの入力角度φに対し、同一の回転軸である揺動中心軸４１回りにカメラ揺動プレート２１（カメラ２）とレンズ揺動プレート３１（光学系）とを一体的に回転させる。このとき、揺動中心軸４１回りのカメラ揺動プレート２１の第１回転角度とレンズ揺動プレート３１の第２回転角度とが互いに異なるように角度調整を同時に実施する。これにより、撮像素子の受光面と光学系の主面との相対角度が変更される。また、相対角度の調整の際に、光学系の像面と撮像素子の受光面とのずれが低減される。

続いて、カメラ・レンズ傾き角度調整機構７０の動作を説明する。先ず、操作ハンドル５２を操作すると、操作ハンドル５２の揺動角度φに応じて操作プレート５が揺動すると同時に、カメラ調整カム２５とレンズ調整カム３５とが回転軸５１回りに同じ角度φだけ揺動する。カメラ調整カム２５の揺動により、カメラ調整カム溝２５１に係合するリンクピン２４４がカメラ調整カム溝２５１に案内され、カメラ調整リンク２４がＺ軸方向に並進する。更に、カメラ調整リンク２４のＺ軸方向並進により、カメラ調整リンク溝２４１に係合するカメラ揺動ピン２１１がカメラ調整リンク溝２４１に案内され、カメラ揺動プレート２１が揺動中心軸４１回りに角度（ｄθ＋ｄθ’）だけ回転する。カメラ揺動プレート２１はカメラ２を固定して保持しており、上記操作により、カメラ２がシャインプルーフの条件を満たすように角度（ｄθ＋ｄθ’）だけ角度調整され、カメラ２が角度（θ＋ｄθ＋θ’＋ｄθ’）に調整される。カメラ２の調整と同時に、レンズ鏡筒３も角度調整される。前述のように、操作ハンドル５２の角度φ操作に応じて、回転軸５１回りにレンズ調整カム３５も角度φだけ揺動する。レンズ調整カム３５の揺動により、レンズ調整カム溝３５１に係合するリンクピン３４４がレンズ調整カム溝３５１に案内され、レンズ調整リンク３４がＺ軸方向に並進する。更に、レンズ調整リンク３４のＺ軸方向並進により、レンズ調整リンク溝３４１に係合するレンズ揺動ピン３１１がレンズ調整リンク溝３４１に案内され、レンズ揺動プレート３１が揺動中心軸４１回りに角度ｄθだけ回転する。レンズ揺動プレート３１はレンズ鏡筒３を固定して保持しており、上記操作により、レンズ鏡筒３が角度ｄθだけ調整され、レンズ鏡筒３が角度（θ＋ｄθ）に調整される。

図７は、レンズ鏡筒３の角度θと、シャインプルーフの条件の数式２により求めたカメラ２の角度（θ＋θ’）との関係を表す図である。図８の横軸がレンズ鏡筒３のチルト角度である。図７において、物体距離ａを２６４．０３ｍｍ、像距離ｂを−２７．６１５ｍｍとすると、光学倍率Ｂは０．１０４５９となる。この条件で、チルト角度θを０度から７０度としたときのシャインプルーフ角度θ’を算出した。図７において、レンズ鏡筒３の角度θは、例えば角度θ＝４０度のときレンズ鏡筒角度θ＝４０度である。これに対し、カメラ２の角度は（θ＋θ’）＝（４０＋５．０２）度＝４５．０２度となる。図７に示すように、チルト角度が大きくなるにつれて、レンズ鏡筒３の角度とカメラ２の角度との差が大きくなる。そのため、レンズ鏡筒３の角度を大きくしていくと、レンズ鏡筒３の角度とカメラ２の角度との差が大きくなるように角度調整を行えばよい。

以上のように、本実施形態のカメラ・レンズ傾き角度調整機構によって、操作機構に対する一つの操作により、簡便に、レンズ鏡筒の角度調整と、シャインプルーフの条件を満たすカメラの角度調整とを同時に実施するという効果を得る。また、本実施形態のカメラ傾き角度調整機構のカメラ調整カム及びカメラ調整カム溝を、シャインプルーフの原理により数式２で算出したカメラ角度の計算値に基づいて形成している。これにより、シャインプルーフの原理による計算値に基づく軌跡通りにカメラ角度調整を実施するという効果を得る。なお、リンク機構としては、往復スライダクランクを使用しても良く、この場合、リンク溝が不要となり、平易な形状のリンクで構成することが可能となる。

［実施形態２］
次に、第２実施形態の撮像装置について説明する。本実施形態の撮像装置は、カメラ２の傾き調整角度であるシャインプルーフ角度θ’を、シャインプルーフの原理による数式２を元に近似した近似式により算出した角度とするものである。数式２より、次式を得る。
ｔａｎθ’＝Ｂ ｔａｎθ （数式３）
ｔａｎθ_０’＝Ｂ ｔａｎθ_０ （数式４）
となる。ここで、数式３の左辺をθ’＝θ_０’のまわりで、数式３の右辺をθ＝θ_０のまわりで各々二次項までテーラー展開する。左辺のδθ’^２項を無視すれば、次式を得る。

ここで、数式４の両辺第一項を消去して整理すれば次式を得る。

また、チルト角度θ_０におけるシャインプルーフ角度θ_０’について、数式２より、数式７を得る。
θ_０’＝ｔａｎ^−１（Ｂ ｔａｎθ_０） （数式７）

以上より、チルト角度θ_０の近傍における微小角度変化δθに対するシャインプルーフ角度の近似値θ’について、θ’≒θ_０’＋δθ’であることから、数式６、数式７より、次式を得る。

数式８により、チルト角度（θ＝θ_０）の近傍（θ_０＋δθ）における近似値のシャインプルーフ角度（θ_０’＋δθ’）を算出することが可能となる。近似値のシャインプルーフ角度（θ_０’＋δθ’）を元にカメラ・レンズ傾き角度調整機構のリンク及びカムを構成することにより、近似式に基づいたカム溝形状を備えたカメラ傾き角度調整機構を得る。以上により、シャインプルーフの原理による数式から得る近似式に基づいた簡易なカメラ角度調整を構成できるという効果を得る。

［実施形態３］
図８に基づいて第３実施形態の撮像装置について説明する。図８は、カメラ傾き調整機構及びレンズ傾き調整機構が歯車とモータとを備え、操作機構としてモータ同期制御装置を備えた撮像装置の概略図である。尚、図２と同じ構成については、同一の符号を付けている。図８において、７０’は歯車とモータ、及びモータ同期制御装置とを備えたカメラ・レンズ傾き角度調整機構である。７１’はカメラ２の角度を調整するための歯車とモータとを備えたカメラ傾き角度調整機構である。７２’はレンズ鏡筒３の角度を調整するための歯車とモータとを備えたレンズ傾き角度調整機構である。７３’はカメラ傾き角度調整機構７１’とレンズ傾き角度調整機構７２’とを操作するモータ同期制御装置５’を備えた操作機構である。カメラ・レンズ傾き角度調整機構７０’は、カメラ傾き角度調整機構７１’とレンズ傾き角度調整機構７２’と操作機構７３’とで構成される。

図９は、カメラ傾き角度調整機構７１’、レンズ傾き角度調整機構７２’及び操作機構７３’を示した概略図である。図９では、便宜上、カメラ傾き角度調整機構７１’、レンズ傾き角度調整機構７２’をずらして示している。尚、図２と同じ構成については、同一の符号を付けている。先ず、カメラ傾き角度調整機構７１’について説明する。図９において、２１’はカメラ揺動プレートである。カメラ揺動プレート２１’は、揺動中心軸４１を回転中心として軸受４２を介してカメラ２を揺動可能に支持固定される。カメラ揺動プレート２１’は、端部に歯車２１１’を備える。２１２’は歯車２１１’とかみあう歯車である。２５’は回転モータ（第１駆動部）であり、回転モータ２５’のモータ軸に歯車２１２’が固定されている。回転モータ２５’は、カメラ揺動プレート２１’を揺動中心軸４１回りに回転駆動させる。回転モータ２５’にカメラ角度調整の為の信号が入力されると、回転モータ２５’及び歯車２１２’が回転する。また、歯車２１１’が歯車２１２’とかみ合って回転し、揺動中心軸４１を回転中心としてカメラ揺動プレート２１’及びカメラ２が回転することで、カメラ傾き角度を調整する。

次に、レンズ傾き角度調整機構７２’について説明する。図９において、３１’はレンズ揺動プレートである。レンズ揺動プレート３１’は揺動中心軸４１に固定され、揺動中心軸４１を回転中心としてレンズ鏡筒３を揺動可能に支持固定する。レンズ揺動プレート３１’は、端部に歯車３１１’を備える。３１２’は歯車３１１’とかみあう歯車である。３５’は回転モータ（第２駆動部）であり、回転モータ３５’のモータ軸に歯車３１２’が固定されている。回転モータ３５’は、レンズ揺動プレート３１’を揺動中心軸４１回りに回転駆動させる。回転モータ３５’にレンズ角度調整の為の所望の信号が入力されると、回転モータ３５’及び歯車３１２’が回転する。歯車３１１’が歯車３１２’とかみ合って回転し、揺動中心軸４１を回転中心としてレンズ揺動プレート３１’及びレンズ鏡筒３が回転することで、レンズの傾き角度を調整する。

続いて、操作機構７３’について説明する。５’はモータ同期制御装置である。モータ同期制御装置５’は、レンズ傾き角度調整機構７２’の回転モータ３５’とカメラ傾き角度調整機構７１’の回転モータ２５’とに同期して各々角度調整するための信号を送信する。モータ同期制御装置５’から回転モータ３５’にレンズ鏡筒３をチルト角度θだけ揺動させるための信号ＳＬを送信する。モータ同期制御装置５’は、信号ＳＬと同期させ、回転モータ２５’にカメラ２をシャインプルーフの条件を満たす角度θ＋θ’だけ揺動させる信号ＳＣを送信する。従って、モータ同期制御装置５’からの信号ＳＬにより、レンズ傾き角度調整機構７２’によってレンズ鏡筒３が角度θだけ揺動する。同時に、モータ同期制御装置５’からの信号ＳＣにより、カメラ傾き角度調整機構７１’によってカメラ２がシャインプルーフの条件を満たす角度θ＋θ’だけ揺動する。また、レンズ鏡筒３をチルト角度θ＋ｄθだけ回転させるとき、カメラ２をシャインプルーフの条件を満たす角度θ＋ｄθ＋θ’＋ｄθ’だけ回転させる。

以上のように、カメラ・レンズ傾き角度調整機構によって、操作機構による同期信号発信の一つの操作により、簡便に、レンズ鏡筒の角度調整と、シャインプルーフの条件を満たすカメラの角度調整とを同時に実施することができるという効果を得る。

［実施形態４］
次に、撮像装置を用いた検査装置について説明する。図１０は、外観検査システム１００を示す概略図である。外観検査システム１００は、例えば、平面である被検面１１ａを有するワーク１１（被検物）の外観検査を行う検査装置１０と、検査装置１０が外観検査を行う位置にワーク１１を搬送する搬送装置１２（例えばコンベア）とを含みうる。ワーク１１は、例えば、工業製品に利用される金属部品や樹脂部品などである。ワーク１１の表面には、キズやムラ、凹凸などの欠陥が形成されている場合があり、検査装置１０によってこれらの欠陥を検出し、検出結果に基づいてワーク１１が良品または不良品に分類される。また、本実施形態では、搬送装置１２としてコンベアを用いているが、ロボットやスライダ、手動などの別の手段によってワーク１１を搬送してもよい。

検査装置１０は、照明部１０１と、主撮像部１０２と、複数の副撮像部１０３と、制御部１０４とを含みうる。主撮像部１０２、副撮像部１０３としては、上述の実施形態の撮像装置が用いられる。主撮像部１０２および複数の副撮像部１０３はそれぞれ、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなど、画素が２次元状に配置されたイメージセンサを含み、ワーク１１の被検面１１ａを撮像する。このようにエリアセンサカメラを用いることにより、ラインセンサカメラと比べて広い領域の画像を一括に取得することができるため、ワーク１１の外観検査を高速に行うことが可能となる。また、制御部１０４は、例えばＣＰＵやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、検査装置１０の各部を制御する。制御部１０４は、主撮像部１０２および複数の副撮像部１０３で得られた複数の画像に基づいて被検面１１ａの外観の検査に係る処理を行う処理部としての機能を有する。ただし、処理部を制御部１０４とは別に設けてもよい。

照明部１０１は、被検面１１ａを複数の方向から照明することができるように、互いに異なる方向から被検面１１ａに光を照射する複数の光源１１２を有する。照明部１０１は、被検面１１ａを囲うカバー部材１１３を含み、複数の光源１１２は、カバー部材１１３の被検面側においてカバー部材１１３によって支持されうる。被検面１１ａに光を照射する方向とは、光源１１２から射出された光の光軸に沿った方向であって、光源１１２から被検面１１ａに向かう方向のことである。また、カバー部材１１３には、主撮像部１０２によって被検面１１ａを撮像するための開口１１０と、副撮像部１０３ａおよび１０３ｂによって被検面１１ａをそれぞれ撮像するための開口１１１ａおよび１１１ｂとが形成されうる。

主撮像部１０２は、被検面１１ａを上方から撮像するように、即ち、被検面１１ａを撮像する方向と被検面１１ａとの成す角度（以下、撮像角度θｃと称する）が９０度になるように配置されうる。また、複数の副撮像部１０３の各々は、被検面１１ａを斜め上方から撮像するように、即ち、撮像角度θｃが９０度より小さくなるように配置されうる。また、複数の副撮像部１０３は、被検面１１ａを撮像する方位角φが互いに異なるように配置されている。ここで、被検面１１ａを撮像する方向とは、主撮像部１０２または副撮像部１０３の光軸に沿った方向であって、主撮像部１０２または副撮像部１０３から被検面１１ａに向かう方向のことである。また、本実施形態における方位角φは、被検面１１ａと平行な面内（例えばＸＹ面内（水平面内））における角度のことであり、当該面内の基準方位（例えばＸ方向）に対する反時計回りの角度として定義される。

副撮像部１０３は、撮像角度θｃ（チルト角度）が変更可能なように支持部材に取り付けられる。は、ワーク１１が配置される物体面を中心に位置が変更可能に保持される。例えば、図１に示すように、撮像対象物Ｗをワーク１１として、撮像対象物Ｗからレンズの主面までの距離ａを一定にするように副撮像部１０３の位置（撮像角度）が変更可能である。このとき、副撮像部１０３の位置に応じて、カメラ２とレンズ鏡筒３がシャインプルーフの条件を満たすように、カメラ揺動プレート２１（カメラ２）とレンズ揺動プレート３１（光学系）のそれぞれの回転角度を異ならせる。

次に、副撮像部１０３の位置調整機構について説明する。位置調整機構はカメラ・レンズ傾き角度調整機構７０とカメラ２とレンズ鏡筒３とを一体で位置調整を行う。また、位置調整機構は、撮像角度θｃを変更した場合に、被検面１１ａがカメラ２の視野内（撮像素子の撮像範囲内）となるように調整するためにも用いられる。以下、副撮像部１０３を単に撮像装置として説明する。図１１は、位置調整機構を備えた撮像装置の概略図である。図１１（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＡＡ断面図である。尚、図２と同じ構成については、同一の符号を付けている。

図１１（ａ）において、６は並進位置調整機構である並進調整プレートである。４’は並進調整機構を備えたフレーム（第３保持部）である。フレーム４’は、カメラ揺動プレート２１（カメラ２）とレンズ揺動プレート３１（光学系）の位置を一体的に変更するための部材である。フレーム４’は、下部にＺ方向を長手方向とした長穴を備えたＺ調整穴４６を具備する。６１は固定ボルトである。並進調整プレート６は、固定ボルト６１の不図示のねじ穴を備える。Ｚ調整穴４６は、固定ボルト６１が通過可能な丸みの半径を有し、固定ボルト６１に対してＺ調整穴４６に沿ってフレーム４’をＺ方向に並進可能とする。固定ボルト６１は、フレーム４’を並進調整プレート６に固定する。Ｚ方向の並進調整について説明する。固定ボルト６１を緩め、並進調整プレート６に対してフレーム４’をＺ方向にスライドさせ移動させて、再度固定ボルト６１で締め付ける。これにより、カメラ・レンズ傾き角度調整機構７０とカメラ２とレンズ鏡筒３とを一体でＺ方向の並進調整を行う。

また、並進調整プレート６は、図１１（ｃ）に示すように、Ｘ方向を長手方向とした水平調整穴６３を備える。６２は、並進調整プレート６を、取付対象６４に固定するための固定ボルトである。取付け対象６４は、撮像対象を搭載する構造体（支持部材）等である。取付対象６４は、固定ボルト６２に対するねじ穴を備える。水平調整穴６３は、固定ボルト６２が通過可能な丸みの半径を有する。固定ボルト６２を緩め、固定ボルト６２に対して並進調整プレート６を水平調整穴６３に沿って移動させることにより、並進調整プレート６をＸ方向に並進可能とする。取付対象６４に対して並進調整プレート６をＸ方向にスライドさせ移動させた後、再度固定ボルト６２で締め付ける。これにより、カメラ・レンズ傾き角度調整機構７０とカメラ２とレンズ鏡筒３とを一体でＸ方向の並進調整を行う。レンズ鏡筒３のチルト角度を調整するとき、撮像対象物が視野外となる場合がある。これに対し、撮像対象物が視野内となるように、カメラ２とレンズ鏡筒３とを一体でＺ方向及びＸ方向の少なくとも一方に並進調整を行う。

以上のように、本実施形態の撮像装置における並進位置調整機構により、チルト角度調整による撮像対象の視野範囲外へのずれに対し、傾き角度調整後にカメラ、レンズ鏡筒を傾き調整したまま一体として、並進位置調整配置することが可能となる。シャインプルーフの条件を満たすようにカメラ、レンズ鏡筒の傾き角度を調整した後、カメラ、レンズ鏡筒を一体として位置を調整することにより、撮像対象を視野内に配置することができるという効果を得る。

並進位置調整機構として、Ｙ方向を長手方向とした長穴を備えたＸ方向調整プレートを用いてもよい。この場合、Ｙ方向の並進調整が可能となる。更に、並進位置調整機構として、長穴による位置調整としたが、位置決めピン等の位置決め手段を用いてもよい。この場合、精度よく並進調整が可能となる。更にまた、並進位置調整機構として、長穴による位置調整としたが、リニアガイドやステージ及びそれらの組合せにしても良く、この場合、簡便な並進調整が可能となる。

次に、検査装置１０を用いて被検面１１ａの外観を検査する方法について説明する。まず、制御部１０４は、被検面１１ａを照明する方向を変えながら主撮像部１０２によって被検面１１ａを複数回撮像する。制御部１０４は、被検面１１ａに光を照射する方位角φや角度θｉが互いに異なる複数の状態になるように照明部１０１を制御し、複数の状態の各々について被検面１１ａを撮像するように主撮像部１０２を制御する。

制御部１０４は、撮像によって得られた画像に基づいて、被検面１１ａの欠陥（キズ、ムラ、光吸収性の異物）を検出するための画像を生成する。制御部は、撮像で得られた画像の各々に対してシェーディング補正を行った後、画素の位置ごとに、補正後の画像における明度の最大値と最小値との差を求める。

次に、制御部１０４は、主撮像部１０２で得られた画像、および副撮像部１０３で得られた画像に基づいて、被検面１１ａ（ワーク１１）の外観を評価する。例えば、制御部１０４は、被検面１１ａにキズ（微細なキズも含む）があるか否かの評価を、生成した画像に基づいて行いうる。また、制御部１０４は、被検面１１ａにムラがあるか否かの評価を、生成した画像に基づいて行いうる。

［実施形態５］
まず、実施形態４の検査装置によって被検物を検査する。そして、検査装置による被検物の検査結果を用いて、被検物の加工、変形や組立などの処理を行って、光学部品や装置ユニットなどの物品を製造することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims (13)

1. 被検物を撮像する撮像装置であって、
   受光面を有する撮像素子と、
   前記撮像素子を保持する第１保持部と、
   被検物からの光を前記受光面に結像させる光学系と、
   前記光学系を保持する第２保持部と、を有し、
   前記第１保持部と前記第２保持部はそれぞれ、同一の回転軸を中心に回転可能であり、
   前記回転軸の中心軸は前記第１保持部内の領域を通り、
   前記回転軸の回りの前記第１保持部の第１回転角度と前記回転軸の回りの前記第２保持部の第２回転角度とを互いに異ならせるように前記回転軸の回りに前記第１保持部及び前記第２保持部を回転させることによって、前記受光面と前記光学系の主面との相対角度が変更される、ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記受光面を含む平面と前記光学系の主面を含む平面と前記被検物が配置される物体面を含む面がシャインプルーフの条件を満たすように、前記第１回転角度と前記第２回転角度を異ならせる、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１回転角度が大きくなるにつれて、前記第１回転角度と第２回転角度の差が大きくなるように、前記第１回転角度と前記第２回転角度を異ならせる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記回転軸の中心軸は前記撮像素子上にあることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。
5. 前記回転軸の中心軸は前記撮像素子の受光面上にあることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記第１保持部と前記第２保持部に接続されており、前記第１保持部と前記第２保持部を操作する１つの操作部材を有し、
   前記操作部材を動かすことによって、前記第１保持部と前記第２保持部を前記回転軸の回りに回転させる、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の撮像装置。
7. 前記第１保持部と前記第２保持部のそれぞれは、前記操作部材によって回転される第１回転部材と、前記第１回転部材の角度変位を並進変位に変換する並進部材と、前記並進部材の並進変位を角度変位に変換する第２回転部材と、を有し、
   前記第２回転部材は前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回りに回転する、ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記第１保持部の前記第１回転部材と前記第２保持部の前記第１回転部材が一体的に回転する、ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記第１保持部を前記回転軸の回りに回転駆動させる第１駆動部と、
   前記第２保持部を前記回転軸の回りに回転駆動させる第２駆動部と、を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の撮像装置。
10. 前記被検物が配置される面に対して前記撮像装置の位置が変更可能であり、
    前記被検物が配置される面が前記撮像素子による撮像範囲内となるように前記撮像装置の位置が変更される、ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項１に記載の撮像装置。
11. 被検物を検査する検査装置であって、
    被検物を照明する照明部と、
    前記照明部によって照明された前記被検物を撮像する、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の撮像装置と、を有し、
    前記撮像装置によって得られた画像に基づいて前記被検物を検査することを特徴とする検査装置。
12. 被検物を検査する検査装置であって、
    被検物を照明する照明部と、
    前記照明部によって照明された前記被検物を撮像する撮像装置と、を有し、
    前記撮像装置によって得られた画像に基づいて前記被検物を検査し、
    前記撮像装置は、
    受光面を有する撮像素子と、
    前記撮像素子を回転可能に保持する第１保持部と、
    前記被検物からの光を前記受光面に結像させる光学系と、
    前記光学系を回転可能に保持する第２保持部と、を有し、
    前記第１保持部及び前記第２保持部の位置を一体的に変更可能に保持する第３保持部と、を有し、
    前記被検物が配置される物体面を中心として前記第３保持部の位置が変更可能であり、
    前記第３保持部の位置に応じて前記撮像素子及び前記光学系がシャインプルーフの条件を満たすように、前記第１保持部の第１回転角度と前記第２保持部の第２回転角度とを互いに異ならせる、ことを特徴とする検査装置。
13. 請求項１１又は１２に記載の検査装置を用いて被検物を検査する工程と、
    該検査された被検物を加工することにより物品を製造する工程と、を有することを特徴とする物品の製造方法。

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