CN114556045A - 位置测定方法 - Google Patents

位置测定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114556045A
CN114556045A CN202080073157.0A CN202080073157A CN114556045A CN 114556045 A CN114556045 A CN 114556045A CN 202080073157 A CN202080073157 A CN 202080073157A CN 114556045 A CN114556045 A CN 114556045A
Authority
CN
China
Prior art keywords
measurement
imaging unit
value
coordinate system
position coordinates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080073157.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114556045B (zh
Inventor
林信吾
松山晃久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp filed Critical Omron Corp
Publication of CN114556045A publication Critical patent/CN114556045A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114556045B publication Critical patent/CN114556045B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/03—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring coordinates of points
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/045—Correction of measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • G01B11/005—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/022—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/04—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving
    • G01B11/043—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving for measuring length
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/042—Calibration or calibration artifacts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
    • G01B5/0014—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

一种装置中的位置测定方法，该装置具有拍摄部和检测拍摄部的位置的位置检测部，该装置使用拍摄测定点时的位置检测部的检测值对测定点在特定坐标系中的位置坐标进行测定，该位置测定方法更准确地校正位置检测部的检测值。通过装置取得二维地配置有指标部(22)的校正板(20)中的指标部(22)在特定坐标系中的位置坐标作为实测值，取得将预先由其他装置取得的指标部(22)相对于校正板(20)的基准的位置坐标变换为特定坐标系中的位置坐标而得到的真值与实测值的差分作为校正值，使用校正值对位置检测部(8、9、10)的检测值进行校正，拍摄部(3)按照规定的路径对测定对象(3)中的多个测定点(P)进行拍摄，由此测定多个测定点(P)的位置坐标，与所述路径相关联地取得校正值。

Description

位置测定方法
技术领域
本发明涉及使用了对测定对象上的规定的测定点在特定坐标系中的位置坐标进行测定的装置的位置测定方法。
背景技术
以往，公知有如下装置：将被测定物载置于X-Y载台，使X-Y载台移动而使想要测定的点对准瞄准装置的光标，测定此时的X-Y载台的X、Y两个方向的各自的移动量，由此测定被测定物的尺寸。在这样的装置中，为了抑制由于X～Y各自的方向的导轨稍微弯曲、不完全正交等原因而在测定值中产生误差，提出了如下的尺寸测定装置：在X-Y载台上载置校正板，通过X方向、Y方向的2个线性标尺测定设于校正板的多个标记的位置，将该多个测定值以及表示标记的位置的多个准确的值存储于运算装置。在该装置中，在测定被测定部时，基于该存储的值，通过运算装置进行基于线性标尺的测定值的校正(专利文献1)。
但是，在上述的现有技术中，没有公开通过使测定对象(被测定物)与拍摄装置(瞄准装置)相对移动来变更测定点时的、由装置的刚性不足引起的测定误差的对策。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开昭62-119607号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述那样的问题而完成的，其目的在于提供如下技术：在通过使测定对象与拍摄装置相对移动来变更测定点时，即使在由于装置的刚性不足而产生测定误差的情况下，也能够更准确地校正线性标尺等位置检测部的检测值，能够更高精度地对测定点的位置进行测定。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的本发明是一种位置测定方法，其是如下的装置中的位置测定方法，该装置具有：拍摄部，其拍摄测定对象上的规定的测定点；以及位置检测部，其检测该拍摄部或所述测定对象的位置，该装置使用所述拍摄部拍摄所述测定点时的该位置检测部的检测值，测定所述测定点在特定坐标系中的位置坐标，该位置测定方法的特征在于，通过所述装置取得二维地配置有规定的指标部的校正板中的所述指标部在所述特定坐标系中的位置坐标作为实测值，取得将预先由其他装置取得的所述指标部相对于所述校正板的基准的位置坐标变换为所述特定坐标系中的位置坐标而得到的真值与所述实测值的差分作为校正值，使用所述校正值校正所述位置检测部的检测值，与所述拍摄部拍摄所述测定点时的该拍摄部或所述测定对象的移动方向相关联地取得所述校正值。
在此，本发明的装置具有拍摄测定对象上的测定点的拍摄部和检测拍摄部或测定对象的位置的位置检测部，该装置使用拍摄部拍摄测定点时的位置检测部的检测值，对测定点的位置进行测定。在这样的装置中，一边使拍摄部或测定对象移动一边检测测定点的位置坐标，但此时移动的部分具有某种程度以上的大的质量和尺寸。因此，在为了拍摄测定点而使拍摄部或测定对象停止时作用于装置的惯性力也大。其结果，由于支承拍摄部、测定对象的部分因刚性不足而变形等理由，有时测定误差根据拍摄部、测定对象的移动方向而变化。因此，如以往那样，在仅考虑装置的初始的尺寸偏差等机器误差而不考虑拍摄部、测定对象的移动方向地校正位置检测部的检测值的情况下，测定精度有可能降低。
与此相对，在本发明中，与拍摄部拍摄测定点时的拍摄部或测定对象的移动方向相关联地取得校正值，因此即使拍摄部或测定对象的移动方向发生了变化，也能够使用适当的校正值来校正位置检测部的检测值。其结果，能够提高装置中的测定点的位置坐标的测定精度。在此，位置检测部例如是指线性标尺，但也可以使用旋转编码器等其他装置来实现位置检测部。这一点在以下也是同样的。
另外，本发明也可以是一种位置测定方法，其是如下的装置中的测定方法，该装置具有：拍摄部，其拍摄测定对象上的规定的测定点；以及位置检测部，其检测该拍摄部或所述测定对象的位置，该装置使用所述拍摄部拍摄所述测定点时的该位置检测部的检测值，测定所述测定点在特定坐标系中的位置坐标，该位置测定方法的特征在于，通过所述装置取得二维地配置有规定的指标部的校正板中的所述指标部在所述特定坐标系中的位置坐标作为实测值，取得将预先由其他装置取得的所述指标部相对于所述校正板的基准的位置坐标变换为所述特定坐标系中的位置坐标而得到的真值与所述实测值的差分作为校正值，使用所述校正值校正所述位置检测部的检测值，所述拍摄部通过按照规定的路径对所述测定对象中的多个所述测定点进行拍摄，测定多个所述测定点的位置坐标，与所述路径相关联地取得所述校正值。
在此，拍摄部拍摄测定点时的拍摄部或测定对象的移动方向基于拍摄部拍摄多个测定点时的路径来决定。因此，根据拍摄部拍摄多个测定点时的路径，对各测定点可能产生的误差的大小、方向不同。针对于此，在本发明中，位置检测部的检测值的校正值是与拍摄部拍摄多个测定点时的路径相关联地取得的，因此能够根据各个路径中的拍摄部或测定对象的移动方向，使用适当的校正值来校正位置检测部的检测值。其结果，能够更可靠地提高测定对象中的测定点的位置坐标的测定精度。
另外，在本发明中，也可以是，在通过所述装置取得所述校正板中的所述指标部在所述特定坐标系中的位置坐标作为实测值时，所述拍摄部按照所述路径拍摄所述指标部。
由此，在拍摄部对校正板中的指标部进行拍摄来决定校正值时和对实际的测定对象中的测定点进行拍摄时，能够使拍摄部或测定对象的移动方向相同。于是，能够根据对实际的测定对象中的测定点进行拍摄的路径，使用更适当的校正值来校正位置检测部的检测值。其结果，能够进一步提高装置中的测定点的位置坐标的测定精度。
另外，在本发明中，也可以是，仅针对与所述拍摄部按照所述路径拍摄多个所述测定点而测定多个所述测定点的位置坐标时由所述拍摄部拍摄的所述测定对象上的区域相当的所述指标部，取得所述校正值。
由此，仅对与实际的测定点的位置测定相关的指标部取得校正值即可，不需要对配置于校正板的全部指标部取得校正值。因此，能够削减取得关于指标部的校正值时的作业工时，能够降低将校正值存储于存储器的情况下的存储容量。
另外，在本发明中，也可以是，在通过所述装置测定所述测定点在特定坐标系中的位置坐标时，由所述位置检测部检测由所述拍摄部拍摄的所述测定对象上的区域的基准点在所述特定坐标系中的位置坐标，检测由所述拍摄部拍摄的区域中的所述测定点相对于所述基准点的视野内检测坐标，通过将所述视野内检测坐标与所述基准点在所述特定坐标系中的位置坐标相加来测定所述测定点在所述特定坐标系中的所述位置坐标。
在这样的装置中，在装置的刚性不足的情况下，由于拍摄部、测定对象移动后停止时的机构部件的变形等，由拍摄部拍摄的区域发生变化，装置的测定精度更容易降低。另外，在拍摄部移动的装置中，在拍摄部的功能更高的情况下，存在拍摄部的重量、尺寸变得更大的倾向。在这样的情况下，由于拍摄部的移动时的惯性力增加，所以装置的测定精度有可能更容易降低。因此，通过将本发明应用于这样的装置，能够更显著地起到能够取得更适当的校正值这样的本发明的效果。
在本发明中，用于解决上述课题的手段能够尽可能地组合使用。
发明效果
根据本发明，即使在通过使测定对象与拍摄装置相对移动来变更测定点时，由于装置的刚性不足而产生测定误差的情况下，也能够更准确地校正位置检测部的检测值，能够更高精度地对测定点的位置进行测定。
附图说明
[图1]是表示应用例中的尺寸检查装置的概略结构的立体图。
[图2]是示意性地示出应用例中的尺寸检查装置的俯视图和一个视野的放大图。
[图3]是应用例中的校准板的概略图。
[图4]是关于应用例中的尺寸检查方法的流程图。
[图5]是用于说明实施例中的拍摄系统轴位置的计算方法的图。
[图6]是表示实施例中的图像处理系统与视野坐标系的关系的图。
[图7]是表示实施例中的尺寸检查装置的检查流程的时序图。
[图8]是表示实施例中的校准的流程的概略的流程图。
[图9]是表示实施例中的校准板的温度取得的流程的流程图。
[图10]是表示实施例中的计测点实测值取得处理的流程的流程图。
[图11]是表示在实施例的校准板上通过拍摄单元取得计测点的图像的场所的图。
[图12]是放大了实施例中的校准板上的视野与视野的关系的图。
[图13]是表示实施例中的校准板的位置偏移校正的流程的流程图。
[图14]是说明实施例中的测定点的位置坐标的校正的图。
具体实施方式
〔应用例〕
以下，作为本发明的应用例，使用附图对尺寸检查装置1进行说明。图1是表示尺寸检查装置1的主要部分的概略结构的立体图。尺寸检查装置1主要具备：架台4，其将包含对测定对象物进行拍摄的照相机2的作为拍摄部的拍摄单元3支承为能够沿X轴方向移动；滚珠丝杠5，其沿Y轴方向驱动架台4；引导件6，其沿Y轴方向引导被滚珠丝杠5驱动的架台4；以及框架7，其对上述部件进行支承。在框架7的沿Y轴方向延伸的滚珠丝杠支承部7a设置有与滚珠丝杠5平行地检测架台4的位置的线性标尺8。而且，同样在沿框架7的Y轴方向延伸的引导支承部7b设置有与对设置于架台4的滑块进行引导的轨道平行地对架台4的位置进行检测的线性标尺9。另外，沿着在X轴方向上延伸的架台4设置有检测拍摄单元3的位置的线性标尺10。这些线性标尺8、9、10分别由沿着框架7和架台4配置的被检测部、以及设置于架台4和拍摄单元3的检测部构成，检测部检测相对于被检测部的位置信息。线性标尺8、9、10相当于位置检测部。
在图1的尺寸检查装置1中，在拍摄单元3设置有朝向下方具有视野的照相机2。在照相机2的下方配置有沿X轴方向搬运测定对象物的输送机。由输送机从尺寸检查装置1外搬入的测定对象物在照相机2的下方停止，在规定位置被夹紧。然后，若检查结束，则测定对象物从照相机2的下方被输送机搬运到尺寸检查装置1外。
作为测定对象物以基板11为例，对求出测定对象物上的测定点P的位置坐标的方法进行说明。图2的(A)是示意性地表示从铅垂上方观察基板11配置于规定位置的尺寸检查装置1的状态的图。与Y轴方向平行地配置有滚珠丝杠5和线性标尺8以及引导件6和线性标尺9。另外，支承拍摄单元3的架台4位于与Y轴方向交叉的方向。在图2的(A)中，点12是针对基板11定义的基板坐标系的原点。该基板坐标系在本应用例中是特定坐标系的一例。另外，点13是拍摄系统轴位置，这里是照相机2的光轴的位置。图2的由虚线包围的区域是照相机2的视野14，在该视野14中包含基板11上的测定点P。该视野14在本应用例中相当于“由拍摄部拍摄的测定对象上的区域”。图2的(B)是将图2的(A)中由虚线包围的视野14放大表示的图。在此，点15是视野坐标系原点，设视野中心为(0，0)。该视野坐标系原点15在本应用例中相当于基准点，与拍摄系统轴位置13一致。
在本应用例中，将基板11上的测定点P在例如将基板11的左下角部即基板坐标系原点设为(0，0)的基板坐标系中的位置计算为P＝拍摄系统轴位置+视野内检测坐标。即，将作为线性标尺8、9、10的检测值的拍摄系统轴位置与视野14内的测定点P的位置相加，对测定点P在基板坐标系中的位置坐标进行测定。在此，在尺寸检查装置1中，基于线性标尺8、9、10的计测值存在因装置自身的温度、框架7a、7b、架台4等的尺寸、形状的偏差、变化而误差变大的情况。另外，在使用尺寸检查装置1进行基板11的尺寸检查(基板11上的各要素是否按照设计配置的检查)的情况下，使用滚珠丝杠5等使拍摄单元3移动，在测定点P进入视野14的位置使拍摄单元3停止，但在该情况下，由于框架7a、7b、架台4等机构部件挠曲等理由，存在误差的方向、大小根据拍摄单元3的移动方向而变化的情况。
与此相对，在本应用例中，使用图3所示那样的尺寸的真值已知的作为校正板的校准板20来校正线性标尺8、9、10的测定值。即，利用更高级的计测器预先测定以校准板20的基准(例如，左下角部)为原点的情况下的各小点(dot)的坐标值。然后，利用尺寸检查装置1对校准板20的规定的小点的位置坐标进行实测，针对各小点，将真值与实测值之差作为校正值进行存储。而且，在实际的基板11的尺寸检查中，在视野14中捕捉到基板11上的测定点P的状态下，通过预先存储的校正值来校正线性标尺8、9、10的检测值。需要说明的是，校准板20是在玻璃板21上以5mm间距通过铝蒸镀形成作为指标部的微小的小点22而成的。
另外，关于尺寸检查装置1，如上所述，可知根据拍摄单元3的停止前的移动方向而产生的误差不同。这是因为支承拍摄单元3的机构的刚性在每个方向上不同。与此相对，在本应用例中，针对拍摄单元3的每个移动方向存储针对校准板20的各小点存储的校正值。由此，在基板11的尺寸检查时的各检查程序中，能够根据拍摄单元3的移动方向，采用最适合的校正值作为针对校准板20的各小点的校正值，能够提高校正的精度。
另外，在本应用例中，针对实际进行基板11的尺寸检查时的拍摄单元3的每个拍摄路径，预先存储与校准板20的各小点对应的校正值。这是因为，由于按拍摄单元3的每个拍摄路径而移动方向改变，所以认为即使对于相同的小点，校正值也不同。并且，在本应用例中，也可以针对每个尺寸检查的检查程序，取得并存储校正值。这是因为，认为尺寸检查的检查程序与拍摄单元3的拍摄路径一对一地对应。
图4表示关于本应用例的尺寸检查方法的流程图。当执行本流程时，首先，在步骤S101中，决定尺寸检查时的拍摄单元3的拍摄路径。接着，在步骤S102中，按照所决定的拍摄路径，拍摄校准板20的各小点。然后，在步骤S103中，关于所决定的拍摄路径，求出针对各小点的校正值(实测值与真值之差)。然后，在步骤S104中，将求出的校正值存储于尺寸检查装置1所具备的存储部，制作校正表。然后，在该状态下，在步骤S105中，使用尺寸检查装置1对测定对象物实施尺寸检查。此时，利用存储于存储部的对应的校正值对基于线性标尺8、9、10的检测值进行校正，将校正后的检测值作为检查结果进行存储。然后，当尺寸检查结束时，结束本例程。在本应用例中，通过以这样的流程进行尺寸检查，能够进一步提高尺寸检查中的测定精度。
并且，在本应用例中，也可以仅针对与在各检查程序中由拍摄单元3拍摄的区域(即，视野14)相当的小点取得与校准板20的各小点对应的校正值。由此，作为针对各小点的校正值，能够抑制取得并存储的校正值的量，能够缩短校正值的取得作业的时间，另外，能够减少用于校正值的存储的存储部的容量。此外，本发明的位置测定方法能够应用于上述那样的尺寸检查装置1，但尺寸检查装置1除了对测定对象物的特定部位的长度进行测定的装置之外，当然还包括测定特定部位的角度、曲率(半径)的装置。
〔实施例1〕
接着，对本发明的实施例1进行详细说明。首先，参照图5，对进行基于线性标尺8、9、10的检测值的校正的情况下的拍摄系统轴位置13的计算方法进行说明。在图5中，实线的箭头表示以基板11中的特定场所(角部)为基准的基板坐标系，虚线的箭头表示以尺寸检查装置1中的特定场所为基准的机械坐标系。在此，点16是机械坐标系原点。17表示马达。在图5中，y1(μm)、y2(μm)分别表示线性标尺8、9的检测值。x1(μm)表示线性标尺10的检测值。w(μm)表示线性标尺8、9间的距离。在此，关于线性标尺8、9、10的检测值，在基板坐标系中基板坐标系原点12为(0，0)(也可以设机械坐标系原点为(0，0))。此时，拍摄系统轴位置13的位置坐标(x′(μm)，y′(μm))通过下式(1a)、(1b)计算。
y′＝y2-(y2-y1)×(x1/w)……(1a)
x′＝x1……(1b)
其中，关于x′，由于相对于w，y2-y1小，因此x′≈x1，因此近似为x′＝x1。
接着，参照图6，对在视野14中检测出的点的位置坐标的从拍摄单元3内的图像处理系统向视野坐标系的变换进行说明。在此，图6表示图2的(B)所示的视野14。实线箭头表示视野坐标系，虚线箭头表示图像处理系统。点18是图像处理系统原点，将视野的左上设为(0，0)。这里，将x(pixel)设为图像处理系统X坐标，将y(pixel)设为图像处理系统Y坐标。并且，将xv’(μm)设为视野坐标系X坐标，将yv’(μm)设为视野坐标系Y坐标。另外，将width(pixel)设为视野图像的横宽，将height(pixel)设为视野图像的纵宽，将α设为照相机2的分辨率(例如6μm或10μm)。
此时，通过下式(2a)、(2b)从图像处理系统向视野坐标系进行变换。
xv′＝(x-width/2)×α……(2a)
yv′＝{(height-y)-height/2}×α……(2b)
然后，通过下式(3a)、(3b)取得将基板11上的基板坐标系原点12设为(0，0)的基板坐标系中的测定点P的位置坐标(xb，yb)。
xb＝x′+xv′……(3a)
yb＝y′+yv′……(3b)
接着，根据图7所示的时序图，对尺寸检查装置1的尺寸检查的流程进行说明。当尺寸检查装置1中的尺寸检查开始时，首先，从控制器对伺服驱动器发送位置指令(步骤S1)。在接收到该位置指令的伺服驱动器中，驱动伺服马达而使架台4及拍摄单元3移动，若向规定位置的移动完成，则从伺服驱动器向控制器发送该意思(步骤S2)。然后，控制器从线性标尺8、9、10读取规定位置处的线性标尺的检测值(步骤S3)。接着，从控制器对拍摄单元3发送拍摄指令(步骤S4)。当进行了拍摄单元3的拍摄时，从拍摄单元3向控制器发送曝光完成的意思(步骤S5)。重复从步骤S1到步骤S5的处理，直到完成对所有测定点P的拍摄。在控制器中，将线性标尺8、9、10的读取值保存于存储部的规定区域(步骤S6)。在此，检查完成(步骤S7)。接着，控制器从拍摄单元3的图像处理部针对各测定点P读入相应的视野中的视野内检测坐标(步骤S8)。此时，在拍摄单元3的图像处理部中，进行设检测坐标＝拍摄系统轴位置+视野内检测坐标的运算，并且对拍摄系统轴位置进行基于预先取得的校正值的校正计算(步骤S9)。
接着，对使用了上述校准板20的校正值的取得(校准)的流程进行说明。图8是表示校准的流程的概略的流程图。该处理例如在尺寸检查装置1的组装调整时或定期检查时通过操作者从尺寸检查装置1的操作面板上输入指示而选择了校准模式的情况下进行。
当执行本流程时，首先，取得用于校正因校准板20的温度变化而引起的热膨胀的处理的温度(步骤S11)。根据图9对该子例程的详细情况进行说明。首先，利用温度测定单元、例如非接触温度计来计测校准板20的温度(步骤S11-1)。测定出的校准板20的温度从操作面板输入并存储于存储部中的规定的存储区域(步骤S11-2)。这样取得的温度数据用于由温度变化引起的热膨胀的校正。
在此，通过以下的式(4)计算因热膨胀而变化的距离。
热膨胀变化距离(μm)＝热膨胀系数×与真值计测时的温度差(度)×距校准板端原点的距离(mm)÷1000……(4)
接着，利用输送机将校准板20搬入尺寸检查装置1内、即照相机2的下方(步骤S12)。接着，进行计测点(各小点)实测值取得处理(步骤S13)。根据图10的流程图对该计测点(各小点)实测值取得处理子例程的详细情况进行说明。另外，在对实测值取得处理子例程的处理进行说明时，在图11中示出校准板20和在校准板20上通过拍摄单元3取得计测点(各小点)的图像的场所。
如图11所示，在进行校准板20中的计测点(各小点)的位置的实测时，拍摄单元3通过与实际的基板11的尺寸检查时的拍摄路径相同的路径，在与基板11的尺寸检查中的停止位置相同的位置停止，取得计测点(各小点)的图像。在图11中，例如，模仿实际的基板11的尺寸检查时的拍摄路径，在视野(1)→视野(2)→视野(3)→……中取得计测点(各小点)的图像(步骤S13-1)。因此，当然，基板11的检查时的拍摄单元3的移动方向与该实测值取得处理中的拍摄单元3的移动方向一致。
图12表示将图11中的视野(1)和视野(2)的附近放大的图。如图12所示，在各视野200中，与基板11的尺寸检查时同样地通过线性标尺8、9、10实际测定左下的小点的X尺寸和Y尺寸，通过各视野200中的图像的图像处理来计算各视野200内的其他小点的坐标值(步骤S13-2)。然后，将各小点的坐标值保存在文件中(步骤S13-3)。此外，在此，视野200内的小点相当于与由拍摄部拍摄的测定对象上的区域相当的指标部。
接着，返回图7，之后，利用输送机将校准板20搬出到尺寸检查装置1外(步骤S14)。接着，进行校准板20的位置偏离校正(步骤S15)。根据图13对校准板20的位置偏离校正处理子例程的详细情况进行说明。当执行图13中的位置偏离校正处理子例程时，首先，使用校准板20的左下、右下的小点(在图11中用带阴影的圆包围地表示)，通过下式(5)求出校准板20的旋转角θ(步骤S15-1)。
θ(rad)＝arctan{(右下计测小点的Y坐标值-左下计测小点的Y坐标值)/(右下计测小点的X坐标值-右下计测小点的X坐标值)}……(5)
然后，首先，利用下式(6a)、(6b)对由其他上级的计测器计测并存储的初始真值和考虑了校准时的温度变化的校准板20的真值(XT、YT)进行倾斜校正(步骤S15-2)。
XT′＝XTcosθ-YTsinθ……(6a)
YT′＝XTsinθ+YTcosθ……(6b)
接着，根据下式(7a)、(7b)，以通过式(6a)、(6b)求出的校准板20的左下角部的坐标值(XT′、YT′)为基准，将真值向基板坐标系偏移(步骤S15-3)。
XT″＝XT′+校准板左下角部(XT′)……(7a)
YT″＝YT′+校准板左下角部(YT′)……(7b)
返回图7，接着，取通过式(7a)、(7b)求出的XT″、YT″(校准板20的真值)与先前保存在文件中的值之差(真值差)并进行保存(步骤S16)。
另外，在步骤S16中，对拍摄到的所有小点全部求出真值差，作为校正表。校正表的数据例如像以下的(8a)、(8b)式那样定义。
校正表[视野n][计测点m].x＝
真值[视野n][计测点m].x-计测值[视野n][计测点m].x……(8a)
校正表[视野n][计测点m].y＝
真值[视野n][计测点m].y-计测值[视野n][计测点m].y……(8b)
在此，[zzz]表示序列。视野n表示拍摄路径中的第n个拍摄。计测点m表示各视野内的小点的编号。x、y分别表示x轴(左右)方向、y轴(上下)方向的坐标。坐标系将校准板20的左下角部作为原点(0，0)，对于x轴将右方向作为正方向，对于y轴将上方向作为正方向。
接着，对经过图11所示的校准板20的校准后的、图7所示的尺寸检查时的步骤S9的针对测定点的检测坐标的校正处理的具体例进行说明。在步骤S9中的校正处理中，如以下的(9a)、(9b)式那样计算校正后的计测值。
校正后计测值.x＝计测值.x+校正值.x……(9a)
校正后计测值.y＝计测值.y+校正值.y……(9b)
在此，校正值.x和校正值.y根据测定点的最附近的小点处的校正表的数据来计算的。参照图14，说明对尺寸检查时的计测对象点e(用虚线的正号表示)的XY坐标值的校正。以下示出针对计测对象点e的XY坐标值的校正值的计算式(10a)、(10b)。在此，将校准时在计测点a、b、c、d拍摄时的校正值分别设为C(a)、C(b)、C(c)、C(d)，将在计测对象点e处拍摄时的校正值设为C(e)，_X、_Y表示各自的X、Y坐标值。另外，计测点a～c的XY坐标以c为(0，0)进行标准化。另外，在计测对象点的周围，在计测点为2点或只有2点的情况下，对2点或1点进行同样的计算。
C(e)_X＝(1-e_X)(0+e_Y)C(a)_X+
(0+e_X)(0+e_Y)C(b)_X+
(1-e_X)(1-e_Y)C(c)_X+
(0+e_X)(1-e_Y)C(d)_X……(10a)
C(e)_Y＝(1-e_X)(0+e_Y)C(a)_Y+
(0+e_X)(0+e_Y)C(b)_Y+
(1-e_X)(1-e_Y)C(c)_Y+
(0+e_X)(1-e_Y)C(d)_Y……(10b)
这样，即使在产生线性标尺8、9、10的相对的倾斜、偏离，进而其根据拍摄单元3的移动方向而不同的情况下，也能够通过尺寸检查装置1，针对基板11上的测定点P的位置坐标，更准确地校正线性标尺8、9、10的检测值。另外，在本实施例中，如上所述，在进行校准板20中的计测点(各小点)的位置的实测时，拍摄单元3通过与实际的基板11的尺寸检查时的拍摄路径相同的路径，在与基板11的尺寸检查中的停止位置相同的位置停止，取得计测点(各小点)的图像，基于该图像，取得关于各小点的校正值。因此，当然，基板11的检查时的拍摄单元3的移动方向与该实测值取得处理中的拍摄单元3的移动方向一致。因此，能够使用更适当的校正值来进行线性标尺8、9、10的检测值的校正。
另外，在本实施例中，如图11所示，仅在与实际的基板11的尺寸检查时由拍摄单元3取得的位增的视野相当的视野(1)、视野(2)、视野(3)……中，取得计测点(各小点)的图像，计算各小点的校正值。因此，仅对有限的小点进行拍摄以及校正值的运算即可，能够减少校正值的计算中的工时，抑制校正值的存储所涉及的存储容量。
此外，在本发明中，如上所述，也可以以与基板11的尺寸检查中的拍摄单元3的拍摄路径建立关联的方式制作、保存校正值表，但由于该拍摄路径是针对尺寸检查装置1的每个尺寸检查程序而确定的，因此也可以以与尺寸检查程序建立关联的方式制作、保存校正值表。另外，在制作校正值表时，也可以针对校准板20中的全部或一部分的小点，取得假定X正方向、X负方向、Y正方向、Y负方向这4个方向作为拍摄单元3的移动方向的情况下的4种校正值，并存储在校正值表中。在该情况下，在实际的基板11的尺寸检查时，针对各小点从校正表读出与拍摄单元3为了拍摄检查对象而停止的紧前的移动方向一致的方向的校正值，使用该校正值来校正线性标尺8、9、10的检测值。由此，也能够消除校正值根据拍摄单元3的移动方向而不同的不良情况。
需要说明的是，以下为了能够对比本发明的构成要件和实施例的结构，带附图的附图标号地记载本发明的构成要件。
<发明1>
一种装置(1)中的位置测定方法，该装置具有：拍摄部(3)，其对测定对象(11)上的规定的测定点(P)进行拍摄；以及位置检测部(8、9、10)，其对该拍摄部(3)或所述测定对象(11)的位置进行检测，该装置使用所述拍摄部(3)对所述测定点(P)进行拍摄时的该位置检测部的检测值，对所述测定点(P)在特定坐标系中的位置坐标进行测定，所述位置测定方法的特征在于，
通过所述装置取得二维地配置有规定的指标部(22)的校正板(20)中的所述指标部(22)在所述特定坐标系中的位置坐标作为实测值，
取得将预先由其他装置取得的所述指标部(22)相对于所述校正板(20)的基准的位置坐标变换为所述特定坐标系中的位置坐标而得到的真值与所述实测值的差分作为校正值，
使用所述校正值校正所述位置检测部(8、9、10)的检测值，
与所述拍摄部(3)拍摄所述测定点(P)时的该拍摄部(3)或所述测定对象(11)的移动方向相关联地取得所述校正值。
<发明2>
一种装置(1)中的位置测定方法，该装置具有：拍摄部(3)，其对测定对象(11)上的规定的测定点(P)进行拍摄；以及位置检测部(8、9、10)，其对该拍摄部(3)或所述测定对象(11)的位置进行检测，该装置使用所述拍摄部(3)对所述测定点(P)进行拍摄时的该位置检测部的检测值，对所述测定点(P)在特定坐标系中的位置坐标进行测定，所述位置测定方法的特征在于，
通过所述装置取得二维地配置有规定的指标部(22)的校正板(20)中的所述指标部(22)在所述特定坐标系中的位置坐标作为实测值，
取得将预先由其他装置取得的所述指标部(22)相对于所述校正板(20)的基准的位置坐标变换为所述特定坐标系中的位置坐标而得到的真值与所述实测值的差分作为校正值，
使用所述校正值校正所述位置检测部(8、9、10)的检测值，
通过所述拍摄部(3)按照规定的路径拍摄所述测定对象(3)中的多个所述测定点(P)，测定所述多个测定点(P)的位置坐标，
与所述路径相关联地取得所述校正值。
标号说明
1：尺寸检查装置；2：照相机；3：拍摄单元；8、9、10：线性标尺；12：基板坐标系原点；P：测定点；20：校准板。

Claims (5)

1.一种位置测定方法，其是如下的装置中的位置测定方法，该装置具有：拍摄部，其拍摄测定对象上的规定的测定点；以及位置检测部，其检测该拍摄部或所述测定对象的位置，该装置使用所述拍摄部拍摄所述测定点时的该位置检测部的检测值，测定所述测定点在特定坐标系中的位置坐标，该位置测定方法的特征在于，
通过所述装置取得二维地配置有规定的指标部的校正板中的所述指标部在所述特定坐标系中的位置坐标作为实测值，
取得将预先由其他装置取得的所述指标部相对于所述校正板的基准的位置坐标变换为所述特定坐标系中的位置坐标而得到的真值与所述实测值的差分作为校正值，
使用所述校正值校正所述位置检测部的检测值，
与所述拍摄部拍摄所述测定点时的该拍摄部或所述测定对象的移动方向相关联地取得所述校正值。
2.一种位置测定方法，其是如下的装置中的位置测定方法，该装置具有：拍摄部，其拍摄测定对象上的规定的测定点；以及位置检测部，其检测该拍摄部或所述测定对象的位置，该装置使用所述拍摄部拍摄所述测定点时的该位置检测部的检测值，测定所述测定点在特定坐标系中的位置坐标，该位置测定方法的特征在于，
通过所述装置取得二维地配置有规定的指标部的校正板中的所述指标部在所述特定坐标系中的位置坐标作为实测值，
取得将预先由其他装置取得的所述指标部相对于所述校正板的基准的位置坐标变换为所述特定坐标系中的位置坐标而得到的真值与所述实测值的差分作为校正值，
使用所述校正值校正所述位置检测部的检测值，
通过所述拍摄部按照规定的路径对所述测定对象中的多个所述测定点进行拍摄，测定多个所述测定点的位置坐标，
与所述路径相关联地取得所述校正值。
3.根据权利要求2所述的位置测定方法，其特征在于，
在通过所述装置取得所述校正板中的所述指标部在所述特定坐标系中的位置坐标作为实测值时，
所述拍摄部按照所述路径拍摄所述指标部。
4.根据权利要求3所述的位置测定方法，其特征在于，
仅针对与所述拍摄部按照所述路径拍摄多个所述测定点而测定多个所述测定点的位置坐标时由所述拍摄部拍摄的所述测定对象上的区域相当的所述指标部，取得所述校正值。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的位置测定方法，其特征在于，
在通过所述装置测定所述测定点在特定坐标系中的位置坐标时，
由所述位置检测部检测由所述拍摄部拍摄的所述测定对象上的区域的基准点在所述特定坐标系中的位置坐标，
检测由所述拍摄部拍摄的区域中的所述测定点相对于所述基准点的视野内检测坐标，
通过将所述视野内检测坐标与所述基准点在所述特定坐标系中的位置坐标相加而测定所述测定点在所述特定坐标系中的所述位置坐标。
CN202080073157.0A 2019-10-28 2020-03-10 位置测定方法 Active CN114556045B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019195716A JP7310541B2 (ja) 2019-10-28 2019-10-28 位置測定方法
JP2019-195716 2019-10-28
PCT/JP2020/010266 WO2021084772A1 (ja) 2019-10-28 2020-03-10 位置測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114556045A true CN114556045A (zh) 2022-05-27
CN114556045B CN114556045B (zh) 2023-08-22

Family

ID=75637112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080073157.0A Active CN114556045B (zh) 2019-10-28 2020-03-10 位置测定方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11709050B2 (zh)
JP (1) JP7310541B2 (zh)
KR (1) KR20220062636A (zh)
CN (1) CN114556045B (zh)
DE (1) DE112020005190T5 (zh)
WO (1) WO2021084772A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115265359A (zh) * 2022-06-23 2022-11-01 宿州捷创模具有限公司 汽车钣金验收检具

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008008907A (ja) * 2007-08-20 2008-01-17 Nec Corp ３次元形状計測方法および装置ならびにプログラム
JP2012189372A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Kobe Steel Ltd 形状測定装置の校正方法、形状測定装置、校正用ターゲット
CN104729422A (zh) * 2013-12-24 2015-06-24 林宗翰 用于校正激光测量装置的方法及其系统
TW201640228A (zh) * 2015-05-12 2016-11-16 聯華電子股份有限公司 疊對標記與疊對誤差的校正方法
CN106197309A (zh) * 2015-06-01 2016-12-07 佳能株式会社 测量装置、计算方法、系统和物品的制造方法
US20180058834A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Mitutoyo Corporation Coordinate correction method and coordinate measuring machine
JP2019056606A (ja) * 2017-09-20 2019-04-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 ステレオカメラ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62119607A (ja) 1985-11-20 1987-05-30 Mitsubishi Electric Corp 自動プログラミング装置
JPH0522814Y2 (zh) 1986-01-21 1993-06-11
EP0684447B1 (de) * 1994-05-27 2003-09-17 Carl Zeiss Koordinatenmessung an Werkstücken mit einer Korrektur des durch die Messkraft abhängigen Biegeverhaltens des Koordinatenmessgerätes
JP4194731B2 (ja) * 1999-08-03 2008-12-10 株式会社日鉄エレックス 木製長尺物の自動検査装置及びその方法
DE10214490B4 (de) * 2002-03-26 2010-12-02 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Verfahren zur Korrektur von Führungsfehlern bei einem Koordinatenmeßgerät
DE102012220048B4 (de) * 2012-11-02 2018-09-20 Sirona Dental Systems Gmbh Kalibrierungsvorrichtung und Verfahren zur Kalibrierung einer dentalen Kamera
WO2016076400A1 (ja) * 2014-11-13 2016-05-19 オリンパス株式会社 較正装置、較正方法、光学装置、撮影装置、投影装置、計測システムおよび計測方法
JP2016205957A (ja) * 2015-04-21 2016-12-08 日置電機株式会社 Ｘ−ｙ基板検査装置の可動ヘッド位置補正方法およびｘ−ｙ基板検査装置
CA3092187A1 (en) * 2018-02-26 2019-08-29 Marc-Antoine Drouin Kit and method for calibrating large volume 3d imaging systems

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008008907A (ja) * 2007-08-20 2008-01-17 Nec Corp ３次元形状計測方法および装置ならびにプログラム
JP2012189372A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Kobe Steel Ltd 形状測定装置の校正方法、形状測定装置、校正用ターゲット
CN104729422A (zh) * 2013-12-24 2015-06-24 林宗翰 用于校正激光测量装置的方法及其系统
TW201640228A (zh) * 2015-05-12 2016-11-16 聯華電子股份有限公司 疊對標記與疊對誤差的校正方法
CN106197309A (zh) * 2015-06-01 2016-12-07 佳能株式会社 测量装置、计算方法、系统和物品的制造方法
US20180058834A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Mitutoyo Corporation Coordinate correction method and coordinate measuring machine
JP2019056606A (ja) * 2017-09-20 2019-04-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 ステレオカメラ

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
翟玉生;柳文龙;王新杰;谢泽铧;闫赛赛;郭逸航;: "激光准直测量中的光漂补偿方法", 激光与光电子学进展, no. 07 *
黄亚: "基于零位干涉的共轭差分面形绝对检测技术研究", 基于零位干涉的共轭差分面形绝对检测技术研究, no. 7 *

Also Published As

Publication number Publication date
US11709050B2 (en) 2023-07-25
DE112020005190T5 (de) 2022-09-22
KR20220062636A (ko) 2022-05-17
JP7310541B2 (ja) 2023-07-19
WO2021084772A1 (ja) 2021-05-06
JP2021067657A (ja) 2021-04-30
CN114556045B (zh) 2023-08-22
US20220397386A1 (en) 2022-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4825598B2 (ja) 画像測定装置の校正方法
EP0261966A2 (en) Raster input scanner
EP0132122B1 (en) Apparatus for inspecting mask for use in manufacturing large scale integrated circuits
KR100724261B1 (ko) 위치 측정 방법 및 위치 측정 장치 및 위치 측정 시스템
JP5095164B2 (ja) 撮像装置の光軸ずれ検出方法、部品位置補正方法及び部品位置補正装置
JP5457665B2 (ja) 電子部品装着装置
CN114556045B (zh) 位置测定方法
EP1653406B1 (en) Method and apparatus for the correction of nonlinear field of view distortion of a digital imaging system
KR102374227B1 (ko) 대상물에 대하여 이동체를 직선 이동시키는 장치 및 방법
US5107132A (en) Apparatus for the verification of corrected surfaces or in the process of correction
JP5572247B2 (ja) 画像歪補正方法
CN113167606B (zh) 线性标尺的检测值的校正方法
EP3534212B1 (en) Exposure apparatus, method thereof, and method of manufacturing article
JP2005136743A (ja) 撮像素子の位置調整装置及び位置調整方法
JP6706164B2 (ja) アライメント装置、露光装置、およびアライメント方法
JP2009237255A (ja) 露光装置、及び露光方法
CN111512240A (zh) 光敏记录介质上至少一幅存储图像的曝光方法和曝光设备
JP3350272B2 (ja) 材料試験装置
JP2795790B2 (ja) ３次元計測装置のセンサ座標補正方法
JPH08189811A (ja) 部品認識方法及び同装置
CN110689530A (zh) 一种基于位置补偿的轴类零件图像拼接方法
JPH1082630A (ja) 測長装置および測長装置の精度確認方法
KR20230113395A (ko) 노광 방법 및 노광 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant