DE102016120026A1 - Messvorrichtung und Verfahren, Programm, Produktherstellungsverfahren, Kalibrierungsmarkierungselement, Verarbeitungsvorrichtung und Verarbeitungssystem - Google Patents

Messvorrichtung und Verfahren, Programm, Produktherstellungsverfahren, Kalibrierungsmarkierungselement, Verarbeitungsvorrichtung und Verarbeitungssystem Download PDF

Info

Publication number
DE102016120026A1
DE102016120026A1 DE102016120026.3A DE102016120026A DE102016120026A1 DE 102016120026 A1 DE102016120026 A1 DE 102016120026A1 DE 102016120026 A DE102016120026 A DE 102016120026A DE 102016120026 A1 DE102016120026 A1 DE 102016120026A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pattern
light
image
calibration
calibration data
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
DE102016120026.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016120026B4 (de
Inventor
Makiko Ogasawara
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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
Priority claimed from JP2016041579A external-priority patent/JP2017083419A/ja
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of DE102016120026A1 publication Critical patent/DE102016120026A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016120026B4 publication Critical patent/DE102016120026B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras
    • 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
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2513—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object with several lines being projected in more than one direction, e.g. grids, patterns
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/50—Depth or shape recovery
    • G06T7/521—Depth or shape recovery from laser ranging, e.g. using interferometry; from the projection of structured light
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/80—Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10—Image acquisition
    • G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/145—Illumination specially adapted for pattern recognition, e.g. using gratings
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10—Image acquisition
    • G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/147—Details of sensors, e.g. sensor lenses
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/98—Detection or correction of errors, e.g. by rescanning the pattern or by human intervention; Evaluation of the quality of the acquired patterns
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/60—Type of objects
    • G06V20/64—Three-dimensional objects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30204—Marker
    • G06T2207/30208—Marker matrix

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Eine Messvorrichtung enthält eine Projektionseinrichtung zur Projektion von Licht mit einem Muster und Licht ohne ein Muster auf ein Objekt, eine Bildgebungseinrichtung zur Abbildung des Objekts, auf das das Licht mit einem Muster projiziert wurde, und Erhalten eines Musterbildes und Abbilden des Objekts, auf das das Licht ohne ein Muster projiziert wurde, und Erhalten eines Intensitätsbildes und einen Prozessor zur Durchführung einer Verarbeitung eines Erkennens einer Region des Objekts durch Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im Musterbild beruhend auf ersten Kalibrierungsdaten und Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im Intensitätsbild beruhend auf zweiten Kalibrierungsdaten, die von den ersten Kalibrierungsdaten verschieden sind.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Messvorrichtung und ein Verfahren, ein Programm, ein Produktherstellungsverfahren, ein Kalibrierungsmarkierungselement, eine Verarbeitungsvorrichtung und ein Verarbeitungssystem.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Ein Musterprojektionsverfahren ist ein Weg zum Messen (Erkennen) einer Region (dreidimensionalen Region) eines Objekts. Bei diesem Verfahren wird Licht, das beispielsweise in Streifen gestaltet wurde (Musterlicht oder strukturiertes Licht) auf ein Objekt projiziert, das Objekt, auf das das Musterlicht projiziert wurde, wird abgebildet, und ein Musterbild wird erhalten. Das Objekt wird auch ungefähr gleichförmig beleuchtet und abgebildet, wodurch ein Intensitätsbild oder Gradationsbild (ohne ein Muster) erhalten wird. Dann werden Kalibrierungsdaten (Daten oder Parameter zur Kalibrierung) zum Kalibrieren (Korrigieren) des Musterbildes und des Intensitätsbildes verwendet, um eine Verzerrung des Bildes zu korrigieren. Die Region des Objekts wird beruhend auf dem kalibrierten Musterbild und dem kalibrierten Intensitätsbild gemessen.
  • Ein Kalibrierungsdatenerhalteverfahren ist bekannt, bei dem Markierungen (Indizes) mit bekannten dreidimensionalen Koordinaten unter vorbestimmten Bedingungen abgebildet werden, wodurch ein Bild erhalten wird. Das Erhalten der Kalibrierungsdaten beruht auf der Korrelation zwischen den Koordinaten der Markierungen und den bekannten Koordinaten des so erhaltenen Bildes ( japanische Patentoffenlegung Nr. 2013-36831 ). Herkömmliche Messvorrichtungen führten eine Kalibrierung von Bildern mit nur einem Typ von für eine Bildgebungseinrichtung (Bildgebungsvorrichtung) gespeicherten Kalibrierungsdaten durch.
  • Allerdings ändert sich die Verzerrung (das Verzerrungsausmaß) des durch die Bildgebungseinrichtung erhaltenen Bildes entsprechend der Lichtintensitätsverteilung auf dem abzubildenden Objekt und der Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung. Demnach unterscheiden sich die Lichtintensitätsverteilungen des Objekts, die dem Musterbild und dem Intensitätsbild entsprechen, voneinander, und somit unterscheidet sich die Verteilung der Verzerrung in dem Bild, selbst wenn die zwei Bilder mit derselben Bildgebungseinrichtung aufgenommen werden. Diesbezüglich hatten herkömmliche Messvorrichtungen einen Nachteil in dem Punkt der Messgenauigkeit bei der Durchführung einer Bildkalibrierung unter Verwendung eines Typs von Kalibrierungsdaten ungeachtet des Typs des Bildes.
  • KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt beispielsweise eine Messvorrichtung bereit, die hinsichtlich der Messgenauigkeit von Vorteil ist.
  • Eine Messvorrichtung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst eine Projektionseinrichtung zum Projizieren von Licht mit einem Muster und von Licht ohne ein Muster auf ein Objekt, eine Bildgebungseinrichtung zur Abbildung des Objekts, auf das das Licht mit einem Muster projiziert wurde, und Erhalten eines Musterbildes, und zur Abbildung des Objekts, auf das Licht ohne ein Muster projiziert wurde, und Erhalten eines Intensitätsbildes, und einen Prozessor zur Durchführung einer Verarbeitung einer Erkennung einer Region des Objekts durch Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung in dem Musterbild beruhend auf ersten Kalibrierungsdaten und Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung in dem Intensitätsbild beruhend auf zweiten Kalibrierungsdaten, die von den ersten Kalibrierungsdaten verschieden sind.
  • Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Darstellung eines Konfigurationsbeispiels einer Messvorrichtung.
  • 2 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Verarbeitungsablaufs in einer Messvorrichtung.
  • Die 3A und 3B zeigen Darstellungen von Konfigurationsbeispielen von Kalibrierungsmarkierungselementen.
  • 4 zeigt eine weitere Darstellung des Konfigurationsbeispiels (1) der Messvorrichtung.
  • 5 zeigt eine Darstellung eines Beispiels von Musterlicht.
  • 6 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer ersten Kalibrierungsmarkierung für Musterbilder.
  • 7 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer zweiten Kalibrierungsmarkierung für Intensitätsbilder.
  • Die 8A bis 8C zeigen Darstellungen zur Beschreibung des Verhältnisses zwischen zweiten Kalibrierungsmarkierungen und einer Punktausbreitungsfunktion.
  • Die 9A und 9B zeigen Darstellungen eines Beispiels von Musterlicht.
  • 10 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer ersten Kalibrierungsmarkierung.
  • 11 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer ersten Kalibrierungsmarkierung.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zur Beschreibung der Ausführungsbeispiele sind gleiche Elemente und dergleichen grundsätzlich mit denselben Bezugszeichen bezeichnet (wenn nichts anderes ausgesagt ist), und auf ihre redundante Beschreibung wird verzichtet.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 1 zeigt eine Darstellung eines Konfigurationsbeispiels einer Messvorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Messvorrichtung 100 in 1 enthält eine Projektionseinrichtung (erste Projektionseinrichtung 110 und zweite Projektionseinrichtung 120), eine Bildgebungseinrichtung 130, eine Speichereinheit 140 und einen Prozessor 150. Das Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet ein Objekt (Subjekt). Das Bezugszeichen 111 bezeichnet gemustertes Licht (Musterlicht oder Licht mit einem ersten Muster), und 121 bezeichnet nicht gemustertes Licht (Nichtmusterlicht, Licht ohne das erste Muster, Licht mit einem zweiten Muster, das von dem ersten Muster verschieden ist, oder Beleuchtungslicht mit einer Beleuchtungsstärke, die (im Allgemeinen) gleichförmig ist). Die erste Projektionseinrichtung 110 projiziert das Musterlicht 111 auf das Objekt 1. Die zweite Projektionseinrichtung 120 projiziert das Beleuchtungslicht 121 (Nichtmusterlicht) auf das Objekt 1. Die Bildgebungseinrichtung 130 bildet das Objekt 1, auf das das Musterlicht 111 projiziert wurde, ab und erhält ein Musterbild (erstes Bild), und bildet das Objekt 1, auf das das Beleuchtungslicht 121 projiziert wurde, ab und erhält ein Intensitätsbild (zweites Bild, das von dem ersten Bild verschieden ist). Die Speichereinheit 140 speichert Kalibrierungsdaten. Die Kalibrierungsdaten enthalten Daten zum Korrigieren einer Verzerrung in dem durch die Bildgebungseinrichtung 130 erhaltenen Bild.
  • Die Speichereinheit 140 speichert als Kalibrierung zur Korrektur einer Verzerrung des Bildes Kalibrierungsdaten für das Musterbild (erste Kalibrierungsdaten) und Kalibrierungsdaten für das Intensitätsbild (zweite Kalibrierungsdaten, die von den ersten Kalibrierungsdaten verschieden sind). Der Prozessor 150 führt eine Verarbeitung zur Korrektur einer Verzerrung des Musterbildes beruhend auf den ersten Kalibrierungsdaten durch, und führt eine Verarbeitung zur Korrektur einer Verzerrung des Intensitätsbildes beruhend auf den zweiten Kalibrierungsdaten durch, wodurch eine Verarbeitung einer Erkennung der Region des Objekts 1 ausgeführt wird. Es wird angemerkt, dass das Objekt 1 eine Komponente zur Herstellung (Verarbeitung) eines Gegenstandes sein kann. Das Bezugszeichen 210 in 1 bezeichnet eine Verarbeitungseinrichtung (beispielsweise einen Roboter (eine Roboterhand)), die eine Verarbeitung der Komponente, ihre Zusammensetzung, Tragen und/oder Bewegen zu diesem Zweck, usw. durchführt (was nachstehend insgesamt als "Verarbeitung" bezeichnet wird). Das Bezugszeichen 220 bezeichnet eine Steuereinheit, die diese Verarbeitungseinrichtung 210 steuert. Die Steuereinheit 220 empfängt Informationen der Region des Objekts 1 (Position und Positur), die durch den Prozessor 150 erhalten werden, und steuert Bedienungen der Verarbeitungseinrichtung 210 beruhend auf diesen Informationen. Die Verarbeitungseinrichtung 210 und die Steuereinheit 220 bilden zusammen eine Verarbeitungsvorrichtung 220 zur Verarbeitung des Objekts 1. Die Messvorrichtung 100 und die Verarbeitungsvorrichtung 200 bilden zusammen ein Verarbeitungssystem.
  • 2 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Verarbeitungsablaufs in der Messvorrichtung 100. In 2 projiziert die erste Projektionseinrichtung 110 zuerst das Musterlicht 111 auf das Objekt 1 (Schritt S1001). Dann bildet die Bildgebungseinrichtung 130 das Objekt 1, auf das das Musterlicht 111 projiziert wurde, ab und erhält ein Musterbild (S1002). Die Bildgebungseinrichtung 130 überträgt dann das Musterbild zu dem Prozessor 150 (Schritt S1003). Die Speichereinheit 140 überträgt die gespeicherten ersten Kalibrierungsdaten zu dem Prozessor 150 (Schritt S1004). Der Prozessor 150 führt dann eine Verarbeitung zur Korrektur der Verzerrung des Musterbildes beruhend auf den ersten Kalibrierungsdaten durch (Schritt S1005).
  • Dann projiziert die zweite Projektionseinrichtung 120 das Beleuchtungslicht 121 auf das Objekt 1 (Schritt S1006). Die Bildgebungseinrichtung 130 bildet das Objekt 1, auf das das Beleuchtungslicht 121 projiziert wurde, ab und erhält ein Intensitätsbild (S1007). Die Bildgebungseinrichtung 130 überträgt dann das Intensitätsbild zu dem Prozessor 150 (Schritt S1008). Die Speichereinheit 140 überträgt die gespeicherten zweiten Kalibrierungsdaten zu dem Prozessor 150 (Schritt S1009). Der Prozessor 150 führt dann eine Verarbeitung zur Korrektur der Verzerrung des Intensitätsbildes beruhend auf den zweiten Kalibrierungsdaten durch (Schritt S1010).
  • Schließlich erkennt der Prozessor 150 die Region des Objekts 1 beruhend auf dem kalibrierten Musterbild und dem kalibrierten Intensitätsbild (Schritt S1011). Es wird angemerkt, dass eine bekannte Verarbeitung für die Erkennungsverarbeitung in Schritt S1011 angewendet werden kann. Beispielsweise kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem eine Anpassung eines dreidimensionalen Modells, das die Form des Objekts ausdrückt, sowohl bei einem Intensitätsbild als auch einem Bereichsbild durchgeführt wird. Dieses Verfahren ist in "A Model Fitting Method Using Intensity and Range Images for Bin-Picking Applications" (Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, D, Information/Systems, J94-D(8), 1410–1422) beschrieben. Die gemessene physikalische Größe unterscheidet zwischen einem Messfehler in Intensitätsbildern und dem Messfehler in Bereichsbildern, weshalb keine einfache Fehlerminimierung angewendet werden kann. Demnach erhält dieses Verfahren den Bereich (Position und Positur) des Objekts durch eine Maximum-Likelihood-Schätzung unter der Annahme, dass die in den Messdaten verschiedener physikalischer Größen enthaltenen Fehler jeweils eindeutigen Wahrscheinlichkeitsverteilungen folgen. Es wird angemerkt, dass das Musterlicht 111 zum Erhalten des Bereichsbildes verwendet werden kann, und das Nichtmusterlicht 121 zum Erhalten des Intensitätsbildes verwendet werden kann.
  • Die Reihenfolge in der Verarbeitung in den Schritten in 2 ist nicht auf die vorstehend beschriebene beschränkt, und kann nach Bedarf verändert werden. Die Übertragung von Kalibrierungsdaten von der Speichereinheit 140 zu dem Prozessor 150 (Schritte S1004 und S1009) kann zusammen durchgeführt werden. Obwohl die Verarbeitung in 2 in 2 als seriell veranschaulicht ist, kann zumindest ein Teil parallel durchgeführt werden. Die Bildkalibrierung in den Schritten S1005 und S1010 ist nicht auf eine Durchführung bei dem gesamten Bild beschränkt, und kann beispielsweise bei einem Teil des Bildes durchgeführt werden, wie charakteristischen Punkten (beispielsweise einem besonderen Muster oder einer Kante) oder dergleichen in Musterbildern und Intensitätsbildern.
  • Wie vorstehend beschrieben wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Verarbeitung durchgeführt, bei der eine Verzerrung in einem Musterbild beruhend auf ersten Kalibrierungsdaten korrigiert wird, eine Verzerrung in einem Intensitätsbild beruhend auf zweiten Kalibrierungsdaten korrigiert wird, und der Bereich des Objekts 1 erkannt wird. Demnach können Musterbilder und Intensitätsbilder mit voneinander verschiedenen Verzerrungsausmaßen genau kalibriert werden, und demnach kann eine Messvorrichtung (Erkennungsvorrichtung) bereitgestellt werden, die hinsichtlich der Messgenauigkeit (Erkennungsgenauigkeit) vorteilhaft ist.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Kalibrierungsmarkierungselement. Die 3A und 3B zeigen Darstellungen von Konfigurationsbeispielen des Kalibrierungsmarkierungselements. Ein Kalibrierungsmarkierungselement ist ein Element mit einer Kalibrierungsmarkierung, die zum Erhalten der vorstehend beschriebenen Kalibrierungsdaten verwendet wird. Das Erhalten von Kalibrierungsdaten wird beruhend auf einer Entsprechungsbeziehung zwischen Koordinaten der Kalibrierungsmarkierung auf einem Bild, das durch eine Abbildung der Kalibrierungsmarkierung (Index), deren dreidimensionale Koordinaten bekannt sind, unter vorbestimmten Bedingungen erhalten wird, und den bekannten Koordinaten durchgeführt. Beispielsweise kann eine Kalibrierung durch Platzieren eines Kalibrierungselements (Kalibrierungsmarkierungselements) mit der Form einer ebenen Fläche und mit einer Vielzahl von Kalibrierungsmarkierungen, deren Beziehung der relativen Position (Positionskoordinaten) bekannt ist, an einer vorbestimmten Position in einer vorbestimmten Positur durchgeführt werden. Es wird angemerkt, dass ein Roboter, der Position und/oder Positur steuern kann, diese Platzierung durch Tragen des Kalibrierungsmarkierungselements durchführen kann.
  • Die Bildgebungseinrichtung 130 hat eine von einer Aberration und dergleichen des in der Bildgebungseinrichtung 130 enthaltenen optischen Systems abhängige Punktausbreitungsfunktion, weshalb durch die Bildgebungseinrichtung 130 erhaltene Bilder eine von dieser Punktausbreitungsfunktion abhängige Verzerrung aufweisen. Diese Verzerrung hängt auch von der Lichtintensitätsverteilung auf dem Objekt 1 ab. Demnach ist die erste Kalibrierungsmarkierung für ein Musterbild in dem Kalibrierungsmarkierungselement derart eingerichtet, dass die erste Kalibrierungsmarkierung (auf die beispielsweise Beleuchtungslicht durch die zweite Projektionseinrichtung 120 projiziert wird) eine Lichtintensitätsverteilung aufweist, die der Lichtintensitätsverteilung des Musterlichts entspricht, das durch die erste Projektionseinrichtung 110 auf das Projekt 1 projiziert wird. Auf die gleiche Weise ist die zweite Kalibrierungsmarkierung für ein Intensitätsbild derart eingerichtet, dass die zweite Kalibrierungsmarkierung (auf die beispielsweise Beleuchtungslicht durch die zweite Projektionseinrichtung 120 projiziert wird) eine Lichtintensitätsverteilung aufweist, die der Lichtintensitätsverteilung auf dem Objekt 1 entspricht, auf das das Beleuchtungslicht durch die zweite Projektionseinrichtung 120 projiziert wird. 3A veranschaulicht ein Beispiel der ersten Kalibrierungsmarkierung für ein Musterbild, und 3B veranschaulicht ein Beispiel einer zweiten Kalibrierungsmarkierung für ein Intensitätsbild. Die Markierungen werden nachstehend näher beschrieben. Es wird angemerkt, dass die erste Kalibrierungsmarkierung und die zweite Kalibrierungsmarkierung jeweils in separaten Kalibrierungsmarkierungselementen enthalten sein können, anstelle in einem gemeinsamen Kalibrierungsmarkierungselement enthalten zu sein.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können eine Korrektur einer Verzerrung in Musterbildern und eine Korrektur einer Verzerrung in Intensitätsbildern genau durchgeführt werden, da Kalibrierungsdaten (erste Kalibrierungsdaten und zweite Kalibrierungsdaten) verwendet werden, die unter Verwendung dieser Kalibrierungsmarkierungen (einer ersten Kalibrierungsmarkierung und einer zweiten Kalibrierungsmarkierung) erhalten werden. Demnach kann eine Messvorrichtung (Erkennungsvorrichtung) bereitgestellt werden, die vom Gesichtspunkt der Messgenauigkeit (Erkennungsgenauigkeit) aus vorteilhaft ist. Die erste Kalibrierungsmarkierung und die zweite Kalibrierungsmarkierung in dem Kalibrierungsmarkierungselement werden nachstehend anhand von Beispielen näher beschrieben.
  • Beispiel 1
  • 4 zeigt eine weitere Darstellung des Konfigurationsbeispiels (1) der Messvorrichtung. Die Speichereinheit 140 und der Prozessor 150 sind in der Darstellung weggelassen. Eine durch durchgezogene Linien in 4 umgebene Region 10 ist die Messregion (messfähige Region) der Messvorrichtung 100. Das Objekt 1 ist in der Messregion 10 platziert und wird gemessen. Eine Ebene an der Messregion 10, die der Messvorrichtung 100 am nächsten ist, wird als Ebene N bezeichnet (die mit N in 4 bezeichnet ist), und eine Ebene, die am weitesten davon entfernt ist, wird als Ebene F bezeichnet (die mit F in 4 bezeichnet ist). Das Bezugszeichen 131 bezeichnet die optische Achse der Bildgebungseinrichtung 130. 5 zeigt eine Darstellung eines Beispiels von Musterlicht. Hier ist ein Beispiel von Musterlicht 111 veranschaulicht, das auf einen Querschnitt der Messregion 110 projiziert ist. Das durch die erste Projektionseinrichtung 110 projizierte Musterlicht 111 stellt die durch weiß in 5 angegebene Vielzahl heller Abschnitte (Vielzahl linearer heller Abschnitte oder Streifen heller Abschnitte) dar, während die schraffierten Abschnitte dunkle Abschnitte angeben. Die Richtung, in die sich ein Streifen von Licht, der das Musterlicht 111 bildet, erstreckt (vorbestimmte Richtung), wird als "Streifenrichtung" bezeichnet. Das Musterlicht (die Vielzahl der Streifen von Licht), das sich in der Streifenrichtung erstreckt, ist in einer Richtung angeordnet, die die Streifenrichtung schneidet (typischerweise orthogonal zur Streifenrichtung ist). Die Breite eines hellen Abschnitts orthogonal zur Streifenrichtung ist durch LW0obj dargestellt, die Breite eines dunklen Abschnitts ist durch SW0obj dargestellt, und die Breite eines Hell-Dunkel-Zyklus ist durch P0obj dargestellt. Die Breiten eines Bildes werden von den Breiten des Objekts unterschieden, indem die Endung "obj" durch "img" ersetzt wird, sodass die Breite eines hellen Abschnitts LW0img ist, die Breite eines dunklen Abschnitts SW0img ist, und die Breite eines Hell-Dunkel-Zyklus P0img ist.
  • Die Breite heller Abschnitte LW0img, die Breite dunkler Abschnitte SW0img und die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img auf einem Bild ändern sich entsprechend der Position und Positur des Objekts 1 (Position und Positur der Ebene) innerhalb der Messregion 10. Die Beziehung zwischen der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img auf einem Bild und der Position und Positur einer Ebene (Oberfläche) des Objekts 1 wird nachstehend beruhend auf dem in 4 gezeigten Konfigurationsbeispiel beschrieben. In der Zeichnungsebene in 4 ist die Richtung der Basislänge von der ersten Projektionseinrichtung 110 zu der Bildgebungseinrichtung 130 die positive Richtung der x-Achse, eine Richtung senkrecht zur x-Achse und zu dem Objekt 1 ist die positive Richtung der z-Achse, und eine Richtung senkrecht zur einer Ebene aus der x-Achse und der y-Achse und von der entfernten Zeichnungsseite zu der nahen Seite ist die positive Richtung der y-Achse. Die positive Rotationsrichtung, wobei die y-Achse eine Rotationsachse ist, ist die Richtung der Rotation gemäß der Rechte-Hand-Regel (die Richtung gegen den Uhrzeigersinn in der Zeichnungsebene in 4).
  • Es wird ein Fall angenommen, bei dem eine beliebige Ebene senkrecht zur z-Achse in der Messregion 10 als Referenzebene verwendet wird, und diese Referenzebene um die y-Achse gedreht wird. Die Drehung der Referenzebene in positiver Richtung macht die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img auf dem Bild kürzer. Dagegen macht die Drehung der Referenzebene in negativer Richtung die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img länger. Als Nächstes wird die Beziehung zwischen der Position in der Messregion 10 und der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img beschrieben. Eine Lochkamera wird als Modell der Bildgebungseinrichtung in 4 angenommen, wobei die Vergrößerung der ersten Projektionseinrichtung 110 und der Bildgebungseinrichtung 130 sich entsprechend der Entfernung zwischen der Messvorrichtung 100 und dem Objekt 1 unterscheiden. Demnach unterscheidet sich die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img auf dem Bild entsprechend dem Verhältnis zwischen der Projektionsvergrößerung der ersten Projektionseinrichtung 110 und der Abbildungsvergrößerung der Bildgebungseinrichtung 130. In einem Fall, in dem dieses Verhältnis ungeachtet der Position in der Messregion 10 als konstant angenommen werden kann, kann die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img demnach ungeachtet der Position auf dem Bild als konstant angenommen werden. In einem Fall, in dem sich dieses Verhältnis in Abhängigkeit von der Position in der Messregion 10 unterscheidet, ändert sich die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img in dem Bild entsprechend der Position in der Messregion 10.
  • Nun wird ein Fall betrachtet, in dem das Ausmaß der Änderung der Projektionsvergrößerung aufgrund der Änderung der Position in der ersten Projektionseinrichtung 110 größer ist als eine Änderung der Abbildungsvergrößerung aufgrund einer Änderung dieser Position. In diesem Fall zeigt ein Vergleich der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img an verschiedenen Positionen durch Bewegen der Referenzebene in der z-Achsenrichtung in der Messregion 10, dass die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img an der Ebene N am engsten ist, und die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img an der Ebene F am breitesten ist. Demnach ist die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img auf dem Bild in einem Fall am engsten, in dem die Ebene an der nächsten Position von der Messvorrichtung in positiver Richtung geneigt ist; die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img ist in diesem Fall durch P0img_min dargestellt. Andererseits ist die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img in dem Bild in einem Fall am breitesten, in dem die Ebene an der entferntesten Position von der Messvorrichtung in negativer Richtung geneigt ist; die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img ist in diesem Fall durch P0img_max dargestellt. Die Position und der Bereich der Neigung dieser Ebene sind von der Messregion 10 und dem messbaren Winkel der Messvorrichtung 100 abhängig. Demnach ist die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img in dem Bild der durch den folgenden Ausdruck (1) ausgedrückte Bereich. P0img_min ≤ P0img ≤ P0img_max (1)
  • Selbstverständlich können sich P0img_min und P0img_max in Abhängigkeit von der Konfiguration der Messvorrichtung 100 unterscheiden, wie Vergrößerung, Layout, usw. der ersten Projektionseinrichtung und der Bildgebungseinrichtung. Obwohl die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img in dem Bild den vorstehend beschriebenen Bereich aufweist, ist das Verhältnis zwischen den Breiten angrenzender heller Abschnitte und dunkler Abschnitte in dem Bild (Verhältnis von LW0img zu SW0img) im Allgemeinen konstant, da die Breite heller Abschnitte LW0img und die Breite dunkler Abschnitte SW0img in dem Bild eng sind.
  • 6 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Kalibrierungsmarkierung für ein Musterbild (erste Kalibrierungsmarkierung). Die in 6 gezeigte erste Kalibrierungsmarkierung ist ein Linien-/Raummuster ("LS-Muster" oder "LS-Markierung") aus durch weiß angegebenen hellen Abschnitten und durch schwarz angegebenen dunklen Abschnitten. Die Richtungen einer Linie (d.h. eines Streifens) in dem LS-Muster können parallel zu der Linien- oder Streifenrichtung (vorbestimmten Richtung) des Musterlichts 111 sein. Es wird angemerkt, dass die Ausdrücke "Linie" und "Streifen" hinsichtlich der Muster, Markierungen, usw. austauschbar verwendet werden, und dass der Ausdruck "Streifen" zum Verhindern eines Missverständnisses der Terminologie eingeführt wurde.
  • Die erste Kalibrierungsmarkierung ist eine Kalibrierungsmarkierung zum Messen einer Verzerrung in dem Bild, die orthogonal zu der Streifenrichtung ist. Die Breite der hellen Abschnitte in der Richtung orthogonal zu der Streifenrichtung des LS-Musters ist durch LW1 dargestellt, die Breite der dunklen Abschnitte ist durch SW1 dargestellt, und die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus des LS-Musters, das die Summe der Breite der hellen Abschnitte LW1 und der Breite der dunklen Abschnitte SW1 ist, ist durch P1 dargestellt. Die Endung "obj" ist für die tatsächliche Breite (Breite auf dem Objekt) hinzugefügt, sodass die Breite der hellen Abschnitte LWiobj ist, die Breite der dunklen Abschnitte SWiobj ist, und die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1obj ist. Die Endung "img" ist für die Breite in einem Bild hinzugefügt, sodass die Breite der hellen Abschnitte LW1img ist, die Breite der dunklen Abschnitte SW1img ist, und die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1img ist.
  • Die Breite heller Abschnitte LW1obj, die Breite dunkler Abschnitte SW1obj, und die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1obj der ersten Kalibrierungsmarkierung für das Musterbild auf dem Objekt (Dimensionen des vorbestimmten Musters in der ersten Kalibrierungsmarkierung) werden wie folgt entschieden. Das heißt, die Breite heller Abschnitte LW1img, die Breite dunkler Abschnitte SW1img, und die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1img der ersten Kalibrierungsmarkierung auf einem Bild werden derart entschieden, dass sie der Breite heller Abschnitte LW1obj, der Breite dunkler Abschnitte SW0img und der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1img in dem Musterbild entsprechen. Hier ist die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img ein Beispiel von Dimensionen des vorbestimmten Musters in dem Musterbild. Das heißt, das Verhältnis der Breite heller Abschnitte LW1obj und der Breite dunkler Abschnitte SW1obj der ersten Kalibrierungsmarkierung auf dem Objekt wird derart eingestellt, dass sie dieselbe wie die der Breite heller Abschnitte LW0img und der Breite dunkler Abschnitte SW0img des Musterlichts 111 auf dem Bild ist. Die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1img der ersten Kalibrierungsmarkierung auf dem Objekt wird derart ausgewählt, dass die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1img auf dem Bild der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img des Musterlichts 111 auf dem Bild entspricht. Es wird aber angemerkt, dass die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img des Musterlichts 111 auf dem Bild den Bereich in Ausdruck (1) hat, sodass die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1img aus diesem Bereich ausgewählt wird. Beispielsweise kann die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1obj der ersten Kalibrierungsmarkierung auf dem Objekt beruhend auf dem Durchschnitt (Median) von P0img_min (minimaler Wert) und P0img_max (maximaler Wert) entschieden werden. Falls eine Einschätzung zuvor anhand von früheren Informationen hinsichtlich des Objekts 1 getroffen werden kann, kann die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0obj der ersten Kalibrierungsmarkierung auf dem Objekt beruhend auf einer Breite P0img entschieden werden, deren Auftrittswahrscheinlichkeit als am größten eingeschätzt wird.
  • Es wird angemerkt, dass die erste Kalibrierungsmarkierung für das Musterbild nicht auf ein einzelnes LS-Muster beschränkt ist, und eine Vielzahl von LS-Mustern mit voneinander verschiedenen Hell-Dunkel-Zyklusbreiten P1obj enthalten kann. In diesem Fall kann das LS-Muster zum Erhalten von Kalibrierungsdaten beruhend auf der relativen Position zwischen der Messvorrichtung und dem Kalibrierungsmarkierungselement ausgewählt werden. Beispielsweise wird die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img des Musterlichts 111 auf dem Bild hinsichtlich der Platzierung des Kalibrierungsmarkierungselements (Position und/oder Positur) gemessen oder geschätzt. Ein LS-Muster kann gewählt werden, bei dem eine Hell-Dunkel-Zyklusbreite P1img erhalten wird, die der durch die Messung oder Schätzung erhaltenen Breite am nächsten kommt.
  • Es kann auch eine Anordnung verwendet werden, bei der Kalibrierungsdaten zuvor entsprechend jeweiliger einer Vielzahl von Kombinationen zwischen einer Vielzahl von LS-Mustern und einer Vielzahl von Platzierungen erhalten werden, obwohl es keine Beschränkung darauf gibt. In diesem Fall können Kalibrierungsdaten für die Messung verwendet werden, die zuvor beruhend auf einem LS-Muster mit einer Hell-Dunkel-Zyklusbreite P1img auf dem Bild erhalten werden, die der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img in dem Musterbild entspricht (beispielsweise dieser am nächsten ist).
  • Die erste Kalibrierungsmarkierung hat eine Größe (Dimensionen) derart, dass Verzerrungen in dem Bild als gleich erachtet werden können. Die erste Kalibrierungsmarkierung ist nicht auf das in 6 veranschaulichte LS-Muster (erstes LS-Muster) wie in 3A beschränkt, und kann ein LS-Muster mit einer um 90° zu dem ersten LS-Muster gedrehten Streifenrichtung haben (zweites LS-Muster). In diesem Fall können Koordinaten (eine Verzerrung) in dem Bild orthogonal zu der Streifenrichtung des ersten LS-Musters aus dem ersten LS-Muster erhalten werden, und Koordinaten (eine Verzerrung) in dem Bild orthogonal zu der Streifenrichtung des zweiten LS-Musters können aus dem zweiten LS-Muster erhalten werden. Die Verwendung einer derartigen ersten Kalibrierungsmarkierung für Musterbilder ist hinsichtlich der Genauigkeit der Korrektur der Verzerrung in Musterbildern von Vorteil.
  • Als Nächstes wird die zweite Kalibrierungsmarkierung für Intensitätsbilder beschrieben. Ein Bild, das durch die Bildgebungseinrichtung 130 erhalten wird, die das Objekt 1 abbildet, auf das das Beleuchtungslicht 121 von der zweiten Projektionseinrichtung 120 projiziert wurde, ist das Intensitätsbild. Hier ist eine Entfernung zwischen einer Kante XR und einer Kante XL (Zwischenkantenentfernung, d.h., Entfernung zwischen vorbestimmten Kanten) auf einem Objekt (Objekt 1) durch Lobj dargestellt, und eine Zwischenkantenentfernung auf einem Bild (Intensitätsbild) ist durch Limg dargestellt. Bei einer Fokussierung an der Zwischenkantenentfernung in der x-Richtung in 4 ändert sich die Zwischenkantenentfernung Lobj auf dem Objekt nicht, sondern die Zwischenkantenentfernung Limg auf dem Bild ändert sich entsprechend der Platzierung (Position und Positur) einer Ebene des Objekts 1 bezüglich des Objekts 1. Wenn eine Ebene mit einer Zwischenkantenentfernung Lobj auf dem Objekt 1 orthogonal zu einer optischen Achse 131 der Bildgebungseinrichtung 130 ist, beträgt der Rotationswinkel θ dieser Ebene θ = 0. Die Vergrößerung der Bildgebungseinrichtung 130 (Abbildungsvergrößerung) ist durch b dargestellt. Die Kante XP, wenn diese Ebene um den Rotationswinkel θ gedreht wurde, ist die Kante XRθ, und die Kante XL ist die Kante XLθ. Punkte, die durch Projizieren der Kanten XRθ und XLθ auf eine Ebene erhalten werden, wo der Rotationswinkel θ = 0 ist, sind bei einem Lochkameramodell jeweils XRθ' und XLθ'. Die Zwischenkantenentfernung Limg auf dem Bild bei einem Rotationswinkel θ kann durch den Ausdruck (2) ausgedrückt werden. Limg = Lobj' × b (2) wobei Lobj' die Entfernung zwischen der Kante XRθ' und der Kante XLθ' (Zwischenkantenentfernung) darstellt.
  • Der Bereich des Rotationswinkels θ beträgt π/2 > |θ|, da eine Ebene mit einer Zwischenkantenentfernung Lobj sich an einem blinden Fleck von der Bildgebungseinrichtung befindet, wenn der Rotationswinkel θ π/2 < |θ| ist. In der Praxis wird die Begrenzung des Rotationswinkels θ (θmax), wo Kanten in dem Bild separiert werden können, durch eine Auflösung der Bildgebungseinrichtung, usw. bestimmt, sodass der Bereich, den θ tatsächlich annehmen kann, sogar enger ist, d.h., θmax > |θ|.
  • In dem Beispiel in 4 wird eine Lochkamera als Modell für die Bildgebungseinrichtung angenommen, sodass die Vergrößerung der Bildgebungseinrichtung 130 in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen der Messvorrichtung und dem Objekt differiert. Befindet sich das Objekt 1 an der Ebene N in der Messregion 10, ist die Zwischenkantenentfernung Limg am längsten, und befindet sich das Objekt 1 an der Ebene F in der Messregion 10, ist die Zwischenkantenentfernung Limg am kürzesten. Wenn also die Zwischenkantenentfernung Limg in dem Bild am kürzesten ist, befindet sich das Objekt 1 an einer Position am weitesten weg von der Messvorrichtung 100, und die Ebene des Objekts 1 ist auch nicht orthogonal zur optischen Achse 131; in diesem Fall ist die Zwischenkantenentfernung Limg durch Limg_min dargestellt. Wenn die Zwischenkantenentfernung Limg in dem Bild am längsten ist, befindet sich das Objekt 1 an einer Position am nächsten zur Messvorrichtung 100, und die Ebene des Objekts 1 ist auch orthogonal zur optischen Achse 131; in diesem Fall ist die Zwischenkantenentfernung Limg durch Limg_max dargestellt. Die Position und der Neigungsbereich dieser Ebene hängen von der Messregion 10 und dem messbaren Winkel der Messvorrichtung ab. Demnach kann die Zwischenkantenentfernung Limg auf dem Bild durch den folgenden Ausdruck (3) ausgedrückt werden. Limg_min ≤ Limg ≤ Limg_max (3)
  • Die Zwischenkantenentfernung Lobj kann in Abhängigkeit von der Form des Objekts 1 differieren. Auch wenn es eine Vielzahl von Objekten in der Messregion 10 gibt, kann sich die Zwischenkantenentfernung Limg in dem Bild gemäß der Position/Positur des Objekts 1 ändern. Die kürzeste Zwischenkantenentfernung auf dem Objekt ist durch Lmin dargestellt, die kürzeste der Zwischenkantenentfernungen auf dem Bild ist in diesem Fall durch Lmin_img_min dargestellt, die längste Zwischenkantenentfernung auf dem Objekt ist durch Lmax dargestellt, und die längste der Zwischenkantenentfernungen auf dem Bild ist in diesem Fall durch Lmin_img_max dargestellt. Die Zwischenkantenentfernung Limg auf dem Bild kann somit durch den folgenden Ausdruck (4) ausgedrückt werden. Lmin_img_min ≤ Limg ≤ Lmax_img_max (4)
  • Nachstehend wird die zweite Kalibrierungsmarkierung für Intensitätsbilder näher beschrieben. 7 zeigt eine Darstellung eines Beispiels der zweiten Kalibrierungsmarkierung für Intensitätsbilder. Der Hintergrund ist in 7 mit weiß (hell) angegeben, und die zweite Kalibrierungsmarkierung in schwarz (dunkel). Die zweite Kalibrierungsmarkierung kann ein der Streifenrichtung (vorbestimmten Richtung) folgendes streifenförmiges Muster enthalten. Die Breite der kurzen Seitenrichtung des dunklen Abschnitts ist mit Kobj dargestellt, und die Breite der langen Seitenrichtung des dunklen Abschnitts ist durch Jobj dargestellt. Die Breite des dunklen Abschnitts in dem Bild, das durch Abbildung der zweiten Kalibrierungsmarkierung durch die Bildgebungseinrichtung 130 erhalten wird, ist durch Kimg dargestellt. Die Breite des dunklen Abschnitts Kobj der zweiten Kalibrierungsmarkierung (Dimensionen des vorbestimmten Musters in der zweiten Kalibrierungsmarkierung) kann derart festgelegt werden, dass die Breite des dunklen Abschnitts Kimg in dem Bild der Zwischenkantenentfernung Limg in dem Bild (vorbestimmten Zwischenkantenentfernung in dem Intensitätsbild) entspricht. Es wird aber angemerkt, dass die Zwischenkantenentfernung Limg in dem Bild den Bereich in den Ausdrücken (3) oder (4) (Bereich vom minimalen Wert zum maximalen Wert) hat, sodass die Breite des dunklen Abschnitts Kimg in dem Bild beruhend auf diesem Bereich ausgewählt wird. Alternativ dazu kann eine Zwischenkantenentfernung Limg in dem Bild, deren Auftrittswahrscheinlichkeit am größten ist, beruhend auf einem zuvor erhaltenen Intensitätsbild oder beruhend auf einer Schätzung identifiziert werden.
  • Es kann eine Vielzahl von Markierungen mit voneinander verschiedenen Breiten des dunklen Abschnitts Kobj in dem Objekt für die zweite Kalibrierungsmarkierung verwendet werden. In diesem Fall werden Kalibrierungsdaten von jeder der Vielzahl der Markierungen erhalten. Eine Zwischenkantenentfernung Limg in dem Bild wird aus dem Intensitätsbild an jeder Bildhöhe erhalten, und Korrelationsdaten werden für die Messung verwendet, die von der zweiten Kalibrierungsmarkierung erhalten werden, die die Breite des dunklen Abschnitts Kimg in dem Bild aufweist, die dieser Zwischenkantenentfernung Limg entspricht (beispielsweise am nächsten kommt).
  • Nun hat die Breite des dunklen Abschnitts Jobj auf dem Objekt eine Größe (Dimensionen) derart, dass Verzerrungen innerhalb dieser Breite in dem durch die Bildgebungseinrichtung 130 erhaltenen Bild als gleich betrachtet werden können. Die Breite des dunklen Abschnitts Kimg in dem Bild kann beruhend auf der Punktausbreitungsfunktion (PSF) der Bildgebungseinrichtung 130 festgelegt werden. Die Verzerrung des Bildes wird durch Falten einer Lichtintensitätsrichtung auf dem Objekt und der Punktausbreitungsfunktion gefunden. Die 8A bis 8C zeigen Darstellungen zur Beschreibung der Beziehung zwischen der zweiten Kalibrierungsmarkierung und einer Punktausbreitungsfunktion. Die 8A bis 8C veranschaulichen drei zweite Kalibrierungsmarkierungen, die voneinander verschiedene Breiten des dunklen Abschnitts Kobj aufweisen. Die Kreise (Radius H), die durch die gestrichelten Linien in den 8A bis 8C angegeben werden, stellen die Ausbreitung der Punktausbreitungsfunktion dar, wobei die Kanten auf den rechten Seiten der Markierungen auf den Mittelpunkten der Kreise platziert sind. 8A veranschaulicht einen Fall, in dem Kobj < H ist, 8B veranschaulicht einen Fall, in dem Kobj = H ist, und 8C veranschaulicht einen Fall, in dem Kobj > H ist. Im Fall von 8A befindet sich der helle Abschnitt, der den Hintergrund für die linke Seite der Markierung darstellt, in der Punktausbreitungsfunktion. Demnach beeinflusst der helle Abschnitt, der den Hintergrund für die linke Seite der Markierung darstellt, die Kante auf der rechten Seite der Markierung. Dagegen befindet sich der helle Abschnitt, der den Hintergrund für die linke Seite der Markierung darstellt, in den 8B und 8C nicht in der Punktausbreitungsfunktion. Demnach beeinflusst der helle Abschnitt, der den Hintergrund für die linke Seite der Markierung darstellt, die Kante auf der rechten Seite der Markierung nicht. Die Breite des dunklen Abschnitts Kobj unterscheidet sich zwischen den 8B und 8C, jedoch erfüllen beide die Beziehung Kobj ≥ H (wobei H 1/2 der Ausbreitung der Punktausbreitungsfunktion ist), sodass das Verzerrungsausmaß an der rechten Seitenkante gleich ist. Demnach sind die Dimensionen der zweiten Kalibrierungsmarkierung vorzugsweise 1/2 oder größer als diese Ausbreitung. Eine Anordnung mit Kobj = H ermöglicht eine Verringerung der Größe der Markierung, und demnach kann beispielsweise eine größere Anzahl von Markierungen auf dem Kalibrierungsmarkierungselement ausgelegt werden. Es wird angemerkt, dass die Dimensionen (beispielsweise Breite des hellen Abschnitts) des gemusterten Lichts (Musterlichts) auf dem Objekt größer oder gleich der Ausbreitung der Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung 130 sind. Demnach sind die Dimensionen der ersten Kalibrierungsmarkierung größer oder gleich der Ausbreitung der Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung 130 eingestellt, um ein Verzerrungsausmaß unter Verwendung der ersten Kalibrierungsmarkierung zu erhalten, das äquivalent zu dem Verzerrungsausmaß ist oder den gleichen Grad des Verzerrungsausmaßes hat, das das Musterbild aufweist.
  • Das Kalibrierungsmarkierungselement kann auch ein Muster als zweite Kalibrierungsmarkierung enthalten, in dem das in den 8A bis 8C veranschaulichte Muster (erste rechteckige Muster) um 90° gedreht wurde (zweites rechteckiges Muster). Koordinaten (eine Verzerrung) in dem Bild in der Richtung orthogonal zu der langen Seitenrichtung des ersten rechteckigen Musters können aus dem ersten rechteckigen Muster erhalten werden, und Koordinaten (eine Verzerrung) in dem Bild in der Richtung orthogonal zur langen Seitenrichtung des zweiten rechteckigen Musters können aus dem zweiten rechteckigen Muster erhalten werden. Alternativ dazu kann eine Anordnung verwendet werden, in der Koordinaten (eine Verzerrung) in dem Bild in den zwei orthogonalen Richtungen aus einem einzelnen Muster wie in 3B erhalten werden.
  • Die Verwendung einer zweiten Kalibrierungsmarkierung für Intensitätsbilder wie vorstehend beschrieben ist hinsichtlich des Punktes der Genauigkeit bei der Korrektur einer Verzerrung in Intensitätsbildern vorteilhaft. Die Verwendung der ersten Kalibrierungsmarkierung und der zweiten Kalibrierungsmarkierung wie vorstehend beschrieben ermöglicht eine Messvorrichtung, die hinsichtlich einer Messgenauigkeit vorteilhaft ist. Obwohl bei diesem Beispiel die Breite der dunklen Abschnitte der zweiten Kalibrierungsmarkierung zum Entsprechen der Zwischenkantenentfernung in Intensitätsbildern eingestellt wurde, ist dies nicht einschränkend, und sie kann zum Entsprechen von Entfernungen zwischen verschiedenen Arten charakteristischer Punkte eingestellt werden. Im Fall einer Durchführung einer Regionserkennung durch Bezugnehmen auf Werte zweier bestimmter Bildelemente in einem Intensitätsbild kann die Breite der dunklen Abschnitte der zweiten Kalibrierungsmarkierung beispielsweise zum Entsprechen der Entfernung zwischen den Koordinaten dieser zwei Bildelemente eingestellt werden.
  • Beispiel 2
  • Die 9A und 9B zeigen Darstellungen eines Beispiels von Musterlicht. Musterlicht befindet sich in der Form eines Streifens oder einer Linie auf der Ebene, auf die es projiziert wird, wobei der Streifen eines hellen Abschnitts oder dunklen Abschnitts dabei einen Spalt aufweist. 9A veranschaulicht auf den hellen Streifen gebildete Spalte. 9B veranschaulicht auf den dunklen Streifen gebildete Spalte. Hier wird eine Anordnung wie die in 9A gezeigte verwendet. Die Richtung, in der sich das Musterlicht bildende helle Streifen erstrecken, wird auch im Beispiel 2 als "Streifenrichtung" bezeichnet. In 9A ist die Breite der hellen Abschnitte im Musterlicht durch LW dargestellt, die Breite der dunklen Abschnitte ist durch SW dargestellt, die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus, die die Summe von LW und SW ist, ist durch P dargestellt, die Breite der Spalte in der Streifenrichtung ist durch DW dargestellt, und die Entfernung zwischen Spalten in der Streifenrichtung ist durch DSW dargestellt. Eine Maske wird zum Projizieren dieses Musterlichts erzeugt. Breiten auf der Maske sind durch Hinzufügen einer Endung "p" angegeben, sodass die Breite der hellen Abschnitte LW0p ist, die Breite der dunklen Abschnitte SW0p ist, die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0p ist, die Breite der Spalte DW0p ist, und die Entfernung zwischen Spalten in der Streifenrichtung DSW0p ist. Breiten auf dem Objekt sind durch Hinzufügen der Endung "obj" angegeben, weshalb die Breite der hellen Abschnitte LW0obj ist, die Breite der dunklen Abschnitte SW0obj ist, die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0obj ist, die Breite der Spalte DW0obj ist, und die Entfernung zwischen Spalten in der Streifenrichtung DSW0obj ist. Breiten auf dem Bild sind durch Hinzufügen der Endung "img" angegeben, sodass die Breite heller Abschnitte LW0img ist, die Breite dunkler Abschnitte SW0img ist, die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img ist, die Breite der Spalte DW0img ist, und die Entfernung zwischen Spalten in der Streifenrichtung DSW0img ist.
  • Die Spalte sind primär zum Kodieren des Musterlichts vorgesehen. Dementsprechend können die Spaltbreite DW0p und/oder die Zwischenspaltentfernung nicht konstant sein. Das Verhältnis der Breite der hellen Streifen LW0img und der Breite der dunklen Abschnitte SW0img in dem Bild ist im Allgemeinen konstant, wie im Beispiel 1 beschrieben, und die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img in dem Bild kann einen Wert in dem Bereich im Ausdruck (1) annehmen. Gleichermaßen ist das Verhältnis der Spaltbreite DW0img und der Zwischenspaltentfernung DSW0img in dem Bild im Allgemeinen konstant, und die Spaltbreite DW0img und die Zwischenspaltentfernung DSW0img in dem Bild kann Werte in den Bereichen in den Ausdrücken (5) und (6) annehmen. DW0img_min ≤ DW0img ≤ DW0img_max (5) DSW0img_min ≤ DSW0img ≤ DSW0img_max (6)
  • Hier wurde angenommen, dass die Änderung der Abbildungsvergrößerung aufgrund der Änderung der Position in der Messregion 10 größer als eine Änderung in der Projektionsvergrößerung aufgrund einer Änderung der Positionsänderung ist. DW0img_min und DSW0img_min in den Ausdrücken sind DW0img und DSW0img unter den Bedingungen, dass sich das Objekt 1 an der entferntesten Position von der Messvorrichtung befindet, und dass die Ebene des Objekts 1 in der positiven Richtung geneigt ist. DW0img_max und DSW0img_max in den Ausdrücken sind DW0img und DSW0img unter den Bedingungen, dass sich das Objekt 1 an der nächsten Position zur Messvorrichtung befindet, und dass die Ebene des Objekts 1 in der negativen Richtung geneigt ist.
  • 10 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer ersten Kalibrierungsmarkierung. In 10 ist die erste Kalibrierungsmarkierung für Musterbilder der durch weiß angegebene helle Abschnitt, und der Hintergrund ist der durch schwarz angegebene dunkle Abschnitt. Die hier veranschaulichte Anordnung ist die gleiche wie im Beispiel 1 abgesehen davon, dass die Spalte zu der ersten Kalibrierungsmarkierung im Beispiel 1 hinzugefügt wurde. Die Breite der Spalte der ersten Kalibrierungsmarkierung ist durch DW1 dargestellt, und die Entfernung zwischen Spalten ist durch DSW1 dargestellt. Die Breite und die Entfernung auf dem Subjekt (Objekt 1) ist durch Hinzufügen der Endung "obj" angegeben, sodass die Breite der Spalte DW1obj ist und die Entfernung zwischen Spalten DSW1obj ist. Die Breite und Entfernung auf dem Bild ist durch Hinzufügen der Endung "img" angegeben, sodass die Breite der Spalte DW1img und die Entfernung zwischen Spalten DSW1img ist. Die Spaltbreite DW1obj auf dem Objekt kann derart festgelegt werden, dass die Spaltbreite DW1img auf dem Bild der Spaltbreite DW0img auf dem Bild entspricht. Auch die Zwischenspaltentfernung DSW1obj auf dem Objekt kann derart festgelegt werden, dass die Zwischenspaltentfernung DSW1img auf dem Bild der Zwischenspaltentfernung DSW0img auf dem Bild entspricht. Es wird aber angemerkt, dass die Spaltbreite DW0img und die Zwischenspaltentfernung DSW0img der ersten Kalibrierungsmarkierung die durch die Ausdrücke (5) und (6) angegebenen Bereiche aufweisen, weshalb die Spaltbreite DW1img auf dem Bild und die Zwischenspaltentfernung DSW1img auf dem Bild beruhend auf den Bereichen der Ausdrücke (5) und (6) ausgewählt werden. Die erste Kalibrierungsmarkierung in 10 weist Spalte in dem mittleren hellen Streifen auf, wo die Breite der Spalte DW1obj ist und die Entfernung zwischen Spalten DSW1obj ist, jedoch können die Spalte derart vorgesehen sein, dass zumindest eine der Vielzahl der Spaltbreiten DW1obj und der Vielzahl der Zwischenspaltentfernungen DSW1obj die jeweiligen Ausdrücke (5) und (6) erfüllen. Spalte können auch auf allen hellen Streifen vorgesehen sein. Es kann auch eine Vielzahl von Markierungstypen (Mustern) vorgesehen sein, in denen die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1obj und/oder Spaltbreite DW1obj und/oder Zwischenspaltentfernung DSW1obj auf dem Objekt voneinander verschieden sind. Das Verhältnis zwischen der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1obj, Spaltbreite DW1obj und Zwischenspaltentfernung DSW1obj soll konstant sein. Beispielsweise werden drei Markierungstypen als erste bis dritte Markierung bereitgestellt. Die Markierungen werden durch Hinzufügen einer Markierungsnummer nach der Zahl in den Symbolen für die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1obj, Spaltbreite DW1obj und Zwischenspaltentfernung DSW1obj unterschieden. Die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P11obj der ersten Markierung wird als Referenz verwendet, wobei die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P12obj der zweiten Markierung 1,5-mal die von P11obj ist, und die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P13obj der dritten Markierung 2-mal die von P11obj ist. Ferner ist die Spaltbreite DW12obj der zweiten Markierung 1,5-mal der Spaltbreite DW11obj der ersten Markierung, und die Spaltbreite DW13obj der dritten Markierung ist 2-mal die Spaltbreite DW11obj. Das gleiche gilt auch für die Zwischenspaltentfernung DSW1obj.
  • Es wird angemerkt, dass die erste Kalibrierungsmarkierung für Musterbilder nicht auf einen Markierungstyp beschränkt ist und eine Vielzahl von Markierungstypen enthalten kann, in denen die Breite der Hell-Dunkel-Zyklen P1obj voneinander verschieden sind. In diesem Fall kann die Markierung zum Erhalten von Kalibrierungsdaten durch die relative Position/Positur zwischen der Messvorrichtung und dem Kalibrierungsmarkierungselement ausgewählt werden. Beispielsweise wird die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img auf dem Bild des Musterlichts 111 an der Platzierung (Position und/oder Positur) des Kalibrierungsmarkierungselements gemessen oder geschätzt. Dann kann eine Markierung ausgewählt werden, bei der eine Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P1img auf dem Bild erhalten werden kann, die der gemessenen oder geschätzten Breite am nächsten kommt.
  • Es kann auch eine Anordnung angewendet werden, bei der Kalibrierungsdaten zuvor erhalten werden, die jeweils einer Vielzahl von Kombinationen zwischen einer Vielzahl von Markierungszyklen und einer Vielzahl von Platzierungen entsprechen, obwohl dies nicht einschränkend ist. In diesem Fall können Kalibrierungsdaten für die Messung verwendet werden, die zuvor beruhend auf einer Markierung mit einer Breite eines Hell-Dunkel-Zyklus P1img auf dem Bild erhalten wurden, die der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img in dem Musterbild entspricht (beispielsweise am nächsten kommt). Demnach kann im Fall des Projizierens einer Vielzahl von Musterlichttypen und Erkennens der Region eines Bildes ein Bild für jeden Musterlichttyp (beispielsweise erste und zweite Bilder) erhalten werden, und die so erhaltenen vielen Bilder können beruhend auf separaten Kalibrierungsdaten (beispielsweise ersten und zweiten Kalibrierungsdaten) kalibriert werden. In diesem Fall kann die Korrektur einer Verzerrung in jedem Bild geeigneter durchgeführt werden, was bezüglich des Punkts der Genauigkeit der Messung noch vorteilhafter ist.
  • Die erste Kalibrierungsmarkierung hat eine Größe (Dimensionen) derart, dass Verzerrungen in dem Bild als gleich erachtet werden können. Eine Verzerrung des Bildes in der Richtung orthogonal zur Streifenrichtung kann durch die erste Kalibrierungsmarkierung wie in 10 dargestellt erhalten werden, indem der Streifen (die Breite) der ersten Kalibrierungsmarkierung in dieser orthogonalen Richtung erfasst wird. Ferner kann eine Verzerrung des Bildes in der Streifenrichtung durch Erfassen der Spalte der ersten Kalibrierungsmarkierung in der Streifenrichtung erhalten werden. Die Verwendung der ersten Kalibrierungsmarkierung für Musterbilder wie vorstehend beschrieben ist vom Gesichtspunkt der Genauigkeit der Korrektur einer Verzerrung in Musterbildern vorteilhaft. Die Verwendung der zweiten Kalibrierungsmarkierung für Intensitätsbilder wie im Beispiel 1 beschrieben ist vom Gesichtspunkt der Genauigkeit der Korrektur der Verzerrung in Intensitätsbildern vorteilhaft. Die Verwendung der ersten Kalibrierungsmarkierung und der zweiten Kalibrierungsmarkierung wie vorstehend beschrieben ermöglicht eine Bereitstellung einer Messvorrichtung, die vom Gesichtspunkt der Messgenauigkeit aus vorteilhaft ist.
  • Beispiel 3
  • 11 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer ersten Kalibrierungsmarkierung. Die erste Kalibrierungsmarkierung in 11 enthält zwei LS-Muster (LS-Markierungen), deren Streifenrichtungen zueinander senkrecht stehen. Das Muster auf der linken Seite wird als erstes LS-Muster bezeichnet, und das Muster auf der rechten Seite wird als zweites LS-Muster bezeichnet. Das erste LS-Muster ist das gleiche wie das LS-Muster im Beispiel 1, weshalb auf die Beschreibung verzichtet wird. Im zweiten LS-Muster ist die Breite der hellen Streifen durch LW2 dargestellt und die Breite der dunklen Streifen ist durch SW2 dargestellt. Die Breiten auf dem Objekt sind durch Hinzufügen der Endung "obj" angegeben, sodass die Breite der hellen Streifen LW2obj ist, und die Breite der dunklen Streifen SW2obj ist. Breiten auf dem Bild sind durch Hinzufügen der Endung "img" angegeben, sodass die Breite der hellen Streifen LW2img ist, und die Breite der dunklen Streifen SW2img ist. Das Verhältnis der Breite der hellen Streifen LW2obj und der Breite der dunklen Streifen SW2obj im zweiten LS-Muster ist das gleiche wie das Verhältnis der Breite der hellen Streifen LW2img und der Breite der dunklen Streifen SW2img auf dem Bild.
  • Die Breite der dunklen Streifen SW2obj ist derart festgelegt, dass die Breite der dunklen Streifen SW2img auf dem Bild der Breite der dunklen Streifen SW0img im Musterbild entspricht (mit ihr übereinstimmt oder ungefähr gleich ist). Die Breite der hellen Streifen LW2obj ist auch so festgelegt, dass die Breite der hellen Streifen LW2img im Bild der Breite der hellen Streifen LW0img im Musterbild entspricht (mit ihr übereinstimmt oder ungefähr gleich ist). Die Breite der dunklen Streifen SW0img und die Breite der hellen Streifen LW0img im Muster haben Bereiche wie im Beispiel 1 beschrieben, sodass die Breite der dunklen Streifen SW2obj und die Breite der hellen Streifen LW2obj vorzugsweise wie im Beispiel 1 ausgewählt werden.
  • Es können viele Markierungstypen (Muster) vorgesehen sein, in denen die Breite der dunklen Streifen SW2obj auf dem Objekt und/oder die Breite der hellen Streifen LW2obj auf dem Objekt und/oder die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P2obj auf dem Objekt voneinander verschieden sind. Das Verhältnis unter der Breite der dunklen Streifen SW2obj auf dem Objekt, der Breite der hellen Streifen LW2obj auf dem Objekt und der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P2obj auf dem Objekt soll konstant sein. Beispielsweise sind drei Markierungstypen als erste bis dritte Markierungen bereitgestellt. Die Markierungen werden durch Hinzufügen einer Markierungsnummer nach der Zahl in den Symbolen für die Breite der dunklen Streifen SW2obj auf dem Objekt, der Breite der hellen Streifen LW2obj auf dem Objekt und der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P2obj auf dem Objekt unterschieden. Die Breite der dunklen Streifen SW21obj auf dem Objekt der ersten Markierung wird als Referenz verwendet, wobei die Breite der dunklen Streifen SW22obj auf dem Objekt der zweiten Markierung 1,5-mal die von SW21obj ist, und die Breite der dunklen Streifen SW23obj auf dem Objekt der dritten Markierung 2-mal die von SW21obj ist. Hinsichtlich der Breite der hellen Streifen LW21obj auf dem Objekt der ersten Markierung ist die Breite der hellen Streifen LW22obj auf dem Objekt der zweiten Markierung 1,5-mal die von LW21obj, und die Breite der hellen Streifen LW23obj auf dem Objekt der dritten Markierung ist 2-mal die von LW21obj. Ferner gilt das gleiche für die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P2obj auf dem Objekt.
  • Es wird angemerkt, dass die erste Kalibrierungsmarkierung für Musterbilder nicht auf einen Markierungstyp beschränkt ist und eine Vielzahl von Markierungstypen enthalten kann, deren Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P2obj untereinander verschieden ist. In diesem Fall kann die Markierung zum Erhalten von Kalibrierungsdaten durch die relative Position/Positur zwischen der Messvorrichtung und dem Kalibrierungsmarkierungselement ausgewählt werden. Beispielsweise wird die Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img auf dem Bild des Musterlichts 111 bei der Platzierung (Position und/oder Positur) des Kalibrierungsmarkierungselements gemessen oder geschätzt. Eine Markierung kann dann ausgewählt werden, bei der eine Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P2img auf dem Bild erhalten wird, die der Breite am nächsten kommt, die gemessen oder geschätzt wurde.
  • Es kann auch eine Anordnung verwendet werden, bei der Kalibrierungsdaten zuvor entsprechend einer Vielzahl von Kombinationen unter einer Vielzahl von Markierungstypen und einer Vielzahl von Platzierungen erhalten werden, obwohl es keine Beschränkung darauf gibt. In diesem Fall können zuvor erhaltene Kalibrierungsdaten beruhend auf einer Markierung mit einer Breite eines Hell-Dunkel-Zyklus P2img auf dem Bild für die Messung verwendet werden, die der Breite des Hell-Dunkel-Zyklus P0img im Musterbild entspricht (beispielsweise dieser am nächsten kommt).
  • Die erste Kalibrierungsmarkierung hat eine Größe (Dimensionen) derart, dass Verzerrungen in dem Bild als gleich erachtet werden können. Unter Verwendung einer ersten Kalibrierungsmarkierung wie in 11 dargestellt kann eine Verzerrung des Bildes hinsichtlich der Richtung orthogonal zur Streifenrichtung in der Markierung auf der linken Seite durch Erfassen des Streifens (der Breite dieser Markierung) in dieser orthogonalen Richtung erhalten werden. Ferner kann eine Verzerrung des Bildes hinsichtlich der Richtung orthogonal zur Streifenrichtung in der Markierung auf der rechten Seite durch Erfassen des Streifens (der Breite) dieser Markierung in dieser orthogonalen Richtung erhalten werden. Die Verwendung der ersten Kalibrierungsmarkierung für Musterbilder wie vorstehend beschrieben ist vom Gesichtspunkt der Genauigkeit der Korrektur der Verzerrung in Musterbildern aus vorteilhaft. Die Verwendung der zweiten Kalibrierungsmarkierung für Identitätsbilder wie im Beispiel 1 beschrieben ist vom Gesichtspunkt der Genauigkeit der Korrektur der Verzerrung in Intensitätsbildern aus vorteilhaft. Die Verwendung der ersten Kalibrierungsmarkierung und der zweiten Kalibrierungsmarkierung wie vorstehend beschrieben ermöglicht die Bereitstellung einer Messvorrichtung, die vom Gesichtspunkt der Messgenauigkeit aus vorteilhaft ist.
  • Modifizierung des ersten Ausführungsbeispiels
  • Die ersten und zweiten Kalibrierungsdaten im ersten Ausführungsbeispiel können in einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels mit zumindest einem Parameter korreliert werden, der von einem Entsprechungsbild erhalten werden kann, und diese korrelierte Beziehung kann beispielsweise in der Form einer Tabelle oder einer Funktion ausgedrückt werden. Die aus den Bildern erhaltbaren Parameter können beispielsweise auf die Lichtintensitätsverteilung auf dem Objekt 1, das durch Abbildung erhalten wird, oder auf eine relative Platzierung zwischen der Bildgebungseinrichtung 130 und einem charakteristischen Punkt auf dem Objekt 1 (beispielsweise einem Punkt, wo Musterlicht projiziert wurde) bezogen werden.
  • In diesem Fall werden die ersten Kalibrierungsdaten in Schritt S1005 festgelegt, und dann wird die Verarbeitung beruhend darauf zur Korrektur der Verzerrung im Musterbild durchgeführt. Die zweiten Kalibrierungsdaten werden in Schritt S1010 festgelegt, und dann wird die Verarbeitung beruhend darauf zur Korrektur der Verzerrung im Intensitätsbild durchgeführt. Es wird angemerkt, dass die in S1005 und S1010 durchgeführte Kalibrierung nicht bei einem Bild (oder einem Teil davon) durchgeführt werden muss, und wie bei Koordinaten eines Bildes durchgeführt werden kann, die durch Merkmalsextraktion aus dem Bild erhalten werden.
  • Nun wird S1005 gemäß dieser Modifikation näher beschrieben. Die Verzerrung des Bildes ändert sich entsprechend der Lichtintensitätsverteilung auf dem Objekt 1 und der Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung 130 wie zuvor beschrieben. Demnach werden vorzugsweise erste Kalibrierungsdaten, die mit Parametern wie vorstehend beschrieben korreliert sind, festgelegt (ausgewählt) und verwendet, um eine Bildverzerrung genau zu korrigieren. Wenn es lediglich einen Parameterwert gibt, kann ein einziges, diesem entsprechendes erstes Kalibrierungsdatum festgelegt werden. Wenn es allerdings eine Vielzahl von Parameterwerten gibt, kann beispielsweise folgendes durchgeführt werden. Zuerst werden charakteristische Punkte (Punkte mit vorbestimmten Eigenschaften) aus dem Musterbild extrahiert. Dann werden Parameter (beispielsweise eine Lichtintensität an den charakteristischen Punkten oder eine relative Platzierung zwischen den charakteristischen Punkten und der Bildgebungseinrichtung 130) für jeden charakteristischen Punkt erhalten. Dann werden die ersten Kalibrierungsdaten beruhend auf diesen Parametern festgelegt. Es wird angemerkt, dass die ersten Kalibrierungsdaten Parameterwerten entsprechende Kalibrierungsdaten sein können, die aus einer Vielzahl von Kalibrierungsdatensätzen ausgewählt werden. Die ersten Kalibrierungsdaten können auch durch Interpolation oder Extrapolation beruhend auf einer Vielzahl von Kalibrierungsdatensätzen erhalten werden. Ferner können die ersten Kalibrierungsdaten anhand einer Funktion erhalten werden, in der die Parameter Variablen sind. Das Verfahren der Festlegung der ersten Kalibrierungsdaten kann nach Eignung anhand des Gesichtspunkts der Kapazität der Speichereinheit 140, Messgenauigkeit oder Verarbeitungszeit ausgewählt werden. Die gleichen Änderungen bei der Verarbeitung in S1005 im ersten Ausführungsbeispiel zum Erhalten der Verarbeitung in S1005 gemäß dieser Modifikation kann bei der Verarbeitung in S1010 im ersten Ausführungsbeispiel zum Erhalten der Verarbeitung in S1010 gemäß dieser Modifikation durchgeführt werden.
  • Modifikation von Beispiel 1
  • Bei einer Modifikation von Beispiel 1 ist die erste Kalibrierungsmarkierung für Musterbilder nicht auf ein einzelnes LS-Muster beschränkt, und kann eine Vielzahl von LS-Mustern mit voneinander verschiedenen Hell-Dunkel-Zyklusbreiten P1obj innerhalb des Bereichs von Ausdruck (1) enthalten. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Sätzen erster Kalibrierungsdaten erhalten werden, und erste Kalibrierungsdaten können festgelegt werden, die mit der Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img in dem Bild des Musterlichts übereinstimmen, die sich entsprechend der Platzierung des Objekts (Position und/oder Positur) ändert. Demnach kann eine genauere Kalibrierung durchgeführt werden.
  • Es wird angemerkt, dass die Vielzahl von LS-Mustern auf demselben Kalibrierungsmarkierungselement vorgesehen sein kann, oder auf einer Vielzahl verschiedener Kalibrierungsmarkierungselemente vorgesehen sein kann. Im zweiten Fall kann die Vielzahl der Kalibrierungsmarkierungselemente sequentiell zum Erhalten von Kalibrierungsdaten abgebildet werden. Ein Satz Kalibrierungsdaten kann unter Verwendung einer Vielzahl von LS-Mustern erhalten werden, in denen die Hell-Dunkel-Zyklusbreite P1obj voneinander verschieden ist, oder eine Vielzahl von Kalibrierungsdatensätzen kann erhalten werden. Zuerst wird ein Beispiel des Erhaltens eines Satzes von Kalibrierungsdaten veranschaulicht. Zuerst werden Bilder durch Abbildung eines Kalibrierungsmarkierungselements erhalten, in dem eine Vielzahl von LS-Mustern vorgesehen ist, deren Hell-Dunkel-Zyklusbreite P1obj voneinander verschieden ist. Für diese Bilder wird eine Vielzahl von Bildern erhalten, in denen die Platzierung (Position und/oder Positur) des Kalibrierungsmarkierungselements untereinander verschieden ist. Aus der Vielzahl der Bilder werden Koordinaten und die Hell-Dunkel-Zyklusbreite P1img in dem Bild für jedes der Vielzahl der LS-Muster erhalten, in denen die Hell-Dunkel-Zyklusbreite P1obj jeweils verschieden ist. Als Nächstes wird die Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img in dem Bild des Musterlichts 111 in einem Fall gemessen oder geschätzt, in dem das Objekt die Platzierung (Position und/oder Positur) des Kalibrierungsmarkierungselements zur Zeit des Erhaltens des jeweiligen Bildes angenommen hat. Das LS-Muster, das die Hell-Dunkel-Zyklusbreite P1img in dem Bild liefert, das der durch Messen oder Schätzen erhaltenen Breite am nächsten ist, wird aus der Vielzahl von LS-Mustern ausgewählt, in denen sich die Hell-Dunkel-Zyklusbreite in der ersten Kalibrierungsmarkierung und bei derselben Platzierung des Kalibrierungsmarkierungselements unterscheidet. Die ersten Kalibrierungsdaten werden dann beruhend auf dreidimensionalen Koordinateninformationen auf dem Objekt und zweidimensionalen Koordinateninformationen auf dem Objekt des ausgewählten LS-Musters erhalten. Somit ermöglicht das Erhalten der ersten Kalibrierungsdaten beruhend auf einer Änderung in der Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img aufgrund der relativen Position und Positur (relativen Platzierung) zwischen der Messvorrichtung und dem Kalibrierungsmarkierungselement eine genauere Verzerrungskorrektur.
  • Als Nächstes wird ein Beispiel eines Erhaltens von Kalibrierungsdaten, die mit der Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img auf dem Bild korreliert sind, als Beispiel des Erhaltens einer Vielzahl von Kalibrierungsdatensätzen beschrieben. Der Prozess ist derselbe bis zum Erhalten der Koordinaten und Hell-Dunkel-Zyklusbreite P1img auf jedem Bild der Vielzahl der LS-Muster, in denen die Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0obj in den ersten Kalibrierungsmarkierungen voneinander verschieden sind, beruhend auf den Bildern zum Erhalten von Kalibrierungsdaten. Danach wird der Bereich der Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img auf dem Bild des Musterlichts 111, der durch den Ausdruck (1) ausgedrückt ist, in eine optionale Zahl von Unterteilungen unterteilt. Die LS-Muster der ersten Kalibrierungsmarkierungen aller Bilder werden beruhend auf der wie vorstehend beschrieben erhaltenen Hell-Dunkel-Zyklusbreite P1img für jede der durch das Teilen erhaltenen Hell-Dunkel-Zyklusbreiten P0img gruppiert. Danach werden Kalibrierungsdaten beruhend auf den dreidimensionalen Koordinaten auf dem Objekt und den Koordinaten auf dem Bild für die LS-Muster in derselben Gruppe erhalten. Wenn beispielsweise der Bereich der Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img auf dem Bild des Musterlichts 111 in elf unterteilt ist, heißt dies, dass elf Kalibrierungsdatentypen erhalten werden. Die so erhaltene Entsprechungsbeziehung zwischen den Bereichen der Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img auf dem Bild und den ersten Kalibrierungsdaten wird gespeichert.
  • Die gespeicherten Entsprechungsbeziehungsinformationen werden wie folgt verwendet. Zuerst erfasst der Prozessor 150 das Musterlicht 111 zum Erkennen der Objektregion aus dem Musterbild. Punkte, wo das Musterlicht 111 erfasst wird, werden als Erfassungspunkte eingestellt. Dann wird die Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img an jedem Erfassungspunkt festgelegt. Die Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img kann beispielsweise der Durchschnitt der Entfernung zwischen den Koordinaten eines Erfassungspunktes von Interesse und den Koordinaten von daran angrenzenden Erfassungspunkten in einer Richtung orthogonal zur Streifenrichtung des Musterlichts 111 sein. Dann werden die ersten Kalibrierungsdaten beruhend auf der Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img festgelegt. Beispielsweise können erste Kalibrierungsdaten angewendet werden, die mit der Hell-Dunkel-Zyklusbreite korreliert sind, die P0img am nächsten ist. Alternativ dazu können die anzuwendenden ersten Kalibrierungsdaten durch Interpolieren aus P0img entsprechenden ersten Kalibrierungsdaten erhalten werden. Ferner können die ersten Kalibrierungsdaten als Funktion gespeichert sein, bei der die Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img eine Variable ist. In diesem Fall werden die ersten Kalibrierungsdaten durch Einsetzen von P0img in diese Funktion festgelegt.
  • Die Festlegung der ersten Kalibrierungsdaten auf diese Weise ermöglicht die Durchführung einer genaueren Verzerrungskorrektur, die der Bildverzerrung mit einer Korrelation mit der Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img entspricht. Es wird angemerkt, dass die Vielzahl der Kalibrierungsdatensätze jeder der Vielzahl an Kombinationen einer Vielzahl von LS-Mustern und einer Vielzahl von Platzierungen entsprechen kann. Die Vielzahl der Platzierungen (relative Position zwischen jedem LS-Muster und der Bildgebungseinrichtung 130) kann beruhend auf Koordinaten auf jedem LS-Muster auf dem Bild und dreidimensionalen Koordinaten auf dem Objekt festgelegt werden.
  • Dann wird der Bereich der Hell-Dunkel-Zyklusbreite P0img, der im Ausdruck (1) ausgedrückt ist, in eine geeignete Anzahl an Unterteilungen unterteilt. Der Bereich der Position des Objekts auf der Richtung der optischen Achse 131 der Bildgebungseinrichtung 130 (relativer Platzierungsbereich, in diesem Fall die Messregion zwischen zwei Ebenen senkrecht zur optischen Achse) wird in eine geeignete Anzahl an Unterteilungen unterteilt. LS-Muster werden dann für jede Kombination eines Bereichs P0img und eines durch die Unterteilung erhaltenen relativen Platzierungsbereichs gruppiert. Kalibrierungsdaten können beruhend auf den dreidimensionalen Koordinaten auf dem Objekt und Koordinaten auf dem Bild für die in derselben Gruppe gruppierten LS-Muster berechnet werden. Ist beispielsweise der Bereich P0img in elf unterteilt, und ist der relative Platzierungsbereich in elf unterteilt, werden 121 Kalibrierungsdatentypen erhalten. Die Entsprechungsbeziehung zwischen den vorstehend beschriebenen Kombinationen und ersten Kalibrierungsdaten, die auf diese Weise erhalten wird, wird gespeichert.
  • Im Fall der Erkennung einer Objektregion werden zuerst P0img im Musterbild und die relative Platzierung erhalten. Die relative Platzierung kann durch Auswahl aus einer Vielzahl von Bereichen festgelegt werden, die durch das vorstehende Unterteilen erhalten werden. Dann werden erste Kalibrierungsdaten beruhend auf P0img und der relativen Platzierung festgelegt. Erste Kalibrierungsdaten können ausgewählt werden, die der Kombination entsprechen. Alternativ dazu können die ersten Kalibrierungsdaten durch Interpolation anstelle des Treffens einer Auswahl erhalten werden. Ferner können die ersten Kalibrierungsdaten beruhend auf einer Funktion erhalten werden, in der P0img und die relative Platzierung Variablen sind. Somit können P0img und der relativen Platzierung entsprechende erste Kalibrierungsdaten verwendet werden, und eine Verzerrung kann genauer korrigiert werden.
  • Es ist erwünscht, dass eine Verzerrung in dem Bild der ersten Kalibrierungsmarkierung grundsätzlich mit einer Verzerrung im Musterbild übereinstimmt. Demnach weist die erste Kalibrierungsmarkierung Dimensionen derart auf, dass diese Verzerrungen an einer Referenzposition (beispielsweise einer Mittelpunktposition) innerhalb der ersten Kalibrierungsmarkierung gleich sind. Insbesondere weist die erste Kalibrierungsmarkierung Dimensionen auf, die nicht kleiner als die Ausbreitung der Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung 130 an einem Referenzpunkt der ersten Kalibrierungsmarkierung sind. Dies liegt daran, dass die Verzerrung des Bildes in Abhängigkeit von der Lichtintensitätsverteilung auf dem Objekt und der Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung bestimmt ist. Kann die Lichtintensitätsverteilung auf dem Objekt innerhalb des Bereichs der Ausbreitung der Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung als gleich erachtet werden, kann die auftretende Verzerrung als gleich erachtet werden.
  • Als Nächstes wird die zweite Kalibrierungsmarkierung für Intensitätsbilder beschrieben. Die zweite Kalibrierungsmarkierung in 7 hat wie vorstehend beschrieben ein der Streifenrichtung (vorbestimmten Richtung) folgendes Streifenmuster mit einer Breite des dunklen Abschnitts in der kurzen Seitenrichtung von Kobj und einer Breite in der langen Seitenrichtung von Jobj. Die zweite Kalibrierungsmarkierung hat bei dieser Modifikation eine Breite (Mobj) des dunklen Abschnitts in der kurzen Seitenrichtung, die größer als die Breite Kobj der zweiten Kalibrierungsmarkierung in der gleichen Richtung ist (der Hintergrund des dunklen Abschnitts ist ein heller Abschnitt). Keine weiteren dunklen Abschnitte sind in der Region außerhalb des dunklen Abschnitts der Breite Kobj innerhalb des Bereichs der Breite Mobj vorgesehen.
  • Die zweite Kalibrierungsmarkierung kann eine Vielzahl von Markierungen enthalten, deren Breiten Kobj auf dem Objekt voneinander verschieden sind. In diesem Fall kann eine Vielzahl zweiter Kalibrierungsdatensätze erhalten werden, in denen Zwischenkantenentfernungen auf dem Bild voneinander verschieden sind, und zweite Kalibrierungsdaten können entsprechend einer Zwischenkantenentfernung auf dem Bild festgelegt werden, die sich in Abhängigkeit von der Platzierung (Position und/oder Positur) des Objekts ändert. Demnach wird eine genauere Kalibrierung ermöglicht. Einzelheiten des Verfahrens des Erhaltens der zweiten Kalibrierungsdaten sind weggelassen, da die Hell-Dunkel-Zyklusbreite (P0img) für die ersten Kalibrierungsdaten einfach durch die Zwischenkantenentfernung auf dem Bild für die zweiten Kalibrierungsdaten ersetzt wird.
  • Als Nächstes werden die Dimensionen der zweiten Kalibrierungsmarkierung beschrieben. Die Verzerrung in dem Bild der zweiten Kalibrierungsmarkierung soll im Allgemeinen mit der Verzerrung im Intensitätsbild übereinstimmen. Demnach weist die zweite Kalibrierungsmarkierung Dimensionen auf, dass diese Verzerrungen an einer Referenzposition (beispielsweise einer Mittelpunktposition) innerhalb der zweiten Kalibrierungsmarkierung als gleich erachtet werden können. Insbesondere weist die zweite Kalibrierungsmarkierung Dimensionen auf, die nicht kleiner als die Ausbreitung der Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung 130 an einem Referenzpunkt der zweiten Kalibrierungsmarkierung sind. Dies liegt daran, dass die Verzerrung des Bildes in Abhängigkeit von der Lichtintensitätsverteilung auf dem Objekt und der Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung bestimmt wird. Wenn die Lichtintensitätsverteilung auf dem Objekt innerhalb des Bereichs der Ausbreitung der Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung als gleich erachtet werden kann, kann die auftretende Verzerrung als gleich erachtet werden.
  • Modifikation von Beispiel 2
  • Eine Modifikation von Beispiel 2 ist ein Beispiel, in dem eine Änderung der Projektionsvergrößerung aufgrund einer Änderung der Position in der Messregion 10 größer ist als eine Änderung der Abbildungsvergrößerung aufgrund dieser Änderung, was zu dem Fall im Beispiel 2 entgegengesetzt ist. In diesem Fall sind DW0img_min und DSW0img_min in den Ausdrücken (5) und (6) DW0img und DSW0img unter den Bedingungen, dass das Objekt 1 sich an einer Position am nächsten zur Messvorrichtung befindet, und dass das Objekt 1 in positiver Richtung geneigt ist. DW0img_max und DSW0img_max in den Ausdrücken (5) und (6) sind DW0img und DSW0img unter den Bedingungen, dass das Objekt 1 sich an der entferntesten Position von der Messvorrichtung befindet, und dass das Objekt 1 in negativer Richtung geneigt ist.
  • Die erste Kalibrierungsmarkierung für Musterbilder ist nicht auf einen Markierungstyp beschränkt, und kann auf die gleiche Weise wie bei der Modifikation von Beispiel 1 eine Vielzahl von Markierungstypen enthalten, deren Hell-Dunkel-Zyklusbreiten P1obj voneinander verschieden sind. Es ist offensichtlich, dass ein Beispiel mit einer Vielzahl von Markierungstypen auf die gleiche Weise wie bei der Modifikation von Beispiel 1 konfiguriert werden kann, weshalb auf Einzelheiten verzichtet wird.
  • Modifikation von Beispiel 3
  • Die erste Kalibrierungsmarkierung für Musterbilder im Beispiel 3 ist nicht auf einen Markierungstyp beschränkt und kann eine Vielzahl von Markierungstypen enthalten, deren Hell-Dunkel-Zyklusbreiten P2obj voneinander verschieden sind. Es ist offensichtlich, dass ein Beispiel mit einer Vielzahl von Markierungstypen auf die gleiche Weise wie bei der Modifikation von Beispiel 1 konfiguriert werden kann, weshalb auf Einzelheiten verzichtet wird.
  • Ausführungsbeispiel bezüglich eines Produktherstellungsverfahrens
  • Die in den Ausführungsbeispielen beschriebene Messvorrichtung kann für ein Produktherstellungsverfahren verwendet werden. Dieses Produktherstellungsverfahren kann einen Prozess eines Messens eines Objekts unter Verwendung der Messvorrichtung und einen Prozess eines Verarbeitens eines Objekts enthalten, das bei dem vorstehenden Prozess gemessen wurde. Diese Verarbeitung kann beispielsweise ein Verarbeiten und/oder Schneiden und/oder Transportieren und/oder Zusammensetzen und/oder Untersuchen und/oder Sortieren enthalten. Das Produktherstellungsverfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist gegenüber herkömmlichen Verfahren hinsichtlich Produktleistungsfähigkeit und/oder Qualität und/oder Herstellbarkeit und/oder Produktionskosten vorteilhaft.
  • Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, und dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen gemacht werden können, ohne von ihrer Grundlage abzuweichen.
  • Weitere Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung können auch durch einen Computer eines Systems oder einer Vorrichtung, der auf einem Speichermedium (das vollständiger auch als "nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium" bezeichnet werden kann) aufgezeichnete computerausführbare Anweisungen (beispielsweise ein Programm oder mehrere Programme) zur Durchführung der Funktionen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ausliest und ausführt, und/oder der eine oder mehrere Schaltungen (beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC)) zur Durchführung der Funktionen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele enthält, und durch ein durch den Computer des Systems oder der Vorrichtung durchgeführtes Verfahren beispielsweise durch Auslesen und Ausführen der computerausführbaren Anweisung aus dem Speichermedium zur Durchführung der Funktionen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und/oder Steuern der einen oder mehreren Schaltungen zur Durchführung der Funktionen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele realisiert werden. Der Computer kann einen oder mehrere Prozessoren (beispielsweise Zentralprozessor (CPU), Mikroprozessor (MPU)) umfassen und kann ein Netzwerk separater Computer oder separater Prozessoren zum Auslesen und Ausführen der computerausführbaren Anweisungen enthalten. Die computerausführbaren Anweisungen können dem Computer beispielsweise von einem Netzwerk oder dem Speichermedium bereitgestellt werden. Das Speichermedium kann beispielsweise eine Festplatte und/oder einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und/oder einen Nurlesespeicher (ROM) und/oder einen Speicher verteilter Rechensysteme und/oder eine optische Scheibe (wie eine Kompaktdisk (CD), Digital Versatile Disc (DVD) oder Blue-ray Disc (BD)TM) und/oder eine Flashspeichereinrichtung und/oder eine Speicherkarte oder dergleichen enthalten.
  • Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Schutzbereich der folgenden Patentansprüche soll die breiteste Interpretation zum Umfassen als solcher Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen zukommen. Eine Messvorrichtung enthält eine Projektionseinrichtung zur Projektion von Licht mit einem Muster und Licht ohne ein Muster auf ein Objekt, eine Bildgebungseinrichtung zur Abbildung des Objekts, auf das das Licht mit einem Muster projiziert wurde, und Erhalten eines Musterbildes und Abbilden des Objekts, auf das das Licht ohne ein Muster projiziert wurde, und Erhalten eines Intensitätsbildes und einen Prozessor zur Durchführung einer Verarbeitung eines Erkennens einer Region des Objekts durch Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im Musterbild beruhend auf ersten Kalibrierungsdaten und Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im Intensitätsbild beruhend auf zweiten Kalibrierungsdaten, die von den ersten Kalibrierungsdaten verschieden sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013-36831 [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • "A Model Fitting Method Using Intensity and Range Images for Bin-Picking Applications" (Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, D, Information/Systems, J94-D(8), 1410–1422) [0024]

Claims (31)

  1. Messvorrichtung mit einer Projektionseinrichtung zur Projektion von Licht mit einem Muster und von Licht ohne ein Muster auf ein Objekt, einer Bildgebungseinrichtung zum Abbilden des Objekts, auf das das Licht mit einem Muster projiziert wurde, und Erhalten eines Musterbildes, und Abbilden des Objekts, auf das Licht ohne ein Muster projiziert wurde, und Erhalten eines Intensitätsbildes, und einen Prozessor zur Durchführung einer Verarbeitung einer Erkennung einer Region des Objekts durch Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im Musterbild beruhend auf ersten Kalibrierungsdaten und Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im Intensitätsbild beruhend auf zweiten Kalibrierungsdaten, die von den ersten Kalibrierungsdaten verschieden sind.
  2. Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor zum Erhalten der ersten Kalibrierungsdaten beruhend auf einem Bild einer ersten Kalibrierungsmarkierung, das durch die Bildgebungseinrichtung erhalten wird, und Erhalten der zweiten Kalibrierungsdaten beruhend auf einem Bild einer zweiten Kalibrierungsmarkierung eingerichtet ist, das durch die Bildgebungseinrichtung erhalten wird.
  3. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das projizierte Licht mit einem Muster Streifen von Licht enthält, die jeweils entlang einer vorbestimmten Richtung verlaufen.
  4. Messvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Streifen von Licht entlang einer Richtung orthogonal zur vorbestimmten Richtung angeordnet sind.
  5. Messvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Streifen von Licht entlang der vorbestimmten Richtung angeordnet sind.
  6. Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das projizierte Licht ohne ein Muster Licht enthält, dessen Beleuchtungsstärke gleichförmig gemacht wurde.
  7. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Kalibrierungsmarkierung eine Vielzahl von Streifenmustern enthält, die jeweils entlang einer vorbestimmten Richtung verlaufen.
  8. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweite Kalibrierungsmarkierung ein Streifenmuster enthält, das entlang einer vorbestimmten Richtung verläuft.
  9. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Dimension eines vorbestimmten Musters in der ersten Kalibrierungsmarkierung einer Dimension eines vorbestimmten Musters im Musterbild entspricht.
  10. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Dimension eines vorbestimmten Musters in der ersten Kalibrierungsmarkierung einer Dimension innerhalb eines Bereichs von einem minimalen Wert zu einem maximalen Wert einer Dimension eines vorbestimmten Musters im Musterbild entspricht.
  11. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Dimension eines vorbestimmten Musters in der zweiten Kalibrierungsmarkierung einer Entfernung zwischen vorbestimmten Kanten im Intensitätsbild entspricht.
  12. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Dimension eines vorbestimmten Musters in der zweiten Kalibrierungsmarkierung einer Entfernung innerhalb eines Bereichs von einem minimalen Wert zu einem maximalen Wert einer Entfernung zwischen vorbestimmten Kanten im Intensitätsbild entspricht.
  13. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Dimension der ersten Kalibrierungsmarkierung nicht kleiner als eine Ausbreitung einer Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung ist.
  14. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Dimension der zweiten Kalibrierungsmarkierung nicht kleiner als 1/2 einer Ausbreitung einer Punktausbreitungsfunktion der Bildgebungseinrichtung ist.
  15. Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor zum Erhalten der ersten Kalibrierungsdaten beruhend auf einem Typ des Lichts mit einem Muster und/oder einem Typ des Objekts eingerichtet ist.
  16. Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor zum Erhalten der zweiten Kalibrierungsdaten beruhend auf einem Typ des Objekts eingerichtet ist.
  17. Messvorrichtung mit einer Projektionseinrichtung zum Projizieren von Licht mit einem ersten Muster und von Licht mit einem zweiten Muster, das von dem ersten Muster verschieden ist, auf ein Objekt, einer Bildgebungseinrichtung zum Abbilden des Objekts, auf das Licht mit dem ersten Muster projiziert wurde, und Erhalten eines ersten Bildes, und Abbilden des Objekts, auf das das Licht mit dem zweiten Muster projiziert wurde, und Erhalten eines zweiten Bildes, und einem Prozessor zur Durchführung einer Verarbeitung einer Erkennung einer Region des Objekts durch Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im ersten Bild beruhend auf ersten Kalibrierungsdaten und Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im zweiten Bild beruhend auf von den ersten Kalibrierungsdaten verschiedenen zweiten Kalibrierungsdaten.
  18. Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor zum Erhalten der ersten Kalibrierungsdaten beruhend auf dem Musterbild eingerichtet ist.
  19. Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor zum Erhalten der zweiten Kalibrierungsdaten beruhend auf dem Intensitätsbild eingerichtet ist.
  20. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Kalibrierungsmarkierung eine Vielzahl von Mustern enthält, deren Dimensionen voneinander verschieden sind.
  21. Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweite Kalibrierungsmarkierung eine Vielzahl von Mustern enthält, deren Dimensionen voneinander verschieden sind.
  22. Messvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Prozessor zum Erhalten der ersten Kalibrierungsdaten beruhend auf dem ersten Bild eingerichtet ist.
  23. Messvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Prozessor zum Erhalten der zweiten Kalibrierungsdaten beruhend auf dem zweiten Bild eingerichtet ist.
  24. Verfahren eines Herstellens eines Gegenstandes, mit den Schritten Messen eines Objekts unter Verwendung einer Messvorrichtung und Verarbeiten des gemessenen Objekts zur Herstellung des Gegenstandes, wobei die Messvorrichtung enthält eine Projektionseinrichtung zum Projizieren von Licht mit einem ersten Muster und von Licht mit einem von dem ersten Muster verschiedenen zweiten Muster auf ein Objekt, eine Bildgebungseinrichtung zum Abbilden des Objekts, auf das das Licht mit dem ersten Muster projiziert wurde, und Erhalten eines ersten Bildes, und Abbilden des Objekts, auf das das Licht mit dem zweiten Muster projiziert wurde, und Erhalten eines zweiten Bildes, und einen Prozessor zur Durchführungen einer Verarbeitung eines Erkennens einer Region des Objekts durch Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im ersten Bild beruhend auf ersten Kalibrierungsdaten, und Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im zweiten Bild beruhend auf von den ersten Kalibrierungsdaten verschiedenen zweiten Kalibrierungsdaten.
  25. Kalibrierungsmarkierungselement zur Verwendung in der Messvorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Element umfasst eine durch die Bildgebungseinrichtung zum Erhalten der ersten Kalibrierungsdaten abgebildete erste Kalibrierungsmarkierung und eine durch die Bildgebungseinrichtung zum Erhalten der zweiten Kalibrierungsdaten abgebildete zweite Kalibrierungsmarkierung.
  26. Messverfahren mit den Schritten Projizieren von Licht mit einem Muster auf ein Objekt, Abbilden des Objekts, auf das das Licht mit einem Muster projiziert wurde, und Erhalten eines Musterbildes, Projizieren von Licht ohne ein Muster auf das Objekt, Abbilden des Objekts, auf das das Licht ohne ein Muster projiziert wurde, und Erhalten eines Intensitätsbildes, und Erkennen einer Region des Objekts durch Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im Musterbild beruhend auf ersten Kalibrierungsdaten und Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im Intensitätsbild beruhend auf von den ersten Kalibrierungsdaten verschiedenen zweiten Kalibrierungsdaten.
  27. Messverfahren mit den Schritten Projizieren von Licht mit einem ersten Muster auf ein Objekt, Abbilden des Objekts, auf das das Licht mit dem ersten Muster projiziert wurde, und Erhalten eines ersten Bildes, Projizieren von Licht mit einem von dem ersten Muster verschiedenen zweiten Muster auf das Objekt, Abbilden des Objekts, auf das das Licht mit dem zweiten Muster projiziert wurde, und Erhalten eines zweiten Bildes, und Erkennen einer Region des Objekts durch Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im ersten Bild beruhend auf ersten Kalibrierungsdaten und Durchführen einer Verarbeitung einer Korrektur einer Verzerrung im zweiten Bild beruhend auf von den ersten Kalibrierungsdaten verschiedenen zweiten Kalibrierungsdaten.
  28. Kalibrierungsmarkierungselement zur Verwendung bei dem Messverfahren nach Anspruch 27, wobei das Element umfasst eine zum Erhalten der ersten Kalibrierungsdaten abgebildete erste Kalibrierungsmarkierung und eine zum Erhalten der zweiten Kalibrierungsdaten abgebildete zweite Kalibrierungsmarkierung.
  29. Verarbeitungsvorrichtung mit einer Verarbeitungseinrichtung zur Durchführung einer Verarbeitung für ein Objekt und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Verarbeitungseinrichtung beruhend auf Informationen einer Region des Objekts, die von der Messvorrichtung nach Anspruch 17 empfangen werden.
  30. Verarbeitungssystem mit der Messvorrichtung nach Anspruch 17 und der Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 29.
  31. Computerlesbares Speichermedium, das ein Programm zur Veranlassung eines Computers zur Ausführung des Messverfahrens nach Anspruch 27 speichert.
DE102016120026.3A 2015-10-22 2016-10-20 Messvorrichtung und Verfahren, Programm, Produktherstellungsverfahren, Kalibrierungsmarkierungselement, Verarbeitungsvorrichtung und Verarbeitungssystem Active DE102016120026B4 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015208241 2015-10-22
JP2015-208241 2015-10-22
JP2016041579A JP2017083419A (ja) 2015-10-22 2016-03-03 計測装置および方法、物品製造方法、較正マーク部材、加工装置、ならびに加工システム
JP2016-041579 2016-03-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016120026A1 true DE102016120026A1 (de) 2017-04-27
DE102016120026B4 DE102016120026B4 (de) 2019-01-03

Family

ID=58490459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016120026.3A Active DE102016120026B4 (de) 2015-10-22 2016-10-20 Messvorrichtung und Verfahren, Programm, Produktherstellungsverfahren, Kalibrierungsmarkierungselement, Verarbeitungsvorrichtung und Verarbeitungssystem

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20170116462A1 (de)
DE (1) DE102016120026B4 (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9779546B2 (en) 2012-05-04 2017-10-03 Intermec Ip Corp. Volume dimensioning systems and methods
US10007858B2 (en) 2012-05-15 2018-06-26 Honeywell International Inc. Terminals and methods for dimensioning objects
US10321127B2 (en) 2012-08-20 2019-06-11 Intermec Ip Corp. Volume dimensioning system calibration systems and methods
US20140104413A1 (en) 2012-10-16 2014-04-17 Hand Held Products, Inc. Integrated dimensioning and weighing system
US10228452B2 (en) 2013-06-07 2019-03-12 Hand Held Products, Inc. Method of error correction for 3D imaging device
EP2983193B1 (de) * 2014-08-05 2021-10-20 Aselta Nanographics Verfahren zum Bestimmen von Parametern eines IC-Herstellungsverfahrensmodells
US9823059B2 (en) 2014-08-06 2017-11-21 Hand Held Products, Inc. Dimensioning system with guided alignment
US10810715B2 (en) 2014-10-10 2020-10-20 Hand Held Products, Inc System and method for picking validation
US10775165B2 (en) 2014-10-10 2020-09-15 Hand Held Products, Inc. Methods for improving the accuracy of dimensioning-system measurements
US9897434B2 (en) 2014-10-21 2018-02-20 Hand Held Products, Inc. Handheld dimensioning system with measurement-conformance feedback
US9786101B2 (en) 2015-05-19 2017-10-10 Hand Held Products, Inc. Evaluating image values
US20160377414A1 (en) 2015-06-23 2016-12-29 Hand Held Products, Inc. Optical pattern projector
US9835486B2 (en) 2015-07-07 2017-12-05 Hand Held Products, Inc. Mobile dimensioner apparatus for use in commerce
US20170017301A1 (en) 2015-07-16 2017-01-19 Hand Held Products, Inc. Adjusting dimensioning results using augmented reality
US10249030B2 (en) 2015-10-30 2019-04-02 Hand Held Products, Inc. Image transformation for indicia reading
US10025314B2 (en) 2016-01-27 2018-07-17 Hand Held Products, Inc. Vehicle positioning and object avoidance
US10339352B2 (en) 2016-06-03 2019-07-02 Hand Held Products, Inc. Wearable metrological apparatus
US10277842B1 (en) * 2016-11-29 2019-04-30 X Development Llc Dynamic range for depth sensing
US10909708B2 (en) * 2016-12-09 2021-02-02 Hand Held Products, Inc. Calibrating a dimensioner using ratios of measurable parameters of optic ally-perceptible geometric elements
US11047672B2 (en) 2017-03-28 2021-06-29 Hand Held Products, Inc. System for optically dimensioning
US10733748B2 (en) 2017-07-24 2020-08-04 Hand Held Products, Inc. Dual-pattern optical 3D dimensioning
US11353626B2 (en) * 2018-02-05 2022-06-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Meta illuminator
US10584962B2 (en) 2018-05-01 2020-03-10 Hand Held Products, Inc System and method for validating physical-item security
US11474208B2 (en) * 2018-09-07 2022-10-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Illumination device, electronic apparatus including the same, and illumination method
US11639846B2 (en) 2019-09-27 2023-05-02 Honeywell International Inc. Dual-pattern optical 3D dimensioning

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19502459A1 (de) * 1995-01-28 1996-08-01 Wolf Henning Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung der Oberfläche von Objekten
WO2004011876A1 (en) * 2002-07-25 2004-02-05 Solutionix Corporation Apparatus and method for automatically arranging three dimensional scan data using optical marker
US20090238449A1 (en) * 2005-11-09 2009-09-24 Geometric Informatics, Inc Method and Apparatus for Absolute-Coordinate Three-Dimensional Surface Imaging
JP2013036831A (ja) 2011-08-08 2013-02-21 Panasonic Corp キャリブレーション装置及び歪み誤差算出方法
DE102012023623A1 (de) * 2012-11-28 2014-06-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Zusammensetzen von Teilaufnahmen einer Oberfläche eines Objektes zu einer Gesamtaufnahme des Objektes und System zum Erstellen einer Gesamtaufnahme eines Objektes
DE102014019672B3 (de) * 2014-12-30 2016-01-07 Faro Technologies, Inc. Verfahren zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung mit einer 3D-Messvorrichtung und Autokalibrierung mit Wellenlängenüberprüfung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10137241A1 (de) 2001-03-15 2002-09-19 Tecmath Ag Registrierung von Tiefenbildern mittels optisch projizierter Marken
US20030235737A1 (en) 2002-06-19 2003-12-25 Yoocharn Jeon Metal-coated polymer electrolyte and method of manufacturing thereof
US8107083B2 (en) * 2008-03-05 2012-01-31 General Electric Company System aspects for a probe system that utilizes structured-light
JP6253368B2 (ja) 2013-11-25 2017-12-27 キヤノン株式会社 三次元形状計測装置およびその制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19502459A1 (de) * 1995-01-28 1996-08-01 Wolf Henning Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung der Oberfläche von Objekten
WO2004011876A1 (en) * 2002-07-25 2004-02-05 Solutionix Corporation Apparatus and method for automatically arranging three dimensional scan data using optical marker
US20090238449A1 (en) * 2005-11-09 2009-09-24 Geometric Informatics, Inc Method and Apparatus for Absolute-Coordinate Three-Dimensional Surface Imaging
JP2013036831A (ja) 2011-08-08 2013-02-21 Panasonic Corp キャリブレーション装置及び歪み誤差算出方法
DE102012023623A1 (de) * 2012-11-28 2014-06-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Zusammensetzen von Teilaufnahmen einer Oberfläche eines Objektes zu einer Gesamtaufnahme des Objektes und System zum Erstellen einer Gesamtaufnahme eines Objektes
DE102014019672B3 (de) * 2014-12-30 2016-01-07 Faro Technologies, Inc. Verfahren zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung mit einer 3D-Messvorrichtung und Autokalibrierung mit Wellenlängenüberprüfung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"A Model Fitting Method Using Intensity and Range Images for Bin-Picking Applications" (Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, D, Information/Systems, J94-D(8), 1410–1422)

Also Published As

Publication number Publication date
US20170116462A1 (en) 2017-04-27
DE102016120026B4 (de) 2019-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016120026B4 (de) Messvorrichtung und Verfahren, Programm, Produktherstellungsverfahren, Kalibrierungsmarkierungselement, Verarbeitungsvorrichtung und Verarbeitungssystem
DE102006055758B4 (de) Verfahren zur Kalibrierung von Kameras und Projektoren
DE102012217240B4 (de) Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form
DE112018002048T5 (de) Hochgenaues kalibriersystem und kalibrierverfahren
DE102012108567A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erlangen von Tiefeninformationen unter Verwendung eines Lichtmusters
EP2619525B1 (de) Verfahren zum optischen antasten einer kante in oder an einem oberlächenbereich
DE102016205382A1 (de) Randerkennungsabweichungskorrekturwertberechnungsverfahren, Randerkennungsabweichungskorrekturverfahren und Randerkennungsabweichungskorrekturprogramm
DE102017215334A1 (de) Verfahren, Computerprogrammprodukt und Messsystem zum Betrieb mindestens eines Triangulations-Laserscanners zur Identifizierung von Oberflächeneigenschaften eines zu vermessenden Werkstücks
DE112014006672T5 (de) Bildverarbeitungsvorrichtung, Bildgebungsvorrichtung, Mikroskopsystem, Bildverarbeitungsverfahren und ein Bildverarbeitungsprogramm
DE102020122319A1 (de) Verfahren und Steuergerät zur Kalibrierung einer Laser-Scanner-Vorrichtung zur Materialbearbeitung
DE102007025304A1 (de) Verfahren zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit einer Koordinaten-Messmaschine und deren Genauigkeit
DE102017105158A1 (de) Verfahren und system zum bestimmen einer 3d-position eines objekts im raum
DE19953063A1 (de) Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung von Objektoberflächen
EP2887010A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten mit einem topometrischen Messverfahren sowie Computerprogramm hierzu
DE102009003551A1 (de) Verfahren Positionsbestimmung von Strukturen auf einer Maske
DE102019131693A1 (de) Messgerät zur untersuchung einer probe und verfahren zum bestimmen einer höhenkarte einer probe
DE102020216419B4 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Astigmatismuskorrektur
DE102017127401A1 (de) Berührungslose Deformationsmessung
DE102005043753A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Raumkoordinaten von Oberflächenpunkten eines Prüflings und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102021111417A1 (de) Verfahren und System zu Bestimmung der Lage eines Markers in einem 2D-Bild und dafür ausgebildeter Marker
DE102021108238A1 (de) Computerimplementiertes Verfahren, Verfahren, Messgerät und Computerprogrammprodukt
DE102012003127A1 (de) Verfahren für eine Autofokuseinrichtung
WO2020126926A1 (de) Kalibrierungsverfahren zur verbesserung der prüfung von authentifizierungsmustern durch digitale bildaufnahmegeräte
DE102018212104A1 (de) Verfahren und Anordnung zum optischen Erfassen eines Objekts mittels Lichtmusterprojektion
EP3785633B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum auswerten eines farbindikators

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final