JP2017032556A - 測定対象物の寸法特性を特定する方法及び測定機器 - Google Patents
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Abstract
Description
ワークピース・テーブルと、画像センサ及び撮像光学系を有するカメラとを具えた光学測定機器を用意するステップであって、この撮像光学系が、収差を呈し、かつワークピース・テーブルに対する複数の異なる作動位置に焦点を結ぶように構成されているステップと、
上記複数の異なる作動位置のうちの所定の作動位置について上記収差が最小化されるように選択された第1較正値を用意するステップと、
上記カメラの像面の曲がりを表す第2較正値を用意するステップと、
測定対象物をワークピース・テーブル上に位置決めするステップと、
測定対象物上に第1関心領域を規定するステップと、
第1関心領域に対するカメラの第1作動距離を決定するステップと、
第1作動距離及び第2較正値を用いて、第1関心領域が上記所定の作動位置に来るように、撮像光学系を焦点合わせするステップと、
第1関心領域が上記所定の作動位置にある間に、第1関心領域の画像を記録するステップと、
上記画像に基づいて、かつ上記第1較正値に基づいて、第1関心領域内の測定対象物の寸法特性を表す測定値を定めるステップと
を含む。
ワークピース・テーブルと、画像センサ及び撮像光学系を有するカメラであって、この撮像光学系が、収差を呈し、ワークピース・テーブルに対する複数の異なる作動位置に焦点を結ぶように構成されたカメラと、
複数の異なる作動位置のうちの所定の作動位置について上記収差が最小化されるように選択された第1較正値を提供するための第1メモリと、
上記カメラの像面の曲がりを表す第2較正値を提供するための第2メモリと、
測定対象物上に第1関心領域を規定するための評価兼制御装置とを具え、
上記評価兼制御装置は、
a)第1関心領域に対するカメラの第1作動距離を決定し、
b)第1作動距離を用いて、かつ第2較正値を用いて、第1関心領域が上記所定の作動位置に来るように、上記撮像光学系を焦点合わせし、
c)第1関心領域が上記所定の作動位置にある間に、カメラを用いて第1関心領域の画像を記録し、
d)上記画像に基づいて、かつ上記第1較正値に基づいて、第1関心領域内の測定対象物の寸法特性を表す測定値を定める
ように構成されている。
選択した関心領域16にとって最適な局所的焦点と、上記較正に基づいて最良な測定面(BMP:best measurement plane)46との間の、焦点方向の、即ち光軸に平行な方向の距離Dを決定する。ここでは、上記の新規な方法及び測定機器が、メモリ34からの、カメラ18の像面の曲がり44を表す第2較正値を利用する。一部の好適な実施形態では、特に、複数の関心領域についてそれぞれの距離D(n)を決定しなければならない場合に、測定対象物14のCADデータを追加的に用いる。
Claims (15)
- 測定対象物(14)の寸法特性を特定する方法であって、
ワークピース・テーブル(12)と、画像センサ(20)及び撮像光学系(22)を有するカメラ(18)とを具えた光学測定機器(10)を用意するステップであって、前記撮像光学系(22)が、収差を呈し、かつ前記ワークピース・テーブル(12)に対する複数の異なる作動位置に焦点を結ぶように構成されているステップと、
前記複数の異なる作動位置のうちの所定の作動位置(46)について前記収差が最小化されるように選択された第1較正値(32)を用意するステップと、
前記カメラの像面の曲がり(44)を表す第2較正値(34)を用意するステップと、
前記測定対象物(14)を前記ワークピース・テーブル(12)上に位置決めするステップと、
前記測定対象物(14)上に第1関心領域(16)を規定するステップと、
前記第1関心領域(16)に対する前記カメラ(18)の第1作動距離(24)を決定するステップと、
前記第1作動距離(24)及び前記第2較正値(34)を用いて、前記第1関心領域(16)が前記所定の作動位置(46)に来るように、前記撮像光学系(22)を焦点合わせするステップと、
前記第1関心領域(16)が前記所定の作動位置(46)にある間に、前記第1関心領域(16)の画像(40)を記録するステップと、
前記画像(40)に基づいて、かつ前記第1較正値(32)に基づいて、前記第1関心領域(16)内の前記測定対象物(14)の寸法特性を表す測定値を定めるステップと
を含む方法。 - 前記第1較正値(32)が、前記所定の作動位置(46)における前記撮像光学系(22)の歪み誤差の補正をもたらす、請求項1に記載の方法。
- 前記撮像光学系(22)を最初に前記第1関心領域(16)上に焦点合わせして、前記第1作動距離(24)を決定する、請求項1または2に記載の方法。
- 前記測定対象物(14)上に第2関心領域(16b)を規定し、当該第2関心領域は前記第1関心領域(16; 16a)から横方向に間隔をおき、前記第2較正値(32)を用いて、前記第1関心領域(16; 16a)及び前記第2関心領域(16b)の各々が前記所定の作動位置のできる限り近くに来るように、前記撮像光学系(22)を焦点合わせする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記撮像光学系(22)をさらに前記第2関心領域(16b)上に焦点合わせして第2作動距離(24)を決定し、前記第1作動距離(24: 24a)、前記第2作動距離(24b)、及び前記第2較正値(34)を用いて前記撮像光学系(22)を焦点合わせして、前記第1関心領域(16; 16a)及び前記第2関心領域(16b)の各々を、前記所定の作動位置のできる限り近くにもっていく、請求項4に記載の方法。
- 前記第1関心領域(16a)と前記第2関心領域(16b)とが互いに境界を接して、共通の関心領域のセグメントを形成する、請求項4または5に記載の方法。
- 前記測定対象物(14)の公称の寸法特性を表すCADデータ集合(42)を用意し、前記CADデータ集合(42)に基づいて、前記第1作動距離及び/または前記第2作動距離を決定する、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記測定対象物(14)上に追加的な関心領域を規定し、前記第2較正値(32)を用いて前記追加的な関心領域を前記所定の作動位置(46)にもって来た後に、前記測定対象物(14)の追加的な画像を記録する、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 前記第1関心領域(16)の面積の重心(76)を特定し、当該面積の重心(16)に対して前記第1作動距離を決定する、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 前記第1較正値(32)が、テレセントリックエラー及び/またはコマ収差を補正するための距離依存性の補正値を含み、前記第1作動距離及び当該距離依存性の補正値に応じて前記測定値を定める、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 前記測定対象物(14)の表面トポグラフィーを、前記第2較正値(34)に応じて測定する、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- 前記第2較正値(34)を数値表の形式で用意し、当該数値表中の各値が空間依存性の焦点シフトを表す、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- 前記第2較正値を、空間依存性の多項式、特にゼルニケ多項式の係数の形式で用意する、請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- 前記第2較正値(32)が、非点収差から生じる像面の曲がり(44)の、方向依存性の寄与分をさらに含む、請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
- 測定対象物(14)の寸法特性を特定するための測定機器であって、
ワークピース・テーブル(12)と、画像センサ(20)及び撮像光学系(22)を有するカメラ(18)であって、前記撮像光学系(22)が、収差を呈し、前記ワークピース・テーブル(12)に対する複数の異なる作動位置に焦点を結ぶように構成されたカメラと、
前記複数の異なる作動位置のうち所定の作動位置(46)について前記収差が最小化されるように選択された第1較正値を提供するための第1メモリ(32)と、
前記カメラ(18)の像面の曲がりを表す第2較正値を提供するための第2メモリ(34)と、
前記測定対象物(14)上に第1関心領域(16)を規定するためのインタフェース(38)を有する評価兼制御装置(26)とを具え、
前記評価兼制御装置が、
a)前記第1関心領域(16)に対する前記カメラ(18)の第1作動距離(24)を決定し、
b)前記第1作動距離(24)を用いて、かつ前記第2較正値を用いて、前記第1関心領域(16)が前記所定の作動位置(46)に来るように、前記撮像光学系(22)を焦点合わせし、
c)前記第1関心領域が前記所定の作動位置(46)にある間に、前記カメラ(18)を用いて前記第1関心領域(16)の画像(40)を記録し、
d)前記画像(40)に基づいて、かつ前記第1較正値に基づいて、前記第1関心領域(16)内の前記測定対象物(14)の寸法特性を表す測定値を定める
ように構成されている測定機器。
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