JP2019074516A - 少なくとも1つの測定対象を測定するためのプローブ素子および座標測定機 - Google Patents
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Abstract
Description
− 測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に応じて少なくとも1つの第1センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第1光センサと、
− 測定対象の粗形状および/または測定対象までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第2センサとを含み、
第1光センサは第1測定領域を有し、第2センサは第2測定領域を有し、第1光センサは、第1測定領域と第2測定領域が少なくとも部分的に重なるように、第2センサ内に少なくとも部分的に組み込まれている。
− 測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に応じて少なくとも1つの第1センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第1光センサと、
− 測定対象の粗形状および/または測定対象までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第2センサと、
− 第1光センサおよび第2センサを制御し、測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に関する情報の少なくとも1つの項目を第1光センサ信号から生成して、測定対象の粗形状に関する情報および/または測定対象までの距離に関する情報の少なくとも1つの項目を第2センサ信号から生成すべく構成された少なくとも1つの制御および評価装置とを含む。
− 少なくとも1つの第1光センサにより、測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に応じて少なくとも1つの第1光センサ信号を生成するステップと、
− 少なくとも1つの第2センサにより、測定対象の粗形状および/または測定対象までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成するステップにおいて、第1光センサが第1測定領域を有し、第2センサが第2測定領域を有し、第1光センサが、第1測定領域と第2測定領域が少なくとも部分的に重なるように、第2センサ内に少なくとも部分的に組み込まれているステップと、
− 少なくとも1つの制御および評価装置により、測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に関する情報の少なくとも1つの項目を第1光センサ信号から、および測定対象の粗形状に関する情報および/または測定対象までの距離に関する情報の少なくとも1つの項目を第2センサ信号から生成するステップとを含む。
− 少なくとも1つの第1光センサにより、測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に応じて少なくとも1つの第1光センサ信号を生成するステップと、
− 少なくとも1つの第2センサにより、測定対象の粗形状および/または測定対象までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成するステップにおいて、第1光センサが第1測定領域を有し、第2センサが第2測定領域を有し、第1光センサが、第1測定領域と第2測定領域が少なくとも部分的に重なるように、第2センサ内に少なくとも部分的に組み込まれているステップと、
− 第2センサ信号に基づいて、座標測定機および/または座標測定機のプローブ素子の測定対象の表面に沿った移動を調整するステップとを含む。
− 測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に応じて少なくとも1つの第1センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第1光センサと、
− 測定対象の粗形状および/または測定対象までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第2センサとを含み、
第1光センサが第1測定領域を有し、第2センサが第2測定領域を有し、第1光センサは、第1測定領域と第2測定領域が少なくとも部分的に重なるように、第2センサ内に少なくとも部分的に組み込まれている。
− 測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に応じて少なくとも1つの第1センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第1光センサと、
− 測定対象の粗形状および/または測定対象までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第2センサと、
− 第1光センサおよび第2センサを制御し、測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に関する情報の少なくとも1つの項目を第1光センサ信号から生成して、測定対象の粗形状に関する情報および/または測定対象までの距離に関する情報の少なくとも1つの項目を第2センサ信号から生成すべく構成された少なくとも1つの制御および評価装置とを含み、
第1光センサが第1測定領域を有し、第2センサが第2測定領域を有し、第1光センサは、第1測定領域と第2測定領域が少なくとも部分的に重なるように、第2センサ内に少なくとも部分的に組み込まれている。
− 少なくとも1つの第1光センサにより、測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に応じて少なくとも1つの第1光センサ信号を生成するステップと、
− 少なくとも1つの第2センサにより、測定対象の粗形状および/または測定対象までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成するステップにおいて、第1光センサが第1測定領域を有し、第2センサが第2測定領域を有し、第1光センサが、第1測定領域と第2測定領域が少なくとも部分的に重なるように、第2センサ内に少なくとも部分的に組み込まれているステップと、
− 少なくとも1つの制御および評価装置により、測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に関する情報の少なくとも1つの項目を第1光センサ信号から、および測定対象の粗形状に関する情報および/または測定対象までの距離に関する情報の少なくとも1つの項目を第2センサ信号から生成するステップとを含む。
− 少なくとも1つの第1光センサにより、測定対象の少なくとも1つの表面の微細形状に応じて少なくとも1つの第1光センサ信号を生成するステップと、
− 少なくとも1つの第2センサにより、測定対象の粗形状および/または測定対象までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成するステップにおいて、第1光センサが第1測定領域を有し、第2センサが第2測定領域を有し、第1光センサが、第1測定領域と第2測定領域が少なくとも部分的に重なるように、第2センサ内に少なくとも部分的に組み込まれているステップと、
− 第2センサ信号に基づいて、座標測定機および/または座標測定機のプローブ素子の測定対象の表面に沿った移動を調整するステップとを含む。
図1A〜1Dに、例えば図4に示す座標測定機111のプローブ素子100の本発明による第1光センサ110の例示的実施形態の模式図を示す。第1光センサ110は、測定対象114の少なくとも1つの表面112の微細形状に応じて少なくとも1つの第1センサ信号を生成すべく構成される。例えば、測定対象114は、試験試料、測定したい加工部品、および測定したい構成要素からなる群から選択することができる。測定対象114、特に測定対象114の表面112は、大きい曲率、すなわち鋭い縁までの小半径を有してもよい。測定対象114は、導体トラック構造を有するチップ、特にマイクロチップを含んでもよい。しかし、他の測定対象114も考えられる。
110 第1光センサ
111 座標測定機
112 表面
114 測定対象
116 センサ
118 干渉計
120 第1光導波路
122 センサヘッド
124 基準面
126 制御および評価装置
128 第2センサ
130 触覚センサ
132 触覚プローブ素子
134 プローブ軸
136 プローブヘッド
138 孔
140 軸
142 液体
144 クロマティック共焦点センサ
146 第2光導波路
148 光学素子
150 第1光センサの焦点
152 第2センサの焦点
154 センサ光学装置
155 距離
156 ビームスプリッタ
158 基準光路
159 更なる光学素子
160 分光計
162 第1測定領域
164 第2測定領域
166 第1測定領域始端
168 第1測定領域終端
170 接触点
172 支持台
174 ガントリー/ブリッジ
176 y軸
178 x軸
180 z軸
Claims (15)
- 少なくとも1つの測定対象(114)を測定するプローブ素子(100)であって、
− 前記測定対象(114)の少なくとも1つの表面(112)の微細形状に応じて少なくとも1つの第1センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第1光センサ(110)と、
− 前記測定対象(114)の粗形状および/または前記測定対象(114)までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第2センサ(128)とを含み、
前記第1光センサ(110)が第1測定領域(162)を有し、前記第2センサ(128)が第2測定領域(164)を有し、前記第1光センサ(110)が、前記第1測定領域(162)と前記第2測定領域(164)が少なくとも部分的に重なるように前記第2センサ(128)内に少なくとも部分的に組み込まれているプローブ素子(100)。 - 前記第1光センサ(110)が非接触および干渉測定を行うセンサを含み、前記第1光センサ(110)が少なくとも1つの干渉計(118)を有する、請求項1に記載のプローブ素子(100)。
- 前記第1光センサ(110)が少なくとも1つの第1照射光ビームを生成すべく構成された少なくとも1つの第1照射装置を有し、前記第1光センサ(110)が少なくとも1つの第1光導波路(120)を有し、前記第1照射装置が前記第1照射光ビームを前記第1光導波路(120)に結合すべく構成される、請求項1または2に記載のプローブ素子(100)。
- 前記第1光センサ(110)が少なくとも1つのセンサヘッド(122)を有し、前記第1光導波路(120)が前記照射光ビームを前記センサヘッド(122)内に結合すべく構成され、前記センサヘッド(122)が、前記測定対象(114)を照射して、前記測定対象(114)から反射および/または後方散乱された測定光ビームを検知すべく構成される、請求項3に記載のプローブ素子(100)。
- 前記第1光センサ(110)が、前記第1照射光ビームを少なくとも部分的に反射すべく構成された少なくとも1つの基準面(124)を有し、前記センサヘッド(122)が、前記基準面(124)で反射された基準光ビームを検知し、それを前記第1光導波路(120)内に結合すべく構成され、前記第1光センサ(110)が、前記測定光ビームと前記基準光ビームとの間の位相差を判定すべく構成される、請求項4に記載のプローブ素子(100)。
- 前記第2センサ(128)が、少なくとも1つの触覚プローブ素子(132)を有する少なくとも1つの触覚センサ(130)を有し、前記触覚プローブ素子(132)がセンサ面を有し、前記触覚プローブ素子(132)が、少なくとも1つのプローブ点で前記測定対象(114)を触覚的に探索すべく構成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプローブ素子(100)。
- 前記第1光センサ(110)が、前記触覚プローブ素子(132)内に少なくとも部分的組み込まれ、前記触覚プローブ素子(132)が少なくとも1つのプローブ軸(134)およびプローブヘッド(136)を有し、前記プローブヘッド(136)が少なくとも1つのプローブ球を有し、前記少なくとも1つの第1光導波路(120)が前記プローブ軸(134)内に少なくも部分的に配置され、および/または前記少なくとも1つのセンサヘッド(122)が前記プローブ球内に少なくとも部分的に配置される、請求項6に記載のプローブ素子(100)。
- 前記プローブ球が、前記プローブ軸の延在方向に平行な少なくとも1つの貫通孔と、前記プローブ軸の前記延在方向に垂直な少なくとも1つの貫通孔と、前記プローブ軸の前記延在方向に平行な少なくとも1つの非貫通孔と、前記プローブ軸の前記延在方向に垂直な少なくとも1つの非貫通孔からなる群から選択された少なくとも1つの孔(138)を有する、請求項7に記載のプローブ素子(100)。
- 前記孔(138)が非貫通孔であり、前記非貫通孔が液体で満たされ、前記液体が前記プローブ球の屈折率に対応する屈折率を有する、請求項8に記載のプローブ素子(100)。
- 前記第2センサ(128)が少なくとも1つのクロマティック共焦点センサ(144)を有し、前記第2センサ(128)が少なくとも1つの第2照射光ビームを生成すべく構成された少なくとも1つの第2照射装置を有し、前記第2センサ(128)が少なくとも1つの第2光導波路(146)を有し、前記第2照射装置が前記第2照射光ビームを前記第2光導波路(146)内に結合すべく構成され、前記第2センサ(128)が、前記第2測定領域(164)内で前記光学素子からの異なる距離における前記第2照射光ビームの波長に応じて前記第2照射光ビームを集光させるべく構成された少なくとも1つの光学素子(148)を有し、前記第1光導波路(120)および前記第2光導波路(146)が互いに平行に配置され、前記第1光導波路(120)のファイバー終端が、前記第2光導波路(146)のファイバー終端に平行に配置され、前記光学素子(148)が、少なくとも1つの焦点に前記第1照射光ビームを集光させるべく構成され、前記焦点が前記第2測定領域(164)内に配置される、請求項1〜9のいずれか1項に記載のプローブ素子(100)。
- 前記第2センサ(128)が少なくとも1つの分光計(160)を有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載のプローブ素子(100)。
- 少なくとも1つの測定対象(114)を測定する座標測定機(111)であって、前記座標測定機(111)が少なくとも1つのプローブ素子(100)を有し、前記プローブ素子が、
− 前記測定対象(114)の少なくとも1つの表面(112)の微細形状に応じて少なくとも1つの第1センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第1光センサ(110)と、
− 前記測定対象(114)の粗形状および/または前記測定対象(114)までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成すべく構成された少なくとも1つの第2センサ(128)と、
− 前記第1光センサ(110)および前記第2センサ(128)を制御し、前記測定対象(114)の前記少なくとも1つの表面(112)の前記微細形状に関する情報の少なくとも1つの項目を前記第1光センサ信号から生成し、前記測定対象(114)の前記粗形状および/または前記測定対象(114)までの距離に関する情報の少なくとも1つの項目を前記第2センサ信号から生成すべく構成された少なくとも1つの制御および評価装置(126)とを含み、
前記第1光センサ(110)が第1測定領域(162)を有し、前記第2センサ(128)が第2測定領域(164)を有し、前記第1光センサ(110)が、前記第1測定領域(162)および前記第2測定領域(164)が少なくとも部分的に重なるように、前記第2センサ(128)内に少なくとも部分的に組み込まれている座標測定機(111)。 - 前記微細形状に関する前記情報と、前記測定対象(114)の前記粗形状および/または前記測定対象(114)までの距離に関する前記情報とを同時に検知すべく構成される、請求項12に記載の座標測定機(111)。
- 座標測定機に関する請求項12または13に記載の座標測定機(111)により少なくとも1つの測定対象(114)を測定する方法であって、以下のステップ:
− 少なくとも1つの第1光センサ(110)により、前記測定対象(114)の少なくとも1つの表面の微細形状に応じて少なくとも1つの第1光センサ信号を生成するステップと、
− 少なくとも1つの第2センサ(128)により、前記測定対象(114)の粗形状および/または前記測定対象(114)までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成するステップであって、前記第1光センサ(110)が第1測定領域(162)を有し、前記第2センサ(128)が第2測定領域(164)を有し、前記第1光センサ(110)が、前記第1測定領域(162)および前記第2測定領域(164)が少なくとも部分的に重なるように、前記第2センサ(128)内に少なくとも部分的に組み込まれているステップと、
−少なくとも1つの制御および評価装置(126)により、前記測定対象(114)の少なくとも1つの表面(112)の微細形状に関する情報の少なくとも1つの項目を前記第1光センサ信号から、および前記測定対象(114)の前記粗形状および/または前記測定対象(114)までの距離に関する情報の少なくとも1つの項目を第2センサ信号から生成するステップとを含む方法。 - 座標測定機(111)の移動を調整する方法であって、座標測定機に関する請求項12または13に記載の座標測定機(111)が用いられ、以下のステップ:
− 少なくとも1つの第1光センサ(110)により、測定対象(114)の少なくとも1つの表面の微細形状に応じて少なくとも1つの第1光センサ信号を生成するステップと、
− 少なくとも1つの第2センサ(128)により、前記測定対象(114)の粗形状および/または前記測定対象(114)までの距離に応じて少なくとも1つの第2センサ信号を生成するステップであって、前記第1光センサ(110)が第1測定領域(162)を有し、前記第2センサ(128)が第2測定領域(164)を有し、前記第1光センサ(110)が、前記第1測定領域(162)および前記第2測定領域(164)が少なくとも部分的に重なるように、前記第2センサ(128)内に少なくとも部分的に組み込まれているステップと、
− 前記第2センサ信号に基づいて、前記座標測定機(111)および/または前記座標測定機(111)のプローブ素子(100)の前記測定対象(114)の表面(112)に沿った移動を調整するステップとを含む方法。
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