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JP2019045500A - Coordinate measuring machine for determining at least one coordinate of at least one measuring object - Google Patents

Coordinate measuring machine for determining at least one coordinate of at least one measuring object Download PDF

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JP2019045500A JP2018164589A JP2018164589A JP2019045500A JP 2019045500 A JP2019045500 A JP 2019045500A JP 2018164589 A JP2018164589 A JP 2018164589A JP 2018164589 A JP2018164589 A JP 2018164589A JP 2019045500 A JP2019045500 A JP 2019045500A
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Abstract

【課題】少なくとも1つの測定対象物の少なくとも1つの座標を判断するための座標測定機を提供する。【解決手段】 少なくとも1つの測定対象物(112)の少なくとも1つの座標を判断するための座標測定機(110)が提案される。座標測定機(110)は少なくとも1つの光学素子(114)を含む。光学素子(114)は、少なくとも1つの画素の撮像倍率を光学素子(114)の光軸(116)からの同画素の距離に応じて設定するように構成される。座標測定機(110)は画素の少なくとも1つの画像を生成するように構成された少なくとも1つの撮像装置(118)を含む。座標測定機(110)は少なくとも1つの評価ユニット(120)を含む。評価ユニット(120)は画像の歪みを補正するように構成される。評価ユニット(120)は、補正された画像から測定対象物(112)の座標を判断するように構成される。【選択図】図1A coordinate measuring machine is provided for determining at least one coordinate of at least one measurement object. A coordinate measuring machine (110) is proposed for determining at least one coordinate of at least one measurement object (112). The coordinate measuring machine (110) comprises at least one optical element (114). The optical element (114) is configured to set the imaging magnification of at least one pixel according to the distance of the same pixel from the optical axis (116) of the optical element (114). A coordinate measuring machine (110) includes at least one imaging device (118) configured to generate at least one image of pixels. The coordinate measuring machine (110) comprises at least one evaluation unit (120). The evaluation unit (120) is configured to correct the distortion of the image. The evaluation unit (120) is configured to determine the coordinates of the measurement object (112) from the corrected image. [Selected figure] Figure 1

Description

本発明は、少なくとも1つの測定対象物の少なくとも1つの座標を判断する座標測定機と、少なくとも1つの測定対象物の少なくとも1つの座標を判断する方法とに関する。本発明は、特に非接触座標測定機を使用する座標測定技術の分野に関する。   The present invention relates to a coordinate measuring machine which determines at least one coordinate of at least one measurement object and a method of determining at least one coordinate of at least one measurement object. The invention relates in particular to the field of coordinate measurement technology using non-contact coordinate measuring machines.

測定対象物(例えばタービン羽根、車両ボディシート、シール、またはプリント回路基板)の座標を判断する様々な装置および方法が従来技術から知られている。一例として、触覚および光学座標測定機が知られている。このタイプの座標測定機は、例えばガントリータイプ測定機として構成され得る。ガントリータイプ測定機は、2つの垂直列を有するガントリーと、上部領域内の2列を接続するクロスビームとを含む。ガントリーは、測定対象の工作物を支持するための本体上で水平方向に可動であるように取り付けられる。測定スライドがクロスビームに沿って可動となるように取り付けられ、垂直方向に可動であるスリーブが測定スライドに取り付けられる。センサ特に触覚または光学センサがスリーブの下端に配置され、このセンサにより、測定対象物の表面が非接触的な方法で走査または撮像され得る。センサは、説明したガントリー機構により測定対象物に対してすべての座標方向x、y、zに移動され得る。   Various devices and methods are known from the prior art for determining the coordinates of an object to be measured (e.g. turbine blades, vehicle body sheets, seals or printed circuit boards). Tactile and optical coordinate measuring machines are known as an example. A coordinate measuring machine of this type can, for example, be configured as a gantry-type measuring machine. The gantry type measuring machine includes a gantry having two vertical rows and a cross beam connecting the two rows in the upper region. The gantry is mounted so as to be horizontally movable on the body for supporting the workpiece to be measured. A measuring slide is mounted so as to be movable along the cross beam, and a vertically movable sleeve is mounted on the measuring slide. A sensor, in particular a tactile or optical sensor, is arranged at the lower end of the sleeve, by means of which the surface of the measurement object can be scanned or imaged in a contactless manner. The sensor can be moved in all coordinate directions x, y, z relative to the measurement object by means of the described gantry mechanism.

しかし、一方では高分解能測定と他方では大きな測定フィールドまたは概略記録が光学座標測定機には必要である。大きな測定フィールドの場合、既知の座標測定機では、より大きな測定範囲のために解像度無しで済ます必要がある。さらに、既知の座標測定機では、測定範囲の比(所謂、広がり)が所謂ズーム系により導入される。ここでは、撮像倍率が、レンズ位置を例えば撮像レンズ素子または群の例えばカスケードで調整することにより設定され得る。その結果、前記ズーム系では、どの対象セグメントがカメラ上へ撮像されるべきかを選択することが可能である。しかし、このタイプのズーム系は不利であり得る。一例として、レンズを移動するための光学機構が高価でありかつ摩耗し易い。この機構でプレーすることは、測定不安定および/または不正確性を生じ得る。このタイプの系は大きな構造を有する傾向がある。駆動装置のモータ、コントローラおよび摩擦から生じる熱入力の変化が発生し得、この結果、このタイプの系は、高複雑性でもってのみ熱的に制御され得る。   However, on the one hand high-resolution measurements and on the other hand large measuring fields or rough recordings are necessary for optical coordinate measuring machines. In the case of large measuring fields, known coordinate measuring machines need to have no resolution for a larger measuring range. Furthermore, in known coordinate measuring machines, the ratio of the measuring range (so-called spread) is introduced by means of a so-called zoom system. Here, the imaging magnification may be set by adjusting the lens position, for example in a cascade of imaging lens elements or groups. As a result, in the zoom system it is possible to select which target segment is to be imaged on the camera. However, this type of zoom system can be disadvantageous. As an example, the optical mechanism for moving the lens is expensive and prone to wear. Playing with this mechanism can result in measurement instability and / or inaccuracies. This type of system tends to have a large structure. Changes in the heat input arising from the motor, controller and friction of the drive can occur, so that this type of system can only be thermally controlled with high complexity.

さらに、カメラチップの画素の数を増加することにより測定フィールドの拡大を実現することが知られている。それにもかかわらず、解像度を保持する一方で測定範囲を拡大するためのチップの拡大および/または画素の高密度化はすべての用途には好適ではないこともある。一例として、4:1以上の広がりが様々な用途には望ましい。このような倍率によるチップの拡大および/または画素の高密度化は半導体産業における進歩の文脈ですらこれまで発生していない、またはこれらのチップは工業分野での使用には好ましくない。撮像光学ユニットによるチップの拡大を満たすために、撮像光学ユニットの直径を拡大することが特に必要である。しかし、このような撮像光学ユニットは重く、大きく、かつ高価である。   Furthermore, it is known to realize the enlargement of the measurement field by increasing the number of pixels of the camera chip. Nevertheless, chip enlargement and / or pixel densification to maintain resolution while expanding the measurement range may not be suitable for all applications. As an example, a spread of 4: 1 or more is desirable for various applications. The expansion of chips and / or the densification of the pixels by such magnifications have never occurred even in the context of advances in the semiconductor industry, or these chips are not preferred for use in the industrial field. It is in particular necessary to enlarge the diameter of the imaging optical unit in order to fulfill the enlargement of the chip by the imaging optical unit. However, such imaging optical units are heavy, large and expensive.

さらに、(特許文献1)には、光学素子と、それへ結合された画像セクタ要素であって視界を複数の領域に分割するように構成された画像セクタ要素と、これらの領域に従って画像を処理するように構成された画像処理プロセッサとを含む装置が記載されている。   Furthermore, the '095 patent processes an image according to an optical element, an image sector element coupled to it, the image sector element configured to divide the field of view into a plurality of areas, and And an image processing processor configured to:

米国特許出願公開第2008/0158226A1号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2008/0158226 A1

したがって、本発明の目的は、既知の装置および方法の不都合を少なくとも大部分回避する座標測定機および方法を提供することである。特に、本意図は、最大可能解像度および最大可能測定フィールドを有する測定を可能にすることである。   It is therefore an object of the present invention to provide a coordinate measuring machine and method which at least largely avoids the disadvantages of the known devices and methods. In particular, the intention is to enable measurements with the largest possible resolution and the largest possible measurement field.

この目的は、独立請求項の特徴を有する装置および方法により達成される。個々にまたは組み合わせて実現され得る有利な発展形態は従属請求項に提示される。   This object is achieved by an apparatus and method having the features of the independent claims. Advantageous developments which can be realized individually or in combination are presented in the dependent claims.

以下では、用語「呈示する」、「有する」、「備える」もしくは「含む」、またはこれらのすべての文法的変形は非排他的方法で使用される。したがって、これらの用語は、これらの用語により導入される特徴の他にいかなる別の特徴も存在しない状況、または1つまたは複数の別の特徴が存在する状況のいずれかを指し得る。例えば、表現「AはBを呈示する」、「AはBを有する」、「AはBを備える」または「AはBを含む」は、Bを除いていかなる別の要素もA内に設けられない状況(すなわち、AがBを排他的に含む状況)と、Bに加えて1つまたは複数の別の要素(例えば要素C、要素CおよびD、または別の要素)がA内に設けられる状況との両方を指し得る。   In the following, the terms "present", "have", "include" or "include" or all grammatical variants thereof are used in a non-exclusive manner. Thus, these terms may refer to any situation where there is no other feature besides the features introduced by these terms, or where one or more other features exist. For example, the expressions "A presents B", "A has B", "A contains B" or "A contains B" provides any other element within A except B. In A, and one or more other elements (eg, element C, elements C and D, or another element) in addition to B. Can refer to both

さらに、用語「少なくとも1つ」、「1つまたは複数」およびこれらの用語の文法的変形または同様な用語は、1つまたは複数の要素または特徴に関連して使用され、同要素または特徴が単独でまたは複数提供され得るという事実を表すように意図されれば、通常、例えば特徴または要素が最初に導入されるときに、一回だけ使用されるということが指摘される。同特徴または要素がその後再び述べられるとき、当該用語「少なくとも1つ」または「1つまたは複数」は通常、特徴または要素が単独でまたは複数提供されるという可能性の制約無しには、もはや使用されない。   Furthermore, the terms "at least one", "one or more" and grammatical variations or similar terms of these terms are used in connection with one or more elements or features, the same elements or features being alone It is pointed out that if it is intended to represent the fact that one or more may be provided, it will usually only be used once, for example when a feature or element is first introduced. When the same feature or element is subsequently mentioned again, the terms "at least one" or "one or more" are generally no longer used without limitation of the possibility that the feature or element is provided singly or in multiples I will not.

さらに、以下、用語「好適には」、「特に」、「一例として」、または同様な用語は、これにより代替実施形態が限定されること無く任意選択的特徴と併せて使用される。この点に関し、これらの用語により導入される特徴は任意選択的特徴であり、これらの特徴により特許請求項、特に独立請求項の保護の範囲を限定するいかなる意図も無い。この点に関し、当業者により認識されるように本発明はまた、他の構成を使用して実行され得る。同様に、「本発明の一実施形態において」によりまたは「本発明の一例示的実施形態において」により導入される特徴は、これにより別の構成または独立請求項の保護の範囲が限定されることを意図すること無く任意選択的特徴として理解される。さらに、これらの導入表現により導入される特徴と他の特徴とを結合するすべての可能性は、任意選択特徴であるか否かに関わらず、前記導入表現により影響されないままであるように意図されている。   Furthermore, the terms "preferably", "in particular", "as an example" or similar terms are used hereinafter in connection with optional features without limitation of alternative embodiments. In this regard, the features introduced by these terms are optional features and are not intended to limit the scope of protection of the claims, particularly the independent claims, by these features. In this regard, as one of ordinary skill in the art will appreciate, the present invention may also be practiced using other configurations. Similarly, features introduced by "in an embodiment of the invention" or "in an exemplary embodiment of the invention" are thereby limited in scope of protection in another configuration or in the independent claims. Are understood as optional features without the intention. Furthermore, all possibilities of combining features introduced by these introductory expressions with other features are intended to remain unaffected by said introductory expressions, whether or not they are optional features. ing.

本発明の一態様では、少なくとも1つの測定対象物の少なくとも1つの座標を判断するための座標測定機が提案される。   In one aspect of the invention, a coordinate measuring machine is proposed for determining at least one coordinate of at least one measurement object.

この場合、測定対象物は通常、任意に成形された測定対象物を意味するものと本発明の文脈では理解され得る。一例として、測定対象物は、例えばモータ車両の試験片、測定対象工作物および測定対象部品からなる群から選択され得る。測定対象物は、三次元測定対象物(例えば少なくとも1つのタービン羽根、少なくとも1つの車両ボディシート、少なくとも1つのシール、または少なくとも1つのプリント回路基板)であり得る。特に、測定対象物は、少なくとも1つの端であり得る、または少なくとも1つの端を有し得る。本発明の文脈における端は、1mm未満の限界を有する面または1mm未満の曲率半径を有する輪郭を意味するものと理解され得る。しかし、他の測定対象物もまた考えられ得る。   In this case, the measurement object can usually be understood in the context of the present invention as meaning an arbitrarily shaped measurement object. As an example, the measurement object can be selected, for example, from the group consisting of a test specimen of a motor vehicle, a workpiece to be measured and a component to be measured. The measurement object may be a three-dimensional measurement object (e.g. at least one turbine blade, at least one vehicle body sheet, at least one seal, or at least one printed circuit board). In particular, the measurement object may be at least one end or may have at least one end. Edge in the context of the present invention may be understood to mean a surface having a limit of less than 1 mm or a contour having a radius of curvature of less than 1 mm. However, other measurement objects can also be considered.

「座標測定機」は測定対象物の少なくとも1つの座標を判断するように構成された装置を意味するものと理解され得る。座標測定機は光学座標測定機であり得る。座標測定機は撮像測定系を含む座標測定機であり得る。座標測定機は、例えばガントリータイプ測定機またはブリッジ型測定機であり得る。座標測定機は、測定対象物を担持するための少なくとも1つの軸受面を有する測定テーブルを含み得る。座標測定機は、少なくとも1つの第1の垂直列、少なくとも1つの第2の垂直列、および第1の垂直列と第2の垂直列とを接続するクロスビームを有する少なくとも1つのガントリーを有し得る。第1および第2の垂直列から選択される少なくとも1つの垂直列は測定テーブル上で水平方向に可動であり得る。水平方向は例えばy軸に沿った方向であり得る。座標測定機は座標系、例えばデカルト座標系または極座標系を有し得る。他の座標系も考えられる。座標系の原点または零点は例えば座標測定機のセンサにより定義され得る。x軸は、測定テーブルの軸受面の面内のy軸に垂直に延伸し得る。z軸は軸受面の面に垂直に、垂直方向に延伸し得る。垂直列はz軸に沿って延伸し得る。クロスビームはx軸に沿って延伸し得る。   "Coordinate measuring machine" may be understood to mean an apparatus configured to determine at least one coordinate of a measurement object. The coordinate measuring machine may be an optical coordinate measuring machine. The coordinate measuring machine may be a coordinate measuring machine including an imaging measurement system. The coordinate measuring machine may be, for example, a gantry type measuring machine or a bridge type measuring machine. The coordinate measuring machine may include a measurement table having at least one bearing surface for carrying the measurement object. The coordinate measuring machine has at least one gantry having at least one first vertical row, at least one second vertical row, and a cross beam connecting the first vertical row and the second vertical row. obtain. At least one vertical row selected from the first and second vertical rows may be horizontally movable on the measurement table. The horizontal direction may be, for example, a direction along the y-axis. The coordinate measuring machine may have a coordinate system, for example a Cartesian coordinate system or a polar coordinate system. Other coordinate systems are also conceivable. The origin or zero of the coordinate system can be defined, for example, by the sensor of the coordinate measuring machine. The x-axis may extend perpendicularly to the y-axis in the plane of the bearing surface of the measuring table. The z-axis may extend vertically, perpendicular to the plane of the bearing surface. The vertical rows may extend along the z-axis. The cross beam may extend along the x-axis.

座標測定機は少なくとも1つの光学素子を含む。光学素子は、少なくとも1つの画素の撮像倍率を光学素子の光軸からの同画素の距離に応じて設定するように構成される。座標測定機は、画素の少なくとも1つの画像を生成するように構成された少なくとも1つの撮像装置を含む。座標測定機は少なくとも1つの評価ユニットを含む。評価ユニットは画像の歪みを補正するように構成される。評価ユニットは補正された画像から測定対象物の座標を判断するように構成される。   The coordinate measuring machine comprises at least one optical element. The optical element is configured to set the imaging magnification of at least one pixel according to the distance of the same pixel from the optical axis of the optical element. The coordinate measuring machine includes at least one imaging device configured to generate at least one image of pixels. The coordinate measuring machine comprises at least one evaluation unit. The evaluation unit is configured to correct the distortion of the image. The evaluation unit is configured to determine the coordinates of the measurement object from the corrected image.

本発明の文脈における「光学素子」は任意の光学部品部分または任意の光学部品を意味するものと理解され得る。一例として、光学素子は複数の部品を含み得る。この場合、部品は空間的に互いに分離された方法で構成され得る。一例として、光学素子は、複数の光学部品(例えば1つまたは複数のレンズ、および/またはレンズ群、および/または別の光学部品)を有する光学系を含み得る。光学素子は少なくとも1つの非球面レンズを含み得る。「非球面レンズ」は少なくとも1つの非球面(すなわち円形形状および/または平面形状から逸脱する面)を有する光学素子を意味するものと理解され得る。非球面は次式により記述され得る。

Figure 2019045500
ここで、zはサジタル高さ、ρは頂点曲率、hは光軸に垂直な距離、κは円錐定数、cは補正多項式の係数、iは自然数である。光学素子は少なくとも2つの非球面レンズを含み得る。非球面レンズは同一または異なる方法で構成され得る。 "Optical element" in the context of the present invention may be understood to mean any optical component part or any optical component. As an example, the optical element may include multiple components. In this case, the parts can be configured in a spatially separated manner from one another. As an example, the optical element may include an optical system having a plurality of optical components (e.g., one or more lenses and / or lens groups and / or another optical component). The optical element may include at least one aspheric lens. An "aspheric lens" may be understood to mean an optical element having at least one aspheric surface (i.e. a surface that deviates from a circular shape and / or a planar shape). The aspheric surface can be described by the following equation.
Figure 2019045500
Here, z is a sagittal height, ρ is a vertex curvature, h is a distance perpendicular to the optical axis, κ is a conical constant, ck is a coefficient of the correction polynomial, and i is a natural number. The optical element may include at least two aspheric lenses. Aspheric lenses may be configured in the same or different manner.

倍率とも呼ばれる「撮像倍率」は、測定対象物の光学的撮像の像サイズと実際の対象物サイズとの比を意味するものと理解され得る。画素は測定対象物の像面内の点を意味するものと理解され得る。画素の全体は測定対象物の結像(画像とも呼ばれる)と呼ばれることがある。「結像」は、原理的に測定対象物の画像の生成を意味するものと理解され得る。光学素子は、可視スペクトラム範囲内の測定対象物から発するエネルギーの一部を像面内に送信し得る。一例として、エネルギーは、例えば自己発光性測定対象物の場合、測定対象物自体により生成され得る、および/またはエネルギーは測定対象物の照射により生成され、測定対象物において、例えば反射により、伝送可能エネルギーに変換され得る。画像は測定対象物の部分領域の画像または測定対象物全体の画像であり得る。   "Imaging magnification", also referred to as magnification, may be understood to mean the ratio of the image size of the optical imaging of the measurement object to the actual object size. Pixels can be understood as meaning points in the image plane of the measurement object. The entire pixel is sometimes referred to as the imaging of the measurement object (also called an image). “Imaging” can be understood in principle to mean the generation of an image of the measurement object. The optical element may transmit part of the energy emanating from the measurement object in the visible spectral range into the image plane. As an example, energy may be generated by the measurement object itself, for example in the case of an autoluminescent measurement object, and / or energy may be generated by irradiation of the measurement object, which can be transmitted in the measurement object, for example by reflection. It can be converted to energy. The image may be an image of a partial region of the measurement object or an image of the entire measurement object.

光軸は光学素子の部品の共通光軸であり得る。「光軸からの画素の距離」は、測定対象物の像面内の光軸に垂直な距離を意味するものと理解され得る。光軸は例えばz軸を定義し得、それに垂直な像面がxy面を形成し得る。撮像倍率を光軸からの画素の距離に応じて設定することは、画素の倍率が軸からの距離の増加とともに低下するように光学素子が構成されることを意味するものと理解され得る。光学素子は幾何学的像収差を有し得る。特に、光学素子は歪曲光学ユニットを含み得る。光学素子は中心窩(foveal)光学ユニットを含み得る。光学素子は、近軸(near−axis)測定フィールド領域に対して第1の撮像倍率を、遠軸(axis−remote)測定フィールド領域に対して第2の撮像倍率を設定するように構成され得る。光学素子は、近軸測定フィールド領域に対して第1の撮像倍率を、遠軸測定フィールド領域に対して第2の撮像倍率を同時に設定するように構成され得る。第1の撮像倍率は第2の撮像倍率より大きい可能性がある。近軸および遠軸測定フィールド領域は、光軸から半径方向外側に像面内で回転対称にまたは非回転対称に延伸し得る。「近軸」は「遠軸」測定フィールド領域と比較して光軸からのより小さな半径を有する測定フィールド領域を意味するものと理解され得る。零の軸距離の場合、用語「光軸」が使用される。用語「ゾーン」は、対角線フィールド(field diagonal)の2/3以下の軸距離の場合に使用される。用語「縁(margin)」は、外側領域から対角線フィールドの3/3までの軸距離の場合に使用される。近軸測定フィールド領域は特にゾーンの領域内に存在し得、一方、遠軸測定フィールド領域は縁の領域内に存在し得る。遠軸測定フィールド領域は近軸測定フィールド領域を囲み得る。近軸および遠軸測定フィールド領域のサイズ(特に、面積)は光学素子の部品により判断され得る。光学素子は、近軸測定フィールド領域と遠軸測定フィールド領域に関し4:1以上の広がり(好適には5:1以上)を設定するように構成され得る。   The optical axis may be a common optical axis of the components of the optical element. “The distance of the pixel from the optical axis” may be understood to mean the distance perpendicular to the optical axis in the image plane of the measurement object. The optical axis may, for example, define the z-axis, to which the image plane perpendicular to it may form the xy plane. Setting the imaging magnification according to the distance of the pixel from the optical axis may be understood to mean that the optical element is configured such that the magnification of the pixel decreases with increasing distance from the axis. The optical element may have geometrical image aberrations. In particular, the optical element may comprise a distortion optical unit. The optical element may include a foveal optical unit. The optical element may be configured to set a first imaging magnification for the near-axis measurement field area and a second imaging magnification for the axis-remote measurement field area. . The optical element may be configured to simultaneously set a first imaging magnification for the paraxial measurement field area and a second imaging magnification for the far axis measurement field area. The first imaging magnification may be greater than the second imaging magnification. The paraxial and far-axis measurement field regions may extend rotationally symmetrically or non-rotationally symmetrically in the image plane radially outward from the optical axis. "Paraxial" may be understood to mean a measurement field area having a smaller radius from the optical axis as compared to the "far axis" measurement field area. For zero axial distance, the term "optical axis" is used. The term "zone" is used for axial distances of 2/3 or less of the field diagonal. The term "margin" is used for axial distances from the outer area to 3/3 of the diagonal field. The paraxial measurement field area may in particular be present in the area of the zone, while the far axis measurement field area may be present in the area of the edge. The far-axis measurement field area may surround the paraxial measurement field area. The size (in particular the area) of the paraxial and far-axis measurement field areas can be determined by the components of the optical element. The optical element may be configured to set a spread of 4: 1 or more (preferably 5: 1 or more) with respect to the paraxial measurement field region and the far-axis measurement field region.

光学素子は、近軸測定フィールド領域を撮像装置上にテレセントリックに結像するように構成され得る。テレセントリック性は軸からの距離の増加とともに低下し得る。上に説明したように、光学素子は、近軸測定フィールド領域に対して第1の撮像倍率を、遠軸測定フィールド領域に対して第2の撮像倍率を同時に設定するように構成され得る。この点に関し、小さな被写界深度による軸近傍の光学ユニットの作業距離の鋭いz集束もまた、遠軸画像領域へ転移され得る。この鋭いz集束により、遠軸測定領域のxy測定精度へのテレセントリック性欠落の影響を著しく最小化することが可能である(被写界深度〜NA)。 The optical element may be configured to telecentrically image the paraxial measurement field area on the imaging device. Telecentricity may decrease with increasing distance from the axis. As explained above, the optical element may be configured to simultaneously set a first imaging magnification for the paraxial measurement field area and a second imaging magnification for the far axis measurement field area. In this regard, sharp z-focusing of the working distance of the optical unit near the axis with small depth of field can also be transferred to the far-axis image area. With this sharp z-focus it is possible to significantly minimize the effect of telecentricity loss on the xy measurement accuracy of the far-axis measurement area (depth of field ̃NA 2 ).

撮像装置は少なくとも1つのセンサ素子を含み得る。一例として、センサ素子は回転対称に構成され得る。光学素子は、歪みプロファイルがすべての半径方向で同一となるように構成され得る。歪みプロファイルは、それぞれの方向のフィールド高さに対応し得る。   The imaging device may include at least one sensor element. As an example, the sensor elements may be configured rotationally symmetric. The optical element may be configured such that the strain profile is the same in all radial directions. The distortion profile may correspond to the field height in each direction.

一例として、センサ素子は非回転対称に構成され得る。一例として、センサ素子は例えば4:3のアスペクト比を有する矩形状であり得る。光学素子は非一様歪みプロファイルを生成するように構成され得る。一例として、光学素子は、歪みプロファイルが異なる半径方向で異なる(すなわち、フィールドジオメトリに整合する方法で非回転対称)ように構成され得る。光学素子は、歪みプロファイルが非回転対称となるように構成され得る。一例として、短フィールド方向では、最大倍率は、相応に小さなフィールド高さまでだけにしか必要とせず、その後は既に低下し得る。対角線方向では、倍率はより大きな半径まで一定に維持され得る。光学素子は、歪みプロファイルが非回転対称となるように構成され得、その結果、対象物における固定フィールド高さの歪みプロファイルの場合、画像内の関連フィールド高さは、対応方向のセンサ素子の広がりと同じ方位角依存性(特には4つの最小値および最大値を有する方位角依存性)を有する。光学素子は少なくとも2つの近接場(near−field)自由形式二重非球面を含み得る。光学素子は少なくとも2つの非回転対称自由形式二重非球面を含み得る。   As an example, the sensor elements may be configured non-rotationally symmetric. As an example, the sensor element may be rectangular, for example with an aspect ratio of 4: 3. The optical element may be configured to generate a non-uniform distortion profile. As an example, the optical elements may be configured such that the strain profiles are different in different radial directions (ie non-rotationally symmetrical in a way that matches the field geometry). The optical element may be configured such that the strain profile is non-rotationally symmetric. As an example, in the short field direction, the maximum magnification may only be needed to a correspondingly small field height, which may already drop thereafter. In the diagonal direction, the magnification can be kept constant up to a larger radius. The optical element may be configured such that the distortion profile is non-rotationally symmetric, so that in the case of a fixed field height distortion profile in the object, the associated field height in the image is the spread of the sensor element in the corresponding direction Have the same azimuthal dependence (in particular, azimuthal dependence with four minima and maxima). The optical element may comprise at least two near-field free form double aspheric surfaces. The optical element may comprise at least two non-rotationally symmetric free form double aspheric surfaces.

「撮像装置」は画素の少なくとも1つの画像を生成するように構成された任意構成装置を意味するものと理解され得る。撮像装置は少なくとも1つのセンサ素子を含み得る。本発明の文脈における「センサ素子」は、例えば測定対象物から発する検出光ビームの少なくとも1つの光学測定変数を検出するとともに、対応信号例えば電気信号(例えばアナログおよび/またはデジタル信号)を生成するように構成された任意の装置を意味するものと理解され得る。センサ素子は複数の画素を含み得る。撮像装置は少なくとも1つのカメラを含み得る。一例として、撮像装置は複数の画素を有する少なくとも1つのカメラチップを含み得る。一例として、カメラチップは約1000万画素以上の1インチ以上のカメラチップであり得る。例えば、平均画素サイズは3μmであり得る。一例として、画素サイズは3〜7マイクロメートルであり得、画素の数は200万画素〜5000万画素であり得る。一例として、画像送り速度は好適には25〜50Hzであり得る。   "Imaging device" may be understood to mean an optional device configured to generate at least one image of a pixel. The imaging device may include at least one sensor element. The “sensor element” in the context of the present invention detects, for example, at least one optical measurement variable of the detection light beam emanating from the measurement object and generates a corresponding signal, for example an electrical signal (eg analog and / or digital signal) It can be understood to mean any device configured in. The sensor element may include a plurality of pixels. The imaging device may include at least one camera. As one example, the imaging device may include at least one camera chip having a plurality of pixels. As an example, the camera chip may be a camera chip of about 10 million pixels or more and 1 inch or more. For example, the average pixel size may be 3 μm. As an example, the pixel size may be 3 to 7 micrometers, and the number of pixels may be 2 million pixels to 5 million pixels. As an example, the image feed rate may preferably be 25 to 50 Hz.

「評価ユニット」は通常、撮像装置(特にセンサ素子)により生成される信号を評価するように構成された電子装置を意味するものと理解され得る。一例として、センサ素子と評価ユニット間の1つまたは複数の電子的接続がこの目的のために提供され得る。評価ユニットは、例えば少なくとも1つのデータ処理装置(例えば少なくとも1つのコンピュータ、マイクロコントローラ)を含み得る。データ処理装置は、1つまたは複数の揮発性および/または不揮発性データメモリを有し得、例えばプログラミングの観点でセンサ素子を駆動するように構成され得る。評価ユニットはさらに、少なくとも1つのインターフェース(例えば電子的インターフェースおよび/または例えばディスプレイおよび/またはキーボードなどの入出力装置などのヒューマンマシンインターフェース)を含み得る。評価ユニットは、例えば中央集中的またはそうでなければ非中央集中的な方法で構築され得る。他の構成も考えられる。評価ユニットは、例えばある読み出し速度で撮像装置のカメラチップから読み出すように構成され得る。読み出し速度は数十Hz以上であり得る。データ送信は、例えば光導波路を介したケーブルベースの方法でおよび/または無線で行われ得る。   An "evaluation unit" may generally be understood to mean an electronic device configured to evaluate a signal generated by an imaging device, in particular a sensor element. As an example, one or more electronic connections between the sensor element and the evaluation unit may be provided for this purpose. The evaluation unit may, for example, comprise at least one data processing device (e.g. at least one computer, microcontroller). The data processing device may have one or more volatile and / or non-volatile data memories, and may be configured to drive sensor elements, for example in terms of programming. The evaluation unit may further include at least one interface (e.g. an electronic interface and / or a human machine interface such as an input / output device such as a display and / or a keyboard). The evaluation unit may, for example, be constructed in a centralized or otherwise decentralized manner. Other configurations are also conceivable. The evaluation unit may, for example, be configured to read out from the camera chip of the imaging device at a certain read rate. The readout rate may be several tens of Hz or more. Data transmission may occur, for example, in a cable-based manner via optical waveguides and / or wirelessly.

評価ユニットは画像の歪みを補正するように構成され得る。評価ユニットは画像処理装置を含み得る。画像処理装置は、撮像装置の一部として(例えば「埋め込みプラットフォーム」として)少なくとも部分的に提供され得る。「撮像装置の一部として少なくとも部分的に」は、画像処理装置の少なくとも一部が撮像装置の構成要素として配置されることを意味するものと理解され得、画像処理装置の別の部分はまた、撮像装置外に配置され得、例えば少なくとも1つの接続(特には、データ送信)を介して撮像装置へ接続され得る。画像処理装置はセンサ近傍(near−sensor)前処理を行うように構成され得る。画像処理装置は歪みを補正するように構成され得る。   The evaluation unit may be configured to correct the distortion of the image. The evaluation unit may include an image processing device. The image processing device may be provided at least partially as part of an imaging device (e.g. as an "embedded platform"). "At least partially as part of an imaging device" may be understood as meaning that at least a part of the imaging device is arranged as a component of the imaging device, another part of the imaging device is also It can be arranged outside the imaging device, for example connected to the imaging device via at least one connection, in particular a data transmission. The image processing device may be configured to perform near-sensor pre-processing. The image processing apparatus may be configured to correct for distortion.

画像処理装置は歪みを補正するためのソフトウェアを含み得る。画像処理装置は、画像内の少なくとも1つの「関心領域」(ROI:Region of Interest)および/または画像の画像セグメント(「画像クロッピング:image cropping」)を選択するおよび/または画像領域の圧縮を行うように構成され得る。画像処理装置は、異なる撮像倍率を有する少なくとも2つの測定フィールド領域(特に少なくとも1つの近軸測定フィールド領域および/または少なくとも1つの遠軸測定フィールド領域)を選択するように構成され得る。画像処理装置は、近軸詳細(遠軸クロッピング)が望まれるかどうかまたは詳細(近軸圧縮)の無い概略が望まれるかどうかに依存して、ROIまたは画像クロッピングを選択するように構成され得る。一例として、評価ユニットは、表される空間的間隔を選択するためのグラフィックユーザインターフェースを含み得る。   The image processing apparatus may include software for correcting distortion. The image processing apparatus selects and / or compresses an image region at least one "region of interest" (ROI) and / or an image segment of the image ("image cropping") in the image. Can be configured as follows. The image processing device may be configured to select at least two measurement field areas with different imaging magnifications, in particular at least one near-axis measurement field area and / or at least one far-axis measurement field area. The image processing apparatus may be configured to select ROI or image cropping depending on whether paraxial detail (far-axis cropping) is desired or if outline without detail (paraxial compression) is desired. . As an example, the evaluation unit may include a graphic user interface for selecting the spatial spacing to be represented.

カメラ近傍画像処理または画像前処理(所謂、埋め込み処理プラットフォーム)に関して説明した光学系の接続は特に有利であり得る。このようにして、かなりの歪みの少なくとも1つの補正が上流側にシフトされ得、その結果、補正後、座標測定機の既存開ループおよび閉ループ制御エレクトロニクスまたはそれらのアルゴリズムはすべて変更無しに採用され得る。より広汎な画像処理方法もまた、撮像装置内の上流側にシフトされ得る。一例として、実際に必要である測定に必要な画像領域がフィルタ除去され得、一方、画像の残りは、カメラ近傍で既に廃棄されている。このようにして、測定画像処理へ送られるデータの容量としたがって送りの必要帯域幅とが低減され得る。これはとりわけ測定周波数を増加することを可能にし得る。データ送信に伴う熱入力の低下もまた可能であり得る。一例として、所謂「特徴抽出」(例えば端検出)までの画像処理は、撮像装置内の上流側へシフトされ得る、その結果、最終的に、ポイントクラウド(すなわち小サイズのアスキーファイル)だけが撮像装置から座標測定機の評価ユニットへ送信される。撮像装置と中心窩光学ユニットとを有する光学素子を含むこのようにして具現化されたセンサは、自動化ツール変更のために標準変更インターフェースにおいて使用され得る。   The connection of the optical systems described for camera proximity imaging or image preprocessing (so-called embedded processing platform) may be particularly advantageous. In this way, at least one correction of significant distortion can be shifted upstream so that after correction the existing open loop and closed loop control electronics of the coordinate measuring machine or their algorithms can all be adopted without modification . More extensive image processing methods may also be shifted upstream in the imaging device. As an example, the image area needed for the measurement that is actually needed may be filtered out, while the rest of the image has already been discarded near the camera. In this way, the volume of data sent to the measurement image processing and thus the required bandwidth of the feed can be reduced. This may in particular make it possible to increase the measuring frequency. A reduction in heat input associated with data transmission may also be possible. As an example, the image processing up to so-called "feature extraction" (eg edge detection) may be shifted upstream in the imaging device so that finally only the point cloud (ie small sized ASCII file) is imaged It is transmitted from the device to the evaluation unit of the coordinate measuring machine. The sensor thus embodied comprising an optical element having an imaging device and a foveal optical unit may be used in a standard change interface for automated tool changes.

歪み(特に半径方向歪み)の補正は例えばBrown−Conradyモデルの使用により行われ得る。この場合、例えば第7次の歪画像座標xは次式により記述され得る。
=k+k +k +k
ここで、xは無歪座標、kは拡大係数である。次に無歪倍率Mは次式により記述され得る。

Figure 2019045500
Correction of distortion (especially radial distortion) may be performed, for example, by use of the Brown-Conrady model. In this case, for example, the seventh-order distortion image coordinates x s can be described by the following equation.
x s = k 0 x 0 + k 1 x 0 3 + k 2 x 0 5 + k 3 x 0 7
Here, x 0 is a distortion free coordinate, and k is a magnification factor. The distortion free factor M L may then be described by the following equation:
Figure 2019045500

低次または高次を有する歪みの補正も考えられる。   Correction of distortion with low or high order is also conceivable.

画像処理装置は測定対象物の異なる領域の個々の記録間のオフセットを判断するように構成され得る。一例として、低解像度概略領域は、例えば相関法により個々の記録間のオフセットを判断するために使用され得る。これらの方法は、オフセット判断の極高精度を比較的簡単な方法で可能にし、このため、さらに、相関付けられるべきより多くの特徴を有する傾向がある概略画像が詳細記録により適している。これらの相関法により、実際の機械構造の費用増の無い機械の軸方向スケールの精度を著しく増加することと、サブミクロン範囲内のオフセット測定精度を可能にすることとが可能である。   The image processing device may be configured to determine the offset between individual records of different areas of the measurement object. As an example, a low resolution outline area may be used to determine the offset between individual records, for example by correlation. These methods allow ultra-high accuracy of offset determination in a relatively simple manner, so that also general images that tend to have more features to be correlated are better suited for detail recording. These correlations make it possible to significantly increase the accuracy of the axial scale of the machine without increasing the cost of the actual machine structure and to enable offset measurement accuracy in the submicron range.

評価ユニットは補正された画像から測定対象物の座標を判断するように構成され得る。評価装置は、測定対象物を寸法的に測定するように構成された計測学的画像処理を含み得る。本発明の文脈では、測定対象物の座標は、測定対象物の測定対象面上(特に端上)の座標(特に距離座標)を意味するものと理解され得る。1つまたは複数の座標系がこの目的のために使用され得る。一例として、デカルト座標系または極座標系が使用され得る。他の座標系も考えられる。光学素子の光軸は座標系の軸(例えばz軸)であり得る。距離座標はz軸に沿った座標を意味するものと理解され得る。z軸に垂直な別の軸(例えばx軸、y軸)が設けられ得る。距離座標の判断は、特に測定対象物と光学素子および/または撮像装置のそれぞれの判断位置間の距離の判断を意味するものと理解され得る。   The evaluation unit may be configured to determine the coordinates of the measurement object from the corrected image. The evaluation device may include metrology image processing configured to dimensionally measure the measurement object. In the context of the present invention, the coordinates of the measurement object can be understood as meaning the coordinates (in particular the distance coordinates) on the measurement object surface (especially on the edge) of the measurement object. One or more coordinate systems may be used for this purpose. As an example, a Cartesian or polar coordinate system may be used. Other coordinate systems are also conceivable. The optical axis of the optical element may be the axis of the coordinate system (e.g. z-axis). Distance coordinates may be understood to mean coordinates along the z-axis. Another axis (e.g. x-axis, y-axis) perpendicular to the z-axis may be provided. The determination of the distance coordinates can be understood as meaning in particular the determination of the distance between the measurement object and the respective determined position of the optical element and / or the imaging device.

別の態様では、少なくとも1つの測定対象物の少なくとも1つの座標を判断する方法が本発明の文脈で提案される。本方法は、
−少なくとも1つの画素の撮像倍率を少なくとも1つの光学素子の光軸からの画素の距離に応じて同光学素子により設定する工程と、
−少なくとも1つの撮像装置により画素を結像する工程と、
−少なくとも1つの評価ユニットにより画像の歪みを補正する工程と,
−補正された画像から測定対象物の座標を評価ユニットにより判断する工程と、を含む。
In another aspect, a method of determining at least one coordinate of at least one measurement object is proposed in the context of the present invention. This method is
-Setting the imaging magnification of at least one pixel by the same optical element according to the distance of the pixel from the optical axis of the at least one optical element;
Imaging the pixels with at least one imaging device;
Correcting the distortion of the image by means of at least one evaluation unit;
Determining the coordinates of the measurement object from the corrected image by means of the evaluation unit.

この場合、これら方法工程は規定された順序で行われ得、方法工程のうちの1つまたは複数は少なくとも部分的に同時に行われ得、方法工程のうちの1つまたは複数は複数回反復され得る。さらに、別の工程が、本出願において述べられたか否かに関わらず追加的に行われ得る。   In this case, the method steps may be performed in a defined order, one or more of the method steps may be performed at least partially simultaneously, and one or more of the method steps may be repeated multiple times. . Furthermore, other steps may additionally be performed, whether or not mentioned in the present application.

本発明による座標測定機は本方法において使用され得る。本発明による方法に関する詳細に関し、本発明による座標測定機の説明が参照される。   A coordinate measuring machine according to the invention can be used in the method. For details regarding the method according to the invention, reference is made to the description of the coordinate measuring machine according to the invention.

本発明による座標測定機と本発明による方法は既知方法および装置と比較して有利である。光学素子は、特に可動群無しで済まされるようにし、したがって構造を簡単にすることを可能にし、コントローラおよびリードとともにモータを無くし、測定安定性を改善する。   The coordinate measuring machine according to the invention and the method according to the invention are advantageous compared to known methods and devices. The optical elements make it possible, in particular, to be dispensed with without moving groups, thus making it possible to simplify the structure, eliminating the motor with the controller and the leads and improving the measurement stability.

要約すると、本発明の文脈では、以下の実施形態が特に好ましい:   In summary, in the context of the present invention, the following embodiments are particularly preferred:

実施形態1:少なくとも1つの測定対象物の少なくとも1つの座標を判断するための座標測定機であって、座標測定機は少なくとも1つの光学素子を含み、光学素子は少なくとも1つの画素の撮像倍率を光学素子の光軸からの同画素の距離に応じて設定するように構成され、座標測定機は画素の少なくとも1つの画像を生成するように構成された少なくとも1つの撮像装置を含み、座標測定機は少なくとも1つの評価ユニットを含み、評価ユニットは画像の歪みを補正するように構成され、評価ユニットは補正された画像から測定対象物の座標を判断するように構成される、座標測定機。   Embodiment 1: A coordinate measuring machine for determining at least one coordinate of at least one measurement object, the coordinate measuring machine including at least one optical element, the optical element comprising an imaging magnification of at least one pixel A coordinate measuring machine configured to set according to the distance of the same pixel from the optical axis of the optical element, the coordinate measuring machine including at least one imaging device configured to generate at least one image of the pixels; A coordinate measuring machine comprising at least one evaluation unit, wherein the evaluation unit is adapted to correct the distortion of the image, the evaluation unit being adapted to determine the coordinates of the measurement object from the corrected image.

実施形態2:光学素子は、近軸測定フィールド領域に対して第1の撮像倍率を設定し、遠軸測定フィールド領域に対して第2の撮像倍率を設定するように構成される、実施形態1に記載の座標測定機。   Embodiment 2: The optical element is configured to set a first imaging magnification for the paraxial measurement field region and to set a second imaging magnification for the far-axis measurement field region. Coordinate measuring machine described in.

実施形態3:第1の撮像倍率は第2の撮像倍率より大きい、実施形態2に記載の座標測定機。   Embodiment 3: The coordinate measuring machine according to Embodiment 2, wherein the first imaging magnification is larger than the second imaging magnification.

実施形態4:光学素子は近軸測定フィールド領域および遠軸測定フィールド領域に関して4:1以上の広がりを設定するように構成される、実施形態2乃至3のいずれか一項に記載の座標測定機。   Embodiment 4: The coordinate measurement machine of any one of embodiments 2-3, wherein the optical element is configured to set a spread of 4: 1 or more with respect to the paraxial measurement field region and the far axis measurement field region. .

実施形態5:光学素子は幾何学的像収差を有する、実施形態1乃至4のいずれか一項に記載の座標測定機。   Embodiment 5: The coordinate measuring machine according to any one of the embodiments 1 to 4, wherein the optical element has geometrical image aberration.

実施形態6:光学素子は中心窩光学ユニットを含む、実施形態1乃至5のいずれか一項に記載の座標測定機。   Embodiment 6 The coordinate measurement machine of any one of embodiments 1 to 5, wherein the optical element comprises a foveal optical unit.

実施形態7:光学素子は少なくとも1つの非球面レンズを含む、実施形態6に記載の座標測定機。   Embodiment 7 The coordinate measurement machine of embodiment 6, wherein the optical element comprises at least one aspheric lens.

実施形態8:撮像装置は少なくとも1つのセンサ素子を含む、実施形態1乃至7のいずれか一項に記載の座標測定機。   Embodiment 8: The coordinate measuring machine according to any one of the embodiments 1 to 7, wherein the imaging device comprises at least one sensor element.

実施形態9:センサ素子は複数の画素を含む、実施形態8に記載の座標測定機。   Embodiment 9: The coordinate measurement machine of embodiment 8, wherein the sensor element comprises a plurality of pixels.

実施形態10:撮像装置は少なくとも1つのカメラを含む、実施形態1乃至9のいずれか一項に記載の座標測定機。   Embodiment 10: The coordinate measuring machine of any one of embodiments 1 to 9, wherein the imaging device comprises at least one camera.

実施形態11:評価ユニットは歪みを補正するように構成された画像処理装置を含む、実施形態1乃至10のいずれか一項に記載の座標測定機。   Embodiment 11: A coordinate measuring machine according to any of embodiments 1-10, wherein the evaluation unit comprises an image processing device configured to correct for distortion.

実施形態12:画像処理装置は撮像装置の一部として少なくとも部分的に構成され、画像処理装置はセンサ近傍前処理を行うように構成される、実施形態11に記載の座標測定機。   Embodiment 12: The coordinate measurement machine of embodiment 11, wherein the image processing device is at least partially configured as part of an imaging device, and the image processing device is configured to perform near-sensor preprocessing.

実施形態13:少なくとも1つの測定対象物の少なくとも1つの座標を判断するための方法であって、
−少なくとも1つの画素の撮像倍率を少なくとも1つの光学素子の光軸からの画素の距離に応じて光学素子により設定する工程と、
−少なくとも1つの撮像装置により画素を結像する工程と、
−少なくとも1つの評価ユニットにより画像の歪みを補正する工程と、
−補正された画像から測定対象物の座標を評価ユニットにより判断する工程と、を含む
方法。
Embodiment 13: A method for determining at least one coordinate of at least one measurement object, comprising:
-Setting the imaging magnification of at least one pixel by the optical element according to the distance of the pixel from the optical axis of the at least one optical element;
Imaging the pixels with at least one imaging device;
Correcting the distortion of the image by means of at least one evaluation unit;
Determining the coordinates of the measurement object from the corrected image by means of an evaluation unit.

実施形態14:座標測定機に関する実施形態1乃至12のいずれか一項に記載の座標測定機が使用される、実施形態13に記載の方法。   Embodiment 14 The method according to embodiment 13, wherein the coordinate measuring machine according to any one of the embodiments 1-12 relating to a coordinate measuring machine is used.

本発明のさらなる詳細と特徴は、特に独立請求項と併せた以下の好ましい例示的実施形態の説明から明らかになる。この場合、それぞれの特徴は、それ自身により、または互いに組み合わせた複数のものとして実現され得る。本発明は例示的実施形態に限定されない。例示的実施形態は添付図面において模式的に示される。この場合、個々の図内の同一参照符号は、それらの機能に関して互いに対応する同一または機能的に同一要素または要素群を示す。   Further details and features of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments, in particular in conjunction with the independent claims. In this case, each feature may be realized by itself or as a plurality in combination with one another. The invention is not limited to the exemplary embodiments. Exemplary embodiments are schematically illustrated in the attached drawings. In this case, identical reference symbols in the individual figures indicate identical or functionally identical elements or element groups which correspond to one another with regard to their function.

座標測定機の概略図を示す。Fig. 2 shows a schematic view of a coordinate measuring machine. 図2Aから図2Cは、歪みの無い測定対象物の画像、歪みを有する測定対象物の画像、および補正された画像を示す。2A to 2C show an image of the measurement object without distortion, an image of the measurement object with distortion, and a corrected image. 図3A〜図3Cは、歪みの無い測定対象物の結像、歪みを有する測定対象物の結像、および補正された画像のシミュレーションを示す。3A-3C illustrate the imaging of a distortion free measurement object, the imaging of a distortion measurement object, and the simulation of a corrected image.

図1は、少なくとも1つの測定対象物112の少なくとも1つの座標を判断するための座標測定機110の概略図を示す。座標測定機110は光学座標測定機であり得る。座標測定機110は撮像測定系を含む座標測定機であり得る。座標測定機110は例えばガントリータイプ測定機またはブリッジ型測定機であり得る。座標測定機110は、測定対象物112を担持するための少なくとも1つの軸受面を有する測定テーブルを含み得る。座標測定機110は、少なくとも1つの第1の垂直列を有する少なくとも1つのガントリーと、少なくとも1つの第2の垂直列と、第1の垂直列と第2の垂直列とを接続するクロスビームとを有し得る。第1および第2の垂直列から選択される少なくとも1つの垂直列は、測定テーブル上で水平方向に可動であり得る。水平方向は例えばy軸に沿った方向であり得る。座標測定機110は座標系、例えばデカルト座標系または極座標系を有し得る。他の座標系も考えられる。座標系の原点または零点は例えば座標測定機110のセンサにより定義され得る。x軸は、測定テーブルの軸受面の面においてy軸に垂直に延伸し得る。z軸は垂直方向において軸受面の面に垂直に延伸し得る。垂直列はz軸に沿って延伸し得る。クロスビームはx軸に沿って延伸し得る。   FIG. 1 shows a schematic view of a coordinate measuring machine 110 for determining at least one coordinate of at least one measurement object 112. Coordinate measuring machine 110 may be an optical coordinate measuring machine. The coordinate measurement machine 110 may be a coordinate measurement machine including an imaging measurement system. Coordinate measuring machine 110 may be, for example, a gantry type measuring machine or a bridge type measuring machine. Coordinate measuring machine 110 may include a measurement table having at least one bearing surface for carrying measurement object 112. A coordinate measurement machine 110 comprises at least one gantry having at least one first vertical row, at least one second vertical row, and a cross beam connecting the first vertical row and the second vertical row. It can have At least one vertical row selected from the first and second vertical rows may be horizontally movable on the measurement table. The horizontal direction may be, for example, a direction along the y-axis. Coordinate measuring machine 110 may have a coordinate system, such as a Cartesian coordinate system or a polar coordinate system. Other coordinate systems are also conceivable. The origin or zero of the coordinate system may be defined, for example, by the sensor of coordinate measuring machine 110. The x-axis may extend perpendicularly to the y-axis in the plane of the bearing surface of the measuring table. The z-axis may extend perpendicularly to the plane of the bearing surface in the vertical direction. The vertical rows may extend along the z-axis. The cross beam may extend along the x-axis.

座標測定機110は少なくとも1つの光学素子114を含む。光学素子114は少なくとも1つの画素の撮像倍率を光学素子114の光軸116からの同画素の距離に応じて設定するように構成される。座標測定機110は、画素の少なくとも1つの画像を生成するように構成された少なくとも1つの撮像装置118を含む。座標測定機110は少なくとも1つの評価ユニット120を含む。評価ユニット120は画像の歪みを補正するように構成される。評価ユニット120は補正された画像から測定対象物112の座標を判断するように構成される。   Coordinate measuring machine 110 includes at least one optical element 114. The optical element 114 is configured to set the imaging magnification of at least one pixel in accordance with the distance of the same pixel from the optical axis 116 of the optical element 114. Coordinate measurer 110 includes at least one imaging device 118 configured to generate at least one image of pixels. The coordinate measuring machine 110 comprises at least one evaluation unit 120. The evaluation unit 120 is configured to correct the distortion of the image. The evaluation unit 120 is configured to determine the coordinates of the measurement object 112 from the corrected image.

一例として、光学素子114は複数の部品を含み得る。この場合、部品は空間的に互いに分離された方法で構成され得る。一例として、光学素子は、複数の光学部品(例えば1つまたは複数のレンズ、および/またはレンズ群、および/または別の光学部品)を有する光学系を含み得る。光学素子114は少なくとも1つの非球面レンズ122を含み得る。光学素子114は複数の非球面レンズを含み得る。非球面レンズは同一または異なる方法で構成され得る。非球面は次式により記述され得る。

Figure 2019045500
ここで、zはサジタル高さ、ρは頂点曲率、hは光軸に垂直な距離、κは円錐定数、cは補正多項式の係数、iは自然数である。 As one example, optical element 114 may include multiple components. In this case, the parts can be configured in a spatially separated manner from one another. As an example, the optical element may include an optical system having a plurality of optical components (e.g., one or more lenses and / or lens groups and / or another optical component). Optical element 114 may include at least one aspheric lens 122. Optical element 114 may include a plurality of aspheric lenses. Aspheric lenses may be configured in the same or different manner. The aspheric surface can be described by the following equation.
Figure 2019045500
Here, z is a sagittal height, ρ is a vertex curvature, h is a distance perpendicular to the optical axis, κ is a conical constant, ck is a coefficient of the correction polynomial, and i is a natural number.

図1は、2つの非球面レンズ、第1の非球面レンズ124および第2の非球面レンズ126を含む光学素子114を示す。第1の非球面レンズ124は、例えば4.562mmの高さ(すなわち光軸116に垂直な広がり)と2.173mmの幅(すなわち光軸116と平行な広がり)を有し得る。第2の非球面レンズ126は例えば5.786mmの高さと6.498mmの幅を有し得る。第1の非球面レンズ124は第1の非球面128を有し得、第2の非球面レンズ126は第2の非球面130を有し得る。次の表は、図1の例の補正多項式の係数cを示す: FIG. 1 shows an optical element 114 that includes two aspheric lenses, a first aspheric lens 124 and a second aspheric lens 126. The first aspheric lens 124 may have, for example, a height of 4.562 mm (i.e. a spread perpendicular to the optical axis 116) and a width of 2.173 mm (i.e. a spread parallel to the optical axis 116). The second aspheric lens 126 may for example have a height of 5.786 mm and a width of 6.498 mm. The first aspheric lens 124 may have a first aspheric surface 128 and the second aspheric lens 126 may have a second aspheric surface 130. The following table shows the coefficients c k of the correction polynomial of the example of FIG.

Figure 2019045500
Figure 2019045500

光軸116は光学素子の部品の共通光軸であり得る。光軸116は例えばz軸を規定し得、それに垂直な像面はxy面を形成し得る。光学素子114は幾何学的像収差を有し得る。特に、光学素子114は歪曲光学ユニットを含み得る。光学素子114は中心窩光学ユニットを含み得る。光学素子114は、近軸測定フィールド領域132に対して第1の撮像倍率を設定し、遠軸測定フィールド領域134に対して2番目の撮像倍率を設定するように構成され得る。   Optical axis 116 may be the common optical axis of the components of the optical element. The optical axis 116 may, for example, define the z-axis, and the image plane perpendicular to it may form the xy plane. Optical element 114 may have geometrical image aberrations. In particular, optical element 114 may include a distortion optical unit. Optical element 114 may include a foveal optical unit. The optical element 114 may be configured to set a first imaging magnification for the paraxial measurement field area 132 and to set a second imaging magnification for the far-axis measurement field area 134.

図2Aは、歪みの無い測定対象物112の画像(ここでは円として示される)を示す。図2Bは測定対象物の画像を示し、近軸測定フィールド領域132は第1の撮像倍率により撮像され、遠軸測定フィールド領域134は第2の撮像倍率により撮像される。光学素子114は、近軸測定フィールド領域132に対して第1の撮像倍率を、遠軸測定フィールド領域134に対して第2の撮像倍率を同時に設定するように構成され得る。第1の撮像倍率は第2の撮像倍率より大きい可能性がある。近軸測定フィールド領域132と遠軸測定フィールド領域134は、光軸116から半径方向外側に像面内で回転対称にまたは非回転対称に延伸し得る。遠軸測定フィールド領域134は近軸測定フィールド領域132を囲み得る。近軸および遠軸測定フィールド領域のサイズ(特に、面積)は、光学素子の部品により判断され得る。光学素子114は、近軸測定フィールド領域132および遠軸測定フィールド領域134に関して4:1以上(好適には5:1以上)の広がりを設定するように構成され得る。   FIG. 2A shows an image of the measurement object 112 without distortion (shown here as a circle). FIG. 2B shows an image of the measurement object, the paraxial measurement field area 132 is imaged at a first imaging magnification, and the far axis measurement field area 134 is imaged at a second imaging magnification. The optical element 114 may be configured to simultaneously set a first imaging magnification for the paraxial measurement field area 132 and a second imaging magnification for the far axis measurement field area 134. The first imaging magnification may be greater than the second imaging magnification. The paraxial measurement field area 132 and the far axis measurement field area 134 may extend radially outward from the optical axis 116 rotationally symmetrically or non-rotationally symmetrically in the image plane. Far-axis measurement field area 134 may surround paraxial measurement field area 132. The size (in particular the area) of the paraxial and far-axis measurement field areas can be determined by the components of the optical element. Optical element 114 may be configured to set a spread of 4: 1 or more (preferably 5: 1 or more) with respect to paraxial measurement field region 132 and far-axis measurement field region 134.

光学素子114は、近軸測定フィールド領域132を撮像装置118上にテレセントリックに撮像するように構成され得る。テレセントリック性は軸からの距離の増加とともに低下し得る。上に説明したように、光学素子114は、近軸測定フィールド領域132に対して第1の撮像倍率を、遠軸測定フィールド領域134に対して第2の撮像倍率を同時に設定するように構成され得る。この点に関し、小さな被写界深度による軸近傍の光学ユニットの作業距離の鋭いz集束はまた、遠軸画像領域へ転移され得る。この鋭いz集束により、遠軸測定領域134のxy測定精度へのテレセントリック性欠落の影響を著しく最小化することが可能である(被写界深度〜NA)。 The optical element 114 may be configured to telecentrically image the paraxial measurement field area 132 onto the imaging device 118. Telecentricity may decrease with increasing distance from the axis. As described above, the optical element 114 is configured to simultaneously set the first imaging magnification for the paraxial measurement field area 132 and the second imaging magnification for the far axis measurement field area 134. obtain. In this regard, the sharp z-focus of the working distance of the optical unit near the axis with a small depth of field can also be transferred to the far-axis image area. With this sharp z-focusing, it is possible to significantly minimize the effect of telecentricity loss on the xy measurement accuracy of the far-axis measurement region 134 (depth of field ̃NA 2 ).

撮像装置118は少なくとも1つのセンサ素子を含み得る。センサ素子は複数の画素を含み得る。撮像装置118は少なくとも1つのカメラを含み得る。一例として、撮像装置118は複数の画素を有する少なくとも1つのカメラチップを含み得る。一例として、カメラチップは約1000万画素以上の1インチ以上のカメラチップであり得る。例えば、平均画素サイズは3μmであり得る。   The imaging device 118 may include at least one sensor element. The sensor element may include a plurality of pixels. Imager 118 may include at least one camera. As one example, the imaging device 118 may include at least one camera chip having a plurality of pixels. As an example, the camera chip may be a camera chip of about 10 million pixels or more and 1 inch or more. For example, the average pixel size may be 3 μm.

評価ユニット120は、撮像装置118により生成される信号を評価し得る。一例として、センサ素子と評価ユニット120間の1つまたは複数の電子的接続が、この目的のために提供され得る。評価ユニット120は、例えば少なくとも1つのデータ処理装置(例えば少なくとも1つのコンピュータ、マイクロコントローラ)を含み得る。データ処理装置は、1つまたは複数の揮発性および/または不揮発性データメモリを有し得、例えばプログラミングの観点でセンサ素子を駆動するように構成され得る。評価ユニット120はさらに、少なくとも1つのインターフェース(例えば電子的インターフェースおよび/または例えばディスプレイおよび/またはキーボードなどの入出力装置などのヒューマンマシンインターフェース)を含み得る。評価ユニット120は例えば中央集中的またはそうでなければ非中央集中的な方法で構築され得る。他の構成も考えられる。評価ユニット120は、例えばある読み出し速度で撮像装置118のカメラチップから読み出すように構成され得る。読み出し速度は数十Hz以上であり得る。   Evaluation unit 120 may evaluate the signal generated by imaging device 118. As an example, one or more electronic connections between the sensor element and the evaluation unit 120 may be provided for this purpose. Evaluation unit 120 may include, for example, at least one data processing apparatus (eg, at least one computer, microcontroller). The data processing device may have one or more volatile and / or non-volatile data memories, and may be configured to drive sensor elements, for example in terms of programming. Evaluation unit 120 may further include at least one interface (eg, an electronic interface and / or a human-machine interface such as an input / output device such as a display and / or a keyboard, for example). The evaluation unit 120 may, for example, be constructed in a centralized or otherwise decentralized manner. Other configurations are also conceivable. The evaluation unit 120 may, for example, be configured to read out from the camera chip of the imaging device 118 at a certain read rate. The readout rate may be several tens of Hz or more.

評価ユニット120は補正された画像から測定対象物112の座標を判断するように構成され得る。評価装置120は、測定対象物を寸法的に測定するように構成された計測学的画像処理を含み得る。   The evaluation unit 120 may be configured to determine the coordinates of the measurement object 112 from the corrected image. The evaluation device 120 may include metrology image processing configured to dimensionally measure the measurement object.

評価ユニット120は画像の歪みを補正するように構成され得る。評価ユニット120は画像処理装置136を含み得る。画像処理装置136は、例えば「埋め込みプラットフォーム」として撮像装置118の一部として提供され得る。画像処理装置136は歪みを補正するように構成され得る。画像処理装置136は歪みの補正のためのソフトウェアを含み得る。画像処理装置136は、画像内の少なくとも1つの「関心領域」(ROI)および/または画像の画像セグメント(「画像クロッピング」)を選択するおよび/または画像領域の圧縮を行うように構成され得る。画像処理装置136は、異なる撮像倍率を有する少なくとも2つの測定フィールド領域(特に少なくとも1つの近軸測定フィールド領域132および/または少なくとも1つの遠軸測定フィールド領域134)を選択するように構成され得る。画像処理装置136は、近軸詳細(遠軸クロッピング)が望まれるかどうかまたは詳細(近軸圧縮)の無い概略が望まれるかどうかに依存して、ROIまたは画像クロッピングを選択するように構成され得る。一例として、評価ユニット120は、表される空間的間隔を選択するためのグラフィックユーザインターフェースを含み得る。   The evaluation unit 120 may be configured to correct the distortion of the image. Evaluation unit 120 may include an image processor 136. The image processing device 136 may be provided as part of the imaging device 118, for example as a "embedded platform". Image processor 136 may be configured to correct for distortion. Image processing unit 136 may include software for distortion correction. Image processing unit 136 may be configured to select and / or perform compression of the image region at least one “region of interest” (ROI) and / or an image segment of the image (“image cropping”) in the image. The image processing device 136 may be configured to select at least two measurement field areas (especially at least one near-axis measurement field area 132 and / or at least one far-axis measurement field area 134) having different imaging magnifications. The image processor 136 is configured to select either the ROI or the image cropping depending on whether paraxial detail (far-axis cropping) is desired or if outline without detail (paraxial compression) is desired. obtain. As an example, evaluation unit 120 may include a graphic user interface for selecting the spatial spacing to be represented.

歪み(特に半径方向歪み)の補正は例えばBrown−Conradyモデルの使用により行われ得る。図2Cは、歪みが補正された測定対象物112の画像を示す。   Correction of distortion (especially radial distortion) may be performed, for example, by use of the Brown-Conrady model. FIG. 2C shows an image of the distortion-corrected measurement object 112.

図3A〜3Cは、図1と同様に概念的に示された実施形態の歪みのシミュレーションの結果を示す。図3Aは、歪みの無い測定対象物112(ここでは規則的点パターン)の画像のシミュレーションを示す。図3Bは、歪みを有する測定対象物112の画像を示し、図3Cは補正された画像を示す。   3A to 3C show the results of simulation of distortion of the embodiment conceptually shown as in FIG. FIG. 3A shows a simulation of the image of the measurement object 112 (here a regular point pattern) without distortion. FIG. 3B shows an image of the measurement object 112 with distortion, and FIG. 3C shows a corrected image.

110 座標測定機
112 測定対象物
114 光学素子
116 光軸
118 撮像装置
120 評価ユニット
122 非球面レンズ
124 第1の非球面レンズ
126 第2の非球面レンズ
128 第1の非球面
130 第2の非球面
132 近軸測定フィールド領域
134 遠軸測定フィールド領域
136 画像処理装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Coordinate measuring machine 112 Measuring object 114 Optical element 116 Optical axis 118 Imaging device 120 Evaluation unit 122 Aspheric lens 124 1st aspheric lens 126 2nd aspheric lens 128 1st aspheric surface 130 2nd aspheric surface 132 paraxial measurement field area 134 far-axis measurement field area 136 image processing apparatus

Claims (14)

少なくとも1つの測定対象物(112)の少なくとも1つの座標を判断するための座標測定機(110)であって、
前記座標測定機(110)は少なくとも1つの光学素子(114)を含み、
前記光学素子(114)は少なくとも1つの画素の撮像倍率を前記光学素子(114)の光軸(116)からの前記画素の距離に応じて設定するように構成され、
前記座標測定機(110)は前記画素の少なくとも1つの画像を生成するように構成された少なくとも1つの撮像装置(118)を含み、
前記座標測定機(110)は少なくとも1つの評価ユニット(120)を含み、
前記評価ユニット(120)は前記画像の歪みを補正するように構成され、
前記評価ユニット(120)は前記補正された画像から前記測定対象物(112)の座標を判断するように構成される、座標測定機(110)。
A coordinate measuring machine (110) for determining at least one coordinate of at least one measurement object (112), comprising:
The coordinate measuring machine (110) comprises at least one optical element (114)
The optical element (114) is configured to set an imaging magnification of at least one pixel according to a distance of the pixel from an optical axis (116) of the optical element (114).
The coordinate measuring machine (110) comprises at least one imaging device (118) configured to generate at least one image of the pixels;
The coordinate measuring machine (110) comprises at least one evaluation unit (120)
The evaluation unit (120) is configured to correct the distortion of the image;
Coordinate measuring machine (110), wherein the evaluation unit (120) is configured to determine the coordinates of the measurement object (112) from the corrected image.
前記光学素子(114)は、近軸測定フィールド領域(132)に対して第1の撮像倍率を設定し、遠軸測定フィールド領域(134)に対して第2の撮像倍率を設定するように構成される、請求項1に記載の座標測定機(110)。   The optical element (114) is configured to set a first imaging magnification for the paraxial measurement field area (132) and to set a second imaging magnification for the far axis measurement field area (134). A coordinate measuring machine (110) according to claim 1, wherein: 前記第1の撮像倍率は前記第2の撮像倍率より大きい、請求項2に記載の座標測定機(110)。   The coordinate measuring machine (110) according to claim 2, wherein the first imaging magnification is greater than the second imaging magnification. 前記光学素子(114)は近軸測定フィールド領域(132)および遠軸測定フィールド領域(134)に関して4:1以上の広がりを設定するように構成される、請求項2乃至3のいずれか一項に記載の座標測定機(110)。   The optical element (114) is configured to set a spread of at least 4: 1 with respect to the paraxial measurement field area (132) and the far axis measurement field area (134). Coordinate measuring machine (110) according to claim 1. 前記光学素子(114)は幾何学的像収差を有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の座標測定機(110)。   The coordinate measuring machine (110) according to any of the preceding claims, wherein the optical element (114) has geometrical image aberrations. 前記光学素子(114)は窩の光学ユニットを含む、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の座標測定機(110)。   The coordinate measuring machine (110) according to any of the preceding claims, wherein the optical element (114) comprises an optical unit of a fovea. 前記光学素子(114)は少なくとも1つの非球面レンズ(122)を含む、請求項6に記載の座標測定機(110)。   A coordinate measurement machine (110) according to claim 6, wherein the optical element (114) comprises at least one aspheric lens (122). 前記光学素子(114)は歪みプロファイルが非回転対称となるように構成される、請求項6乃至7のいずれか一項に記載の座標測定機(110)。   A coordinate measuring machine (110) according to any of the claims 6 to 7, wherein the optical element (114) is configured such that the strain profile is non-rotationally symmetric. 前記撮像装置(118)は少なくとも1つのセンサ素子を含む、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の座標測定機(110)。   Coordinate measuring machine (110) according to any of the preceding claims, wherein the imaging device (118) comprises at least one sensor element. 前記センサ素子は複数の画素を含む、請求項9に記載の座標測定機(110)。   A coordinate measuring machine (110) according to claim 9, wherein the sensor element comprises a plurality of pixels. 前記評価ユニット(120)は歪みを補正するように構成された画像処理装置(136)を含む、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の座標測定機(110)。   A coordinate measuring machine (110) according to any of the preceding claims, wherein the evaluation unit (120) comprises an image processing device (136) configured to correct distortion. 前記画像処理装置(136)は前記撮像装置(118)の一部として少なくとも部分的に構成され、前記画像処理装置(136)はセンサ近傍前処理を行うように構成される、請求項11に記載の座標測定機(110)。   The image processing device (136) is at least partially configured as part of the imaging device (118), and the image processing device (136) is configured to perform near-sensor pre-processing. Coordinate measuring machine (110). 少なくとも1つの測定対象物(112)の少なくとも1つの座標を判断するための方法であって、
−少なくとも1つの画素の撮像倍率を少なくとも1つの光学素子(114)の光軸(116)からの前記画素の距離に応じて前記光学素子(114)により設定する工程と、
−少なくとも1つの撮像装置(118)により前記画素を結像する工程と、
−少なくとも1つの評価ユニット(120)により前記画像の歪みを補正する工程と;
−前記補正された画像から前記測定対象物の座標を前記評価ユニット(120)により判断する工程と、を含む方法。
A method for determining at least one coordinate of at least one measurement object (112), comprising
-Setting the imaging magnification of at least one pixel by said optical element (114) according to the distance of said pixel from the optical axis (116) of at least one optical element (114);
Imaging the pixels with at least one imaging device (118);
Correcting the distortion of the image by means of at least one evaluation unit (120);
Determining the coordinates of the measurement object from the corrected image by the evaluation unit (120).
座標測定機に関する請求項1乃至12のいずれか一項に記載の座標測定機(110)が使用される、請求項13に記載の方法。   The method according to claim 13, wherein a coordinate measuring machine (110) according to any of the preceding claims is used for a coordinate measuring machine.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003510666A (en) * 1999-09-30 2003-03-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Tracking camera
JP2004354572A (en) * 2003-05-28 2004-12-16 Minolta Co Ltd Imaging apparatus
JP2006333120A (en) * 2005-05-26 2006-12-07 Denso Corp Image sensing module
US20090122162A1 (en) * 2007-10-25 2009-05-14 Gal Shabtay Imaging system with multi-state zoom and associated methods
JP2013218291A (en) * 2012-03-14 2013-10-24 Panasonic Corp Zoom lens system, interchangeable lens apparatus and camera system
CN204536636U (en) * 2015-03-31 2015-08-05 中山联合光电科技股份有限公司 A super wide-angle fisheye optical imaging lens
WO2016068095A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 Optical system, image capturing device and distance measuring system
WO2016121550A1 (en) * 2015-01-26 2016-08-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 Imaging lens, imaging device using same, and distance measuring system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010530086A (en) 2006-12-19 2010-09-02 創太 清水 Imaging model and image processing apparatus

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003510666A (en) * 1999-09-30 2003-03-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Tracking camera
JP2004354572A (en) * 2003-05-28 2004-12-16 Minolta Co Ltd Imaging apparatus
JP2006333120A (en) * 2005-05-26 2006-12-07 Denso Corp Image sensing module
US20090122162A1 (en) * 2007-10-25 2009-05-14 Gal Shabtay Imaging system with multi-state zoom and associated methods
JP2013218291A (en) * 2012-03-14 2013-10-24 Panasonic Corp Zoom lens system, interchangeable lens apparatus and camera system
WO2016068095A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 Optical system, image capturing device and distance measuring system
WO2016121550A1 (en) * 2015-01-26 2016-08-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 Imaging lens, imaging device using same, and distance measuring system
CN204536636U (en) * 2015-03-31 2015-08-05 中山联合光电科技股份有限公司 A super wide-angle fisheye optical imaging lens

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