[發明專利]用于校準光學安排的方法

有效

• 申請號: 201710440519.5
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107490347B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: F.霍勒;O.保羅;F.維杜勒
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司工業測量技術有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍

披露了一種對用于確定測量對象的尺寸特性的光學安排進行校準的方法、以及一種實施所述方法的坐標測量機器。所述光學安排具有相機以及用于將第一周期性圖案投影到投影區域上的投影儀。所述光學安排是沿著第一軸線相對于工件工作臺可移動的。在所述工件工作臺上、在相對于所述光學安排的第一位置處安排了亞光表面。在所述亞光表面上提供與所述第一周期性圖案分開的第二周期性圖案并且使之偏移。使用所述相機來記錄所述第二圖案的圖像，并且使用所述第二周期性圖案來確定所述相機的至少一個畸變像差。將所述第一周期性圖案投影到所述亞光表面上并且確定所投影的第一周期性圖案的至少一個圖案點的第一和第二坐標，所述第二坐標是與同所述第一軸線相垂直的第二軸線有關的。將所述亞光表面相對于所述光學安排沿著所述第一軸線移位至第二位置，并且針對所述亞光表面沿著該第一軸線的多個相對位置重復上述步驟。

相關申請的交叉引用

本申請要求在2016年6月13日向德國專利與商標局提交的德國專利申請10 2016110 802.2的巴黎公約優先權。所述優先權申請的全部內容通過援引并入本文。

背景技術

本發明涉及用于校準包括相機和投影儀的光學安排的方法。本發明進一步涉及具有此類光學安排并且實施所述校準方法的坐標測量機器。

DE 195 36 297 A1中披露了上述類型的方法。使用投影儀來將預定圖案投影到例如位于校準板的投影區域上。投影區域或所述校準板是提前引入測量體積中的。然后，針對投影圖案中的圖案點來確定與測量體積的坐標系中的第一軸線有關的坐標，所述第一軸線優選地垂直于所述投影區域(例如，z軸)?？梢曰谒_定的第一坐標相對于第一(z)軸線對所述光學安排進行校準。

從現有技術中已知的其他方法使用具有標記的平面板，這些標記是以高度精確的方式施加的。然而，這樣的平面板是昂貴的。此外，通過這樣的安排，全區域的畸變測量是不可能的，并且因此校準的準確性受到限制。

影響上述已知方法的另一個缺點是，這些方法要求使用不同部件的多個校準步驟，這些的空間指配需要很大的努力才有可能。

發明內容

因此，本發明的目的是提供用于校準開篇提及的類型的光學安排的方法，所述方法可以容易地實施。

本發明的另一目的是提供用于校準光學安排的方法，所述方法可以更便宜且以更少的努力來實施。

本發明的又一個目的是提供具有包括相機和投影儀的光學安排的坐標測量機器，所述坐標測量機器常規地可以高準確性地進行校準。

根據本發明的第一方面提供了對用于確定測量對象的尺寸特性的光學安排進行校準的方法，所述光學安排包括被配置成用于將第一周期性圖案投影到測量體積內的投影區域上的投影儀、以及用于記錄所述投影區域的圖像的相機，所述方法包括以下步驟：

a)相對于所述光學安排將亞光表面安排在所述測量體積中的沿第一軸線的第一位置處，

b)在所述亞光表面上提供與所述第一周期性圖案分開的第二周期性圖案、并且將所述第二周期性圖案沿垂直于所述第一軸線的至少一個第二方向以多個相位步長來偏移，所述至少一個第二方向限定了至少一條第二軸線，

c)使用所述相機來記錄所述第二圖案的圖像并且使用所述第二周期性圖案來確定所述相機的至少一個畸變像差，

d)通過所述投影儀將所述第一周期性圖案投影到所述亞光表面上，

e)使用所述相機來記錄所述第一圖案的圖像并且確定所投影的第一周期性圖案的至少一個圖案點的第一坐標，所述第一坐標是與所述第一軸線有關的，

f)確定所投影的第一周期性圖案的所述至少一個圖案點的第二坐標，所述第二坐標是與所述第二軸線有關的，