一种影像测量仪Z轴无阶段差校准块的制作方法

一种影像测量仪z轴无阶段差校准块
技术领域
1.本实用新型涉及影像测量仪校准领域，尤其是涉及一种影像测量仪z轴无阶段差校准块。


背景技术：

2.影像仪主要依赖ccd相机结合变倍光学镜头作为主要图像获取单元，物体经过镜头到达ccd传感器必然存在近大远小，鱼眼畸变等图像变形，所以不同的工作距离获取的两幅图像在图像处理计算过程中存在些许偏差。并且这种偏差呈非线性特性，所以高精度测量常用定倍镜头和固定工作距离作为影响测量的基础条件。
3.但是影像测量仪需要兼具不同测量场景，不同的倍率和光学景深的要求，所以需要一种在倍率变换后准确的定位当前的镜头放大率下的实际工作距离，以及景深内的高度差变化的补偿数据。一种多级阶梯状的校准部件可以以玻璃台面为基准以上的分段高度分别测试靶圆目标，得到一系列高度方向上的基础数据和偏差数据从而获得一个全局补偿系数。因此，设计一种影像测量仪z轴无阶段差校准块尤为重要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种影像测量仪z轴无阶段差校准块。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种影像测量仪z轴无阶段差校准块，包括校准块基体，校准块基体上设有多个台阶基准面，各个台阶基准面上设有同心圆掩膜版。
7.进一步，所述同心圆掩膜版通过点胶的方式固定在各个台阶基准面上。
8.进一步，所述台阶基准面的数量为四个，分别为第一台阶基准面、第二台阶基准面、第三台阶基准面以及第四台阶基准面，四个台阶基准面通过研磨的方式加工，四个台阶基准面相对于水平基准面平行，平行度误差＜0.002mm。
9.进一步，所述校准块基体的侧面设有铭牌，四个台阶基准面的段差数据记录在铭牌上。
10.进一步，所述校准块基体的材质为花岗岩。
11.本实用新型的有益效果为：该校准块对于光学系统导致的随景深变化近大远小特性的不同高度情况下图像分辨率的补正和线性补偿有明显的优势，并且台阶校准块的高度差数据偏离值的分布情况可以辅助监测z方向运动直线性和z轴运动重复定位的准确度；
12.该校准块为景深方向的图像分辨率的变化标定提出了一个新的标定方法，并且标定件的台阶基准面整体误差控制在0.002mm ，其中同心圆掩膜版误差＜0.001mm 可完全满足测量仪器的z轴方向图像分辨率的计量和比较。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图；
14.图2为本实用新型的正面示意图；
15.图3为本实用新型的使用效果图。
具体实施方式
16.如图1，图2所示，一种影像测量仪z轴无阶段差校准块，包括校准块基体1，校准块基体1上设有多个台阶基准面，各个台阶基准面上设有同心圆掩膜版2。同心圆掩膜版2通过点胶的方式固定在各个台阶基准面上，整体误差小于0.001mm，四组同心圆掩膜版2通过点胶的方式固定在各个台阶基准面上后，需要保证圆圆距离，以及点胶后各个同心圆掩膜版浮动倾斜等问题。 点胶完成后由白光共焦传感器分别测量各个台阶基准面上的四块同心圆掩膜版的四个角点，分别计算四块同心圆掩膜板的平面度差值，并记录与量具的基础数据。
17.本实施例中，台阶基准面的数量为四个，分别为第一台阶基准面11、第二台阶基准面12、第三台阶基准面13以及第四台阶基准面14，四个台阶基准面通过研磨的方式加工，四个台阶基准面相对于水平基准面平行，平行度误差＜0.002mm。
18.进一步，校准块基体1的侧面设有铭牌，四个台阶基准面的段差数据记录在铭牌上，校准块基体1的材质为花岗岩，能长期保证，各台阶基准面的精度和稳定性。
19.如图3所示，在影像测量仪上进行标定时，将校准块整体放置在xy运动的平台3上，通过变倍镜头4对同心圆掩膜版2进行对焦，此时变倍镜头支撑本体5沿z轴运动导轨6滑动，光栅尺尺身7、和尺头8位移并进行光栅位移计数，镜头精确对焦到第一台阶基准面11的同心圆掩膜版2上，同时测量同心圆掩膜版2的同心圆直径，确定出圆直径φo ，软件记录当前光栅尺位置，镜头继续对第二台阶基准面12的同心圆掩膜版2进行对焦和测量，测量出直径φd ，电机带动变倍镜头支撑本体5以0.001mm为步进沿z方向运动，并持续测量直径φd的值直到φd=φo ，并记录当前光栅尺位置， 并用光栅尺示值与第一台阶基准面11、第二台阶基准面12之间的段差进行数据比较，并记录差值，作为软件内部补偿数据。同理，继续对第三台阶基准面13，第四台阶基准面12的同心圆掩膜版2图形做测量和数据比对，分别记录软件。
20.该校准块对于光学系统导致的随景深变化近大远小特性的不同高度情况下图像分辨率的补正和线性补偿有明显的优势，并且台阶校准块的高度差数据偏离值的分布情况可以辅助监测z方向运动直线性和z轴运动重复定位的准确度；
21.该校准块为景深方向的图像分辨率的变化标定提出了一个新的标定方法，并且标定件的台阶基准面整体误差控制在0.003mm ，其中同心圆掩膜版误差＜0.001mm 可完全满足测量仪器的z轴方向图像分辨率的计量和比较。
22.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。


技术特征：
1.一种影像测量仪z轴无阶段差校准块，包括校准块基体，其特征在于，校准块基体上设有多个台阶基准面，各个台阶基准面上设有同心圆掩膜版。2.根据权利要求1所述的一种影像测量仪z轴无阶段差校准块，其特征在于，所述同心圆掩膜版通过点胶的方式固定在各个台阶基准面上。3.根据权利要求1或2所述的一种影像测量仪z轴无阶段差校准块，其特征在于，所述台阶基准面的数量为四个，分别为第一台阶基准面、第二台阶基准面、第三台阶基准面以及第四台阶基准面，四个台阶基准面通过研磨的方式加工，四个台阶基准面相对于水平基准面平行，平行度误差＜0.002mm。4.根据权利要求3所述的一种影像测量仪z轴无阶段差校准块，其特征在于，所述校准块基体的侧面设有铭牌，四个台阶基准面的段差数据记录在铭牌上。5.根据权利要求4所述的一种影像测量仪z轴无阶段差校准块，其特征在于，所述校准块基体的材质为花岗岩。

技术总结
本实用新型涉及一种影像测量仪Z轴无阶段差校准块，包括校准块基体，校准块基体上设有多个台阶基准面，各个台阶基准面上设有同心圆掩膜版；该校准块对于光学系统导致的随景深变化近大远小特性的不同高度情况下图像分辨率的补正和线性补偿有明显的优势，并且台阶校准块的高度差数据偏离值的分布情况可以辅助监测Z方向运动直线性和Z轴运动重复定位的准确度；该校准块为景深方向的图像分辨率的变化标定提出了一个新的标定方法，并且标定件的台阶基准面整体误差控制在0.002mm，其中同心圆掩膜版误差＜0.001mm可完全满足测量仪器的Z轴方向图像分辨率的计量和比较。方向图像分辨率的计量和比较。方向图像分辨率的计量和比较。


技术研发人员：施勇 刘中祥
受保护的技术使用者：宁波怡信测量技术有限公司
技术研发日：2021.01.29
技术公布日：2021/10/29