JP2005300330A - Position measuring method - Google Patents

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良次 中村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for measuring the position of a measuring object by scanning by a small-sized capacitance type sensor easily usable even in vacuum. <P>SOLUTION: When scanning is performed in the X-direction and in the Y-direction by the capacitance type sensor 2, an output change of the capacitance type sensor 2 shown in figure (b) is acquired. When scanning is performed in the X-direction by the capacitance type sensor 2, a point giving the maximum output is the center position in the X-direction of a target 3. Similarly, when scanning is performed in the Y-direction by the capacitance type sensor 2, a point giving the maximum output is the center position in the Y-direction of the target 3. Then, the position of the capacitance type sensor 2 is moved to the center position of the measured target 3, and the output of the capacitance type sensor 2 is measured on the position, to thereby determine the position in the Z-direction of the target 3. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を測定し、測定された静電容量に基づいて前記被測定物の1次元、2次元又は3次元の位置を測定する位置測定方法に関するものである。   The present invention measures a capacitance between a target attached to a measured object and measures a one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional position of the measured object based on the measured capacitance. The present invention relates to a position measuring method.

静電容量型位置測定装置は周知のものであり、特に距離測定装置やレベル計として使用されている。その測定原理は、被測定物又はそれに設けられたターゲットを一つの電極、センサ側に設けられた電極を他の電極として、これらの電極間の静電容量が被測定物とセンサ間の距離に応じて変化すること、又は、センサ側に設けられた2つの電極間の静電容量が、被測定物とセンサ間の距離に応じて変化することを利用したものである。   Capacitance type position measuring devices are well known, and are particularly used as distance measuring devices and level meters. The measurement principle is that the object to be measured or the target provided on it is one electrode, the electrode provided on the sensor side is the other electrode, and the capacitance between these electrodes is the distance between the object to be measured and the sensor. This is based on the fact that the capacitance changes between the two electrodes provided on the sensor side or changes depending on the distance between the object to be measured and the sensor.

しかしながら、このような静電容量型位置測定装置は、1次元方向の位置を測定するために用いられているのが一般的であった。すなわち、被測定物の表面が、センサ側の電極表面に対して十分大きなものとし、被測定物表面を無限大の平面と仮定して、このような平面との間の静電容量、又はこのような平面の影響を受けて変化する静電容量を測定し、それから被測定物の位置を測定していた。   However, such a capacitance type position measuring apparatus is generally used for measuring a position in a one-dimensional direction. That is, assuming that the surface of the object to be measured is sufficiently large relative to the electrode surface on the sensor side, and the surface of the object to be measured is an infinite plane, the capacitance between such a plane or this The capacitance changing under the influence of such a plane was measured, and then the position of the object to be measured was measured.

一般に、物体の3次元方向位置を一つのセンサで検出することはできず、物体の3次元位置計測を行うには、それぞれの方向について距離測定装置を使用して測定するか、一つの方向については距離測定装置を使用して測定し、それと直角な2次元方向については、撮像装置で2次元的な位置を撮像し、画像処理により2次元方向の位置を求めることが行われていた。   In general, it is not possible to detect the three-dimensional position of an object with a single sensor, and in order to measure the three-dimensional position of an object, each direction is measured using a distance measuring device, or one direction is measured. Is measured using a distance measuring device, and in a two-dimensional direction perpendicular to the distance measuring device, a two-dimensional position is imaged by an imaging device, and a position in the two-dimensional direction is obtained by image processing.

このように3次元の位置測定を行おうとすると、測定装置の数が増えて、狭い空間にセンサ部を収納できなくなる場合がある。特に、高度の真空中において被測定物の位置を3次元的に検出しようとすると、センサの構造上配置が困難である場合があり、又、配置が可能であったとしても、アウトガスの問題等から新たに隔壁を配置したりする必要等があり、構造が複雑になるという問題点があった。   If the three-dimensional position measurement is performed in this way, the number of measuring devices increases, and the sensor unit may not be accommodated in a narrow space. In particular, if the position of the object to be measured is to be detected three-dimensionally in a high vacuum, it may be difficult to arrange the sensor due to the structure of the sensor. Therefore, there is a need to newly arrange a partition wall, and there is a problem that the structure becomes complicated.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、小型であって真空中でも使用することが容易な静電容量型センサを走査させることにより、被測定物の1次元、2次元又は3次元方向の位置測定を行う方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and by scanning a capacitive sensor that is small and easy to use even in a vacuum, the one-dimensional, two-dimensional or It is an object to provide a method for measuring a position in a three-dimensional direction.

前記課題を解決するための第1の手段は、被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を、静電容量センサ及びターゲットを相対的に走査させて測定することにより、被測定物の位置を測定する方法であって、前記ターゲットを予め決まった立体形状とし、前記静電容量センサと前記ターゲットとの相対的な位置と、前記静電容量の関係に基づいてX−Y−Z3次元空間において、前記被測定物のX−Y2次元方向、又はX−Y−Z3次元方向の位置を測定することを特徴とする位置検出方法(請求項1)である。   A first means for solving the above problem is to measure the capacitance between the target attached to the object to be measured by relatively scanning the capacitance sensor and the target. A method for measuring a position of an object, wherein the target is formed in a predetermined three-dimensional shape, and an X-Y- based on a relationship between a relative position between the capacitance sensor and the target and the capacitance. A position detection method for measuring a position of the object to be measured in an XY two-dimensional direction or an XYZ three-dimensional direction in a Z three-dimensional space (claim 1).

本手段においては、ターゲットが予め決まった立体形状であるため、静電容量センサとターゲットとを被測定物に沿って2次元的に相対的に走査することによって得られる静電容量値と前記立体形状とからターゲットの位置を特定することが可能であるため、被測定物のX−Y方向の位置を測定することが可能である。また、ターゲットのZ方向位置と静電容量型センサの出力の関係を予めキャリブレーションで求めておけば、静電容量センサの出力からターゲット、つまり、被測定物のZ方向の位置を測定することが可能である。   In this means, since the target has a predetermined three-dimensional shape, the capacitance value obtained by relatively scanning the capacitance sensor and the target two-dimensionally along the object to be measured and the three-dimensional object. Since the position of the target can be specified from the shape, the position in the XY direction of the object to be measured can be measured. In addition, if the relationship between the Z-direction position of the target and the output of the capacitive sensor is obtained in advance by calibration, the target, that is, the position of the measured object in the Z-direction can be measured from the output of the capacitive sensor. Is possible.

前記課題を解決するための第2の手段は、第1の手段であって、前記ターゲットが少なくとも球面の一部を有することを特徴とする位置検出方法(請求項2)である。   The second means for solving the problem is a first means, wherein the target has at least a part of a spherical surface (Claim 2).

本手段においては、静電容量型センサをX方向に走査し、その出力が最大又は最小になる位置(最大になるか最小になるかは、ターゲットのが凸形状か凹形状かにより異なる)を求めれば、それがターゲットのX方向中心位置となる。同様、静電容量型センサをY方向に走査し、その出力が最大又は最小になる位置を求めれば、それがターゲットのY方向中心位置となる。   In this means, the capacitance type sensor is scanned in the X direction, and the position where the output becomes maximum or minimum (the maximum or minimum depends on whether the target is convex or concave). If obtained, this becomes the center position in the X direction of the target. Similarly, when a capacitive sensor is scanned in the Y direction and the position where the output is maximized or minimized is obtained, it becomes the center position of the target in the Y direction.

よって、X方向、Y方向に少なくとも1回の走査を行うだけで、ターゲットのX−Y方向位置を求めることができる。そして、静電容量型センサの位置をターゲット中心に合わせてその出力を測定することにより、ターゲットのZ方向位置を求めることができる。これにより、被測定物のX−Y2次元方向、又はX−Y−Z3次元方向の位置測定が可能となる。なお、走査方向は必ずしも直交したX−Y方向である必要はなく、走査による移動物体の位置、つまり、静電容量センサの位置及び/又は被測定物の位置(移動する物体の位置)を別の測定装置で測定すれば、ターゲットのX−Y方向位置を求めることができる。また、本手段においては、球面を用いているため、短い距離のX方向走査、Y方向走査で、ターゲットのX方向位置、Y方向位置の測定が可能であるという特徴を有する。   Therefore, the position of the target in the XY direction can be obtained by performing at least one scan in the X direction and the Y direction. Then, the position of the capacitive sensor is aligned with the center of the target and the output is measured, whereby the position of the target in the Z direction can be obtained. This makes it possible to measure the position of the object to be measured in the XY two-dimensional direction or the XYZ three-dimensional direction. Note that the scanning direction does not necessarily have to be the orthogonal XY directions, and the position of the moving object by scanning, that is, the position of the capacitance sensor and / or the position of the object to be measured (position of the moving object) is different. If it measures with this measuring apparatus, the XY direction position of a target can be calculated | required. In addition, since this means uses a spherical surface, it has a feature that the X-direction position and the Y-direction position of the target can be measured by X-direction scanning and Y-direction scanning at a short distance.

前記課題を解決するための第3の手段は、前記第1の手段であって、前記相対的な走査方向をX方向、Y方向とするとき、前記ターゲットが、X方向、Y方向に軸を有する楕円球面の一部を有することを特徴とする位置検出方法(請求項3)である。   The third means for solving the problem is the first means, and when the relative scanning direction is the X direction and the Y direction, the target has axes in the X direction and the Y direction. A position detection method comprising a part of an elliptical spherical surface.

本手段においても、前記第2の手段と同様に、X方向、Y方向それぞれ少なくとも1回の走査で、楕円球のX方向、Y方向の中心位置を求めることができるので、前記第2の手段と同様の作用効果を奏する。   In this means, as in the case of the second means, the center position of the elliptic sphere in the X direction and the Y direction can be obtained by at least one scan in each of the X direction and the Y direction. Has the same effect as.

前記課題を解決するための第4の手段は、前記第1の手段であって、前記ターゲットがZ軸に平行な軸を有する円柱の一部を有することを特徴とする位置検出方法(請求項4)である。   A fourth means for solving the problem is the first means, wherein the target has a part of a cylinder having an axis parallel to the Z-axis. 4).

本手段においては、静電容量型センサをX方向に走査すると、あるXの値に対して線対称な出力が得られる。この対象中心がターゲットの中心のX座標である。同様、静電容量型センサをY方向に走査すると、あるYの値に対して線対称な出力が得られる。この対象中心がターゲットの中心のY座標である。よって、X方向、Y方向、それぞれ少なくとも1回の走査により、ターゲットのX方向中心、Y方向中心を求めることができる。そして、この中心に静電容量型センサを位置させてその出力を測定することにより、ターゲットのZ方向位置を求めることができる。本手段も第2の手段と同様に走査方向はX−Yの直交方向である必要は必ずしもなく、異なる方向であればよい。   In this means, when an electrostatic capacitance type sensor is scanned in the X direction, an output line symmetric with respect to a certain X value is obtained. This object center is the X coordinate of the center of the target. Similarly, when a capacitive sensor is scanned in the Y direction, an output line-symmetric with respect to a certain Y value is obtained. This target center is the Y coordinate of the center of the target. Therefore, the X direction center and the Y direction center of the target can be obtained by at least one scan in each of the X direction and the Y direction. Then, the position of the target in the Z direction can be obtained by positioning the capacitance type sensor at the center and measuring the output. Similarly to the second means, the scanning direction of this means does not necessarily have to be the XY orthogonal direction, and may be different directions.

これにより、被測定物のX−Y2次元方向、又はX−Y−Z3次元方向の位置測定が可能となる。本手段においては、前記第2の手段、第3の手段と異なり、X,Y方向中心位置でのターゲットの面が平面であるので、これをある程度広くとっておくことにより、Z方向の位置測定精度を向上させることができる。   This makes it possible to measure the position of the object to be measured in the XY two-dimensional direction or the XYZ three-dimensional direction. In this means, unlike the second means and the third means, the surface of the target at the center position in the X and Y directions is a flat surface. Accuracy can be improved.

前記課題を解決するための第5の手段は、前記第1の手段であって、前記相対的な走査方向をX方向、Y方向とするとき、前記ターゲットが、X方向Y方向に楕円の軸を有する楕円柱の一部を有することを特徴とする位置検出方法(請求項5)である。   The fifth means for solving the above-mentioned problem is the first means, and when the relative scanning direction is the X direction and the Y direction, the target is an elliptical axis in the X direction and the Y direction. It is a position detection method (Claim 5) characterized by having a part of elliptical cylinder which has.

本手段においても、前記第4の手段と同様に、X方向、Y方向それぞれ少なくとも1回の走査で、楕円柱のX方向、Y方向の中心位置を求めることができるので、前記第2の手段と同様の作用効果を奏する。   In this means, as in the fourth means, the center position of the elliptic cylinder in the X direction and the Y direction can be obtained by at least one scan in each of the X direction and the Y direction. Has the same effect as.

前記課題を解決するための第6の手段は、被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を、静電容量センサ及びターゲットを相対的に走査させて測定し、前記静電容量型センサと前記ターゲットとの相対的な位置と前記測定された静電容量の関係に基づいて、X−Y−Z3次元空間において、前記静電容量型センサの走査方向をX方向とするとき、前記被測定物のX方向の位置を測定する方法であって、被測定物の面がX−Y平面に平行となるようにY方向を定めたとき、所定範囲のYにおける前記ターゲットの表面のX方向断面における形状がZ=f(X)で表されることを特徴とする位置検出方法(請求項6)である。   According to a sixth means for solving the above-mentioned problem, the capacitance between the target attached to the object to be measured is measured by relatively scanning the capacitance sensor and the target, and the capacitance is measured. Based on the relationship between the relative position of the mold sensor and the target and the measured capacitance, in the XYZ three-dimensional space, when the scanning direction of the capacitance sensor is the X direction, A method for measuring a position in the X direction of the object to be measured, wherein when the Y direction is determined so that the surface of the object to be measured is parallel to the XY plane, the surface of the target in a predetermined range of Y The position detection method (claim 6) is characterized in that the shape in the cross section in the X direction is represented by Z = f (X).

本手段においては、X方向走査によって得られる出力は、静電容量型センサのY方向位置が変化してもそれによって変化することがない。よって、X方向走査は1回行えばよい。そして、予め、X方向走査を行ったときに得られる静電容量型センサ出力と、静電容量型センサの位置との関係を求めておけば、これに基づいて、ターゲットのX方向中心位置を求めることができる。従って、被測定物のX方向位置を求めることができる。   In this means, the output obtained by X-direction scanning does not change even if the Y-direction position of the capacitive sensor changes. Therefore, the X direction scanning may be performed once. Then, if the relationship between the capacitance type sensor output obtained when the X direction scanning is performed and the position of the capacitance type sensor is obtained in advance, the center position of the target in the X direction is determined based on this relationship. Can be sought. Therefore, the X direction position of the object to be measured can be obtained.

なお、前記ターゲットのY方向断面についても同様の条件が成り立つときは、上記説明のXとYを入れ替えて読めば、被測定物のY方向位置も同様にして求めることができる。よって、本手段は2次元位置計測、3次元位置計測の一つの要素として使用することができる。   When the same condition holds for the Y-direction cross section of the target, the Y-direction position of the object to be measured can be obtained in the same manner by reading the above description with X and Y interchanged. Therefore, this means can be used as one element of two-dimensional position measurement and three-dimensional position measurement.

前記課題を解決するための第7の手段は、被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を、静電容量センサ及びターゲットを相対的に走査させて測定し、前記静電容量型センサと前記ターゲットとの相対的な位置と前記測定された静電容量の関係に基づいて、X−Y−Z3次元空間において、前記静電容量型センサの走査方向をX方向、Y方向とするとき、前記被測定物のX−Y−Z3次元方向の位置を測定する方法であって、所定範囲のYにおける前記ターゲットの表面のX方向断面における形状がZ=f(X)、所定範囲のXにおける前記ターゲットの表面のY方向断面における形状がZ=g(Y)で表され、かつ、Z方向位置が最大又は最小となる範囲がX−Y平面に平行な平面で十分広くとられ、当該範囲の中心近傍において前記静電容量型センサを走査させても出力が変化しないようにされていることを特徴とする位置測定方法(請求項7)である。   The seventh means for solving the above-mentioned problem is to measure the capacitance between the target attached to the object to be measured by relatively scanning the capacitance sensor and the target, and the capacitance. Based on the relationship between the relative position of the mold sensor and the target and the measured capacitance, in the XYZ three-dimensional space, the scanning direction of the capacitance sensor is the X direction and the Y direction. When measuring the position of the object to be measured in the XYZ three-dimensional direction, the shape of the surface of the target at the predetermined range Y in the X-direction cross section is Z = f (X), the predetermined range The shape of the surface of the target at X in the Y-direction cross section is expressed by Z = g (Y), and the range where the Z-direction position is maximum or minimum is sufficiently wide in a plane parallel to the XY plane. Near the center of the range A position measurement method (claim 7), characterized in that the output also by scanning the capacitive sensor is not to change Te.

本手段において、ターゲットのX方向位置、Y方向位置を求める方法は、前記第5の手段と同じである。ターゲットのX方向位置、Y方向位置が求まれば、ターゲットのZ方向位置が最大又は最小となる位置に静電容量型センサを位置させることができる。   In this means, the method for obtaining the X direction position and the Y direction position of the target is the same as the fifth means. If the X-direction position and the Y-direction position of the target are obtained, the capacitive sensor can be positioned at a position where the Z-direction position of the target is maximum or minimum.

この状態で静電容量型センサの出力を測定すれば、ターゲットのZ方向位置を求めることができる。その際、Z方向位置が最大又は最小となる範囲がX−Y平面に平行な平面で十分広くとられ、その中心近傍範囲において前記静電容量型センサを走査させても出力が変化しないようにされているので、Z方向位置測定を正確に行うことができる。   If the output of the capacitive sensor is measured in this state, the position of the target in the Z direction can be obtained. At this time, the range in which the position in the Z direction is maximum or minimum is sufficiently wide in a plane parallel to the XY plane so that the output does not change even when the capacitive sensor is scanned in the vicinity of the center. Therefore, the Z-direction position can be measured accurately.

前記課題を解決するための第8の手段は、前記第6又は7の手段であって、前記ターゲットの形状が角錐台又は角柱であることを特徴とするもの(請求項8)である。   The eighth means for solving the problem is the sixth or seventh means, wherein the shape of the target is a truncated pyramid or a prism (claim 8).

角錐台又は角柱は、単純な形状であり、前記第6又は第7の手段に用いるターゲットの形状として望ましい形状である。   The truncated pyramid or the prism is a simple shape, and is a desirable shape as the shape of the target used for the sixth or seventh means.

前記課題を解決するための第9の手段は、前記第6の手段又は第7の手段であって、前記関数Z=f(Y)、Z=g(X)の一方が、複数の凹凸を有することを特徴とするもの(請求項9)である。   A ninth means for solving the problem is the sixth means or the seventh means, wherein one of the functions Z = f (Y) and Z = g (X) has a plurality of irregularities. It is characterized by having (claim 9).

本手段においては、関数Z=f(Y)、Z=g(X)の一方が複数の凹凸を有するので、これら複数の凹凸に基づく静電容量型センサの出力を基にしてターゲットのX方向位置又はY方向位置を定めることができる。よって、X方向位置測定精度又はY方向位置測定精度を向上させることができる。   In this means, since one of the functions Z = f (Y) and Z = g (X) has a plurality of irregularities, the X direction of the target is based on the output of the capacitive sensor based on the plurality of irregularities. The position or the Y direction position can be determined. Therefore, the X direction position measurement accuracy or the Y direction position measurement accuracy can be improved.

前記課題を解決するための第10の手段は、前記第6から第9の手段であって、前記被測定物のX方向又はY方向の位置を求める方法が、前記ターゲットの位置を測定する方向の断面を示す関数と、前記測定する方向の前記走査したときの出力との相互相関をとり、相互相関値が最大となる点に基づいて、前記被測定物の位置を定めるものであることを特徴とする位置測定方法(請求項10)である。   A tenth means for solving the problem is the sixth to ninth means, wherein the method for obtaining the position of the object to be measured in the X direction or the Y direction is a direction in which the position of the target is measured. A cross-correlation between the function indicating the cross-section of and the output when the scanning in the measuring direction is taken, and the position of the object to be measured is determined based on the point where the cross-correlation value is maximum. This is a characteristic position measuring method (claim 10).

本手段においては、相互相関法によりX方向あるいはY方向位置を定めているので、ターゲットの形状と静電容量型センサの出力の形状とが正確に対応しない(例えば、静電容量型センサの出力がなまる)ことがあっても、正確にターゲットのX方向或いはY方向位置を定めることができ、従って、正確に被測定物のX方向或いはY方向位置を定めることができる。   In this means, since the position in the X direction or the Y direction is determined by the cross correlation method, the shape of the target and the output shape of the capacitive sensor do not accurately correspond (for example, the output of the capacitive sensor). Can be accurately determined in the X-direction or Y-direction position of the target, and thus the X-direction or Y-direction position of the object to be measured can be accurately determined.

前記課題を解決するための第11の手段は、被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を、静電容量型センサを走査させて測定し、前記静電容量型センサの位置と前記測定された静電容量の関係に基づいて、X−Y−Z3次元空間において、前記静電容量型センサの走査方向をX方向、Y方向とするとき、前記被測定物のX−Y2次元方向の位置を測定する方法であって、前記ターゲットの表面のX方向断面における形状が、どのXについても同じYの値を中心とする線対称であり、かつ、Y方向断面における形状が、どのYについても同じXの値を中心とする線対称であることを特徴とする位置測定方法(請求項11)である。   An eleventh means for solving the problem is to measure the capacitance between the target attached to the object to be measured by scanning the capacitance type sensor, and position of the capacitance type sensor. And X-Y2 of the object to be measured when the scanning direction of the capacitive sensor is set to the X direction and the Y direction in an XYZ three-dimensional space based on the relationship between the measured capacitance and the measured capacitance. A method of measuring a position in a dimensional direction, wherein the shape of the target surface in the X-direction cross section is line symmetric about the same Y value for any X, and the shape in the Y-direction cross section is The position measuring method (claim 11) is characterized in that every Y is line-symmetric with respect to the same X value.

本手段においては、X軸方向、Y軸方向それぞれ1回ずつ静電容量型センサの走査を行う。その出力は、X軸方向走査の場合、Xのある値を中心として線対象になり、Y軸方向走査の場合、Yのある値を中心として線対象になる。よって、それぞれ対象の中心となる値を求めることにより、ターゲットの中心のX方向位置、Y方向位置が定まり、これから被測定物のX方向位置、Y方向位置を求めることができる。   In this means, the capacitive sensor is scanned once for each of the X-axis direction and the Y-axis direction. In the case of scanning in the X-axis direction, the output becomes a line object around a certain value of X, and in the case of Y-axis direction scanning, the output becomes a line object around a certain value of Y. Therefore, by obtaining the values that are the centers of the objects, the X-direction position and the Y-direction position of the center of the target are determined, and the X-direction position and the Y-direction position of the object to be measured can be obtained from this.

前記課題を解決するための第12の手段は、被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を、静電容量型センサを走査させて測定し、前記静電容量型センサの位置と前記測定された静電容量の関係に基づいて、X−Y−Z3次元空間において、前記静電容量型センサの走査方向をX方向、Y方向とするとき、前記被測定物のX−Y−Z3次元方向の位置を測定する方法であって、前記ターゲットの表面のX方向断面における形状が、どのXについても同じYの値を中心とする線対称であり、かつ、Y方向断面における形状が、どのYについても同じXの値を中心とする線対称であり、さらに、Z方向位置が最大又は最小となる範囲がX−Y平面に平行な平面で十分広くとられ、当該範囲の中心近傍において前記静電容量型センサを走査させても出力が変化しないようにされていることを特徴とする位置測定方法(請求項12)である。   A twelfth means for solving the problem is to measure a capacitance between the target attached to the object to be measured by scanning a capacitance type sensor, and position of the capacitance type sensor. And X-Y of the object to be measured when the scanning direction of the capacitance type sensor is the X direction and the Y direction in the XYZ three-dimensional space based on the relationship between the measured capacitance and the measured capacitance. A method for measuring a position in a three-dimensional direction, wherein the shape of the surface of the target in the X-direction cross section is axisymmetric about the same Y value for any X, and the shape in the Y-direction cross section Are symmetrical about the same X value for any Y, and the range in which the position in the Z direction is maximum or minimum is sufficiently wide in a plane parallel to the XY plane, and the center of the range The capacitive sensor in the vicinity It is a position measuring method according to claim (claim 12) which output also be 査 is not to change.

本手段において、ターゲットのX方向位置、Y方向位置を求める方法は、前記第11の方法と同じである。ターゲットのX方向位置、Y方向位置が分かれば、そのZ方向位置が最大又は最小となる位置に、静電容量型センサを位置させて、ターゲットのZ方向位置を測定することができる。その際、Z方向位置が最大又は最小となる範囲がX−Y平面に平行な平面で十分広くとられているので、Z軸方向位置を正確に測定することができる。これにより、被測定物のX、Y、Z3次元方向位置を正確に求めることができる。   In this means, the method for obtaining the X-direction position and the Y-direction position of the target is the same as the eleventh method. If the X-direction position and the Y-direction position of the target are known, the Z-direction position of the target can be measured by positioning the capacitive sensor at the position where the Z-direction position is maximum or minimum. At this time, since the range in which the position in the Z direction is maximum or minimum is sufficiently wide in a plane parallel to the XY plane, the position in the Z axis direction can be accurately measured. Thereby, the X, Y, and Z three-dimensional direction positions of the object to be measured can be accurately obtained.

以上説明したように、本発明によれば、小型であって真空中でも使用することが容易な静電容量型センサ及びターゲットを相対的に走査させることにより、被測定物の1次元、2次元又は3次元方向の位置測定を行う方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, a capacitive sensor that is small and easy to use even in a vacuum and a target are relatively scanned, so that one-dimensional, two-dimensional or A method of performing position measurement in a three-dimensional direction can be provided.

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、被測定物1の位置を、静電容量型センサ2を走査することにより検出する方法の1例を示す図である。被測定物1には、ターゲット3が設けられ、このターゲット3の位置を静電容量型センサ2で測定することにより被測定物1の位置を測定するようになっている。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a method for detecting the position of the DUT 1 by scanning the capacitive sensor 2. The device under test 1 is provided with a target 3, and the position of the device under test 1 is measured by measuring the position of the target 3 with a capacitive sensor 2.

空間において図1(a)に示すように、X−Y−Z直交座標系をとり、被測定物1はX−Y平面に平行であって、静電容量型センサ2は被測定物1のZ軸正方向(図1(a)で上側)に取り付けられているものとする。このターゲット3の形状は、球を被測定物1の面で切り取った形状である。なおターゲット3は導電体で形成され、接地されている。ターゲット3と被測定物1が交わる平面は円となるが、この円の中心OがX=0、Y=0の点にある場合を、被測定物1の基準位置とする。   In space, as shown in FIG. 1 (a), an XYZ orthogonal coordinate system is taken, the device under test 1 is parallel to the XY plane, and the capacitive sensor 2 is It is assumed that it is attached in the Z-axis positive direction (upper side in FIG. 1A). The shape of the target 3 is a shape obtained by cutting a sphere on the surface of the DUT 1. The target 3 is made of a conductor and is grounded. The plane where the target 3 and the DUT 1 intersect is a circle, and the reference position of the DUT 1 is the case where the center O of this circle is at a point where X = 0 and Y = 0.

静電容量型センサ2がターゲット3の上方位置にある状態において、通常は図1(a)に示すように、静電容量型センサ2のX−Y方向中心位置と前記円の中心Oの位置とは、ずれている。この状態で、静電容量型センサ2をX方向、Y方向に走査すると、図1(b)に示すような静電容量型センサ2の出力の変化が得られる。   In the state in which the capacitive sensor 2 is located above the target 3, the center position of the capacitive sensor 2 in the XY direction and the position of the center O of the circle are usually as shown in FIG. Is not. In this state, when the capacitive sensor 2 is scanned in the X and Y directions, a change in the output of the capacitive sensor 2 as shown in FIG. 1B is obtained.

ターゲット3が、球を被測定物1の面(X−Y平面に平行)で切り取った形状をしているので、静電容量型センサ2をX方向に走査したときに、最大の出力を与える点は、静電容量型センサ2のY方向位置によらず、ターゲット3のX方向中心位置となる。このときのXの値をXとする。同様、静電容量型センサ2をY方向に走査したときに、最大の出力を与える点は、静電容量型センサ2のX方向位置によらず、ターゲット3のY方向中心位置となる。このときのYの値をYとする。 Since the target 3 has a shape obtained by cutting the sphere along the surface of the DUT 1 (parallel to the XY plane), the maximum output is obtained when the capacitive sensor 2 is scanned in the X direction. The point is the center position in the X direction of the target 3 regardless of the position in the Y direction of the capacitive sensor 2. The value of X at this time is X 0. Similarly, the point that gives the maximum output when the capacitive sensor 2 is scanned in the Y direction is the center position in the Y direction of the target 3 regardless of the X direction position of the capacitive sensor 2. The value of Y at this time is Y 0.

次に静電容量型センサ2の位置を(X,Y)に移動する。すると、静電容量型センサ2の中心は、図1(c)に示すように円の中心Oに一致する。すなわち、球面であるターゲット3の一番高い位置を測定することになる。この位置でのターゲット3のZ方向位置と静電容量型センサ2の出力の関係を、予めキャリブレーションで求めておけば、静電容量型センサ2の出力を測定することにより、ターゲット3のZ方向位置が分かる。この位置をZとするとき、(X,Y,Z)をターゲット3の位置とすることができ、これから被測定物1の3次元方向の位置を知ることができる。 Next, the position of the capacitive sensor 2 is moved to (X 0 , Y 0 ). Then, the center of the capacitive sensor 2 coincides with the center O of the circle as shown in FIG. That is, the highest position of the target 3 that is a spherical surface is measured. If the relationship between the position of the target 3 in the Z direction at this position and the output of the capacitive sensor 2 is obtained in advance by calibration, the output of the capacitive sensor 2 is measured to measure the Z of the target 3. You can see the direction position. When this position is Z 0 , (X 0 , Y 0 , Z 0 ) can be the position of the target 3, and from this, the position of the DUT 1 in the three-dimensional direction can be known.

以上の説明においては、ターゲット3の形状は、球を被測定物1の面で切り取った形状であるとしたが、ターゲット3の形状を、その2つの軸がX軸、Y軸にそれぞれ平行な楕円球を被測定物1の面で切り取った形状であるとしても、上記作用効果が得られることは、説明を要しないであろう。なお、静電容量センサを本実施の形態では移動させたが、相対的な位置が変化すれば測定することが可能であり、ターゲット側を移動させることも可能であるし、ターゲットと静電容量センサの両者を移動させても構わない。なお、不図示ではあるが、ターゲットや静電容量センサの移動位置は他の測長装置等で測定するか、移動させるための駆動力、例えば、電流値や電圧値から位置を求めるようにしておく。   In the above description, the shape of the target 3 is a shape obtained by cutting a sphere by the surface of the DUT 1, but the shape of the target 3 is parallel to the X axis and the Y axis, respectively. Even if the ellipsoidal sphere is cut out on the surface of the DUT 1, it will not be necessary to explain that the above-described effects can be obtained. Although the capacitance sensor is moved in the present embodiment, it can be measured if the relative position changes, the target side can also be moved, and the target and the capacitance can be moved. Both of the sensors may be moved. Although not shown, the movement position of the target or the capacitance sensor is measured by another length measuring device or the like, or the driving force for movement, for example, the current value or the voltage value is obtained. deep.

以下の説明においては、被測定物1、静電容量型センサ2、ターゲット3の相対関係、及び静電容量型センサ2の走査方法は図1に示したものと同じであり、ターゲット3の形状のみが異なるので、異なる部分についてのみ説明を行う。   In the following description, the relative relationship between the DUT 1, the capacitive sensor 2, and the target 3, and the scanning method of the capacitive sensor 2 are the same as those shown in FIG. Only the different parts will be described.

図2は、種々のターゲットの例を示す図である。図2(a)は4角錐台の形状をしたターゲットであり、上面と下面の矩形の辺の方向が、X方向、Y方向となっている。このようなターゲットは、X方向の断面形状が、上面の範囲に属するYのどの位置で切断した場合でも同じであり、同様Y方向の断面形状が、上面の範囲に属するXのどの位置で切断しても同じである。   FIG. 2 is a diagram illustrating examples of various targets. FIG. 2A shows a target having a quadrangular pyramid shape, and the directions of the rectangular sides of the upper surface and the lower surface are the X direction and the Y direction. Such a target is the same when the cross-sectional shape in the X direction is cut at any position of Y belonging to the upper surface range. Similarly, the cross-sectional shape of the Y direction is cut at any position of X belonging to the upper surface range. Even so it is the same.

よって、静電容量型センサを、上記のYのどの位置でX方向に走査しても同じ波形の出力が得られると共に、上記のXのどの位置でY方向に走査しても同じ波形の出力が得られる。今、X方向への走査を考えるものとし、ターゲットのX方向切断面の形状が、Z=f(X)で表され、静電容量型センサのX方向位置とその出力Aの関係が、A=A(x)で表されるものとする。そのとき、f(X)とA(x)の相互相関をとる。すなわち、 Therefore, the same waveform output can be obtained regardless of the position of Y in the X direction, and the same waveform output can be obtained in any position of the X in the Y direction. Is obtained. Now, let us consider scanning in the X direction, the shape of the X direction cut surface of the target is represented by Z = f 1 (X), and the relationship between the X direction position of the capacitive sensor and its output A is It is assumed that A = A (x). At that time, the cross-correlation between f 1 (X) and A (x) is taken. That is,

Figure 2005300330
Figure 2005300330

を求める。そしてS(τ)を最大にするτの値を、ターゲットのX方向位置とする。同様の測定及び計算をY方向に付いても行い、相互相関関数を最大にするτの値を、ターゲットのY方向位置とする。ターゲットのX方向位置、Y方向位置が定まれば、その中心位置に静電容量型センサを移動することにより、ターゲットの中心に静電容量型センサの位置を合わせることができる。 Ask for. The value of τ that maximizes S (τ) is taken as the X-direction position of the target. Similar measurement and calculation are performed in the Y direction, and the value of τ that maximizes the cross-correlation function is set as the Y direction position of the target. If the X-direction position and the Y-direction position of the target are determined, the position of the capacitive sensor can be adjusted to the center of the target by moving the capacitive sensor to the center position.

ターゲットは4角錐台であるので、上面の矩形の面積が広く、この面はX−Y平面に平行になっている。よって、前述のように球の一部や楕円球の一部をターゲットとして用いた場合に比して、静電容量型センサのセンサの位置がX方向、Y方向に少しずれても、静電容量型センサの出力は変化しないので、ターゲットのZ方向位置測定精度を向上させることができる。   Since the target is a quadrangular pyramid, the rectangular area on the upper surface is wide, and this surface is parallel to the XY plane. Therefore, as described above, even when the position of the sensor of the capacitive sensor is slightly shifted in the X direction and Y direction as compared with the case where a part of a sphere or a part of an elliptic sphere is used as a target, Since the output of the capacitive sensor does not change, the accuracy of measuring the position of the target in the Z direction can be improved.

又、このように、X方向の断面形状が、所定範囲におけるYのどの位置で切断した場合でも同じであり、同様Y方向の断面形状が、所定範囲におけるXのどの位置で切断しても同じであるようなターゲットを用いると、被測定物のZ軸周りの回転量を求めることもできる。   In addition, in this way, the cross-sectional shape in the X direction is the same when cut at any position of Y in the predetermined range, and the cross-sectional shape in the Y direction is the same regardless of the position of X in the predetermined range. If a target such as is used, the amount of rotation of the object to be measured around the Z axis can also be obtained.

すなわち、Y方向に所定距離ΔYだけ離れた位置で、静電容量型センサをX方向に変化させることで、各Yの位置での、ターゲットのX方向中心位置を求め、それらの中心位置の差をΔXとすると、被測定物のZ軸周りの回転量θは、
θ=tan−1(ΔY/ΔX)
として求めることができる。θを求めるのには、静電容量型センサのY方向走査を使用しても、同様に求めることができる。
That is, by changing the capacitance type sensor in the X direction at a position separated by a predetermined distance ΔY in the Y direction, the center position of the target in the X direction at each Y position is obtained, and the difference between the center positions is obtained. Is ΔX, the rotation amount θ around the Z-axis of the object to be measured is
θ = tan −1 (ΔY / ΔX)
Can be obtained as The θ can be obtained in the same manner by using the Y-direction scanning of the capacitive sensor.

更に、4角錐台のように、上面の平面が十分広いターゲットを用いれば、同一直線上に無い3つ以上の(X,Y)の組み合わせについて、それぞれのZ方向位置を求めることにより、被測定物の傾斜を求めることも可能である。   Furthermore, if a target with a sufficiently wide upper surface such as a quadrangular pyramid is used, the Z-direction position of each of three or more (X, Y) combinations that are not on the same straight line is obtained. It is also possible to determine the inclination of the object.

4角錐台の代わりに、4角柱よりなるターゲットを用いても、全く同じ測定方法により、同じ作用効果が得られることは、説明を要しないであろう。   Even if a target made of a quadrangular prism is used instead of the quadrangular pyramid, it will not be necessary to explain that the same effect can be obtained by the same measurement method.

図2(b)は円錐台の形状をしたターゲットであり、上面と下面がX−Y平面に平行になっている。このようなターゲットは、どのYの値に対応する位置でX方向の断面を見ても、その断面が、同じ値のYの線を対称軸として対称となっている。同様、どのXの値に対応する位置でY方向の断面を見ても、その断面が、同じ値のYの線を対称軸として対称となっている。   FIG. 2B is a target having a truncated cone shape, and the upper surface and the lower surface are parallel to the XY plane. Such a target is symmetrical with respect to the Y line having the same value, regardless of the Y value at any position corresponding to the Y value. Similarly, when a cross section in the Y direction is viewed at a position corresponding to any X value, the cross section is symmetric with the Y line having the same value as the symmetry axis.

よって、任意の位置において静電容量型センサをX方向に走査し、その出力の対称軸となるXの値を知れば、それがターゲットのX方向中心位置Xであることが分かる。同様、任意の位置において静電容量型センサをY方向に走査し、その出力の対称軸となるYの値を知れば、それがターゲットのY方向中心位置Yであることが分かる。よって、これらの位置から、被測定物のX方向、Y方向の位置を知ることができる。 Therefore, by scanning the capacitance sensor in the X direction at an arbitrary position, knowing the value of X as the axis of symmetry of its output, it can be seen it is a X-direction central position X 1 of the target. Similarly, scanning the capacitance sensor at any position in the Y direction, knowing the value of Y to be the axis of symmetry of its output, it can be seen it is a Y-direction center position Y 1 of the target. Therefore, the position in the X direction and the Y direction of the object to be measured can be known from these positions.

続いて、静電容量型センサの中心位置を(X,Y)とし、その状態での静電容量型センサの出力を測定することにより、ターゲットのZ方向位置を知ることができ、従って、被測定物のX方向、Y方向の位置を知ることができる。静電容量型センサの位置が(X,Y)から多少ずれても測定精度に影響が無いことは、図2(a)に示した4角錐台の場合と同じであり、又、Z方向位置を同一直線状にない3点以上で測定することにより、被測定物の傾きを知ることができることも、図2(a)に示した4角錐台の場合と同じである。又、円錐台の代わりに、円柱を使用しても同様の作用効果が得られることは説明を要しないであろう。 Subsequently, the center position of the capacitive sensor is set to (X 1 , Y 1 ), and by measuring the output of the capacitive sensor in that state, the position of the target in the Z direction can be known. The position of the object to be measured in the X direction and the Y direction can be known. The fact that the measurement accuracy is not affected even if the position of the capacitive sensor is slightly deviated from (X 1 , Y 1 ) is the same as in the case of the quadrangular frustum shown in FIG. It is the same as in the case of the quadrangular pyramid shown in FIG. 2A that the inclination of the object to be measured can be obtained by measuring the direction position at three or more points that are not in the same straight line. Further, it will not be necessary to explain that the same effect can be obtained by using a cylinder instead of the truncated cone.

なお、得られた静電容量型センサの波形から、その対象中心を求める方法は、公知のものを任意に選択して使用できるが、最も簡単なものは、反転相互相関法を使用する方法である。例えばX方向走査により得られた静電容量型センサの出力をB(x)とするとき、次の式で表される相互相関関数S’(τ’)を求める。   The method for obtaining the target center from the obtained waveform of the capacitive sensor can be arbitrarily selected from known ones, but the simplest one is a method using an inverted cross-correlation method. is there. For example, when the output of the capacitive sensor obtained by scanning in the X direction is B (x), a cross-correlation function S ′ (τ ′) expressed by the following equation is obtained.

Figure 2005300330
Figure 2005300330

そして、この相互相関関数S’(τ’)を最大にするτ’の1/2の値を対象中心とする。 The value ½ of τ ′ that maximizes the cross-correlation function S ′ (τ ′) is set as the target center.

図2(c)は、X方向断面形状を見ると、三角波状の凹凸が左右に2つずつあり、中央に平らな部分を有するものであり、Y方向断面を見ると矩形断面であるターゲットである。このようなターゲットのY方向位置測定は、図2(b)の説明で説明した方法により行うことができる。   FIG. 2 (c) shows a target having a triangular cross-section with two triangular wave irregularities on the left and right sides and a flat portion in the center when viewed in the X-direction cross section. is there. Such target position measurement in the Y direction can be performed by the method described in the description of FIG.

X方向位置測定は、図2(a)の説明で説明した方法で行うことができる。その場合、図2(c)に示すターゲットにおいては、複数の凹凸が形成されているので、これら複数の凹凸に基づいて(例えば前述の相互相関法により)X方向位置を決定することができ、それだけ精度を上げることができる。なお、明らかなようにY方向についても図2(c)に示すX方向に配置された複数の凹凸を形成し、Y方向の位置精度を向上させることができる。   X-direction position measurement can be performed by the method described in the description of FIG. In that case, in the target shown in FIG. 2C, since a plurality of irregularities are formed, the position in the X direction can be determined based on the plurality of irregularities (for example, by the cross-correlation method described above) The accuracy can be increased accordingly. As is apparent, a plurality of irregularities arranged in the X direction shown in FIG. 2C can also be formed in the Y direction, and the positional accuracy in the Y direction can be improved.

Z方向の位置測定は、中央部の広い部分を使用して行うことができるので、静電容量型センサのX方向位置、Y方向位置が多少ずれても正確な測定が可能である。中央の平坦部の左右に設けられる凹凸は、任意の形状であっても構わないことは言うまでもない。又、左右対称である場合には、図2(b)の説明で行ったX方向位置測定方法が使用できる。   Since the position measurement in the Z direction can be performed using a wide portion at the center, accurate measurement is possible even if the X-direction position and the Y-direction position of the capacitive sensor are slightly shifted. Needless to say, the irregularities provided on the left and right of the central flat portion may be of any shape. In the case of left-right symmetry, the X direction position measurement method performed in the description of FIG. 2B can be used.

被測定物の位置を、静電容量型センサを走査することにより検出する方法の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the method of detecting the position of a to-be-measured object by scanning a capacitive sensor. 種々のターゲットの例を示す図である。It is a figure which shows the example of various targets.

符号の説明Explanation of symbols

1…被測定物
2…静電容量型センサ
3…ターゲット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Object to be measured 2 ... Capacitance type sensor 3 ... Target

Claims (12)

被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を、静電容量センサ及びターゲットを相対的に走査させて測定することにより、被測定物の位置を測定する方法であって、
前記ターゲットを予め決まった立体形状とし、前記静電容量センサと前記ターゲットとの相対的な位置と、前記静電容量の関係に基づいてX−Y−Z3次元空間において、前記被測定物のX−Y2次元方向、又はX−Y−Z3次元方向の位置を測定することを特徴とする位置検出方法。
A method of measuring the position of the object to be measured by measuring the capacitance between the target attached to the object to be measured by relatively scanning the capacitance sensor and the target,
The target has a predetermined three-dimensional shape, and the X of the object to be measured is measured in an XYZ three-dimensional space based on the relative position between the capacitance sensor and the target and the capacitance. A position detection method characterized by measuring a position in a Y2-dimensional direction or an XYZ three-dimensional direction.
請求項1に記載の位置検出方法であって、前記ターゲットが少なくとも球面の一部を有することを特徴とする位置検出方法。 The position detection method according to claim 1, wherein the target has at least a part of a spherical surface. 請求項1に記載の位置検出方法であって、前記相対的な走査方向をX方向、Y方向とするとき、前記ターゲットが、X方向、Y方向に軸を有する楕円球面の一部を有することを特徴とする位置検出方法。 2. The position detection method according to claim 1, wherein when the relative scanning direction is the X direction and the Y direction, the target has a part of an elliptical sphere having axes in the X direction and the Y direction. A position detection method characterized by the above. 請求項1に記載の位置検出方法であって、前記ターゲットがZ軸に平行な軸を有する円柱の一部を有することを特徴とする位置検出方法。 The position detection method according to claim 1, wherein the target has a part of a cylinder having an axis parallel to the Z axis. 請求項1に記載の位置検出方法であって、前記相対的な走査方向をX方向、Y方向とするとき、前記ターゲットが、X方向Y方向に楕円の軸を有する楕円柱の一部を有することを特徴とする位置検出方法。 The position detection method according to claim 1, wherein when the relative scanning direction is the X direction and the Y direction, the target has a part of an elliptic cylinder having an elliptical axis in the X direction and the Y direction. A position detection method characterized by the above. 被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を、静電容量センサ及びターゲットを相対的に走査させて測定し、前記静電容量型センサと前記ターゲットとの相対的な位置と前記測定された静電容量の関係に基づいて、X−Y−Z3次元空間において、前記静電容量型センサの走査方向をX方向とするとき、前記被測定物のX方向の位置を測定する方法であって、被測定物の面がX−Y平面に平行となるようにY方向を定めたとき、所定範囲のYにおける前記ターゲットの表面のX方向断面における形状がZ=f(X)で表されることを特徴とする位置検出方法。 The capacitance between the target attached to the object to be measured is measured by relatively scanning the capacitance sensor and the target, the relative position between the capacitance type sensor and the target, and the target A method for measuring the position of the object to be measured in the X direction in the XYZ three-dimensional space based on the measured capacitance relationship, where the scanning direction of the capacitive sensor is the X direction. When the Y direction is determined so that the surface of the object to be measured is parallel to the XY plane, the shape in the X direction cross section of the surface of the target in a predetermined range of Y is Z = f (X). A position detection method characterized by being represented. 被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を、静電容量センサ及びターゲットを相対的に走査させて測定し、前記静電容量型センサと前記ターゲットとの相対的な位置と前記測定された静電容量の関係に基づいて、X−Y−Z3次元空間において、前記静電容量型センサの走査方向をX方向、Y方向とするとき、前記被測定物のX−Y−Z3次元方向の位置を測定する方法であって、所定範囲のYにおける前記ターゲットの表面のX方向断面における形状がZ=f(X)、所定範囲のXにおける前記ターゲットの表面のY方向断面における形状がZ=g(Y)で表され、かつ、Z方向位置が最大又は最小となる範囲がX−Y平面に平行な平面で十分広くとられ、当該範囲の中心近傍において前記静電容量型センサを走査させても出力が変化しないようにされていることを特徴とする位置測定方法。 The capacitance between the target attached to the object to be measured is measured by relatively scanning the capacitance sensor and the target, the relative position between the capacitance type sensor and the target, and the target Based on the relationship of the measured capacitance, when the scanning direction of the capacitance type sensor is set to the X direction and the Y direction in the XYZ three-dimensional space, XYZ3 of the object to be measured. A method for measuring a position in a dimensional direction, wherein the shape of the surface of the target in the X range in the predetermined range of Y is Z = f (X), and the shape of the surface of the target in the Y range of the predetermined range in the Y direction Is represented by Z = g (Y), and the range in which the position in the Z direction is maximum or minimum is sufficiently wide in a plane parallel to the XY plane, and the capacitance type sensor is located near the center of the range. Even if you scan Position measuring method characterized in that the force is not to change. 前記ターゲットの形状が角錐台又は角柱であることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の位置測定方法。 The position measurement method according to claim 6 or 7, wherein the shape of the target is a truncated pyramid or a prism. 前記関数Z=f(Y)、Z=g(X)の一方が複数の凹凸を有することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の位置測定方法。 The position measurement method according to claim 6 or 7, wherein one of the functions Z = f (Y) and Z = g (X) has a plurality of irregularities. 請求項6から請求項9のうちいずれか1項に記載の位置測定方法であって、前記被測定物のX方向又はY方向の位置を求める方法が、前記ターゲットの位置を測定する方向の断面を示す関数と、前記測定する方向の前記走査したときの出力との相互相関をとり、相互相関値が最大となる点に基づいて、前記被測定物の位置を定めるものであることを特徴とする位置測定方法。 10. The position measurement method according to claim 6, wherein a method for obtaining a position of the object to be measured in the X direction or the Y direction is a cross section in a direction in which the position of the target is measured. And the position of the object to be measured is determined based on the point where the cross-correlation value is maximized. Position measurement method. 被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を、静電容量型センサを走査させて測定し、前記静電容量型センサの位置と前記測定された静電容量の関係に基づいて、X−Y−Z3次元空間において、前記静電容量型センサの走査方向をX方向、Y方向とするとき、前記被測定物のX−Y2次元方向の位置を測定する方法であって、前記ターゲットの表面のX方向断面における形状が、どのXについても同じYの値を中心とする線対称であり、かつ、Y方向断面における形状が、どのYについても同じXの値を中心とする線対称であることを特徴とする位置検出方法。 The capacitance between the target attached to the object to be measured is measured by scanning the capacitance type sensor, and based on the relationship between the position of the capacitance type sensor and the measured capacitance. In the XYZ three-dimensional space, when the scanning direction of the capacitive sensor is the X direction and the Y direction, the method measures the position in the XY two-dimensional direction of the object to be measured, The shape of the target surface in the X-direction cross section is line symmetric with the same Y value as the center for any X, and the shape in the Y-direction cross section is the line with the same X value as the center for any Y A position detection method characterized by being symmetrical. 被測定物に取り付けられたターゲットとの間の静電容量を、静電容量型センサを走査させて測定し、前記静電容量型センサの位置と前記測定された静電容量の関係に基づいて、X−Y−Z3次元空間において、前記静電容量型センサの走査方向をX方向、Y方向とするとき、前記被測定物のX−Y−Z3次元方向の位置を測定する方法であって、前記ターゲットの表面のX方向断面における形状が、どのXについても同じYの値を中心とする線対称であり、かつ、Y方向断面における形状が、どのYについても同じXの値を中心とする線対称であり、さらに、Z方向位置が最大又は最小となる範囲がX−Y平面に平行な平面で十分広くとられ、当該範囲の中心近傍において前記静電容量型センサを走査させても出力が変化しないようにされていることを特徴とする位置測定方法。
The capacitance between the target attached to the object to be measured is measured by scanning the capacitance type sensor, and based on the relationship between the position of the capacitance type sensor and the measured capacitance. In the XYZ three-dimensional space, when the scanning direction of the capacitive sensor is the X direction and the Y direction, the position of the object to be measured is measured in the XYZ three-dimensional direction. The shape of the target surface in the X-direction cross section is line symmetric about the same Y value for any X, and the shape in the Y-direction cross section is centered on the same X value for any Y. Further, a range in which the position in the Z direction is maximum or minimum is sufficiently wide in a plane parallel to the XY plane, and the capacitive sensor is scanned in the vicinity of the center of the range. The output is kept unchanged Position measuring method according to claim Rukoto.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007255484A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Jfe Steel Kk Inclination measuring device and inclination measuring method for piston type gas holder
JP2008281365A (en) * 2007-05-08 2008-11-20 Shimadzu Corp Microchip electrophoretic apparatus
JP2009263108A (en) * 2008-04-28 2009-11-12 Hitachi Ltd Elevator position detecting device
WO2015079873A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 株式会社島津製作所 Automatic sample injection device
WO2023120088A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 株式会社日立ハイテク Automatic analysis device and control method for same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007255484A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Jfe Steel Kk Inclination measuring device and inclination measuring method for piston type gas holder
JP2008281365A (en) * 2007-05-08 2008-11-20 Shimadzu Corp Microchip electrophoretic apparatus
JP2009263108A (en) * 2008-04-28 2009-11-12 Hitachi Ltd Elevator position detecting device
WO2015079873A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 株式会社島津製作所 Automatic sample injection device
JPWO2015079873A1 (en) * 2013-11-27 2017-03-16 株式会社島津製作所 Automatic sample injection device
WO2023120088A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 株式会社日立ハイテク Automatic analysis device and control method for same

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