JP2012207923A - Measuring instrument of scale for position detection, measurement method of scale for position detection, and method for manufacturing scale - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、位置検出用スケールの計測装置、位置検出用スケールの計測方法、及びスケールの製造方法に関する。 The present invention relates to a position detecting scale measuring apparatus, a position detecting scale measuring method, and a scale manufacturing method.
リニアエンコーダなどの位置検出には、位置情報を示すパターンを有する位置検出用スケールが使用される。この位置検出用スケールの誤差を測定する場合、レーザ干渉計などの計測装置を用いて測定している(例えば、非特許文献1を参照)。 For position detection of a linear encoder or the like, a position detection scale having a pattern indicating position information is used. When measuring the error of the position detection scale, it is measured using a measuring device such as a laser interferometer (for example, see Non-Patent Document 1).
ところで、近年、位置検出用スケールの小区間内で発生する誤差の変動を、小さく抑えたいという要求がある。例えば、100mmの区間において最大0.1μmの誤差は許容するが、小区間(例えば、1mm)での最大誤差変動は1nm以下に抑えたいという要求がある。
しかしながら、上述のようなレーザ干渉計などの計測装置では、1nmの変化を高い再現性で高精度に計測することが困難である。すなわち、上述のようなレーザ干渉計などの計測装置では、位置検出用スケールの誤差を高精度検出することが困難であるという問題があった。
By the way, in recent years, there has been a demand for minimizing fluctuations in errors that occur within a small section of the position detection scale. For example, an error of 0.1 μm at the maximum is allowed in a 100 mm section, but there is a demand to suppress the maximum error fluctuation in a small section (for example, 1 mm) to 1 nm or less.
However, it is difficult to measure a change of 1 nm with high reproducibility and high accuracy by a measuring apparatus such as the laser interferometer described above. That is, in the measuring apparatus such as the laser interferometer as described above, there is a problem that it is difficult to detect the error of the position detection scale with high accuracy.
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、位置検出用スケールの誤差を検出する精度を向上させることができる位置検出用スケールの計測装置、位置検出用スケールの計測方法、及びスケールの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a position detecting scale measuring apparatus and a position detecting scale measuring method capable of improving the accuracy of detecting an error in the position detecting scale. And providing a method for producing a scale.
上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、位置検出に使用されるスケールの位置情報を検出する複数の検出部を有し、前記スケールに対して移動方向に相対的に移動する位置検出部と、前記複数の検出部のうち少なくとも2つの前記検出部による検出結果に基づいて、前記スケールの誤差を検出する誤差検出部と、を備え、前記複数の検出部のうち前記少なくとも2つの検出部は、前記移動方向において互いに所定の第1間隔で配置されていることを特徴とする位置検出用スケールの計測装置である。 In order to solve the above problem, an embodiment of the present invention has a plurality of detection units that detect position information of a scale used for position detection, and moves relative to the scale in the movement direction. A position detection unit; and an error detection unit that detects an error of the scale based on a detection result of at least two of the plurality of detection units, and the at least two of the plurality of detection units. The two detecting units are arranged at predetermined first intervals in the moving direction, and are a position detecting scale measuring apparatus.
また、本発明の一実施形態は、スケールの位置情報を検出する少なくとも2つの検出部を有する位置検出部を前記スケールに対して移動方向に相対的に移動させる移動工程と、前記移動方向において互いに所定の第1間隔で配置された前記少なくとも2つの検出部による検出結果に基づいて、前記スケールの誤差を検出する誤差検出工程と、を有することを特徴とする位置検出用スケールの計測方法である。 In one embodiment of the present invention, a movement step of moving a position detection unit having at least two detection units for detecting position information of the scale relative to the scale in the movement direction, An error detection step of detecting an error of the scale based on detection results by the at least two detection units arranged at a predetermined first interval. .
また、本発明の一実施形態は、位置検出に使用されるスケールを作成するスケール作成工程と、本発明の一実施形態である位置検出用スケールの計測装置を用いて前記スケールの誤差を検出する誤差検出工程と、を有することを特徴とするスケールの製造方法である。 In addition, according to an embodiment of the present invention, a scale creating step for creating a scale used for position detection and an error of the scale are detected using the position detecting scale measuring apparatus according to the embodiment of the present invention. And an error detection step.
本発明によれば、スケールの誤差を検出する精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of detecting a scale error.
以下、本発明の一実施形態による位置検出用スケールの計測装置について図面を参照して説明する。 A position detecting scale measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本実施形態による位置検出用スケールの計測装置(以下、スケール計測装置という)を示す概略ブロック図である。
この図において、スケール計測装置1は、位置検出部10、誤差検出部20、及び移動部30を備えている。スケール計測装置1は、制御信号線を介して制御装置4と接続されている。
また、スケール計測装置1には、計測対象となる位置検出用スケール3(以下、スケール3という)が、取り付けられている。ここで、スケール3は、例えば、リニアエンコーダにおいて、位置検出に使用されるスケールである。スケール3は、その表面に、位置情報を示すパターン31が形成されている。パターン31は、例えば、インクリメンタルパターンである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a position detection scale measuring apparatus (hereinafter referred to as a scale measuring apparatus) according to the present embodiment.
In this figure, the
The
位置検出部10は、スケール3と対向して配置され、移動部30によって、スケール3に対して移動方向に相対的に移動する。ここで、移動方向は、位置情報を検出する方向であり、図1に示すX軸方向である。
位置検出部10は、複数(本実施形態では2つ)の検出ヘッド(11、12)、及び位置情報生成部(13、14)を備えている。
The
The
検出ヘッド(検出部)(11、12)は、例えば、光学式のセンサであり、スケール3のパターン30を検出することによって、スケール3の位置情報を検出し、検出信号を出力する。検出ヘッド11は検出信号を位置情報生成部13に出力し、検出ヘッド12は検出信号を位置情報生成部14に出力する。
また、検出ヘッド(11、12)は、移動方向において互いに所定の間隔L1(第1間隔)で固定されて、配置されている。すなわち、検出ヘッド(11、12)は、この所定の間隔L1を保った状態で、スケール3に対して移動方向に相対的に移動する。例えば、本実施形態における所定の間隔L1(第1間隔)は、温度などの環境変動の影響を受けにくい間隔が望ましく、10mm程度である。
The detection heads (detection units) (11, 12) are, for example, optical sensors, and detect the position information of the
Further, the detection heads (11, 12) are fixedly arranged at a predetermined interval L1 (first interval) in the moving direction. That is, the detection heads (11, 12) move relative to the
位置情報生成部13は、例えば、インクリメンタルパターンによって検出された検出信号に基づいて、位置情報を生成するカウンタである。位置情報生成部13は、検出ヘッド11から出力された検出信号に基づいて、スケール3における位置情報X1を生成し、生成した位置情報X1を検出結果として誤差検出部20に出力する。
位置情報生成部14は、例えば、インクリメンタルパターンによって検出された検出信号に基づいて、位置情報を生成するカウンタである。位置情報生成部14は、検出ヘッド12から出力された検出信号に基づいて、スケール3における位置情報X2を生成し、生成した位置情報X2を検出結果として誤差検出部20に出力する。
The position
The position
誤差検出部20は、2つの検出ヘッド(11、12)による検出結果(X1、X2)に基づいて、スケール3の誤差を検出する。すなわち、誤差検出部20は、2つの検出ヘッド(11、12)による検出結果(X1、X2)を演算処理した演算結果に基づいて、スケール3の誤差を検出する。なお、本実施形態では、演算処理の一例として、誤差検出部20が、2つの検出ヘッド(11、12)による検出結果(X1、X2)の差に基づいて、スケール3の誤差を検出する形態を説明する。
The
ここで、検出結果X1及び検出結果X2は、位置検出部10が移動方向において同一の位置にある場合に、検出ヘッド11及び検出ヘッド12によって検出される位置情報を示している。すなわち、検出ヘッド11と検出ヘッド12とは、スケール3において、上述した所定の間隔L1(第1間隔)離れた位置で検出された位置情報である。
Here, the detection result X1 and the detection result X2 indicate position information detected by the
また、スケール3の誤差とは、スケール3のX軸方向の各位置における位置情報の真の値に対する測定値の差である。また、スケール3の誤差には、スケール3の製造(例、パターン形成時のパターンのつなぎ(重ね合わせ))による誤差や、製造後の使用などによる経時変化によって生じた誤差などが含まれる。
The error of the
誤差検出部20は、検出したスケール3の誤差を制御装置4に出力する。また、誤差検出部20は、移動部30を制御して、位置検出部10を移動させる。
また、誤差検出部20は、誤差演算部21及び移動制御部22を備えている。
The
The
誤差演算部21は、上述したように、2つの検出ヘッド(11、12)による検出結果(X1、X2)を演算処理した演算結果に基づいて、スケール3の誤差を検出する。また、誤差演算部21は、減算器211を備えている。減算器211は、検出ヘッド11によって検出された検出結果X1と検出ヘッド12によって検出された検出結果X2との差分Dを算出する演算処理を実行する。この検出結果X1と検出結果X2との差分Dは、スケール3が誤差のない理想的なスケールである場合、所定の間隔L1を示す一定の値となる。つまり、この差分Dの変位が、スケール3の誤差に対応する。したがって、減算器211は、スケール3の誤差として、算出した検出結果X1と検出結果X2との差分Dを制御装置4に出力する。
As described above, the
移動制御部22は、移動部30を制御して、位置検出部10を移動させる。なお、スケール3の誤差を測定する場合、移動制御部22は、位置検出部10がX軸方向の一方の端から他方の端までの全領域を移動するように、移動部30を制御する。
The
制御装置4は、スケール計測装置1におけるスケール3の誤差測定を制御する。制御装置4は、制御信号線を介して測定開始位置や測定終了位置などの各種測定条件をスケール計測装置1に供給する。また、制御装置4は、最大誤差算出部41と、検査部42とを備えている。
最大誤差算出部41は、誤差検出部20の誤差演算部21が算出(検出)したスケール3の誤差(差分D)に基づいて、測定対象となる誤差のスケール3における最大値を算出する。ここで、測定対象となる誤差とは、例えば、小区間における誤差や、長区間における誤差などである。また、小区間における誤差とは、例えば、1mm区間における誤差である。
一例として、ここでは、最大誤差算出部41は、スケール3の全区間における、最大値と最小値との差分ΔDをスケール3の誤差の最大値として算出する。但し、このスケール3の誤差の最大値(ΔD)は、後述するように、実際の誤差の2倍の値となる。そのため、スケール3の良否の判定には、このスケール3の誤差の最大値(ΔD)を2分の1した値が用いられる。
The
The maximum
As an example, here, the maximum
検査部42は、最大誤差算出部41によって算出されたスケール3の誤差の最大値(ΔD)に基づいて、スケール計測装置1によって測定されたスケール3の良否を判定する。検査部42は、例えば、スケール3の誤差の最大値(ΔD)を2分の1した値によって、測定されたスケール3の良否を判定する。
The
次に、本実施形態におけるスケール計測装置1の動作について、説明する。
図2は、本実施形態におけるスケール計測装置1の測定動作の一例を示す波形図である。
この図において、横軸は、スケール3のX軸方向の位置を示している。また、図2(a)はスケール3のパターン31を示し、図2(b)は、時刻T1〜T5におけるスケール3の誤差と位置検出部10の位置とを示している。また、図2(c)は、スケール計測装置1によって検出されたスケール3の誤差(差分D)を示している。
Next, the operation of the
FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of the measurement operation of the
In this figure, the horizontal axis indicates the position of the
図2(a)に示すように、スケール3は、X軸上の位置P2から位置P4において、正方向の誤差を持っている一例を示している。なお、スケール3のパターン31は、例えば、露光(フォトリソグラフィ)技術によって形成され、所定の区間幅を持ったパターンを繰り返し形成して作成されている。例えば、スケール3のパターン31は、所定の区間幅(例、小区間の幅)のパターンを重ね露光又はつなぎ露光によって形成される。なお、この例では、繰り返しパターンの一部分(位置P2からP4)が、ずれて形成された場合の例である。
As shown in FIG. 2A, the
まず、スケール計測装置1は、位置検出部10をスケール3に対して、X軸方向に移動させる。すなわち、誤差検出部20の移動制御部22は、移動部30に対して、位置検出部10をスケール3の一端から他端に向けてX軸方向に移動させる。
図2(b)及び図2(c)の示すように、時刻T1において、位置検出部10は、検出ヘッド11が位置P1である。この場合、検出ヘッド11と検出ヘッド12とは、いずれもスケール3の誤差のない位置であるため、誤差検出部20の減算器211の出力(差分D)は、一定の値(所定の間隔L1)を示す値を出力する。
First, the
As shown in FIGS. 2B and 2C, at time T1, the
次に、時刻T2において、位置検出部10は、検出ヘッド11が位置P3である。この場合、検出ヘッド11が誤差のある位置P2から位置P4の間に位置し、検出ヘッド12が誤差のない区間の位置である。そのため、誤差検出部20の減算器211の出力(差分D)は、一定の値(所定の間隔L1)より誤差の分だけ大きい値になる。
Next, at time T2, the
次に、時刻T3において、位置検出部10は、検出ヘッド11が位置P5である。この場合、検出ヘッド11と検出ヘッド12とは、再びいずれもスケール3の誤差のない位置であるため、誤差検出部20の減算器211の出力(差分D)は、一定の値(所定の間隔L1)を示す値を出力する。
Next, at time T3, the
次に、時刻T4において、位置検出部10は、検出ヘッド11が位置P6である。この場合、検出ヘッド11が誤差のない区間の位置であり、検出ヘッド12が誤差のある位置P2から位置P4の間に位置する。そのため、誤差検出部20の減算器211の出力(差分D)は、一定の値(所定の間隔L1)より誤差の分だけ小さい値になる。
Next, at time T4, the
次に、時刻T5において、位置検出部10は、検出ヘッド11が位置P7である。この場合、検出ヘッド11と検出ヘッド12とは、再びいずれもスケール3の誤差のない位置であるため、誤差検出部20の減算器211の出力(差分D)は、一定の値(所定の間隔L1)を示す値を出力する。
Next, at time T5, the
このように、移動制御部22が、移動部30に対して位置検出部10をスケール3の一端から他端に向けてX軸方向に移動させることによって、減算器211は、図2(c)の示すような検出ヘッド11による検出結果X1と、検出ヘッド12による検出結果X2との差分Dを出力する。また、スケール3の誤差は、この差分Dの最大値と最小値との差ΔDを2分の1した値として検出することができる。
In this way, the
次に、本実施形態におけるスケール計測装置1及び制御装置4の動作についてフローチャート図を参照して説明する。
図3は、本実施形態におけるスケール計測方法の一例を示すフローチャートである。
この図において、まず、スケール計測装置1は、位置検出部10を測定開始位置から測定終了位置に移動させる(ステップS101)。すなわち、誤差検出部20の移動制御部22は、制御装置4から供給された測定条件に基づいて、移動部30に対して位置検出部10をスケール3の一端である測定開始位置から他端である測定終了位置に移動させる。つまり、移動制御部22は、位置検出部10をスケール3に対して移動方向(X軸方向)に相対的に移動させる。そして、この位置検出部10を測定開始位置から測定終了位置に移動させている間に、スケール計測装置1は、ステップS102からステップS105の処理を実行する。
Next, operations of the
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the scale measurement method according to the present embodiment.
In this figure, first, the
次に、位置検出部10は、位置情報X1及び位置情報X2を検出する(ステップS102)。つまり、位置検出部10の位置情報生成部13は、検出ヘッド11から出力された検出信号から、位置情報X1を生成する。また、位置検出部10の位置情報生成部14は、検出ヘッド12から出力された検出信号から、位置情報X2を生成する。
Next, the
次に、誤差検出部20は、位置情報X1及び位置情報X2に基づいて、スケール3の誤差(差分D)を検出する(ステップS103)。つまり、誤差検出部20の減算器211が、検出ヘッド11及び検出ヘッド12によって検出された検出結果(位置情報)X1と検出結果X2との差分Dを算出する。そして、減算器211は、スケール3の誤差として制御装置4に出力する(ステップS104)。
Next, the
次に、誤差検出部20は、位置検出部10が測定終了位置か否かを判定する(ステップS105)。誤差検出部20は、位置検出部10が測定終了位置でないと判定した場合に、処理をステップS102に戻し、位置検出部10が測定終了位置に移動するまでの間、ステップS102からステップS105の処理を繰り返す。また、誤差検出部20は、位置検出部10が測定終了位置である場合に、処理をステップS106に進める。
Next, the
ステップS106において、制御装置4は、最大誤差ΔDを算出する。すなわち、制御装置4の最大誤差算出部41は、スケール計測装置1の減算器211から出力されたスケール3の誤差(差分D)に基づいて、スケール3の最大誤差ΔDを算出する。
In step S106, the
次に、制御装置4は、スケール3の良否を判定する(ステップS107)。すなわち、制御装置4の検査部42は、最大誤差算出部41が算出した最大誤差ΔDに基づいて、スケール計測装置1によって測定したスケール3が良品であるか否かを判定する。なお、スケール3が良品であるか否かの判定基準は、スケール3に要求される精度によって異なるが、ここでは、例えば、±1nm以内である。検査部42は、最大誤差ΔDの2分の1の値が1nm以下である場合に、スケール3を良品と判定し、最大誤差ΔDの2分の1の値が1nmより大きい場合に、スケール3を不良品と判定する。
以上により、本フローチャートの処理を終了する。
Next, the
Thus, the process of this flowchart is completed.
以上のように、本実施形態におけるスケール計測装置1は、位置検出部10が、位置検出に使用されるスケール3の位置情報を検出する複数の検出ヘッド(11、12)を有し、スケール3に対して移動方向(X軸方向)に相対的に移動する。誤差検出部20は、複数の検出ヘッド(11、12)のうち少なくとも2つの検出ヘッド(11、12)による検出結果(X1、X2)に基づいて、スケール3の誤差を検出する。そして、少なくとも2つの検出ヘッド(11、12)は、移動方向(X軸方向)において互いに所定の間隔L1(第1間隔)で配置されている。
As described above, in the
すなわち、本実施形態におけるスケール計測装置1は、所定の間隔L1を保たれた状態において、位置検出部10が移動して、少なくとも2つの検出ヘッド(11、12)によって、位置情報である検出結果(X1、X2)を検出する。そのため、スケール3が誤差のない理想的なスケールである場合に、検出結果X1と検出結果X2とは、所定の間隔L1だけ離れた位置情報である。
例えば、スケール3に誤差がある場合には、スケール3の誤差は、検出結果X1と検出結果X2との変位として検出される。なお、検出結果X1と検出結果X2とは、スケール3を使用するエンコーダと同様に、高分解能で検出することが可能である。そのため、本実施形態におけるスケール計測装置1は、スケール3の誤差を検出する精度を向上させることができる。
That is, in the
For example, when there is an error in the
例えば、位置検出部10は、1nm単位でスケール3の位置情報を検出することが可能である。そのため、本実施形態におけるスケール計測装置1は、スケール3における小区間の誤差(例えば、1mm区間内に1nm以下の誤差)を検出することができる。すなわち、本実施形態におけるスケール計測装置1は、スケール3における局所的な誤差(小区間の誤差)を検出することができる。
For example, the
また、本実施形態において、誤差検出部20は、少なくとも2つの検出ヘッド(11、12)による検出結果(X1、X2)の差(差分D)に基づいて、スケール3の誤差を検出する。
これにより、簡易な回路構成によって、スケール3の誤差を高精度に検出することができる。よって、本実施形態におけるスケール計測装置1は、スケール3の誤差を検出する精度を向上させることができる。
In the present embodiment, the
Thereby, the error of the
なお、本実施形態によれば、スケール3の計測方法は、スケール3の位置情報を検出する少なくとも2つの検出ヘッド(11、12)を有する位置検出部20をスケール3に対して移動方向に相対的に移動させる移動工程(図3のステップS101)と、移動方向において互いに所定の間隔L1(第1間隔)で配置された少なくとも2つの検出ヘッド(11、12)による検出結果(X1、X2)に基づいて、スケール3の誤差を検出する誤差検出工程(図3のステップS102からステップS105)と、を有する。
これにより、本実施形態におけるスケール3の計測方法は、スケール3の誤差を検出する精度を向上させることができる。
According to this embodiment, the measuring method of the
Thereby, the measuring method of the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態によるスケール計測装置1aについて説明する。
図4は、第2の実施形態によるスケール計測装置1aを示す概略ブロック図である。
本実施形態におけるスケール計測装置1aは、フィルタ処理部23を備えている点が、第1の実施形態におけるスケール計測装置1と異なり、その他の構成、及び動作は、第1の実施形態におけるスケール計測装置1と同様である。
図4において、スケール計測装置1aは、位置検出部10、誤差検出部20a、及び移動部30を備えている。この図において、図1と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a
FIG. 4 is a schematic block diagram showing the
The
In FIG. 4, the
誤差検出部20aは、誤差演算部21、移動制御部22、及びフィルタ処理部23を備えている。
フィルタ処理部23は、減算器211の出力であるスケール3の誤差の低周波数成分を低減するハイパスフィルタである。すなわち、フィルタ処理部23は、例えば、1mmの空間フィルタである。フィルタ処理部23は、減算器211の出力のうち、低周波成分を低減して、小区間(例えば1mm区間)における誤差成分(高周波数成分)を通過させる。これにより、フィルタ処理部23は、小区間(例えば1mm区間)における誤差を検出し易くする。フィルタ処理部23は、フィルタ処理した減算器211の出力をスケール3の誤差(差分D)として制御装置4に出力する。
The
The
以上のように、本実施形態におけるスケール計測装置1aは、誤差検出部20aがスケール3の誤差の低周波数成分を低減するフィルタ処理部23を備えるので、小区間におけるスケール3の誤差を正確に検出することができる。よって、本実施形態におけるスケール計測装置1aは、スケール3の誤差を検出する精度を向上させることができる。
As described above, in the
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態によるスケール計測装置1bについて説明する。
第1及び第2の実施形態では、誤差演算部21における演算処理の一例として、減算器211による差分を適用した形態を説明したが、本実施形態では、演算処理の別の一例を適用した形態について説明する。
[Third Embodiment]
Next, a
In the first and second embodiments, the mode in which the difference by the
図5は、第3の実施形態によるスケール計測装置1bを示す概略ブロック図である。
本実施形態におけるスケール計測装置1bは、誤差演算部21bの構成及び動作が異なる点を除き、その他の構成及び動作は、第1の実施形態におけるスケール計測装置1と同様である。
図5において、スケール計測装置1bは、位置検出部10、誤差検出部20b、及び移動部30を備えている。この図において、図1と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a
The
In FIG. 5, the
誤差検出部20bは、誤差演算部21b、及び移動制御部22を備えている。
誤差演算部21bは、検出ヘッド(11、12)による検出結果(X1、X2)に基づいて、スケール3の誤差を検出する演算処理の一例として(dX2/dX1)の演算を実行する。ここで、検出結果(X1、X2)には、基準検出結果X1と、対象検出結果X2とが含まれる。基準検出結果X1は、検出ヘッド(11、12)のうちの基準となる検出ヘッド11によって検出された位置情報である。また、対象検出結果X2は、検出ヘッド(11、12)のうちの基準となる検出ヘッド11とは異なる検出ヘッド12によって検出された位置情報である。
なお、本実施形態において、上述のように、検出結果(位置情報)X1を基準検出結果X1として表し、検出結果(位置情報)X2を基準検出結果X2として表す。
The
The
In the present embodiment, as described above, the detection result (position information) X1 is represented as the reference detection result X1, and the detection result (position information) X2 is represented as the reference detection result X2.
誤差演算部21bは、基準検出結果X1が予め定められた一定量変位した場合に、対象検出結果X2が変位する変位量(dX2/dX1)に基づいて、スケール3の誤差を検出する。誤差演算部21bは、検出したスケール3の誤差を出力(差分D)として制御装置4に出力する。誤差演算部21bは、基準変位量検出部213、位置情報ラッチ部214、及び対象変位量検出部215を備えている。
The
基準変位量検出部213は、検出ヘッド11によって検出された基準検出結果X1に基づいて、基準検出結果X1が予め定められた一定量変位した場合にトリガー信号を出力する。
位置情報ラッチ部214は、検出ヘッド12によって検出された対象検出結果X2である位置情報を、基準変位量検出部213から出力されたトリガー信号によってラッチして、ラッチした位置情報を対象変位量検出部215に出力する。
Based on the reference detection result X1 detected by the
The position
対象変位量検出部215は、基準変位量検出部213から出力されたトリガー信号によって、基準変位量検出部213から出力された位置情報をラッチして、次に基準変位量検出部213から出力される位置情報との差分を算出する。すなわち、対象変位量検出部215は、基準検出結果X1が予め定められた一定量変位した場合における対象検出結果X2の変位量(dX2/dX1)を検出する。
The target displacement
なお、この対象検出結果X2の変位量(dX2/dX1)は、スケール3が誤差のない理想的なスケールである場合、所定の値を示す一定の値となる。つまり、この対象検出結果X2の変位量(dX2/dX1)が、スケール3の誤差Dに対応する。対象変位量検出部215は、検出(算出)したこの対象検出結果X2の変位量(dX2/dX1)をスケール3の誤差Dとして制御装置4に出力する。
The displacement amount (dX2 / dX1) of the target detection result X2 is a constant value indicating a predetermined value when the
以上のように、本実施形態におけるスケール計測装置1bは、誤差検出部20bの誤差演算部21bが、基準検出結果X1が予め定められた一定量変位した場合に、対象検出結果X2が変位する変位量(dX2/dX1)に基づいて、スケール3の誤差を検出する。
これにより、誤差検出部20bは、検出結果X1(基準検出結果)と検出結果X2(対象検出結果)との間の変位を正確に検出することができる。よって、本実施形態におけるスケール計測装置1bは、スケール3の誤差を検出する精度を向上させることができる。
As described above, in the
Thereby, the
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態によるスケール計測装置1cについて説明する。
第1から第3の各実施形態では、位置検出部10が2つの検出ヘッド(11、12)を備える形態を説明したが、本実施形態では、3つの検出ヘッドを備える形態について説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a
In each of the first to third embodiments, the mode in which the
図6は、第4の実施形態によるスケール計測装置1cを示す概略ブロック図である。
本実施形態におけるスケール計測装置1cは、検出ヘッドの数が3つになっている点を除き、基本的な動作は、第1の実施形態におけるスケール計測装置1と同様である。
図6において、スケール計測装置1cは、位置検出部10c、誤差検出部20c、及び移動部30を備えている。この図において、図1と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 6 is a schematic block diagram showing a
The basic operation of the
In FIG. 6, the
位置検出部10cは、3つの検出ヘッド(11、12、15)及び位置情報生成部(13、14、16)を備えている。すなわち、位置検出部10cは、複数の検出ヘッドとして、検出ヘッド11(第1の検出部)、検出ヘッド12(第2の検出部)、及び検出ヘッド15(第3の検出部)を備えている。
また、検出ヘッド11が配置されている位置と検出ヘッド12が配置されている位置との間の第1間隔(所定の間隔L1)と、検出ヘッド12が配置されている位置と検出ヘッド15が配置されている位置との間の第2間隔(所定の間隔L2)とは、互いに異なる間隔である。また、この所定の間隔L1(第1間隔)と所定の間隔L2(第2間隔)とは、互いに倍数でない関係にある。なお、検出ヘッド11、検出ヘッド12、及び検出ヘッド15は、この所定の間隔L1及び所定の間隔L2を保った状態で、スケール3に対して移動方向に相対的に移動する。
The
Further, the first interval (predetermined interval L1) between the position where the
検出ヘッド15(第3の検出部)は、検出ヘッド11及び検出ヘッド12と同様に、例えば、光学式のセンサであり、スケール3のパターン30を検出することによって、スケール3の位置情報を検出し、検出信号を出力する。検出ヘッド15は、検出信号を位置情報生成部16に出力する。
The detection head 15 (third detection unit) is, for example, an optical sensor similar to the
位置情報生成部16は、位置情報生成部13及び位置情報生成部14と同様に、例えば、インクリメンタルパターンによって検出された検出信号に基づいて、位置情報を生成するカウンタである。位置情報生成部16は、検出ヘッド15から出力された検出信号に基づいて、スケール3における位置情報X3を生成し、生成した位置情報X3を検出結果として誤差検出部20cに出力する。
Similar to the position
誤差検出部20cは、誤差演算部21c及び移動制御部22を備えている。そして、誤差演算部21cは、減算器211及び減算器212を備えている。
減算器211は、検出ヘッド11によって検出された検出結果X1と検出ヘッド12によって検出された検出結果X2との差分D1を算出する演算処理を実行する。この検出結果X1と検出結果X2との差分D1は、スケール3が誤差のない理想的なスケールである場合、所定の間隔L1を示す一定の値となる。つまり、この差分D1の変位が、スケール3の誤差に対応する。したがって、減算器211は、スケール3の誤差として、算出した検出結果X1と検出結果X2との差分D1を制御装置4に出力する。
The
The
減算器212は、検出ヘッド12によって検出された検出結果X2と検出ヘッド15によって検出された検出結果X3との差分D2を算出する演算処理を実行する。この検出結果X2と検出結果X3との差分D2は、スケール3が誤差のない理想的なスケールである場合、所定の間隔L2を示す一定の値となる。つまり、この差分D2の変位が、スケール3の誤差に対応する。したがって、減算器212は、スケール3の誤差として、算出した検出結果X2と検出結果X3との差分D2を制御装置4に出力する。
The
本実施形態において、制御装置4は、検出結果X1と検出結果X2との差分D1と、検出結果X2と検出結果X3との差分D2とに基づいて、スケール3の良否を判定する。
なお、スケール3の誤差が、例えば、所定の間隔L1に近い間隔によって周期的に発生する場合がある。このような場合には、所定の間隔L1によって検出されたスケール3の誤差(差分D1)では、正確な誤差を検出できないことがある。そのため、本実施形態では、所定の間隔L1と所定の間隔L2との異なる間隔によって、スケール3の誤差(差分D1及びD2)を検出する。これにより、このような場合であっても、所定の間隔L1と異なる間隔である所定の間隔L2によって検出されたスケール3の誤差(差分D2)では、正確な誤差を検出することができる。
In the present embodiment, the
Note that the error of the
以上のように、本実施形態におけるスケール計測装置1cは、位置検出部10cが、複数の検出ヘッドとして、検出ヘッド11(第1の検出部)、検出ヘッド12(第2の検出部)、及び検出ヘッド15(第3の検出部)を備えている。そして、検出ヘッド11が配置されている位置と検出ヘッド12が配置されている位置との間の間隔(所定の間隔L1)と、検出ヘッド12が配置されている位置と検出ヘッド15が配置されている位置との間の間2(所定の間隔L2)とは、互いに異なる間隔である。
これにより、上述したように、スケール3の誤差が所定の間隔L1又は所定の間隔L2に近い間隔によって周期的に発生する場合であっても、正確にスケール3の誤差を検出することができる。したがって、本実施形態におけるスケール計測装置1cは、スケール3の誤差を検出する精度を向上させることができる。
As described above, in the
Thereby, as described above, even when the error of the
[第5の実施形態]
次に、第5の実施形態によるスケール計測装置1dについて説明する。
第4の実施形態では、位置検出部10cが3つの検出ヘッドを備える形態について説明したが、本実施形態では、2つの検出ヘッド(11、12)を備える位置検出部10を複数備える形態について説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a
In the fourth embodiment, the mode in which the
図7は、第5の実施形態によるスケール計測装置1dを示す概略ブロック図である。
本実施形態におけるスケール計測装置1dは、2つの位置検出部10を備える点を除き、基本的な動作は、第1の実施形態におけるスケール計測装置1と同様である。
図7において、スケール計測装置1dは、2つの位置検出部(10_1、10_2)、誤差検出部20d、及び移動部30を備えている。この図において、図1と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 7 is a schematic block diagram showing a
The
In FIG. 7, the
位置検出部10_1(第1の位置検出部)は、検出ヘッド(11_1、12_1)、及び位置情報生成部(13_1、14_1)を備えている。また、位置検出部10_2(第2の位置検出部)は、検出ヘッド(11_2、12_2)、及び位置情報生成部(13_2、14_2)を備えている。なお、位置検出部10_1及び位置検出部10_2は、図1における位置検出部10と同様の構成である。すなわち、検出ヘッド11_1及び検出ヘッド11_2は検出ヘッド11に対応し、検出ヘッド12_1及び検出ヘッド12_2は検出ヘッド12に対応する。また、位置情報生成部13_1及び位置情報生成部13_2は位置情報生成部13に対応し、位置情報生成部14_1及び位置情報生成部14_2は位置情報生成部14に対応する。
The position detection unit 10_1 (first position detection unit) includes detection heads (11_1, 12_1) and position information generation units (13_1, 14_1). The position detection unit 10_2 (second position detection unit) includes a detection head (11_2, 12_2) and a position information generation unit (13_2, 14_2). Note that the position detection unit 10_1 and the position detection unit 10_2 have the same configuration as the
なお、本実施形態では、検出ヘッド11_1と検出ヘッド12_1とは、移動方向において互いに所定の間隔L1(第1間隔)で配置されている。また、検出ヘッド11_2と検出ヘッド12_2とは、移動方向において互いに所定の間隔L2(第2間隔)で配置されている。この所定の間隔L2は、位置検出部10_1における所定の間隔L1とは異なる間隔である。また、この所定の間隔L1と所定の間隔L2とは、互いに倍数でない関係にある。すなわち、位置検出部10_2は、所定の間隔L1とは異なる間隔で配置された少なくとも2つの検出ヘッド(11_2、12_2)を有し、スケール3に対して移動方向に相対的に移動する。
In the present embodiment, the detection head 11_1 and the detection head 12_1 are disposed at a predetermined interval L1 (first interval) in the movement direction. The detection head 11_2 and the detection head 12_2 are arranged at a predetermined interval L2 (second interval) in the moving direction. This predetermined interval L2 is an interval different from the predetermined interval L1 in the position detector 10_1. Further, the predetermined interval L1 and the predetermined interval L2 are not in a multiple relationship with each other. That is, the position detection unit 10_2 has at least two detection heads (11_2, 12_2) arranged at intervals different from the predetermined interval L1, and moves relative to the
位置検出部10_1は、検出ヘッド(11_1、12_1)による検出結果(X1、X2)を誤差検出部20dに出力する。また、位置検出部10_2は、検出ヘッド(11_2、12_2)による検出結果(X3、X4)を誤差検出部20dに出力する。
The position detection unit 10_1 outputs detection results (X1, X2) by the detection heads (11_1, 12_1) to the
誤差検出部20dは、誤差演算部21d及び移動制御部22を備えている。そして、誤差演算部21dは、減算器211_1及び減算器211_2を備えている。
減算器211_1及び減算器211_2は、図1における減算器211と同様の構成である。但し、減算器211_1は、検出ヘッド11_1によって検出された検出結果X1と、検出ヘッド12_1によって検出された検出結果X2との差分D1を算出し、スケール3の誤差として制御装置4に出力する。また、減算器211_2は、検出ヘッド11_2によって検出された検出結果X3と、検出ヘッド12_2によって検出された検出結果X4との差分D2を算出し、スケール3の誤差として制御装置4に出力する。
The
The subtractor 211_1 and the subtractor 211_2 have the same configuration as the
次に、本実施形態におけるスケール計測装置1dについて説明する。
図8は、本実施形態におけるスケール計測装置1dの動作を示すフローチャートである。
この図において、まず、スケール計測装置1dは、位置検出部10_1によって、スケール3の誤差(差分D1)を測定(検出)する(ステップS201)。このステップS201の処理は、図3におけるステップS101からステップS105までの処理と同様である。誤差検出部20dは、算出したスケール3の誤差(差分D1)を制御装置4に出力する。
Next, the
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the
In this figure, first, the
次に、スケール計測装置1dは、位置検出部10_2によって、スケール3の誤差(差分D2)を測定(検出)する(ステップS202)。すなわち、スケール計測装置1dは、位置検出部10_1から位置検出部10_2に切り替えて、位置検出部10_1と同様に、スケール3の誤差(差分D2)を測定(検出)する。誤差検出部20dは、算出したスケール3の誤差(差分D2)を制御装置4に出力する。
Next, the
次に、制御装置4は、最大誤差ΔD1及びΔD2を算出する(ステップS203)。すなわち、制御装置4の最大誤差算出部41は、スケール計測装置1の誤差検出部20dから出力されたスケール3の誤差(差分D1及びD2)に基づいて、スケール3の最大誤差ΔD1及びΔD2を算出する。
Next, the
次に、制御装置4は、スケール3の良否を判定する(ステップS204)。すなわち、制御装置4の検査部42は、最大誤差算出部41が算出した最大誤差ΔD1及びD2に基づいて、スケール計測装置1によって測定したスケール3が良品であるか否かを判定する。
以上により、本フローチャートの処理を終了する。
Next, the
Thus, the process of this flowchart is completed.
なお、スケール3の誤差が、例えば、所定の間隔L1に近い間隔によって周期的に発生する場合がある。このような場合には、所定の間隔L1によって検出されたスケール3の誤差(差分D1)では、正確な誤差を検出できないことがある。そのため、本実施形態では、所定の間隔L1と所定の間隔L2との異なる間隔によって、スケール3の誤差(差分D1及びD2)を2回検出する。これにより、このような場合であっても、所定の間隔L1と異なる間隔である所定の間隔L2によって検出されたスケール3の誤差(差分D2)では、正確な誤差を検出することができる。
Note that the error of the
以上のように、本実施形態におけるスケール計測装置1dは、位置検出部10_1(第1の位置検出部)と、位置検出部10_2(第2の位置検出部)とを備えている。位置検出部10_1は、所定の間隔L1(第1間隔)で配置された少なくとも2つの検出ヘッド(11_1、12_1)を有し、スケール3に対して移動方向に相対的に移動する。また、位置検出部10_2(第2の位置検出部)は、所定の間隔L1とは異なる所定の間隔L2(第2間隔)で配置された少なくとも2つの検出ヘッド(11_2、12_2)を有し、スケール3に対して移動方向に相対的に移動する。誤差検出部20dは、位置検出部10_1及び位置検出部10_2から得られた検出結果に基づいて、スケール3の誤差を検出する。
As described above, the
これにより、上述したように、スケール3の誤差が所定の間隔L1又は所定の間隔L2に近い間隔によって周期的に発生する場合であっても、正確にスケール3の誤差を検出することができる。したがって、本実施形態におけるスケール計測装置1dは、スケール3の誤差を検出する精度を向上させることができる。
Thereby, as described above, even when the error of the
また、本実施形態によれば、スケール3の計測方法は、所定の間隔L1と所定の間隔L2との異なる間隔に配置された少なくとも2つの検出ヘッドを有する複数の位置検出部(10_1、10_2)を切り替えてスケール3の誤差を検出する工程(図8のステップS201及びステップS202)を有している。
これにより、上述したように、スケール3の誤差が所定の間隔L1又は所定の間隔L2に近い間隔によって周期的に発生する場合であっても、正確にスケール3の誤差を検出することができる。
Further, according to the present embodiment, the measuring method of the
Thereby, as described above, even when the error of the
[第6の実施形態]
上述した第1から第5の各実施形態におけるスケール計測装置(1、1a、1b、1c、1d)は、スケール製造システム及びスケールの製造方法に適用することができる。本実施形態では、その一例として、第1の実施形態におけるスケール計測装置1を備えるスケール製造システムについて説明する。
[Sixth Embodiment]
The scale measuring devices (1, 1a, 1b, 1c, 1d) in the first to fifth embodiments described above can be applied to a scale manufacturing system and a scale manufacturing method. In this embodiment, as an example, a scale manufacturing system including the
図9は、本実施形態によるスケール製造システム100を示す概略ブロック図である。
この図において、スケール製造システム100は、スケール計測装置1、スケール作成装置2、及び制御装置4を備えている。
FIG. 9 is a schematic block diagram showing the scale manufacturing system 100 according to the present embodiment.
In this figure, the scale manufacturing system 100 includes a
スケール作成装置2は、スケール3を作成する装置であり、例えば、スケール3に位置情報を形成するパターン31を露光(フォトリソグラフィ)技術によって形成する。なお、スケール作成装置2は、パターン31を所定の区間幅を持ったパターンを繰り返し形成して作成する。スケール作成装置2のスケール作成工程には、スケール3に位置情報を形成するパターン形成工程が含まれる。
The
制御装置4は、スケール製造システム100の各装置を制御する。制御装置4は、最大誤差算出部41、検査部42、及び記憶部43を備えている。
記憶部43は、スケール作成装置2の作成条件、スケール計測装置1の測定条件、及びスケール計測装置1が検出したスケール3の誤差(誤差情報)などを記憶する。
検査部42は、最大誤差算出部41によって算出されたスケール3の誤差の最大値に基づいて、スケール計測装置1によって測定されたスケール3の良否を判定する。また、検査部42は、測定されたスケール3が不良品である場合に、スケール計測装置1によって計測(検出)されたスケール3の誤差情報を解析し、スケール3の作成条件を変更可能な傾向があるか否かを判定する。検査部42は、スケール3の作成条件を変更可能な傾向があると判定した場合に、スケール作成装置2におけるスケール3の作成条件を変更する。
The
The
The
図10は、本実施形態におけるスケール製造システム100の動作を示すフローチャートである。
この図において、まず、スケール作成装置2は、位置検出に使用されるスケール3を作成する(ステップS301)。すなわち、スケール作成装置2は、制御装置4から供給された作成条件に基づいて、スケール3を作成する。なお、ステップS301の処理は、スケール作成工程に対応し、上述したように、スケール3に位置情報を形成するパターン形成工程を含む。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the scale manufacturing system 100 in the present embodiment.
In this figure, first, the
次に、スケール製造システム100は、スケール計測装置1を用いて、スケール3の誤差を計測(検出)する(ステップS302)。すなわち、スケール計測装置1は、制御装置4の制御に基づいて、スケール3の誤差を検出する。なお、スケール計測装置1によって計測されたスケール3の誤差は、制御装置4の記憶部43に記憶される。
Next, the scale manufacturing system 100 measures (detects) an error of the
次に、スケール製造システム100は、スケール計測装置1の計測結果に基づいて、スケール3を検査する(ステップS303)。つまり、制御装置4の最大誤差算出部41は、スケール計測装置1から出力されたスケール3の誤差(差分D)に基づいて、スケール3の最大誤差ΔDを算出する。検査部42は、最大誤差算出部41によって算出された最大誤差ΔDに基づいて、スケール3を検査する。
Next, the scale manufacturing system 100 inspects the
次に、スケール製造システム100は、スケール3が良品であるか否かを判定する(ステップS304)。すなわち、検査部42は、最大誤差算出部41によって算出された最大誤差ΔDに基づいて、スケール3が良品であるか否かを判定する。検査部42は、スケール3が良品である場合には、処理を終了する。また、検査部42は、スケール3が不良品である場合に、処理をステップS305に進める。
Next, the scale manufacturing system 100 determines whether or not the
ステップS305において、スケール製造システム100は、スケール3の誤差情報を解析する。すなわち、検査部42は、これまでにスケール計測装置1によって計測し、記憶部43に記憶されているスケール3の誤差を読み出して解析する。なお、この解析に用いるスケール3の誤差は、複数のスケール3によって計測された誤差情報でもよい。
In step S <b> 305, the scale manufacturing system 100 analyzes the error information of the
次に、検査部42は、上述の解析結果に基づいてスケール3の作成条件を変更可能な傾向があるか否かを判定する(ステップS306)。検査部42は、作成条件を変更可能な傾向があると判定した場合に、処理をステップS307に進める。また、検査部42は、作成条件を変更可能な傾向がないと判定した場合に、処理を終了する。
Next, the
ステップS307において、検査部42は、記憶部43に記憶されているスケール3の作成条件を変更して、次のスケール作成工程(ステップS301)に処理を戻す。これにより、次のスケール作成工程において、変更された作成条件に基づいて、スケール3が作成される。
In step S307, the
ここで、スケール3の作成条件を変更可能な傾向とは、例えば、複数のスケール3において、同一の位置の誤差が大きい場合などである。この場合、スケール3の誤差が大きい位置のパターン31を形成する際の位置合わせ条件などが、適切でないことが考えられる。したがって、スケール3の誤差が大きい位置のパターン31を形成する際の位置合わせ条件などを変更することによって、スケール3の誤差を低減することができる。
Here, the tendency that the creation condition of the
以上のように、本実施形態におけるスケール製造システム100は、位置検出に使用されるスケール3を作成するスケール作成装置2と、スケール計測装置1とを備える。
スケール計測装置1によってスケール3の誤差を検出する精度を向上させることができるので、本実施形態におけるスケール製造システム100は、誤差を低減したスケール3を製造することができる。
As described above, the scale manufacturing system 100 according to the present embodiment includes the
Since the accuracy of detecting the error of the
また、本実施形態におけるスケール製造システム100は、スケール計測装置1によって検出されたスケール3の誤差に基づいて、スケール作成装置2におけるスケール3の作成条件を変更する。
これにより、スケール作成装置2は、適切な作成条件によってスケール3を作成するので、スケール3の誤差を低減することができる。そのため、本実施形態におけるスケール製造システム100は、誤差を低減したスケール3を製造することができる。
Further, the scale manufacturing system 100 according to the present embodiment changes the creation conditions of the
Thereby, since the
なお、本実施形態によれば、スケール3の製造方法は、位置検出に使用されるスケール3を作成するスケール作成工程(図10のステップS301)と、スケール計測装置1を用いてスケール3の誤差を検出する誤差検出工程(図10のステップS302)と、を有する。
これにより、本実施形態によるスケール3の製造方法は、誤差を低減したスケール3を製造することができる。
According to the present embodiment, the
Thereby, the manufacturing method of the
また、本実施形態によるスケール3の製造方法は、上述の誤差検出工程によって検出されたスケール3の誤差に基づいて、スケール作成工程におけるスケールの作成条件を変更する。
これにより、スケール作成工程は、適切な作成条件によってスケール3を作成するので、スケール3の誤差を低減することができる。そのため、本実施形態におけるスケール3の製造方法は、誤差を低減したスケール3を製造することができる。
Further, the
Thereby, since the scale creation process creates the
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記の各実施形態において、位置検出部10(10c)が位置情報生成部13及び14(13、14、及び16)を含む形態を説明したが、誤差検出部20(20c)が位置情報生成部13及び14(13、14、及び16)を含む形態でもよい。また、位置検出部10(10c)の検出ヘッド11及び12(11、12、及び15)の部分が、スケール3に対して移動方向に相対的に移動する形態でもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
In each of the above embodiments, the mode in which the position detection unit 10 (10c) includes the position
また、上記の第1から第5の各実施形態は、それぞれ単独で実施する形態として説明したが、第1から第5の各実施形態を組み合わせて実施する形態でもよい。例えば、第3から第5の実施形態に、第2の実施形態のフィルタ処理部23を適用する形態でもよい。また、第1、第2、第4及び第5の実施形態に、第3の実施形態の誤差演算部21bと、減算回路211(212、211_1、211_2)を備える誤差演算部21(21a、21c、21d)との両方を備える形態でもよい。
Moreover, although said 1st-5th each embodiment demonstrated as a form implemented individually, respectively, the form implemented combining the 1st-5th each embodiment may be sufficient. For example, the
また、上記の第6の実施形態において、スケール製造システム100及びは、スケール3の製造方法は、一例として第1の実施形態のよるスケール計測装置1を使用する形態を説明したが、第2から第5の各実施形態によるスケール計測装置1a(1b、1c、1d)を使用する形態でもよい。
また、上記の第6の実施形態において、スケール3を製造する際の計測装置として、スケール計測装置1を使用する形態を説明したが、エンコーダの校正においてスケール3を評価する際に、スケール計測装置1(1b、1c、1d)を使用する形態でもよい。
Moreover, in said 6th Embodiment, although the scale manufacturing system 100 and the manufacturing method of the
Further, in the above sixth embodiment, the form in which the
また、上記の各実施形態において、スケール3は、パターン31としてインクリメンタルパターンを有する形態を説明したが、アブソリュートパターンを有する形態でもよし、位置情報を検出できるパターンであれば他のパターンを有する形態でもよい。例えば、スケール3は、インクリメンタルパターンとアブソリュートパターンとの両方を有する形態でもよい。また、検出ヘッド(11、12、15)は、光学式センサに限定されるものではなく、磁気式センサでもよい。
Further, in each of the embodiments described above, the
また、上記の各実施形態において、スケール3は、リニアエンコーダ用のスケールである形態を説明したが、ロータリエンコーダに使用する円盤型のスケールや扇形のスケールに適用する形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、移動部30は、位置検出部10(10c)を移動させる形態を説明したが、スケール3を移動させる形態でもよい。
Further, in each of the embodiments described above, the
In each of the above embodiments, the moving
また、上記の各実施形態において、最大誤差算出部41は、スケール3の誤差(差分D)における最大値と最小値との差分ΔDをスケール3の誤差の最大値として算出する形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、最大誤差算出部41が、差分ΔDを2分の1した値をスケール3の誤差の最大値として算出する形態でもよい。また、最大誤差算出部41は、スケール3の誤差(差分D)を移動平均した値における最大値と最小値との差分ΔDを算出する形態でもよい。
Further, in each of the above embodiments, the maximum
1,1a,1b,1c,1d…スケール計測装置、10,10c,10_1,10_2…位置検出部、11,12,11_1,11_2,12_1,12_2,15…検出ヘッド、20,20a,20b,20c,20d…誤差検出部、23…フィルタ処理部 1, 1a, 1b, 1c, 1d ... scale measuring device, 10, 10c, 10_1, 10_2 ... position detection unit, 11, 12, 11_1, 11_2, 12_1, 12_2, 15 ... detection head, 20, 20a, 20b, 20c , 20d ... error detection unit, 23 ... filter processing unit
Claims (10)
前記複数の検出部のうち少なくとも2つの前記検出部による検出結果に基づいて、前記スケールの誤差を検出する誤差検出部と、を備え、
前記複数の検出部のうち前記少なくとも2つの検出部は、前記移動方向において互いに所定の第1間隔で配置されている
ことを特徴とする位置検出用スケールの計測装置。 A plurality of detection units for detecting position information of a scale used for position detection, and a position detection unit that moves relative to the scale in a movement direction;
An error detection unit that detects an error of the scale based on detection results of at least two of the plurality of detection units,
The at least two detection units of the plurality of detection units are arranged at a predetermined first interval in the movement direction. The position detection scale measuring apparatus.
前記少なくとも2つの検出部による検出結果の差に基づいて、前記スケールの誤差を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出用スケールの計測装置。 The error detector is
The position measuring scale measuring apparatus according to claim 1, wherein the scale error is detected based on a difference between detection results of the at least two detection units.
前記誤差検出部は、
前記基準検出結果が予め定められた一定量変位した場合に、前記対象検出結果が変位する変位量に基づいて、前記スケールの誤差を検出する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の位置検出用スケールの計測装置。 The detection result includes a reference detection result detected by the detection unit serving as a reference of the detection units and a target detected by the detection unit different from the detection unit serving as the reference of the detection units. Detection results and
The error detector is
3. The scale error is detected based on a displacement amount by which the target detection result is displaced when the reference detection result is displaced by a predetermined amount. 4. Measuring device for scale for position detection.
前記スケールの誤差の低周波数成分を低減するフィルタ処理部を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の位置検出用スケールの計測装置。 The error detector is
The position measuring scale measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a filter processing unit that reduces a low-frequency component of the scale error.
前記複数の検出部として、第1の検出部、第2の検出部、及び第3の検出部を備え、
前記第1の検出部が配置されている位置と前記第2の検出部が配置されている位置との間の前記第1間隔と、前記第2の検出部が配置されている位置と前記第3の検出部が配置されている位置との間の第2間隔とは、互いに異なる間隔である
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の位置検出用スケールの計測装置。 The position detector is
As the plurality of detection units, a first detection unit, a second detection unit, and a third detection unit,
The first interval between the position where the first detection unit is arranged and the position where the second detection unit is arranged, the position where the second detection unit is arranged, and the first 5. The position of the position detection scale according to claim 1, wherein the second distance between the position where the three detection units are arranged is different from each other. Measuring device.
前記誤差検出部は、前記位置検出部及び前記第2の位置検出部から得られた検出結果に基づいて、前記スケールの誤差を検出する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の位置検出用スケールの計測装置。 Having at least two detection units arranged at intervals different from the first interval, and having a second position detection unit that moves relative to the scale in the movement direction;
6. The error detection unit detects an error of the scale based on detection results obtained from the position detection unit and the second position detection unit. 6. The position detecting scale measuring device according to claim 1.
前記移動方向において互いに所定の第1間隔で配置された前記少なくとも2つの検出部による検出結果に基づいて、前記スケールの誤差を検出する誤差検出工程と、
を有することを特徴とする位置検出用スケールの計測方法。 A movement step of moving a position detection unit having at least two detection units for detecting position information of the scale relative to the scale in the movement direction;
An error detection step of detecting an error of the scale based on detection results by the at least two detection units arranged at predetermined first intervals in the movement direction;
A method for measuring a position detecting scale, comprising:
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の位置検出用スケールの計測装置を用いて前記スケールの誤差を検出する誤差検出工程と、
を有することを特徴とするスケールの製造方法。 A scale creation process to create a scale used for position detection;
An error detecting step of detecting an error of the scale using the position detecting scale measuring device according to any one of claims 1 to 6;
A method for producing a scale, comprising:
ことを特徴とする請求項8に記載のスケールの製造方法。 The scale production method according to claim 8, wherein the scale creation conditions in the scale creation step are changed based on the scale error detected by the error detection step.
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載のスケールの製造方法。 The scale production method according to claim 8 or 9, wherein the scale creation step includes a pattern formation step of forming position information on the scale.
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