JP2016136131A5 - - Google Patents

Description

本発明の一側面としての位置検出装置は、被測定物の位置を検出する位置検出装置であって、周期的に形成されたパターンと基準位置マークを有するスケールと、前記パターンと前記基準位置マークを検出し、前記スケールに対して相対移動可能に構成された検出手段と、前記基準位置マークの検出に基づいて、前記スケールの基準位置を示す基準信号を生成する信号処理手段とを有し、前記信号処理手段は、前記検出手段からの第１相信号と第２相信号との比に基づいて前記基準信号を生成し、前記第１相信号と前記第２相信号は前記基準位置マークの検出により生成される。

本発明の他の側面としての位置検出方法は、周期的に形成されたパターンと基準位置マークを有するスケールに対して相対移動可能に構成された検出手段からの出力信号に基づいて、該スケールまたは該検出手段と一体的に移動する被測定物の位置を検出する位置検出方法であって、前記パターンと前記基準位置マークを検出するステップと、前記検出手段から、前記基準位置マークの検出により生成される第１相信号と第２相信号とを取得するステップと、前記第１相信号と前記第２相信号との比に基づいて、前記スケールの基準位置を示す基準信号を生成するステップとを有する。

Claims (18)

1. 被測定物の位置を検出する位置検出装置であって、
   周期的に形成されたパターンと基準位置マークを有するスケールと、
   前記パターンと前記基準位置マークを検出し、前記スケールに対して相対移動可能に構成された検出手段と、
   前記基準位置マークの検出に基づいて、前記スケールの基準位置を示す基準信号を生成する信号処理手段と、を有し、
   前記信号処理手段は、前記検出手段からの第１相信号と第２相信号との比に基づいて前記基準信号を生成し、前記第１相信号と前記第２相信号は前記基準位置マークの検出により生成される、ことを特徴とする位置検出装置。
2. 前記信号処理手段は、前記第１相信号と前記第２相信号との比に基づいて生成された評価値と、所定の閾値とを比較して、前記基準信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記所定の閾値は、前記基準信号の幅が前記被測定物の位置情報を示す２相正弦波信号の１周期と等しくなるように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
4. 前記信号処理手段は、前記第１相信号と前記第２相信号との逆正接演算を行って前記評価値を算出することを特徴とする請求項２または３に記載の位置検出装置。
5. 前記信号処理手段は、
   前記第１相信号と前記第２相信号との和信号を第２の評価値として算出し、
   前記評価値と前記第２の評価値とに基づいて前記基準信号を生成することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の位置検出装置。
6. 前記信号処理手段は、
   前記第１相信号の二乗と前記第２相信号の二乗との和の平方根を第２の評価値として算出し、
   前記評価値と前記第２の評価値とに基づいて前記基準信号を生成することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の位置検出装置。
7. 前記信号処理手段は、
   前記第１相信号と前記第２相信号とのそれぞれに対してオフセット調整を行い、
   オフセット調整後の前記第１相信号の二乗とオフセット調整後の前記第２相信号の二乗との和の平方根を第２の評価値として算出し、
   前記評価値と前記第２の評価値とに基づいて前記基準信号を生成することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の位置検出装置。
8. 前記信号処理手段は、
   前記第１相信号と前記第２相信号とのそれぞれに対してオフセット調整を行い、
   オフセット調整後の前記第１相信号と前記第２相信号との比に基づいて前記基準信号を生成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位置検出装置。
9. 前記検出手段は、前記スケールに対する相対移動により、ピーク位置が順にシフトした第１の孤立波、第２の孤立波、第３の孤立波、および、第４の孤立波を出力し、
   前記信号処理手段は、
   前記第１の孤立波と前記第３の孤立波との差動演算により前記第１相信号を取得し、
   前記第２の孤立波と前記第４の孤立波との差動演算により前記第２相信号を取得することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の位置検出装置。
10. 前記信号処理手段は、
    前記被測定物の位置情報を示す２相正弦波信号に対して内挿処理を行い、該２相正弦波信号の周期内で複数のパルスを生成するパルス生成手段と、
    前記複数のパルスのうち前記２相正弦波信号の特定の位相に対応するパルスのエッジに同期させて、前記基準信号を生成する基準信号生成手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の位置検出装置。
11. 前記基準位置は、前記スケールの上に反射部と非反射部とが不等間隔で形成された前記基準位置マークの位置であり、
    前記測定物の位置は、前記基準位置を基準として、前記検出手段と前記スケールとの間の相対変位に対応する位置である、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の位置検出装置。
12. 光軸方向に変位可能なレンズと、
    前記レンズの位置を検出するように構成された、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の位置検出装置と、を有することを特徴とするレンズ装置。
13. 請求項１２に記載のレンズ装置と、
    前記レンズを介して光学像の光電変換を行う撮像素子を備えた撮像装置と、を有することを特徴とする撮像システム。
14. ロボットアームまたは組み立て対象物を搬送する搬送体を備えた工作機器と、
    前記工作機器の位置または姿勢を検出するように構成された、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の位置検出装置と、を有することを特徴とする工作装置。
15. 半導体ウエハを搭載して２次元方向に駆動可能なステージと、
    前記ステージの位置を検出するように構成された、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の位置検出装置と、を有することを特徴とする露光装置。
16. 周期的に形成されたパターンと基準位置マークを有するスケールに対して相対移動可能に構成された検出手段からの出力信号に基づいて、該スケールまたは該検出手段と一体的に移動する被測定物の位置を検出する位置検出方法であって、
    前記パターンと前記基準位置マークを検出するステップと、
    前記検出手段から、前記基準位置マークの検出により生成される第１相信号と第２相信号とを取得するステップと、
    前記第１相信号と前記第２相信号との比に基づいて、前記スケールの基準位置を示す基準信号を生成するステップと、を有することを特徴とする位置検出方法。
17. 請求項１６に記載の位置検出方法をコンピュータに実行させるように構成されていることを特徴とするプログラム。
18. 請求項１７に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。