JPH0222617A - 光ビーム位置誤差補正方法と装置 - Google Patents
光ビーム位置誤差補正方法と装置Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
-
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術の分野）
この発明は光ビーム位置決め装置に係り、特に光ビーム
位置誤差補正能力のある装置に関するものである。
位置誤差補正能力のある装置に関するものである。
（発明の背景）
通常の自動化された光ビーム位置決め装置は、典型的に
は光ビーム ポジショナ（ｌｉｇｈｔ ｂｅａｍｐｏｓ
ｉｔｉｏｎｅｒ） とシステム制御コンビ二一夕を含ん
でいる。可動光方向付は面を有する光学素子を典型的に
含む光ビーム ポジショナはシステム制御コンビコータ
により処理されるビーム位置と速度コマンド データ（
“コマンド データ′″）を受信する。光学素子は反射
か屈折かの光方向付は特性を有する。光ビーム ポジシ
ョナはコマンドデータ（ｃｏｍｍａｎｄ ｄａｔａ）に
応じて、ｒｙ−クビ−ｘ（ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ）上予定
の位置に方向づけられる入射光ビームの伝播通路を決定
する。
は光ビーム ポジショナ（ｌｉｇｈｔ ｂｅａｍｐｏｓ
ｉｔｉｏｎｅｒ） とシステム制御コンビ二一夕を含ん
でいる。可動光方向付は面を有する光学素子を典型的に
含む光ビーム ポジショナはシステム制御コンビコータ
により処理されるビーム位置と速度コマンド データ（
“コマンド データ′″）を受信する。光学素子は反射
か屈折かの光方向付は特性を有する。光ビーム ポジシ
ョナはコマンドデータ（ｃｏｍｍａｎｄ ｄａｔａ）に
応じて、ｒｙ−クビ−ｘ（ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ）上予定
の位置に方向づけられる入射光ビームの伝播通路を決定
する。
光ビームがワークピースに沿って走行するその通路を変
えるには、光ビーム ポジショナは異なったコマンド
データに応じて、光学素子の可動光方向付は面の方位を
変化させる。か−る素子の１例はガルバノメータ ビー
ム ポジショナ（ｇａｌｖａｎｏｒｎｅｔｅｒ ｂｅａ
ｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒ）で、それは標的面上の所望
の位置に入射光ビームを方向付けるコマンド データに
応じて共働する選択的に旋回可能なミラー（ｍｉｒｒｏ
ｒ）の対を使用する。
えるには、光ビーム ポジショナは異なったコマンド
データに応じて、光学素子の可動光方向付は面の方位を
変化させる。か−る素子の１例はガルバノメータ ビー
ム ポジショナ（ｇａｌｖａｎｏｒｎｅｔｅｒ ｂｅａ
ｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒ）で、それは標的面上の所望
の位置に入射光ビームを方向付けるコマンド データに
応じて共働する選択的に旋回可能なミラー（ｍｉｒｒｏ
ｒ）の対を使用する。
第１Ａ図および第１Ｂ図は従来技術の光ビーム位置決め
装置の線図で、それは平面標的面（ｐｌａｎａｒｔａｒ
ｇｅｔ ５ｕｒｆａｃｅ） １８上の所望の位置ヘレー
ザ源１６から放射する入射光ビーム１４を方向付けるた
めガルバノメータ ビーム ポジショナ１２を使用して
いる。第１Ａ図はガルバノメータ ビーム ポジショナ
１２制御用のデータ処理モジュール（ｄａｔａｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ）のブＯｙり線図で、第１
Ｂ図は光ビーム位置決め装置１０の光学素子の絵画線図
である。
装置の線図で、それは平面標的面（ｐｌａｎａｒｔａｒ
ｇｅｔ ５ｕｒｆａｃｅ） １８上の所望の位置ヘレー
ザ源１６から放射する入射光ビーム１４を方向付けるた
めガルバノメータ ビーム ポジショナ１２を使用して
いる。第１Ａ図はガルバノメータ ビーム ポジショナ
１２制御用のデータ処理モジュール（ｄａｔａｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ）のブＯｙり線図で、第１
Ｂ図は光ビーム位置決め装置１０の光学素子の絵画線図
である。
第１Ａ図と第１Ｂ図を参照するに、磁気ディスクのよう
な周辺記憶媒体２０はシステム制御コンピュータ２２に
コマンド データを提供する。システム制御コンビニー
タ２２は典型的には多くの仕事を実行し、それらの少な
くとも一部は光ビーム位置決め演算に関係する。コマン
ド データは可能な通路の始めと緯りの位置の“表（ｔ
ａｂｌｅｓ）”とワークピースに沿っての光ビーム走行
のそれら関連速度を表わす。システム制御コンピュータ
２２は電気的測定データを獲得し、そのデータに応じて
光ビームの可能な通路と速度の各々の１つを選択する。
な周辺記憶媒体２０はシステム制御コンピュータ２２に
コマンド データを提供する。システム制御コンビニー
タ２２は典型的には多くの仕事を実行し、それらの少な
くとも一部は光ビーム位置決め演算に関係する。コマン
ド データは可能な通路の始めと緯りの位置の“表（ｔ
ａｂｌｅｓ）”とワークピースに沿っての光ビーム走行
のそれら関連速度を表わす。システム制御コンピュータ
２２は電気的測定データを獲得し、そのデータに応じて
光ビームの可能な通路と速度の各々の１つを選択する。
例えば、レーザに基づく抵抗トリマ（ｔｒｉｍｍｅｒ）
用のコマンド データは、公知のパターンを設えた特定
の抵抗ネットワーク上でトリミング演算を実行するべく
、レーザ ビーム１４をそれからおよびそれへ移動させ
るそれぞれ始めと終りの位置の一組を表わしている。
用のコマンド データは、公知のパターンを設えた特定
の抵抗ネットワーク上でトリミング演算を実行するべく
、レーザ ビーム１４をそれからおよびそれへ移動させ
るそれぞれ始めと終りの位置の一組を表わしている。
システム制御コンピュータ２２はコマンド データを位
置データ発生器２４へ伝達し、発生器２４はＸ位置座標
ディジタル ワード信号（“Ｘ信号”）とＹ位置座標デ
ィジタル ワード信号（“Ｙ信号”を求める。Ｘおよび
Ｙ信号は２つのガルバノ メータ モータ（図示せず）
の異なったモータに伝達される直流電圧に変換されるデ
ィジタル ワードを表わす。ガルバノメータ モータは
直流モータでその軸は旋回軸のまわりを運動するミラー
に作用的に接続される。ガルバノメータ ビームポジシ
ョナ１２は直交して整列された旋回軸のまわりで旋回運
動をするガルバノメータ モータに作用的に接続される
ブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）に搭載された別々のミラ
ー２６と２８の対を使用する。ミラー２６と２８は入射
レーデ ビーム１４を受取りそして標的面１８上の所望
の位置へビーム１４を方向付けるため、ＸおよびＹ信号
に応じてそれらそれぞれの旋回軸のまわりに旋回的に運
動する。ガルバノメータ ビーム ポジショナ１２はま
たフォーカス ビーム１４用Ｆ−θ型のレンズ３０と標
的面１８へビーム１４を方向付けるミラー３２とを含ん
でいる。ミラー２６と２８の旋回運動は一般に標的面１
８上で円形のアドレス可能な画像領域３３を描く。
置データ発生器２４へ伝達し、発生器２４はＸ位置座標
ディジタル ワード信号（“Ｘ信号”）とＹ位置座標デ
ィジタル ワード信号（“Ｙ信号”を求める。Ｘおよび
Ｙ信号は２つのガルバノ メータ モータ（図示せず）
の異なったモータに伝達される直流電圧に変換されるデ
ィジタル ワードを表わす。ガルバノメータ モータは
直流モータでその軸は旋回軸のまわりを運動するミラー
に作用的に接続される。ガルバノメータ ビームポジシ
ョナ１２は直交して整列された旋回軸のまわりで旋回運
動をするガルバノメータ モータに作用的に接続される
ブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）に搭載された別々のミラ
ー２６と２８の対を使用する。ミラー２６と２８は入射
レーデ ビーム１４を受取りそして標的面１８上の所望
の位置へビーム１４を方向付けるため、ＸおよびＹ信号
に応じてそれらそれぞれの旋回軸のまわりに旋回的に運
動する。ガルバノメータ ビーム ポジショナ１２はま
たフォーカス ビーム１４用Ｆ−θ型のレンズ３０と標
的面１８へビーム１４を方向付けるミラー３２とを含ん
でいる。ミラー２６と２８の旋回運動は一般に標的面１
８上で円形のアドレス可能な画像領域３３を描く。
光ビーム位置決め装置１０に関連した問題の１つは、装
置の光学素子でガルバノメータ ミラーの単位の旋回運
動が標的面１８上のレーザ ビーム１４の単位の線形運
動を結果として生じさせないこともあることである。こ
のような非線形ビーム運動の第１の原因は、装置の光学
素子が旋回運動を線形運動００正確に変換する時に常に
結果として生じる非線形歪にある。例えば、それが光学
軸からはずれて位置する時は常に、ガルバノメータ ミ
ラー２６はビーム１４がガルバノメータ ミラー２８や
レンズ３０の方へ伝播する時そのビームを誤って方向付
ける。ガルバノメータ位置決め誤差は結果として“ビン
クツション”歪となり、その歪はビーム１４がガルバノ
メータ ミラー２６と２８の単位の角度変位に対応して
移動するとき、標的面１８の周辺近傍の隣接間のそれら
の位置間間隔が不等間隔を表わすものとなる。
置の光学素子でガルバノメータ ミラーの単位の旋回運
動が標的面１８上のレーザ ビーム１４の単位の線形運
動を結果として生じさせないこともあることである。こ
のような非線形ビーム運動の第１の原因は、装置の光学
素子が旋回運動を線形運動００正確に変換する時に常に
結果として生じる非線形歪にある。例えば、それが光学
軸からはずれて位置する時は常に、ガルバノメータ ミ
ラー２６はビーム１４がガルバノメータ ミラー２８や
レンズ３０の方へ伝播する時そのビームを誤って方向付
ける。ガルバノメータ位置決め誤差は結果として“ビン
クツション”歪となり、その歪はビーム１４がガルバノ
メータ ミラー２６と２８の単位の角度変位に対応して
移動するとき、標的面１８の周辺近傍の隣接間のそれら
の位置間間隔が不等間隔を表わすものとなる。
第２図は、コマンド データ位置の値の単位の変化に応
じてガルバノメータ ミラー２６と２８の単位の角度変
位により標的面１８上に描かれる光ビーム格子パターン
を示す実例のアドレス可能な区域３４のマツプを示して
いる。以下にガルバノメータミラー２６と２８のＸおよ
びＹ軸のまわりそれぞれの旋回運動について説明する。
じてガルバノメータ ミラー２６と２８の単位の角度変
位により標的面１８上に描かれる光ビーム格子パターン
を示す実例のアドレス可能な区域３４のマツプを示して
いる。以下にガルバノメータミラー２６と２８のＸおよ
びＹ軸のまわりそれぞれの旋回運動について説明する。
第２図は標的面１８のアドレス可能な区域３４が標的面
の中心３６の近傍では隣接位置間が２．５ｍｍの等しい
間隔で、Ｘ方向の周辺部分４０では“キーストーン（ｋ
ｅｙｓｔｏｎｅ）”形で外方向に向く輪郭で、Ｙ方向の
周辺部分３８では内方向に向く輪郭でビンクツション形
であるのを示している。結果としてのビーム位置決め非
線形性は標的面の周辺近傍では典型的には数％である。
の中心３６の近傍では隣接位置間が２．５ｍｍの等しい
間隔で、Ｘ方向の周辺部分４０では“キーストーン（ｋ
ｅｙｓｔｏｎｅ）”形で外方向に向く輪郭で、Ｙ方向の
周辺部分３８では内方向に向く輪郭でビンクツション形
であるのを示している。結果としてのビーム位置決め非
線形性は標的面の周辺近傍では典型的には数％である。
ガルバノメータ ビーム ポジショナ光学素子により導
入される非線形ビーム位置決めを取扱う試みとしてはい
くつかの技術がある。その１つの技術は単純にその問題
を無視し、結果としてのビンクツション歪も許容するこ
とである。第２の技術は作業者が所望の始まり位置でレ
ーザ ビームを位置付けるべくジョイスティック（ｊｏ
ｙｓｔｉｃｋ）を手動で使用する目に見える饋還を必要
とする。この技術は明らかにひどい労力がいるという不
利益さかあり、レーザ ビームが標的面の周辺近傍の始
まり位置から移動する時に生じる位置決め非線形の問題
は補正されない。補正された始まり位置でレーザ ビー
ムを方向付ける目に見える饋還の使用は、それ故、結果
として標的面に沿った真直なビーム位置決めとはならな
い。
入される非線形ビーム位置決めを取扱う試みとしてはい
くつかの技術がある。その１つの技術は単純にその問題
を無視し、結果としてのビンクツション歪も許容するこ
とである。第２の技術は作業者が所望の始まり位置でレ
ーザ ビームを位置付けるべくジョイスティック（ｊｏ
ｙｓｔｉｃｋ）を手動で使用する目に見える饋還を必要
とする。この技術は明らかにひどい労力がいるという不
利益さかあり、レーザ ビームが標的面の周辺近傍の始
まり位置から移動する時に生じる位置決め非線形の問題
は補正されない。補正された始まり位置でレーザ ビー
ムを方向付ける目に見える饋還の使用は、それ故、結果
として標的面に沿った真直なビーム位置決めとはならな
い。
ビーム位置決め誤差を補正する第３の技術は、システム
制御コンピュータ２２により処理されるコマンド デー
タの補正を必要とする。これはコマンド データに対す
る所望の標的面位置に対応する補正データを有するルッ
ク アップ テーブル（ｌｏｏｋ−υｐ ｔａｂｌｅ）
の形で較正マツプをシステム制御コンピュータ内に設け
ることにより達成される。
制御コンピュータ２２により処理されるコマンド デー
タの補正を必要とする。これはコマンド データに対す
る所望の標的面位置に対応する補正データを有するルッ
ク アップ テーブル（ｌｏｏｋ−υｐ ｔａｂｌｅ）
の形で較正マツプをシステム制御コンピュータ内に設け
ることにより達成される。
システム制御コンピュータ２２はビーム位置誤差を排除
するためコマンド データを修正する補正データを使用
する。この誤差補正技術はシステム制御コンピュータ２
２に置かれたソフトウェア ファイルが、システム制御
コンピュータ２２に関連して異なったビーム ポジショ
ナが使用されるごとに変えられねばならぬから不便であ
る。さらにシステム制御コンピュータ２２は割当てられ
た優先のための多くの他の余分の仕事を実行するため、
コマンド データの変化に対するシステム制御コンピュ
ータの応答時間が本質的に長くなるという別の不利益が
ある。それ故、ビーム位置の所望の変化はコマンド デ
ータの受信後かなりの時間が経過されて生じる。
するためコマンド データを修正する補正データを使用
する。この誤差補正技術はシステム制御コンピュータ２
２に置かれたソフトウェア ファイルが、システム制御
コンピュータ２２に関連して異なったビーム ポジショ
ナが使用されるごとに変えられねばならぬから不便であ
る。さらにシステム制御コンピュータ２２は割当てられ
た優先のための多くの他の余分の仕事を実行するため、
コマンド データの変化に対するシステム制御コンピュ
ータの応答時間が本質的に長くなるという別の不利益が
ある。それ故、ビーム位置の所望の変化はコマンド デ
ータの受信後かなりの時間が経過されて生じる。
（発明の要約）
本発明の目的は、それ故、光ビーム位置決め装置にビー
ム位置誤差補正を提供するにある。
ム位置誤差補正を提供するにある。
本発明の他の目的は、ビーム位置誤差補正を実時間で実
行するような装置を提供するにある。
行するような装置を提供するにある。
さらに本発明の他の目的は、異なった光ビームポジショ
ナの使用に際してもシステム制御コンピュータ ソフト
ウェアを変える必要のないような装置を提供するにある
。
ナの使用に際してもシステム制御コンピュータ ソフト
ウェアを変える必要のないような装置を提供するにある
。
さらにまた本発明の他の目的は、標的面のアドレス可能
な全結像領域にわたり、よいビーム位置決め線形特性を
有するコンピュータ制御された光ビーム位置決め装置を
提供するにある。
な全結像領域にわたり、よいビーム位置決め線形特性を
有するコンピュータ制御された光ビーム位置決め装置を
提供するにある。
また本発明の他の目的は、ガルバノメータ光ビーム ポ
ジショナを使用するような装置を提供するにある。
ジショナを使用するような装置を提供するにある。
この発明ではガルバノメータ レーザ ビームポジショ
ナを使用するレーザに基づく抵抗トリマ装置を参照した
実施例で説明される。この発明はまたガルバノメータ
レーザ ビーム ポジショナの位置決め誤差を実時間で
補正し、それ故に、標的面上任意の２点間でプログラム
された速度で正確に位置決めされた真直な線を発生する
能力を有する。
ナを使用するレーザに基づく抵抗トリマ装置を参照した
実施例で説明される。この発明はまたガルバノメータ
レーザ ビーム ポジショナの位置決め誤差を実時間で
補正し、それ故に、標的面上任意の２点間でプログラム
された速度で正確に位置決めされた真直な線を発生する
能力を有する。
この発明は、通常の位置データ発生器により発生するＸ
信号とＹ信号を受信し、補償されたＸディジタル ワー
ド信号（“Ｘｃ倍信号）と補償されたＹディジタル ワ
ード信号（“Ｙ、信号”）それぞれをガルバノメータ
ビーム ポジショナへ伝達するためにそれらを求める誤
差補正プロセッサを使用する。位置データ発生器とガル
バノメータ ビーム ポジショナに関連する誤差補正プ
ロセッサの使用は、異なった光ビーム ポジショナ使用
の可能な装置のシステム制御コンピュータで、共通のト
リマ位置データ ファイルの使用を許す。本発明により
履行される多くのコンビ５−夕制御されたビーム位置決
め装置の利点は、それ故、システム制御コンピュータで
同じコマンドデータを有する異なったビーム位置決め装
置で同じ抵抗ネットワーク ワークピースを処理できる
能力があることである。
信号とＹ信号を受信し、補償されたＸディジタル ワー
ド信号（“Ｘｃ倍信号）と補償されたＹディジタル ワ
ード信号（“Ｙ、信号”）それぞれをガルバノメータ
ビーム ポジショナへ伝達するためにそれらを求める誤
差補正プロセッサを使用する。位置データ発生器とガル
バノメータ ビーム ポジショナに関連する誤差補正プ
ロセッサの使用は、異なった光ビーム ポジショナ使用
の可能な装置のシステム制御コンピュータで、共通のト
リマ位置データ ファイルの使用を許す。本発明により
履行される多くのコンビ５−夕制御されたビーム位置決
め装置の利点は、それ故、システム制御コンピュータで
同じコマンドデータを有する異なったビーム位置決め装
置で同じ抵抗ネットワーク ワークピースを処理できる
能力があることである。
誤差補正プロセッサは実時間で補正ステップを実行し、
それにより光ビーム ポジショナの旋回運動の可能なガ
ルバノメータ ミラーの応答時間より短かい時間でＸｃ
およびＹｃ倍信号供給する。
それにより光ビーム ポジショナの旋回運動の可能なガ
ルバノメータ ミラーの応答時間より短かい時間でＸｃ
およびＹｃ倍信号供給する。
誤差補正プロセッサは、使用に際し特定の光ビーム ポ
ジショナにとり適切な補正因子を持った誤差補正プロセ
ッサを搭載することで、簡単に同じモデルの異なったレ
ーザ トリミング装置に使用のため適応させることがで
きる。か＼る柔軟性はシステム制御コンピュータのソフ
トウェア ファイルに変化を与えないですむ。
ジショナにとり適切な補正因子を持った誤差補正プロセ
ッサを搭載することで、簡単に同じモデルの異なったレ
ーザ トリミング装置に使用のため適応させることがで
きる。か＼る柔軟性はシステム制御コンピュータのソフ
トウェア ファイルに変化を与えないですむ。
この発明のさらに別の目的とか利点は添付図面を参照し
てなされる以下にのべる好適な実施例の詳細な説明から
明らかにされるであろう。
てなされる以下にのべる好適な実施例の詳細な説明から
明らかにされるであろう。
（実施例）
以下添付図面を参照し実施例により本発明の詳細な説明
する。
する。
第３図は本発明に係るビーム位置誤差補正を備えるコン
ピュータで制御された光ビーム位置決め装置５０のブロ
ック線図である。ビーム位置決め装置５０が、抵抗トリ
ミング システムで典型的に使用される型のガルバノメ
ータ レーザ ビームポジショナ１２を有する例でこ＼
では説明される。
ピュータで制御された光ビーム位置決め装置５０のブロ
ック線図である。ビーム位置決め装置５０が、抵抗トリ
ミング システムで典型的に使用される型のガルバノメ
ータ レーザ ビームポジショナ１２を有する例でこ＼
では説明される。
ビーム位置決め装置５０は同じモデル型の別のガルバノ
メータ レーザ ビーム ポジショナにより導入される
レーザ ビーム位置決め誤差を補正することが可能であ
る。これは誤差補正プロセッサ５２に、ビーム位置決め
装置で使用される特定のガルバノメータ ビーム ポジ
ショナの光方向づけ特性を特徴づける補正係数の組を提
供することにより完成される。ビーム位置決め装置５０
は、■ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）旋回運動やレンズ特性に
起因する非線形歪、■Ｘ−Ｙ座標軸の直交関係からの偏
倚に起因するアライメント誤差（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ
ｅｒｒｏｒ）■Ｘ軸とＹ軸のスケール（ｓｃａｌｅ）因
子と原点偏倚誤差および■標的（ｔａｒｇｅｔ）面１８
に対する結像区域（ｉｍａｇｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）の回
転ミスアライメント（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、か
ら結果する誤差を補正することが可能である。好適な実
施例では、標的面１８は平面でレーザに基づくマイクロ
機械加工した素子（ｍｉｃｒ。
メータ レーザ ビーム ポジショナにより導入される
レーザ ビーム位置決め誤差を補正することが可能であ
る。これは誤差補正プロセッサ５２に、ビーム位置決め
装置で使用される特定のガルバノメータ ビーム ポジ
ショナの光方向づけ特性を特徴づける補正係数の組を提
供することにより完成される。ビーム位置決め装置５０
は、■ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）旋回運動やレンズ特性に
起因する非線形歪、■Ｘ−Ｙ座標軸の直交関係からの偏
倚に起因するアライメント誤差（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ
ｅｒｒｏｒ）■Ｘ軸とＹ軸のスケール（ｓｃａｌｅ）因
子と原点偏倚誤差および■標的（ｔａｒｇｅｔ）面１８
に対する結像区域（ｉｍａｇｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）の回
転ミスアライメント（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、か
ら結果する誤差を補正することが可能である。好適な実
施例では、標的面１８は平面でレーザに基づくマイクロ
機械加工した素子（ｍｉｃｒ。
−ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）の作用面である
。
。
第３図を参照するに、ビーム位置決め装置５０は従来技
術のビーム位置決め装置１０とは部分的に相異し、位置
データ発生器２４とガルバノメータ ビーム ポジショ
ナ１２間に位置する誤差補正プロセッサ５２を有してい
る。誤差補正プロセッサ５２はある補正形式を実施し、
その結果がガルバノメータビーム ポジショナ１２への
伝達用ｘ０およびＹｃ信号を計算すべくメモ！Ｊ （ｍ
ｅｍｏｒｙ）に記録される。
術のビーム位置決め装置１０とは部分的に相異し、位置
データ発生器２４とガルバノメータ ビーム ポジショ
ナ１２間に位置する誤差補正プロセッサ５２を有してい
る。誤差補正プロセッサ５２はある補正形式を実施し、
その結果がガルバノメータビーム ポジショナ１２への
伝達用ｘ０およびＹｃ信号を計算すべくメモ！Ｊ （ｍ
ｅｍｏｒｙ）に記録される。
誤差補正プロセッサ５２はレーデ トリミング作業中実
時間で補正を実行する。誤差補正処理は駆動されるガル
バノメータ ミラーの応答時間と少なくとも同じ速さで
実行される。
時間で補正を実行する。誤差補正処理は駆動されるガル
バノメータ ミラーの応答時間と少なくとも同じ速さで
実行される。
コマンド データ（ｃｏｍｍａｎｄ ｄａｔａ）に対す
る補正はソフトウェア（ｓｏｆｔｗａｒｅ）で履行され
、その処理ステップ（ｓｔｅｐ）はＸｃおよびＹｃ信号
を表わす予定の複数方程式の複数項を操作する。これら
の方程式は各コマンド データ点のＸちよびＹ軸の位置
誤差について補正する。これら方程式はまた複数方程式
の複数項の区域補正係数（“係数”）の特定の組を発生
する較正処理によりある特定のビーム ポジショナ１２
に整合させられる。
る補正はソフトウェア（ｓｏｆｔｗａｒｅ）で履行され
、その処理ステップ（ｓｔｅｐ）はＸｃおよびＹｃ信号
を表わす予定の複数方程式の複数項を操作する。これら
の方程式は各コマンド データ点のＸちよびＹ軸の位置
誤差について補正する。これら方程式はまた複数方程式
の複数項の区域補正係数（“係数”）の特定の組を発生
する較正処理によりある特定のビーム ポジショナ１２
に整合させられる。
係数を発生する較正処理は、調整または修復の結果長時
間のシステム ドリフト（ｄｒｉｆｔ）または変化を補
償するに必要なものとして実施される。
間のシステム ドリフト（ｄｒｉｆｔ）または変化を補
償するに必要なものとして実施される。
それら係数はシステム制御コンビ二−タ２２とデータ通
信をする較正データ ファイル５４に記憶され、データ
バス５６を介して誤差補正プロセッサ５２に電力がビ
ーム位置決め装置に印加される時に常に伝達される。較
正データ ファイル５４の内容は特定のビーム位置決め
装置５０の一連の番号により区別され、それで係数のそ
の補正の組がこの装置で使用されるガルバノメータ ビ
ーム ポジショナ１２と関連するのを確実にする。それ
ら係数が誤差補正プロセッサ５２と直接のデータ通信で
不揮発性メモリに記憶され得ることが認められよう。
信をする較正データ ファイル５４に記憶され、データ
バス５６を介して誤差補正プロセッサ５２に電力がビ
ーム位置決め装置に印加される時に常に伝達される。較
正データ ファイル５４の内容は特定のビーム位置決め
装置５０の一連の番号により区別され、それで係数のそ
の補正の組がこの装置で使用されるガルバノメータ ビ
ーム ポジショナ１２と関連するのを確実にする。それ
ら係数が誤差補正プロセッサ５２と直接のデータ通信で
不揮発性メモリに記憶され得ることが認められよう。
誤差補正プロセッサ５２はコマンド データ点を表わす
ＸおよびＹ信号を受信し、次の変換方程式に係るＸｃお
よびＹｃ信号を計算するため適切な数学的演算を実行す
る。
ＸおよびＹ信号を受信し、次の変換方程式に係るＸｃお
よびＹｃ信号を計算するため適切な数学的演算を実行す
る。
Ｘｃ ＝ 八＋ ＋Ｂ＋Ｘ、＋ｃ、ｘ’＋ｎ、ｘ”
＋Ｅ＋Ｙ＋Ｐ＋Ｙ’＋Ｇ＋ＸＹ＋Ｈ＋ＸＹ２Ｙｃ ＝
Ａ２ ＋ Ｂ２Ｙ＋Ｃ２Ｙ”＋０２Ｙ’＋Ｆ！２Ｘ＋Ｆ
２Ｘ２＋ Ｇ２ＹＸ 十Ｈ２ＹＸ２こ＼でＡ、、 Ｂ、
、 Ｃ，、Ｄ、、 Ｅ、、 Ｆ、、 Ｇ、、 Ｈｌおよ
びＡ２＋８２＋ Ｃ２，０２，Ｅ２． Ｆ２． Ｇ２．
）＋２は各係数を表わす。
＋Ｅ＋Ｙ＋Ｐ＋Ｙ’＋Ｇ＋ＸＹ＋Ｈ＋ＸＹ２Ｙｃ ＝
Ａ２ ＋ Ｂ２Ｙ＋Ｃ２Ｙ”＋０２Ｙ’＋Ｆ！２Ｘ＋Ｆ
２Ｘ２＋ Ｇ２ＹＸ 十Ｈ２ＹＸ２こ＼でＡ、、 Ｂ、
、 Ｃ，、Ｄ、、 Ｅ、、 Ｆ、、 Ｇ、、 Ｈｌおよ
びＡ２＋８２＋ Ｃ２，０２，Ｅ２． Ｆ２． Ｇ２．
）＋２は各係数を表わす。
これら係数は矩形で境界づけられるアドレス可能な区域
中の１３の予定の特定位置でのワークピース（ｗｏｒｋ
ｐｉｅｃｅ）の走査から得られる測定データの組から導
出される。
中の１３の予定の特定位置でのワークピース（ｗｏｒｋ
ｐｉｅｃｅ）の走査から得られる測定データの組から導
出される。
第４図はＸｃおよびＹｃ信号用係数を導出するための較
正処理ステップの流れ線図を示す。較正処理は６つの主
な処理ステップを必要とし、それらは■アドレス可能な
区域に中心を有する１３の較圧点の正規のアレイを選択
すること、■レーザビームを１３の選択された較正点の
各々に正確に位置させるために要求されるコマンド デ
ータを決定すること、■それぞれの変換方程式Ｘｃおよ
びＹｃのために要求される１６の係数Ａ、からＨｌとＡ
２からＨ２を導出すること、■誤差補正プロセッサ５２
により実行される１６ビツト整数数学演算で数値的オー
バーフロー（ｏｖｅｒｆ ｌｏｗ）を防ぐために導出さ
れた係数を正規化したリスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ
） Ｌ／たりすること、０乗算演算が実行される時に
常におこる固有の２で割る演算を補償するためある係数
を調整すること、０分数の２進形式へ係数を変換するこ
とである。上述の６つのステップの各々の詳細な説明は
第４図を参照して以下に与えられる。
正処理ステップの流れ線図を示す。較正処理は６つの主
な処理ステップを必要とし、それらは■アドレス可能な
区域に中心を有する１３の較圧点の正規のアレイを選択
すること、■レーザビームを１３の選択された較正点の
各々に正確に位置させるために要求されるコマンド デ
ータを決定すること、■それぞれの変換方程式Ｘｃおよ
びＹｃのために要求される１６の係数Ａ、からＨｌとＡ
２からＨ２を導出すること、■誤差補正プロセッサ５２
により実行される１６ビツト整数数学演算で数値的オー
バーフロー（ｏｖｅｒｆ ｌｏｗ）を防ぐために導出さ
れた係数を正規化したリスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ
） Ｌ／たりすること、０乗算演算が実行される時に
常におこる固有の２で割る演算を補償するためある係数
を調整すること、０分数の２進形式へ係数を変換するこ
とである。上述の６つのステップの各々の詳細な説明は
第４図を参照して以下に与えられる。
処理ブロック６０は１３の較正点の選択を示す。較正点
の各々はその境界がアドレス可能な区域の限界の内側的
５％にある矩形内にあり、それでビンクツション（ｐ
１ｎｃｕｓｈ １ｏｎ）歪に起因する中心誤差や収差は
アドレス可能な区域の外側にいかなる較正点も置かない
。較正点はＸｃおよびＹｃ方程式へ代入用の“独立変数
”とじてこ＼では参照され、１３の順次の対として命令
された（ＩＸ、、 ＩＹＩ）から（ＩＸｌ３． ＩＹＩ
３）まで配列される。例えば、ＩＸ、とＩＹ、は較正点
１のそれぞれＸ座標とＹ座標を表わす。
の各々はその境界がアドレス可能な区域の限界の内側的
５％にある矩形内にあり、それでビンクツション（ｐ
１ｎｃｕｓｈ １ｏｎ）歪に起因する中心誤差や収差は
アドレス可能な区域の外側にいかなる較正点も置かない
。較正点はＸｃおよびＹｃ方程式へ代入用の“独立変数
”とじてこ＼では参照され、１３の順次の対として命令
された（ＩＸ、、 ＩＹＩ）から（ＩＸｌ３． ＩＹＩ
３）まで配列される。例えば、ＩＸ、とＩＹ、は較正点
１のそれぞれＸ座標とＹ座標を表わす。
第５図は上述の表示法により区別された１３０区域較正
点の特定位置を示す図式である。ガルバノメータ ミラ
ー２６と２８用のガルバノメータ モータの各増分は、
例えば、標的面のＸ軸かＹ軸のいずれかに沿ったレーザ
ビームの０．００２５ｍｍの移動を表わす。増加移動
の大きさはガルバノメータビーム ポジショナ１２の特
定な手段に依存する。
点の特定位置を示す図式である。ガルバノメータ ミラ
ー２６と２８用のガルバノメータ モータの各増分は、
例えば、標的面のＸ軸かＹ軸のいずれかに沿ったレーザ
ビームの０．００２５ｍｍの移動を表わす。増加移動
の大きさはガルバノメータビーム ポジショナ１２の特
定な手段に依存する。
ガルバノメータ モータ カウントはアドレス可能区域
の中心点（ＩＸｌ、 ＩＹｔ）を基準に計算される。
の中心点（ＩＸｌ、 ＩＹｔ）を基準に計算される。
１３の較正点は水平軸（Ｙ＝Ｏ）に沿い、ｘ＝Ｑを中心
とし、はゾ比例−１０，−６，０，６，１０に従った間
隔で位置する５つの点；垂直軸（Ｘ＝０）に沿い、Ｙ＝
０を中心とし、はゾ比例−１０，−６゜０、 ６．’１
０に従った間隔で位置する５つの点；と矩形（好適な実
施例では正方形である）の４つのコーナ点を含んでいる
。特に、水平軸に沿って位置する５つの点は、順次の対
（ＩＸｓ、 ＩＹｓ）、 （ＩＸｓ＝ＩＹ、）、 （
ＩＫ？、 ｒｙＪ、（ＩＸｓ、 ＩＹａ）と（ＩＸｓ、
ＩＹｓ）を含んでいる。垂直軸に沿って位置する５つ
の点は順次の対（ＩＸ２． ＩＹ２）、 （ＩＸ４．
ＩＹ４）、 （ＩＸ？、 ＩＹ７）。
とし、はゾ比例−１０，−６，０，６，１０に従った間
隔で位置する５つの点；垂直軸（Ｘ＝０）に沿い、Ｙ＝
０を中心とし、はゾ比例−１０，−６゜０、 ６．’１
０に従った間隔で位置する５つの点；と矩形（好適な実
施例では正方形である）の４つのコーナ点を含んでいる
。特に、水平軸に沿って位置する５つの点は、順次の対
（ＩＸｓ、 ＩＹｓ）、 （ＩＸｓ＝ＩＹ、）、 （
ＩＫ？、 ｒｙＪ、（ＩＸｓ、 ＩＹａ）と（ＩＸｓ、
ＩＹｓ）を含んでいる。垂直軸に沿って位置する５つ
の点は順次の対（ＩＸ２． ＩＹ２）、 （ＩＸ４．
ＩＹ４）、 （ＩＸ？、 ＩＹ７）。
（ＩＸ＋ｏ、 ＩＬｏ）と（ＩＸｌ２． ＩＹＩ２）を
含んティる。また正方形の４つのコーナ点は順次の対（
ＩＸ、、 ＩＹ、）。
含んティる。また正方形の４つのコーナ点は順次の対（
ＩＸ、、 ＩＹ、）。
（ＩＸ３． ＩＹ３）、 （ＩＸＩＩ、 ＩＬｔ）、
（ＩＸｌ３．ＩＹＩ３）を含んでいる。中心点（ＩＸ、
、 ｔｙ７）が水平および垂直軸に沿って位置する５つ
の点の２つの組に共通であることが認められよう。
（ＩＸｌ３．ＩＹＩ３）を含んでいる。中心点（ＩＸ、
、 ｔｙ７）が水平および垂直軸に沿って位置する５つ
の点の２つの組に共通であることが認められよう。
処理ブロック６２は処理ブロック６０を参照して説明し
てきた方法で確立された１３の較正点の各々で、正確に
レーデ ビームを位置させるのに要求されるＸおよびＹ
信号の決定を示している。方法は、例えば、１３の較正
点のどれか１つを表わす標的を見出す走査ルーチンによ
って完成される。標的は固定された較正板上の１３の標
的特定位置か、ステップ・アンド・リピー） （ｓｔｅ
ｐ−ａｎｄ−ｒｅｐｅａｔ）機構により１３の異なった
位置に移動可能な板上の唯１つの標的特定位置かである
ことが可能である。それら１３の測定された位置はこ＼
ではＸｃおよびＹｃ変換方程式へ置換用の“従属変数”
として参照され、（ＤＸ、、 ＤＹＥ）から（Ｄｘ１３
９口Ｙ１３）と命名される。
てきた方法で確立された１３の較正点の各々で、正確に
レーデ ビームを位置させるのに要求されるＸおよびＹ
信号の決定を示している。方法は、例えば、１３の較正
点のどれか１つを表わす標的を見出す走査ルーチンによ
って完成される。標的は固定された較正板上の１３の標
的特定位置か、ステップ・アンド・リピー） （ｓｔｅ
ｐ−ａｎｄ−ｒｅｐｅａｔ）機構により１３の異なった
位置に移動可能な板上の唯１つの標的特定位置かである
ことが可能である。それら１３の測定された位置はこ＼
ではＸｃおよびＹｃ変換方程式へ置換用の“従属変数”
として参照され、（ＤＸ、、 ＤＹＥ）から（Ｄｘ１３
９口Ｙ１３）と命名される。
例えば、ＯＸ、 とＤｙ、 ハ、（ＩＸ、、 ＩＹ、）
ｌ；：位置サレル区域１の中心にビームを位置付けるた
め誤差補正プロセッサ５２に伝達されねばならぬＸおよ
びＹ信号をそれぞれを表わす。
ｌ；：位置サレル区域１の中心にビームを位置付けるた
め誤差補正プロセッサ５２に伝達されねばならぬＸおよ
びＹ信号をそれぞれを表わす。
処理ブロック６４は独立変数ＩＸとＩＹおよび従属変数
ＤＸとＤＹからの係数の導出を示す。独立および従属変
数から係数すべてを導出する処理は６つのサブステップ
を必要とし、そのあるものは通常の最小自乗曲線フィツ
ト アルゴリズム（ｆｉｔｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ
）の使用を必要とする。アルゴリズムは次のことが必要
とされ、■ｌＸｌ０−”はど小さな浮動少数点数の解が
すくなくとも６桁の有効数字を維持するよう十分に正確
であること、■５つの較正点に対し２次か３次の曲線を
選択的にフィツトさせる能力があり、所望の係数と得ら
れるフィツトの質を表わすフィギュア オブ メリット
（ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ）が求まること。こ
のフィギュア オブ メリットは誤差チエツク用には有
用である。
ＤＸとＤＹからの係数の導出を示す。独立および従属変
数から係数すべてを導出する処理は６つのサブステップ
を必要とし、そのあるものは通常の最小自乗曲線フィツ
ト アルゴリズム（ｆｉｔｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ
）の使用を必要とする。アルゴリズムは次のことが必要
とされ、■ｌＸｌ０−”はど小さな浮動少数点数の解が
すくなくとも６桁の有効数字を維持するよう十分に正確
であること、■５つの較正点に対し２次か３次の曲線を
選択的にフィツトさせる能力があり、所望の係数と得ら
れるフィツトの質を表わすフィギュア オブ メリット
（ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ）が求まること。こ
のフィギュア オブ メリットは誤差チエツク用には有
用である。
サブステップ６４ａはＡＩ＋ Ｂｌ＋ ｃｌとり、係数
の導出を示す。この導出はＸｃ変換方程式をＸの関数と
して解くことにより完成される。Ａ、、 Ｂ、、 Ｃ，
とＤ＋係数は水平またはＹ＝０軸に沿っておかれる５つ
の較正点から導出され、変数ＩＸ５とＤＸＳ、 ＩＸ６
とＯＸ、。
の導出を示す。この導出はＸｃ変換方程式をＸの関数と
して解くことにより完成される。Ａ、、 Ｂ、、 Ｃ，
とＤ＋係数は水平またはＹ＝０軸に沿っておかれる５つ
の較正点から導出され、変数ＩＸ５とＤＸＳ、 ＩＸ６
とＯＸ、。
ｒｘ７とＯＸ、、 ＩＸ、とＯＸ、、 ＩＸ、とＤｘ、
ヘノ３次多項式最小自乗曲線のライン）（ｆｉｔ）を実
行して完成される。最小自乗曲線フィツトから導出され
る係数は、零次の係数がＡ、となりそれはＸ軸オフセッ
トに等しく；１次の係数が８１となりそれはＸ軸スケー
ル因子に等しく；２次の係数がＣ１となり１３次の係数
がり、となる。、Ｘ軸オフセットを表わす零次の係数が
従属変数ＤＸ、に等しくあるべきことが認められよう。
ヘノ３次多項式最小自乗曲線のライン）（ｆｉｔ）を実
行して完成される。最小自乗曲線フィツトから導出され
る係数は、零次の係数がＡ、となりそれはＸ軸オフセッ
トに等しく；１次の係数が８１となりそれはＸ軸スケー
ル因子に等しく；２次の係数がＣ１となり１３次の係数
がり、となる。、Ｘ軸オフセットを表わす零次の係数が
従属変数ＤＸ、に等しくあるべきことが認められよう。
ガルバノメータ モータのはゾ５つの増分より大きなＡ
、とＯＸ、の差は疑わしいデータとして示される。
、とＯＸ、の差は疑わしいデータとして示される。
サブステップ６４ｂはＥｌとＦ、係数の導出を示す。
この導出はＸｃ変換方程式をＹの関数として解くことに
より完成される。Ｅ、とＦ１係数は垂直またはｘ＝０軸
に沿っておかれた５つの較正点から変数ＩＬｚとＤＹ
Ｉ ２． Ｉ Ｙ ｒ ｏとＤＹＩａ、 ＩＹ７と
ＤＹ？、 ＩＹ、とＤＹ、。
より完成される。Ｅ、とＦ１係数は垂直またはｘ＝０軸
に沿っておかれた５つの較正点から変数ＩＬｚとＤＹ
Ｉ ２． Ｉ Ｙ ｒ ｏとＤＹＩａ、 ＩＹ７と
ＤＹ？、 ＩＹ、とＤＹ、。
ＩＹ２とＤＹ２へ２次多項式最小自乗フィツトを実行し
て導出される。２次多項式最小自乗曲線フィツトから導
出される係数は、零次の係数が誤差チエツクの目的以外
には使用されず、１次の係数が８゜となり、２次の係数
がＦ、となる。零次の係数がＤＸｃとＡ１係数にはゾ等
しくあるべきことが認められるだろう。ガルバノメータ
モータのはゾ５つの増分より大きな別の使用されない
零次の係数とＡ１（またはＯＸ、 ） との差は疑わ
しいデータとして示される。
て導出される。２次多項式最小自乗曲線フィツトから導
出される係数は、零次の係数が誤差チエツクの目的以外
には使用されず、１次の係数が８゜となり、２次の係数
がＦ、となる。零次の係数がＤＸｃとＡ１係数にはゾ等
しくあるべきことが認められるだろう。ガルバノメータ
モータのはゾ５つの増分より大きな別の使用されない
零次の係数とＡ１（またはＯＸ、 ） との差は疑わ
しいデータとして示される。
サブステップ６４ＣはＧ、とＨ１係数の計算を示す。
Ｇ１とＨ＋係数は以下の方程式に従って求められる６つ
の値から直接導出される。
の値から直接導出される。
Ｐ、 ＝ ＤＸ３−ＤＸｃ
Ｑ、 ＝ ＤＸ、３−ＤＸＩ
Ｒ，＝ ＤＸ、−ＤＸＳ
こ−でＰＸ、Ｑ、とＲ，はデータ区域の水平幅にはゾ等
しい公称的には正数である。Ｇ１とＨ３係数はＰＸ、
Ｑ、とＲ，に関する上述の式から以下のようにして計算
される。
しい公称的には正数である。Ｇ１とＨ３係数はＰＸ、
Ｑ、とＲ，に関する上述の式から以下のようにして計算
される。
Ｇ Ｉ＝ （Ｐ、 −Ｑ、） ／ （４ｘ ＩＸ３ Ｘ
ＩＹ３）旧＝（ＰＫ＋Ｑ、−２ＸＲＸ）／（４ＸＩＸ
３ＸＩＹ３ＸＩＹ３）Ｇ、係数は正または負の値である
ことができ、Ｇ１の大きさは典型的にはｌＸｌ０−’よ
り小さいだろう。
ＩＹ３）旧＝（ＰＫ＋Ｑ、−２ＸＲＸ）／（４ＸＩＸ
３ＸＩＹ３ＸＩＹ３）Ｇ、係数は正または負の値である
ことができ、Ｇ１の大きさは典型的にはｌＸｌ０−’よ
り小さいだろう。
Ｈ１係数は常に正でＨｌの大きさは典型的にははゾ５ｘ
ｌＱ−Ｉｆ であろう。
ｌＱ−Ｉｆ であろう。
Ｇ、とＨ，係数に関する方程式はビンクツション歪を有
するアドレス可能な区域パターンから経験的に導出され
る。第６Ａ図は第２図示マツプの不正確なアドレス可能
な区域パターンの部分拡大を示す。
するアドレス可能な区域パターンから経験的に導出され
る。第６Ａ図は第２図示マツプの不正確なアドレス可能
な区域パターンの部分拡大を示す。
第６八図はＸ方向にのみのビンクツション歪を示す。
誤差補正変換方程式の形式化として本発明に係る発明者
の一人は第６Ａ図のパターンは第６Ｂ図示のくさび形成
分と第６０図示の放物線形成分との重ね合わせで表わさ
れるとした。第６Ｂ図はそのくさびがＹ軸からの距離の
関数としての角度変位で増加することを示し、第６Ｃ図
は放物線曲線がＹ軸からの距離の関数として増加するこ
とを示している。
の一人は第６Ａ図のパターンは第６Ｂ図示のくさび形成
分と第６０図示の放物線形成分との重ね合わせで表わさ
れるとした。第６Ｂ図はそのくさびがＹ軸からの距離の
関数としての角度変位で増加することを示し、第６Ｃ図
は放物線曲線がＹ軸からの距離の関数として増加するこ
とを示している。
Ｘｃ変換方程式の項Ｇ１ＸＹは第６Ｂ図示くさび形の補
正である。Ｇ１係数の項（Ｐ、 −Ｑ、）はＸ軸から点
（ＤＸＩ、 ＤＹＩ）、 （ＤＸ３．０Ｙ３）、
（ＤＸＩＩ、 ＤＹｌｌ）および（ＤＸＩ３． ＤＹＩ
３） ヘ延在するライン（ｌ １ｎｅ）の平均Ｘ軸成分
の４倍を表わす。Ｇ１方程式の４での除算は、それ故、
Ｇ１を計算するのに要求される。Ｇ１係数はそれがアド
レス可能な区域の第１象限にあるから点（ＩＸ３． Ｉ
Ｙ３）テ計算されるが、点（ＩＸ、、 ＩＹ、）もまた
使用される。
正である。Ｇ１係数の項（Ｐ、 −Ｑ、）はＸ軸から点
（ＤＸＩ、 ＤＹＩ）、 （ＤＸ３．０Ｙ３）、
（ＤＸＩＩ、 ＤＹｌｌ）および（ＤＸＩ３． ＤＹＩ
３） ヘ延在するライン（ｌ １ｎｅ）の平均Ｘ軸成分
の４倍を表わす。Ｇ１方程式の４での除算は、それ故、
Ｇ１を計算するのに要求される。Ｇ１係数はそれがアド
レス可能な区域の第１象限にあるから点（ＩＸ３． Ｉ
Ｙ３）テ計算されるが、点（ＩＸ、、 ＩＹ、）もまた
使用される。
Ｘｃ変換方程式の項Ｈ１ＸＹ２は放物線の形を補正し、
Ｈ１係数の項（Ｐ、 十〇、 −２ｘ Ｒ，） ハ点印
Ｘ ｌ＋ＤＹＩ）、（ＤＸ３． ＤＹ３）、 （ＤＸ
ＩＩ、 ＤＹｌｌ）と（ＤＸＩ３． ＤＹＩ３）での放
物線Ｘ軸成分の４倍を表わす。放物線の１ツバ点（ＯＸ
、、 ＤＹ、）、 （［ｌＸＳ、 ＤＹＳ）と（ＤＸｚ
、 ＤＹｌｌ）を通過し；他の放物線は点（ＤＸ３．
ＤＹ３） 、（ＤＸｓ、 ＤＹｓ）ト（ＯＸ ｌ ３．
ＤＹ Ｉ ３）の組を通過する。
Ｈ１係数の項（Ｐ、 十〇、 −２ｘ Ｒ，） ハ点印
Ｘ ｌ＋ＤＹＩ）、（ＤＸ３． ＤＹ３）、 （ＤＸ
ＩＩ、 ＤＹｌｌ）と（ＤＸＩ３． ＤＹＩ３）での放
物線Ｘ軸成分の４倍を表わす。放物線の１ツバ点（ＯＸ
、、 ＤＹ、）、 （［ｌＸＳ、 ＤＹＳ）と（ＤＸｚ
、 ＤＹｌｌ）を通過し；他の放物線は点（ＤＸ３．
ＤＹ３） 、（ＤＸｓ、 ＤＹｓ）ト（ＯＸ ｌ ３．
ＤＹ Ｉ ３）の組を通過する。
Ｈ，方程式での４による除算は、それ故、■１を計算す
るのに必要である。Ｈ１係数はそれが第１象限にあるか
ら、点（ＩＸ３． ＩＹ３）で計算されるが、点（ＩＬ
、 ＩＬ）、 （ＩＬ Ｉ＋ ＩＹ＋７＋）と（ＩＸ
Ｉ３． ＩＹＩ３） モまた使用される。項Ｇ１ＸＹと
Ｈ１ＸＹ’はビーム位置がＹ軸からはなれて移動するに
つれ非線形に増加するのが認められよう。
るのに必要である。Ｈ１係数はそれが第１象限にあるか
ら、点（ＩＸ３． ＩＹ３）で計算されるが、点（ＩＬ
、 ＩＬ）、 （ＩＬ Ｉ＋ ＩＹ＋７＋）と（ＩＸ
Ｉ３． ＩＹＩ３） モまた使用される。項Ｇ１ＸＹと
Ｈ１ＸＹ’はビーム位置がＹ軸からはなれて移動するに
つれ非線形に増加するのが認められよう。
サブステップ６４ｄはＡ２．８２． Ｃａと０２係数の
導出を示す。この導出はＹｃ変換方程式をそのなかのＹ
項の関数として解くことで完成される。＾２＋ ８２＋
Ｃ２と０２係数は垂直またはＸ＝Ｏ軸におかれた５つの
較正点から導出され、変数ＩＹ、２とＤＹ、□、 ＩＹ
、。と口Ｙ１゜、 ＩＹｖと口Ｙｔ、 ＩＹ４とＤ
Ｙ、、 ＩＹ、とＤＹ２ への３次の多項式最小自乗
曲線フィツトを実行することで完成される。最小自乗曲
線フィツトから導出される係数は、零次の係数がＹ軸オ
フセットに等しいＡ２となり、１次の係数がＹ軸スケー
ル因子に等しいＢ２となり、２次の係数がＣ２となり、
３次の係数がＢ２になる。Ｙ軸オフセットを表わす零次
の係数は従属変数ＤＹ、に等しくあるべきことが認めら
れるだろう。ガルバノメータ モータのはゾ５つの増分
より大きなＡ２とｆｆＹｔの差は疑わしいデータとして
示される。
導出を示す。この導出はＹｃ変換方程式をそのなかのＹ
項の関数として解くことで完成される。＾２＋ ８２＋
Ｃ２と０２係数は垂直またはＸ＝Ｏ軸におかれた５つの
較正点から導出され、変数ＩＹ、２とＤＹ、□、 ＩＹ
、。と口Ｙ１゜、 ＩＹｖと口Ｙｔ、 ＩＹ４とＤ
Ｙ、、 ＩＹ、とＤＹ２ への３次の多項式最小自乗
曲線フィツトを実行することで完成される。最小自乗曲
線フィツトから導出される係数は、零次の係数がＹ軸オ
フセットに等しいＡ２となり、１次の係数がＹ軸スケー
ル因子に等しいＢ２となり、２次の係数がＣ２となり、
３次の係数がＢ２になる。Ｙ軸オフセットを表わす零次
の係数は従属変数ＤＹ、に等しくあるべきことが認めら
れるだろう。ガルバノメータ モータのはゾ５つの増分
より大きなＡ２とｆｆＹｔの差は疑わしいデータとして
示される。
サブステップ６４ｅは巳、とＦ２係数の導出を示す。
この導出はＹｃ変換方程式をそのなかのＸ項の関数とし
て解くことにより完成される。Ｂ２とＦ２係数は水平ま
たはＹ＝０軸に沿っておかれた５つの較正点から、変数
Ｈ，とＩＣＹ、、 ＩＸ、どＯＹ、、 ＩＸ、とＩＩＹ
、。
て解くことにより完成される。Ｂ２とＦ２係数は水平ま
たはＹ＝０軸に沿っておかれた５つの較正点から、変数
Ｈ，とＩＣＹ、、 ＩＸ、どＯＹ、、 ＩＸ、とＩＩＹ
、。
ｒｘ、とＤＹ、、 ＩＸ、とＤＹ、ヘノ２次多項式最小
自乗フィツトを実行することにより導出される。２次多
項式最小自乗曲線フィツトから導出される係数は、零次
係数が誤差チエツクの目的以外には使用されないような
ものである。１次の係数が８２となり、２次の係数がＦ
２になる。零次の係数がＤＹ、とＡ２係数にはゾ等しく
あるべきことが認められよう。ガルバノメータ モータ
のはゾ５つの増分より大きな別の使用されない零次の係
数とＡ２ （またはＤＹ７）との差は再び疑わしいデー
タとして示される。
自乗フィツトを実行することにより導出される。２次多
項式最小自乗曲線フィツトから導出される係数は、零次
係数が誤差チエツクの目的以外には使用されないような
ものである。１次の係数が８２となり、２次の係数がＦ
２になる。零次の係数がＤＹ、とＡ２係数にはゾ等しく
あるべきことが認められよう。ガルバノメータ モータ
のはゾ５つの増分より大きな別の使用されない零次の係
数とＡ２ （またはＤＹ７）との差は再び疑わしいデー
タとして示される。
サブステップ６４ｆはＧ２とＲ２係数の計算を示す。
Ｇ２とＲ２係数は次の方程式により求まる６つの値から
直接導出される。
直接導出される。
Ｐ、＝ ＤＹ３ ＤＹ１３
Ｑ、 ＝ ＤＹ＋−ＤＹ＋＋
Ｒ，＝ ＤＹ、−ロＹ１２
こ＼でＰ、 、 Ｑ、とＲ，はデータ区域の垂直幅には
ゾ等しく公称的には正数である。Ｇ２とＲ２係数はＰ、
、ＱアとＲ７に関する上述の式から以下のように計算さ
れる。
ゾ等しく公称的には正数である。Ｇ２とＲ２係数はＰ、
、ＱアとＲ７に関する上述の式から以下のように計算さ
れる。
Ｇ２ ＝ （ｐｙ １）ｙ） ／（４Ｘ ＩＸ３ Ｘ
ＩＹ３）Ｈ，＝ （Ｐ、＋０ｙ ２ＸＲＹ）／（４
ＸＩＸ３ＸＩＸ３ＸＩＹ３）Ｇ２係数は正値でも負値で
もあり得て、Ｇ２の大きさは典型的にＩ Ｘｌ０−”よ
り小さい。Ｒ２係数は常に負で、Ｒ２の大きさは典型的
に約５Ｘ１０−”であろう。
ＩＹ３）Ｈ，＝ （Ｐ、＋０ｙ ２ＸＲＹ）／（４
ＸＩＸ３ＸＩＸ３ＸＩＹ３）Ｇ２係数は正値でも負値で
もあり得て、Ｇ２の大きさは典型的にＩ Ｘｌ０−”よ
り小さい。Ｒ２係数は常に負で、Ｒ２の大きさは典型的
に約５Ｘ１０−”であろう。
Ｇ２とＲ２係数に関する方程式はビンクツション歪を有
するアドレス可能な区域パターンから、第６Ａ図から第
６Ｃ図を参照して上に詳述したと類似の方法で経験的に
導出される。サブステップ６４ａから６４ｃとサブステ
ップ６４ｄから６４ｆは第４図の流れ線図で示されてい
るように平行して実行され得ることが認められよう。
するアドレス可能な区域パターンから、第６Ａ図から第
６Ｃ図を参照して上に詳述したと類似の方法で経験的に
導出される。サブステップ６４ａから６４ｃとサブステ
ップ６４ｄから６４ｆは第４図の流れ線図で示されてい
るように平行して実行され得ることが認められよう。
処理ブロック６６はＡ１からＨ，およびＡ２からＦ３係
数の規格化およびブリスケールを示している。これら演
算は係数が１よりずっと小さいかずっと大きいか故に実
行される。可能な係数値の広い範囲は好適な誤差補正プ
ロセッサ５２が１６ビツト整数数学で演算するから高次
の項のオーバーフロー状態をひきおこす。このようなオ
ーバーフロー状態を妨げるためには、導出係数はＸｃふ
よびＹｃ変換方程式の各項に（３２７６８）” ／ （
３２７６８）”の乗算をする必要のあるプリスケール
プロセスをうけ、こ＼でｎは項の次数−１を表わす。こ
のブリスケール処理は、より高次の項が１６ビツトを越
えて大きくなるのを妨げたり、より小さな係数を１６ビ
ツトでの零より大きな大きさまでスケール、アップした
り、中間の積を１６ビツトの２に対する補数方式で有効
数字の最大数を生じる大きさに保持するなどの点で有利
である。
数の規格化およびブリスケールを示している。これら演
算は係数が１よりずっと小さいかずっと大きいか故に実
行される。可能な係数値の広い範囲は好適な誤差補正プ
ロセッサ５２が１６ビツト整数数学で演算するから高次
の項のオーバーフロー状態をひきおこす。このようなオ
ーバーフロー状態を妨げるためには、導出係数はＸｃふ
よびＹｃ変換方程式の各項に（３２７６８）” ／ （
３２７６８）”の乗算をする必要のあるプリスケール
プロセスをうけ、こ＼でｎは項の次数−１を表わす。こ
のブリスケール処理は、より高次の項が１６ビツトを越
えて大きくなるのを妨げたり、より小さな係数を１６ビ
ツトでの零より大きな大きさまでスケール、アップした
り、中間の積を１６ビツトの２に対する補数方式で有効
数字の最大数を生じる大きさに保持するなどの点で有利
である。
表■は係数計算用のプリスケール因子を概括したもので
ある。
ある。
表Ｉ
係 数 典型的値 乗 数
ＡＩ＋ Ａ２ ＋／−１０００１
Ｂｌｌ Ｂ２ ＋／−１１
ＣＩｌ Ｃ２＋／−４ｘｌＯ″” ３２７６８Ｄ、
、 ０２ ＋／−５ｘｌＯ−” １０７３７４１８
２４Ｅ、、 ８２ ＋／−３ｘｌＯ−’ ＩＦ
Ｉｎ Ｆ２ ＋／−３０ｘｌＯ−９３２７６８６ＩＩ
Ｇ２ ＋／−１ｘｌＯ−’ ３２７６８Ｎ＋、
Ｈ２＋／〜５０Ｘ１０伺２１０７３７４１８２４典型
的結果 ＋／−ｔｏｏ。
、 ０２ ＋／−５ｘｌＯ−” １０７３７４１８
２４Ｅ、、 ８２ ＋／−３ｘｌＯ−’ ＩＦ
Ｉｎ Ｆ２ ＋／−３０ｘｌＯ−９３２７６８６ＩＩ
Ｇ２ ＋／−１ｘｌＯ−’ ３２７６８Ｎ＋、
Ｈ２＋／〜５０Ｘ１０伺２１０７３７４１８２４典型
的結果 ＋／−ｔｏｏ。
＋／−１
＋／−１，３Ｘｌ０−３
＋／−５，５Ｘ １０−’
＋／−３Ｘ１０−’
＋／−ｌＸｌ０−’
＋／−３，３Ｘ １０−’
＋／−５，３Ｘｌ０−２
表■の最右端の欄にリストされた典型的結果は、ブリス
ケール因子によって乗算された後、係数の各々は小数の
２進表記法で扱い易い大きさであることを示している。
ケール因子によって乗算された後、係数の各々は小数の
２進表記法で扱い易い大きさであることを示している。
処理ブロック６８は乗算が実行された後固有の２で割る
演算を補償するためのある係数の調整を示している。こ
のステップはＴＲＷ社製モデルＴＭＣ２０１０乗算／累
算集積回路の構成に問題がある故に必要で、好適な実施
例では使用される。この集積回路は乗算／累算演算の結
果を２つの別の１６ビツトのワード（ｗｏｒｄ）として
提供する。この集積回路は小数の２に対する補数丸めの
モード（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌｔｗｏ’ｓ ｃｏｍｐｌ
ｅｍｅｎｔ ｒｏｕｎｄ ｍｏｄｅ）で演算すべく選択
されるから、２つの１５ビツトと加うる１符号ビットの
数は３０ビツトの積と１符号ビットを提供する。
演算を補償するためのある係数の調整を示している。こ
のステップはＴＲＷ社製モデルＴＭＣ２０１０乗算／累
算集積回路の構成に問題がある故に必要で、好適な実施
例では使用される。この集積回路は乗算／累算演算の結
果を２つの別の１６ビツトのワード（ｗｏｒｄ）として
提供する。この集積回路は小数の２に対する補数丸めの
モード（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌｔｗｏ’ｓ ｃｏｍｐｌ
ｅｍｅｎｔ ｒｏｕｎｄ ｍｏｄｅ）で演算すべく選択
されるから、２つの１５ビツトと加うる１符号ビットの
数は３０ビツトの積と１符号ビットを提供する。
より下位の１６ビツト出力は結果のより下位の１６ビツ
トを表わし、より上位の１６ビツト出力は結果のより上
位の１４ビツトを表わす。符号ビットは別の３ビツト
ワードの部分として提供される。このビット配列の効果
は、より上位の１６ビツト出力が使用される時は常に、
２つの１５ビツトと加うる１符号ビットの数は１４ビツ
トと加うる１符号ビットの出力を提供するように乗算さ
れるということである。この配列の結果、解の１有効ビ
ツトは積が入力に提供されるか饋還される時は常に失な
われる。このデータの消失は確度には致命的である。
トを表わし、より上位の１６ビツト出力は結果のより上
位の１４ビツトを表わす。符号ビットは別の３ビツト
ワードの部分として提供される。このビット配列の効果
は、より上位の１６ビツト出力が使用される時は常に、
２つの１５ビツトと加うる１符号ビットの数は１４ビツ
トと加うる１符号ビットの出力を提供するように乗算さ
れるということである。この配列の結果、解の１有効ビ
ツトは積が入力に提供されるか饋還される時は常に失な
われる。このデータの消失は確度には致命的である。
この問題はより上位の１６ビツトからの１４ビツトとと
もにより下位の１６ビツトの最上位ビット（ＭＳＢ）を
使用できさえすれば回避することができる。不幸にして
、このことは“丸め”演算が乗算用に選択される時は、
“丸め”演算がより下位の１６ビツトのＭＳＢに論理１
を常に加えるためになすことができない。
もにより下位の１６ビツトの最上位ビット（ＭＳＢ）を
使用できさえすれば回避することができる。不幸にして
、このことは“丸め”演算が乗算用に選択される時は、
“丸め”演算がより下位の１６ビツトのＭＳＢに論理１
を常に加えるためになすことができない。
この問題の解はより上位の１５ビツト （１４ビツトと
１符号ビット）を使用し、それによって出力に暗に２で
割る演算を生じさせることである。これは項の展開に必
要とされる各乗算演算に際し、−時に因子の１つに２を
前乗算することで補償される。好適な実施例では、それ
らが前乗算後も１より小さいま５であればこの前乗算が
それら係数に実行される。ＡＩ＋ −Ａ２． Ｂ＋と８
２係数は典型的に１より大きい。Ａ、とＡ２係数は整数
として使用され、それ故に、それらが１より小さいとい
う問題には該当しない。Ｂ１と８２係数は約１という典
型的な大きさを有する。Ｂ１と８２係数に関する前乗算
因子は２であり、それ故に、Ｂ１と８２係数の大きさは
約２となる。確実に１より小さい値にするには前乗算さ
れたＢ１と８２係数を３で割りＢ、ＸＸとＢ２ＸＹ演算
を各３回実行することでなされる。このような方法での
Ｂ、と８２係数の操作は１．５までのか＼る係数のスケ
ールされない値に適応される。
１符号ビット）を使用し、それによって出力に暗に２で
割る演算を生じさせることである。これは項の展開に必
要とされる各乗算演算に際し、−時に因子の１つに２を
前乗算することで補償される。好適な実施例では、それ
らが前乗算後も１より小さいま５であればこの前乗算が
それら係数に実行される。ＡＩ＋ −Ａ２． Ｂ＋と８
２係数は典型的に１より大きい。Ａ、とＡ２係数は整数
として使用され、それ故に、それらが１より小さいとい
う問題には該当しない。Ｂ１と８２係数は約１という典
型的な大きさを有する。Ｂ１と８２係数に関する前乗算
因子は２であり、それ故に、Ｂ１と８２係数の大きさは
約２となる。確実に１より小さい値にするには前乗算さ
れたＢ１と８２係数を３で割りＢ、ＸＸとＢ２ＸＹ演算
を各３回実行することでなされる。このような方法での
Ｂ、と８２係数の操作は１．５までのか＼る係数のスケ
ールされない値に適応される。
暗に２で割る演算が実行される他の例が、誤差補正プロ
セッサ５２が“スクラッチ パッド メモリ（ｓｃｒａ
ｔｃｈ ｐａｄ ｍｅｍｏｒｙ）”から前の結果を呼び
戻し、それを累算器に伝達するためその結果に１を乗す
る時に常に生じる。２で割る影響を補償するため、スク
ラッチ パッド メモリから２度結果を呼び戻し、その
結果にその都度１を乗じそしてその結果を累算器内容に
加えることが必要である。
セッサ５２が“スクラッチ パッド メモリ（ｓｃｒａ
ｔｃｈ ｐａｄ ｍｅｍｏｒｙ）”から前の結果を呼び
戻し、それを累算器に伝達するためその結果に１を乗す
る時に常に生じる。２で割る影響を補償するため、スク
ラッチ パッド メモリから２度結果を呼び戻し、その
結果にその都度１を乗じそしてその結果を累算器内容に
加えることが必要である。
表■はＡ１からＨＩとＡ２からＨ２係数の各々用に計算
される前乗算因子を示す。処理ブロック６６と６８を参
照して説明される前乗算処理と正規化およびプリスケー
ル処理は組合わされ１つの演算で実行されてもよい。
される前乗算因子を示す。処理ブロック６６と６８を参
照して説明される前乗算処理と正規化およびプリスケー
ル処理は組合わされ１つの演算で実行されてもよい。
表■
Ａ、、Ａ２ ＋／−１０００
Ｂ１１ ８２ １
Ｃ１，Ｃ２＋／−１，３Ｘ１０−３
Ｄｌｌ Ｂ２ ＋／−５，５ｘｌＯ−３Ｂｌｌ
Ｂ２ ＋／−３，０Ｘ１０″″３Ｐ１． Ｐ２
＋／−１，０Ｘ１０−３Ｇ、、 Ｇ２ ＋／−３
，３ｘｌＯ−’Ｈ１，Ｂ２ ＋／−５，３Ｘ１０
’２ ＋／−２０００ ２／３ ２／３ ４ ＋／−５．２Ｘ１０−３ ８ ＋／−４，４Ｘ１０−２ ２ ＋／−６Ｘ１０−３ ４ ＋／−４．０Ｘ１０−’ ４ ＋／−１．３Ｘ１０−’ ８ ＋／−４，２Ｘ１０−’ 処理ブロック７０は小数の２進方式から２進整数方式へ
の係数の変換を示す。処理ブロック６６と６８を参照し
て説明される処理に従って作られる係数は、乗算／累算
により小数の２進数として説明されるが、誤差補正プロ
セッサ メモリで記憶用２進整数として提供される必要
のある数であろう。
Ｂ２ ＋／−３，０Ｘ１０″″３Ｐ１． Ｐ２
＋／−１，０Ｘ１０−３Ｇ、、 Ｇ２ ＋／−３
，３ｘｌＯ−’Ｈ１，Ｂ２ ＋／−５，３Ｘ１０
’２ ＋／−２０００ ２／３ ２／３ ４ ＋／−５．２Ｘ１０−３ ８ ＋／−４，４Ｘ１０−２ ２ ＋／−６Ｘ１０−３ ４ ＋／−４．０Ｘ１０−’ ４ ＋／−１．３Ｘ１０−’ ８ ＋／−４，２Ｘ１０−’ 処理ブロック７０は小数の２進方式から２進整数方式へ
の係数の変換を示す。処理ブロック６６と６８を参照し
て説明される処理に従って作られる係数は、乗算／累算
により小数の２進数として説明されるが、誤差補正プロ
セッサ メモリで記憶用２進整数として提供される必要
のある数であろう。
しかしながら、このことはＡ、とＡ２係数については、
それらが２に対する補数整数として直接記憶されるが故
に成立しない。Ｂ１からＨ，とＢ２からＢ２係数の２進
整数方式への変換は、選択された係数に３２７６８を乗
じその結果を最も近い整数に丸めそして２に対する補数
整数として１６ビツトでその数を記憶することを必要と
する。
それらが２に対する補数整数として直接記憶されるが故
に成立しない。Ｂ１からＨ，とＢ２からＢ２係数の２進
整数方式への変換は、選択された係数に３２７６８を乗
じその結果を最も近い整数に丸めそして２に対する補数
整数として１６ビツトでその数を記憶することを必要と
する。
第７図は誤差補正プロセッサ５２の簡単化したブロック
線図を示している。第７図を参照するに、誤差補正プロ
セッサ５２はＸ人力ラッチ（ｉｎｐｕｔ １ａｔｃｈ）
８２とＹ入力ラッチ８４それぞれにより送信されてきた
ＸおよびＹ信号を１６並列ビット ディジタルワードの
形で受信する。Ｘ信号データとＹ信号データは、それぞ
れの人力ラッチ８２と８４に順次制御器８８の出力導線
８６に供給されるラッチおよび出力制御信号により適切
な時間記憶される。順次制御器８８はＸｃおよびＹｃ変
換方程式の項を計算および累算するためプロセッサ５２
の種々の関数を調整および制御すべく適当な順次でクロ
ックおよびタイミング信号を求める。
線図を示している。第７図を参照するに、誤差補正プロ
セッサ５２はＸ人力ラッチ（ｉｎｐｕｔ １ａｔｃｈ）
８２とＹ入力ラッチ８４それぞれにより送信されてきた
ＸおよびＹ信号を１６並列ビット ディジタルワードの
形で受信する。Ｘ信号データとＹ信号データは、それぞ
れの人力ラッチ８２と８４に順次制御器８８の出力導線
８６に供給されるラッチおよび出力制御信号により適切
な時間記憶される。順次制御器８８はＸｃおよびＹｃ変
換方程式の項を計算および累算するためプロセッサ５２
の種々の関数を調整および制御すべく適当な順次でクロ
ックおよびタイミング信号を求める。
ランダム アクセス メモリ （ＲＡＭ） ９０は較正
データ ファイル５４からシステム制御コンピュータ２
２を介してデータ バス５６により運ばれた係数を記憶
する（第３図参照）。係数は順次制御器８８の出力９２
に生ずる読取り／書込み制御信号およびアドレス バス
９３により順次制御器８８から運び出される８並列ビッ
ト アドレス ワードに応じてＲＡＭ ９０に読取られ
たりから読出されたりする。
データ ファイル５４からシステム制御コンピュータ２
２を介してデータ バス５６により運ばれた係数を記憶
する（第３図参照）。係数は順次制御器８８の出力９２
に生ずる読取り／書込み制御信号およびアドレス バス
９３により順次制御器８８から運び出される８並列ビッ
ト アドレス ワードに応じてＲＡＭ ９０に読取られ
たりから読出されたりする。
ＲＡＭ ９０の較正データ読出しはその出力導線に現わ
れ、内部プロセッサ バス９４で乗算器／累算器９８の
“Ｒ”人力に伝達される。乗算器／累算器９８はその“
Ｓ″″″入力れぞれの入力ラッチ８２および８４の出力
で異なる時間に供給されるＸおよびＹ信号データを受信
する。乗算器／累算器９８は順次制御器８８の出力１０
０に供給された算術関数制御信号に応答して、“Ｒ″ふ
よび“Ｓ”入力に印加されるデータを乗算しその積を内
部の“スクラッチパッド”メモリに記憶するよう動作す
る。乗算器／累算器９８の算術演算の結果はプロセッサ
バス９４に接続されるその“Ｐ″出力現われる。乗算
器／累算器９８の“Ｐ”出力と“Ｒ”人力は累算器饋還
通路を形成すべく接続される。
れ、内部プロセッサ バス９４で乗算器／累算器９８の
“Ｒ”人力に伝達される。乗算器／累算器９８はその“
Ｓ″″″入力れぞれの入力ラッチ８２および８４の出力
で異なる時間に供給されるＸおよびＹ信号データを受信
する。乗算器／累算器９８は順次制御器８８の出力１０
０に供給された算術関数制御信号に応答して、“Ｒ″ふ
よび“Ｓ”入力に印加されるデータを乗算しその積を内
部の“スクラッチパッド”メモリに記憶するよう動作す
る。乗算器／累算器９８の算術演算の結果はプロセッサ
バス９４に接続されるその“Ｐ″出力現われる。乗算
器／累算器９８の“Ｐ”出力と“Ｒ”人力は累算器饋還
通路を形成すべく接続される。
プロセッサ バス９４と入力ラッチ８２および８４の出
力は３状態双方向スイツチ１０２の異なった入力に接続
される。３状態スイツチ１０２は制御器８８の出力１０
４に生じる双方向スイッチ制御信号に応答して、較正の
間に粗いＸおよびＹ位置信号データを入力ラッチ８２お
よび８４から出力ラッチ１０６および１０８それぞれに
伝達すべく機能する。
力は３状態双方向スイツチ１０２の異なった入力に接続
される。３状態スイツチ１０２は制御器８８の出力１０
４に生じる双方向スイッチ制御信号に応答して、較正の
間に粗いＸおよびＹ位置信号データを入力ラッチ８２お
よび８４から出力ラッチ１０６および１０８それぞれに
伝達すべく機能する。
順次制御器８８はその出力８６．９２．１００と１０４
上にＸおよびＹ信号データと係数を乗算器／累算器９８
に伝達し、その数学演算を制御するため適当な時間順次
に制御信号を供給し、それでＸｃおよびＹ、変換方程式
を合成するに必要な乗算と加算作用を実行することがで
きる。例えば、順次制御器８８はＲＡＭ ９０からの８
．係数と入力ラッチ８２からのＸ信号情報とをそれらを
乗算し、その積を保持する乗算器／累算器９８のそれぞ
れの“Ｒ”および“Ｓ″入力伝達するために必要な制御
信号を現わす。
上にＸおよびＹ信号データと係数を乗算器／累算器９８
に伝達し、その数学演算を制御するため適当な時間順次
に制御信号を供給し、それでＸｃおよびＹ、変換方程式
を合成するに必要な乗算と加算作用を実行することがで
きる。例えば、順次制御器８８はＲＡＭ ９０からの８
．係数と入力ラッチ８２からのＸ信号情報とをそれらを
乗算し、その積を保持する乗算器／累算器９８のそれぞ
れの“Ｒ”および“Ｓ″入力伝達するために必要な制御
信号を現わす。
順次制御器８８は次にＲＡＭ ９０からのＡ１係数をＡ
ｔを前に計算した積Ｂ、ＸＸに加える乗算器／累算器９
８の“Ｒ”入力に伝達するために必要な制御信号を現わ
す。誤差補正プロセッサ５２はＲＡＭ ９０の一部を形
成するスクラッチ パッド メモリを有する。変換方程
式の項を展開する方法が実行され、誤差補正プロセッサ
５２０機能はスクラッチ パッド メモリがその展開の
量計算される１つの中間値のみを記憶することを要求す
る。しかしながら、誤差補正プロセッサ５２は必要とあ
らば１中間値以上を記憶するよう構成される。すべての
他の値は累算器に記憶される。
ｔを前に計算した積Ｂ、ＸＸに加える乗算器／累算器９
８の“Ｒ”入力に伝達するために必要な制御信号を現わ
す。誤差補正プロセッサ５２はＲＡＭ ９０の一部を形
成するスクラッチ パッド メモリを有する。変換方程
式の項を展開する方法が実行され、誤差補正プロセッサ
５２０機能はスクラッチ パッド メモリがその展開の
量計算される１つの中間値のみを記憶することを要求す
る。しかしながら、誤差補正プロセッサ５２は必要とあ
らば１中間値以上を記憶するよう構成される。すべての
他の値は累算器に記憶される。
Ｘｃ変換方程式の合成は類似の方法で多項式の各項で、
Ａ１からＨ，の係数の各々がＲＡＭ ９０から読出され
、要求される代数演算のすべてがｘ０変換方程式に従っ
て実行されてしまうまで継続される。
Ａ１からＨ，の係数の各々がＲＡＭ ９０から読出され
、要求される代数演算のすべてがｘ０変換方程式に従っ
て実行されてしまうまで継続される。
か＼る合成での項の処理順序は乗算器／累算器９８の限
界値をオーバーフローさせずに最も効率的であるもので
ある。Ｙｃ変換方程式の合成は類似の方法で同様に実行
される。
界値をオーバーフローさせずに最も効率的であるもので
ある。Ｙｃ変換方程式の合成は類似の方法で同様に実行
される。
乗算器／累算器９８の“Ｐ”出力に現われる計算された
結果は、それぞれのＸｃ出力ラッチ１０８ とＹｃ出力
ラッチ１０６の入力に伝達され、そこに順次制御器８８
の出力１１０に供給される記憶信号に応答してＸｃおよ
びＹｃ信号を記憶する。それぞれの出力ラッチ１０６と
１０８の出力に現われるＸｃおよびＹｃ倍信号ガルバノ
メータ ビーム ポジショナ１２（第３図参照）に印加
され、そこでレーザビーム１４を標的面１８上のコマン
ドされた位置に方向づける。
結果は、それぞれのＸｃ出力ラッチ１０８ とＹｃ出力
ラッチ１０６の入力に伝達され、そこに順次制御器８８
の出力１１０に供給される記憶信号に応答してＸｃおよ
びＹｃ信号を記憶する。それぞれの出力ラッチ１０６と
１０８の出力に現われるＸｃおよびＹｃ倍信号ガルバノ
メータ ビーム ポジショナ１２（第３図参照）に印加
され、そこでレーザビーム１４を標的面１８上のコマン
ドされた位置に方向づける。
第８図はコマンド データ（ｃｏｍｍａｎｄ ｄａｔａ
）位置の値での単位の変化に応答してガルバノメータミ
ラー２６と２８の単位の角度変位により標的面１８上に
記載された光ビーム格子パターンを示す実例のアドレス
可能な区域１２０のマツプである。第８図によれば、標
的面１８のアドレス可能な区域１２０は実質的に全アド
レス可能な区域にわたり隣接位置間が２．５ｍｆｆ１の
等距離間隔であることを示している。
）位置の値での単位の変化に応答してガルバノメータミ
ラー２６と２８の単位の角度変位により標的面１８上に
記載された光ビーム格子パターンを示す実例のアドレス
可能な区域１２０のマツプである。第８図によれば、標
的面１８のアドレス可能な区域１２０は実質的に全アド
レス可能な区域にわたり隣接位置間が２．５ｍｆｆ１の
等距離間隔であることを示している。
これは従来技術により生じたアドレス可能な区域３４と
対照的である（第２図参照）。誤差補正プロセッサ５２
の演算は、それ故、ビンクツション歪を排除し、それに
よって従来技術の光ビーム位置決め装置の特徴であった
ビーム位置決めの非線形を排除することになる。
対照的である（第２図参照）。誤差補正プロセッサ５２
の演算は、それ故、ビンクツション歪を排除し、それに
よって従来技術の光ビーム位置決め装置の特徴であった
ビーム位置決めの非線形を排除することになる。
この発明の好適な実施例の前述の詳細な説明でその基本
原理からはずれることなく多くの変形が可能であること
は当業者に自明であろう。この発明のはんちゅうは、そ
れ故、特許請求の範囲を参照して決定されるべきである
。
原理からはずれることなく多くの変形が可能であること
は当業者に自明であろう。この発明のはんちゅうは、そ
れ故、特許請求の範囲を参照して決定されるべきである
。
第１Ａ図および第１Ｂ図は、それぞれ従来技術のコンピ
ュータ制御ビーム位置決め装置のブロック線図と絵画線
図であり、 第２図は、第１Ａ図および第１Ｂ図に図示された型の誤
差補正のない従来技術のガルバノメータ ビーム位置決
め装置に、固有のビーム位置ビンクツション歪を有する
実例のアドレス可能な区域のマツプであり、 第３図は、本発明に係るビーム位置誤差補正を備えるコ
ンピュータ制御光ビーム位置決め装置のブロック線図で
あり、 第４図は、ＸｃおよびＹｃ信号を表わす多項式の項の区
域補正係数を導出するために実行される較正処理ステッ
プの流れ線図であり、 第５図は、第４図の流れ線図による区域補正係数を導出
するに使用される１３の較正点の特定位置を示す線図で
あり、 第６Ａ図は、第２図示の特徴を有するアドレス可能な区
域パターンのＸ方向のみのビンクツション歪を示し、第
６Ｂ図と第６Ｃ図とは、第６Ａ図のアドレス可能な区域
パターンを形成するのに重積合わすことのできるくさび
形成分と放物線形成分とをそれぞれ示し、 第７図は、第３図の装置で履行される誤差補正プロセッ
サの簡単化されたブロック線図であり、第８図は、ビー
ム位置ビンクツション歪を排除する本発明の位置誤差補
正技術の効果を示す実例のアドレス可能な区域のマツプ
である。 １０・・・光ビーム位置決め装置 １２・・・ガルバノメータ ビーム ポジショナ１４・
・・入射光ビーム １６・・・レーザ源 １８・・・平面標的面 ２０・・・周辺記憶媒体 ２２・・・システム制御コンピュータ ２４・・・位置データ発生器 ２６、 ２８． ３２・・・ミラー ３０・・・レンズ ３３・・・アドレス可能な結像領域 ３４・・・アドレス可能な区域 ３６・・・ターゲツト面の中心 ３８・・・Ｙ方向の周辺部分 ４０・・・Ｘ方向の周辺部分 ５０・・・光ビーム位置決め装置 ５２・・・誤差補正プロセッサ ５４・・・較正データ ファイル ８２、８４・・・入力ラッチ ８８・・・順次制御器 ９０・・・ランダム アクセス ９８・・・乗算器／累算器 １０２・・・３状態双方向性スイツチ １０６、１０８・・・出力ラッチ メモリ （ＲＡＭ） ＦＩＧ、２ Ｆ Ｉ Ｇ、旧 Ｆ Ｉ Ｇ、 ４ ＦＩＧ、６Ａ ＦＩＧ、６Ｂ ＦＩＧ、６Ｃ ＦＩＧ、８ １どＵ
ュータ制御ビーム位置決め装置のブロック線図と絵画線
図であり、 第２図は、第１Ａ図および第１Ｂ図に図示された型の誤
差補正のない従来技術のガルバノメータ ビーム位置決
め装置に、固有のビーム位置ビンクツション歪を有する
実例のアドレス可能な区域のマツプであり、 第３図は、本発明に係るビーム位置誤差補正を備えるコ
ンピュータ制御光ビーム位置決め装置のブロック線図で
あり、 第４図は、ＸｃおよびＹｃ信号を表わす多項式の項の区
域補正係数を導出するために実行される較正処理ステッ
プの流れ線図であり、 第５図は、第４図の流れ線図による区域補正係数を導出
するに使用される１３の較正点の特定位置を示す線図で
あり、 第６Ａ図は、第２図示の特徴を有するアドレス可能な区
域パターンのＸ方向のみのビンクツション歪を示し、第
６Ｂ図と第６Ｃ図とは、第６Ａ図のアドレス可能な区域
パターンを形成するのに重積合わすことのできるくさび
形成分と放物線形成分とをそれぞれ示し、 第７図は、第３図の装置で履行される誤差補正プロセッ
サの簡単化されたブロック線図であり、第８図は、ビー
ム位置ビンクツション歪を排除する本発明の位置誤差補
正技術の効果を示す実例のアドレス可能な区域のマツプ
である。 １０・・・光ビーム位置決め装置 １２・・・ガルバノメータ ビーム ポジショナ１４・
・・入射光ビーム １６・・・レーザ源 １８・・・平面標的面 ２０・・・周辺記憶媒体 ２２・・・システム制御コンピュータ ２４・・・位置データ発生器 ２６、 ２８． ３２・・・ミラー ３０・・・レンズ ３３・・・アドレス可能な結像領域 ３４・・・アドレス可能な区域 ３６・・・ターゲツト面の中心 ３８・・・Ｙ方向の周辺部分 ４０・・・Ｘ方向の周辺部分 ５０・・・光ビーム位置決め装置 ５２・・・誤差補正プロセッサ ５４・・・較正データ ファイル ８２、８４・・・入力ラッチ ８８・・・順次制御器 ９０・・・ランダム アクセス ９８・・・乗算器／累算器 １０２・・・３状態双方向性スイツチ １０６、１０８・・・出力ラッチ メモリ （ＲＡＭ） ＦＩＧ、２ Ｆ Ｉ Ｇ、旧 Ｆ Ｉ Ｇ、 ４ ＦＩＧ、６Ａ ＦＩＧ、６Ｂ ＦＩＧ、６Ｃ ＦＩＧ、８ １どＵ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ビーム位置コマンドデータに応じて光ビームの伝播
通路を方向付けるために複数の光学素子を使用する光ビ
ーム位置誤差補正装置において、 ビーム通路に沿って伝播する光ビームを発生する光源手
段と、 標的面上のある位置へその伝播の通路を方向付けるため
ビームを受取るビーム位置決め手段と、 標的面上の前選択された位置に対応して位置座標信号を
発生するためビーム位置コマンドデータを受信する位置
データ発生手段と、ビーム位置決め手段に伝達する補償
された 位置座標信号を求めるため位置座標信号を受信する誤差
補正処理手段とを具え、 前記補償された位置座標信号が装置の光学素子により導
入される光ビーム位置決めの誤差を補正するため位置座
標データ信号を修正し、それでビーム位置決め手段が標
的面上の前選択された位置に光ビームを方向付けること
を特徴とする光ビーム位置誤差補正装置。 ２、請求項１記載の装置において、前記補償された位置
座標信号がＸ＿ｃ信号とＹ＿ｃ信号とを具え、前記ビー
ム位置決め手段が光ビームを受取る第１および第２の独
立に可動な光反射面の対を具え、その第１および第２の
光反射面が前選択された位置での光ビームを位置決めす
るため、標的面に沿ってそれぞれ第１のおよび第２の直
角方向に光ビームを移動させるべくＸ＿ｃおよびＹ＿ｃ
信号を受信することを特徴とする光ビーム位置誤差補正
装置。 ３、請求項２記載の装置において、前記ビーム位置決め
手段がさらにレンズを具えることを特徴とする光ビーム
位置誤差補正装置。 ４、請求項３記載の装置において、そのレンズがＦ−θ
型であることを特徴とする光ビーム位置誤差補正装置。 ５、請求項１記載の装置において、前記光源手段がレー
ザを具えることを特徴とする光ビーム位置誤差補正装置
。 ６、請求項１記載の装置において、前記位置座標信号が
光ビームの瞬時のコマンドされた位置を示すＸ信号とＹ
信号を具え、前記補償された位置座標信号がＸ＿ｃ信号
とＹ＿ｃ信号を含み、そのＸ＿ｃ信号が多項式 Ｂ＿１Ｘ＋Ｃ＿１Ｘ＾２＋Ｄ＿１Ｘ＾３＋Ｅ＿１Ｙ＋Ｆ
＿１Ｙ＾２＋Ｇ＿１ＸＹ＋Ｈ＿１ＸＹ＾２の関数であり
、Ｙ＿ｃ信号が多項式 Ｂ＿２Ｙ＋Ｃ＿２Ｙ＾２＋Ｄ＿２Ｙ＾３＋Ｅ＿２Ｘ＋Ｆ
＿２Ｘ＾２＋Ｇ＿２ＸＹ＋Ｈ＿２ＹＸ＾２の関数であり
、こゝでＢ＿１、Ｃ＿１、Ｄ＿１、Ｅ＿１、Ｆ＿１、Ｇ
＿１、Ｈ＿１、Ｂ＿２、Ｃ＿２、Ｄ＿２、Ｅ＿２、Ｆ＿
２、Ｇ＿２、Ｈ＿２は装置素子の光学的特性を方向付け
る光に対応する定数値の区域補正係数を表わすことを特
徴とする光ビーム位置誤差補正装置。 ７、請求項６記載の装置において、項Ａ＿１がＸ＿ｃが
関数である多項式に加えられ、項Ａ＿２がＹ＿ｃが関数
である多項式に加えられ、Ａ＿１およびＡ＿２項がそれ
ぞれＸ−Ｙ座標系のＸおよびＹ軸オフセットを表わすこ
とを特徴とする光ビーム位置誤差補正装置。８、請求項
６記載の装置において、当該装置が特定装置の特定の光
方向付け特性を特徴づける区域補正係数を選択的に記憶
するため、誤差補正処理手段とデータ通信にある較正デ
ータファイル手段を具えることを特徴とする光ビーム位
置誤差補正装置。 ９、請求項１記載の装置において、前記位置座標信号が
光ビームの瞬時のコマンドされた位置を示すＸ信号とＹ
信号を具え、前記補償された位置座標信号がＸ＿ｃ信号
とＹ＿ｃ信号を含み、そのＸ＿ｃとＹ＿ｃ信号がくさび
角度歪の結果の位置誤差を補正するためのそれぞれの項
Ｇ＿１ＸＹとＧ＿２ＹＸおよび放物線曲線歪の結果の位
置誤差を補正するためのそれぞれの項Ｈ＿１ＸＹ＾２と
Ｈ＿２Ｘ＾２Ｙを含む多項式に比例することを特徴とす
る光ビーム位置誤差補正装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US185414 | 1988-04-25 | ||
| US07/185,414 US4941082A (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Light beam positioning system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222617A true JPH0222617A (ja) | 1990-01-25 |
| JP2616990B2 JP2616990B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=22680870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1101826A Expired - Fee Related JP2616990B2 (ja) | 1988-04-25 | 1989-04-24 | 光ビーム位置誤差補正方法と装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4941082A (ja) |
| EP (1) | EP0339402B1 (ja) |
| JP (1) | JP2616990B2 (ja) |
| KR (1) | KR0156563B1 (ja) |
| AT (1) | ATE91031T1 (ja) |
| DE (1) | DE68907260T2 (ja) |
| HK (1) | HK1000354A1 (ja) |
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