JPS60166816A - 回転角測定装置 - Google Patents
回転角測定装置Info
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- JPS60166816A JPS60166816A JP2162484A JP2162484A JPS60166816A JP S60166816 A JPS60166816 A JP S60166816A JP 2162484 A JP2162484 A JP 2162484A JP 2162484 A JP2162484 A JP 2162484A JP S60166816 A JPS60166816 A JP S60166816A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34776—Absolute encoders with analogue or digital scales
- G01D5/34784—Absolute encoders with analogue or digital scales with only analogue scales or both analogue and incremental scales
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
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】
〔技術分野〕
本発明は１回転角測定技術、特に、微小回転力を測定す
るのに好適な技術に関し、たとえば、半導体装置の製造
における組立工程、検査工程等で使用される各種精密装
蓋のθテーブルの回転角を測定するのに適用して有効な
技術に関する。
るのに好適な技術に関し、たとえば、半導体装置の製造
における組立工程、検査工程等で使用される各種精密装
蓋のθテーブルの回転角を測定するのに適用して有効な
技術に関する。
半導体装置の製造等において、θテーブルの回転角を測
定する場合、このθテーブルを回転駆動するモータの回
転数をオプティカルタコメータにより測定し、この測定
値からθテーブルの回転角をめる方法が考えられる。
定する場合、このθテーブルを回転駆動するモータの回
転数をオプティカルタコメータにより測定し、この測定
値からθテーブルの回転角をめる方法が考えられる。
しかし、このような方法においては、モータの回転数か
らθテーブルの回転角を間接的にめることＫなるため、
θテーブルとモータとの伝達系の誤差や、オプティカル
タコメータへのノイズの影響等が介入し、θテーブルの
実際の回転角と、測定値との間に誤差が発生するという
問題点があることが、本発明者によって明らかにされた
。
らθテーブルの回転角を間接的にめることＫなるため、
θテーブルとモータとの伝達系の誤差や、オプティカル
タコメータへのノイズの影響等が介入し、θテーブルの
実際の回転角と、測定値との間に誤差が発生するという
問題点があることが、本発明者によって明らかにされた
。
本発明の目的は１回転体の回転角を正確に測定すること
ができる回転角測定技術を提供することＫある。
ができる回転角測定技術を提供することＫある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は１本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、アルキメデスの螺旋がその任意の点における
原点までの距離と回転始め力・らの回転角とにつき比例
関係を有するということに着目し。
原点までの距離と回転始め力・らの回転角とにつき比例
関係を有するということに着目し。
この螺旋と原点を通る直線との交点を検出し、この交点
と原点との距離から回転角をめるようにしたものである
。
と原点との距離から回転角をめるようにしたものである
。
Ｃ実施例１〕
第１図は本発明の一実施例であるθテーブル回転角測定
装置を示す斜視図、第２図は作用を説明するための平面
図である。
装置を示す斜視図、第２図は作用を説明するための平面
図である。
本実施例において、θテーブル１は回転軸２を介してパ
ルスモータ３等適当な駆動手段により回転されるように
なっている。前記θテーブルｌとパルスモータ３の間に
は、θテーブル１と平行して、測定用の回転面としての
透明な円板４が前記回転軸２に固着され、一体回転可能
になっている。
ルスモータ３等適当な駆動手段により回転されるように
なっている。前記θテーブルｌとパルスモータ３の間に
は、θテーブル１と平行して、測定用の回転面としての
透明な円板４が前記回転軸２に固着され、一体回転可能
になっている。
円板４０表面にはアルキメデスの螺旋５が後述する式Ｔ
ｌｌを満足し、がっ原点０を回転軸２の軸心と一致する
よ５ｉＣ，印刷やけがき等適当な手段により描かれてい
る。
ｌｌを満足し、がっ原点０を回転軸２の軸心と一致する
よ５ｉＣ，印刷やけがき等適当な手段により描かれてい
る。
円板４のある原点を通る直線６の真上には、測定手段と
しての１次元ホトセンサ（たとえば％Ｃ０Ｄ）７がアル
キメデスの螺旋５に対し次式１１）を満足する関係をも
って配設されており、このセンサ７には１次式（２）の
演算を行う演算器８が接続され、また、光源９が透明の
円板４を挾んで対向されている。
しての１次元ホトセンサ（たとえば％Ｃ０Ｄ）７がアル
キメデスの螺旋５に対し次式１１）を満足する関係をも
って配設されており、このセンサ７には１次式（２）の
演算を行う演算器８が接続され、また、光源９が透明の
円板４を挾んで対向されている。
！＝（２π−θ）／２π×Ｌ＋１゜・・・旧・・（１）
θ＝ｉ／Ｎｘ２π・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・囮・・＋２１ここで、第２図に示
されるように、！。は原点０からホトセンサ７の最初の
絵素までの距離、Ｌはホトセンサ７の最初の絵素がら最
後の絵素までの距離（ホトセンサの全長）、Ｌはアルキ
メデスの螺旋５上における任意の点Ｐがら原点０までの
距離、θは点Ｐの原点を通る直線６１Ｃ対する角度で単
位はラジアン（ｒａｄ）である。また、Ｎはホトセンサ
７の絵素の総数、ｉはアルキメデスの螺旋５と原点を通
る直線６との交点に対応する絵素の順位であって、最初
の絵素がら交点までの距離に相当する。
θ＝ｉ／Ｎｘ２π・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・囮・・＋２１ここで、第２図に示
されるように、！。は原点０からホトセンサ７の最初の
絵素までの距離、Ｌはホトセンサ７の最初の絵素がら最
後の絵素までの距離（ホトセンサの全長）、Ｌはアルキ
メデスの螺旋５上における任意の点Ｐがら原点０までの
距離、θは点Ｐの原点を通る直線６１Ｃ対する角度で単
位はラジアン（ｒａｄ）である。また、Ｎはホトセンサ
７の絵素の総数、ｉはアルキメデスの螺旋５と原点を通
る直線６との交点に対応する絵素の順位であって、最初
の絵素がら交点までの距離に相当する。
次に作用を説明する。
今、パルスモータ３によってθテーブル１が回転され、
たとえば、第２図において、円板４に描かれたアルキメ
デスの螺旋５上における任意の点Ｐが角度θだけ回転し
、原点を通る直線６に、交ったとする。点Ｐが原点を通
る直線６に交わると、ホトセンサ７１Ｃおいてこれに対
向する位置の絵素ｉがこれを検出し、最初の絵素がらの
距離に相当する順位を演算器８にインプヴトする。演算
器８はこの入力データを両式Ｔ２Ｊの変数ｉとして代入
し。
たとえば、第２図において、円板４に描かれたアルキメ
デスの螺旋５上における任意の点Ｐが角度θだけ回転し
、原点を通る直線６に、交ったとする。点Ｐが原点を通
る直線６に交わると、ホトセンサ７１Ｃおいてこれに対
向する位置の絵素ｉがこれを検出し、最初の絵素がらの
距離に相当する順位を演算器８にインプヴトする。演算
器８はこの入力データを両式Ｔ２Ｊの変数ｉとして代入
し。
回転角θをめる。
なお、ホトセンサ７の最初の絵素な原点０がら適当な距
離Ｌ０だけ離すこと忙より精度を向上することができる
。すなわち、アルキメデスの螺旋は原点付近において、
その曲率がきわめて小さくなるため、螺旋５が原点を通
る直線６に傾斜して交差したり、２点以上において交差
したりすることがあり、ホトセンサ７が２以上の絵素に
おいて螺旋を検出することＫなり、測定精度の低下や測
定不能を招来することＫなる。しかし、アルキメデスの
螺旋５の原点０付近における交点の検出を避けるように
、ホトセンサ７を配設すれば、このような不具合は発生
せず、測定精度の低下を防止することができる。
離Ｌ０だけ離すこと忙より精度を向上することができる
。すなわち、アルキメデスの螺旋は原点付近において、
その曲率がきわめて小さくなるため、螺旋５が原点を通
る直線６に傾斜して交差したり、２点以上において交差
したりすることがあり、ホトセンサ７が２以上の絵素に
おいて螺旋を検出することＫなり、測定精度の低下や測
定不能を招来することＫなる。しかし、アルキメデスの
螺旋５の原点０付近における交点の検出を避けるように
、ホトセンサ７を配設すれば、このような不具合は発生
せず、測定精度の低下を防止することができる。
〔実施例２〕
第３図は本発明の他の実施例を示す部分斜視図である。
本実施例において、前記実施例１における円板４の代わ
り忙、絶縁材料からなる円板１０が回転軸２に固着され
ており、一体回転可能釦なっている。円板１０上には導
体１１がその原点０を回転軸２の軸心に一致してアルキ
メデスの螺旋を描くように敷設されている。円板１０の
原点を通る直線６の真上には、直線状の抵抗１２が中間
部を導体１１に常時接触するように敷設されている。抵
抗１２の長手方向一端ＩＡＩは原点０から適当距ｉ。
り忙、絶縁材料からなる円板１０が回転軸２に固着され
ており、一体回転可能釦なっている。円板１０上には導
体１１がその原点０を回転軸２の軸心に一致してアルキ
メデスの螺旋を描くように敷設されている。円板１０の
原点を通る直線６の真上には、直線状の抵抗１２が中間
部を導体１１に常時接触するように敷設されている。抵
抗１２の長手方向一端ＩＡＩは原点０から適当距ｉ。
だけ離れており、そこには定電流′電源１３の・一端が
接続されている。定電流を源１３の他端は回転軸２を介
して導体１１に接続されており、この回路にＦｉ、ＴＩ
Ｌ圧計１４が抵抗１２０両端における電位差を測定する
よう忙接続されている。
接続されている。定電流を源１３の他端は回転軸２を介
して導体１１に接続されており、この回路にＦｉ、ＴＩ
Ｌ圧計１４が抵抗１２０両端における電位差を測定する
よう忙接続されている。
次に作用を説明する。
回転軸２が回転して円板１０が回動すると、アルキメデ
スの螺旋に敷設された導体１１の抵抗１２に対する接触
位置は相対的に変動することになる。この変化に対応し
て、前記回路において抵抗１２に電流が流れる部分の長
さが変更され、を圧計１４の測定値は変動する。そして
、この電圧計１４の変動は導体１１の抵抗１２に、対す
る接触位置の変動に比例するから、前述した式（１）、
（２）に基き電圧計１４の測定値により回転角θをめる
ことができる。すなわち、電圧計１４の目盛ないしその
他の関係をあらかじめ両式ｆｉｌ 、 ＋２）Ｋ対応す
る関係にしておけば１回転角θは直ちに測定されるとと
Ｋなる。
スの螺旋に敷設された導体１１の抵抗１２に対する接触
位置は相対的に変動することになる。この変化に対応し
て、前記回路において抵抗１２に電流が流れる部分の長
さが変更され、を圧計１４の測定値は変動する。そして
、この電圧計１４の変動は導体１１の抵抗１２に、対す
る接触位置の変動に比例するから、前述した式（１）、
（２）に基き電圧計１４の測定値により回転角θをめる
ことができる。すなわち、電圧計１４の目盛ないしその
他の関係をあらかじめ両式ｆｉｌ 、 ＋２）Ｋ対応す
る関係にしておけば１回転角θは直ちに測定されるとと
Ｋなる。
なお、本実施例では抵抗１２に定電流を流し、変動する
電圧によって回転角θをめるようＫしているが、抵抗工
２に定電圧を加え、変動する電流によって回転角θをめ
るようにしても良い。
電圧によって回転角θをめるようＫしているが、抵抗工
２に定電圧を加え、変動する電流によって回転角θをめ
るようにしても良い。
（１１回転面忙アルキメデスの螺旋を描き、その螺旋と
原点を通る直線との交点を検出し、この交点の距離と回
転角との関係によって回転角をめるように構成すること
により１回転面の回転角を直接的に測定することができ
るため、高い測定精度が得られる。
原点を通る直線との交点を検出し、この交点の距離と回
転角との関係によって回転角をめるように構成すること
により１回転面の回転角を直接的に測定することができ
るため、高い測定精度が得られる。
（２）交点を検出する手段としてホトセンサを用いるこ
とにより、ホトセンサの分解能がきわめて高いため、超
精密な測定が可能となる。
とにより、ホトセンサの分解能がきわめて高いため、超
精密な測定が可能となる。
（３）交点を検出しかつその距離をめる手段として抵抗
を用いることにより、コストを大幅に低減させることが
できる。
を用いることにより、コストを大幅に低減させることが
できる。
（４） アルキメデスの螺旋の原点付近における交点の
検出を避けることにより、精度の低下が防止できる。
検出を避けることにより、精度の低下が防止できる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが１本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
体的に説明したが１本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
たとえば、アルキメデスの螺旋の描ぎ方、大きさ、描く
対象面等忙特に限定はない。
対象面等忙特に限定はない。
アルキメデスの螺旋と原点を辿る直線との交点を検出す
る手段およびこの検出により回転角をめる手段にも特に
限定はない。
る手段およびこの検出により回転角をめる手段にも特に
限定はない。
アルキメデスの螺旋を１周以上にすれば３６０度以上の
回転角が測定可能である。
回転角が測定可能である。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造に
おいて使用される各種ｆｆ密装置のθテーブルの回転角
の測定に適用した場合について説明したが、それに限定
されるものではなく、たとえば、ロボヴトの関節におけ
る腕の回転角を測定する場合等、あらゆる分野における
回転角の測定忙適用できる。
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造に
おいて使用される各種ｆｆ密装置のθテーブルの回転角
の測定に適用した場合について説明したが、それに限定
されるものではなく、たとえば、ロボヴトの関節におけ
る腕の回転角を測定する場合等、あらゆる分野における
回転角の測定忙適用できる。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図。
第２図はその作用を説明するための平面図。
第３図は本発明の他の実施例を示す部分斜視図である。
ｌ・・・θテーブル、２・・・回転軸、３・・・パルス
モータ、４．１０・・・円板（回転面）、５・・・アル
キメデスの螺旋、６・・・原点を通る直線、７・・・ホ
トセンサ、訃・・演算器、９・・・光源、１１・・・導
体（アルキメデスの螺旋）、１２・・・抵抗、１３・・
・定電流電源。 １４・・・電圧計、Ａ・・・抵抗長手方向一端。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図
モータ、４．１０・・・円板（回転面）、５・・・アル
キメデスの螺旋、６・・・原点を通る直線、７・・・ホ
トセンサ、訃・・演算器、９・・・光源、１１・・・導
体（アルキメデスの螺旋）、１２・・・抵抗、１３・・
・定電流電源。 １４・・・電圧計、Ａ・・・抵抗長手方向一端。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転面にアルキメデスの螺旋が原点と回転中心とを
合わされて描かれ、原、虞を通る直線上に前記螺旋との
交点を検出し検出した位置の原点からの距離により回転
面の回転角を測定する測定手段が配設されている回転角
測定装置。 ２ 測定手段が、１次元ホトセンサを備えていることを
特徴とする特許請求の範、囲第１項記載の回転角測定装
置う ８、測定手段が、一端が固定端子に接続され、中間部が
導体からなるアルキメデスの螺旋に摺接されている抵抗
を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の回転角測定装置０４、測定手段が、アルキメデスの
螺旋の原点付近における交点の検出を避けるように配設
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の回転角測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2162484A JPS60166816A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 回転角測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2162484A JPS60166816A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 回転角測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60166816A true JPS60166816A (ja) | 1985-08-30 |
Family
ID=12060213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2162484A Pending JPS60166816A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 回転角測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60166816A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04275861A (ja) * | 1991-03-05 | 1992-10-01 | Nippon Steel Corp | ロール回し金装着装置 |
| JPH0566126A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | Tokai Rika Co Ltd | 回転角検出装置 |
| US6240652B1 (en) * | 1998-08-08 | 2001-06-05 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Optoelectronical position detection |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP2162484A patent/JPS60166816A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04275861A (ja) * | 1991-03-05 | 1992-10-01 | Nippon Steel Corp | ロール回し金装着装置 |
| JPH0566126A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | Tokai Rika Co Ltd | 回転角検出装置 |
| US6240652B1 (en) * | 1998-08-08 | 2001-06-05 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Optoelectronical position detection |
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