(57)【要約】【課題】自動的にスライダの回動状態を検出し、回動状態を所定の基準に対して自動的に修正復帰できるＸＹステージを実現する。【解決手段】プラテンにスライダが配置されたＸＹステージにおいて、前記プラテンの一方の側面に設けられた補助台と、この補助台に設けられ前記プラテンの一方の側面に沿ってこの補助台を摺動するあるいは所定位置に固定される取り付け台と、この取り付け台と前記スライダとに設けられ前記スライダの回動を検出する回動検出手段と、前記スライダに設けられこの回転検出手段の信号に基づき前記スライダの回動を復帰させるスライダ回動復帰手段とを具備したことを特徴とするＸＹステージ。【選択図】図１
2007218723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラテンにスライダが配置されたＸＹステージにおいて、
前記プラテンの一方の側面に設けられた補助台と、
この補助台に設けられ前記プラテンの一方の側面に沿ってこの補助台を摺動するあるいは所定位置に固定される取り付け台と、
この取り付け台と前記スライダとに設けられ前記スライダの回動を検出する回動検出手段と、
前記スライダに設けられこの回転検出手段の信号に基づき前記スライダの回動を復帰させるスライダ回動復帰手段と
を具備したことを特徴とするＸＹステージ。
【請求項２】
前記回動検出手段は、前記取り付け台あるいは前記スライダの一方に設けられた発光体と受光体と、
前記取り付け台あるいは前記スライダの他方に設けられた反射体と、
前記発光体から発した光が前記受光体で受光される時間から前記スライダの回動方向と回動量を演算する回動演算回路と
を具備したことを特徴とする請求項１記載のＸＹステージ。
【請求項３】
前記反射体は、コーナーキューブが使用されたこと
を特徴とする請求項２記載のＸＹステージ。
【請求項４】
前記発光体は、レーザ発光体が使用されたこと
を特徴とする請求項２又は請求項３記載のＸＹステージ。
【請求項５】
前記受光体は、フォトダイオードアレイが使用されたこと
を特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載のＸＹステージ。
【請求項６】
前記受光体は、前記レーザ発光体を囲んで面状に配置されたフォトダイオードアレイが使用されたこと
を特徴とする請求項２乃至請求項５の何れかに記載のＸＹステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動的にスライダの回動状態を検出し、回動状態を所定の基準に対して自動的に修正復帰できるＸＹステージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＸＹステージに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０６５９７０号公報
【０００４】
図７は従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。
スライダ２は、プラテン１上を図のＸＹ方向に自由に移動でき、プラテン１と平面モータを構成する。
スライダ２は、プラテン１上を自由に移動できるが、ある基準面に対して回動した場合に、一定量以上回動をした場合には自動修復できない。
【０００５】
突き当て部３は、プラテン１の奥の面に設けられ、スライダ２が、ある基準に対して斜めになった場合に、正常な向きに合わせるための突き当て用の壁である。
この場合には、突き当て部３の面が基準面となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような装置においては、以下の間題点がある。
スライダ２が、ある一定量以上回動をした場合には自動修復できない。
スライダ２が静止しているその場所で回動を修復することは不可能である。
そのために、手動などで強制的にスライダ２を突き当て部３に突き当てるように移動させて、基準に対して回動を修正するしか手段がない。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、自動的にスライダの回動状態を検出し、回動状態を所定の基準に対して自動的に修正復帰できるＸＹステージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を達成するために、本発明では、請求項１のＸＹステージにおいては、
プラテンにスライダが配置されたＸＹステージにおいて、前記プラテンの一方の側面に設けられた補助台と、この補助台に設けられ前記プラテンの一方の側面に沿ってこの補助台を摺動するあるいは所定位置に固定される取り付け台と、この取り付け台と前記スライダとに設けられ前記スライダの回動を検出する回動検出手段と、前記スライダに設けられこの回転検出手段の信号に基づき前記スライダの回動を復帰させるスライダ回動復帰手段とを具備したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２のＸＹステージにおいては、請求項１記載のＸＹステージにおいて、
前記回動検出手段は、前記取り付け台あるいは前記スライダの一方に設けられた発光体と受光体と、前記取り付け台あるいは前記スライダの他方に設けられた反射体と、前記発光体から発した光が前記受光体で受光される時間から前記スライダの回動方向と回動量を演算する回動演算回路とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３のＸＹステージにおいては、請求項２記載のＸＹステージにおいて、
前記反射体は、コーナーキューブが使用されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４のＸＹステージにおいては、請求項２又は請求項３記載のＸＹステージにおいて、
前記発光体は、レーザ発光体が使用されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５のＸＹステージにおいては、請求項２乃至請求項４の何れかに記載のＸＹステージにおいて、
前記受光体は、フォトダイオードアレイが使用されたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６のＸＹステージにおいては、請求項２乃至請求項５の何れかに記載のＸＹステージにおいて、
前記受光体は、前記レーザ発光体を囲んで面状に配置されたフォトダイオードアレイが使用されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
自動的にスライダの回動を検出し、それを基に回動復帰手段によりスライダを移動させることで、スライダの回動を自動的に修正可能となるＸＹステージが得られる。
この機構を設けることにより高精度な位置決めを求められた場合に自動補正が可能となる。
更に自動で補正を行うことを考慮しているので、新たに別に、回動を補正する機構を追加する必要が無くなり、構成が簡潔にできる。
【００１５】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
回動検出手段は、取り付け台あるいはスライダの一方に設けられた発光体と受光体と、取り付け台あるいはスライダの他方に設けられた反射体と、発光体から発した光が受光体で受光される時間からスライダの回動方向と回動量を演算する回動演算回路とが設けられたので、構成が簡潔にできるＸＹステージが得られる。
【００１６】
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
反射体は、コーナーキューブが使用されたので、入射された光を正確に反射することができるＸＹステージが得られる。
反射体を、平面ミラーを使用することも可能であるが、その場合には反射方向の調整を十分にまた、微細に行う必要がある。しかし、コーナーキューブを使用することでその点は軽減することが可能になるＸＹステージが得られる
【００１７】
本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
発光体は、レーザ発光体が使用されたので、コヒーレントな光が得られ精度が向上されたＸＹステージが得られる
【００１８】
本発明の請求項５によれば、次のような効果がある。
受光体は、フォトダイオードアレイが使用されたので、アレイ状に配置されているので、受光が確実にできるＸＹステージが得られる。
受光体を、フォトダイオードを使用することも可能だが、その場合には受光部が一点となってしまうため、光を捉えられる位置がかなり絞られてしまう。そこで、フォトダイオードアレイを使用する。
【００１９】
本発明の請求項６によれば、次のような効果がある。
受光体は、レーザ発光体を囲んで面状に配置されたフォトダイオードアレイが使用されたので、スライダの上下方向の傾きをも修正できる、即ち、三次元でのスライダの修正ができるＸＹステージが得られる。
より高精度な位置決めを行う場合に、水平方向だけではなく、垂直方向の位置決め精度が求められることがある。その場合にはその要因も排除することが必要となる。その様な場合にはこのような機構を設けることで、その目的を達成可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２から図５は図１の動作説明図である。
図において、図７と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図７との相違部分のみ説明する。
【００２１】
図１において、補助台１１は、プラテン１の一方の側面に設けられている。
取り付け台１２は補助台１１に設けられ、プラテン１の一方の側面に沿って、補助台１１を摺動する。
回動検出手段１３は、取り付け台１２とスライダ２とに設けられ、スライダ２の回動を検出する。
【００２２】
回動検出手段１３は、この場合は、発光体１３１と受光体１３２と反射体１３３と回動演算回路１３４とで構成されている。
回動演算回路１３４は、発光体１３１から発した光が受光体１３２で受光される時間から、スライダ２の回動方向と回動量を演算する。
【００２３】
この場合は、取り付け台１２には、発光体１３１と発光体１３１の出力光を受光する受光体１３２と回動演算回路１３４とが設けられ、スライダ２には、発光体１３１の出力光を反射する反射体１３３が設けられている。
【００２４】
また、反射体１３３はコーナーキューブが、発光体１３１はレーザ発光体が、受光体１３２はフォトダイオードアレイが使用されている。
回動復帰手段１４は、スライダ２に設けられ、回動検出手段１３の信号に基づき、スライダ２の回動を復帰させる。
【００２５】
図２にスライダ２が正常状態の、発光体１３１と受光体１３２と反射体１３３との関係を示す。
図３にスライダ２が反時計回り方向に傾いた場合の、発光体１３１と受光体１３２と反射体１３３との関係を示す。
図４にスライダ２が時計回り方向に傾いた場合の、発光体１３１と受光体１３２と反射体１３３との関係を示す。
図５に受光体１３２で検出した信号波形を示す。
【００２６】
以上の構成において、図１の手前側から奥側に向かって、取り付け台１２を補助台１１上を定速で移動させる。
スライダ２が正常状態であれば、図５（ａ）の波形で示すように、常に一定時間、ある一定のレベルの信号を出力する。
この場合に、図２に示す如く、コーナーキューブ１３３の所定箇所の寸法をＬとする。
【００２７】
スライダ２が、ある基準に対して角度が反時計回り側に回動していた場合には、上記と同様に動作させると、図５（ｂ）の波形で示すように、正常状態と比較してＬ１＜Ｌとなり、パルスが出力される時間がΔｔ１だけ短くなる。
【００２８】
逆に、スライダ２が、ある基準に対して角度が時計回り側に回動していた場合には、上記と同様に動作させると、図５（ｃ）の波形で示すように、正常状態と比較してＬ２＞Ｌとなり、パルスが出力される時間がΔｔ２だけ長くなる。
【００２９】
従って、パルスの出力時間を測定することでＬの長さが分かり、回動演算回路１３４で、スライダの回動方向と回動量とが算出可能となる。
回動検出手段１３の信号に基づき、スライダ回動復帰手段１４により、スライダ２の回動を正常状態に復帰させる。
【００３０】
この結果、図７の従来例の構成の脇に直線状に移動可能な機構１１，１２と、この機構の上側に、発光体１３１・受光体１３２および反射体１３３を利用した回動検出手段１３を設けることで、自動的にスライダ２の回動を検出し、それを基に回動復帰手段１４によりスライダ２を移動させることで、スライダ２の回動を自動的に修正可能となるＸＹステージが得られる。
この機構を設けることにより高精度な位置決めを求められた場合に自動補正が可能となる。
更に自動で補正を行うことを考慮しているので、新たに別に、回動を補正する機構を追加する必要が無くなり、構成が簡潔にできる。
【００３１】
回動検出手段１３は、取り付け台１１あるいはスライダ２の一方に設けられた発光体１３１と受光体１３２と、取り付け台１１あるいはスライダ２の他方に設けられた反射体１３３と、発光体１３１から発した光が受光体１３２で受光される時間から、スライダ２の回動方向と回動量を演算する回動演算回路１４とが設けられたので、構成が簡潔にできるＸＹステージが得られる。
【００３２】
反射体１３３は、コーナーキューブが使用されたので、入射された光を正確に反射することができるＸＹステージが得られる
反射体を、平面ミラーを使用することも可能であるが、その場合には反射方向の調整を十分にまた、微細に行う必要がある。しかし、コーナーキューブを使用することでその点は軽減することが可能になるＸＹステージが得られる。
【００３３】
反射体を、平面ミラーを使用することも可能であるが、その場合には反射方向の調整を十分にまた、微細に行う必要がある。しかし、コーナーキューブを使用することでその点は軽減することが可能になるＸＹステージが得られる
【００３４】
発光体１３１は、レーザ発光体が使用されたので、コヒーレントな光が得られ精度が向上されたＸＹステージが得られる
【００３５】
受光体１３１は、フォトダイオードアレイが使用されたので、アレイ状に配置されているので、受光が確実にできるＸＹステージが得られる。
受光体を、フォトダイオードを使用することも可能だが、その場合には受光部が一点となってしまうため、光を捉えられる位置がかなり絞られてしまう。そこで、フォトダイオードアレイを使用する。
【００３６】
図６は、本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
本実施例においては、回動検出手段２１は、レーザ発光体２１１とフォトダイオードアレイ２１２と反射板２１３と回動演算回路２１４とで構成されている。
レーザ発光体２１１とレーザ発光体２１１を囲んで面状に配置されたフォトダイオードアレイ２１２と回動演算回路２１４とが取り付け台１２に配置されている。
【００３７】
面状の反射板２１３がスライダ２に配置されている。
この結果、レーザ発光体２１１とレーザ発光体２１１を囲んで面状に配置されたフォトダイオードアレイ２１２が使用されたので、スライダ２の上下方向の傾きをも修正できる、即ち、図１実施例の二次元での修正に対して、三次元でのスライダ２の修正ができるＸＹステージが得られる。
【００３８】
より高精度な位置決めを行う場合に、水平方向だけではなく、垂直方向の位置決め精度が求められることがある。その場合にはその要因も排除することが必要となる。その様な場合にはこのような機構を設けることで、その目的を達成可能となる。
【００３９】
なお、前述の実施例においては、補助台１１と取り付け台１２と説明したが、補助台１１と取り付け台１２とにより、リニアモータが構成されても良いことは勿論である。
また、前述の実施例においては、発光体１３１・受光体１３２とは取り付け台１２に設けられ、反射体１３３はスライダ２に設けられていると説明したが、発光体１３１・受光体１３２と反射体１３３を逆に設けて、反射体１３３側を移動させも良いことは勿論である。
【００４０】
なお、前述の実施例においては、取り付け台１２は補助台１１に設けられ、プラテン１の一方の側面に沿って、補助台１１を摺動すると、説明したが、これに限ることはなく、取り付け台１２はこの補助台１１の所定位置に固定されても良い。
【００４１】
また、前述の実施例においては、受光体１３２は、発光体１３１の片側に配置されていると説明したが、発光体１３１の両側に配置されても良いことは勿論である。
なお、スライダ２が回動して復帰できなくなった場合に、プラテン１にスライダ２を着座させる。例えば、スライダ２の浮上用のエアを抜くなどする。
【００４２】
そして、自動復帰可能かを検討するようにすることも可能である。
あるいは、複数のスライダ２が存在する場合に、自動復帰させることにより他のスライダ２の邪魔をしないか検討するようにすることも可能である。
【００４３】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１の動作説明図である。
【図３】図１の動作説明図である。
【図４】図１の動作説明図である。
【図５】図１の動作説明図である。
【図６】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図７】従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１      プラテン
２      スライダ
３      突き当て部
１１    補助台
１２    取り付け台
１３    回動検出手段
１３１  発光体
１３２  受光体
１３３  反射体
１３４  回動演算回路
１４    回動復帰手段
２１    回動検出手段
２１１  レーザ発光体
２１２  フォトダイオードアレイ
２１３  反射板
２１４  回動演算回路
【図１】
2007218723.tif 000003
【図２】
2007218723.tif 000004
【図３】
2007218723.tif 000005
【図４】
2007218723.tif 000006
【図５】
2007218723.tif 000007
【図６】
2007218723.tif 000008
【図７】
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