(57)【要約】【課題】  主尺のｎ−１目盛分の長さをｎ分割する副尺を用い、主尺目盛と副尺目盛を重ね合わせ、目盛の挟み読みを利用して両目盛の一致位置を読取る目盛読取方式において、１／２ｎの最少読取値を実現すると同時に、挟まれた目盛の両側の間隙を１／ｎとする課題を解決する。【解決手段】  本発明はｎ分割副尺を用い、主尺目盛と副尺目盛の重ね合わせによる前記各目盛の一方の目盛間隙の中心位置にある他方の目盛を検出読取るようにした目盛の挟み読み方式において、前記主尺目盛と副尺目盛の重なり部分の幅を略２分する線を堺に、その一方の部分の主尺目盛を１／２主尺単位上位側に、副尺目盛を１／２−１／２ｎ主尺単位上位側にずらすことにより、前記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎを２以上の整数として、単位が１である主尺目盛と単位が１−１／ｎ主尺単位である副尺目盛を重ね合せ、前記各目盛の一方の目盛間隙の中心位置にある他方の目盛を検出読取るようにした目盛読取方式において、前記主尺目盛と副尺目盛の重なり部分の幅を略２分する線を堺に、その一方の部分の主尺目盛を１／２主尺単位上位側に、副尺目盛を１／２−１／２ｎ主尺単位上位側にずらしたことを特徴とする目盛読取方式。
【請求項２】
主尺目盛及び副尺目盛の幅が１／２−１／ｎ主尺単位、前記主尺目盛の間隙幅が１／２＋１／ｎ主尺単位、前記副尺目盛間隙幅が１／２主尺単位としたことを特徴とする請求項１に記載の目盛読取方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はバーニヤ式ノギスなどに用いられる副尺を用いた目盛読取方式の読取精度を高めた方式に関わる。詳しくは、従来のバーニヤ式ノギスなどは、主尺目盛と副尺目盛を対向させ、その一致位置を読取る方式である。これに対し本発明の副尺を用いた目盛読取方式は、目盛幅と目盛間隙幅をほぼ等しくして、主尺目盛と副尺目盛の重ね合わせにより生じるモアレ縞を利用し、その一致位置を読取る方式である。
【背景技術】
【０００２】  従来、半導体素子の製造プロセスにおいて、リソグラフィーによって基板上に形成される合成パターンの重ね合わせすれ量を検出する方法として、基板上に形成した主尺パターンと副尺パターンの重ね合わせによって形成されるモアレ縞の粗密から、重ね合わせずれ量を検出する方法が知られている（特許文献１）。本発明は、この周知の方法をノギスなどに適用するための方式に関わる。【０００３】  副尺を用いた目盛読取方法においては、ｎを２以上の整数として、ｎ−１主尺単位の長さをｎ等分した副尺を用いることにより、最小読取値が主尺単位の１／ｎの読取系が実現出来る。このように副尺を用いる目盛読取方法により高い精度の読取が可能となるのは、主尺目盛と副尺目盛の一致位置の移動が、モアレの原理により副尺自身の移動のｎ倍に拡大されるためである。【０００４】  このモアレ縞を利用する方法においては、主尺目盛と副尺目盛の一致位置が、主尺目盛間隙の中心位置にある副尺目盛の位置となる。また、その目盛はモアレ縞の最も密な部分に位置する。更に、副尺目盛間隙の中心位置にある主尺目盛を検出読取ることで、最小読取値が通常の場合の１／ｎに比べて半分の１／２ｎに出来ることが知られている（特許文献１）。そしてこの方法を適用したノギスも知られている（特許文献２）。
【特許文献１】  特開平７−１２０２２１号
【特許文献２】  特開２００７−０９３５６４号
【０００５】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  上記の特徴をもつ副尺を用いた目盛読取方法において、副尺目盛間隙の中心位置にある主尺目盛を検出読取る場合、主尺目盛の両側に生ずる間隙が１／２ｎとなり、主尺目盛間隙の中心位置にある副尺目盛の検出読取る場合の１／ｎに比較して半分の値となる。これは目盛一致位置読取の際の認識感度を低下させるもので改良が望まれる。本発明はこの課題を解決する手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  図１は本発明の原理を説明する図である。図において目盛は矩形の枠で示されており、ハッチを施したものが主尺目盛、施していないものが副尺目盛で、主尺は固定され副尺は移動するものとする。目盛幅は主尺及び副尺ともに１／２−１／ｎ主尺単位、主尺目盛間隙幅は１／２＋１／ｎ主尺単位、副尺目盛間隙幅は１／２主尺単位、の場合を示す。目盛は上下２つに分かれていて、上側目盛は下側目盛に対し主尺目盛を１／２主尺単位右にずらし、副尺目盛を１／２−１／２ｎ主尺単位右にずらしたものとなっている。図において下側の副尺目盛１が二つの主尺目盛の中心に位置し、両側の間隙２、３がそれぞれ１／ｎ主尺単位となっている。一方副尺目盛１の上の主尺目盛は２つの副尺目盛の中心に位置している。【０００８】  図２は図１の状態から副尺が１／２ｎ主尺単位右に移動した状態を示す。それは１／ｎ主尺単位の間隙３が１／２ｎ主尺単位の間隙８に変化し、１／２ｎ主尺単位の間隙４が１／ｎ主尺単位の間隙６に変化していることで示される。そして上側の副尺目盛５が二つの主尺目盛の中心に位置し、両側の間隙６、７がそれぞれ１／ｎ主尺単位となっている。一方副尺目盛５の下の主尺目盛は２つの副尺目盛の中心に位置している。以上の説明の通り、目盛の上下を順に調べることにより、一致位置が常に二つの主尺目盛の中心に位置する副尺目盛となり、読取最小単位が１／２ｎとなるような読取方式が実現出来ることがわかる。【０００９】  図３は本発明の一実施例における主尺目盛と副尺目盛の状態を示す。目盛の一部は図１または図２に対応していて、ｎが２５の場合に相当している。短い目盛が主尺目盛、長い目盛が副尺目盛である。副尺目盛には下側には０、４、８、・・・９６、１００と、上側には２、６、１０、・・・９４，９８と数値が付されている。図の状態では、上側を調べることで、副尺目盛５０が主尺目盛の中心に位置していることがわかる（図中矢印で示す）。２つの副尺目盛の中心にある主尺目盛を見出す場合に比べて、中心に位置する副尺目盛の両側の間隙が大きいため、中心位置にある目盛の識別が容易となる利点がある。【００１０】  図４は図３の状態から副尺を１／５０主尺単位右に移動させたもので、下側を調べることにより、副尺目盛５２が２つの主尺目盛の中心にあることがわかる（図中矢印で示す）。【００１１】  以上詳述したように、副尺を用いる目盛読取方法において、主尺および副尺の目盛幅と目盛間隙幅をほぼ等しくとり、両尺を重ね合わせることで一致位置を読取ることが出来る。主尺目盛と副尺目盛の一致位置は、副尺目盛が相隣り合う主尺目盛の中心に挟まれる位置となる。また最小読取値はｎ分割副尺を用いるにも関わらず１／２ｎとなる。【００１２】  更に主尺目盛の中心に挟まれる副尺目盛の両側に等しい幅の間隙が出来るなど、一致位置読取の際の認識感度を高くする効果がある。更に、この一致位置は主尺と副尺の重ね合わせにより生じるモアレ縞の濃い部分の中央に位置するため、一致位置の絞込みが容易に行える。以上のような理由により、本方式においては、迅速且つ確実な目盛読取が高精度で可能となる。
【発明の効果】
【００１３】  主尺と副尺目盛の重ね合わせによる目盛読取方式により、従来方法に比べて目盛の読取を迅速且つ確実に行うと同時に最小読取値を半分にすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  副尺目盛板が、透明な主尺目盛面に接触摺動するようにして、主尺目盛板を通して目視出来る副尺目盛と主尺目盛の重なりから目盛の読取を行うバネ式手秤。主尺と副尺の相対移動距離を主尺目盛の１ないし数単位以内に限定することで、変形率を小さく抑えてもバネの長さが目盛板の長さ以内におさまるバネ式手秤。
【実施例】
【００１５】  主尺単位を３ｍｍとし、主尺の２４単位、即ち７２ｍｍを２５等分した副尺を用いる目盛読取方法において、主尺及び副尺目盛幅が１．３８ｍｍ、主尺目盛間隙幅が１．６２ｍｍ、副尺目盛間隙幅が１．５０ｍｍ（精度は何れも±０．００６ｍｍ）、とすることにより、主尺目盛の長さが７５ｍｍ、読取分解能５０分の１のバネ式手秤が実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の原理を示す説明図で、副尺を移動する前の様態を示す図
【図２】図１から副尺を１／２ｎ主尺単位右に移動した後の目盛の態様を示す図
【図３】本発明の一実施例において副尺が５０／１００移動した場合の目盛を示す図
【図４】本発明の一実施例において副尺が５２／１００移動した場合の目盛を示す図
【符号の説明】
【００１７】  １  副尺移動前に主尺目盛間隙の中心にある副尺目盛
２  副尺移動前の目盛１の左側間隙
３  副尺移動前の目盛１の右側間隙
４  副尺移動前の目盛１の上にある主尺目盛の右側間隙
５  副尺移動後に主尺目盛間隙の中心にある副尺目盛
６  副尺移動後の目盛５の左側間隙
７  副尺移動後の目盛５の右側間隙
８  副尺移動後の目盛５の下にある主尺目盛の左側間隙
９  主尺と副尺目盛の重なり部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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