(57)【要約】【課題】干渉計の取り付け微調整後、安定に取り付け固定が出来、固有振動数のばらつきを少なく出来る干渉計を実現する。【解決手段】一方の面が干渉計本体に取り付けられる第１のステージと、この第１のステージの他方の面に一方の面が接し他方の面が取り付け面に取り付けられる第２のステージとを有するゴニオステージを具備する干渉計において、前記第１のステージの前記他方の面と前記第２のステージの前記一方の面とのいずれか一方の面の断面が凸円形状をなし他方の面の断面が凹Ｖ字形状を有する第１，第２のステージと、前記第１のステージの前記一方の面の中心と前記第２のステージの前記他方の面の中心とを固定する固定手段とを有するゴニオステージを具備したことを特徴とする干渉計である。【選択図】図１
2009222612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面が干渉計本体に取り付けられる第１のステージと、この第１のステージの他方の面に一方の面が接し他方の面が取り付け面に取り付けられる第２のステージとを有するゴニオステージを具備する干渉計において、
前記第１のステージの前記他方の面と前記第２のステージの前記一方の面とのいずれか一方の面の断面が凸円形状をなし他方の面の断面が凹Ｖ字形状を有する第１，第２のステージと、
前記第１のステージの前記一方の面の中心と前記第２のステージの前記他方の面の中心とを固定する固定手段と
を有するゴニオステージ
を具備したことを特徴とする干渉計。
【請求項２】
前記固定手段は、前記第１のステージと前記第２のステージとのいずれか一方に設けられた雌ねじと、
この雌ねじにねじ合わされる雄ねじと
を具備したことを特徴とする請求項１記載の干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
干渉計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
【特許文献２】特開２００２−１５７０１７号公報
【０００４】
図５は従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図、図６は図５の要部構成説明図、図７は図６の要部構成説明図、図８，図９，図１０は図６の動作説明図である。
【０００５】
図において、レーザ干渉計を位置センサとして用いた位置決め装置として、例えば特開２０００−６５９７０号公報に記載された装置がある。図５はこの装置の概略図である。
図５において、プラテン１０は、磁性体で構成されていて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って一定ピッチで歯が形成されている。図５では簡略化のため一部の歯だけを示している。
スライダ１１には位置決めの対象物が載せられる。
浮揚手段１２は、スライダ１１をプラテン１０上に浮揚させる。
【０００６】
スライダ１１のプラテン１０と対向する面にはノズルが設けられていて、このノズルから浮揚手段１２が圧縮空気を噴出させることによって、浮上力を得ている。
Ｙ軸モータ１３は、スライダ１１に搭載され、Ｙ軸方向に一定ピッチで歯１３２が形成されている。
Ｙ軸モータ１３は、歯１３２とプラテン１０の歯１０１との間に磁気吸引力を生じさせてスライダをＹ軸方向に移動させる。
【０００７】
Ｘ軸モータ１４，１５は、スライダ１１の中心に対して対称な位置にそれぞれ搭載されている。
Ｘ軸モータ１４，１５は、Ｘ軸方向に一定ピッチで歯１４１，１５１が形成されている。
Ｘ軸モータ１４，１５は、歯１４１，１５１と歯１０１との間に磁気吸引力を生じさせてスライダをＸ軸方向に移動させる。
連結部材１１１，１１２はＹ軸モータ１３とＸ軸モータ１４，１５を連結する。
【０００８】
Ｘ軸ミラー１６は、プラテン１０の側面に装着され、Ｙ軸方向に鏡面が形成されている。
Ｙ軸ミラー１７は、プラテン１０の側面に装着され、Ｘ軸方向に鏡面が形成されている。
Ｙ軸センサ１８は、Ｙ軸モータ１３に搭載されていて、Ｙ軸ミラー１７に光を照射し、その反射光を受け、光の干渉を利用してスライダ１１のＹ軸方向の位置を検出するレーザ干渉計である。
【０００９】
Ｘ軸センサ１９及び２０は、Ｘ軸モータ１４及び１５にそれぞれ搭載されていて、Ｘ軸ミラー１６に光を照射し、その反射光を受け、光の干渉を利用してスライダ１１のＹ軸方向の位置を検出するレーザ干渉計である。
Ｙ軸制御部２１は、Ｙ軸指令位置とＹ軸センサ１８の検出位置の偏差をもとにスライダ１１の位置をフィードバック制御する。
【００１０】
Ｘ軸制御部２２及び２３は、Ｘ軸指令位置とＸ軸センサ１９，２０の検出位置の偏差をもとにスライダ１１の位置をそれぞれフィードバック制御する。
スライダ１１は、Ｘ軸とＹ軸に直交する軸のまわりに回転ずれを生じることがある。これをヨーイングとする。回転ずれの角度をヨーイング角θとする。回転ずれがないときは、ヨーイング角θは０である。
【００１１】
図６は上記に使用されるレーザ干渉計１８，１９，２０の要部斜視構成説明図、図７は図６の側面図で、レーザ干渉計１８，１９，２０をスライダ１１に取り付けるのに、いわゆる、ゴニオステージが採用されている。
【００１２】
図６，図７において、３１はレーザ干渉計本体、３２はレーザ干渉計本体３１の取り付け面である。
３３は、スライダ１１にレーザ干渉計本体３１を取り付けるゴニオステージである。
ゴニオステージ３３は、第１のステージ３３１と第２のステージ３３２とを有する。
第１のステージ３３１は、一方の面が干渉計本体３１に取り付けられている。
【００１３】
第２のステージ３３２は、第１のステージ３２１の他方の面に一方の面が接し、他方の面がスライダ１１に取り付けられる。
第１のステージ３３１の他方の面の断面は凸円形状をなし、第２のステージ３３２の一方の面の断面は凹円形状をなし、両円形が丁度嵌り合っている。
３４は第１のステージ３３１の両端に設けられ、第１のステージ３３１を第２のステージ３３２に固定する２個の固定ねじである。
【００１４】
上記のような用途に使用されるレーザ干渉計では、正確に距離を測れるように、極微調整する機構が必要であり、ゴニオステージ３３が使用される。
以上の構成において、第２のステージ３３２に対して、第１のステージ３３１を動かして調整し、固定ねじ３３３を使用して、第１のステージ３３１を第２のステージ３３２に固定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような装置においては、以下の間題点がある。
干渉計の姿勢を調整する為のゴニオステージ３３は、円形状の受け面となっているが、この円形状の加工精度により曲率半径寸法Ｒにバラツキが発生すると円形状の受け面に対する荷重分布にユニットの個体差が発生する。
【００１６】
図８に示す如く、第１のステージ３３１の曲率半径寸法Ｒ１が、第２のステージ３３２の曲率半径寸法Ｒ２より小さい場合、荷重が１方向Ａに集中する。
図９に示す如く、第１のステージ３３１の曲率半径寸法Ｒ３が、第２のステージ３３２の曲率半径寸法Ｒ４より大きい場合、荷重が２方向Ｂ，Ｃ以上に分散する。
【００１７】
また、図１０に示す如く、第１のステージ３３１の第２のステージ３３２への固定方法は、２箇所をねじ止め３３３しているが、この２箇所において、上記円面形状の加工バラツキが存在する場合、最初に規定トルクに締めたねじ３３３に面がなじみ、続いて、後からトルク締めしたねじ３３３へ面がなじむ。
したがって干渉計本体３１とゴニオステージ３３が接する面が変形し易く、且つ、第１のステージ３３１と第２のステージ３３２との接触箇所が変動してしまう。
上記、図８，図９で示した場合とを合わせると、図１０の紙面の右側と左側で異なる固定方法となる可能性も十分に生ずる。
【００１８】
このような加工精度、固定方法に問題がある場合、ゴニオステージ３３と干渉計本体３１が接する面に変形が生じてしまい、干渉計光学系のズレにつながる。
また、荷重分布の個体差（１方向Ａ又は２方向以上Ｂ，Ｃ）が発生することで、スライダー加減速時の振動による共振固有振動数にも個体差が生じてしまい、例えば、レーザー干渉計を使用したスライダーの位置決め制御に大きな影響を与えることになる。
【００１９】
また、スライダーの加減速による振動の伝達により干渉計はある固有値で振動するが、ゴニオステージユニット個体差による共振固有値のバラツキが大きい場合、どの周波数をターゲットにフィルターをかければ良いか判断が難しくなり、結局、全ての共振周波数に対してフィルターをかけることが出来なくなる。
特に、低周波数領域は制御帯域なので、例えば、共振固有値が制御帯域内の周波数だった場合、フィルターを使って共振の影響を除去することが出来ない。
【００２０】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、干渉計の取り付け微調整後、安定に取り付け固定が出来、固有振動数のばらつきを少なく出来る干渉計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の干渉計においては、
一方の面が干渉計本体に取り付けられる第１のステージと、この第１のステージの他方の面に一方の面が接し他方の面が取り付け面に取り付けられる第２のステージとを有するゴニオステージを具備する干渉計において、前記第１のステージの前記他方の面と前記第２のステージの前記一方の面とのいずれか一方の面の断面が凸円形状をなし他方の面の断面が凹Ｖ字形状を有する第１，第２のステージと、前記第１のステージの前記一方の面の中心と前記第２のステージの前記他方の面の中心とを固定する固定手段とを有するゴニオステージを具備したことを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項２の干渉計においては、請求項１記載の干渉計において、
前記固定手段は、前記第１のステージと前記第２のステージとのいずれか一方に設けられた雌ねじと、この雌ねじにねじ合わされる雄ねじとを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
ゴニオステージ受け面の形状を円筒面とＶ字型にすることで、円筒面の加工精度分の寸法誤差が生じてしまっても、常にＶ字型の平面に対して線接触となる。
固定の際の荷重は、ステージ中心部分より１方向からの荷重になる為、中心から両側の円筒面、Ｖ字面には常に左右均一の荷重が加わることになる。
線接触で、左右均一荷重が加わることになるので、固定はより安定して行うことが出来る。
【００２４】
この結果、ステージ中心部分より１方向からの荷重になるため、固定時の変形の応力に偏りが生じにくい干渉計が得られる。
また、円筒面とＶ字面の組み合わせは必ず２方向の線接触となる為、変形が生じにくい安定した固定を実現することができる干渉計が得られる。
【００２５】
変形を防止し、固定が安定することで、ゴニオステージ自身の剛性が向上し、共振周波数帯域を高周波の領域にすることが出来る。また、ゴニオステージ製造過程で発生する加工ばらつきによる共振周波数の個体差を小さくすることが可能となり、共振周波数を特定することが出来る干渉計が得られる。
【００２６】
このことにより例えばレーザー干渉計を使用したモーターの位置決め制御を行う際に、ゴニオステージの共振周波数に対してノッチフィルターを適用することが出来る干渉計が得られる。
この共振をフィルターにかけることでよりモータの加減速度を向上させても共振による位置偏差過大を低減することが可能となり、より高速、高精度な位置決め制御が実現できる干渉計が得られる。
【００２７】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
固定手段は、第１のステージと第２のステージとのいずれか一方に設けられた雌ねじと、この雌ねじにねじ合わされるおねじとで構成されたので、安価で確実な固定ができる干渉計が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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は図１の側面図、図３、図４は図１の動作説明図である。
図において、図６と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図６との相違部分のみ説明する。
【００２９】
図１，図２において、３１はレーザ干渉計本体、３２はレーザ干渉計本体３１の取り付け面である。
４３は、スライダ１１にレーザ干渉計本体３１を取り付けるゴニオステージである。
ゴニオステージ４３は、第１のステージ４３１と第２のステージ４３２とを有する。
第１のステージ４３１は、一方の面が干渉計本体３１に取り付けられている。
【００３０】
第２のステージ４３２は、第１のステージ４３１の他方の面に一方の面が接し、他方の面がスライダ１１に取り付けられる。
第１のステージ４３１の他方の面の断面は凸円形状をなし、第２のステージ４３２の一方の面の断面は凹Ｖ形状をなし、凸円形状と凹Ｖ形状とが丁度嵌り合っている。
【００３１】
固定手段４４は、第１のステージ４３１の一方の面の中心と、第２のステージ４３２の他方の面の中心とを一箇所のみ固定する。
この場合は、固定手段４４は、第２のステージ４３２に設けられた雌ねじ４４１と、この雌ねじ４４１にねじ合わされる雄ねじ４４２とを有する。
【００３２】
以上の構成において、第２のステージ４３２に対して、第１のステージ４３１を動かして調整し、固定手段４４を使用して、第１のステージ４３１を第２のステージ４３２に固定する。
【００３３】
この結果、
ゴニオステージ４３の受け面の形状を円筒面とＶ字型にすることで、円筒面の加工精度分の寸法誤差が生じてしまっても、常にＶ字型の平面に対して線接触となる。
固定の際の荷重は、ステージ中心部分より１方向からの荷重４４１，４４２になる為、中心から両側の円筒面、Ｖ字面には常に左右均一の荷重が加わることになる。
線接触で、左右均一荷重が加わることになるので、固定はより安定して行うことが出来る。
【００３４】
この結果、ステージ中心部分より１方向からの荷重４４１，４４２になるため、固定時の変形の応力に偏りが生じにくい干渉計が得られる。
また、円筒面とＶ字面の組み合わせは必ず２方向の線接触となる為、変形が生じにくい安定した固定を実現することができる干渉計が得られる。
【００３５】
変形を防止し、固定が安定することで、ゴニオステージ４３自身の剛性が向上し、共振周波数帯域を高周波の領域にすることが出来る。また、ゴニオステージ４３の製造過程で発生する加工ばらつきによる共振周波数の個体差を小さくすることが可能となり、共振周波数を特定することが出来る干渉計が得られる。
【００３６】
このことにより、例えば、レーザー干渉計を使用したモーターの位置決め制御を行う際に、ゴニオステージの共振周波数に対してノッチフィルターを適用することが出来る干渉計が得られる。
この共振をフィルターにかけることでよりモータの加減速度を向上させても共振による位置偏差過大を低減することが可能となり、より高速、高精度な位置決め制御が実現できる干渉計が得られる。
【００３７】
固定手段４４は、第２のステージ４３２に設けられた雌ねじ４４１と、この雌ねじ４４１にねじ合わされる雄ねじ４４２とで構成されたので、安価で確実な固定ができる干渉計が得られる。
【００３８】
なお、前述の実施例においては、第１のステージ４３１の他方の面の断面は凸円形状をなし、第２のステージ４３２の一方の面の断面は凹Ｖ形状をなし、凸円形状と凹Ｖ形状とが丁度嵌り合っていると説明したが、これに限ることはなく、例えば、
第１のステージ４３１の他方の面の断面は凹Ｖ形状凸円形状をなし、第２のステージ４３２の一方の面の断面は凸円形状をなし、凸円形状と凹Ｖ形状とが丁度嵌り合っていても良いことは勿論である。
【００３９】
また、前述の実施例においては、固定手段４４は、第２のステージ４３２に設けられた雌ねじ４４１と、この雌ねじ４４１にねじ合わされる雄ねじ４４２とを有すると説明したが、これに限ることはなく、例えば、
固定手段４４は、第２のステージ４３２に設けられた雄ねじと、この雄ねじにねじ合わされる雌ねじとを有しても良いことは勿論である。
【００４０】
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】
【００４１】
【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の側面図である。
【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】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。
【図６】図５の要部構成説明図である。
【図７】図６の側面図である。
【図８】図６の動作説明図である。
【図９】図６の動作説明図である。
【図１０】図６の動作説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０    プラテン
１０１  歯
１１    スライダ
１１１  連結部材
１１２  連結部材
１２    浮揚手段
１３    Ｙ軸モータ
１３２  歯
１４    Ｘ軸モータ
１４１  歯
１５    Ｘ軸モータ
１５１  歯
１６    Ｘ軸ミラー
１７    Ｙ軸ミラー
１８    Ｙ軸センサ
１９    Ｘ軸センサ
２０    Ｘ軸センサ
２１    Ｙ軸制御部
２２    Ｘ軸制御部
２３    Ｘ軸制御部
３１    レーザ干渉計本体
３２    取り付け面
３３    ゴニオステージ
３３１  第１のステージ
３３２  第２のステージ
３３３  固定ねじ
４３    ゴニオステージ
４３１  第１のステージ
４３２  第２のステージ
４３３  固定ねじ
４４    固定手段
４４１  雌ねじ
４４２  雄ねじ
θ      ヨーイング角
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009222612.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009222612.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009222612.tif 000009
【図８】
2009222612.tif 000010
【図９】
2009222612.tif 000011
【図１０】
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