JPS6042887B2 - 位置合せ装置 - Google Patents
位置合せ装置Info
- Publication number
- JPS6042887B2 JPS6042887B2 JP3861479A JP3861479A JPS6042887B2 JP S6042887 B2 JPS6042887 B2 JP S6042887B2 JP 3861479 A JP3861479 A JP 3861479A JP 3861479 A JP3861479 A JP 3861479A JP S6042887 B2 JPS6042887 B2 JP S6042887B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pair
- objects
- jig
- diffraction grating
- diffraction gratings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は回折格子を用いて2つの物体を位置合せす
る位置合せ装置に関する。
る位置合せ装置に関する。
近時、回折格子を用いて2つの物体を高精度に位置合
せすることが実用化されつつある。
せすることが実用化されつつある。
その一例として第1図に示すようなものがある。すなわ
ち、振動子1を介してテーブル2に載置された第1の物
体3の回折格子4を設ける一方、この第1の物体3の上
方に第2の物体5を支持体6に支持して平行に設ける。
この第2の物体5には第2の回折格子7を設ける。また
、第2の物体5の上方には、第2の回折格子7に可干渉
光であるレーザ光Lを垂直に入射させるようにしたレー
ザ発振器8を配置するとともに、第1、第2の回折格子
4、7による+n次と−n次の回折光を受光するデイテ
イクタ9、9を配置する。これらデイテイクタ9、9は
、差動増幅器、平滑回路、指示器などを内蔵した制御装
置10を介して上記テーブル2を駆動制御する駆動源1
1に電気的に接続されている。 そして、上記振動子1
により第1の物体3を垂直方向に振動させ、一対のデイ
テイクタ9、9が検知する士n次の回折光の強度を制御
装置10で比較し、その強度が一致するまで、すなわち
一対の回折格子4、7の縞模様が一致するまでテーブル
2を駆動源11によつて駆動することにより、一対の物
体3、5を高精度に位置合せするようにしている。
ち、振動子1を介してテーブル2に載置された第1の物
体3の回折格子4を設ける一方、この第1の物体3の上
方に第2の物体5を支持体6に支持して平行に設ける。
この第2の物体5には第2の回折格子7を設ける。また
、第2の物体5の上方には、第2の回折格子7に可干渉
光であるレーザ光Lを垂直に入射させるようにしたレー
ザ発振器8を配置するとともに、第1、第2の回折格子
4、7による+n次と−n次の回折光を受光するデイテ
イクタ9、9を配置する。これらデイテイクタ9、9は
、差動増幅器、平滑回路、指示器などを内蔵した制御装
置10を介して上記テーブル2を駆動制御する駆動源1
1に電気的に接続されている。 そして、上記振動子1
により第1の物体3を垂直方向に振動させ、一対のデイ
テイクタ9、9が検知する士n次の回折光の強度を制御
装置10で比較し、その強度が一致するまで、すなわち
一対の回折格子4、7の縞模様が一致するまでテーブル
2を駆動源11によつて駆動することにより、一対の物
体3、5を高精度に位置合せするようにしている。
ところで、このような位置合せにおいて、回折格子4
、7に入射するレーザ光Lの角度が直角よりΔθずれた
方向から入射すると、一対の物体3、5の位置合せ誤差
ξは、ε■dsinΔθとなる。
、7に入射するレーザ光Lの角度が直角よりΔθずれた
方向から入射すると、一対の物体3、5の位置合せ誤差
ξは、ε■dsinΔθとなる。
ここで、dは一対の回折格子4、7の間隔である。した
がつて、レーザ光Lを回折格子4、7に対して直角に入
射させなければならないのだが、現在実用化されている
レーザ発振器においては、レーザ光の射出方向が時間と
ともに10−’ラジアン程度変動するので、一対の物体
3、5の位置合せ精度は、レーザ光Lの入射角度の変動
と一対の物体3、5に設けられた第1の回折格子4、7
の間隔によつておのずと限界が生じてしまう。 この発
明は上記事情にもとづきなされたもので、その目的とす
るところは、一対の物体間に、これら物体に設けられた
回折格子と対向する回折格子が設けられた治具を挿入す
ることによつて、レーザ光の入射角度の変動によつて生
じる位置合せ誤差を小さくし、一対の物体を精度よく位
置合せできるようにした位置合せ装置を提供することに
ある。以下、この発明の一実施例を第2図にもとづいて
説明する。
がつて、レーザ光Lを回折格子4、7に対して直角に入
射させなければならないのだが、現在実用化されている
レーザ発振器においては、レーザ光の射出方向が時間と
ともに10−’ラジアン程度変動するので、一対の物体
3、5の位置合せ精度は、レーザ光Lの入射角度の変動
と一対の物体3、5に設けられた第1の回折格子4、7
の間隔によつておのずと限界が生じてしまう。 この発
明は上記事情にもとづきなされたもので、その目的とす
るところは、一対の物体間に、これら物体に設けられた
回折格子と対向する回折格子が設けられた治具を挿入す
ることによつて、レーザ光の入射角度の変動によつて生
じる位置合せ誤差を小さくし、一対の物体を精度よく位
置合せできるようにした位置合せ装置を提供することに
ある。以下、この発明の一実施例を第2図にもとづいて
説明する。
図中21は第1の物体である。この第1の物体21は、
第1の駆動源22の回転軸22aに取着されたホルダ2
3によつて水平に保持されている。上記第1の物体21
の上方には、第2の駆動源24の回転軸24aに取着さ
れたホルダ25に第2の物体26が水平に保持されてい
る。それら第1、第2の物体21,26の対向する面、
すなわち第1の物体21の上面と第2の物体26とにそ
れぞれ第1の回折格子27,28が設けられている。ま
た、平行に離間対向した一対の物体21,26間には、
所定の厚さをもつ平板状の治具29が水平に挿入されて
いる。この治具29の一端側下面には振動子30が設け
られ、この振動子30によつて治具29が垂直方向に振
動するようになつている。この治具29の上下面には、
上記一対の物体21,26に設けられた第1の回折格子
27,28と対向する第2の回折格子31,32が設け
られている。上記第2の物体26の上方には、対向する
一対の第1、第2の回折格子27,31および28,3
2にそれぞれレーザ光Lを垂直方向から入射させる第1
、第2のレーザ発振器33,34が配設されている。
第1の駆動源22の回転軸22aに取着されたホルダ2
3によつて水平に保持されている。上記第1の物体21
の上方には、第2の駆動源24の回転軸24aに取着さ
れたホルダ25に第2の物体26が水平に保持されてい
る。それら第1、第2の物体21,26の対向する面、
すなわち第1の物体21の上面と第2の物体26とにそ
れぞれ第1の回折格子27,28が設けられている。ま
た、平行に離間対向した一対の物体21,26間には、
所定の厚さをもつ平板状の治具29が水平に挿入されて
いる。この治具29の一端側下面には振動子30が設け
られ、この振動子30によつて治具29が垂直方向に振
動するようになつている。この治具29の上下面には、
上記一対の物体21,26に設けられた第1の回折格子
27,28と対向する第2の回折格子31,32が設け
られている。上記第2の物体26の上方には、対向する
一対の第1、第2の回折格子27,31および28,3
2にそれぞれレーザ光Lを垂直方向から入射させる第1
、第2のレーザ発振器33,34が配設されている。
そして、各レーザ発振器33,34から出力されるレー
ザ光Lの光軸に対して等角度.配置された各一対のデイ
テイクタ35,35および36,36によつて上記回折
格子27,31および28,32による+n次方向およ
び−n次方向の反射回折光がそれぞれ受光される。これ
らデイテイクタ35,35および36,36による受!
光信号は、前置増幅器37・・・介したのち差動増幅器
38,38に入力されてその差分が演算される。そして
、この差分出力信号はフィルタ回路39,39で不要周
波数成分が除去されたのち、整流回路40,40、平滑
化回路41,41を順次ク介して平滑化処理されたのち
、指示器42,42にて表示される。また、平滑化信号
は第1、第2の物体21,26の位置合せ信号として上
記第1、第2の駆動源22,24にフィードバックされ
る。つぎに、上記構成の作用について説明する。
ザ光Lの光軸に対して等角度.配置された各一対のデイ
テイクタ35,35および36,36によつて上記回折
格子27,31および28,32による+n次方向およ
び−n次方向の反射回折光がそれぞれ受光される。これ
らデイテイクタ35,35および36,36による受!
光信号は、前置増幅器37・・・介したのち差動増幅器
38,38に入力されてその差分が演算される。そして
、この差分出力信号はフィルタ回路39,39で不要周
波数成分が除去されたのち、整流回路40,40、平滑
化回路41,41を順次ク介して平滑化処理されたのち
、指示器42,42にて表示される。また、平滑化信号
は第1、第2の物体21,26の位置合せ信号として上
記第1、第2の駆動源22,24にフィードバックされ
る。つぎに、上記構成の作用について説明する。
まず、振動子30を作動させ、治具29を垂直方向に振
動させながら、第1のレーザ発振器33からレーザ光L
を、対向する第1の物体21の上面に設けられた第1の
回折格子27と治具29の下面に設けられた第2の回折
格子31の部分に入射させる。このとき、治具29の第
2の回折格子31に対する第1の物体21の第1の回折
格子27のノ位置、すなわち各回折格子27,31の縞
模様が一致していれば、一対のデイテイクタ35,35
が受光する+n次と−n次の回折光の強度が等しく、そ
のことが表示器42に表示される。しかしながら、上記
一対の回折格子27,31にずれが・あると、一対のデ
イテイクタ35,35が受光する回折光の強度がそのず
れ量に応じて異なる。すると、差動増幅器38によつて
その差分が演算され、そのことが表示器42に表示され
るとともに上記差分に応じた信号が平滑化回路41から
第1の駆動源22に出力され、この第1の駆動源22を
作動させて第1の物体21を図中矢示方向(X方向とす
る)に駆動する。そして、この第1の駆動源22により
第1の物体21が駆動されて、これらに設けられた第1
、第2の回折格子27,31の縞模様が一致すれば、一
対のデイテイクタ35,35が受光する回折光の強度が
等しくなるから、第1の駆動源22が停止する。すなわ
ち、第1の物体21が治具29に対して所定位置に位置
合せされることになる。このようにして、第1の物体2
1の位置合せをしたなら、つぎに、第2のレーザ発振器
34を作動させることにより第1の物体21と同物に第
2の物体26を治具29に対して位置合せすれば、治具
29を介して第1の物体21と第2の物体26とが位置
合せされることになる。ところで、このような位置合せ
においては、レーザ発振器33,34から出力されるレ
ーザ光Lの射出方向が時間とともに変動するから、回折
格子への入射角度が垂直からΔθずれた角度入射したと
きには、第1、第2の物体21,26の位置合せ精度に
、上述したようにε=DsjnΔθの誤差が生じる。
動させながら、第1のレーザ発振器33からレーザ光L
を、対向する第1の物体21の上面に設けられた第1の
回折格子27と治具29の下面に設けられた第2の回折
格子31の部分に入射させる。このとき、治具29の第
2の回折格子31に対する第1の物体21の第1の回折
格子27のノ位置、すなわち各回折格子27,31の縞
模様が一致していれば、一対のデイテイクタ35,35
が受光する+n次と−n次の回折光の強度が等しく、そ
のことが表示器42に表示される。しかしながら、上記
一対の回折格子27,31にずれが・あると、一対のデ
イテイクタ35,35が受光する回折光の強度がそのず
れ量に応じて異なる。すると、差動増幅器38によつて
その差分が演算され、そのことが表示器42に表示され
るとともに上記差分に応じた信号が平滑化回路41から
第1の駆動源22に出力され、この第1の駆動源22を
作動させて第1の物体21を図中矢示方向(X方向とす
る)に駆動する。そして、この第1の駆動源22により
第1の物体21が駆動されて、これらに設けられた第1
、第2の回折格子27,31の縞模様が一致すれば、一
対のデイテイクタ35,35が受光する回折光の強度が
等しくなるから、第1の駆動源22が停止する。すなわ
ち、第1の物体21が治具29に対して所定位置に位置
合せされることになる。このようにして、第1の物体2
1の位置合せをしたなら、つぎに、第2のレーザ発振器
34を作動させることにより第1の物体21と同物に第
2の物体26を治具29に対して位置合せすれば、治具
29を介して第1の物体21と第2の物体26とが位置
合せされることになる。ところで、このような位置合せ
においては、レーザ発振器33,34から出力されるレ
ーザ光Lの射出方向が時間とともに変動するから、回折
格子への入射角度が垂直からΔθずれた角度入射したと
きには、第1、第2の物体21,26の位置合せ精度に
、上述したようにε=DsjnΔθの誤差が生じる。
ここで、dは第1、第2の物体21,26の上下面間の
離間寸法であるから、上記第1、第2の物体21,26
を大きく離間させればさせる程位置合せ精度が低下して
しまうことになる。しかしながら、この発明においては
、一対の物体21,26間に治具29を挿入し、この治
具29の上下面に上記第1の物体21の上面および第2
の物体26の下面に設けられた第1の回折格子27,2
8とそれぞれ対向する第2の回折格子31,32を設け
ている。
離間寸法であるから、上記第1、第2の物体21,26
を大きく離間させればさせる程位置合せ精度が低下して
しまうことになる。しかしながら、この発明においては
、一対の物体21,26間に治具29を挿入し、この治
具29の上下面に上記第1の物体21の上面および第2
の物体26の下面に設けられた第1の回折格子27,2
8とそれぞれ対向する第2の回折格子31,32を設け
ている。
したがつて、治具29に対する第1、第2の物体21,
26の位置合せ精度におけるレーザ光Lの射出方向の変
動によつて生じる誤差はE1=ΔDsinΔθとなる。
ここで、Δdは治具29の上下面とそれぞれ対向する第
1、第2の物体21,26の上下面との間隔であるが、
このΔdは一対の物体21,,26間隔dに比べて小さ
く、かつ治具29の厚さを厚くして極めて小さくするこ
とが可能であるから、レーザ光Lの射出方向の変動によ
つて生じる一対の物体21,26の位置合せを治具29
を介して高精度に行うことができる。なお、この発明は
上記一実施例に限られず、たとえば治具29は第3図に
示すように一対の物体21,26間に挿入される部分長
さの異なる一対の脚43,44からなるほぼコ字状に形
成し、それぞれの脚43,44に第2の回折格子31,
32を設けるようにしてもよく、このような構成にすれ
ば、一対の物体21,26の離間寸法に応じて第1の回
折格子21,28と第2の回折格子31,32の間隔、
すなわちΔdを小さくすることができる。
26の位置合せ精度におけるレーザ光Lの射出方向の変
動によつて生じる誤差はE1=ΔDsinΔθとなる。
ここで、Δdは治具29の上下面とそれぞれ対向する第
1、第2の物体21,26の上下面との間隔であるが、
このΔdは一対の物体21,,26間隔dに比べて小さ
く、かつ治具29の厚さを厚くして極めて小さくするこ
とが可能であるから、レーザ光Lの射出方向の変動によ
つて生じる一対の物体21,26の位置合せを治具29
を介して高精度に行うことができる。なお、この発明は
上記一実施例に限られず、たとえば治具29は第3図に
示すように一対の物体21,26間に挿入される部分長
さの異なる一対の脚43,44からなるほぼコ字状に形
成し、それぞれの脚43,44に第2の回折格子31,
32を設けるようにしてもよく、このような構成にすれ
ば、一対の物体21,26の離間寸法に応じて第1の回
折格子21,28と第2の回折格子31,32の間隔、
すなわちΔdを小さくすることができる。
また、上記実施例ではデイテイクタにより反射回折光を
受光したが、透過回折光を受光するようにしても、上記
一実施例と同様な位置合せを行なえる。
受光したが、透過回折光を受光するようにしても、上記
一実施例と同様な位置合せを行なえる。
この場合、一対の物体にレーザ光が透過する透明部分を
設けなければならないが、このような構成によれば治具
を振動させる必要がない。また、2台のレーザ発振器を
用いず、1台のレーザ発振器を用い、このレーザ発振器
から出力されるレーザ光を分割するようにしてもよい。
さらに、上記一実施例では一対の物体を一方向のみに位
置合せすることについて述べたが、複数組の装置を用い
ることによつてX,Y,Z,θ方向に位置合せすること
ができることは無論である。以上述べたようにこの発明
は、第1の回折格子が設けられた一対の物体間に、上記
第1の回折格子と対向する第2の回折格子が設けられた
治具を挿入し、対向する一対の第1、第2の回折格子に
レーザ光を入射させ、+n次と−n次の回折光の強度を
検出することにより、上記一対の物体を治具を介して位
置合せするようにしたから、レーザ光の入射角度の変動
による位置合せ誤差を極めてわずかにすることができる
。
設けなければならないが、このような構成によれば治具
を振動させる必要がない。また、2台のレーザ発振器を
用いず、1台のレーザ発振器を用い、このレーザ発振器
から出力されるレーザ光を分割するようにしてもよい。
さらに、上記一実施例では一対の物体を一方向のみに位
置合せすることについて述べたが、複数組の装置を用い
ることによつてX,Y,Z,θ方向に位置合せすること
ができることは無論である。以上述べたようにこの発明
は、第1の回折格子が設けられた一対の物体間に、上記
第1の回折格子と対向する第2の回折格子が設けられた
治具を挿入し、対向する一対の第1、第2の回折格子に
レーザ光を入射させ、+n次と−n次の回折光の強度を
検出することにより、上記一対の物体を治具を介して位
置合せするようにしたから、レーザ光の入射角度の変動
による位置合せ誤差を極めてわずかにすることができる
。
すなわち、従来は一対の物体の離間寸法が大きいとその
寸法に比例して誤差が大きくなつたが、この発明によれ
ば、一対の物体の離間寸法に係わらず、これら物体を高
精度に位置合せすることができるという実用上大きな効
果を奏する。
寸法に比例して誤差が大きくなつたが、この発明によれ
ば、一対の物体の離間寸法に係わらず、これら物体を高
精度に位置合せすることができるという実用上大きな効
果を奏する。
第1図は従来の装置を示す概略的構成図、第2図はこの
発明の一実施例を示す概略的構成図、第3図はこの発明
の他の実施例を示す治具の側面図である。 21,26・・・・・・物体、22,24・・・・・・
駆動源、27,28・・・・・・第1の回折格子、29
・・・・・・治具、31,32・・・・・・第2の回折
格子、33,34・・・レーザ発振器、35,36・・
・・・デイテイクタ、38・・・・・・差動増幅器。
発明の一実施例を示す概略的構成図、第3図はこの発明
の他の実施例を示す治具の側面図である。 21,26・・・・・・物体、22,24・・・・・・
駆動源、27,28・・・・・・第1の回折格子、29
・・・・・・治具、31,32・・・・・・第2の回折
格子、33,34・・・レーザ発振器、35,36・・
・・・デイテイクタ、38・・・・・・差動増幅器。
Claims (1)
- 1 互いに位置合せすべき平行に離間対向して配置され
る2つの物体の対向する面にそれぞれ設けられた第1の
回折格子と、これら物体間に挿入される治具と、この治
具に上記一対の第1の回折格子とそれぞれ対向するよう
に設けられた一対の第2の回折格子と、対向する一対の
第1、第2の回折格子にそれぞれ垂直方向からレーザ光
を入射させるレーザ発振器と、上記各回折格子からの±
n次の回折光の強度を検知しこの強度によつて上記2つ
の物体を位置合せする手段とを具備したことを特徴とす
る位置合せ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3861479A JPS6042887B2 (ja) | 1979-03-31 | 1979-03-31 | 位置合せ装置 |
| US06/114,354 US4332473A (en) | 1979-01-31 | 1980-01-22 | Apparatus for detecting a mutual positional relationship of two sample members |
| DE3003533A DE3003533C2 (de) | 1979-01-31 | 1980-01-31 | Vorrichtung zur Bestimmung der gegenseitigen Lagebeziehung zwischen zwei Prüflingen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3861479A JPS6042887B2 (ja) | 1979-03-31 | 1979-03-31 | 位置合せ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55131705A JPS55131705A (en) | 1980-10-13 |
| JPS6042887B2 true JPS6042887B2 (ja) | 1985-09-25 |
Family
ID=12530124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3861479A Expired JPS6042887B2 (ja) | 1979-01-31 | 1979-03-31 | 位置合せ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042887B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443999B1 (ko) | 2003-02-28 | 2004-08-21 | 주식회사 파이컴 | 인쇄회로기판용 상호 접속체, 이의 제조방법 및 이를구비한 상호 접속 조립체 |
-
1979
- 1979-03-31 JP JP3861479A patent/JPS6042887B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55131705A (en) | 1980-10-13 |
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