JPH02118402A - 高精度位置測定回路 - Google Patents
高精度位置測定回路Info
- Publication number
- JPH02118402A JPH02118402A JP63270743A JP27074388A JPH02118402A JP H02118402 A JPH02118402 A JP H02118402A JP 63270743 A JP63270743 A JP 63270743A JP 27074388 A JP27074388 A JP 27074388A JP H02118402 A JPH02118402 A JP H02118402A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- amplification
- psd
- amplifier
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は半導体位置検出素子（以下ＰＳＤという）を
用い、光ステツパ等自動焦点機構のフィードバック系焦
点位置測定に利用する。
用い、光ステツパ等自動焦点機構のフィードバック系焦
点位置測定に利用する。
（従来の技術）
゛ 従来の回路例を第３図に示す。ＰＳＤ３−１に照射
された光スポットはその位置と素子の両端に設けられた
電極位置の各距離に反比例した値の電流が両端電極よシ
取シ出される。ＰＳＤには上記光スポット位置に反比例
した電流を取り出すためにバイアス電圧３−２を印加す
る。
された光スポットはその位置と素子の両端に設けられた
電極位置の各距離に反比例した値の電流が両端電極よシ
取シ出される。ＰＳＤには上記光スポット位置に反比例
した電流を取り出すためにバイアス電圧３−２を印加す
る。
検出した２つの信号１１と１１からその重心を求めるこ
とによシその結果から位置を知る。即ち（ｉｚ −１ｎ
）／（ｉｔ ＋ ｉｓ ）の演算を行う事によりその
結果が照射された光スポットの相対位置となる。
とによシその結果から位置を知る。即ち（ｉｚ −１ｎ
）／（ｉｔ ＋ ｉｓ ）の演算を行う事によりその
結果が照射された光スポットの相対位置となる。
実際には１！、１．はμＡオーダの値であるため、Ｌ／
ｖ変換回路に３−３よシミ圧に変換、信号増巾ＡＧＣ回
路３−４において一定レベル以上の電圧に増幅後、演算
回路３−５によシ重心位置の計算を行い位置データ出力
を得る。
ｖ変換回路に３−３よシミ圧に変換、信号増巾ＡＧＣ回
路３−４において一定レベル以上の電圧に増幅後、演算
回路３−５によシ重心位置の計算を行い位置データ出力
を得る。
ＡＧＣ比較電圧３−７、ＡＧＣ用誤差増巾器３−６及び
人ＧＣ回路３−４から成るＡＧＣは、照射されるスポッ
ト光量の変化に対する演算誤差を少なくするため演算回
路入力信号レベルを一定以上に保つ回路である。
人ＧＣ回路３−４から成るＡＧＣは、照射されるスポッ
ト光量の変化に対する演算誤差を少なくするため演算回
路入力信号レベルを一定以上に保つ回路である。
（発明の解決しようとする課題）
こ＼で相対位置を知るための重心位置を求める式を再度
見てみる。２つの電流信号’１ｐＩｓは実際にはｉ／ｖ
変換回路によシミ王位に変換後処理される。ｉ／ｖ変換
回路出力３−３をそれぞれｖｉ、ｖｌとし信号増巾ＡＧ
Ｃ回路３−４で増巾後の出力をｖｂｖ８とすると相対位
置（重心位置）は次の式で求められる。
見てみる。２つの電流信号’１ｐＩｓは実際にはｉ／ｖ
変換回路によシミ王位に変換後処理される。ｉ／ｖ変換
回路出力３−３をそれぞれｖｉ、ｖｌとし信号増巾ＡＧ
Ｃ回路３−４で増巾後の出力をｖｂｖ８とすると相対位
置（重心位置）は次の式で求められる。
これは信号増巾部３−４における２系統の各増幅度が同
一である場合に限る。
一である場合に限る。
二系統の増幅度及び温度等外乱による増幅度に変動があ
った場合を考える。増幅度が異なる場合、即ち、一系統
の電圧増幅度をＡ８、他方の増幅度をんとすると重心位
置の演算結果は次の様になる。
った場合を考える。増幅度が異なる場合、即ち、一系統
の電圧増幅度をＡ８、他方の増幅度をんとすると重心位
置の演算結果は次の様になる。
Ｙ、 ＝Ａ！ｓ ｖｉ
Ｖ、 ＝Ａｓ ” ｖｉ
故に結果はＰＳＤ上光スポット照射位置と相対位置（演
算結果）の各割合は異なった値となる。
算結果）の各割合は異なった値となる。
従りて第３図に示す様な増幅系統を別々に有する回路で
は各々の増幅度の差が直接測定誤差となるため、増幅度
を一致させる必要がある。
は各々の増幅度の差が直接測定誤差となるため、増幅度
を一致させる必要がある。
又温度等による増幅度に変動があった場合はその変動分
が誤差となシ発生する。
が誤差となシ発生する。
（課題を解決するための手段）
前述した式から判断出来る様に増中度の違いによる誤差
をなくす念め一系統の増巾回路を切換えて使用する。
をなくす念め一系統の増巾回路を切換えて使用する。
（作用）
増巾回路を一系統化する事により、増巾系で発生する誤
差を零にする事が出来る。
差を零にする事が出来る。
（実施例）
第１図に実施回路例、第２図にそのタイムチャートを各
々示し、以下でこの図を基に説明する。
々示し、以下でこの図を基に説明する。
第１図においてＰＳＤ上に照射された光スポット位置に
逆比例して得られる２つの信号電流１１ ｍｌ！はｉ／
ｖ変換回路１−３にて電圧値ｖｉ、ｖｌに変換する。
逆比例して得られる２つの信号電流１１ ｍｌ！はｉ／
ｖ変換回路１−３にて電圧値ｖｉ、ｖｌに変換する。
この２つの信号ｖｌ、ｖｌは同期検波信号１−９によシ
同期して切換わる１−４，１−８によシ交互に信号増幅
器１−６、ＡＧＣ増幅器１−７にて増幅、検波出力回路
１−１０．１−１１にて分離し出力される。次に演算回
路１−工２にて重心位置を求め相対位置出力を得ている
。
同期して切換わる１−４，１−８によシ交互に信号増幅
器１−６、ＡＧＣ増幅器１−７にて増幅、検波出力回路
１−１０．１−１１にて分離し出力される。次に演算回
路１−工２にて重心位置を求め相対位置出力を得ている
。
第２図にＰＳＤ上に光スポットを正弦波的に照射した時
の各部回路出力波形及び重心位置を求めた演算結果を示
している。ここで第２図で示す同期検波信号のくシ返し
周期はＰＡＤ上光入光スポット動周期よシ十分速い値と
する。又、検波出力回路１−１０ 、１−１１はサンプ
ルホールド回路とローパスフィルター回路から構成され
同期検波信号生するリップル成分を押えている。
の各部回路出力波形及び重心位置を求めた演算結果を示
している。ここで第２図で示す同期検波信号のくシ返し
周期はＰＡＤ上光入光スポット動周期よシ十分速い値と
する。又、検波出力回路１−１０ 、１−１１はサンプ
ルホールド回路とローパスフィルター回路から構成され
同期検波信号生するリップル成分を押えている。
増幅回路を一系統としているため前述の式（２）から解
る様に調整上から発生する増幅度の違い及び温度等によ
る増幅度の変動から発生する測定誤差をなくシ、高精度
の位置測定を行う事が可能となる。
る様に調整上から発生する増幅度の違い及び温度等によ
る増幅度の変動から発生する測定誤差をなくシ、高精度
の位置測定を行う事が可能となる。
即ち、増幅度ｔ Ａｌとすると
’１１ ＝ＡＩ ” Ｙｉ
Ｖ！ ＝４・ｖｉ
となシ増幅度ＡＳＫは無関係の割合いとなる。
第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図、は実施
例の回路を使用した場合のＰＳＤ上に光スポットを正弦
波状に照射した時の各部出力波形とそのタイミングを示
すタイムチャート、第３図は従来の回路図である。 １−１・・・Ｐ８Ｄ、１−２・・・バイアス回路、１−
３・・・ｌ／ｖ変換回路、１−５・・・信号増巾ＡＧＣ
回路、１−１２・・・換算回路、１−１３・・・ＡＧＣ
用誤差増巾器、１−１４・・・ＡＧＣ比較電圧。 第 図
例の回路を使用した場合のＰＳＤ上に光スポットを正弦
波状に照射した時の各部出力波形とそのタイミングを示
すタイムチャート、第３図は従来の回路図である。 １−１・・・Ｐ８Ｄ、１−２・・・バイアス回路、１−
３・・・ｌ／ｖ変換回路、１−５・・・信号増巾ＡＧＣ
回路、１−１２・・・換算回路、１−１３・・・ＡＧＣ
用誤差増巾器、１−１４・・・ＡＧＣ比較電圧。 第 図
Claims (1)
- 半導体位置検出素子を使用した位置測定回路において、
前記半導体位置検出素子から得られる光スポット位置と
各出力端子間距離に反比例した互いに逆極性の２つの信
号を増巾する際、一系統の増巾回路で行う事により増巾
回路で発生する種々の変動値を、相対位置を求める演算
回路においてキャンセルし、増巾系で発生する変動値が
位置測定誤差として発生するのを防ぐ高精度位置測定回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63270743A JPH02118402A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 高精度位置測定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63270743A JPH02118402A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 高精度位置測定回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02118402A true JPH02118402A (ja) | 1990-05-02 |
Family
ID=17490356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63270743A Pending JPH02118402A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 高精度位置測定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02118402A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0679869A2 (en) * | 1994-04-28 | 1995-11-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Distance measuring device |
| EP0760460A2 (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-05 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Optical displacement measuring system using a triangulation |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63270743A patent/JPH02118402A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0679869A2 (en) * | 1994-04-28 | 1995-11-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Distance measuring device |
| EP0679869A3 (en) * | 1994-04-28 | 1996-10-23 | Hamamatsu Photonics Kk | Distance measuring device. |
| US5644385A (en) * | 1994-04-28 | 1997-07-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | Distance measuring device using position sensitive light detector |
| EP0760460A2 (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-05 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Optical displacement measuring system using a triangulation |
| EP0760460A3 (en) * | 1995-08-28 | 1998-05-20 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Optical displacement measuring system using a triangulation |
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