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JP4386404B2 - Table position detection sensor device - Google Patents

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JP4386404B2
JP4386404B2 JP2002269948A JP2002269948A JP4386404B2 JP 4386404 B2 JP4386404 B2 JP 4386404B2 JP 2002269948 A JP2002269948 A JP 2002269948A JP 2002269948 A JP2002269948 A JP 2002269948A JP 4386404 B2 JP4386404 B2 JP 4386404B2
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Japan Science and Technology Agency
Tamura Corp
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テーブル位置検出用センサ装置に係り、特にＩＣやＬＳＩ等の半導体生産工程における精密加工用のステージ装置等に装備され、当該ステージ装置が備えている可動テーブルの現在位置を連続的に検出するのに好適なテーブル位置検出用センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体産業等では、ＩＣやＬＳＩ等の生産工程で被加工物を精密加工の場に配設し保持するために、従来より、精密移動が可能な可動テーブル（テーブル部材）を備えた精密加工用のステージ装置が使用されている。そして、この場合、可動テーブルの移動先の位置制御を迅速に且つ正確に実行するため、テーブル位置検出用のセンサ装置が、前述した精密加工用のステージ装置に組み込まれている。
【０００３】
ここで、この従来例における精密加工用のステージ装置は、テーブル移送手段としては、可動テーブルをＸ方向に移動するＸ方向移動機構と、この可動テーブルを載置したＸ方向移動機構の全体をＹ方向に移動するＹ方向移動機構とを備えた２重構造のものが装備されている。又Ｘ方向およびＹ方向の各テーブル駆動手段としては、ステッピングモータ等の駆動モータと精密駆動機構の組合せたものが個別に装備され、更に同一面内における回転駆動に際してはＸ方向移動機構とＹ方向移動機構の全体を一体的に回転させる構造の回転駆動機構が装備されていた。
【０００４】
また、移送されるテーブルの現在位置を精密測定するテーブル位置検出手段も、例えばＸ方向およびＹ方向の各駆動機構及び回転駆動機構にそれぞれ別々に装備され、ここで得られる情報（即ち、可動テーブルの移動情報）に基づいて前述した各精密駆動手段が個別に駆動制御されるという手法のものが多い。このため、装置全体が大型化するという不都合が常に生じている。
【０００５】
これとは別に、可動テーブルの精密移動をミクロン単位で実行するためには、その移動時の変化量をリアルタイムで把握しつつ駆動手段の出力を精密に制御する必要がある。
このため、従来例では、小型化されたエンコーダ等の回転数検出手段をＸ方向，Ｙ方向および回転の各駆動機構にそれぞれ併設し、ここで得られる回転情報（即ち、可動テーブルの移動情報）に基づいて各精密駆動手段を個別に駆動し位置制御するという手法を備えたものが多い。
【特許文献１】
特開平５−３３６７３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例のものは、Ｘ方向，Ｙ方向および回転の各駆動機構にそれぞれエンコーダを併設していることから、装置全体の小型化には限界がある。また、駆動モータとしてステッピングモータを用いるため、デジタル量の駆動パルスによる移動であり、可動テーブルをミクロン単位で精密移動させる場合には、駆動パルスによるテーブルの移動は、微視的に見て連続した定量なものではなく、平均値が定量なものであるため、微小値の範囲で見れば、テーブルの移動は断続する動きとなり、可動テーブルの精密移動をミクロン単位で実行するには不適切なものとなっていた。
【０００７】
又、２次元平面（Ｘ−Ｙ平面）内におけるテーブルの移動後の位置情報の検出は、当該テーブルが非接触にて駆動される場合には、例えばＸ方向，Ｙ方向及び回転の各方向に設定されたバーコード等からの反射レーザ光を光センサにて受光して計数し積算して、その位置変化を演算する等の手法が用いられる。
【０００８】
しかしながら、かかる手法では、テーブルの移動量がデジタル量として出力されるため、ミクロン単位でテーブルの移動を行う場合には、パルス間での測定信号値が零値となってテーブルの位置検出が不可能となってしまい、テーブルの精密移動をミクロン単位で実行するには不適切なものとなっていた。
更に、直線的な移動と回転動作とが連続的になされるテーブルについては、当該テーブルの位置の測定に際しては移動位置測定用のセンサと回転の各測定用の３種類のセンサを装備しなければならず、このため、これを装備すると、例えば前述した精密加工用のステージ装置が更に大型化する、という不都合があった。
【０００９】
また、上記特許文献１には、４個の田形状駆動コイル間のスペースを利用して容量式位置検出器の電極を固定子側と可動子側とにそれぞれ配置した構造のものが開示されている。
しかしながら、この特許文献１に示された構造では、固定子側と可動子側にそれぞれ設けた４個の内２個の容量式位置検出器の電極を接近して配置しなければならないため、可動子が平面移動する範囲によっては、可動子側の電極が固定子側の隣接する電極に相互干渉して位置検出の精度に影響を及ぼすことがある。このため、可動子の移動は、当該電極相互間の影響がない狭い範囲に限定されてしまい、可動子を広範囲に渡って移動させるための改良の余地があった。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、特に、当該テーブルの同一平面上における移動方向および移動距離等に関する情報を、更には、同一平面上における回転角度情報等を、リアルタイムで同時に連続的に且つ高精度に検知し得る小型化が可能なテーブル位置検出用センサ装置を提供することを、その目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、Ｘ−Ｙ平面上を所定範囲内で平面移動するテーブル部材の周囲４辺の内の少なくとも隣接する２辺に、アナログ量を出力する位置検出センサを配設し、テーブル部材の移動と共に変化するアナログ量の変化をテーブル移動の位置情報として検出し所定の電気信号に変換して外部出力する演算部を備えているという構成を採っている。
【００１２】
このため、Ｘ−Ｙ平面内でのテーブル部材の移動量が、位置検出センサによりアナログ量で出力される。演算部では、テーブル部材の移動と共に変化するアナログ量の変化をテーブル移動の位置情報として検出し所定の電気信号に変換して出力する。
【００１３】
したがって、テーブル部材の移動位置検出がアナログ量に基いて行われるため、テーブル部材を微小範囲、例えばミクロン単位で移動させる場合においても正確に位置の制御を行うことができる。
また、テーブル部材の周囲４辺の内の少なくとも隣接する２辺に位置検出センサを配設しているため、位置検出センサが相互干渉するに至る距離を長くしてテーブル部材の移動範囲を広くすることができ、広範囲でテーブル部材の位置を正確に検出することができる。
【００１４】
前述した位置検出センサとしては、差動変圧器,ポテンショメータ,レーザ変位計などのアナログ量検出センサを用いて、テーブル部材の移動量をアナログ量として出力することができる。また、前述した位置検出センサが、差動変圧器,ポテンショメータ或いはレーザ変位計であるときに、テーブル部材の移動をＸ−Ｙ平面内の２方向の直線変位に分解してＸ,Ｙ方向の移動量を得ると共にＸ又はＹ方向の移動量から回転方向の移動量を得るアナログ量検出センサを用いることが望ましい。
【００１５】
また、請求項４記載の発明では、前述した位置検出センサに、静電容量型の位置検出センサを用い、Ｘ−Ｙ平面上を所定範囲内で平面移動するテーブル部材の周囲４辺の内の隣接する２辺に、それぞれ少なくとも２個の静電容量型の位置検出センサを所定間隔を隔てて配設する。
【００１６】
また、この各位置検出センサを構成する一方のセンサ用面電極を前述したテーブル部材の一方の面の端面領域に装着すると共に、該各位置検出センサを構成する他方のセンサ用面電極を前述した一方のセンサ用面電極に一部分対向し且つ近接した状態で前述したテーブル部材保持用のケース本体側に固定装備する。
【００１７】
更に、前述したテーブル部材の移動と共に前述した一方と他方のセンサ用面電極の相互間に形成される静電容量の変化をテーブル移動の位置情報として検出し所定の電気信号に変換して外部出力する演算部を備えている、という構成を採っている。
【００１８】
このため、この請求項４記載の発明では、テーブル部材が同一面内での所定の方向へ移動すると、Ｘ方向先およびＹ方向先に位置する各２個の位置検出センサが、テーブル部材の移動と共に変化する静電容量を検出し、この容量変化にかかる情報をリアルタイムで演算部へ出力する。演算部では、この４つのセンサ情報を所定の処理をし、当該テーブル部材の移動方向と移動量とを特定するに必要な所定の情報を演算し出力する。
【００１９】
ここで、例えばＸ軸方向に装備した一方と他方の２個の位置検出センサに容量変化が見られない場合にはテーブル部材はＹ軸に沿って（回転動作なしに）移動したことを意味し、その移動方向はＹ軸方向の２個の位置検出センサの容量の増減で判断され、同時にその移動量は当該Ｙ軸方向の位置検出センサの容量の変化量によって特定される。かかる判断および具体的な演算は、外部接続の主制御部等で実行される。
【００２０】
また、演算部では、例えばＸ軸方向とＹ軸方向の両方の位置検出センサが同一の容量変化を検出した場合には、テーブル部材が４５°方向に（回転動作なしに）移動したと判断されるに必要な情報を演算処理して外部出力するようになっている。
【００２１】
更に、隣接する２辺の各２個の位置検出センサがそれぞれ異なった容量変化を出力した場合には、テーブル部材は回転動作をしたことを意味し、同時に一方の２つの位置検出センサの容量変化の差と他方の２つの位置検出センサの容量変化の差とが等しい場合には正常回転を意味する。かかる判断に必要な情報、更には回転方向および回転角にかかる各情報は、演算部で信号処理されて外部出力されるようになっている。
【００２２】
これら各位置検出センサの容量変化のパターンによる移動方向の特定および各位置検出センサの容量の変化量とテーブル部材の移動量との関係は、例えば、予め実験的に特定し且つマップ化してメモリ等に記憶しておき、演算部では位置ずれ等にかかる情報を併記して特定し外部出力するようにしてもよい。
【００２３】
即ち、この請求項４記載の発明では、同一面内の所定範囲内でテーブル部材が３６０°方向の何れかの方向に微小移動した場合に、その移動量を直ちに静電容量の変化として連続的に検出することができ、同時に当該可動テーブルの同一面内において回転動作した場合にも、これを同様に精密に検出することができ、これらを同時に又は連続して移動情報として外部出力することが可能となっている。
【００２４】
請求項５記載の発明では、Ｘ−Ｙ平面上を所定範囲内で平面移動するテーブル部材の周囲４辺の各々に、それぞれ少なくとも２個の静電容量型の位置検出センサを所定間隔を隔てて配設する。
【００２５】
又、この各位置検出センサを構成する一方のセンサ用面電極を前述したテーブル部材の一方の面の端面周囲に装着すると共に、各位置検出センサを構成する他方のセンサ用面電極を前述した一方のセンサ用面電極に一部分対向し且つ近接した状態で前述したテーブル部材保持用のケース本体側に固定装備する。
【００２６】
そして、前述したテーブル部材の移動と共に各位置検出センサにおける一方と他方の各センサ用面電極の相互間に形成される静電容量の変化をテーブル移動の位置情報として検出し所定の信号に変換して外部出力する演算部を備えている、という構成を採っている。
【００２７】
このため、この請求項５記載の発明では、前述した請求項４記載の発明と同等の機能を有するほか、更に、テーブル部材の周囲４辺の各々に少なくとも２個の静電容量型の位置検出センサを装備したので、位置検出センサの数が２倍となり、このため、測定感度が倍増し、同時に対応する２辺に位置検出センサを同数装備したので、その差をとることにより外部からの電気的な雑音を排除することが可能となり、かかる点において、使用環境の悪い箇所にあってもその影響を受けることなく比較的正確に且つ高精度に移動情報を検出し出力することができる。
【００２８】
請求項６記載の発明では、前述した請求項５記載のテーブル位置検出用センサ装置において、前述したテーブル部材の中心部からＸ軸およびＹ軸に沿った方向先に位置する各端部に対応して配設した２個の位置検出センサの内、Ｘ軸又はＹ軸の何れか一方の軸線に沿った方向先の各端部に配設された２個の位置検出センサを、それぞれ一個とする、という構成を採っている。
【００２９】
このため、この請求項６記載の発明では、前述した請求項５記載の発明と同等の機能を有するほか、更に、位置検出センサの数を少なくしたから、その分、演算部の負担が軽減され当該演算部の演算処理が迅速化される。
【００３０】
請求項７記載の発明では、前述した請求項４又は５記載のテーブル位置検出用センサ装置において、前述した演算部が、テーブル部材の移動情報の検出時に作動し外部から到来する雑音を有効に排除する雑音排除機能を備えている、という構成を採っている。
【００３１】
このため、この請求項７記載の発明では、前述した請求項４又は５記載の発明と同等の機能を有するほか、更に、周囲環境の悪い場所においても或いは隣接する電気機器から突発的に発生する雑音に対しても、これらの外来雑音の影響を受けることなく移動情報を鮮明に且つ高精度に検出することができ、かかる点において装置全体の信頼性向上を図ることができる。
【００３２】
請求項８記載の発明では、前述した請求項１，４，５，６又は７記載のテーブル位置検出用センサ装置において、各位置検出センサの内のテーブル部材側に装備した各一方のセンサ用面電極を、所定幅の電極部材により帯状に形成してなる共通電極によって構成する、という手法を採っている。
【００３３】
このため、この請求項８記載の発明では、前述した請求項１，４，５，６又は７記載の発明と同等の機能を有するほか、更に、複数の一方のセンサ用面電極を単一の共通電極で共用し得るので、構成が単純化され、組立及び調整が容易となり、生産性向上を図ることができるという利点があある。
【００３４】
請求項９記載の発明では、前述した請求項１，４，５，６，７又は８記載のテーブル位置検出用センサ装置において、位置検出センサを構成する一方と他方の各センサ用面電極を、それぞれ複数の板状電極を所定空隙を介して積層した状態で一体化し、これによって断面櫛型状に形成する。そして、この一方と他方の各センサ用面電極が相互に対向する部分の電極面部分が相互に接触することなく噛み合った形態をもって組み込む、という構成を採っている。
【００３５】
このため、この請求項９記載の発明では、前述した請求項１，４，５，６，７又は８記載の発明と同等の機能を有するほか、更に、一方と他方の各センサ用面電極の対向面が増加した数の分だけ静電容量の変化分が数倍に倍増され、かかる点において測定感度を大幅に改善することができ、テーブル部材の移動にかかる位置情報を高感度に且つ高精度に出力することが可能となっている。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。
【００３７】
【第１の実施形態】
本発明の第１の実施の形態を図１乃至図１９に示す。
この第１の実施形態は、本発明にかかるテーブル位置検出用センサ装置を、精密加工用のステージ装置について実施した場合の例を示す。
【００３８】
まず、図１乃至図３において、符号１は精密加工用のテーブル台としての可動テーブルを示し、符号２はテーブル保持機構を示す。このテーブル保持機構２は、図１の下方部分に配設され、前述した可動テーブル１が同一面内での任意の方向への移動を許容すると共に当該可動テーブル１に元位置復帰力を付加した状態（元位置復帰機能を備えた状態）で当該可動テーブル１を保持するように構成されている。
【００３９】
このテーブル保持機構２は、本体部としてのケース本体３によって支持されている。
ケース本体３は、本実施形態では図１に示すように上方および下方が開放された箱体状に形成されている。付号４は電磁駆動手段を示す。この電磁駆動手段４は、その主要部がケース本体３側に保持され、前述した可動テーブル１に移動力を付勢する機能を備えている。
【００４０】
符号３Ａは、ケース本体３の内壁部周囲に突設された駆動手段保持部を示す。又、符号５はテーブル部材としての補助テーブルを示す。この補助テーブル５は、可動テーブル１に対向し且つ所定間隔を隔てて平行に当該可動テーブル１に連結装備されている。
前述した電磁駆動手段４は、この２つのテーブル部材である補助テーブル５と可動テーブル１との間に配設されている。
【００４１】
この電磁駆動手段４は、補助テーブル５の所定位置に固定装備された４個の正方形形状の被駆動磁石６と、この各被駆動磁石６に対向して配置された十字状コイル辺を有し且つ当該各被駆動磁石６に対して前述した可動テーブル１の所定の移動方向に沿って電磁的に所定の駆動力を付勢する田形状駆動コイル７と、この田形状駆動コイル７を定位置にて保持すると共に前述した補助テーブル５の可動テーブル１側に装備された固定プレート８とを備えている。この内、田形状駆動コイル７と固定プレート８とによって電磁駆動手段４の主要部が構成されている。
【００４２】
更に、前述した田形状駆動コイル７の前述した被駆動磁石６側の端面側には、非磁性金属部材からなる制動用プレート９が被駆動磁石６の磁極面に近接して個別に配設されている。この制動用プレート９は前述した固定プレート８側に固定された状態となっている。
【００４３】
電磁駆動手段４によって駆動される補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）の移動状態は、位置情報検出手段２５（本発明にかかるテーブル位置検出用センサ装置）によってリアルタイムで連続的に且つ高精度に検出される。
【００４４】
この位置情報検出手段（テーブル位置検出用センサ装置）２５は、図５に示すように、本実施形態では静電容量型の８個の位置検出センサから成る容量センサ群２６と、この容量センサ群２６で検出される複数の容量成分を所定の信号処理をして位置情報としてテーブル駆動制御手段２１に送り込む位置情報演算回路（演算部）２７とを備えている。
そして、８個の位置検出センサを備えた容量センサ群２６は、後述するように、補助テーブル５とその周囲下面に対向してケース本体３から突設された本体側突出部３Ｂとの間に装備されている。
【００４５】
以下、これを更に詳細に説明する。
〔可動テーブルと補助テーブル〕
まず、図１乃至図３において、精密加工用のテーブル台としての可動テーブル１は、４角形状でもよいが、本実施形態では円形状に形成され、補助テーブル５は４角形状に形成されている。この補助テーブル５は、可動テーブル１に対向し且つ所定間隔を隔てて平行に配置され、その中心部の連結支柱１０を介して前述した可動テーブル１に一体的に連結されている。
このため、この可動テーブル１は、補助テーブル５と平行状態を維持しつつ一体的に移動し且つ補助テーブル５と共に同一面上で一体的に回転し得るようになっている。
【００４６】
連結支柱１０は、前述したように可動テーブル１と補助テーブル５とを連結する連結部材であって、両端部に鍔部１０Ａ，１０Ｂを備えた断面工字状に形成され、その両端部外側中央には、可動テーブル１と補助テーブル５との各中心部に形成された位置決め孔１Ａ，５ａに係合する突起１０ａ，１０ｂが設けられている。そして、可動テーブル１と補助テーブル５とは、これらにより位置決めされ当該連結支柱１０を介して一体化されている。
【００４７】
〔テーブル保持機構〕
前述したテーブル保持機構２は、本実施形態にあっては可動テーブル１を保持しつつ当該可動テーブル１をその高さ位置を変えることなく同一面上のいずれの方向へも自在に移動可能とする機能を備えたものであり、補助テーブル５を介してこれを実行するようにしたものである。
【００４８】
このテーブル保持機構２は、全体的にはリンク機構を３次元空間に応用したもので、所定間隔を隔てて設置される２本の棒状弾性部材としてのピアノ線２Ａ，２Ｂを一組として予め補助テーブル５の端部周囲のコーナー部分に対応して４組準備し、この４組のピアノ線を組毎に、４角形状の中継プレート２Ｇの各４隅部分に分けてそれぞれ上方向に向けて植設する。そして、内側（テーブル側）に位置する４本のピアノ線２Ａで補助テーブル５を下方から保持し、外側（本体側）に位置する４本のピアノ線２Ｂで中継プレート２Ｇをケース本体（本体部）３側から突設された本体側突出部３Ｂに吊り下げられたような構成になっている。
【００４９】
ここで、上記４組８本の各棒状弾性部材は、それぞれ前述したようにピアノ線等から成る同一強度の棒状弾性部材で形成され、又この各組を構成するピアノ線２Ａ，２Ｂについては、その露出部分の長さＬおよび相互間の距離Ｓはそれぞれ同一に設定されている。この棒状弾性部材としてのピアノ線２Ａ，２Ｂは、可動テーブル１および補助テーブル５を支えるに充分な適度の剛性を備えた棒状弾性部材であれば他の部材であってもよい。
【００５０】
これにより、補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）が中継プレート２Ｇと各４本のピアノ線２Ａ，２Ｂとによって空中で安定した様態で保持され、その水平面内での移動は、ピアノ線２Ａの弾性限界内において（元位置復帰機能を備えた状態で）リンク機構の原理に従って同一の高さ位置を維持しつつ何れの方向にも自在に移動可能となっている。同一面内での回転動作もほぼ同様に可能となる。
【００５１】
このため、補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）が、外力（例えば電磁駆動力）に付勢されてその同一面内で移動し又は回転すると、後述する図１２，図１５に示すように、テーブル側およびケース本体側の各ピアノ線２Ａ，２Ｂが同時に弾性変形して中継プレート２Ｇが平行状態を維持しつつ上下動する。即ち、補助テーブル５（可動テーブル１）が外力によってその面内で移動し又は回転すると、その高さ位置の変動は中継プレート２Ｇによって吸収される。
【００５２】
これにより、補助テーブル５（可動テーブル１）は、外力に付勢されて移動しても、各ピアノ線２Ａ，２Ｂの弾性限界内において何れの方向へも同一高さを維持しつつ移動する。そして、この場合、駆動力を開放すると、補助テーブル５は可動テーブル１と共に、各ピアノ線２Ａ，２Ｂのばね作用によって一直線に元位置に復帰する。
【００５３】
〔電磁駆動手段〕
可動テーブル１と補助テーブル５との間には、前述したように、補助テーブル５を介して前述した可動テーブル１に対し所定の移動力を付勢する電磁駆動手段４が装備されている（図１参照）。
【００５４】
この電磁駆動手段４は、平面駆動のリニアモータであり、前述したように補助テーブル５上に装備された４個の被駆動磁石（本実施形態では永久磁石が使用されている）６と、この各被駆動磁石６を介して可動テーブル１に所定の移動方向に向けて所定の電磁力を付勢する４個の田形状駆動コイル７と、この各田形状駆動コイル７を保持する固定プレート８とを備えている。
【００５５】
この内、固定プレート８は、図１に示すように、補助テーブル５の可動テーブル１側（補助テーブル５と可動テーブル１との間）に装備され、その周囲がケース本体３に固着装備されている。この固定プレート８の中央部には、前述した連結支柱１０の所定範囲内での平行移動を許容する貫通穴８Ａが形成されている。
【００５６】
前述した固定プレート８は、前述したようにその周囲全体が本体側突出部３Ａに保持されている。この場合、固定プレート８と本体側突出部３Ａとは、その一体化を堅牢にするため、ネジ止め後にノックピン等で一体化しても或いは溶接等で一体化してもよい。このようにすると、可動テーブルのミクロン（μ）単位の変位や移動に対しても、固定プレート８がケース本体３に対して位置ずれを生じることなく円滑にこれに対応することができるという利点が生じる。
【００５７】
前述した４個の被駆動磁石６は、本実施形態では図２，図３に示すように、駆動コイルとの対向面が４角形状の永久磁石が使用され、補助テーブル５の上面における直交するＸ軸，Ｙ軸からなるＸ−Ｙ面上で、中心部から等距離の位置のＸ軸上およびＹ軸上にそれぞれ配設され固着されている。
この４個の被駆動磁石６に対向する位置には、中央部に十字状のコイル辺を有し且つ当該各被駆動磁石６に対し前述した可動テーブル１の所定の移動方向に沿って電磁的に所定の駆動力を付勢する田形状駆動コイル７が、前述した４個の被駆動磁石６に個別に対応して固定プレート８上の定位置に、固着装備されている。
【００５８】
この場合、４個の被駆動磁石６の向きは、田形状駆動コイル７に面する側の磁極が、本実施形態ではＸ軸上のものはＮ極に、Ｙ軸上のものはＳ極に、それぞれ設定されている（図２，図３参照）。
このため、十字状のコイル辺の縦方向又は横方向に通電される電流と被駆動磁石６との間に発生する電磁力は、常にＸ軸方向又はＹ軸方向に統一され、その合力が常に最大値となるように設定されている。このため、発生する電磁力を効率良く可動テーブル１に対する駆動力として出力することが出来て都合がよい。
【００５９】
又、前述した、田形状駆動コイル７については、その大きさは内側に有する十字状コイル辺の領域が前述した被駆動磁石６の最大移動範囲を許容する大きさに設定されている。
このため、４個の被駆動磁石６との間に生じる電磁力は、田形状駆動コイル７が固定プレート８上の定位置に固定されていることにより、当該被駆動磁石６を介して補助テーブル５に対する所定方向への移動力として確実に出力されることとなる。
【００６０】
〔田形状駆動コイル〕
電磁駆動手段４の主要部を成す田形状駆動コイル７は、例えば図４に示すように、実際にはそれぞれ独立して通電可能な４個の角形小コイル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄにより構成されている。
【００６１】
そして、各角形小コイル７ａ〜７ｄの通電方向を後述する動作制御系によって外部から切り換え制御することにより、例えば田形状駆動コイル７の内部の十字状部分に流れる電流を図中の縦方向又は横方向の何れか一方に限定して通電（正又は逆方向を含めて）することが可能となり、これにより対応して配置された被駆動磁石６に対しては、フレミングの左手の法則に従って当該各被駆動磁石６を所定の方向へ押圧する電磁力（反力）を出力することができる。
【００６２】
このため、４個の角形小コイル７ａ〜７ｄに生じる電磁力の方向を組み合わせることにより、前述した田形状駆動コイル７の内側に位置する十字状のコイル辺部分に、縦方向又は横方向等の何れか一方への通電状態が設定され、これによって対応する被駆動磁石６に所定方向への電磁駆動力が出力される。そして、前述した４個の被駆動磁石６に生じる電磁駆動力の合力によって、前述した補助テーブル５に対してＸ−Ｙ軸上で回転動作を含む任意の方向に向けて移動力が付勢されるようになっている。
【００６３】
これら４個の角形小コイル７ａ〜７ｄに対する一連の通電制御の手法については、後述する動作プログラム記憶部２２の説明箇所（図７）で詳述する。
又、この４個の角形小コイル７ａ〜７ｄは中空のコイルもよいが、内側にフェライト等の被導電性磁性部材を充填したものであってもよい。
符号９は、被駆動磁石６に近接対向して田形状駆動コイル７側に固定装備された制動用プレートを示す。
【００６４】
〔位置情報検出手段：テーブル位置検出用センサ装置〕
前述した電磁駆動手段４によって駆動される補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）の移動状態は、位置情報検出手段（本発明にかかるテーブル位置検出用センサ装置）２５によって検出される。
この位置情報検出手段２５によって検出された可動テーブル１の移動情報は、外部表示用として外部出力され、或いはテーブル駆動制御手段２１によるフィードバック制御用として使用される。
【００６５】
この位置情報検出手段２５は、図５に示すように、本実施形態では静電容量型の８個の位置検出センサを備えた容量センサ群２６と、この容量センサ群２６で検出される８個の変化したセンサ部分の静電容量の変化をテーブル移動の位置情報として検出し電圧変換すると共に所定の演算をしたのち位置情報として後述するテーブル駆動制御手段２１に送り込む（又は外部出力する）演算部としての機能を有する位置情報演算回路２７とを備えた構成となっている。
【００６６】
この内、位置情報演算回路（演算部）２７は、具体的には前述した容量センサ群２６で検出される８個の変化したセンサ部分の容量成分を個別に電圧変換する信号変換回路部２７Ａと、この信号変換回路部２７Ａで変換された８個の電圧信号を所定の演算によりＸ−Ｙ座標上の位置を示すＸ方向位置信号ＶX 及びＹ方向位置信号ＶY に変換し、更には前述した容量センサ群２６から検出される全部の情報に基づいて所定の演算をし回転角信号Ｖθとして出力する位置信号演算回路部２７Ｂとにより構成されている（図５，図１６参照）。
【００６７】
又、容量センサ群２６を構成する８個の各位置検出センサは、図１乃至図３に開示したように、可動子の一部を構成するテーブル部材としての４角形状の補助テーブル５側に装備された一方のセンサ用面電極５Ｇと、この一方のセンサ用面電極５Ｇの電極面に近接し且つ一部分対向して各辺に２個づつ所定間隔を隔てて配設され固定子であるケース本体側の同一面上に装着された８枚の他方のセンサ用面電極２６Ｘ1 ，２６Ｘ2 ，２６Ｘ3 ，２６Ｘ4 ，２６Ｙ1 ，２６Ｙ2 ，２６Ｙ3 ，２６Ｙ4 とを備えている。
そして、この一方のセンサ用面電極５Ｇと、８枚の他方のセンサ用面電極２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4とにより、８個の位置検出センサ（容量センサ群２６）が構成されている。
【００６８】
ここで、一方のセンサ用面電極５Ｇは、後述するように他方のセンサ用面電極２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4に個別に対応したものでもよいが、本実施形態では単一の部材によって形成されて補助テーブル５の一方の面である背面の面周囲に装着されている。
【００６９】
即ち、この一方のセンサ用面電極５Ｇは、所定幅の導電性部材で帯状に形成され、これが補助テーブル５の背面の面周囲に沿って大口形状の連続した形に形成され且つ共通電極として接地された状態で、当該補助テーブル５の裏面（図１内の補助テーブル５の下面）に装着されている。
【００７０】
８個の前述した他方のセンサ用面電極２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4は、Ｘ−Ｙ平面上におけるＸ軸およびＹ軸に沿った方向先に位置する両方の端部の前述した共通電極５Ｇに対応して、前述したようにそれぞれ２個ずつ所定間隔を隔てて配設されている（図２〜図３参照）。
【００７１】
ここで、前述した位置検出センサという場合、実際にはこの各容量検出電極２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｘ3，２６Ｘ4，２６Ｙ1，２６Ｙ2，２６Ｙ3，２６Ｙ4と共通電極との組み合わせで構成されるものを呼称するが、ここでは、便宜上、信号を外部に向けて発信する他方のセンサ用面電極２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｘ3，２６Ｘ4，２６Ｙ1，２６Ｙ2，２６Ｙ3，２６Ｙ4を、位置検出センサとして扱うものとする。
【００７２】
上記各位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｘ3，２６Ｘ4，２６Ｙ1，２６Ｙ2，２６Ｙ3，２６Ｙ4の内、２個の位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｘ2が図２，図３の右端部に上下に沿って所定間隔を隔てて装備され、これに対して他の２個の位置検出センサ２６Ｘ3，２６Ｘ4が図２，図３の左端部の上下に沿って所定間隔を隔てて装備されている。
【００７３】
また、上記各位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｘ3，２６Ｘ4，２６Ｙ1，２６Ｙ2，２６Ｙ3，２６Ｙ4の内、２個の位置検出センサ２６Ｙ1，２６Ｙ2が図２，図３の上端部の左右に沿って所定間隔を隔てて装備され、他の２個の位置検出センサ２６Ｙ3，２６Ｙ4が図２，図３の下端部に左右に沿って所定間隔を隔てて装備されている。
【００７４】
即ち、上記８個の各位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｘ3，２６Ｘ4，２６Ｙ1，２６Ｙ2，２６Ｙ3，２６Ｙ4は、本実施形態にあっては図２〜図３に示すように、Ｘ軸およびＹ軸に対して、それぞれ線対称の位置に配設されている。
尚、この各位置検出センサの配置については、必ずしもＸ軸およびＹ軸に対して線対称の位置でなくてもよい。
【００７５】
そして、例えば前述した補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）が電磁駆動手段４に付勢されて図６（Ａ）に示すように矢印Ｆの方向（図中、右上方向）に移動動作した場合、本実施形態では、補助テーブル５の両側に（及び上下方向に）位置する位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｘ2（２６Ｙ1，２６Ｙ2 ），２６Ｘ3，２６Ｘ4（２６Ｙ3，２６Ｙ4）で検出される変化した容量成分が、位置情報演算回路（演算部）２７の信号変換回路部２７Ａで電圧変換された後に位置信号演算回路部２７Ｂに送り込まれ、この位置信号演算回路部２７Ｂで前述した各変換電圧を入力してＸ方向位置信号ＶX，Ｙ方向位置信号ＶYとして（後述するように）差動出力される構成となっている。
【００７６】
又、前述した補助テーブル５が電磁駆動手段４に付勢されて図６（Ｂ）に示すように矢印方向に回転動作した場合、本実施形態では、前述した場合と同様に各部が作動し同様に機能して、その変化した容量成分が電圧変換されて所定の回転角信号Ｖθとして（後述するように）差動出力される構成となっている。
【００７７】
即ち、位置情報演算回路（演算部）２７は、テーブル部材（補助テーブル５）の移動と共に前述した一方と他方のセンサ用面電極５Ｇ，２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の相互間に形成される静電容量の変化をテーブル部材（補助テーブル５）の移動の位置情報として検出し所定の電気信号に変換して外部出力する機能を備えている。。
【００７８】
換言すると、補助テーブル５（可動テーブル１）の移動と共に８個の各位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4に生じる容量変化が、位置情報演算回路（演算部）２７の信号変換回路部２７Ａによってリアルタイムで検知され、それが位置信号演算回路部２７Ｂへ送り込まれる。そして、この位置信号演算回路部２７Ｂでは、この８つのセンサ情報に基づいて可動テーブル１の移動方向と移動量とを含む位置情報を特定する。
符号２７ａは、位置情報演算回路（演算部）２７で特定された可動テーブルの位置情報を外部出力するための出力端子を示す。
【００７９】
この場合、例えば補助テーブル５のＹ軸方向の各端部に対応して装備した合計４個の各位置検出センサ２６Ｙ1〜２６Ｙ4に容量変化が見られない場合には可動テーブル１はＸ軸に沿って（回転動作なしに）移動したことを意味し、その移動方向はＸ軸方向の４個の位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4の容量の増減で判断され、その移動量はＸ軸方向の位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4の変化した容量値によって特定される。
【００８０】
又、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方の位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4が同一の容量変化を検出した場合には、可動テーブル１は４５°方向に（回転動作なしに）移動したことを意味し、その移動方向は直接的には各位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の容量の増減のパターンによって判断され、又その移動量は、各位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の容量の変化量によって特定される。
【００８１】
更に、同一箇所に配置された対を成す２個の位置検出センサ（例えば２６Ｘ1，２６Ｘ2）が異なった容量変化を出力した場合は、可動テーブル１は回転動作をしたことを意味し、同時に一方の２つの位置検出センサ（例えば２６Ｘ1，２６Ｘ2）の容量変化の差と隣接する他方の２つの位置検出センサ（例えば２６Ｙ1，２６Ｙ2）の容量変化の差とが等しい場合には正常回転を意味する。
この可動テーブルの回転方向は各位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の容量の増減のパターンによって判断され、又その移動量は、各位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の容量の変化量によって特定される。
【００８２】
ここで、これら各位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の容量変化のパターンによる移動方向の特定，および各位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の容量の変化量と可動テーブルの移動量との関係は、例えば、予め実験的に特定され且つマップ化してメモリ等に記憶し、これを基準として位置ずれ等を判断するように構成してもよい。
このようにすると、演算処理の迅速化が図られて都合がよい。そして、これら一連の分析および判断は、テーブル駆動制御手段２１にて行われる。
【００８３】
又、本実施形態にあっては、例えば、図３の左右（及び上下）の各位置検出センサに同時に印加されるノイズを差動出力（例えば、Ｘ軸方向の一端部と他端部に配置された位置検出センサに検知される容量変化の差をとること：外部雑音排除機能）によって打ち消すことができ、同時に測定値が電圧変換された後にその変化分が合算されて出力されるので、補助テーブル５（可動テーブル１）の位置情報を高感度に出力することができるという利点がある。かかる外部雑音排除機能は、本実施形態にあっては前述した位置情報演算回路（演算部）２７が備えている。
【００８４】
〔動作制御系〕
本実施形態にあっては、前述した電磁駆動手段４には、前述した複数の田形状駆動コイル７を個別に駆動制御して前述した可動テーブル１の移動若しくは回転動作を規制する動作制御系２０が併設されている（図５参照）。
【００８５】
この動作制御系２０は、図５に示すように、前述した電磁駆動手段４の複数の各田形状駆動コイル７を所定の制御モードに従って個別に駆動し前述した可動テーブル１を所定の方向に（補助テーブル５を介して）移動制御するテーブル駆動制御手段２１と、このテーブル駆動制御手段２１に併設され前述した可動テーブル１の移動方向，回転方向，およびその動作量等を特定するための複数の制御モードにかかる複数の制御プログラムが記憶された動作プログラム記憶部２２と、これら各制御プログラムの実行に際して使用される所定のデータ等を記憶したデータ記憶部２３とを備えている。
【００８６】
テーブル駆動制御手段２１には、複数の各田形状駆動コイル７に対する所定の制御動作を指令する動作指令入力部２４が併設されている。又、このテーブル駆動制御手段２１には、前述した可動テーブル１の移動中および移動後の位置情報が、前述した位置情報検出手段２５によって検出され、後述するように所定の演算処理が成されて送り込まれるようになっている。
【００８７】
前述したテーブル駆動制御手段２１は、本実施形態にあっては、動作指令入力部２４からの指令に基づいて作動し所定の制御モードを動作プログラム記憶部２２から選択し前述した複数の各田形状駆動コイル７に所定の電流を通電制御する主制御部２１Ａと、この主制御部２１Ａにて設定される制御モードに従って所定の４個の各田形状駆動コイル７，７，……を同時に且つ個別に駆動制御するコイル選択駆動制御部２１Ｂとを備えている。
【００８８】
又、主制御部２１Ａは、テーブル位置を検出する位置情報検出手段２５からの入力情報に基づいて前述した可動テーブル１の移動方向及び現在位置を算定し或いはその他の種々の演算を行う機能も同時に兼ね備えている。
符号４Ｇは、前述した電磁駆動手段４の複数の各田形状駆動コイル７に所定の電流を通電する電源回路部を示す。
【００８９】
更に、上記テーブル駆動制御手段２１は、前述した位置情報検出手段２５からの情報を入力して所定の演算を行いこれに基づいて予め動作指令入力部２４で設定した移動先の基準位置情報とのズレを算定する位置ずれ算定機能と、この算定された位置ずれ情報に基づいて電磁駆動手段４を駆動し予め設定された移動先の基準位置に当該可動テーブル１を移送制御するテーブル位置補正機能とを備えている。
【００９０】
このため、本実施形態にあっては、可動テーブル１の移動方向が外乱等によってずれた場合には、当該ずれを修正しながら可動テーブル１を所定の方向に移送制御することとなり、これにより当該可動テーブル１は迅速且つ高精度に予め設定した目標位置に移送されることとなる。
【００９１】
〔動作プログラム記憶部〕
前述したテーブル駆動制御手段２１は、動作プログラム記憶部２２に予め記憶された所定の制御プログラム（所定の通電パターンおよびその選択組合せである所定の制御モード）に従って前述した電磁駆動手段４の４個の田形状駆動コイル７を個別に駆動制御するように構成されている。
【００９２】
即ち、前述した動作プログラム記憶部２２には、本実施形態にあっては前述した４個の各田形状駆動コイル７，７，……に対する基本的な４つの通電パターンを実行するためのプログラムが記憶されている（図５，図７参照）。
【００９３】
図７は、田形状駆動コイル７（固定子側）の４個の角形小コイル７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに対する４種類の通電パターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、その時に各田形状駆動コイルの十字辺部分に生じる電流の向き、及びこれに対応して可動子側の被駆動磁石（永久磁石）６に生じる電磁駆動力（推力）の向きを、それぞれ示す。
【００９４】
この図７において、通電パターンＡの場合は、角形小コイル７ａ，７ｂに対しては左回りの電流が，又角形小コイル７ｃ，７ｄに対しては右回りの電流がそれぞれ通電制御され、これによって中央部に位置する十字状のコイル辺部分では、外部に出力される磁束が全体的に加算又は相殺され、その結果としてＸ軸の正方向の電流ＩA のみが通電されたのと同等の状態となる。
【００９５】
又、通電パターンＢでは、それぞれ図示の如く各角形小コイル７ａ〜７ｄが個別に通電制御され、これによってＸ軸の負方向の電流ＩBのみが通電されたのと同等の状態となる。通電パターンＣでは、それぞれ図示の如く各角形小コイル７ａ〜７ｄが個別に通電制御され、これによってＹ軸の正方向の電流ＩCのみが通電されたのと同等の状態となる。同様に、通電パターンＤでは、それぞれ図示の如く各角形小コイル７ａ〜７ｄが個別に通電され、これによってＹ軸の負方向の電流ＩD のみが通電されたのと同等の状態となる。
この上記４つの通電パターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、動作プログラム記憶部２２に予め記憶された所定の制御プログラムに基づいて実行されるようになっている。
【００９６】
又、図７に開示した白抜き矢印は、これらの通電パターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応して可動子側の被駆動磁石（永久磁石）６との間に発生する電磁駆動力（推力）の向きを、それぞれ示す。
【００９７】
この場合、対応する各電磁力は田形状駆動コイル７の通電コイル辺部分にフレミングの左手の法則によって発生するが、当該田形状駆動コイル７が固定プレート８上に固定されていることからその反力が電磁駆動力（推力）として被駆動磁石（永久磁石）６側に向けて発生する。
図７に開示した白抜き矢印は、その反力（電磁駆動力）の向きを示すものでもある。このため、この反力（電磁駆動力）は、被駆動磁石６の磁極Ｎ，Ｓの種類によってその向きが反転する。
【００９８】
更に、この動作プログラム記憶部２２には、前述した固定プレート８上の中央部を原点として想定されるＸ−Ｙ平面上にて可動テーブル１をＸ軸の正負２方向およびＹ軸の正負２方向にそれぞれ移動せしめる第１乃至第４の制御モードと、Ｘ−Ｙ平面上に設定される各象限内の所定方向に可動テーブル１を移動せしめる第５乃至第８の制御モードと、可動テーブル１を所定位置にて時計方向又は反時計方向に回転動作せしめる第９乃至第１０の各制御モードにかかる各動作プログラムが記憶されている。
【００９９】
図８乃至図１０に、前述した第１，第５，第９の各制御モードにかかる動作プログラムを実行した場合に生じる各田形状駆動コイル７の機能および補助テーブル（可動テーブル１）の動作状態の一例を、それぞれ示す。
【０１００】
図８（Ａ）（Ｂ）は、第１の制御モードを実行した場合の状態を示すものである。この図に示すように、この第１の制御モードでは、Ｘ軸上の２つの田形状駆動コイル７，７はそれぞれ電流パターンＤの手法で通電制御され、Ｙ軸上の２つの田形状駆動コイル７，７はそれぞれ電流パターンＣの手法で通電制御される。図８（Ａ）において、記号Ｎ，Ｓは、各被駆動磁石（永久磁石）６の磁極の種類を示す。
【０１０１】
その結果、この第１の制御モードでは、各被駆動磁石（永久磁石）６に対しては、矢印ＦX1，ＦX2，ＦX3，ＦX4の方向に電磁駆動力が発生し、これによってＸ軸上の正の方向（矢印 ＋ＦX）に向けて補助テーブル５が駆動されることとなる（図１２，図１３参照）。
ここで、図１３中、位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の交差した斜線部分は当該箇所の位置検出センサにおける増加した容量成分ＣX1，ＣX2の大きさを示し、一方向の斜線部分は当該箇所の位置検出センサにおける減少した容量成分ＣX3，ＣX4の大きさを示す。
【０１０２】
図８（Ｂ）は、各田形状駆動コイル７，７，……に同一の電磁駆動力が発生した場合の向きをＸ−Ｙ座標上に例示したものである。これより、Ｘ軸上の正の方向に補助テーブル５を移送する場合には、特に、Ｙ軸上の各田形状駆動コイル７，７に同一の大きさの駆動力を発生させることが重要となる。
【０１０３】
第２乃至第４の各制御モードの場合も、上記第１の制御モードの場合と同様に、それぞれ各田形状駆動コイル７，７，……に通電する通電パターンＡ〜Ｄを適宜選択し、これによって、補助テーブル５（可動テーブル１）をＸ軸又はＹ軸に沿った所定の方向に駆動し得るようになっている。
【０１０４】
図９（Ａ）（Ｂ）は、第５の制御モードを実行した場合の状態を示すものである。この図に示すように、この第５の制御モードでは、Ｘ軸上の２つの田形状駆動コイル７，７はそれぞれ通電パターンＤの手法で通電制御され、Ｙ軸上の２つの田形状駆動コイル７，７はそれぞれ通電パターンＢの手法で通電制御される。
【０１０５】
その結果、この第５の制御モードでは、Ｘ軸上の２つの被駆動磁石（永久磁石）６に対しては、矢印ＦX1, ＦX3の方向に電磁駆動力が発生し、Ｙ軸上の２つの被駆動磁石（永久磁石）６に対しては、矢印ＦY2, ＦY4の方向に電磁駆動力が発生し、これによってＸ−Ｙ軸上の中心点から第１象限方向に向けて（矢印ＦXY）に向けて補助テーブル５が駆動されることとなる（図１４参照）。
ここで、図１４中、位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の内の交差した斜線部分はそれぞれ当該箇所の位置検出センサにおける増加した容量成分ＣX1，ＣX2，ＣY1，ＣY2の大きさを示し、一方向の斜線部分はそれぞれ当該箇所の位置検出センサにおける減少した容量成分ＣX3，ＣX4，ＣY3，ＣY4の大きさを示す。
【０１０６】
図９（Ｂ）は、各田形状駆動コイル７，７，……に同一の電磁駆動力が発生した場合の合力の向きをＸ−Ｙ座標上に例示したものである。これより、Ｘ−Ｙ軸上の中心点から第１象限方向に向かう方向（矢印ＦXY）に向けて補助テーブル５を駆動する場合には各田形状駆動コイル７，７，……に通電される電流値の大きさを適当に設定することによって、その移動方向を変化させることができることが分かる。かかる通電電流の大きさは前述した主制御部２１Ａで設定制御される。
【０１０７】
第６乃至第８の各制御モードの場合も、上記第５の制御モードの場合と同様に、それぞれ各田形状駆動コイル７，７，……に通電する通電パターンＡ〜Ｄを適宜選択し、これによって、補助テーブル５（可動テーブル１）をＸ−Ｙ座標上の所定の象限の方向に向けて駆動し得るようになっている。
【０１０８】
図１０（Ａ）（Ｂ）は、第９の制御モードを実行した場合の状態を示すものである。この図に示すように、この第９の制御モードでは、補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）を所定角度θ分、回転動作させるためのもので、この制御動作では、所定の許容範囲内において中心軸を有しない補助テーブル５を左回り（反時計方向）の円運動をさせ所定位置での静止動作が可能としたものである。
【０１０９】
即ち、この図１０（Ａ）に示す第９の制御モードでは、Ｘ軸の正軸上の田形状駆動コイル７は通電パターンＡの手法によって、Ｘ軸の負軸上の田形状駆動コイル７は通電パターンＢの手法によって、Ｙ軸の正軸上の田形状駆動コイル７は通電パターンＤの手法によって、又Ｙ軸の負軸上の田形状駆動コイル７は通電パターンＣの手法によって、それぞれ通電制御される。
【０１１０】
その結果、この第９の制御モードでは、各田形状駆動コイル７，７，……に対応した各被駆動磁石（永久磁石）６には、図１０（Ｂ）に示すようにそれぞれ左回りの方向に沿って各軸に直交する方向ＦY1，−ＦX2，−ＦY3，又はＦX4に向けてそれぞれ電磁駆動力が発生する。
【０１１１】
このため、図１０（Ａ）に開示したように、当該各被駆動磁石（永久磁石）６に生じる電磁駆動力の大きさをそれぞれ同一の大きさＰに設定制御することにより、補助テーブル５は所定の許容範囲内において中心軸を有しない状態でも左回りの円運動をし所定位置での静止動作が可能となる（図１５参照）。
【０１１２】
ここで、図１５中、容量検出電極（位置検出センサ）２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の内の交差した斜線部分は当該箇所の位置検出センサにおける増加した容量成分ＣX2，ＣX3，ＣY2，ＣY3，の大きさを示し、一方向の斜線部分は当該箇所の位置検出センサにおける減少した容量成分ＣX1，ＣX4，ＣY1，ＣY4の大きさを示す。
【０１１３】
この場合、円運動後の停止位置は、全体の電磁駆動力と前述したテーブル保持機構２のバネ作用による元位置復帰力とのバランス点（所定角度θ分、回転した位置）となり、かかる停止位置は設定回転角度と前述した電磁駆動力との関係として予め実験的に特定し、検索可能に図表化（マップ化）して前述したデータ記憶部２３に記憶するようにしてもよい。
【０１１４】
図１０（Ｂ）は、各田形状駆動コイル７，７，……に同一の電磁駆動力が発生した場合の向きをＸ−Ｙ座標上に例示したものである。これより、Ｘ−Ｙ座標上の中心点Ｏを回転中心として補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）は所定角度θだけ左回り（反時計方向）に回転し停止することとなる。
この場合、回転後の停止位置を設定する回転角度θの大きさは、各田形状駆動コイル７，７，……に通電される同一の電流値の大きさを適当に設定制御することにより、その回転角度θが定められる。かかる通電電流の大きさは前述した主制御部２１Ａで設定制御される。
【０１１５】
第１０の制御モードの場合は、補助テーブル５（即ち可動テーブル１）を右回り（時計方向）に回転させる場合である。このため、この第１０の制御モードでは、前述した各各田形状駆動コイル７，７，……に通電される同一の電流の向きをそれぞれ逆方向に設定すればよい。
【０１１６】
これらの各通電パターンおよび各制御動作にかかる動作プログラムは、テーブル駆動制御手段２１に併設された動作プログラム記憶部２２に出力可能に記憶されている。そして、テーブル駆動制御手段２１は、動作指令入力部２４からの指令に基づいて前述した各動作プログラムの何れかを選択し、これに基づいて前述した電磁駆動手段４を駆動制御するようになっている。
【０１１７】
〔制動用プレート〕
前述した４個の各田形状駆動コイル７の被駆動磁石６に対向した端面部分には、図１乃至図３に示すように、非磁性部材からなる金属製の制動用プレート９が、周囲から絶縁された状態で各被駆動磁石６の磁極面に対向し且つ近接してそれぞれ固着装備されている。そして、この各制動用プレート９は、補助テーブル５（可動テーブル１）の急激な移動動作に対してこれを抑制しつつ当該補助テーブル５（可動テーブル１）を緩やかに移動させる機能を備えている。
【０１１８】
即ち、４個の被駆動磁石６が装備された補助テーブル５又は可動テーブル１が急激な移動動作をした場合、当各該被駆動磁石６とこれに対応した各制動用プレート９との間に電磁制動（うず電流ブレーキ）が働く。これにより、補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）は急激な移動動作が抑制されて徐々に移動することとなる。
【０１１９】
図１１（Ａ）（Ｂ）に、上記電磁制動（うず電流ブレーキ）の発生について示す。
この図において、制動用プレート９は、被駆動磁石６のＮ極に対向して田形状駆動コイル７の端部に固着されている。
いま、補助テーブル５が図の右方向に速度Ｖ1で急激に移動すると、金属製の制動用プレート９は（固定されているため）相対的に図の左方向に同一の速度Ｖ2（＝Ｖ1）で急激に移動することになる。これにより、制動用プレート９内にはフレミングの右手の法則に従って速度Ｖ2に比例した起電力ＥVが図１１（Ｂ）に示す方向（図中、上向き）に発生し、これにより同矢印の方向に左右対象の渦電流が流れる。
【０１２０】
次に、起電力ＥV の発生領域にはＮ極からの磁束が存在することから、この被駆動磁石６の磁束と制動用プレート９内の（起電力ＥV方向の）渦電流との間にフレミングの左手の法則に従って所定の移動力ｆ1が制動用プレート９内に（図の右方向に向けて）発生する。
【０１２１】
一方、制動用プレート９は固定プレート８上で固定されているため、移動力ｆ1の反力ｆ2が被駆動磁石６上に制動力として発生し、その向きは移動力ｆ1の向きとは逆の向きになる。即ち、この制動力ｆ2は被駆動磁石６（即ち補助テーブル５）の最初の急激な移動方向とは逆の方向となり、しかもその大きさは当該補助テーブル５の移動速度に比例した大きさとなることから、当該補助テーブル５はその急激な移動が適度の制動力ｆ2によって抑制され、安定した状態で円滑に移動することとなる。
他の制動用プレート９の箇所でも全く同様に所定の制動力ｆ2 が発生する。
【０１２２】
このため、被駆動磁石６を備えた補助テーブル５では、例えば急激な停止動作に際しては当該停止箇所にて往復移動が生じ易いが、これに対しては制動力ｆ2 によってその動作が適度に抑制されて円滑に穏やかに移動することとなる。このため、全体的にはこの各制動用プレート９が有効に機能して、補助テーブル５（可動テーブル１）の移動動作の安定した装置を得ることができる。又、外部からの振動によって補助テーブル５が往復微小振動した場合にも、同様に機能してかかる往復微小振動は有効に抑制される。
【０１２３】
このため、テーブル位置検出用センサ装置では、補助テーブル５（可動テーブル１）の移動動作が安定することから、当該補助テーブル５（可動テーブル１）の位置情報も振動の少ない安定した位置情報として検知することができ、その移動状態をリアルタイムで且つ連続して外部出力することができる。
【０１２４】
又、上記各制動用プレート９は、各田形状駆動コイル７の駆動時に生じる熱を放熱する機能を兼ね備えている。かかる点において経年変化（熱による絶縁破壊）を有効に抑制することができ、装置全体の耐久性および信頼性を高めることができる。
【０１２５】
尚、前述した制動用プレート９については、本実施形態では各田形状駆動コイル７毎に装備した場合を例示したが、２個以上又は全部の田形状駆動コイル７を対象としてこれを一枚の制動用プレートで覆うように構成したものであってもよい。
【０１２６】
〔位置情報検出手段とテーブル駆動制御手段との連係動作〕
ここで、前述した位置情報検出手段２５の具体的な構成および前述したテーブル駆動制御手段２１との連係した機能を、図１６に基づいて更に詳細に説明する。
【０１２７】
位置情報検出手段２５は、前述したように、容量センサ群２６として８個の位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4を備えている。
この８個の各位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4は、前述した補助テーブル５が所定の方向へ移動した場合に生じる静電容量の変化分を、それぞれ個別にＣX1，ＣX2，ＣX3，ＣX4，ＣY1，ＣY2，ＣY3，ＣY4として出力する。
これら静電容量の変化分（信号）は、以後、前述した補助テーブル５（可動テーブル１）の移動情報として取り扱われる。
【０１２８】
ここで、実際の容量データの測定に際しては、一般に行われている手法が使用され、所定周波数の測定電流（交流）を通電し、その抵抗成分の増減をもって静電容量の変化が連続した変化情報として捕捉される。
【０１２９】
図１６に、前述した各８個の位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4と当該箇所で個別に検知され出力される静電容量の変化分ＣX1，ＣX2，ＣX3，ＣX4，ＣY1，ＣY2，ＣY3，ＣY4との対応およびデータ処理の手順を示す。
ここで、各静電容量の変化分ＣX1〜ＣX4，ＣY1〜ＣY4の値（測定により得られた値）そのものは、静電容量の増加又は減少に対応して正負の符号を含んだものとなっている。
【０１３０】
この容量センサ群２６の各位置検出センサ２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4で検出された静電容量の変化分（移動情報）ＣX1〜ＣX4，ＣY1〜ＣY4は、位置変換回路部２７Ａでそれぞれ対応する所定レベルの電圧信号ｖX1，ｖX2，ｖX3，ｖX4，ｖY1，ｖY2，ｖY3，ｖY4に変換され、位置信号演算回路部２７Ｂへ送られる。
この各電圧信号ｖX1〜ｖX4，ｖY1〜ｖY4は、前述した静電容量の増加又は減少に対応して正負の符号を含んだものとなっている。
【０１３１】
位置信号演算回路部２７Ｂは、補助テーブル５（移動テーブル１）の移動後のＸ方向の位置信号を演算し特定するための少なくとも３つの加算回路２７Ｂ1，２７Ｂ2，２７Ｂ3と、Ｙ方向の位置信号を形成するための少なくとも３つの加算回路２７Ｂ4，２７Ｂ5，２７Ｂ6と、回転移動した場合の回転角信号を形成するための少なくとも３つの加算回路２７Ｂ7，２７Ｂ8，２７Ｂ9の合計９個の加算回路を備えた構成となっている。
【０１３２】
この内、Ｘ方向の位置信号ＶX は、下記の順序で演算され特定される。
まず、加算回路２７Ｂ1で「ＶX12＝ｖX1 ＋ｖX2 」
加算回路２７Ｂ2で「ＶX34＝ｖX3 ＋ｖX4 」
加算回路２７Ｂ3で「ＶX＝ＶX12 −ＶX34 」
このＸ方向の位置信号ＶXを得るための演算（差をとること）により、この位置信号演算回路部２７Ｂで、前述した位置情報演算回路（演算部）２７の雑音排除機能が実行され、外部から到来する雑音が雑音が排除（相殺）され、当該Ｘ方向位置信号ＶX は差動出力信号として出力される。
【０１３３】
又、Ｙ方向の位置信号ＶYは、前述したＸ方向位置信号ＶXと並行して下記の順序で演算され特定される。
まず、加算回路２７Ｂ4で「ＶY12＝ｖY1 ＋ｖY2 」
加算回路２７Ｂ5で「ＶY34＝ｖY3 ＋ｖY4 」
加算回路２７Ｂ6で「ＶY＝ＶY1 2 −ＶY34 」
このＹ方向の位置信号ＶYを得るための演算（差をとること）により、この位置信号演算回路部２７Ｂで、前述した位置情報演算回路（演算部）２７の雑音排除機能が実行され、外部から到来する雑音が排除（相殺）され、当該Ｙ方向位置信号ＶY は差動出力信号として出力される。
【０１３４】
更に、回転角信号Ｖθは、前述したＸ方向位置信号ＶX及びＹ方向位置信号ＶYと並行して下記の順序で演算され特定される。
まず、加算回路２７Ｂ7で「Ｖ01＝ｖX2＋ｖX3＋ｖY2＋ｖY3 」
加算回路２７Ｂ8で「Ｖ02＝ｖX1＋ｖX4＋ｖY1＋ｖY4 」
加算回路２７Ｂ9で「Ｖθ＝Ｖ01−Ｖ02 」
この回転角信号Ｖθを得るための演算（差をとること）により、この位置信号演算回路部２７Ｂで、前述した位置情報演算回路（演算部）２７の雑音排除機能が実行され、これによって外部から到来する雑音が排除（相殺）され、当該回転角信号Ｖθは差動出力信号として出力される。
【０１３５】
このようにして演算され特定されたＸ方向位置信号ＶX ，Ｙ方向位置信号ＶY 及び回転角信号Ｖθは、外部出力端子２７ａを介して例えば外部の位置表示装置等に向けて出力され、同時に前述したテーブル駆動制御手段２１の主制御部２１Ａへ送られるようになっている（図５参照）。
【０１３６】
そして、外部出力されたＸ方向位置信号ＶX，Ｙ方向位置信号ＶY及び回転角信号Ｖθは、外部の位置表示装置等に表示されてオペレータ等により成される可動テーブル１の位置の確認、および位置ずれに対して成される正常位置への移動操作に際しての目標データとして有効利用される。
又、テーブル駆動制御手段２１の主制御部２１Ａでは、入力されたＸ方向位置信号ＶX ，Ｙ方向位置信号ＶY 及び回転角信号Ｖθに基づいて可動テーブル１の位置ずれ等が演算され、必要に応じて位置補正にかかる制御動作が実行される。
【０１３７】
この主制御部２１Ａでは、可動テーブル１の位置ずれ等の演算に先立って、前述した位置情報検出手段２５から送り込まれるＸ方向位置信号ＶX，Ｙ方向位置信号ＶY及び回転角信号Ｖθの内容を分析し、これに基づいて、可動テーブル１の実際の移動方向及びその位置を、下記の基準に従って算定するようになっている。
（１）．ＶX ＞０，ＶY ＝０，Ｖθ＝０ の場合
・移動方向：Ｘ軸上の正方向、・移動先の位置：ＶX の値に対応した位置
（２）．ＶX ＜０，ＶY ＝０，Ｖθ＝０ の場合
・移動方向：Ｘ軸上の負方向、・移動先の位置：ＶX の値に対応した位置
（３）．ＶX ＝０，ＶY ＞０，Ｖθ＝０ の場合、
・移動方向：Ｙ軸上の正方向、・移動先の位置：ＶY の値に対応した位置
（４）．ＶX ＝０，ＶY ＜０，Ｖθ＝０ の場合
・移動方向：Ｙ軸上の負方向、・移動先の位置：ＶY の値に対応した位置
（５）．ＶX ＞０，ＶY ＞０，Ｖθ＝０ の場合
・移動方向：Ｘ−Ｙ座標上で第１象限の正方向
・移動先の位置：Ｘ−Ｙ座標上で「ＶX ，ＶY 」の値に対応した位置
（６）．ＶX ＜０，ＶY ＜０，Ｖθ＝０ の場合
・移動方向：Ｘ−Ｙ座標上で第３象限の正方向
・移動先の位置：Ｘ−Ｙ座標上で「ＶX ，ＶY 」の値に対応した位置
（７）．ＶX ＜０，ＶY ＞０，Ｖθ＝０ の場合、
・移動方向：Ｘ−Ｙ座標上で第２象限の正方向
・移動先の位置：Ｘ−Ｙ座標上で「ＶX ，ＶY 」の値に対応した位置
（８）．ＶX ＞０，ＶY ＜０，Ｖθ＝０ の場合
・移動方向：Ｘ−Ｙ座標上で第４象限の正方向
・移動先の位置：Ｘ−Ｙ座標上で「ＶX ，ＶY 」の値に対応した位置
（９）．Ｖθ＞０ の場合、
・移動方向：Ｘ−Ｙ座標上で反時計回りの方向
・回転角度：「Ｖθ」の値に対応した角度
（１０）．Ｖθ＜０の場合、
・移動方向：Ｘ−Ｙ座標上で時計回りの方向
・回転角度：「Ｖθ」の値に対応した角度
【０１３８】
ここで、Ｘ方向位置信号ＶX，Ｙ方向位置信号ＶY及び回転角信号Ｖθの各値が前述した動作指令入力部２４から最初に指令された移動先の位置情報（基準位置情報）と異なった場合に、前述した主制御部２１Ａでは、位置ずれ演算機能が作動して「位置ずれあり」と判断され、位置ずれの方向とその大きさが演算され、同時にテーブル位置補正機能が作動して位置ずれが自動的に補正制御される。
【０１３９】
又、出力端子２７ａから外部出力されるＸ方向位置信号ＶX ，Ｙ方向位置信号ＶY 及び回転角信号Ｖθを、前述したように例えば所定の表示手段によって当該補正テーブル５（可動テーブル１）の現在位置を表示することにより、オペレータは、その位置のずれの有無および位置ずれの大きさ等を知ることができ、これに基づいて動作指令入力部２４から所定の補正情報を入力し主制御部２１Ａに対して位置ずれ補正を実行するように指令することも可能となっている。
この位置ずれに対する補正を自動化するか手動に依存するかは、切り替えスイッチ等により予め切り換え動作可能に構成しておいてもよい。
【０１４０】
ここで、補正テーブル５の位置ずれの有無及びその大きさについては、前述した主演算部２１Ａで判断するように構成してもよい。
【０１４１】
〔第１実施形態の全体的な動作〕
次に、上記第１実施形態の全体的な動作について説明する。
【０１４２】
図５において、まず動作指令入力部２４から、可動テーブル１を所定位置へ移動させるための動作指令が入力されると、前述したように、テーブル駆動制御手段２１の主制御部２１Ａは、直ちに作動して当該動作指令に基づいてデータ記憶部２３から移動先の基準位置情報を選択し、同時に動作プログラム記憶部２２からこれに対応した所定の制御モードにかかる制御プログラムを選択し、続いて、コイル選択駆動制御部２１Ｂを付勢し、電磁駆動手段４の４つの田形状駆動コイル７を所定の制御モードに基づいて駆動制御する。
【０１４３】
そして、例えば、可動テーブル１をＸ軸の正方向への所定位置へ移動する旨の指令が動作指令入力部２４から入力されると、これに基づいて装置全体は、前述したように補助テーブル５を介して可動テーブル１をＸ軸の正方向に沿って移送するように作動する（図１２，図１３参照）。符号Ｔは移動した距離を示す。ここで、図１７は図１３を簡略化した図である。
【０１４４】
この事例では、制御モードとしては前述したように図８に示す第１の制御モードが選択され、これに従って各４つの田形状駆動コイル７に対してはそれぞれ図８に示す状態に通電パターンが選択され、これに従って動作したことを示す。
【０１４５】
ここで、補助テーブル５が電磁駆動手段４によってＸ軸の正方向（図１の右方向）へ付勢されると、前述したテーブル保持機構２の各ピアノ線２Ａ，２Ｂは弾性変形し、当該補助テーブル５（及び可動テーブル１）の高さ位置を保持しつつ当該補助テーブル５の移動を許容する。そして、この補助テーブル５（及び可動テーブル１）は、各ピアノ線２Ａ，２Ｂの弾性復帰力と当該補助テーブル５に印加される電磁駆動手段４の電磁駆動力とのバランス点（移動目標位置）において前述したように停止する。
【０１４６】
この図１７は、補助テーブル５がＸ軸に沿った方向へ移動し、且つＹ軸方向への位置ずれが無い場合であるから、検出される容量成分の増加／減少の各情報ＣX1，ＣX2，ＣX3,ＣX4およびＣY1，ＣY2，ＣY3, ＣY4は、それぞれ対応する所定レベルの電圧信号ｖX1，ｖX2，ｖX3，ｖX4およびｖY1，ｖY2，ｖY3,ｖY4に変換され、それぞれ前述した演算式に下記のように組み込まれて、その移動方向および移動量が定量的に算定される。
加算回路２７Ｂ3では、
ＶX＝ＶX12−ＶX34＝（ｖX1＋ｖX2）−（ｖX3＋ｖX4）＞０
加算回路２７Ｂ6では、
ＶY＝ＶY12−ＶY34＝（０ ＋０ ）−（０ ＋０ ）＝０
加算回路２７Ｂ9では、
Ｖθ＝０
ここで、ＶX ＞０はＸ軸の正方向への移動を意味し、ＶX の値（絶対値）は停止位置座標にかかる位置情報を示す。これらの位置情報の演算は、位置情報検出手段２５の位置情報演算回路１７でなされ、その演算結果の分析や判断およびそれに対する対応策は主制御部２１Ａで成される。
【０１４７】
又、補助テーブル５をＸ軸の負の方向に移動した場合，補助テーブル５をＹ軸上の正又は負の方向に移動した場合にも、同様にその情報は位置情報検出手段２５で検出され且つ所定の信号処理がなされ、主制御部２１Ａで前述した図１７の場合と同様に処理され、その位置が定量的に特定されるようになっている。
【０１４８】
次に、補助テーブル５を前述した第１象限の方向（＋４５°の傾斜方向）へ移送した場合の例について説明する。
【０１４９】
この事例では、前述したように制御モードとしては図９に示す第５の制御モードが選択され、これに従って各４つの田形状駆動コイル７に対してはそれぞれ図９に示す状態に通電パターンが選択され、これに従って補助テーブル５が動作する。
【０１５０】
この事例における各容量検出電極２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4と変動した容量成分（ＣX1〜ＣX4，ＣY1〜ＣY4）との関係を図１８に示す。
この図１８において、斜線部分は、補助テーブル５の移動によって前述した他方の容量検出電極２６Ｘ3，２６Ｘ4，２６Ｙ3，２６Ｙ4の容量成分が減少した部分ＣX3,ＣX4，ＣY3,ＣY4を示す。又、交差斜線部分は、前述した一方の容量検出電極２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｙ1，２６Ｙ2の容量成分が増加した部分ＣX1,ＣX2，ＣY1,ＣY2を示す。
【０１５１】
そして、この図１８にあって、容量成分の増加／減少の各情報ＣX1，ＣX2，ＣX3,ＣX4およびＣY1，ＣY2，ＣY3,ＣY4は、それぞれ対応する所定レベルの電圧信号ｖX1，ｖX2，ｖX3，ｖX4およびｖY1，ｖY2，ｖY3,ｖY4に変換され、それぞれ前述した演算式に下記のように組み込まれて、その移動方向および移動量が算定される。
加算回路２７Ｂ3では、
ＶX＝ＶX12−ＶX34＝（ｖX1＋ｖX2）−（ｖX3＋ｖX4）＞０
加算回路２７Ｂ6では、
ＶY＝ＶY12−ＶY34＝（ｖY1＋ｖY2）−（ｖY3＋ｖY4）＞０
ＶX＝ＶY
加算回路２７Ｂ9では、Ｖθ＝０
【０１５２】
ここで、ＶX＞０はＸ軸の正方向への移動を意味し、ＶY＞０はＹ軸の正方向への移動を意味する。そして、「ＶX＝ＶY」なる情報が得られることにより、補助テーブル５の移動方向は第１象限の＋４５°の方向であることを確認し得る。又、ＶX，ＶYの値（絶対値）は停止位置座標にかかる位置情報を示す。この場合も、これらの位置情報の演算は、位置情報検出手段２５の位置情報演算回路２７でなされ、その演算結果の分析や判断およびそれに対する対応策は主制御部２１Ａで成される。
【０１５３】
補助テーブル５の移動方向が第１象限内における＋４５°の方向以外の方向である場合には、「ＶX≠ＶY」となり、その位置情報は検出されたＶXとＶYの値に基づいて主制御部２１Ａで演算され特定される。
【０１５４】
又、補助テーブル５をＸ−Ｙ平面上の第２象限乃至第４象限の各々の方向に移動した場合にも、同様にその情報は位置情報検出手段２５で検出されて信号処理がなされた後、主制御部２１Ａで前述した図１８の場合と同様に演算処理され、その移動後の位置が定量的に特定されるようになっている。
【０１５５】
次に、補助テーブル５を反時計方向に回転させた場合の例について説明する。
【０１５６】
この事例では、制御モードとしては図１０に示す第９の制御モードが選択され、これに従って各４つの田形状駆動コイル７に対してはそれぞれ図１０に示す状態に通電パターンが選択され、これに従って補助テーブル５が動作する。
そして、この場合の各容量検出電極２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4と変動した容量成分ＣX1〜ＣX4,ＣY1〜ＣY4との関係を図１９（Ａ）に示す。
【０１５７】
この図１９（Ａ）において、斜線部分は補助テーブル５の回転によって容量検出電極２６Ｘ1，２６Ｘ4，２６Ｙ1，２６Ｙ4の容量成分が減少した部分ＣX1,ＣX4,ＣY1,ＣY4を示す。又、交差斜線部分は前述した一方の容量検出電極２６Ｘ2，２６Ｘ3，２６Ｙ2〜２６Ｙ3における増加したの容量成分ＣX2,ＣX3，ＣY2,ＣY3を示す。
【０１５８】
そして、この図１９（Ａ）にあって、容量成分の増加／減少の各情報ＣX1，ＣX2，ＣX3, ＣX4およびＣY1，ＣY2，ＣY3, ＣY4は、それぞれ対応する所定レベルの電圧信号ｖX1，ｖX2，ｖX3，ｖX4およびｖY1，ｖY2，ｖY3,ｖY4に変換され、それぞれ前述した演算式に下記のように組み込まれて、その回転角信号Ｖθが算定される。
加算回路２７Ｂ9では、
Ｖθ＝ Ｖ01−Ｖ02
＝（ｖX2＋ｖX3＋ｖY2＋ｖY3）−（ｖX1＋ｖX4＋ｖY1＋ｖY4）＞０
【０１５９】
ここで、Ｖθ＞０は回転方向が反時計方向を意味し、Ｖθの値そのもの（絶対値）は、停止した箇所での回転角情報を示す。又、Ｖ02は容量成分の減少した箇所の合計であることから、負の値となっている。このため、これが演算されると、回転角信号Ｖθは、
Ｖ01−Ｖ02＝（Ｖ01の絶対値＋Ｖ02の絶対値）＝Ｖθ＞０
となる。
【０１６０】
即ち、Ｖθとして算定された容量値はＶ01とＶ02の各絶対値が加算された値となり、このため、Ｖθの値としてはＶ01の２倍に近い値（感度の高い値）を差動出力として得ることができる。そして、これらの位置情報の演算は、前述したＸ軸方向への移動情報の場合と同様に位置情報検出手段２５の位置情報演算回路１７でなされ、その演算結果の分析や判断およびそれに対する対応策は主制御部２１Ａで成され、対応する大きさの回転角度が特定される。
【０１６１】
補助テーブル５を時計方向に回転駆動した場合にも、同様にその情報は位置情報検出手段２５で検出され且つ所定の信号処理がなされ、主制御部２１Ａでは前述した図１９（Ａ）の場合と同様に、その回転角情報が定量的に算定されるようになっている。この場合、Ｖθ＜０となり、回転方向が時計方向であることが確認される。
【０１６２】
これに対し、動作中に、外乱等によって補助テーブル５の移動位置が目標位置からずれた場合には、まず、この容量検出電極２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｘ3，２６Ｘ4の容量成分の増加減少の情報に基づいて位置情報演算回路（演算部）２７で前述したように実際の移動後の位置が検出（特定）され、続いて、その位置情報に基づいてテーブル駆動制御手段２１では位置ずれ算定機能が作動する。そして、ここで位置ずれが算定されると、直ちにテーブル位置補正機能が作動して前述したように位置ずれ防止用のフィードバック制御が行われるようになっている。
【０１６３】
そして、このような各動作状態から補助テーブル５に印加されている電磁駆動力が開放されると、補助テーブル５はピアノ線２Ａ，２Ｂの弾性復帰力に付勢されて元位置に復帰する（テーブル保持機構２の元位置復帰機能の実行）。
【０１６４】
又、これら一連の動作にあって、補助テーブル５（及び可動テーブル１）の移動動作は、通常は電磁駆動力の印加制御又は開放制御が何れの場合でも急激に行われる。このような場合、補助テーブル５（及び可動テーブル１）は、移動先での停止時又は元位置復帰に際しての停止位置において、慣性力及びばね力に起因した繰り返し往復動作が生じる。
しかしながら、本実施形態にあっては、かかる繰り返し往復動作は前述したように制動用プレートと被駆動磁石との間に生じる電磁制動（うず電流ブレーキ）によって抑制され、所定位置に向けて円滑に移動し、安定した状態で停止制御される。
【０１６５】
動作指令入力部２４から、上記以外の他の所定位置へ可動テーブル１を移動させるための動作指令が入力された場合にも、前述した場合と同様に、テーブル駆動制御手段２１の主制御部２１Ａが直ちに作動し、当該動作指令に基づいてデータ記憶部２３から移動先の基準位置情報を選択し、同時に動作プログラム記憶部２２からこれに対応した所定の制御モードにかかる制御プログラムを選択する。続いて、コイル選択駆動制御部２１Ｂを付勢し、電磁駆動手段４の４つの田形状駆動コイル７を所定の制御モードに基づいて駆動制御する。
【０１６６】
そして、この場合も、前述した場合と同様に、補助テーブル５（及び可動テーブル１）の位置ずれに対しては位置ずれ算定機能およびテーブル位置補正機能が作動して前述したように位置ずれ防止用のフィードバック制御が行われるようになっている。同時に急激な移動に対しては制動用プレートによる制動動作が実行され、補助テーブル５（可動テーブル１）は所定位置に向けて円滑に移動し、安定した状態で停止制御される。
【０１６７】
〔第１実施形態の作用／効果〕
このように、この第１の実施形態に開示したテーブル位置検出用センサ装置にあっては、従来より必要としていた重厚な２重構造のＸ−Ｙ軸移動保持機構を用いることなく、補助テーブル５（可動テーブル１）を中心位置から（所定範囲内において）同一の高さ位置を維持しつつＸ−Ｙ平面上のいずれの方向へも円滑に移動させ或いは回転させることが可能となり、これがため、装置全体の小型化，軽量化が可能となり、かかる点において可搬性を著しく改善することができ、従来例に比較して部品点数も少なくなり、かかる点において耐久性を著しく向上させることができる。
【０１６８】
又、被駆動磁石が装備された補助テーブル５（可動テーブル１）が急激に動作変化しても、前述したように当該被駆動磁石６と非磁性金属部材からなる制動用プレート９との間に電磁制動（うず電流ブレーキ）が働くことから、これにより、可動テーブルはその急激な動作が抑制され、所定方向に安定した状態で円滑に移動することができる。
【０１６９】
この制動用プレート９については各被駆動磁石６に対向した状態で個別に田形状駆動コイル７に装着するという簡単な構成であり、又電磁駆動力を発生させる電磁駆動手段４も補助テーブル５に装備した被駆動磁石６とこれに対向して固定プレート８に田形状駆動コイル７を装備するという簡単な構成であることから、かかる点においても、装置全体の小型化および軽量化に寄与した形態となっている。
【０１７０】
そして、前述したテーブル位置検出用センサ装置に位置情報検出手段２５として組み込まれた本発明にかかるテーブル位置検出用センサ装置にあっては、容量センサ群２６を前述したように装備したので、可動テーブルがＸ−Ｙ座標上における原点から何れの方向へ移動しても、当該可動テーブルの位置の微小変化を容量変化としてリアルタイムで容易に且つ迅速に検出することが可能となり、かかる点において可動テーブルのミクロン単位での移動に際しても、充分これに対応してその移動距離情報を高精度に検出し所定の信号処理をした後、これを当該可動テーブルの位置情報として出力することができる。
【０１７１】
又、この可動テーブルの同一平面内での回転動作に対しても、同一の構成にて当該可動テーブルの回転角度も同時に検出し同様に信号処理し、回転角度情報として外部出力することができ、更に、センサ部分を一方と他方のセンサ用面電極で構成すると共に相互に常時近接し対向した状態になるように設定したので、装備箇所の空間領域を小さくすることができ、かかる点において、これを装備すると、ステージ装置全体の小型化に寄与し得るという利点がある。
【０１７２】
又、上記実施形態で開示したセンサ装置によって特定された可動テーブル１の位置情報が、当該可動テーブル１の周囲に配置された複数の容量センサにより検出されるようになっているので、異なった位置の容量センサからの位置情報を前述したように演算処理することにより、当該可動テーブル１の位置ずれを容易に検出することができ、このため、可動テーブルの位置ずれに対しては、これを直ちに捕捉し当該テーブルの位置を補正することも可能となる。
【０１７３】
即ち、上記実施形態にあっては、補助テーブル５（可動テーブル１）の移動に際しては、前述したように、容量センサ群２６で検出され位置情報演算回路（演算部）２７で特定される位置情報に基づいて、テーブル駆動制御手段２１の位置ずれ算定機能およびテーブル位置補正機能が作用し補助テーブル５（可動テーブル１）の位置ずれが直ちに検出されると共に当該位置ずれが補正されるので、当該補助テーブル５（可動テーブル１）は自動的に且つ高精度に所定の目標位置に移送される。
【０１７４】
ここで、前述した演算部としての位置情報演算回路（演算部）２７では、前述したように実際の移動後の位置が検出（特定）されるが、これをそのまま、現在位置の情報として外部出力し所定の表示部（図示せず）にて表示するように構成してもよい。
このようにすると、補助テーブル５（可動テーブル１）の移動操作に際してオペレータはその途中および最終結果等に対して実際の状態を確認しながら当該移送位置の修正を迅速に成し得るという利点がある。
【０１７５】
この場合、上記補助テーブル５（可動テーブル１）の現在位置の情報を表示部（図示せず）によって表示する現在位置表示方式と前述したテーブル駆動制御手段２１の有する位置ずれ補正機能およびテーブル位置補正機能の連係による位置ずれ自動補正方式とを併存させてもよい。
【０１７６】
又、この位置ずれ情報に関しては、上記現在位置表示方式と位置ずれ自動補正方式とを、前述したテーブル駆動制御手段２１によって切替え作動させるか、或いは、前述したように何れか一方を選択動作させるように構成してもよい。
【０１７７】
また、上述した実施形態では、加算回路Ｂ１〜Ｂ９を用いてＶθにより回転方向を特定するようにしたが、回転角θを求める場合について説明する。この場合、図１９（Ｂ）において、例えば、Ｘ方向の２個の平行な各容量検出電極２６Ｘ１,２６Ｘ２間の距離をＬ０、補助テーブル５の回転に伴って２個の容量検出電極２６Ｘ１,Ｘ２が検出する補助テーブル５の辺５ｂの変位量をＸ１,Ｘ２とする。
Ｘ方向への補助テーブル５の変位Ｘは、
Ｘ＝（Ｘ１ ＋Ｘ２ ）／２の式により得られる。
また、Ｖθを補助テーブル５の回転角θに比例した電圧とすると、
Ｖθ＝ｋ（Ｘ１ −Ｘ２ ）で表すことが可能である。ここで、ｋは、アンプの増幅率を意味する。
したがって、ｔａｎθ ＝ （Ｘ１ −Ｘ２ ）／Ｌ０
θ ＝ ｔａｎ−１（Ｖθ／ｋＬ０）
また、Ｙ方向についても同様に
ｔａｎθ ＝ （Ｙ１ −Ｙ２ ）／Ｌ０
θ ＝ ｔａｎ−１（Ｖθ／ｋＬ０）
これにより、補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）のＸ,Ｙ方向及び回転方向への移動量を検出することができる。
【０１７８】
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態を図２０〜図２３に基づいて説明する。
【０１７９】
この図２０〜図２３に示す第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において、各位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｘ3，２６Ｘ4，２６Ｙ1，２６Ｙ2，２６Ｙ3，２６Ｙ4の内、２個の位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ2，２６Ｘ4を削除し、これにより、容量センサ群２６を全体で６個の位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ1，２６Ｘ3，２６Ｙ1，２６Ｙ2，２６Ｙ3，２６Ｙ4で構成した点に特徴を備えたものとなっている。
【０１８０】
このため、検出される容量変化分の情報数は、Ｘ軸に沿った方向の情報が２個，Ｙ軸に沿った方向の情報が４個となり、演算処理のバランス上、信号変換回路部２７Ａでは容量変化分ＣX1，ＣX2の電圧信号への変換に際して対応する電圧信号として２ｖX １，２ｖX ３を出力するように設定している。
【０１８１】
ここで、前述した位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｘ3（残した分）の配設位置は、前述した第１実施形態における位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｘ3の配設位置（図２中、Ｘ−Ｙ座標上でＹ軸上の正方向へずれた位置）と同一に設定されている。
又、位置信号演算回路部２７Ｂでは、Ｘ軸に沿った方向の情報が半減したことから第１及び第２の加算器２７Ｂ1，２７Ｂ2が不要となり、図２０に示すように当該回路の構成が簡略化されている。
【０１８２】
即ち、この第２の実施形態における位置信号演算回路部２７Ｂは、補助テーブル５（可動テーブル１）の移動後のＸ方向の位置信号を演算し特定するための少なくとも一つの加算回路２７Ｂ3と、Ｙ方向の位置信号を形成するための少なくとも３つの加算回路２７Ｂ4，２７Ｂ5，２７Ｂ6と、回転移動した場合の回転角信号を形成するための少なくとも３つの加算回路２７Ｂ7，２７Ｂ8，２７Ｂ9の合計７個の加算回路を備えた構成となっている。
【０１８３】
この内、Ｘ方向の位置信号ＶXは、下記の順序で演算され特定される。
まず、信号変換回路部２７Ａでは、「ＶX1＝２ｖX1」「ＶX3＝２ｖX3」が実行される。又、加算回路２７Ｂ3では、「ＶX＝ＶX1−ＶX3」が実行される。
このＸ方向の位置信号ＶXを得るための演算（差をとること）により、この位置信号演算回路部２７Ｂで前述した位置情報演算回路（演算部）２７における雑音排除機能が同時に実行され、外部から到来する雑音が排除（相殺）され、当該Ｘ方向位置信号ＶX は差動出力信号として出力される。
【０１８４】
更に、Ｙ方向の位置信号ＶYは、前述したＸ方向位置信号ＶXと並行して下記の順序で演算される。そして、このＹ方向の位置信号ＶYの演算に際しては、位置検出センサ２６Ｙ1，２６Ｙ2，２６Ｙ3，２６Ｙ4については、前述した第１の実施形態の場合と同様に構成されているので、同様にして以下の如く特定される。
まず、加算回路２７Ｂ4では、「ＶY12＝ｖY1 ＋ｖY2 」
加算回路２７Ｂ5では、「ＶY34＝ｖY3 ＋ｖY4 」
加算回路２７Ｂ6では、「ＶY＝ＶY12 −ＶY34 」
このＹ方向の位置信号ＶYを得るための演算（差をとること）により、この位置信号演算回路部２７Ｂで前述した位置情報演算回路（演算部）２７における雑音排除機能が実行され、外部から到来する雑音が排除（相殺）され、当該Ｙ方向位置信号ＶY は差動出力信号として出力される。
【０１８５】
これに対し、回転角信号Ｖθは、前述したＸ方向位置信号ＶX及びＹ方向位置信号ＶYと並行して下記の順序で演算され特定される。
まず、加算回路２７Ｂ7では、「Ｖ01 ＝２ｖX3＋ｖY2＋ｖY3 」
加算回路２７Ｂ8では、「Ｖ02 ＝２ｖX1＋ｖY1＋ｖY4 」
加算回路２７Ｂ9では、「Ｖθ ＝Ｖ01−Ｖ02 」
この回転角信号Ｖθを得るための演算（差をとること）により、この位置信号演算回路部２７Ｂで前述した位置情報演算回路（演算部）２７における雑音排除機能が実行され、外部から到来する雑音が排除（相殺）され、当該回転角信号Ｖθは差動出力信号として出力される。
【０１８６】
このようにして演算され特定されたＸ方向位置信号ＶX，Ｙ方向位置信号ＶY及び回転角信号Ｖθは、外部出力端子２７ａを介して例えば外部の位置表示装置等に向けて出力され、同時に前述したテーブル駆動制御手段２１の主制御部２１Ａへ送られるようになっている（図５参照）。
【０１８７】
（上記第２の実施形態の動作）
次に、上記第２の実施形態の全体的な動作について説明する。
【０１８８】
まず、前述し第１実施形態の場合と同様に、図５において、可動テーブル１をＸ軸の正方向への所定位置へ移動する旨の指令が動作指令入力部２４から入力されると、これに基づいて装置全体は、前述したように補助テーブル５を介して可動テーブル１をＸ軸の正方向に沿って移送するように作動する（図２１参照）。符号Ｔは移動した距離を示す。
【０１８９】
この事例では、制御モードとしては前述したように図８に示す第１の制御モードが選択され、これに従って各４つの田形状駆動コイル７には図８に示す状態に通電パターンが選択され、これに従って動作する。
【０１９０】
ここで、補助テーブル５が電磁駆動手段４によってＸ軸の正方向に沿って付勢されると、前述したテーブル保持機構２によって同一高さが維持されつつ当該補助テーブル５の位置が移動し、テーブル保持機構２が備えている弾性復帰力と当該補助テーブル５に印加される電磁駆動手段４の電磁駆動力とのバランス点（移動目標位置）において前述したように停止する。この事例（Ｘ軸の正方向への移動）における各容量検出電極２６Ｘ1，２６Ｘ3，２６Ｙ1〜２６Ｙ4と変動した容量成分（ＣX1，ＣX3，ＣY1〜ＣY4）との関係を図２１に示す。
【０１９１】
この事例では、補助テーブル５がＸ軸に沿った方向へ移動し、且つＹ軸方向への位置ずれが無い場合であるから、検出される容量成分の増加／減少の各情報ＣX1，ＣX3,およびＣY1，ＣY2，ＣY3,ＣY4は、それぞれ対応する所定レベルの電圧信号２ｖX1，２ｖX3，およびｖY1，ｖY2，ｖY3,ｖY4に変換され、それぞれ前述した演算式に下記のように組み込まれて、その移動方向および移動量が定量的に算定される。
加算回路２７Ｂ3では、
ＶX＝ＶX1 −ＶX3 ＝（２ｖX1）−（２ｖX3）＞０
加算回路２７Ｂ6では、
ＶY＝ＶY12 −ＶY34 ＝（０＋０）−（０＋０）＝０
加算回路２７Ｂ9では、
Ｖθ＝０
ここで、ｖX3は負の数値であることから「ＶX＝２（ｖX1＋ｖX3）＞０」となる。このＶX ＞０はＸ軸の正方向への移動を意味し、ＶXの値（絶対値）は停止位置座標にかかる位置情報を示す。これらの位置情報は主制御部２１Ａで演算される。
【０１９２】
補助テーブル５をＸ軸の負の方向に移動した場合，補助テーブル５をＹ軸上の正又は負の方向に移動した場合にも、同様にその情報は図５における位置情報検出手段２５で検出され、主制御部２１Ａで前述した図１７（第１の実施形態）の場合と同様に演算され、その位置が定量的に算定されるようになっている。
【０１９３】
次に、補助テーブル５を前述した第１象限の方向（＋４５°の傾斜方向）へ移送した場合の例について説明する。
【０１９４】
この事例では、前述したように制御モードとしては図９に示す第５の制御モードが選択され、これに従って各４つの田形状駆動コイル７に対してはそれぞれ図９に示す状態に通電パターンが選択され、これに従って補助テーブル５が動作する。
【０１９５】
この事例（第１象限の方向）における各位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｘ3，２６Ｙ1〜２６Ｙ4と変動した容量成分（ＣX1，ＣX3，ＣY1〜ＣY4）との関係を図２２に示す。
この図２２において、斜線部分は、補助テーブル５の移動によって前述した他方の位置検出センサ２６Ｘ3，２６Ｙ3，２６Ｙ4の容量成分が減少した部分ＣX3,ＣY3,ＣY4を示す。又、交差斜線部分は、前述した他方の位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｙ1，２６Ｙ2の容量成分が増加した部分ＣX1,ＣY1,ＣY2を示す。
【０１９６】
そして、この図２２にあって、容量成分の増加／減少の各情報ＣX1，ＣX3およびＣY1，ＣY2，ＣY3,ＣY4は、それぞれ対応する所定レベルの電圧信号２ｖX1，２ｖX3およびｖY1，ｖY2，ｖY3,ｖY4に変換され、それぞれ前述したように演算式に下記のように組み込まれて、その移動方向および移動量が算定される。
加算回路２７Ｂ3では、
ＶX＝ＶX1 −ＶX3 ＝（２ｖX1 ）−（２ｖX3 ）＞０
加算回路２７Ｂ6では、
ＶY＝ＶY12−ＶY34＝（ｖY1＋ｖY2）−（ｖY3＋ｖY4）＞０
又、ＶX＝ＶY
加算回路２７Ｂ9では、
Ｖθ＝０
【０１９７】
ここで、ｖX3，ｖY3，ｖY4は負の数値であることから「ＶX＝＞０，ＶY＝＞０」となる。ＶX＞０はＸ軸の正方向への移動を意味し、ＶY＞０はＹ軸の正方向への移動を意味する。
そして、「ＶX＝ＶY」なる情報が検知されることにより、補助テーブル５の移動方向は第１象限の＋４５°の方向であることが確認される。このＶX，ＶYの値（絶対値）は停止位置座標にかかる位置情報を示す。この場合も、対応する座標位置情報は主制御部２１Ａで演算される。
【０１９８】
補助テーブル５の移動方向が第１象限内における＋４５°の方向以外の方向である場合には、「ＶX≠ＶY」となり、その位置情報は検出されたＶXとＶYの値に基づいて主制御部２１Ａで演算され特定される。
【０１９９】
又、補助テーブル５をＸ−Ｙ平面上の第２象限乃至第４象限の各々の方向に移動した場合にも、同様にその情報は位置情報検出手段２５で検出され、主制御部２１Ａで前述した図１８Ａの場合と同様に演算され、その位置が定量的に算定されるようになっている。
【０２００】
次に、補助テーブル５を反時計方向に回転させた場合の例について説明する。
【０２０１】
この事例では、制御モードとしては図１０に示す第９の制御モードが選択され、これに従って各４つの田形状駆動コイル７に対してはそれぞれ図１０に示す状態に通電パターンが選択され、これに従って補助テーブル５が動作する。
そして、この場合の各容量検出電極２６Ｘ1，２６Ｘ3，２６Ｙ1〜２６Ｙ4と変動した容量成分ＣX1，ＣX3, ＣY1〜ＣY4との関係を図２３に示す。
【０２０２】
この図２３において、斜線部分は補助テーブル５の回転によって容量検出電極２６Ｘ1，２６Ｙ1，２６Ｙ4の容量成分が減少した部分ＣX1,ＣY1,ＣY4を示す。又、交差斜線部分は前述した一方の容量検出電極２６Ｘ3，２６Ｙ2〜２６Ｙ3における増加したの容量成分ＣX2，ＣY2,ＣY3を示す。
【０２０３】
そして、この図２３にあって、容量成分の増加／減少の各情報ＣX1，ＣX3およびＣY1，ＣY2，ＣY3,ＣY4は、それぞれ対応する所定レベルの電圧信号ｖX1，ｖX3およびｖY1，ｖY2，ｖY3, ｖY4に変換され、それぞれ前述した演算式に下記のように組み込まれて、その回転角信号Ｖθが算定される。
加算回路２７Ｂ9では、
Ｖθ＝Ｖ01−Ｖ02
＝（ｖX3＋ｖY2＋ｖY3）−（ｖX1＋ｖY1＋ｖY4）＞０
【０２０４】
ここで、Ｖθ＞０は回転方向が反時計方向を意味し、Ｖθの値そのもの（絶対値）は、停止した箇所での回転角情報を示す。又、Ｖ02は容量成分の減少した箇所の合計であることから、負の値となっている。このため、これが演算されると、回転角信号Ｖθは、
Ｖ01−Ｖ02＝（Ｖ01の絶対値＋Ｖ02の絶対値）＝Ｖθ＞０
となる。
【０２０５】
即ち、Ｖθとして算定された容量値はＶ01とＶ02の各絶対値が加算された値となり、このため、Ｖθの値としてはＶ01の２倍に近い値（感度の高い値）を差動出力として得ることができる。これらの情報は前述したＸ軸方向への移動情報の場合と同様に主制御部２１Ａで演算処理され、対応する大きさの回転角度が演算され出力される。
【０２０６】
補助テーブル５を時計方向に回転駆動した場合にも、その情報は同様に位置情報検出手段２５で検出され、主制御部２１Ａで前述した図１９の場合と同様に演算され、その回転角情報が定量的に算定されるようになっている。この場合、Ｖθ＜０となり、回転方向が時計方向であることがわかる。
その他の構成およびその動作，機能等については、前述した第１の実施形態と同一となっている。
【０２０７】
このようにしても、前述した第１の実施形態の場合とほぼ同等の作用効果を得ることができるほか、更に位置信号演算回路部２７Ｂの加算回路を合計７個としたので、前述した第１の実施形態に比較して加算回路を少なくすることができ、かかる点で装置全体の原価低減および信号処理の迅速化を図り得るという利点がある。
【０２０８】
〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態を図２４〜図２７に基づいて説明する。
【０２０９】
この図２４〜図２７に示す第３の実施形態は、前述した第１の実施形態において、各８個の位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4の内、Ｘ軸に沿った方向先に位置する位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ3，２６Ｘ4とＸ軸に沿った方向先に位置する位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｙ3，２６Ｙ4とを削除する。そして、当該位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）を２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｙ1，２６Ｙ2の４個で構成した点に特徴を備えている。
【０２１０】
即ち、この第３の実施形態では、センサ群２６を全体で４個の位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｙ1，２６Ｙ2を備え、検出される容量変化分の情報数も、これに対応して、バランスよくＸ軸に沿った方向先の情報が２個とＹ軸に沿った方向先の情報が２個となっている。
【０２１１】
ここで、前述した位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｙ1，２６Ｙ2（残した分）の配設位置は、前述した第１実施形態における位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｙ1，２６Ｙ2の配設位置と同一に設定されている。
又、これに対応して、位置信号演算回路部２７Ｂでは、Ｘ軸およびＹ軸に沿った方向の情報がそれぞれ半減したことから第２及び第３の加算器２７Ｂ3，２７Ｂ4が、又第５及び第６の加算器２７Ｂ5，２７Ｂ6が不要となり、図２０に示すように当該回路の構成が簡略化されている。
【０２１２】
即ち、この第３の実施形態における位置信号演算回路部２７Ｂでは、補助テーブル５（移動テーブル１）の移動後のＸ方向の位置信号を演算し特定するための少なくとも一つの加算回路２７Ｂ1と、Ｙ方向の位置信号を演算し特定するための少なくとも一つの加算回路２７Ｂ4と、回転移動した場合の回転角信号を演算し特定するための少なくとも３個の加算回路２７Ｂ7，２７Ｂ8，２７Ｂ9の合計５個の加算回路を備えた構成となっている（図２０参照）。
【０２１３】
この内、Ｘ方向の位置信号ＶXは、下記の如く演算され特定される。
加算回路２７Ｂ1で、「ＶX＝ｖX1＋ｖX2」
この場合、本実施形態では、このＸ方向の位置信号ＶXを得るための演算過程で、テーブル部材である補助テーブル５を挟んで反対側から得られる情報に基づいた「差」をとる演算工程はない。このため、この第３の実施形態では前述した位置情報演算回路（演算部）２７における雑音排除機能は作動しない構成となっている。
【０２１４】
また、Ｙ方向の位置信号ＶYは、前述したＸ方向位置信号ＶXと並行して下記の順序で演算され特定される。
加算回路２７Ｂ4では、「ＶY＝ｖY1＋ｖY2」
この場合、本実施形態では、このＹ方向の位置信号ＶYを得るための演算過程で、テーブル部材である補助テーブル５を挟んで反対側から得られる情報に基づいた「差」をとる演算工程はない。反対側にて得られる情報に基づいた差をとる演算工程はない。このため、この第３の実施形態では前述した位置情報演算回路（演算部）２７における雑音排除機能が作動しない構成となっている。
【０２１５】
更に、回転角信号Ｖθは、前述したＸ方向位置信号ＶX及びＹ方向位置信号ＶYと並行して下記の順序で演算され特定される。
まず、加算回路２７Ｂ7では、「Ｖ01＝ｖX2＋ｖY2」
加算回路２７Ｂ8では、「Ｖ02＝ｖX1＋ｖY1」
加算回路２７Ｂ9では、「Ｖθ＝Ｖ01＋Ｖ02」
この場合、本実施形態では、この回転角信号Ｖθを得るための演算過程で、テーブル部材である補助テーブル５を挟んで反対側から得られる情報に基づいた「差」をとる演算工程はない。このため、この第３の実施形態では前述した位置情報演算回路（演算部）２７における雑音排除機能は作動しない構成となっている。
【０２１６】
このようにして演算され特定されたＸ方向位置信号ＶX，Ｙ方向位置信号ＶY及び回転角信号Ｖθは、外部出力端子２７ａを介して例えば外部の位置表示装置等に向けて出力され、同時に前述したテーブル駆動制御手段２１の主制御部２１Ａへ送られるようになっている（図２４，図５参照）。
【０２１７】
（上記第３実施形態の動作）
次に、上記第３の実施形態の全体的な動作について前述した第３の実施形態の場合と同様の手順で説明する。
【０２１８】
まず、前述し第１実施形態の場合と同様に、図５において、可動テーブル１をＸ軸の正方向への所定位置へ移動する旨の指令が動作指令入力部２４から入力されると、これに基づいて装置全体は、前述したように補助テーブル５を介して可動テーブル１をＸ軸の正方向に沿って移送するように作動する（図２５参照）。符号Ｔは移動した距離を示す。
【０２１９】
この事例では、制御モードとしては前述したように図８に示す第１の制御モードが選択され、これに従って各４つの田形状駆動コイル７には図８に示す状態に通電パターンが選択され、これに従って動作する。
【０２２０】
ここで、補助テーブル５が電磁駆動手段４によってＸ軸の正方向に沿ってへ付勢されると、前述したテーブル保持機構２によって同一高さが維持されつつ当該補助テーブル５の移動が移動し、テーブル保持機構２が備えている弾性復帰力と当該補助テーブル５に印加される電磁駆動手段４の電磁駆動力とのバランス点（移動目標位置）において前述したように停止する。
【０２２１】
この事例（Ｘ軸の正方向への移動）における各容量検出電極２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｙ1，２６Ｙ2と変動した容量成分（ＣX1，ＣX2，ＣY1，ＣY2）との関係を図２５に示す。
この事例では、補助テーブル５がＸ軸に沿った方向へ移動し、且つＹ軸方向への位置ずれが無い場合であるから、検出される容量成分の増加／減少の各情報ＣX1，ＣX2,およびＣY1，ＣY2は、それぞれ対応する所定レベルの電圧信号ｖX1，ｖX2，およびｖY1，ｖY2に変換され、それぞれ前述した演算式に下記のように組み込まれて、その移動方向および移動量が定量的に算定される。
加算回路２７Ｂ1では、ＶX＝（ｖX1＋ｖX2）＞０
加算回路２７Ｂ4では、ＶY＝（０ ＋０ ）＝０
加算回路２７Ｂ9では、Ｖθ＝ ０
ここで、ｖX1，ｖX2は正の数であり、「ＶX＞０」となる。このＶX＞０はＸ軸の正方向への移動を意味し、ＶXの値（絶対値）は停止位置座標にかかる位置情報を示す。これらの位置情報は主制御部２１Ａで演算される。
【０２２２】
補助テーブル５をＸ軸の負の方向に移動した場合，補助テーブル５をＹ軸上の正又は負の方向に移動した場合にも、同様にその情報は図５における位置情報検出手段２５で検出され、主制御部２１Ａで前述した図１７の場合と同様に演算され、その位置が定量的に算定されるようになっている。
【０２２３】
次に、補助テーブル５を前述した第１象限の方向（＋４５°の傾斜方向）へ移送した場合の例について説明する。
【０２２４】
この事例では、前述したように制御モードとしては図９に示す第５の制御モードが選択され、これに従って各４つの田形状駆動コイル７に対してはそれぞれ図９に示す状態に通電パターンが選択され、これに従って補助テーブル５が動作する。
【０２２５】
この事例（第１象限の方向）における各位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｙ1，２６Ｙ2と変動した容量成分（ＣX1，ＣX2，ＣY1，ＣY2）との関係を図２６に示す。
この図２６において、交差斜線部分はは、補助テーブル５の移動によって前述した各位置検出センサ２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｙ1，２６Ｙ2の容量成分が増加した部分ＣX1，ＣX2，ＣY1,ＣY2を示す（この図２６では容量成分の減少はない）。
【０２２６】
そして、この図２６にあって、容量成分の増加／減少の各情報ＣX1，ＣX2およびＣY1，ＣY2は、それぞれ対応する所定レベルの電圧信号ｖX1，ｖX2およびｖY1，ｖY2に変換され、それぞれ前述したように演算式に下記のように組み込まれて、その移動方向および移動量が算定される。
加算回路２７Ｂ1では、ＶX ＝（ｖX1＋ｖX2）＞０
加算回路２７Ｂ4 では、ＶY ＝（ｖY1＋ｖY2）＞０
ＶX ＝ＶY
加算回路２７Ｂ9 では、Ｖθ＝０
【０２２７】
ここで、ＶX＞０はＸ軸の正方向への移動を意味し、ＶY＞０はＹ軸の正方向への移動を意味する。
そして、「ＶX＝ＶY」なる情報が得られることにより、補助テーブル５の移動方向は第１象限の＋４５°の方向であることを確認し得る。又、ＶX ，ＶYの値（絶対値）は停止位置座標にかかる位置情報を示す。この場合も、対応する座標位置情報は主制御部２１Ａで演算される。
【０２２８】
補助テーブル５の移動方向が第１象限内における＋４５°の方向以外の方向である場合には、「ＶX≠ＶY」となり、この場合の具体的な位置情報は検出されたＶX とＶY の値に基づいて主制御部２１Ａで演算され特定される。
【０２２９】
又、補助テーブル５をＸ−Ｙ平面上の第２象限乃至第４象限の各々の方向に移動した場合にも、同様にその情報は位置情報検出手段２５で検出され、主制御部２１Ａで前述した図１８Ａの場合と同様に演算され、その位置が定量的に算定されるようになっている。
【０２３０】
次に、補助テーブル５を反時計方向に回転させた場合の例について説明する。
この事例では、制御モードとしては図１０に示す第９の制御モードが選択され、これに従って各４つの田形状駆動コイル７に対してはそれぞれ図１０に示す状態に通電パターンが選択され、これに従って補助テーブル５が動作する。そして、この場合の各各位置検出センサ（他方のセンサ用面電極）２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｙ1，２６Ｙ2と変動した容量成分ＣX1，ＣX2,ＣY1，ＣY2との関係を図２７に示す。
【０２３１】
この図２７において、斜線部分は補助テーブル５の回転によって容量検出電極２６Ｘ1，２６Ｙ1の容量成分が減少した部分ＣX1,ＣY1を示す。又、交差斜線部分は前述した一方の容量検出電極２６Ｘ2，２６Ｙ2における増加した容量成分ＣX2，ＣY2を示す。
【０２３２】
そして、この図２７にあって、容量成分の増加／減少の各情報ＣX2，ＣY2およびＣX1，ＣY1は、それぞれ対応する所定レベルの電圧信号ｖX2，ｖY2およびｖX1，ｖY1に変換され、それぞれ前述した演算式に下記のように組み込まれて、その回転角信号Ｖθが算定される。
加算回路２７Ｂ9 では、
Ｖθ＝ Ｖ01−Ｖ02
＝（ｖX2＋ｖY2）−（ｖX1＋ｖY1）＞０
ここで、Ｖθ＞０は回転方向が反時計方向を意味し、Ｖθの値そのもの（絶対値）は、停止した箇所での回転角情報を示す。又、Ｖ02は容量成分の減少した箇所の合計であることから、負の値となっている。このため、これが演算されると、回転角信号Ｖθは、
Ｖ01−Ｖ02＝（Ｖ01の絶対値＋Ｖ02の絶対値）＝Ｖθ＞０
となる。
【０２３３】
即ち、Ｖθとして算定された容量値はＶ01とＶ02の各絶対値が加算された値となり、このため、Ｖθの値としてはＶ01の２倍に近い値（感度の高い値）を差動出力として得ることができる。これらの情報は前述したＸ軸方向への移動情報の場合と同様に主制御部２１Ａで演算処理され、対応する大きさの回転角度が演算され出力される。又、この事例では（回転動作の場合には）差を取る演算工程が介在することから、外来雑音を相殺する雑音排除機能が位置情報演算回路２７で稼働するようになっている。
【０２３４】
補助テーブル５を時計方向に回転駆動した場合にも、その情報は同様に位置情報検出手段２５で検出され、主制御部２１Ａで前述した図２７の場合と同様に演算され、その回転角情報が定量的に算定されるようになっている。この場合、Ｖθ＜０となり、回転方向が時計方向であることが確認される。
その他の構成およびその動作，機能等については、前述した第１の実施形態と同一となっている。
【０２３５】
このようにしても、上記第３の実施形態にあっては、回転動作を除いて雑音排除機能を備えていないこと、及び検出容量の感度が幾分低下することを除き、前述した前述した第１の実施形態の場合とほぼ同等の作用効果を得ることができるほか、更に位置信号演算回路部２７Ｂの加算回路を合計５個としたので、前述した第１の実施形態に比較して加算回路を少なくすることができ、かかる点で装置全体の原価低減および信号処理の迅速化を、より一層高めることができる。
【０２３６】
〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態を図２８〜図３０に基づいて説明する。
この図２８〜図３０に示す第４の実施形態は、前述した第１の実施形態において、静電容量型の位置検出センサを構成する一方のセンサ用面電極である共通電極４１と、これに対向して装備された複数の他方のセンサ用面電極４２Ｘ1，４２Ｘ2，４２Ｘ3，４２Ｘ4，４２Ｙ1，４２Ｙ2，４２Ｙ3，４２Ｙ4の各々について、その対向面領域の構造を断面櫛形に形成した点に特徴を備えている。
【０２３７】
以下、これを説明する。
この図２８〜図２９において、符号５１はテーブル部材としての補助テーブルを示す。この補助テーブル５１は、前述した第１実施形態における補助テーブル５と同一の機能を備え、第１実施形態の場合と同様に連結支柱１０を介して可動テーブル１と一体化されてテーブル保持機構２に支持されている。
この図２８〜図２９における補助テーブル５１は、前述した第１実施形態における補助テーブル５と比較して、その周囲が所定幅だけ一様に切除され、この切除された箇所に、前述した共通電極４１が装着されている。
【０２３８】
この一方のセンサ用面電極である共通電極４１は、全体が４角形状の大口形状を成し、その外周囲の端（後述する電極フィンの先端）が前述した第１実施形態における補助テーブル５の外周囲の端に重なる大きさに設定されている。図２８内にその一部の部分断面図を示す。
【０２３９】
これを更に詳細に説明すると、この一方のセンサ用面電極である共通電極４１は、積層状態に配設された複数（本実施形態では３枚）の大口形状の板状電極である電極フィン４１Ａと、この複数の電極フィン４１Ａを保持する電極フィン保持体４１Ｂとを備えている。
【０２４０】
この内、電極フィン保持体４１Ｂは、補助テーブル５１及び当該補助テーブル５１が備えている下方突出部５Ａ，５Ｂを取り巻くようにして配設され且つ全体的には角形の管を輪切りにしたような４角形状に形成されている。この電極フィン保持体４１Ｂの内壁側の角部から前述した補助テーブル５１の上面に沿って、取付け部材４１Ｂａが延設されている（図２９参照）。
この取付け部材４１Ｂａは、具体的には、図２９に示すように電極フィン保持体４１Ｂの内壁の角部４箇所に設けられている。そして、この取付け部材４１Ｂａを介して前述した電極フィン保持体４１Ｂが補助テーブル５１に固着されている。符号４１Ｂｂは固定ネジを示す。
【０２４１】
そして、この電極フィン保持体４１Ｂの外側周囲に、大口形状に形成された３枚の電極フィン４１Ａが、上下方向に平行に所定間隔を隔てて（所定の空隙Ｓ1 を挟んで積層された状態で）且つ外側周囲が開口された状態で、電極フィン保持体４１Ｂを囲むようにして装着されている。これにより、共通電極４１の端部断面が櫛形状に形成されている。
【０２４２】
この一方のセンサ用面電極である共通電極４１に対応して装備される他方のセンサ用面電極４２Ｘ1，４２Ｘ2，４２Ｘ3，４２Ｘ4，４２Ｙ1，４２Ｙ2，４２Ｙ3，４２Ｙ4は、本実施形態では８個の容量検出電極から成り、前述した第１の実施形態における８個の他方のセンサ用面電極２６Ｘ1，２６Ｘ2，２６Ｘ3，２６Ｘ4，２６Ｙ1，２６Ｙ2，２６Ｙ3，２６Ｙ4（図２参照）の装備箇所と同一箇所にそれぞれ配設され装着されている。
【０２４３】
この内、例えば他方のセンサ用面電極４２Ｘ1は、図２８に示すように前述した共通電極４１の３枚の電極フィン４１Ａとの無接触での噛合動作を許容する３つの空隙Ｓ2と、この３つの空隙Ｓ2を交互に介して積層状態に配設された４枚の板状電極としての電極フィン４２ａと、この４枚の電極フィン４２ａを外側端部（図２８の右側端部）で連結する連結保持部材４２ｂとを備えた構成となっている。この連結保持部材４２ｂは、接着材又はネジ等の固定手段により本体部としてのケース本体３に固定されている。
【０２４４】
前述した他方のセンサ用面電極４２Ｘ1の４枚の電極フィン４２ａは、その形状および大きさが前述した第１実施形態にける他方のセンサ用面電極２６Ｘ1と同一の形状で且つ同一の大きさに形成されている。
その他のセンサ用面電極４２Ｘ2〜４２Ｘ4，４２Ｙ1〜４２Ｙ4も、前述したセンサ用面電極４２Ｘ1と全く同一に形成されている。
【０２４５】
ここで、各他方のセンサ用面電極４２Ｘ1〜４２Ｘ4，４２Ｙ1〜４２Ｙ4が備えている３つの空隙Ｓ2は、その間隔が前述した共通電極４１の３枚の各電極フィン４１Ａが無接触で個別に挿入し離脱し得る程度の大きさに設定されている。同様に、前述した共通電極４１の３枚の電極フィン４１Ａの相互間の空隙Ｓ1は、その隙間が前述した各他方のセンサ用面電極４２Ｘ1〜４２Ｘ4，４２Ｙ1〜４２Ｙ4が備えている４枚の各電極フィン４２ａの内の内側の２枚が無接触で個別に挿入し離脱し得る程度の大きさに設定されている。図２８に、上記共通電極４１の電極フィン４１Ａと他方のセンサ用面電極４２Ｘ1の４枚の電極フィン４２ａがそれぞれ無接触で挿入された状態（装置全体の停止状態）の例を示す。
【０２４６】
これにより、他方のセンサ用面電極４２Ｘ1は、図３０に示すように６個の容量成分が並列接続された構成となっているので、前述した第１の実施形態における他方のセンサ用面電極２６Ｘ1の場合と比較して６倍の静電容量となり、これがため、補助テーブル５の移動に際しては６倍の感度で当該補助テーブル５の移動情報を検出することができるという利点がある。
他のセンサ用面電極４２Ｘ2〜４２Ｘ4，４２Ｙ1〜４２Ｙ4の場合も、それぞれ全く同一に構成され同一の作用効果を備えたのとなっている。
【０２４７】
そして、その他の全体的な構成及びその作用効果は、前述した第１の実施形態の場合（図１乃至図１９）と全く同一となっている。
【０２４８】
尚、この第４の実施形態では、各他のセンサ用面電極４２Ｘ1〜４２Ｘ4，４２Ｙ1〜４２Ｙ4を前述した第１の実施形態における他のセンサ用面電極２６Ｘ1の場合と比較して６倍の静電容量を得られるように構成したが、これはあくまで例示であり、７倍以上としても、或いは２〜５倍の何れかの静電容量を得られるように構成したものであってもよい。
【０２４９】
又、上記実施形態にあっては、共通電極４１を大口形状にした場合を例示したが、前述した各他のセンサ用面電極４２Ｘ1〜４２Ｘ4，４２Ｙ1〜４２Ｙ4に対応して個別に独立した形状であっても、或いは補助テーブル５の各片毎に４つに分ける等、複数に分割したものであってもよい。
【０２５０】
更に、この第４の実施形態では、一方のセンサ用面電極である共通電極４１と、他方のセンサ用面電極４２Ｘ1〜４２Ｘ4，４２Ｙ1〜４２Ｙ4の各々を断面櫛形に形成すると共に、これを、前述した第１の実施形態に適用した場合を例示したが、これを前述した第２，第３の各実施形態について実施したものであってもよい。
【０２５１】
又、上記各実施形態にあっては、テーブル部材の移動情報を連続的に検出してそのＸ−Ｙ座標上の位置情報に変換し外部へ出力する場合を例示したが、これらの位置情報に基づいて前述した演算部（位置情報演算回路）２７が所定の演算をし、当該テーブル部材の移動の形態，移動方向，回転動作における回転方向等にかかる各情報としてまとめて出力するように構成してもよい。
【０２５２】
又、上記各実施形態において、テーブル部材側に装備された一方のセンサ用面電極として、大口形状の連続した単一電極である共通電極４１を使用した場合を例示したが、前述した複数からなる他方のセンサ用面電極４２Ｘ1〜４２Ｘ4，４２Ｙ1〜４２Ｙ4に個別に対応して当該他方のセンサ用面電極４２Ｘ1〜４２Ｘ4，４２Ｙ1〜４２Ｙ4と同形状で且つこれよりも幾分大きい複数のセンサ用面電極で構成してもよい。
【０２５３】
更に、前述した大口形状の連続した単一電極に代えて、複数の他方のセンサ用面電極（例えば４２Ｘ1と４２Ｘ2）を対象として各辺毎に共用する所定幅の電極部材をもって帯状に形成された複数の共通電極で構成してもよい。
【０２５４】
又、上記各実施形態では、同一面上を移動する４角形状のテーブル部材に本発明を実施した場合を例示したが、複数の位置検出センサの取付け位置を明確に特定し得る形態で且つ前述した各実施形態と同等に機能し得るものであれば、テーブル部材は特に４角形でなくてもよい。
【０２５５】
即ち、テーブル部材の形状如何を問わず（円形でも８角形でもよい）当該テーブル部材に複数の位置検出センサの取付け位置を装備するための例えば３角形の枠を想定すると共に当該枠に沿って複数の位置検出センサを分散して装備しても、或いは５角形，６角形又は８角形等の枠を想定して当該枠に沿って複数の位置検出センサを分散して装備するように構成しても、技術思想としてはその作用効果がほぼ前述した各実施形態と同等であり、従って、これらも実質的には上記各実施形態と同等のものであり、それぞれ本発明の実施形態の一つである。
【０２５６】
〔第５の実施形態〕
次に、第５の実施形態を図３１に基づいて説明する。
上述した実施形態では、アナログ量を出力する位置検出センサとして静電容量型の位置検出センサ（アナログ量検出センサ）を用いたが、この図３１に示す実施形態では、差動変圧器，ポテンショメータ，レーザ変位計などのアナログ量出力センサ（アナログ量検出センサ）を用いている。位置検出センサとして直線型ポテンショメータを用いた場合の例を図３１に基いて説明する。
【０２５７】
図３１において、位置検出センサの要部をなす２個の直線型ポテンショメータ５１Ｘ1，５１Ｘ２，５１Ｙ１，５１Ｙ２をそれぞれ１組として、電磁駆動手段４によって駆動される補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）の周囲の４辺の内少なくとも隣接する２辺にそれぞれ配設している。これらの直線型ポテンショメータ５１Ｘ1，５１Ｘ２，５１Ｙ１，５１Ｙ２は、直線的に移動する摺動片と抵抗体とから構成され、検出用ロッド５１ａ，５１ｂが直線移動すると上述した摺動片が上述した抵抗体の上を直線的にスライドし、上述したスライドと上述した抵抗体の端部の間の抵抗値が検出用ロッド５１ａ，５１ｂの大きさに比例して変化する構造になっている。
図３１に示す実施形態では、直線型ポテンショメータ５１Ｘ1，５１Ｘ２，５１Ｙ１，５１Ｙ２は、それぞれの検出用ロッド５１ａ，５１ｂを平行に配置して、補助テーブル５の隣接する２辺にそれぞれ配設し、検出用ロッド５１ａ，５１ｂの先端を補助テーブル５の端面に当接しておき、上述した抵抗体に所定値の電圧をかけて上述した摺動片により分圧された電圧を取出すことによって、補助テーブル５のＸ−Ｙ平面内での動きをＸ−Ｙ平面内での２方向（Ｘ，Ｙ方向）の直線変位に分解して検出用ロッド５１ａ、５１ｂの直線的な変位に基いてＸ，Ｙ方向の移動量を得ると共にＸ，Ｙ方向の移動量から回転方向の移動量を得るようになっている。
【０２５８】
この図３１において、例えば、２個の平行なポテンショメータの５１Ｘ1，５１Ｘ２，５１Ｙ１，５１Ｙ２の検出用ロッド５１ａ，５１ｂ間の距離をＬ０、各検出用ロッド５１ａ，５１ｂのＸ方向への移動量をＸ１,Ｘ２とすると、
Ｘ方向への補助テーブル５の変位Ｘは、
Ｘ＝（Ｘ１ ＋Ｘ２ ）／２の式により得られる。
また、Ｖθを補助テーブル５の回転角θに比例した電圧とすると、
Ｖθ＝ｋ（Ｘ１ −Ｘ２ ）で表すことが可能である。ここで、ｋは、アンプの増幅率を意味する。
したがって、ｔａｎθ ＝ （Ｘ１ −Ｘ２ ）／Ｌ０
θ ＝ ｔａｎ−１（Ｖθ／ｋＬ０）
また、Ｙ方向についても同様に
ｔａｎθ ＝ （Ｙ１ −Ｙ２ ）／Ｌ０
θ ＝ ｔａｎ−１（Ｖθ／ｋＬ０）
これにより、補助テーブル５（即ち、可動テーブル１）のＸ,Ｙ方向及び回転方向への移動量を検出することができる。
【０２５９】
この図３１では、位置検出センサとして直線型ポテンショメータを用いたが、位置検出センサとして差動変圧器,レーザ変位計を用いる場合にも同様に適用することができる。差動変圧器は、１個の１次コイルと２個の２次コイルとコアの組合せからなり、１個の１次コイルに交流電圧を流し、２個の２次コイルから差動的に信号を取出し、補助テーブル５の移動に伴うコアの位置を検出することとなる。また、位置検出センサとしてレーザ変位計を用いる場合には、干渉性のよいレーザ光を補助テーブル５の端面に向けて発射した光と補助テーブル５の端面で反射した光の光路差によって生じる干渉現象を利用して、補助テーブル５のＸ−Ｙ平面内での移動量及び回転量を検出する。また、差動変圧器やレーザ変位計において、Ｘ−Ｙ平面内での２方向の移動量,及び回転量を算出する方式は、上述した式により同様に求める。
【０２６０】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成され機能するので、これによると、同一面上の所定範囲内を移動するテーブル部材の移動方向および移動停止位置を連続的に検出することができ、また、テーブル部材の移動位置検出がアナログ量に基いて行われるため、テーブル部材を微小範囲、例えばミクロン単位で移動させる場合においても正確に位置の制御を行うことができる。また、テーブル部材の周囲４辺の内の少なくとも隣接する２辺に位置検出センサを配設しているため、位置検出センサが相互干渉するに至る距離を長くしてテーブル部材の移動範囲を広くすることができ、広範囲でテーブル部材の位置を正確に検出することができる。
【０２６１】
前述した位置検出センサとしては、差動変圧器,ポテンショメータ,レーザ変位計などのアナログ量検出センサを用いて、テーブル部材の移動量をアナログ量として出力することができる。また、前述した位置検出センサが、差動変圧器,ポテンショメータ或いはレーザ変位計であるときに、テーブル部材の移動をＸ−Ｙ平面内の２方向の直線変位に分解してＸ,Ｙ方向の移動量を得ると共にＸ又はＹ方向の移動量から回転方向の移動量を容易に得ることができる。
【０２６２】
また、請求項４記載の発明のように、位置検出センサに静電容量型の位置検出センサを用い、一方と他方のセンサ用面電極の組み合わせで位置検出センサを構成したので、小型軽量化が可能となり、テーブル部材の微小移動に際しても容量変化としてこれを検知し所定の位置情報に変換して外部出力することができ、このため、ミクロン単位の移動に対しても連続的に且つ有効にこれを検出することができ、同一面上で３６０°いずれの方向への移動に対しても、又回転動作に対してもこれらをリアルタイムで同時に連続的に且つ高精度に検出し当該各情報に対応した所定の位置信号（位置情報）として出力することができるという（回転動作の検出に際しては外部から到来する雑音を有効に排除することができるという）従来にな優れたテーブル位置検出用センサ装置を提供することができる。
【０２６３】
請求項１記載の発明では、更に、移動するテーブル部材上にあって隣接する２つの辺部分にそれぞれ少なくとも２つの位置検出センサを装備する構成としたので、装置全体のより一層の小型軽量化が可能となる。
【０２６４】
請求項５乃至６記載の各発明では、更に、テーブル部材上の対向する辺部分にそれぞれ同数の位置検出センサを装備したので、テーブル部材の移動に際してはいずれの方向への移動であっても各対向する辺部分の位置検出センサで検出される静電容量の変化をそのまま演算部で加算する等の処理が可能となり、このため、測定感度を倍増させることができるという利点がある。
【０２６５】
請求項７記載の発明では、更に、前述した請求項４又は５記載のテーブル位置検出用センサ装置において、前述した演算部が、テーブル部材の移動に際して検出される外部雑音を、それが直線移動であっても或いは回転動作であっても、これらを有効に排除する雑音排除機能を備えている、という構成をとっている。
このため、この請求項７記載の発明では、周囲環境の悪い箇所においても、テーブル部材の移動に伴う位置情報を比較的高精度に且つ鮮明に検出し出力することができるという従来にない優れた効果を奏する。
【０２６６】
請求項８記載の発明では、更に、前述した一方のセンサ用面電極を所定幅の電極部材をもって帯状にしこれを共通電極として装備したので、一方のセンサ用面電極の複数を一度に同時に取付けたのと同等の結果を得ることができ、かかる点において一方のセンサ用面電極の取付け工程が簡略化され、生産性及び保守性の向上を図ることができる。
【０２６７】
請求項９記載の発明では、更に、各位置検出センサを構成する一方と他方の各センサ用面電極をそれぞれ複数の所定空隙を介して積層した状態で一体化することによって断面櫛形状に形成したので、テーブル部材の移動又は回転に伴う静電容量の変化量を各面電極の対向面の数だけ数倍に倍増した状態で検出することができ、かかる点において微小移動を高精度に検出することができるという従来にない優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す一部省略した概略断面図である。
【図２】図１の一部切り欠いた平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。
【図４】図１に開示した田形状駆動コイルと被駆動磁石および制動用プレートとの位置関係を示す説明図である。
【図５】図１の各構成要素とその動作制御系との関係を示すブロック図である。
【図６】図５に開示した動作制御系に付勢されて作動する補助テーブル（可動テーブル）の動作例を示す図で、図６（Ａ）は右上４５°の方向に補助テーブル（可動テーブル）が平面移動した場合を示す説明図、図６（Ｂ）は補助テーブル（可動テーブル）が角度θだけ回動した場合を示す説明図である。
【図７】図１乃至図４に開示した田形状駆動コイルの４つの角形小コイルに通電される４つの通電パターン（通電プログラムは予めプログラム記憶部に記憶される）とその機能とを示す図表である。
【図８】図５に開示した動作制御系が備えている４つの田形状駆動コイルを駆動制御する場合の制御モードと補助テーブル（可動テーブル）の動作方向とを示す図で、図８（Ａ）は第１の制御モードと補助テーブル（可動テーブル）のＸ軸の正方向への動作を示す説明図、図８（Ｂ）はこの場合の駆動力の大きさと作用点との関係を示す説明図である。
【図９】図５に開示した動作制御系が備えている４つの田形状駆動コイルを駆動制御する場合の制御モードと補助テーブル（可動テーブル）の動作方向とを示す図で、図９（Ａ）は第５の制御モードと補助テーブル（可動テーブル）のＸ軸およびＹ軸の各正方向への動作を示す説明図、図９（Ｂ）はこの場合の駆動力の大きさと作用点との関係を示す説明図である。
【図１０】図５に開示した動作制御系が備えている４つの田形状駆動コイルを駆動制御する場合の制御モードと補助テーブル（可動テーブル）の動作方向とを示す図で、図１０（Ａ）は第９の制御モードと補助テーブル（可動テーブル）のＸ−Ｙ座標上の原点を中心として反時計方向に回動する場合を示す説明図、図１０（Ｂ）はこの場合の駆動力の大きさと作用点との関係を示す説明図である。
【図１１】図１に開示した制動用プレートの制動力発生原理を示す図で、図１１（Ａ）は図１の制動用プレート部分を示す拡大部分断面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）中のＡ−Ａ線に沿って見た制動用プレートに生じるうず電流制動の発生状況を示す説明図である。
【図１２】図１に開示した第１実施形態の全体的な動作例で、補助テーブルがＸ軸に沿って移動した場合の例を示す説明図である。
【図１３】図１２中の補助テーブル部分の動作（Ｘ軸に沿った正方向への移動）を平面的に見た場合の一例を示す説明図である。
【図１４】補助テーブルがＸ−Ｙ座標上「ｙ＝ｘ」の直線に沿って移動した場合の一例を示す説明図である。
【図１５】補助テーブルが原点を中心に角度θだけ反時計方向に回転動作した場合の例を示す説明図である。
【図１６】図５中に開示した位置情報検出手段（テーブル位置検出用センサ装置）における位置情報演算回路（演算部）部分の具体例を示すブロック回路図である。
【図１７】図１３中に開示した補助テーブルのＸ軸に沿った正方向への移動状態を簡略化したもので、各他方のセンサ用面電極に生じる静電容量の変化（増減状態）を示す説明図である。
【図１８】図１４中に開示した補助テーブルの第１象限方向への移動状態を簡略化したもので、各他方のセンサ用面電極に生じる静電容量の変化（増減状態）を示す説明図である。
【図１９】図１９（Ａ）は、図１５中に開示した補助テーブルの反時計方向への移動状態を簡略化したもので、各他方のセンサ用面電極に生じる静電容量の変化（増減状態）を示す説明図、図１９（Ｂ）は、補助テーブルの回転角を求めるための説明図である。
【図２０】第２の実施形態で装備した位置情報検出手段（テーブル位置検出用センサ装置）における位置情報演算回路（演算部）部分の具体例を示す回路図である。
【図２１】第２の実施形態において補助テーブルがＸ軸に沿った正方向へ移動した際に各他方のセンサ用面電極に生じる静電容量の変化を示す説明図である。
【図２２】第２の実施の形態において補助テーブルが第１象限の方向へ移動した際に各他方のセンサ用面電極に生じる静電容量の変化を示す説明図である。
【図２３】第２の実施の形態において補助テーブルが反時計方向へ回転した際に各他方のセンサ用面電極に生じる静電容量の変化を示す説明図である。
【図２４】第３の実施形態で装備した位置情報検出手段（テーブル位置検出用センサ装置）における位置情報演算回路（演算部）部分の具体例を示す回路図である。
【図２５】第３の実施形態において補助テーブルがＸ軸に沿った正方向へ移動した際に各他方のセンサ用面電極に生じる静電容量の変化を示す説明図である。
【図２６】第３の実施形態において補助テーブルが第１象限の方向へ移動した際に各他方のセンサ用面電極に生じる静電容量の変化を示す説明図である。
【図２７】第３の実施の形態において補助テーブルが反時計方向へ回転した際に各他方のセンサ用面電極に生じる静電容量の変化を示す説明図である。
【図２８】第４の実施形態を示す部分断面図である。
【図２９】図２８内に開示した複数の位置検出センサ（容量センサ群）の配置例を示す説明図である。
【図３０】図２８内に開示した位置検出センサにおける一方のセンサ用面電極と他方のセンサ用面電極の組合せにより生じる静電結合状態の一部を示す回路図である。
【図３１】本発明において、位置検出センサとして、差動変圧器,ポテンショメータ,レーザ変位計などのアナログ量出力センサを用いた第５の実施形態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 可動テーブル
３ 本体部としてのケース本体
３Ｂ 本体側突出部
５，５１ テーブル部材としての補助テーブル
６ 被駆動磁石
２０ 動作制御系
２１ テーブル駆動制御手段
２１Ａ 主制御部（ＣＰＵ内蔵）
２５ 位置情報検出手段（テーブル位置検出用センサ装置）
２６ 容量センサ群
２６Ｘ1〜２６Ｘ4，２６Ｙ1〜２６Ｙ4，４２Ｘ1〜４２Ｘ4，４２Ｙ1〜４２Ｙ4 位置検出センサの要部をなす他方のセンサ用面電極
２７ 位置情報演算回路（演算部）
２７Ａ 信号変換回路部
２７Ｂ 位置信号演算回路部
４１ 位置検出センサの一方のセンサ用面電極としての共通電極
４１Ａ，４２ａ 板状電極としての電極フィン
Ｓ1，Ｓ2 空隙
５１Ｘ１,５１Ｘ２,５１Ｙ１,５１Ｙ２ 直線型ポテンショメータ
５１ａ,５１ｂ 検出用ロッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a table position detection sensor device, and is particularly equipped with a precision processing stage device or the like in a semiconductor production process such as an IC or LSI, and continuously detects the current position of a movable table provided in the stage device. The present invention relates to a sensor device for detecting a table position suitable for detection.
[0002]
[Prior art]
In the semiconductor industry, etc., for precision processing with a movable table (table member) that can be moved with precision in order to place and hold workpieces in precision processing places in production processes such as IC and LSI. Stage devices are used. In this case, a sensor device for detecting the table position is incorporated in the above-described precision processing stage device in order to execute the position control of the destination of the movable table quickly and accurately.
[0003]
Here, in the stage device for precision processing in this conventional example, as the table transfer means, the X direction moving mechanism for moving the movable table in the X direction and the entire X direction moving mechanism on which the movable table is placed are Y. A double structure having a Y-direction moving mechanism that moves in a direction is provided. Each table driving means in the X and Y directions is individually equipped with a combination of a driving motor such as a stepping motor and a precision driving mechanism. Further, when rotating in the same plane, the X direction moving mechanism and the Y direction are provided. A rotation drive mechanism having a structure for rotating the entire moving mechanism integrally was provided.
[0004]
Further, table position detecting means for precisely measuring the current position of the table to be transferred is separately provided in each of the drive mechanism and the rotation drive mechanism in the X direction and the Y direction, for example, and the information obtained here (that is, the movable table). In many cases, the above-described precision driving means are individually driven and controlled based on the movement information). For this reason, the inconvenience that the whole apparatus enlarges always arises.
[0005]
Apart from this, in order to execute the precise movement of the movable table in micron units, it is necessary to precisely control the output of the driving means while grasping the change amount during the movement in real time.
For this reason, in the conventional example, a rotation speed detecting means such as a miniaturized encoder is provided in each of the drive mechanisms in the X direction, the Y direction, and the rotation, and rotation information obtained here (that is, movement information of the movable table). In many cases, each precision driving means is individually driven to control the position based on the above.
[Patent Document 1]
JP-A-5-336730
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional example has an encoder attached to each of the drive mechanisms in the X direction, the Y direction, and the rotation, there is a limit to downsizing the entire apparatus. In addition, since a stepping motor is used as the drive motor, the movement is performed by a digital amount of drive pulses. When the movable table is moved precisely in units of microns, the table movement by the drive pulses is microscopically continuous. Since the average value is not quantitative, but the average value is quantitative, the table moves intermittently when viewed in the range of minute values, which is inappropriate for performing precise movement of the movable table in micron units. It was.
[0007]
In addition, when the table is driven in a non-contact manner, the position information after the table is moved in the two-dimensional plane (XY plane) can be detected in, for example, the X direction, the Y direction, and the rotation direction. The reflected laser beam from the set bar code or the like is received by an optical sensor, counted, integrated, and the position change is calculated.
[0008]
However, with this method, the amount of movement of the table is output as a digital amount. Therefore, when the table is moved in units of microns, the measurement signal value between pulses becomes zero and detection of the position of the table is not possible. This has become possible, making it unsuitable for precision table movement in micron units.
Furthermore, for a table in which linear movement and rotation are continuously performed, a sensor for measuring the moving position and three types of sensors for measuring each rotation must be equipped when measuring the position of the table. For this reason, when this is equipped, for example, the above-described precision processing stage device is further increased in size.
[0009]
Patent Document 1 discloses a structure in which the electrodes of the capacitive position detector are arranged on the stator side and the mover side, respectively, using the space between the four field drive coils. Yes.
However, in the structure shown in Patent Document 1, the electrodes of the two capacitive position detectors out of the four provided on the stator side and the mover side must be arranged close to each other. Depending on the range of movement of the child, the electrodes on the mover side may interfere with the adjacent electrodes on the stator side and affect the accuracy of position detection. For this reason, the movement of the mover is limited to a narrow range in which there is no influence between the electrodes, and there is room for improvement for moving the mover over a wide range.
[0010]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention improves the inconveniences of the conventional example, and in particular, information on the movement direction and distance of the table on the same plane, and further, rotation angle information on the same plane, etc. are continuously continuously in real time. It is an object of the present invention to provide a table position detection sensor device that can be downsized and can be detected with high accuracy.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the analog amount is output to at least two adjacent sides of the four sides around the table member that moves within the predetermined range on the XY plane. A detection sensor is provided, and an arithmetic unit that detects a change in analog amount that changes with the movement of the table member as position information of the table movement, converts it into a predetermined electrical signal, and outputs it externally is employed. .
[0012]
For this reason, the amount of movement of the table member in the XY plane is output as an analog amount by the position detection sensor. In the calculation unit, a change in the analog amount that changes with the movement of the table member is detected as position information of the table movement, converted into a predetermined electrical signal, and output.
[0013]
Accordingly, since the movement position of the table member is detected based on the analog amount, the position can be accurately controlled even when the table member is moved in a minute range, for example, in units of microns.
Further, since the position detection sensors are arranged on at least two adjacent sides among the four sides around the table member, the distance over which the position detection sensors interfere with each other is lengthened to widen the movement range of the table member. The position of the table member can be accurately detected over a wide range.
[0014]
As the position detection sensor described above, the movement amount of the table member can be output as an analog amount by using an analog amount detection sensor such as a differential transformer, a potentiometer, or a laser displacement meter. Further, when the above-described position detection sensor is a differential transformer, a potentiometer or a laser displacement meter, the movement of the table member is decomposed into two linear displacements in the XY plane and moved in the X and Y directions. It is desirable to use an analog amount detection sensor that obtains the amount and obtains the amount of movement in the rotational direction from the amount of movement in the X or Y direction.
[0015]
In the invention according to claim 4, a capacitance type position detection sensor is used as the position detection sensor described above, and the position detection sensor is within the four sides around the table member that moves in a predetermined range on the XY plane. At least two capacitance-type position detection sensors are arranged at predetermined intervals on two adjacent sides.
[0016]
In addition, one sensor surface electrode constituting each position detection sensor is attached to the end surface region of one surface of the table member described above, and the other sensor surface electrode constituting each position detection sensor is described above. It is fixedly mounted on the case body side for holding the table member described above in a state of being partially opposed to and close to one of the sensor surface electrodes.
[0017]
Further, the change in the capacitance formed between the one and the other sensor surface electrodes as described above with the movement of the table member is detected as the position information of the table movement and converted into a predetermined electrical signal for external output. It has a configuration in which an operation unit is provided.
[0018]
For this reason, in the invention described in claim 4, when the table member moves in a predetermined direction on the same plane, each of the two position detection sensors positioned in the X direction and the Y direction ahead moves the table member. Then, the capacitance that changes together is detected, and information related to the capacitance change is output to the arithmetic unit in real time. The calculation unit performs predetermined processing on the four pieces of sensor information, and calculates and outputs predetermined information necessary for specifying the moving direction and moving amount of the table member.
[0019]
Here, for example, when there is no change in the capacity of one of the two position detection sensors installed in the X-axis direction, it means that the table member has moved along the Y-axis (without rotating operation). The movement direction is determined by the increase / decrease of the capacities of the two position detection sensors in the Y-axis direction, and the movement amount is specified by the amount of change in the capacities of the position detection sensors in the Y-axis direction. Such determination and specific calculation are executed by an externally connected main control unit or the like.
[0020]
Further, in the calculation unit, for example, when the position detection sensors in both the X-axis direction and the Y-axis direction detect the same capacitance change, it is determined that the table member has moved in the 45 ° direction (without rotating operation). The information necessary for processing is processed and output externally.
[0021]
Further, when two position detection sensors on two adjacent sides output different capacitance changes, it means that the table member has rotated, and at the same time, the capacitance changes of one of the two position detection sensors. Is equal to the difference in capacitance between the other two position detection sensors, it means normal rotation. Information necessary for such determination, as well as each information related to the rotation direction and rotation angle, are signal-processed by the calculation unit and output externally.
[0022]
The specification of the movement direction by the capacitance change pattern of each position detection sensor and the relationship between the change amount of the capacitance of each position detection sensor and the movement amount of the table member are, for example, specified experimentally in advance and mapped to a memory, etc. The information may be stored together in the calculation unit, and information relating to positional deviation may be specified and output externally.
[0023]
That is, according to the fourth aspect of the present invention, when the table member slightly moves in any direction of 360 ° within a predetermined range within the same plane, the movement amount is immediately converted into a change in capacitance. Even when the movable table rotates at the same time in the same plane, this can be detected precisely in the same manner, and these can be output to the outside as movement information simultaneously or continuously. It is possible.
[0024]
According to the fifth aspect of the present invention, at least two capacitance type position detection sensors are provided at predetermined intervals on each of the four sides around the table member that moves in a predetermined range on the XY plane. Arrange.
[0025]
Also, one sensor surface electrode constituting each position detection sensor is mounted around the end surface of one surface of the table member described above, and the other sensor surface electrode constituting each position detection sensor is described above. The above-mentioned sensor body electrode is fixedly equipped on the case body side for holding the table member, in a state of being partially opposed to and in proximity to the sensor surface electrode.
[0026]
Then, along with the movement of the table member described above, a change in capacitance formed between one and the other sensor surface electrode in each position detection sensor is detected as position information of the table movement and converted into a predetermined signal. In other words, a configuration is provided in which a calculation unit for external output is provided.
[0027]
For this reason, the invention described in claim 5 has a function equivalent to that of the invention described in claim 4 described above, and furthermore, at least two capacitance type position detections are provided on each of the four sides of the table member. Since the number of position detection sensors is doubled, the measurement sensitivity is doubled, and the same number of position detection sensors are installed on the two corresponding sides at the same time. In this respect, it is possible to detect and output movement information relatively accurately and with high accuracy without being affected even in a place where the usage environment is bad.
[0028]
According to a sixth aspect of the present invention, in the above-described table position detecting sensor device according to the fifth aspect, each of the end portions positioned in the direction along the X-axis and the Y-axis from the central portion of the table member described above corresponds. Among the two position detection sensors arranged in this manner, two position detection sensors arranged at each end of the direction along either the X-axis or the Y-axis are set as one each. , Is adopted.
[0029]
For this reason, the invention described in claim 6 has the same function as that of the invention described in claim 5 described above, and further, since the number of position detection sensors is reduced, the burden on the arithmetic unit is reduced accordingly. The calculation process of the calculation unit is speeded up.
[0030]
According to a seventh aspect of the invention, in the table position detecting sensor device according to the fourth or fifth aspect, the arithmetic unit described above operates when detecting movement information of the table member and effectively eliminates noise coming from the outside. It has a configuration that has a noise elimination function.
[0031]
For this reason, the invention described in claim 7 has functions equivalent to those of the invention described in claim 4 or 5 described above, and also occurs suddenly even in a poor environment or from an adjacent electrical device. Even for noise, movement information can be detected clearly and with high accuracy without being affected by these external noises, and in this respect, the reliability of the entire apparatus can be improved.
[0032]
In the invention according to claim 8, in the table position detection sensor device according to claim 1, 4, 5, 6 or 7, the one sensor surface provided on the table member side of each position detection sensor. A technique is adopted in which the electrode is configured by a common electrode formed in a band shape by an electrode member having a predetermined width.
[0033]
For this reason, the invention described in claim 8 has a function equivalent to that of the invention described in claim 1, 4, 5, 6 or 7 described above, and a plurality of one sensor surface electrodes are formed as a single sensor. Since the common electrode can be shared, there is an advantage that the configuration is simplified, assembly and adjustment are facilitated, and productivity can be improved.
[0034]
In the invention according to claim 9, in the table position detection sensor device according to claim 1, 4, 5, 6, 7 or 8 described above, one and the other sensor surface electrodes constituting the position detection sensor are provided. Each of the plurality of plate electrodes is integrated in a state of being laminated via a predetermined gap, thereby forming a cross-sectional comb shape. In addition, a configuration is adopted in which the electrode surface portions of the one and the other sensor surface electrodes that face each other are assembled with each other without being in contact with each other.
[0035]
For this reason, the invention described in claim 9 has a function equivalent to that of the invention described in claim 1, 4, 5, 6, 7 or 8 described above, and further, one of the surface electrodes for the other sensor. The amount of change in capacitance is doubled by the number of opposing surfaces, and the measurement sensitivity can be greatly improved at this point, and the position information related to the movement of the table member can be improved with high sensitivity. It is possible to output with high accuracy.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0037]
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS.
This 1st Embodiment shows the example at the time of implementing the sensor apparatus for table position detection concerning this invention about the stage apparatus for precision processing.
[0038]
First, in FIGS. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a movable table as a table base for precision machining, and reference numeral 2 denotes a table holding mechanism. This table holding mechanism 2 is disposed in the lower part of FIG. 1 and allows the movable table 1 described above to move in an arbitrary direction within the same plane and applies an original position return force to the movable table 1. The movable table 1 is configured to be held in a state (a state where the original position return function is provided).
[0039]
The table holding mechanism 2 is supported by a case main body 3 as a main body.
In the present embodiment, the case main body 3 is formed in a box shape with its upper and lower portions opened as shown in FIG. Reference numeral 4 indicates electromagnetic driving means. The main part of the electromagnetic drive unit 4 is held on the case body 3 side, and has a function of urging the movable table 1 with a moving force.
[0040]
Reference numeral 3 </ b> A denotes a driving means holding portion protruding around the inner wall portion of the case body 3. Reference numeral 5 denotes an auxiliary table as a table member. The auxiliary table 5 is connected to the movable table 1 so as to face the movable table 1 and be parallel to the movable table 1 at a predetermined interval.
The electromagnetic drive means 4 described above is disposed between the auxiliary table 5 and the movable table 1 which are the two table members.
[0041]
The electromagnetic driving means 4 has four square-shaped driven magnets 6 fixedly installed at predetermined positions of the auxiliary table 5 and cross-shaped coil sides arranged to face the driven magnets 6. A field-shaped drive coil 7 that electromagnetically energizes a predetermined driving force with respect to each driven magnet 6 along the predetermined movement direction of the movable table 1 described above, and the field-shaped driving coil 7 at a fixed position. And a fixed plate 8 provided on the movable table 1 side of the auxiliary table 5 described above. Among these, the main part of the electromagnetic drive means 4 is comprised by the field-shaped drive coil 7 and the fixed plate 8.
[0042]
Further, a braking plate 9 made of a non-magnetic metal member is individually provided close to the magnetic pole surface of the driven magnet 6 on the end face side of the above-described field-shaped driving coil 7 on the driven magnet 6 side. ing. The braking plate 9 is fixed to the aforementioned fixed plate 8 side.
[0043]
The movement state of the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) driven by the electromagnetic drive means 4 is continuously and highly accurately in real time by the position information detection means 25 (table position detection sensor device according to the present invention). Detected.
[0044]
As shown in FIG. 5, the position information detecting means (table position detecting sensor device) 25 includes a capacitive sensor group 26 composed of eight capacitive type position detecting sensors in this embodiment, and the capacitive sensor group. A position information calculation circuit (calculation unit) 27 that performs predetermined signal processing on the plurality of capacitance components detected at 26 and sends them as position information to the table drive control means 21 is provided.
As will be described later, the capacitive sensor group 26 having eight position detection sensors is provided between the auxiliary table 5 and the main body side protruding portion 3B that protrudes from the case main body 3 so as to face the lower surface around the auxiliary table 5. Equipped.
[0045]
Hereinafter, this will be described in more detail.
[Movable table and auxiliary table]
First, in FIGS. 1 to 3, the movable table 1 as a precision processing table base may be a quadrangular shape, but in the present embodiment, it is formed in a circular shape, and the auxiliary table 5 is formed in a quadrangular shape. Yes. The auxiliary table 5 faces the movable table 1 and is arranged in parallel at a predetermined interval. The auxiliary table 5 is integrally connected to the above-described movable table 1 via the connecting column 10 at the center.
For this reason, the movable table 1 can move integrally while maintaining a parallel state with the auxiliary table 5 and can rotate integrally with the auxiliary table 5 on the same plane.
[0046]
The connecting column 10 is a connecting member that connects the movable table 1 and the auxiliary table 5 as described above, and is formed in a cross-sectional work shape having flanges 10A and 10B at both ends, and the outer center of both ends. Are provided with protrusions 10a and 10b that engage with positioning holes 1A and 5a formed at the central portions of the movable table 1 and the auxiliary table 5, respectively. The movable table 1 and the auxiliary table 5 are positioned by these and integrated with each other via the connecting column 10.
[0047]
[Table holding mechanism]
In the present embodiment, the above-described table holding mechanism 2 holds the movable table 1 and can move the movable table 1 freely in any direction on the same plane without changing its height position. This is provided with a function, and is executed via the auxiliary table 5.
[0048]
This table holding mechanism 2 is an overall application of a link mechanism to a three-dimensional space, and is preliminarily assisted with a pair of piano wires 2A and 2B as two rod-like elastic members installed at a predetermined interval. Four sets are prepared corresponding to the corners around the edge of the table 5, and the four sets of piano wires are divided into four corners of the quadrangular relay plate 2G for each set and directed upward. Plant. The auxiliary table 5 is held from below by the four piano wires 2A located on the inner side (table side), and the relay plate 2G is secured by the four piano wires 2B located on the outer side (main body side). ) It is configured to be suspended from the main body side protruding portion 3B protruding from the 3 side.
[0049]
Here, as described above, each of the four groups of eight rod-shaped elastic members is formed of a rod-shaped elastic member of the same strength made of piano wire or the like, and for the piano wires 2A and 2B constituting each group, The length L of the exposed portion and the distance S between them are set to be the same. The piano wires 2 </ b> A and 2 </ b> B as the rod-like elastic members may be other members as long as they are rod-like elastic members having appropriate rigidity sufficient to support the movable table 1 and the auxiliary table 5.
[0050]
Thereby, the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is held in a stable state in the air by the relay plate 2G and each of the four piano wires 2A and 2B, and the movement in the horizontal plane of the piano wire 2A Within the elastic limit (with the original position return function), it can move freely in any direction while maintaining the same height position according to the principle of the link mechanism. Rotational motion within the same plane is possible in a similar manner.
[0051]
Therefore, when the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is urged by an external force (for example, electromagnetic driving force) and moves or rotates in the same plane, as shown in FIGS. The piano wires 2A and 2B on the table side and the case body side are elastically deformed simultaneously, and the relay plate 2G moves up and down while maintaining a parallel state. That is, when the auxiliary table 5 (movable table 1) is moved or rotated in the plane by an external force, the variation of the height position is absorbed by the relay plate 2G.
[0052]
Thereby, even if the auxiliary table 5 (movable table 1) is moved by being biased by an external force, it moves while maintaining the same height in any direction within the elastic limit of each of the piano wires 2A and 2B. In this case, when the driving force is released, the auxiliary table 5 returns to the original position along with the movable table 1 in a straight line by the spring action of the piano wires 2A and 2B.
[0053]
[Electromagnetic drive means]
Between the movable table 1 and the auxiliary table 5, as described above, the electromagnetic driving means 4 for biasing a predetermined moving force to the above-described movable table 1 via the auxiliary table 5 is provided (FIG. 1).
[0054]
This electromagnetic drive means 4 is a planar drive linear motor, and as described above, four driven magnets (permanent magnets are used in the present embodiment) 6 mounted on the auxiliary table 5, Four field-shaped drive coils 7 that bias a predetermined electromagnetic force toward the movable table 1 in a predetermined movement direction via each driven magnet 6, and a fixed plate 8 that holds the field-shaped drive coils 7. And.
[0055]
Among these, as shown in FIG. 1, the fixed plate 8 is mounted on the movable table 1 side (between the auxiliary table 5 and the movable table 1) of the auxiliary table 5, and its periphery is fixedly mounted on the case body 3. Yes. A through hole 8 </ b> A is formed in the center of the fixed plate 8 to allow parallel movement of the connecting column 10 within a predetermined range.
[0056]
As described above, the entire periphery of the fixed plate 8 is held by the main body side protruding portion 3A. In this case, the fixing plate 8 and the main body side protruding portion 3A may be integrated with a knock pin or the like after screwing, or may be integrated by welding or the like, in order to make the integration robust. In this way, even when the movable table is displaced or moved in units of microns (μ), the fixed plate 8 can smoothly cope with this without causing a positional shift with respect to the case body 3. Arise.
[0057]
As shown in FIGS. 2 and 3, the four driven magnets 6 described above use a permanent magnet having a quadrangular shape facing the drive coil, and are orthogonal to the upper surface of the auxiliary table 5. On the XY plane composed of the X axis and the Y axis, they are respectively disposed and fixed on the X axis and the Y axis at the same distance from the center.
At the position facing the four driven magnets 6, there is a cross-shaped coil side at the center, and the electromagnetic waves are electromagnetically moved along the predetermined moving direction of the movable table 1 described above with respect to each driven magnet 6. A field-shaped drive coil 7 for energizing a predetermined driving force is fixedly installed at a fixed position on the fixed plate 8 individually corresponding to the four driven magnets 6 described above.
[0058]
In this case, the direction of the four driven magnets 6 is such that the magnetic pole on the side facing the field drive coil 7 is N pole on the X axis and S pole on the Y axis in this embodiment. Are set respectively (see FIGS. 2 and 3).
For this reason, the electromagnetic force generated between the current energized in the vertical or horizontal direction of the cross-shaped coil side and the driven magnet 6 is always unified in the X-axis direction or the Y-axis direction, and the resultant force is always constant. The maximum value is set. For this reason, it is convenient that the generated electromagnetic force can be efficiently output as a driving force for the movable table 1.
[0059]
Further, the size of the above-described field-shaped drive coil 7 is set such that the region of the cross-shaped coil side on the inside allows the maximum moving range of the driven magnet 6 described above.
For this reason, the electromagnetic force generated between the four driven magnets 6 is supported by the auxiliary table via the driven magnet 6 when the field driving coil 7 is fixed at a fixed position on the fixed plate 8. As a result, the moving force in a predetermined direction with respect to 5 is reliably output.
[0060]
[Field drive coil]
For example, as shown in FIG. 4, the field drive coil 7 constituting the main part of the electromagnetic drive means 4 is actually composed of four small rectangular coils 7a, 7b, 7c, and 7d that can be energized independently of each other. ing.
[0061]
Then, the energizing direction of each of the small rectangular coils 7a to 7d is switched from the outside by an operation control system, which will be described later, so that, for example, the current flowing in the cross-shaped portion inside the field driving coil 7 can be It is possible to energize (including forward and reverse directions) only in one of the directions, so that each of the driven magnets 6 correspondingly arranged is in accordance with Fleming's left-hand rule. An electromagnetic force (reaction force) that presses the driven magnet 6 in a predetermined direction can be output.
[0062]
For this reason, by combining the directions of the electromagnetic forces generated in the four small rectangular coils 7a to 7d, the cross-shaped coil side portion located inside the above-mentioned field-shaped drive coil 7 can have a vertical direction or a horizontal direction. The energization state to either one is set, and thereby an electromagnetic driving force in a predetermined direction is output to the corresponding driven magnet 6. Then, due to the resultant electromagnetic driving force generated in the four driven magnets 6 described above, the moving force is urged toward the arbitrary direction including the rotational operation on the XY axis with respect to the auxiliary table 5 described above. It has become so.
[0063]
A series of energization control methods for these four rectangular small coils 7a to 7d will be described in detail in an explanation part (FIG. 7) of the operation program storage unit 22 described later.
The four small square coils 7a to 7d may be hollow coils, but may be filled with a conductive magnetic member such as ferrite.
Reference numeral 9 denotes a braking plate that is fixedly mounted on the side of the field-shaped driving coil 7 so as to face and oppose the driven magnet 6.
[0064]
[Position information detection means: sensor device for table position detection]
The movement state of the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) driven by the electromagnetic drive means 4 described above is detected by a position information detection means (table position detection sensor device according to the present invention) 25.
The movement information of the movable table 1 detected by the position information detection means 25 is output externally for external display or used for feedback control by the table drive control means 21.
[0065]
As shown in FIG. 5, the position information detection means 25 includes a capacitive sensor group 26 including eight capacitive type position detection sensors in the present embodiment, and eight detected by the capacitive sensor group 26. The change in the capacitance of the sensor part that has changed is detected as position information for table movement, converted into voltage, and after a predetermined calculation, it is sent to the table drive control means 21 (described later) as position information (or externally output). And a position information calculation circuit 27 having a function as described above.
[0066]
Among them, the position information calculation circuit (calculation unit) 27 specifically includes a signal conversion circuit unit 27A that individually converts the capacitance components of the eight changed sensor portions detected by the capacitance sensor group 26 described above. The X-direction position signal V indicating the position on the XY coordinate by performing a predetermined calculation on the eight voltage signals converted by the signal conversion circuit unit 27A.XAnd Y direction position signal VYFurther, a predetermined calculation is performed based on all the information detected from the above-described capacitance sensor group 26, and the rotation angle signal VθAs a position signal calculation circuit unit 27B (see FIGS. 5 and 16).
[0067]
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the eight position detection sensors constituting the capacitive sensor group 26 are arranged on the side of the quadrangular auxiliary table 5 as a table member constituting a part of the mover. One sensor surface electrode 5G that is equipped, and a case that is a stator that is disposed at a predetermined interval, two on each side, close to and partially facing the electrode surface of this one sensor surface electrode 5G Eight other sensor surface electrodes 26X mounted on the same surface on the main body side1, 26X2, 26XThree, 26XFour, 26Y1, 26Y2, 26YThree, 26YFourAnd.
The one sensor surface electrode 5G and the other eight sensor surface electrodes 26X.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourThus, eight position detection sensors (capacitance sensor group 26) are configured.
[0068]
Here, one sensor surface electrode 5G is connected to the other sensor surface electrode 26X as described later.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourHowever, in this embodiment, it is formed of a single member and is mounted around the back surface, which is one surface of the auxiliary table 5.
[0069]
That is, one of the sensor surface electrodes 5G is formed in a band shape with a conductive member having a predetermined width, which is formed in a continuous shape of a large opening along the periphery of the back surface of the auxiliary table 5, and is grounded as a common electrode. In this state, the auxiliary table 5 is mounted on the back surface (the lower surface of the auxiliary table 5 in FIG. 1).
[0070]
Eight of the other sensor surface electrodes 26X described above1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourCorrespond to the above-mentioned common electrode 5G at both ends located in the direction along the X-axis and the Y-axis on the XY plane, and two of them are arranged at a predetermined interval as described above. (See FIGS. 2 to 3).
[0071]
Here, in the case of the above-described position detection sensor, actually, each capacitance detection electrode 26X1, 26X2, 26XThree, 26XFour, 26Y1, 26Y2, 26YThree, 26YFourIn this case, for convenience, the other sensor surface electrode 26X that transmits a signal to the outside is referred to.1, 26X2, 26XThree, 26XFour, 26Y1, 26Y2, 26YThree, 26YFourAre treated as position detection sensors.
[0072]
Each position detection sensor (surface electrode for the other sensor) 26X1, 26X2, 26XThree, 26XFour, 26Y1, 26Y2, 26YThree, 26YFourOf which two position detection sensors 26X1, 26X22 and 3 are provided at predetermined intervals along the top and bottom at the right end of FIG. 2 and FIG. 3, and the other two position detection sensors 26X.Three, 26XFourAre installed at predetermined intervals along the top and bottom of the left end in FIGS.
[0073]
In addition, each position detection sensor 26X1, 26X2, 26XThree, 26XFour, 26Y1, 26Y2, 26YThree, 26YFourOf which two position detection sensors 26Y1, 26Y2Are mounted at predetermined intervals along the left and right of the upper end of FIGS. 2 and 3, and the other two position detection sensors 26Y.Three, 26YFour2 and 3 are provided at predetermined intervals along the left and right at the lower end of FIGS.
[0074]
That is, each of the eight position detection sensors 26X.1, 26X2, 26XThree, 26XFour, 26Y1, 26Y2, 26YThree, 26YFourIn this embodiment, as shown in FIG. 2 to FIG. 3, they are arranged at positions symmetrical with respect to the X axis and the Y axis, respectively.
Note that the positions of the position detection sensors do not necessarily have to be symmetrical with respect to the X axis and the Y axis.
[0075]
For example, when the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) described above is urged by the electromagnetic driving means 4 and moves in the direction of arrow F (upper right direction in the figure) as shown in FIG. 6A. In this embodiment, the position detection sensor 26X located on both sides (and in the vertical direction) of the auxiliary table 51, 26X2(26Y1, 26Y2), 26XThree, 26XFour(26YThree, 26YFour) Detected in step) is subjected to voltage conversion by the signal conversion circuit unit 27A of the position information calculation circuit (calculation unit) 27 and then sent to the position signal calculation circuit unit 27B. The position signal calculation circuit unit 27B Each of the conversion voltages described above is input and the X-direction position signal VX, Y direction position signal VY(As will be described later).
[0076]
Further, when the auxiliary table 5 described above is urged by the electromagnetic driving means 4 and rotates in the direction of the arrow as shown in FIG. 6B, in this embodiment, each part operates and is the same as described above. And the changed capacitance component is voltage-converted to obtain a predetermined rotation angle signal V.θ(As will be described later).
[0077]
That is, the position information calculation circuit (calculation unit) 27 is moved along with the movement of the table member (auxiliary table 5), and the one and other sensor surface electrodes 5G and 26X described above.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourA function of detecting a change in capacitance formed between the two as position information of movement of the table member (auxiliary table 5), converting it into a predetermined electric signal, and outputting the same externally is provided. .
[0078]
In other words, each of the eight position detection sensors 26X along with the movement of the auxiliary table 5 (movable table 1).1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourIs detected in real time by the signal conversion circuit unit 27A of the position information calculation circuit (calculation unit) 27, and is sent to the position signal calculation circuit unit 27B. The position signal calculation circuit unit 27B specifies position information including the moving direction and the moving amount of the movable table 1 based on the eight sensor information.
Reference numeral 27 a denotes an output terminal for externally outputting the position information of the movable table specified by the position information calculation circuit (calculation unit) 27.
[0079]
In this case, for example, a total of four position detection sensors 26Y provided corresponding to the respective ends of the auxiliary table 5 in the Y-axis direction.1~ 26YFourIf no change in capacitance is observed, it means that the movable table 1 has moved along the X axis (without rotating operation), and the movement direction is four position detection sensors 26X in the X axis direction.1~ 26XFourThe amount of movement is determined by the increase / decrease in the capacity of the position detection sensor 26X in the X-axis direction.1~ 26XFourSpecified by the changed capacitance value.
[0080]
Also, the position detection sensor 26X in both the X-axis direction and the Y-axis direction1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourMeans that the movable table 1 has moved in the 45 ° direction (without rotating operation), and the movement direction is directly determined by each position detection sensor 26X.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourThe amount of movement of each position detection sensor 26X1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourIt is specified by the amount of change in capacity.
[0081]
Further, two pair of position detection sensors (for example, 26 ×1, 26X2) Output different capacitance changes, this means that the movable table 1 has rotated, and at the same time one of the two position detection sensors (for example, 26X)1, 26X2) And the other two adjacent position detection sensors (for example, 26Y)1, 26Y2) Means the normal rotation.
The rotation direction of the movable table is determined by each position detection sensor 26X.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourThe amount of movement of each position detection sensor 26X1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourIt is specified by the amount of change in capacity.
[0082]
Here, each of these position detection sensors 26X1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourThe direction of movement based on the capacitance change pattern of each of the positions, and each position detection sensor 26X1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourFor example, the relationship between the amount of change in capacity and the amount of movement of the movable table is specified experimentally in advance and mapped and stored in a memory or the like. Good.
This is convenient because the calculation process can be speeded up. These series of analysis and determination are performed by the table drive control means 21.
[0083]
In the present embodiment, for example, noise applied simultaneously to the left and right (and upper and lower) position detection sensors in FIG. 3 is differentially output (for example, arranged at one end and the other end in the X-axis direction). The difference in capacitance detected by the detected position detection sensor can be canceled by the external noise elimination function). At the same time, the measured value is converted into voltage and then the change is added and output. There is an advantage that the position information of the table 5 (movable table 1) can be output with high sensitivity. Such an external noise elimination function is provided in the position information calculation circuit (calculation unit) 27 described above in the present embodiment.
[0084]
[Operation control system]
In the present embodiment, the above-described electromagnetic drive means 4 includes an operation control system 20 that individually controls the above-described plurality of field-shaped drive coils 7 to restrict the movement or rotation of the movable table 1 described above. (See FIG. 5).
[0085]
As shown in FIG. 5, the motion control system 20 individually drives the plurality of field drive coils 7 of the electromagnetic drive means 4 according to a predetermined control mode to move the movable table 1 in a predetermined direction ( A table drive control means 21 that controls movement (via the auxiliary table 5), and a plurality of movements, rotation directions, and movement amounts of the movable table 1 that are attached to the table drive control means 21 and that are described above. An operation program storage unit 22 in which a plurality of control programs related to the control mode are stored, and a data storage unit 23 in which predetermined data used when executing each control program are stored.
[0086]
The table drive control means 21 is provided with an operation command input unit 24 for instructing a predetermined control operation for each of the plurality of field drive coils 7. The table drive control means 21 detects the position information of the movable table 1 during and after the movement by the position information detection means 25 described above, and performs a predetermined calculation process as will be described later. It is supposed to be sent.
[0087]
In the present embodiment, the table drive control unit 21 described above operates based on a command from the operation command input unit 24, selects a predetermined control mode from the operation program storage unit 22, and includes a plurality of the above-described plurality of field shapes. A main control unit 21A for energizing and controlling the drive coil 7 with a predetermined current, and four predetermined field drive coils 7, 7,... Simultaneously and individually according to the control mode set by the main control unit 21A And a coil selection drive control unit 21B that controls the drive.
[0088]
The main control unit 21A also calculates the moving direction and the current position of the movable table 1 based on the input information from the position information detecting means 25 for detecting the table position, or performs other various calculations at the same time. Have both.
Reference numeral 4G denotes a power supply circuit unit that supplies a predetermined current to each of the plurality of field drive coils 7 of the electromagnetic drive unit 4 described above.
[0089]
Further, the table drive control means 21 inputs the information from the position information detection means 25 described above, performs a predetermined calculation, and based on this, the table drive control means 21 and the reference position information of the movement destination set in advance by the operation command input unit 24. A positional deviation calculating function for calculating the deviation, and a table position correcting function for driving the electromagnetic driving means 4 based on the calculated positional deviation information and controlling the transfer of the movable table 1 to a preset reference position of the destination. It has.
[0090]
For this reason, in this embodiment, when the moving direction of the movable table 1 is deviated due to a disturbance or the like, the movable table 1 is controlled to be transferred in a predetermined direction while correcting the deviation. The movable table 1 is quickly and accurately transferred to a preset target position.
[0091]
[Operation program storage unit]
The table drive control means 21 described above includes the four electromagnetic drive means 4 described above according to a predetermined control program (a predetermined energization pattern and a predetermined control mode that is a selected combination thereof) stored in advance in the operation program storage unit 22. The field-shaped drive coil 7 is configured to be individually driven and controlled.
[0092]
That is, in the operation program storage unit 22 described above, in the present embodiment, a program for executing the four basic energization patterns for the four field drive coils 7, 7,. It is stored (see FIGS. 5 and 7).
[0093]
FIG. 7 shows four kinds of energization patterns A, B, C, and D for the four small rectangular coils 7a, 7b, 7c, and 7d of the field-shaped drive coil 7 (stator side), and each field-shaped drive coil at that time. The direction of the current generated in the cross-side portion of FIG. 6 and the direction of the electromagnetic driving force (thrust force) generated in the driven magnet (permanent magnet) 6 on the mover side corresponding thereto are shown.
[0094]
In FIG. 7, in the case of the energization pattern A, the counterclockwise current is applied to the small rectangular coils 7a and 7b, and the clockwise current is applied to the rectangular small coils 7c and 7d. Thus, the magnetic flux output to the outside is added or canceled as a whole at the cross-shaped coil side portion located in the center portion, and as a result, the current I in the positive direction of the X axis isAIt becomes the state equivalent to only energized.
[0095]
In the energization pattern B, energization control is individually performed for each of the small rectangular coils 7a to 7d as shown in the figure, whereby the current I in the negative direction of the X axis is controlled.BIt becomes the state equivalent to only energized. In the energization pattern C, each rectangular small coil 7a to 7d is individually energized and controlled as shown in the drawing, whereby the current I in the positive direction of the Y axis is controlled.CIt becomes the state equivalent to only energized. Similarly, in the energization pattern D, each small rectangular coil 7a to 7d is individually energized as shown in the drawing, whereby the current I in the negative direction of the Y axis isDIt becomes the state equivalent to only energized.
The four energization patterns A, B, C, and D are executed based on a predetermined control program stored in advance in the operation program storage unit 22.
[0096]
Further, the white arrow disclosed in FIG. 7 indicates an electromagnetic driving force (thrust) generated between the movable magnet side driven magnet (permanent magnet) 6 corresponding to the energization patterns A, B, C, and D. ) Direction.
[0097]
In this case, each corresponding electromagnetic force is generated on the side of the energizing coil of the field drive coil 7 by Fleming's left-hand rule. However, since the field drive coil 7 is fixed on the fixed plate 8, it is counteracted. A force is generated toward the driven magnet (permanent magnet) 6 as an electromagnetic driving force (thrust).
The white arrow disclosed in FIG. 7 also indicates the direction of the reaction force (electromagnetic driving force). For this reason, the direction of this reaction force (electromagnetic driving force) is reversed depending on the types of magnetic poles N and S of the driven magnet 6.
[0098]
Further, in the operation program storage unit 22, the movable table 1 is placed in two positive and negative directions of the X axis and two positive and negative directions of the Y axis on the XY plane assumed with the central portion on the fixed plate 8 as the origin. The first to fourth control modes for moving the movable table 1, the fifth to eighth control modes for moving the movable table 1 in a predetermined direction within each quadrant set on the XY plane, and the movable table 1. Each operation program for each of the ninth to tenth control modes for rotating clockwise or counterclockwise at a predetermined position is stored.
[0099]
FIGS. 8 to 10 show the function of each of the rice field-shaped drive coils 7 and the operation state of the auxiliary table (movable table 1) that are generated when the operation programs for the first, fifth, and ninth control modes described above are executed. An example is shown respectively.
[0100]
FIGS. 8A and 8B show a state when the first control mode is executed. As shown in this figure, in the first control mode, the two field drive coils 7 and 7 on the X axis are energized and controlled by the method of the current pattern D, respectively, and the two field drive coils on the Y axis are controlled. 7 and 7 are energized and controlled by the method of current pattern C, respectively. In FIG. 8A, symbols N and S indicate the types of magnetic poles of each driven magnet (permanent magnet) 6.
[0101]
As a result, in this first control mode, for each driven magnet (permanent magnet) 6, the arrow FX1, FX2, FX3, FX4Electromagnetic driving force is generated in the direction of the positive direction on the X axis (arrow + FX), The auxiliary table 5 is driven (see FIGS. 12 and 13).
Here, in FIG. 13, a position detection sensor (the other sensor surface electrode) 26X.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourThe crossed diagonal line portion indicates the increased capacitance component C in the position detection sensor at the location.X1, CX2The hatched portion in one direction indicates the reduced capacitance component C in the position detection sensor at the location.X3, CX4Indicates the size.
[0102]
FIG. 8B illustrates the direction in the case where the same electromagnetic driving force is generated in each of the field driving coils 7, 7,... On the XY coordinates. Thus, when the auxiliary table 5 is transferred in the positive direction on the X axis, it is particularly important to generate a driving force of the same magnitude in each of the field drive coils 7 and 7 on the Y axis. Become.
[0103]
In the case of each of the second to fourth control modes, as in the case of the first control mode, the energization patterns A to D for energizing each of the field drive coils 7, 7,. Thus, the auxiliary table 5 (movable table 1) can be driven in a predetermined direction along the X axis or the Y axis.
[0104]
FIGS. 9A and 9B show states when the fifth control mode is executed. As shown in the figure, in the fifth control mode, the two field drive coils 7 and 7 on the X axis are energized and controlled by the method of the energization pattern D, respectively, and the two field drive coils on the Y axis are controlled. 7 and 7 are energized and controlled by the energization pattern B method.
[0105]
As a result, in this fifth control mode, for the two driven magnets (permanent magnets) 6 on the X axis, the arrow FX1,FX3Electromagnetic driving force is generated in the direction of, and for the two driven magnets (permanent magnets) 6 on the Y-axis, the arrow FY2,FY4Electromagnetic driving force is generated in the direction of, and thereby, from the center point on the XY axis toward the first quadrant (arrow FXY), The auxiliary table 5 is driven (see FIG. 14).
Here, in FIG. 14, a position detection sensor (the other sensor surface electrode) 26X.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourEach of the cross-hatched portions in each indicates an increased capacitance component C in the position detection sensor at the corresponding location.X1, CX2, CY1, CY2The hatched portion in one direction indicates the reduced capacitance component C in the position detection sensor at that location, respectively.X3, CX4, CY3, CY4Indicates the size.
[0106]
FIG. 9B illustrates the direction of the resultant force on the XY coordinates when the same electromagnetic driving force is generated in each of the field driving coils 7, 7,. Thus, the direction from the center point on the XY axis toward the first quadrant (arrow FXYWhen the auxiliary table 5 is driven toward (), the moving direction can be changed by appropriately setting the magnitude of the current value supplied to each of the field-shaped drive coils 7, 7,. I understand. The magnitude of the energization current is set and controlled by the main controller 21A described above.
[0107]
In each of the sixth to eighth control modes, as in the case of the fifth control mode, the energization patterns A to D for energizing each of the field drive coils 7, 7,. Thus, the auxiliary table 5 (movable table 1) can be driven in a predetermined quadrant direction on the XY coordinates.
[0108]
FIGS. 10A and 10B show states when the ninth control mode is executed. As shown in this figure, in the ninth control mode, the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is rotated by a predetermined angle θ. In this control operation, within a predetermined allowable range. The auxiliary table 5 having no central axis is moved counterclockwise (counterclockwise) to allow a stationary operation at a predetermined position.
[0109]
That is, in the ninth control mode shown in FIG. 10A, the field drive coil 7 on the positive axis of the X axis is applied to the field drive coil 7 on the negative axis of the X axis by the method of the energization pattern A. According to the method of energization pattern B, the field drive coil 7 on the positive axis of the Y axis is energized by the method of the energization pattern D, and the field drive coil 7 on the negative axis of the Y axis is energized by the method of the energization pattern C, respectively. Be controlled.
[0110]
As a result, in the ninth control mode, each driven magnet (permanent magnet) 6 corresponding to each of the field-shaped drive coils 7, 7,... Is counterclockwise as shown in FIG. Direction F perpendicular to each axis along the directionY1, -FX2, -FY3Or FX4Electromagnetic driving force is generated toward each.
[0111]
For this reason, as disclosed in FIG. 10A, the auxiliary table 5 is controlled by setting and controlling the magnitude of the electromagnetic driving force generated in each driven magnet (permanent magnet) 6 to the same magnitude P. Even in a state where there is no central axis within a predetermined allowable range, a counterclockwise circular motion is possible and a stationary operation at a predetermined position is possible (see FIG. 15).
[0112]
Here, in FIG. 15, a capacitance detection electrode (position detection sensor) 26X.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourThe crossed diagonally shaded portion in FIG. 4 indicates the increased capacitance component C in the position detection sensor at the location.X2, CX3, CY2, CY3, And the diagonally shaded portion in one direction indicates a reduced capacitance component C in the position detection sensor at that location.X1, CX4, CY1, CY4Indicates the size.
[0113]
In this case, the stop position after the circular motion is a balance point (rotated position by a predetermined angle θ) between the entire electromagnetic driving force and the original position return force due to the spring action of the table holding mechanism 2 described above. May be experimentally specified in advance as a relationship between the set rotation angle and the above-described electromagnetic driving force, and may be charted (mapped) in a searchable manner and stored in the data storage unit 23 described above.
[0114]
FIG. 10B illustrates, on the XY coordinates, the direction when the same electromagnetic driving force is generated in each of the field driving coils 7, 7,. Accordingly, the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) rotates counterclockwise (counterclockwise) by a predetermined angle θ with the center point O on the XY coordinates as the rotation center, and stops.
In this case, the magnitude of the rotation angle θ for setting the stop position after rotation is appropriately set and controlled by setting the same current value to be supplied to each of the field drive coils 7, 7,. The rotation angle θ is determined. The magnitude of the energization current is set and controlled by the main controller 21A described above.
[0115]
In the tenth control mode, the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is rotated clockwise (clockwise). For this reason, in the tenth control mode, the direction of the same current supplied to each of the above-mentioned field-shaped drive coils 7, 7,... May be set in the opposite direction.
[0116]
These energization patterns and operation programs for each control operation are stored in an operation program storage unit 22 provided in the table drive control means 21 so as to be outputable. Then, the table drive control means 21 selects any one of the above-described operation programs based on a command from the operation command input unit 24, and drives and controls the above-described electromagnetic drive means 4 based on this. Yes.
[0117]
[Brake plate]
As shown in FIGS. 1 to 3, a metal braking plate 9 made of a nonmagnetic member is provided from the periphery on the end face portion of the four field-shaped drive coils 7 facing the driven magnet 6. In a state of being insulated, each of the driven magnets 6 is fixedly mounted so as to face and be close to the magnetic pole surface. Each of the brake plates 9 has a function of gently moving the auxiliary table 5 (movable table 1) while suppressing this sudden movement of the auxiliary table 5 (movable table 1). .
[0118]
That is, when the auxiliary table 5 or the movable table 1 equipped with the four driven magnets 6 moves suddenly, between the driven magnets 6 and the corresponding braking plates 9. Electromagnetic braking (eddy current braking) works. As a result, the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is gradually moved while the rapid movement operation is suppressed.
[0119]
11A and 11B show the generation of the electromagnetic braking (eddy current braking).
In this figure, the braking plate 9 is fixed to the end of the field drive coil 7 so as to face the north pole of the driven magnet 6.
Now, the auxiliary table 5 has a speed V in the right direction of the figure.1The metal braking plate 9 is relatively fixed at the same speed V in the left direction of the figure (because it is fixed).2(= V1) Will move rapidly. As a result, the braking plate 9 has a velocity V in accordance with Fleming's right-hand rule.2Electromotive force E proportional toVIs generated in the direction shown in FIG. 11B (upward in the figure), whereby the eddy current of the right and left objects flows in the direction of the arrow.
[0120]
Next, the electromotive force EVSince there is a magnetic flux from the N pole in the generation region of this, the magnetic flux of the driven magnet 6 and the (electromotive force E in the braking plate 9)VIn the direction of the eddy current in accordance with Fleming's left-hand rule f1Occurs in the braking plate 9 (toward the right in the figure).
[0121]
On the other hand, since the braking plate 9 is fixed on the fixed plate 8, the moving force f1Reaction force f2Is generated on the driven magnet 6 as a braking force, the direction of which is the moving force f1The direction is opposite to the direction. That is, this braking force f2Is the direction opposite to the initial rapid moving direction of the driven magnet 6 (ie, the auxiliary table 5), and the size thereof is proportional to the moving speed of the auxiliary table 5, so that the auxiliary table 5 The sudden movement is moderate braking force f2Therefore, it moves smoothly in a stable state.
The predetermined braking force f is also exactly the same at other locations of the braking plate 9.2Occurs.
[0122]
For this reason, in the auxiliary table 5 provided with the driven magnet 6, for example, during a sudden stop operation, the reciprocating movement is likely to occur at the stop position.2Therefore, the movement is moderately suppressed and the movement is smoothly and gently. For this reason, as a whole, each of the braking plates 9 functions effectively, and it is possible to obtain a device in which the movement operation of the auxiliary table 5 (movable table 1) is stable. Further, even when the auxiliary table 5 is reciprocated and minutely vibrated by external vibration, the reciprocating minute vibration that functions in the same manner is effectively suppressed.
[0123]
For this reason, in the table position detection sensor device, the movement operation of the auxiliary table 5 (movable table 1) is stable, so the position information of the auxiliary table 5 (movable table 1) is also detected as stable position information with less vibration. The movement state can be output externally in real time and continuously.
[0124]
Each of the braking plates 9 also has a function of radiating heat generated when each of the field drive coils 7 is driven. In this respect, secular change (insulation breakdown due to heat) can be effectively suppressed, and the durability and reliability of the entire apparatus can be improved.
[0125]
In addition, about the brake plate 9 mentioned above, in this embodiment, the case where it equips with each field-shaped drive coil 7 was illustrated, However, this is made into one sheet for 2 or more or all the field-shaped drive coils 7 as object. It may be configured to be covered with a braking plate.
[0126]
[Linking operation of position information detection means and table drive control means]
Here, a specific configuration of the above-described position information detection unit 25 and a function linked to the above-described table drive control unit 21 will be described in more detail with reference to FIG.
[0127]
As described above, the position information detection unit 25 includes eight position detection sensors 26X as the capacitive sensor group 26.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourIt has.
Each of these eight position detection sensors 26X1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourIndicates the amount of change in capacitance that occurs when the auxiliary table 5 moves in a predetermined direction.X1, CX2, CX3, CX4, CY1, CY2, CY3, CY4Output as.
These changes in capacitance (signal) are handled as movement information of the auxiliary table 5 (movable table 1) described above.
[0128]
Here, when measuring actual capacitance data, a commonly used method is used, and a measurement current (alternating current) having a predetermined frequency is applied, and change information in which capacitance changes continuously with increase / decrease in its resistance component. As captured.
[0129]
FIG. 16 shows the eight position detection sensors 26X described above.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourAnd change in capacitance C detected and output individually at the relevant locationX1, CX2, CX3, CX4, CY1, CY2, CY3, CY4And the procedure for data processing.
Here, each capacitance change CX1~ CX4, CY1~ CY4The value (value obtained by measurement) itself includes a positive / negative sign corresponding to an increase or decrease in capacitance.
[0130]
Each position detection sensor 26X of this capacitive sensor group 261~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourChange in capacitance detected in step (movement information) CX1~ CX4, CY1~ CY4Is a voltage signal v having a predetermined level corresponding to the position conversion circuit unit 27A.X1, VX2, VX3, VX4, VY1, VY2, VY3, VY4And sent to the position signal calculation circuit unit 27B.
Each voltage signal vX1~ VX4, VY1~ VY4Includes a positive or negative sign corresponding to the increase or decrease in capacitance described above.
[0131]
The position signal calculation circuit unit 27B calculates and specifies the position signal in the X direction after movement of the auxiliary table 5 (movement table 1), and at least three addition circuits 27B.127B227BThreeAnd at least three adder circuits 27B for forming a position signal in the Y direction.Four27BFive27B6And at least three adder circuits 27B for forming a rotation angle signal in the case of rotational movement727B827B9The total of nine adder circuits are provided.
[0132]
Among these, the position signal V in the X directionXAre calculated and specified in the following order.
First, the addition circuit 27B1In "VX12= VX1  + VX2  "
Adder circuit 27B2In "VX34= VX3  + VX4  "
Adder circuit 27BThreeIn "VX= VX12  -VX34  "
This X position signal VXThis position signal calculation circuit unit 27B executes the noise elimination function of the position information calculation circuit (calculation unit) 27 described above, and the noise coming from outside eliminates noise. (Offset) and the X direction position signal VXIs output as a differential output signal.
[0133]
The position signal V in the Y directionYIs the aforementioned X-direction position signal VXIn parallel, the calculation is performed in the following order.
First, the addition circuit 27BFourIn "VY12= VY1  + VY2  "
Adder circuit 27BFiveIn "VY34= VY3  + VY4  "
Adder circuit 27B6In "VY= VY1  2-VY34  "
This Y position signal VYIn this position signal calculation circuit unit 27B, the noise elimination function of the position information calculation circuit (calculation unit) 27 described above is executed in this position signal calculation circuit unit 27B to eliminate (cancel) noise coming from the outside. The Y direction position signal VYIs output as a differential output signal.
[0134]
Further, the rotation angle signal VθIs the aforementioned X-direction position signal VXAnd Y direction position signal VYIn parallel, the calculation is performed in the following order.
First, the addition circuit 27B7In "V01= VX2+ VX3+ VY2+ VY3  "
Adder circuit 27B8In "V02= VX1+ VX4+ VY1+ VY4  "
Adder circuit 27B9In "Vθ= V01-V02  "
This rotation angle signal VθIn this position signal calculation circuit unit 27B, the noise elimination function of the position information calculation circuit (calculation unit) 27 described above is executed in this position signal calculation circuit 27B, thereby eliminating noise coming from outside. (Offset) and the rotation angle signal VθIs output as a differential output signal.
[0135]
The X-direction position signal V calculated and specified in this wayX, Y direction position signal VYAnd rotation angle signal VθIs output to, for example, an external position display device or the like via the external output terminal 27a and is simultaneously sent to the main control unit 21A of the table drive control means 21 described above (see FIG. 5).
[0136]
And the X direction position signal V outputted externallyX, Y direction position signal VYAnd rotation angle signal VθIs effectively used as target data for confirmation of the position of the movable table 1 which is displayed on an external position display device or the like and is made by an operator or the like, and for movement operation to a normal position which is made with respect to the positional deviation. .
The main control unit 21A of the table drive control means 21 receives the input X-direction position signal V.X, Y direction position signal VYAnd rotation angle signal VθBased on the above, the displacement of the movable table 1 is calculated, and a control operation for position correction is executed as necessary.
[0137]
In the main controller 21A, prior to the calculation of the displacement of the movable table 1, the X-direction position signal V sent from the position information detecting means 25 described above.X, Y direction position signal VYAnd rotation angle signal VθBased on this, the actual moving direction and position of the movable table 1 are calculated according to the following criteria.
(1). VX> 0, VY= 0, Vθ= 0
・ Movement direction: Positive direction on X-axis ・ Destination position: VXThe position corresponding to the value of
(2). VX<0, VY= 0, Vθ= 0
・ Movement direction: Negative direction on X-axis ・ Destination position: VXThe position corresponding to the value of
(3). VX= 0, VY> 0, Vθ= 0
・ Movement direction: Positive direction on Y-axis ・ Destination position: VYThe position corresponding to the value of
(4). VX= 0, VY<0, Vθ= 0
・ Movement direction: Negative direction on Y-axis ・ Destination position: VYThe position corresponding to the value of
(5). VX> 0, VY> 0, Vθ= 0
・ Movement direction: Positive direction of the first quadrant on XY coordinates
・ Destination position: “V” on XY coordinatesX, VYThe position corresponding to the value of
(6). VX<0, VY<0, Vθ= 0
・ Movement direction: Positive direction of the 3rd quadrant on XY coordinates
・ Destination position: “V” on XY coordinatesX, VYThe position corresponding to the value of
(7). VX<0, VY> 0, Vθ= 0
・ Moving direction: Positive direction of the second quadrant on the XY coordinate
・ Destination position: “V” on XY coordinatesX, VYThe position corresponding to the value of
(8). VX> 0, VY<0, Vθ= 0
・ Moving direction: Positive direction of the 4th quadrant on XY coordinates
・ Destination position: “V” on XY coordinatesX, VYThe position corresponding to the value of
(9). VθIf> 0,
・ Moving direction: Counterclockwise direction on XY coordinates
・ Rotation angle: “VθAngle corresponding to the value of
(10). VθIf <0,
-Movement direction: clockwise direction on XY coordinates
・ Rotation angle: “VθAngle corresponding to the value of
[0138]
Here, the X direction position signal VX, Y direction position signal VYAnd rotation angle signal VθAre different from the position information (reference position information) of the movement destination first commanded from the operation command input unit 24 described above, the main control unit 21A operates the positional deviation calculation function to It is determined that there is a positional deviation, and the direction and magnitude of the positional deviation are calculated. At the same time, the table positional correction function is activated and the positional deviation is automatically corrected and controlled.
[0139]
Further, the X-direction position signal V output externally from the output terminal 27a.X, Y direction position signal VYAnd rotation angle signal VθAs described above, for example, by displaying the current position of the correction table 5 (movable table 1) by a predetermined display means, the operator can know the presence / absence of the position deviation, the magnitude of the position deviation, and the like. On the basis of this, it is also possible to input predetermined correction information from the operation command input unit 24 and instruct the main control unit 21A to execute positional deviation correction.
Whether the correction for the positional deviation is automated or manually dependent may be configured to be switchable in advance by a changeover switch or the like.
[0140]
Here, the presence / absence and size of the correction table 5 may be determined by the main calculation unit 21A.
[0141]
[Overall Operation of First Embodiment]
Next, the overall operation of the first embodiment will be described.
[0142]
In FIG. 5, when an operation command for moving the movable table 1 to a predetermined position is input from the operation command input unit 24, the main control unit 21A of the table drive control means 21 immediately operates as described above. Then, the reference position information of the movement destination is selected from the data storage unit 23 based on the operation command, and at the same time, the control program for the predetermined control mode corresponding to this is selected from the operation program storage unit 22, and then the coil The selective drive control unit 21B is energized to drive and control the four field drive coils 7 of the electromagnetic drive unit 4 based on a predetermined control mode.
[0143]
Then, for example, when a command to move the movable table 1 to a predetermined position in the positive direction of the X axis is input from the operation command input unit 24, the entire apparatus is based on the auxiliary table 5 as described above. To move the movable table 1 along the positive direction of the X axis (see FIGS. 12 and 13). The symbol T indicates the distance moved. Here, FIG. 17 is a simplified diagram of FIG.
[0144]
In this case, as described above, the first control mode shown in FIG. 8 is selected as the control mode, and the energization pattern is selected in the state shown in FIG. Indicates that it has acted accordingly.
[0145]
Here, when the auxiliary table 5 is urged by the electromagnetic drive means 4 in the positive direction of the X-axis (right direction in FIG. 1), the piano wires 2A and 2B of the table holding mechanism 2 described above are elastically deformed. The auxiliary table 5 (and the movable table 1) is allowed to move while maintaining the height position of the auxiliary table 5. The auxiliary table 5 (and the movable table 1) has a balance point (movement target position) between the elastic return force of each piano wire 2A, 2B and the electromagnetic driving force of the electromagnetic driving means 4 applied to the auxiliary table 5. Stop as described above.
[0146]
FIG. 17 shows a case where the auxiliary table 5 moves in the direction along the X-axis and there is no positional shift in the Y-axis direction.X1, CX2, CX3, CX4And CY1, CY2, CY3, CY4Are respectively corresponding voltage signals v of a predetermined level.X1, VX2, VX3, VX4And vY1, VY2, VY3, vY4And is incorporated into the above-described arithmetic expressions as follows, and the moving direction and moving amount thereof are quantitatively calculated.
Adder circuit 27BThreeThen
VX= VX12-VX34= (VX1+ VX2)-(VX3+ VX4)> 0
Adder circuit 27B6Then
VY= VY12-VY34= (0 + 0)-(0 + 0) = 0
Adder circuit 27B9Then
Vθ= 0
Where VX> 0 means positive movement of the X axis, VXThe value of (absolute value) indicates position information related to the stop position coordinates. The calculation of the position information is performed by the position information calculation circuit 17 of the position information detection means 25, and analysis and determination of the calculation result and countermeasures against the calculation result are performed by the main control unit 21A.
[0147]
Further, when the auxiliary table 5 is moved in the negative direction of the X axis, or when the auxiliary table 5 is moved in the positive or negative direction on the Y axis, the information is similarly detected by the position information detecting means 25. In addition, predetermined signal processing is performed, and processing is performed in the same manner as in the case of FIG. 17 described above by the main control unit 21A, and the position thereof is specified quantitatively.
[0148]
Next, an example in which the auxiliary table 5 is transferred in the direction of the first quadrant described above (inclination direction of + 45 °) will be described.
[0149]
In this example, as described above, the fifth control mode shown in FIG. 9 is selected as the control mode, and in accordance with this, the energization pattern is selected in the state shown in FIG. The auxiliary table 5 operates accordingly.
[0150]
Each capacitance detection electrode 26X in this example1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourAnd fluctuating capacitance component (CX1~ CX4, CY1~ CY4FIG. 18 shows the relationship with ().
In FIG. 18, the hatched portion indicates the other capacitance detection electrode 26X described above by the movement of the auxiliary table 5.Three, 26XFour, 26YThree, 26YFourPortion C in which the capacitance component ofX3, CX4, CY3, CY4Indicates. Further, the cross hatched portion indicates one capacitance detection electrode 26X described above.1, 26X2, 26Y1, 26Y2Portion C in which the capacitance component ofX1, CX2, CY1, CY2Indicates.
[0151]
In FIG. 18, each piece of information C on the increase / decrease of the capacitance componentX1, CX2, CX3, CX4And CY1, CY2, CY3, CY4Are respectively corresponding voltage signals v of a predetermined level.X1, VX2, VX3, VX4And vY1, VY2, VY3, vY4And is incorporated into the above-described arithmetic expressions as follows, and the moving direction and moving amount are calculated.
Adder circuit 27BThreeThen
VX= VX12-VX34= (VX1+ VX2)-(VX3+ VX4)> 0
Adder circuit 27B6Then
VY= VY12-VY34= (VY1+ VY2)-(VY3+ VY4)> 0
VX= VY
Adder circuit 27B9Then, Vθ= 0
[0152]
Where VX> 0 means positive movement of the X axis, VY> 0 means the positive movement of the Y axis. And "VX= VYIt is possible to confirm that the moving direction of the auxiliary table 5 is the + 45 ° direction in the first quadrant. VX, VYThe value of (absolute value) indicates position information related to the stop position coordinates. Also in this case, the calculation of the position information is performed by the position information calculation circuit 27 of the position information detection means 25, and analysis and determination of the calculation result and countermeasures for the calculation result are performed by the main control unit 21A.
[0153]
When the moving direction of the auxiliary table 5 is a direction other than the + 45 ° direction in the first quadrant, “VX≠ VYThe position information is detected VXAnd VYBased on this value, it is calculated and specified by the main control unit 21A.
[0154]
Further, when the auxiliary table 5 is moved in each of the second to fourth quadrants on the XY plane, the information is similarly detected by the position information detecting means 25 and subjected to signal processing. The arithmetic processing is performed in the main control unit 21A in the same manner as in the case of FIG. 18 described above, and the position after the movement is quantitatively specified.
[0155]
Next, an example when the auxiliary table 5 is rotated counterclockwise will be described.
[0156]
In this case, the ninth control mode shown in FIG. 10 is selected as the control mode, and accordingly, the energization pattern is selected in the state shown in FIG. The auxiliary table 5 operates.
In this case, each capacitance detection electrode 26X1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourFluctuating capacitance component CX1~ CX4, CY1~ CY4FIG. 19 (A) shows the relationship.
[0157]
In FIG. 19A, the hatched portion is the capacitance detection electrode 26X due to the rotation of the auxiliary table 5.1, 26XFour, 26Y1, 26YFourPortion C in which the capacitance component ofX1, CX4, CY1, CY4Indicates. Further, the cross hatched portion is the one capacitance detection electrode 26X described above.2, 26XThree, 26Y2~ 26YThreeIncreased capacitance component C inX2, CX3, CY2, CY3Indicates.
[0158]
In FIG. 19A, each piece of information C on the increase / decrease of the capacitance componentX1, CX2, CX3, CX4And CY1, CY2, CY3, CY4Are respectively corresponding voltage signals v of a predetermined level.X1, VX2, VX3, VX4And vY1, VY2, VY3, vY4And is incorporated into the above-described arithmetic expressions as follows, and the rotation angle signal VθIs calculated.
Adder circuit 27B9Then
Vθ= V01-V02
= (VX2+ VX3+ VY2+ VY3)-(VX1+ VX4+ VY1+ VY4)> 0
[0159]
Where Vθ> 0 means the direction of rotation is counterclockwise, VθThe value itself (absolute value) indicates the rotation angle information at the stopped position. V02Since it is the sum of the locations where the capacitance component has decreased, it is a negative value. Therefore, when this is calculated, the rotation angle signal VθIs
V01-V02= (V01Absolute value of + V02Absolute value) = Vθ> 0
It becomes.
[0160]
That is, VθThe capacity value calculated as V is V01And V02Is obtained by adding the absolute values ofθAs the value of V01A value close to twice (a value with high sensitivity) can be obtained as a differential output. The calculation of the position information is performed by the position information calculation circuit 17 of the position information detection means 25 as in the case of the movement information in the X-axis direction described above, and the calculation result is analyzed and determined and countermeasures against it. Is formed by the main controller 21A, and the rotation angle of the corresponding size is specified.
[0161]
Similarly, when the auxiliary table 5 is driven to rotate clockwise, the information is detected by the position information detecting means 25 and subjected to predetermined signal processing, and the main control unit 21A performs the same operation as in FIG. Similarly, the rotation angle information is quantitatively calculated. In this case, Vθ<0, confirming that the rotation direction is clockwise.
[0162]
On the other hand, when the movement position of the auxiliary table 5 deviates from the target position due to disturbance or the like during the operation, first, the capacitance detection electrode 26X.1, 26X2, 26XThree, 26XFourAs described above, the position information calculation circuit (calculation unit) 27 detects (identifies) the actual moved position based on the increase / decrease information of the capacitance component, and then performs table drive control based on the position information. In the means 21, the misregistration calculation function is activated. When the positional deviation is calculated here, the table position correction function is immediately activated and feedback control for preventing the positional deviation is performed as described above.
[0163]
When the electromagnetic driving force applied to the auxiliary table 5 is released from each of these operating states, the auxiliary table 5 is biased by the elastic restoring force of the piano wires 2A and 2B and returns to the original position ( Execution of the original position return function of the table holding mechanism 2).
[0164]
Further, in the series of operations, the movement operation of the auxiliary table 5 (and the movable table 1) is normally performed abruptly regardless of whether the application control or release control of the electromagnetic driving force is performed. In such a case, the auxiliary table 5 (and the movable table 1) repeatedly reciprocates due to the inertial force and the spring force at the stop position at the movement destination or at the stop position when returning to the original position.
However, in this embodiment, such reciprocating reciprocating motion is suppressed by electromagnetic braking (eddy current braking) generated between the braking plate and the driven magnet as described above, and moves smoothly toward a predetermined position. Then, stop control is performed in a stable state.
[0165]
Even when an operation command for moving the movable table 1 to a predetermined position other than the above is input from the operation command input unit 24, the main control unit 21A of the table drive control means 21 is the same as described above. Is operated immediately, and the reference position information of the movement destination is selected from the data storage unit 23 based on the operation command, and at the same time, the control program for the predetermined control mode corresponding to this is selected from the operation program storage unit 22. Subsequently, the coil selection drive control unit 21B is energized to drive and control the four field drive coils 7 of the electromagnetic drive unit 4 based on a predetermined control mode.
[0166]
In this case as well, as described above, the position shift calculation function and the table position correction function are activated for the position shift of the auxiliary table 5 (and the movable table 1) to prevent the position shift as described above. The feedback control is performed. At the same time, a braking operation by the braking plate is executed for sudden movement, and the auxiliary table 5 (movable table 1) moves smoothly toward a predetermined position and is controlled to stop in a stable state.
[0167]
[Operation / Effect of First Embodiment]
As described above, in the table position detecting sensor device disclosed in the first embodiment, the auxiliary table 5 can be used without using the heavy dual-structure XY axis movement holding mechanism that has been required conventionally. The (movable table 1) can be smoothly moved or rotated in any direction on the XY plane while maintaining the same height position (within a predetermined range) from the center position. The entire apparatus can be reduced in size and weight, and the portability can be remarkably improved in this respect, the number of parts can be reduced as compared with the conventional example, and the durability can be remarkably improved in this respect.
[0168]
Even if the auxiliary table 5 (movable table 1) equipped with the driven magnet suddenly changes its operation, as described above, between the driven magnet 6 and the braking plate 9 made of a nonmagnetic metal member. Since electromagnetic braking (eddy current braking) is activated, the abrupt operation of the movable table is suppressed, and the movable table can move smoothly in a predetermined state.
[0169]
The braking plate 9 has a simple configuration in which the braking plate 9 is individually mounted on the field driving coil 7 in a state of facing each driven magnet 6, and the electromagnetic driving means 4 for generating electromagnetic driving force is also provided on the auxiliary table 5. Since it has a simple configuration in which the driven magnet 6 that is equipped and the fixed plate 8 is provided with the field-shaped drive coil 7 so as to face the driven magnet 6, this aspect also contributes to reducing the overall size and weight of the apparatus. It has become.
[0170]
In the table position detecting sensor device according to the present invention incorporated as the position information detecting means 25 in the above-described table position detecting sensor device, the capacitive sensor group 26 is equipped as described above. No matter which direction the origin moves on the XY coordinates, it is possible to easily and quickly detect in real time a minute change in the position of the movable table as a capacitance change. Even when moving in units of microns, the movement distance information can be detected with high accuracy corresponding to this and subjected to predetermined signal processing, which can then be output as position information of the movable table.
[0171]
In addition, even with respect to the rotation operation of the movable table in the same plane, the rotation angle of the movable table can be detected at the same time with the same configuration and processed in the same manner, and output as rotation angle information to the outside. Furthermore, since the sensor part is composed of one and the other surface electrodes for the sensor and is set so as to be always close to each other and face each other, the space area of the equipment location can be reduced, and in this respect, If equipped, there is an advantage that it can contribute to the miniaturization of the entire stage apparatus.
[0172]
In addition, since the position information of the movable table 1 specified by the sensor device disclosed in the above embodiment is detected by a plurality of capacitance sensors arranged around the movable table 1, different positions are provided. By calculating the position information from the capacitive sensor as described above, the displacement of the movable table 1 can be easily detected. It is also possible to capture and correct the position of the table.
[0173]
That is, in the above embodiment, when the auxiliary table 5 (movable table 1) is moved, the position information detected by the capacitive sensor group 26 and specified by the position information calculation circuit (calculation unit) 27 as described above. Therefore, the position deviation calculation function and the table position correction function of the table drive control means 21 act to immediately detect the position deviation of the auxiliary table 5 (movable table 1) and correct the position deviation. The table 5 (movable table 1) is automatically and accurately transferred to a predetermined target position.
[0174]
Here, in the position information calculation circuit (calculation unit) 27 as the calculation unit described above, the position after the actual movement is detected (identified) as described above, but this is directly output as information on the current position. However, it may be configured to display on a predetermined display unit (not shown).
In this way, when the auxiliary table 5 (movable table 1) is moved, the operator can quickly correct the transfer position while confirming the actual state on the way and the final result. .
[0175]
In this case, the current position display method for displaying information on the current position of the auxiliary table 5 (movable table 1) by a display unit (not shown), the positional deviation correction function of the table drive control means 21 and the table position correction described above. You may coexist with the position shift automatic correction system by function linkage.
[0176]
As for the positional deviation information, the current position display method and the automatic positional deviation correction method are switched by the table drive control means 21 described above, or one of them is selected as described above. You may comprise.
[0177]
In the above-described embodiment, the adder circuit B1~ B9VθAlthough the rotation direction is specified by the above, the case of obtaining the rotation angle θ will be described. In this case, in FIG. 19B, for example, two parallel capacitance detection electrodes 26X in the X direction1, 26X2The distance between L0As the auxiliary table 5 rotates, the two capacitance detection electrodes 26X1, X2Is the displacement amount of the side 5b of the auxiliary table 5 detected by X1, X2And
The displacement X of the auxiliary table 5 in the X direction is
X = (X1  + X2  ) / 2.
Also, VθIs a voltage proportional to the rotation angle θ of the auxiliary table 5,
Vθ= K (X1  -X2  ). Here, k means the amplification factor of the amplifier.
Therefore, tanθ = (X1  -X2  ) / L0
θ = tan-1(Vθ/ KL0)
Similarly for the Y direction
tan θ = (Y1  -Y2  ) / L0
θ = tan-1(Vθ/ KL0)
Thereby, the movement amount of the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) in the X and Y directions and the rotation direction can be detected.
[0178]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
[0179]
The second embodiment shown in FIGS. 20 to 23 is similar to the first embodiment described above in that each position detection sensor (the other sensor surface electrode) 26X.1, 26X2, 26XThree, 26XFour, 26Y1, 26Y2, 26YThree, 26YFour2 of the position detection sensors (surface electrode for the other sensor) 26X2, 26XFourThus, the capacitive sensor group 26 is divided into a total of six position detection sensors (the other sensor surface electrodes) 26X.1, 26XThree, 26Y1, 26Y2, 26YThree, 26YFourIt is characterized by the point constructed by.
[0180]
For this reason, the number of pieces of information for the detected capacity change is two pieces of information in the direction along the X axis and four pieces of information in the direction along the Y axis. Then capacity change CX1, CX22v as the corresponding voltage signal when converting to a voltage signalX 1, 2vX 3Is set to output.
[0181]
Here, the position detection sensor 26X described above.1, 26XThreeThe arrangement position of (the remaining amount) is the position detection sensor 26X in the first embodiment described above.1, 26XThree(The position shifted in the positive direction on the Y axis on the XY coordinate in FIG. 2).
In the position signal calculation circuit unit 27B, since the information in the direction along the X axis is halved, the first and second adders 27B127B2As shown in FIG. 20, the configuration of the circuit is simplified.
[0182]
That is, the position signal calculation circuit unit 27B in the second embodiment calculates at least one addition circuit 27B for calculating and specifying the position signal in the X direction after the auxiliary table 5 (movable table 1) is moved.ThreeAnd at least three adder circuits 27B for forming a position signal in the Y direction.Four27BFive27B6And at least three adder circuits 27B for forming a rotation angle signal in the case of rotational movement727B827B9A total of seven adder circuits are provided.
[0183]
Among these, the position signal V in the X directionXAre calculated and specified in the following order.
First, in the signal conversion circuit unit 27A, “VX1= 2vX1"V"X3= 2vX3Is executed. Also, the addition circuit 27BThreeThen, "VX= VX1-VX3Is executed.
This X position signal VXBy this calculation (taking the difference), the position signal calculation circuit unit 27B simultaneously executes the noise elimination function in the position information calculation circuit (calculation unit) 27 to eliminate (cancel) noise coming from the outside. The X direction position signal VXIs output as a differential output signal.
[0184]
Further, the position signal V in the Y directionYIs the aforementioned X-direction position signal VXIn parallel, the calculation is performed in the following order. And this Y direction position signal VYIn the calculation of the position detection sensor 26Y1, 26Y2, 26YThree, 26YFourSince is configured in the same manner as in the case of the first embodiment described above, it is similarly specified as follows.
First, the addition circuit 27BFourThen, "VY12= VY1  + VY2  "
Adder circuit 27BFiveThen, "VY34= VY3  + VY4  "
Adder circuit 27B6Then, "VY= VY12  -VY34  "
This Y position signal VYThe position signal calculation circuit unit 27B performs the noise elimination function in the position information calculation circuit (calculation unit) 27 described above to eliminate (cancel) noise coming from outside. Y-direction position signal VYIs output as a differential output signal.
[0185]
In contrast, the rotation angle signal VθIs the aforementioned X-direction position signal VXAnd Y direction position signal VYIn parallel, the calculation is performed in the following order.
First, the addition circuit 27B7Then, "V01  = 2vX3+ VY2+ VY3  "
Adder circuit 27B8Then, "V02  = 2vX1+ VY1+ VY4  "
Adder circuit 27B9Then, "Vθ  = V01-V02  "
This rotation angle signal VθThus, the position signal calculation circuit unit 27B executes the noise elimination function in the position information calculation circuit (calculation unit) 27 to eliminate (cancel) noise coming from the outside. And the rotation angle signal VθIs output as a differential output signal.
[0186]
The X-direction position signal V calculated and specified in this wayX, Y direction position signal VYAnd rotation angle signal VθIs output to, for example, an external position display device or the like via the external output terminal 27a and is simultaneously sent to the main control unit 21A of the table drive control means 21 described above (see FIG. 5).
[0187]
(Operation of the second embodiment)
Next, the overall operation of the second embodiment will be described.
[0188]
First, as in the case of the first embodiment described above, when a command for moving the movable table 1 to a predetermined position in the positive direction of the X axis is input from the operation command input unit 24 in FIG. Based on the above, the entire apparatus operates to transfer the movable table 1 along the positive direction of the X axis via the auxiliary table 5 as described above (see FIG. 21). The symbol T indicates the distance moved.
[0189]
In this example, as described above, the first control mode shown in FIG. 8 is selected as the control mode, and the energization pattern is selected in the state shown in FIG. Works according to.
[0190]
Here, when the auxiliary table 5 is urged along the positive direction of the X axis by the electromagnetic driving means 4, the position of the auxiliary table 5 moves while the same height is maintained by the table holding mechanism 2 described above. As described above, the table is stopped at the balance point (movement target position) between the elastic restoring force of the table holding mechanism 2 and the electromagnetic driving force of the electromagnetic driving means 4 applied to the auxiliary table 5. Each capacitance detection electrode 26X in this case (movement of the X axis in the positive direction)1, 26XThree, 26Y1~ 26YFourAnd fluctuating capacitance component (CX1, CX3, CY1~ CY4FIG. 21 shows the relationship with ().
[0191]
In this example, since the auxiliary table 5 moves in the direction along the X axis and there is no position shift in the Y axis direction, each information C of increase / decrease in the detected capacitance component CX1, CX3, And CY1, CY2, CY3, CY4Are respectively corresponding predetermined level voltage signals 2vX1, 2vX3, And vY1, VY2, VY3, vY4And is incorporated into the above-described arithmetic expressions as follows, and the moving direction and moving amount thereof are quantitatively calculated.
Adder circuit 27BThreeThen
VX= VX1  -VX3  = (2vX1)-(2vX3)> 0
Adder circuit 27B6Then
VY= VY12  -VY34  = (0 + 0)-(0 + 0) = 0
Adder circuit 27B9Then
Vθ= 0
Where vX3Is a negative number, so “VX= 2 (vX1+ VX3)> 0 ”. This VX> 0 means positive movement of the X axis, VXThe value of (absolute value) indicates position information related to the stop position coordinates. These pieces of position information are calculated by the main controller 21A.
[0192]
When the auxiliary table 5 is moved in the negative direction of the X axis, or when the auxiliary table 5 is moved in the positive or negative direction on the Y axis, the information is similarly detected by the position information detecting means 25 in FIG. The main control unit 21A calculates the same as in the case of FIG. 17 (first embodiment) described above, and the position is calculated quantitatively.
[0193]
Next, an example in which the auxiliary table 5 is transferred in the direction of the first quadrant described above (inclination direction of + 45 °) will be described.
[0194]
In this example, as described above, the fifth control mode shown in FIG. 9 is selected as the control mode, and in accordance with this, the energization pattern is selected in the state shown in FIG. The auxiliary table 5 operates accordingly.
[0195]
Each position detection sensor 26X in this case (the direction of the first quadrant)1, 26XThree, 26Y1~ 26YFourAnd fluctuating capacitance component (CX1, CX3, CY1~ CY4FIG. 22 shows the relationship.
In FIG. 22, the shaded portion indicates the other position detection sensor 26X described above by the movement of the auxiliary table 5.Three, 26YThree, 26YFourPortion C in which the capacitance component ofX3, CY3, CY4Indicates. Further, the cross hatched portion is the other position detection sensor 26X described above.1, 26Y1, 26Y2Portion C in which the capacitance component ofX1, CY1, CY2Indicates.
[0196]
And in this FIG. 22, each information C of the increase / decrease of the capacity componentX1, CX3And CY1, CY2, CY3, CY4Are respectively corresponding predetermined level voltage signals 2vX1, 2vX3And vY1, VY2, VY3, vY4As described above, each is incorporated into the arithmetic expression as described below, and the moving direction and moving amount are calculated.
Adder circuit 27BThreeThen
VX= VX1  -VX3  = (2vX1  )-(2vX3  )> 0
Adder circuit 27B6Then
VY= VY12-VY34= (VY1+ VY2)-(VY3+ VY4)> 0
VX= VY
Adder circuit 27B9Then
Vθ= 0
[0197]
Where vX3, VY3, VY4Is a negative number, so “VX=> 0, VY=> 0 ". VX> 0 means positive movement of the X axis, VY> 0 means the positive movement of the Y axis.
And "VX= VY”Is detected, it is confirmed that the moving direction of the auxiliary table 5 is the + 45 ° direction in the first quadrant. This VX, VYThe value of (absolute value) indicates position information related to the stop position coordinates. Also in this case, the corresponding coordinate position information is calculated by the main controller 21A.
[0198]
When the moving direction of the auxiliary table 5 is a direction other than the + 45 ° direction in the first quadrant, “VX≠ VYThe position information is detected VXAnd VYBased on this value, it is calculated and specified by the main control unit 21A.
[0199]
Further, when the auxiliary table 5 is moved in each of the second quadrant to the fourth quadrant on the XY plane, the information is similarly detected by the position information detecting means 25, and the main controller 21A described above. The calculation is performed in the same manner as in FIG. 18A, and the position is calculated quantitatively.
[0200]
Next, an example when the auxiliary table 5 is rotated counterclockwise will be described.
[0201]
In this case, the ninth control mode shown in FIG. 10 is selected as the control mode, and accordingly, the energization pattern is selected in the state shown in FIG. The auxiliary table 5 operates.
In this case, each capacitance detection electrode 26X1, 26XThree, 26Y1~ 26YFourFluctuating capacitance component CX1, CX3, CY1~ CY4The relationship is shown in FIG.
[0202]
In FIG. 23, the shaded portion indicates the capacitance detection electrode 26X by the rotation of the auxiliary table 5.1, 26Y1, 26YFourPortion C in which the capacitance component ofX1, CY1, CY4Indicates. Further, the cross hatched portion is the one capacitance detection electrode 26X described above.Three, 26Y2~ 26YThreeIncreased capacitance component C inX2, CY2, CY3Indicates.
[0203]
And in this FIG. 23, each information C of the increase / decrease of the capacity componentX1, CX3And CY1, CY2, CY3, CY4Are respectively corresponding voltage signals v of a predetermined level.X1, VX3And vY1, VY2, VY3, vY4And is incorporated into the above-described arithmetic expressions as follows, and the rotation angle signal VθIs calculated.
Adder circuit 27B9Then
Vθ= V01-V02
= (VX3+ VY2+ VY3)-(VX1+ VY1+ VY4)> 0
[0204]
Where Vθ> 0 means the direction of rotation is counterclockwise, VθThe value itself (absolute value) indicates the rotation angle information at the stopped position. V02Since it is the sum of the locations where the capacitance component has decreased, it is a negative value. Therefore, when this is calculated, the rotation angle signal VθIs
V01-V02= (V01Absolute value of + V02Absolute value) = Vθ> 0
It becomes.
[0205]
That is, VθThe capacity value calculated as V is V01And V02Is obtained by adding the absolute values ofθAs the value of V01A value close to twice (a value with high sensitivity) can be obtained as a differential output. These pieces of information are processed by the main control unit 21A as in the case of the movement information in the X-axis direction described above, and a rotation angle having a corresponding magnitude is calculated and output.
[0206]
Even when the auxiliary table 5 is driven to rotate in the clockwise direction, the information is similarly detected by the position information detecting means 25 and is calculated by the main control unit 21A in the same manner as in FIG. It is calculated quantitatively. In this case, Vθ<0, indicating that the rotation direction is clockwise.
Other configurations, operations, functions, and the like are the same as those in the first embodiment described above.
[0207]
Even in this case, it is possible to obtain substantially the same operational effect as in the case of the first embodiment described above, and furthermore, since the total number of the addition circuits of the position signal calculation circuit unit 27B is seven, the above-described first first embodiment. Compared with the first embodiment, the number of adder circuits can be reduced. In this respect, there is an advantage that the cost of the entire apparatus can be reduced and signal processing can be speeded up.
[0208]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
[0209]
The third embodiment shown in FIGS. 24 to 27 is similar to the first embodiment described above in that each of the eight position detection sensors (the other sensor surface electrodes) 26X.1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFourPosition detection sensor (the other sensor surface electrode) 26X located ahead of the direction along the X-axisThree, 26XFourAnd a position detection sensor (the other sensor surface electrode) 26Y located in the direction along the X axisThree, 26YFourAnd delete. Then, the position detection sensor (the other sensor surface electrode) is connected to 26X.1, 26X2, 26Y1, 26Y2It has the feature in the point comprised by four.
[0210]
That is, in the third embodiment, the sensor group 26 is composed of a total of four position detection sensors (the other sensor surface electrodes) 26X.1, 26X2, 26Y1, 26Y2Corresponding to this, the number of pieces of information for the detected capacity change is also balanced, with two pieces of information on the direction along the X axis and two pieces of information on the direction along the Y axis. Yes.
[0211]
Here, the position detection sensor 26X described above.1, 26X2, 26Y1, 26Y2The arrangement position of (the remaining amount) is the position detection sensor 26X in the first embodiment described above.1, 26X2, 26Y1, 26Y2It is set to be the same as the arrangement position.
Correspondingly, in the position signal calculation circuit unit 27B, the information in the directions along the X-axis and the Y-axis is halved, so that the second and third adders 27BThree27BFourHowever, the fifth and sixth adders 27BFive27B6As shown in FIG. 20, the configuration of the circuit is simplified.
[0212]
That is, in the position signal calculation circuit unit 27B in the third embodiment, at least one addition circuit 27B for calculating and specifying the position signal in the X direction after movement of the auxiliary table 5 (movement table 1).1And at least one addition circuit 27B for calculating and specifying the position signal in the Y direction.FourAnd at least three adder circuits 27B for calculating and specifying the rotation angle signal when it is rotated.727B827B9The total of five adder circuits are provided (see FIG. 20).
[0213]
Among these, the position signal V in the X directionXIs calculated and specified as follows.
Adder circuit 27B1Then "VX= VX1+ VX2"
In this case, in this embodiment, the position signal V in the X directionXThere is no calculation step for obtaining a “difference” based on information obtained from the opposite side across the auxiliary table 5 which is a table member. For this reason, in the third embodiment, the noise elimination function in the position information calculation circuit (calculation unit) 27 described above does not operate.
[0214]
Further, the position signal V in the Y directionYIs the aforementioned X-direction position signal VXIn parallel, the calculation is performed in the following order.
Adder circuit 27BFourThen, "VY= VY1+ VY2"
In this case, in this embodiment, the position signal V in the Y directionYThere is no calculation step for obtaining a “difference” based on information obtained from the opposite side across the auxiliary table 5 which is a table member. There is no calculation step that takes the difference based on the information obtained on the opposite side. For this reason, in the third embodiment, the noise elimination function in the position information calculation circuit (calculation unit) 27 described above does not operate.
[0215]
Further, the rotation angle signal VθIs the aforementioned X-direction position signal VXAnd Y direction position signal VYIn parallel, the calculation is performed in the following order.
First, the addition circuit 27B7Then, "V01= VX2+ VY2"
Adder circuit 27B8Then, "V02= VX1+ VY1"
Adder circuit 27B9Then, "Vθ= V01+ V02"
In this case, in the present embodiment, the rotation angle signal VθThere is no calculation step for obtaining a “difference” based on information obtained from the opposite side across the auxiliary table 5 which is a table member. For this reason, in the third embodiment, the noise elimination function in the position information calculation circuit (calculation unit) 27 described above does not operate.
[0216]
The X-direction position signal V calculated and specified in this wayX, Y direction position signal VYAnd rotation angle signal VθIs output to, for example, an external position display device or the like via the external output terminal 27a and is simultaneously sent to the main control unit 21A of the table drive control means 21 described above (see FIGS. 24 and 5). ).
[0217]
(Operation of the third embodiment)
Next, the overall operation of the third embodiment will be described in the same procedure as in the third embodiment described above.
[0218]
First, as in the case of the first embodiment described above, in FIG. 5, when a command to move the movable table 1 to a predetermined position in the positive direction of the X axis is input from the operation command input unit 24, Based on the above, the entire apparatus operates to transfer the movable table 1 along the positive direction of the X axis via the auxiliary table 5 as described above (see FIG. 25). The symbol T indicates the distance moved.
[0219]
In this example, as described above, the first control mode shown in FIG. 8 is selected as the control mode, and the energization pattern is selected in the state shown in FIG. Works according to.
[0220]
Here, when the auxiliary table 5 is urged along the positive direction of the X-axis by the electromagnetic driving means 4, the movement of the auxiliary table 5 moves while maintaining the same height by the table holding mechanism 2 described above. At the balance point (movement target position) between the elastic return force of the table holding mechanism 2 and the electromagnetic driving force of the electromagnetic driving means 4 applied to the auxiliary table 5, the operation stops as described above.
[0221]
Each capacitance detection electrode 26X in this case (movement of the X axis in the positive direction)1, 26X2, 26Y1, 26Y2And fluctuating capacitance component (CX1, CX2, CY1, CY2The relationship with () is shown in FIG.
In this example, since the auxiliary table 5 moves in the direction along the X axis and there is no position shift in the Y axis direction, each information C of increase / decrease in the detected capacitance component CX1, CX2, And CY1, CY2Are respectively corresponding voltage signals v of a predetermined level.X1, VX2, And vY1, VY2And is incorporated into the above-described arithmetic expressions as follows, and the moving direction and moving amount thereof are quantitatively calculated.
Adder circuit 27B1Then, VX= (VX1+ VX2)> 0
Adder circuit 27BFourThen, VY= (0 + 0) = 0
Adder circuit 27B9Then, Vθ= 0
Where vX1, VX2Is a positive number and "VX> 0 ”. This VX> 0 means positive movement of the X axis, VXThe value of (absolute value) indicates position information related to the stop position coordinates. These pieces of position information are calculated by the main controller 21A.
[0222]
When the auxiliary table 5 is moved in the negative direction of the X axis, or when the auxiliary table 5 is moved in the positive or negative direction on the Y axis, the information is similarly detected by the position information detecting means 25 in FIG. The main control unit 21A calculates the same as in the case of FIG. 17 described above, and the position is calculated quantitatively.
[0223]
Next, an example in which the auxiliary table 5 is transferred in the direction of the first quadrant described above (inclination direction of + 45 °) will be described.
[0224]
In this example, as described above, the fifth control mode shown in FIG. 9 is selected as the control mode, and in accordance with this, the energization pattern is selected in the state shown in FIG. The auxiliary table 5 operates accordingly.
[0225]
Each position detection sensor (the other sensor surface electrode) 26X in this case (the direction of the first quadrant)1, 26X2, 26Y1, 26Y2And fluctuating capacitance component (CX1, CX2, CY1, CY2FIG. 26 shows the relationship with
In FIG. 26, the cross hatched portion indicates each position detection sensor 26X described above by the movement of the auxiliary table 5.1, 26X2, 26Y1, 26Y2Portion C in which the capacitance component ofX1, CX2, CY1, CY2(In FIG. 26, there is no decrease in the capacitance component).
[0226]
In FIG. 26, each piece of information C on the increase / decrease of the capacitance componentX1, CX2And CY1, CY2Are respectively corresponding voltage signals v of a predetermined level.X1, VX2And vY1, VY2As described above, each is incorporated into the arithmetic expression as described below, and the moving direction and moving amount are calculated.
Adder circuit 27B1Then, VX= (VX1+ VX2)> 0
Adder circuit 27BFourThen, VY= (VY1+ VY2)> 0
VX= VY
Adder circuit 27B9Then, Vθ = 0
[0227]
Where VX> 0 means positive movement of the X axis, VY> 0 means the positive movement of the Y axis.
And "VX= VYIt is possible to confirm that the moving direction of the auxiliary table 5 is the + 45 ° direction in the first quadrant. VX, VYThe value of (absolute value) indicates position information related to the stop position coordinates. Also in this case, the corresponding coordinate position information is calculated by the main controller 21A.
[0228]
When the moving direction of the auxiliary table 5 is a direction other than the + 45 ° direction in the first quadrant, “VX≠ VYThe specific position information in this case is the detected VXAnd VYBased on this value, it is calculated and specified by the main control unit 21A.
[0229]
Further, when the auxiliary table 5 is moved in each of the second quadrant to the fourth quadrant on the XY plane, the information is similarly detected by the position information detecting means 25, and the main controller 21A described above. The calculation is performed in the same manner as in FIG. 18A, and the position is calculated quantitatively.
[0230]
Next, an example when the auxiliary table 5 is rotated counterclockwise will be described.
In this case, the ninth control mode shown in FIG. 10 is selected as the control mode, and accordingly, the energization pattern is selected in the state shown in FIG. The auxiliary table 5 operates. Each position detection sensor (the other sensor surface electrode) 26X in this case1, 26X2, 26Y1, 26Y2Fluctuating capacitance component CX1, CX2, CY1, CY2FIG. 27 shows the relationship.
[0231]
In FIG. 27, the hatched portion indicates the capacitance detection electrode 26X by the rotation of the auxiliary table 5.1, 26Y1Portion C in which the capacitance component ofX1, CY1Indicates. Further, the cross hatched portion is the one capacitance detection electrode 26X described above.2, 26Y2Increased capacitance component C inX2, CY2Indicates.
[0232]
In FIG. 27, each piece of information C on the increase / decrease of the capacitance componentX2, CY2And CX1, CY1Are respectively corresponding voltage signals v of a predetermined level.X2, VY2And vX1, VY1And is incorporated into the above-described arithmetic expressions as follows, and the rotation angle signal VθIs calculated.
Adder circuit 27B9Then
Vθ= V01-V02
= (VX2+ VY2)-(VX1+ VY1)> 0
Where Vθ> 0 means the direction of rotation is counterclockwise, VθThe value itself (absolute value) indicates the rotation angle information at the stopped position. V02Since it is the sum of the locations where the capacitance component has decreased, it is a negative value. Therefore, when this is calculated, the rotation angle signal VθIs
V01-V02= (V01Absolute value of + V02Absolute value) = Vθ> 0
It becomes.
[0233]
That is, VθThe capacity value calculated as V is V01And V02Is obtained by adding the absolute values ofθAs the value of V01A value close to twice (a value with high sensitivity) can be obtained as a differential output. These pieces of information are processed by the main control unit 21A as in the case of the movement information in the X-axis direction described above, and a rotation angle having a corresponding magnitude is calculated and output. Further, in this case (in the case of rotational operation), a calculation process for taking a difference is involved, so that a noise elimination function that cancels out external noise is operated in the position information calculation circuit 27.
[0234]
Even when the auxiliary table 5 is driven to rotate in the clockwise direction, the information is similarly detected by the position information detecting means 25 and calculated in the same manner as in the case of FIG. It is calculated quantitatively. In this case, Vθ <0, and it is confirmed that the rotation direction is clockwise.
Other configurations, operations, functions, and the like are the same as those in the first embodiment described above.
[0235]
Even in this case, in the third embodiment, the above-described first embodiment described above is provided except that the noise elimination function is not provided except for the rotation operation and the sensitivity of the detection capacitance is somewhat lowered. In addition to being able to obtain substantially the same operational effects as in the case of the first embodiment, the addition circuit of the position signal calculation circuit unit 27B is made to be five in total, so that the addition circuit is compared with the first embodiment described above. In this respect, it is possible to further reduce the cost of the entire apparatus and speed up the signal processing.
[0236]
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
The fourth embodiment shown in FIGS. 28 to 30 is similar to the first embodiment described above in that a common electrode 41 which is one of the sensor surface electrodes constituting the capacitance type position detection sensor, and A plurality of other sensor surface electrodes 42X that are equipped to face each other1, 42X2, 42XThree, 42XFour42Y142Y242YThree42YFourEach is characterized in that the structure of the opposing surface region is formed in a cross-sectional comb shape.
[0237]
This will be described below.
28 to 29, reference numeral 51 denotes an auxiliary table as a table member. The auxiliary table 51 has the same function as the auxiliary table 5 in the first embodiment described above, and is integrated with the movable table 1 via the connection support column 10 in the same manner as in the first embodiment, and the table holding mechanism 2. It is supported by.
The auxiliary table 51 in FIGS. 28 to 29 is uniformly cut out by a predetermined width around the auxiliary table 5 in the first embodiment described above. 41 is attached.
[0238]
The common electrode 41 which is one of the surface electrodes for the sensor has a large square shape as a whole, and the outer peripheral end (tip of an electrode fin described later) is the auxiliary table 5 in the first embodiment described above. It is set to a size that overlaps the outer peripheral edge. FIG. 28 shows a partial sectional view of a part thereof.
[0239]
This will be described in more detail. The common electrode 41 which is one of the sensor surface electrodes is an electrode fin 41A which is a plurality (three in the present embodiment) of large-plate electrodes arranged in a stacked state. And an electrode fin holder 41B that holds the plurality of electrode fins 41A.
[0240]
Among these, the electrode fin holding body 41B is disposed so as to surround the auxiliary table 51 and the downward projecting portions 5A and 5B included in the auxiliary table 51, and the overall shape is such that a rectangular tube is cut into a ring. It is formed in a quadrangular shape. A mounting member 41Ba extends from the corner on the inner wall side of the electrode fin holder 41B along the upper surface of the auxiliary table 51 described above (see FIG. 29).
Specifically, the mounting member 41Ba is provided at four corners of the inner wall of the electrode fin holder 41B as shown in FIG. The electrode fin holder 41B described above is fixed to the auxiliary table 51 via the mounting member 41Ba. Reference numeral 41Bb indicates a fixing screw.
[0241]
Then, three electrode fins 41A formed in a large opening around the outside of the electrode fin holder 41B are spaced in parallel in the vertical direction (predetermined gap S).1The electrode fin holder 41B is mounted so as to surround the electrode fin holder 41B with the outer periphery opened. Thereby, the end cross section of the common electrode 41 is formed in a comb shape.
[0242]
The other sensor surface electrode 42X provided corresponding to the common electrode 41 which is the one sensor surface electrode.1, 42X2, 42XThree, 42XFour42Y142Y242YThree42YFourIs composed of eight capacitance detection electrodes in this embodiment, and the other eight sensor surface electrodes 26X in the first embodiment described above.1, 26X2, 26XThree, 26XFour, 26Y1, 26Y2, 26YThree, 26YFour(Refer to FIG. 2) are disposed and mounted at the same locations as the equipment locations.
[0243]
Of these, for example, the other sensor surface electrode 42X1As shown in FIG. 28, the three gaps S permitting the non-contact engagement operation with the three electrode fins 41A of the common electrode 41 described above.2And these three voids S2Electrode fins 42a as plate-like electrodes arranged in a laminated state alternately with each other, and a connection holding member that connects the four electrode fins 42a at the outer end (right end in FIG. 28) 42b. The connection holding member 42b is fixed to the case main body 3 as the main body by fixing means such as an adhesive or a screw.
[0244]
The other sensor surface electrode 42X described above1The four electrode fins 42a have the shape and size of the other sensor surface electrode 26X in the first embodiment described above.1Are formed in the same shape and the same size.
Other sensor surface electrode 42X2~ 42XFour42Y1~ 42YFourThe sensor surface electrode 42X described above1Are formed exactly the same.
[0245]
Here, each other sensor surface electrode 42X1~ 42XFour42Y1~ 42YFour3 gaps S2The interval is set to such a size that the three electrode fins 41A of the common electrode 41 described above can be individually inserted and removed without contact. Similarly, the gap S between the three electrode fins 41A of the common electrode 41 described above.1Is the gap between the other sensor surface electrodes 42X described above.1~ 42XFour42Y1~ 42YFourOf the four electrode fins 42a included in each of the two is set to a size that can be individually inserted and removed without contact. FIG. 28 shows the electrode fin 41A of the common electrode 41 and the other sensor surface electrode 42X.1The four electrode fins 42a are inserted in a non-contact manner (stopped state of the entire apparatus).
[0246]
As a result, the other sensor surface electrode 42X130 has a configuration in which six capacitive components are connected in parallel, as shown in FIG. 30, so the other sensor surface electrode 26X in the first embodiment described above.1In this case, the capacitance is 6 times that of the above case. Therefore, when the auxiliary table 5 is moved, there is an advantage that the movement information of the auxiliary table 5 can be detected with 6 times the sensitivity.
Other sensor surface electrode 42X2~ 42XFour42Y1~ 42YFourAlso in this case, they are configured identically and have the same operational effects.
[0247]
The other overall configuration and its operational effects are exactly the same as those in the case of the first embodiment described above (FIGS. 1 to 19).
[0248]
In the fourth embodiment, each of the other sensor surface electrodes 42X.1~ 42XFour42Y1~ 42YFourThe other sensor surface electrode 26X in the first embodiment described above.1Although it is configured to obtain 6 times the capacitance as compared with the above case, this is merely an example, and even if it is 7 times or more, or any 2 to 5 times capacitance can be obtained. It may be configured as follows.
[0249]
In the above embodiment, the common electrode 41 is illustrated as having a large opening shape. However, each of the other sensor surface electrodes 42X described above is exemplified.1~ 42XFour42Y1~ 42YFourThe shape of the auxiliary table 5 may be divided into a plurality of pieces such as four pieces for each piece of the auxiliary table 5.
[0250]
Further, in the fourth embodiment, the common electrode 41 which is one sensor surface electrode and the other sensor surface electrode 42X.1~ 42XFour42Y1~ 42YFourEach of the above is formed in a comb-like cross section, and this is applied to the above-described first embodiment. However, even if this is implemented for each of the above-described second and third embodiments, Good.
[0251]
In each of the above embodiments, the movement information of the table member is continuously detected, converted into position information on the XY coordinates, and output to the outside. On the basis of this, the calculation unit (position information calculation circuit) 27 described above performs a predetermined calculation, and outputs the information as information related to the movement type, movement direction, rotation direction, etc. of the table member. May be.
[0252]
Moreover, in each said embodiment, although the case where the common electrode 41 which is a single electrode of a large opening shape was used as one sensor surface electrode equipped in the table member side was illustrated, it consists of the plurality mentioned above. The other sensor surface electrode 42X1~ 42XFour42Y1~ 42YFourCorresponding to the other sensor surface electrode 42X.1~ 42XFour42Y1~ 42YFourIt may be composed of a plurality of sensor surface electrodes having the same shape as and slightly larger than this.
[0253]
Further, in place of the large-diameter continuous single electrode described above, a plurality of other sensor surface electrodes (for example, 42X1And 42X2) And a plurality of common electrodes formed in a strip shape with an electrode member having a predetermined width shared for each side.
[0254]
In each of the above embodiments, the case where the present invention is implemented on a rectangular table member that moves on the same plane is exemplified. However, in the above-described embodiment, the mounting positions of a plurality of position detection sensors can be clearly specified. The table member may not be a quadrangular shape as long as it can function in the same manner as each of the embodiments.
[0255]
That is, regardless of the shape of the table member (which may be circular or octagonal), for example, a triangular frame for assuming a mounting position of a plurality of position detection sensors on the table member is assumed, and a plurality of frames are provided along the frame. Even if a plurality of position detection sensors are installed, or a plurality of position detection sensors are arranged along the frame assuming a pentagonal, hexagonal, or octagonal frame. However, as a technical idea, the operational effects are substantially the same as those of the above-described embodiments. Therefore, these are also substantially equivalent to the above-described embodiments, and each of them is one of the embodiments of the present invention. is there.
[0256]
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG.
In the above-described embodiment, a capacitance type position detection sensor (analog quantity detection sensor) is used as a position detection sensor that outputs an analog quantity. However, in the embodiment shown in FIG. 31, a differential transformer, a potentiometer, An analog quantity output sensor (analog quantity detection sensor) such as a laser displacement meter is used. An example in which a linear potentiometer is used as the position detection sensor will be described with reference to FIG.
[0257]
In FIG. 31, two linear potentiometers 51X forming the main part of the position detection sensor1, 51X2, 51Y1, 51Y2Are arranged on at least two adjacent sides among the four sides around the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) driven by the electromagnetic driving means 4, respectively. These linear potentiometers 51X1, 51X2, 51Y1, 51Y2Is composed of a linearly moving sliding piece and a resistor, and when the detection rods 51a and 51b are linearly moved, the above-mentioned sliding piece linearly slides on the above-described resistor, and the above-described slide And the resistance value between the end portions of the resistor is changed in proportion to the size of the detection rods 51a and 51b.
In the embodiment shown in FIG. 31, a linear potentiometer 51X.1, 51X2, 51Y1, 51Y2The detection rods 51a and 51b are arranged in parallel and arranged on two adjacent sides of the auxiliary table 5, respectively, and the tips of the detection rods 51a and 51b are in contact with the end surface of the auxiliary table 5. Then, by applying a voltage of a predetermined value to the above-mentioned resistor and taking out the voltage divided by the above-mentioned sliding piece, the movement of the auxiliary table 5 in the XY plane is changed to 2 in the XY plane. The amount of movement in the X and Y directions is obtained based on the linear displacement of the detection rods 51a and 51b by breaking down into linear displacements in the directions (X and Y directions), and the movement in the rotational direction from the amounts of movement in the X and Y directions. Get to quantity.
[0258]
In FIG. 31, for example, two parallel potentiometers 51X1, 51X2, 51Y1, 51Y2The distance between the detection rods 51a and 51b is L0, The amount of movement of each detection rod 51a, 51b in the X direction is X1, X2Then,
The displacement X of the auxiliary table 5 in the X direction is
X = (X1  + X2  ) / 2.
Also, VθIs a voltage proportional to the rotation angle θ of the auxiliary table 5,
Vθ= K (X1  -X2  ). Here, k means the amplification factor of the amplifier.
Therefore, tanθ = (X1  -X2  ) / L0
θ = tan-1(Vθ/ KL0)
Similarly for the Y direction
tan θ = (Y1  -Y2  ) / L0
θ = tan-1(Vθ/ KL0)
Thereby, the movement amount of the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) in the X and Y directions and the rotation direction can be detected.
[0259]
In FIG. 31, a linear potentiometer is used as the position detection sensor. However, the present invention can also be applied to the case where a differential transformer and a laser displacement meter are used as the position detection sensor. A differential transformer consists of a combination of one primary coil, two secondary coils and a core. An AC voltage is passed through one primary coil and differential signals are sent from the two secondary coils. The position of the core accompanying the movement of the auxiliary table 5 is detected. When a laser displacement meter is used as the position detection sensor, an interference phenomenon caused by an optical path difference between light emitted from a laser beam having good coherence toward the end surface of the auxiliary table 5 and light reflected from the end surface of the auxiliary table 5. Is used to detect the amount of movement and the amount of rotation of the auxiliary table 5 in the XY plane. Further, in the differential transformer and the laser displacement meter, the method of calculating the movement amount and the rotation amount in the two directions in the XY plane is obtained in the same manner by the above-described equations.
[0260]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured and functions as described above, according to this, the movement direction and the movement stop position of the table member moving within a predetermined range on the same plane can be continuously detected, and the table member Therefore, even when the table member is moved in a minute range, for example, in units of microns, the position can be accurately controlled. Further, since the position detection sensors are arranged on at least two adjacent sides among the four sides around the table member, the distance over which the position detection sensors interfere with each other is lengthened to widen the movement range of the table member. The position of the table member can be accurately detected over a wide range.
[0261]
As the position detection sensor described above, the movement amount of the table member can be output as an analog amount by using an analog amount detection sensor such as a differential transformer, a potentiometer, or a laser displacement meter. Further, when the above-described position detection sensor is a differential transformer, a potentiometer or a laser displacement meter, the movement of the table member is decomposed into two linear displacements in the XY plane and moved in the X and Y directions. The amount of movement in the rotational direction can be easily obtained from the amount of movement in the X or Y direction while obtaining the amount.
[0262]
Further, as in the invention described in claim 4, since the position detection sensor is composed of a combination of the surface electrode for one sensor and the other sensor using a capacitance type position detection sensor, the size and weight can be reduced. It is possible to detect this as a change in capacity even when the table member is moved minutely, convert it into predetermined position information, and output it externally. It is possible to detect 360 ° in any direction on the same plane, and even for rotational movements, these are detected simultaneously and accurately in real time, corresponding to each information. Can be output as a predetermined position signal (positional information) (which can effectively eliminate noise coming from the outside when detecting rotational motion). It is possible to provide a table position detecting sensor device.
[0263]
In the first aspect of the present invention, since at least two position detection sensors are provided on each of the adjacent two side portions on the moving table member, the entire apparatus can be further reduced in size and weight. It becomes possible.
[0264]
In each of the fifth to sixth aspects of the present invention, since the same number of position detection sensors are provided on the opposing side portions on the table member, each direction of the table member can be moved in any direction. Processing such as adding the change in electrostatic capacitance detected by the position detection sensor of the opposite side portion as it is can be performed, and there is an advantage that the measurement sensitivity can be doubled.
[0265]
According to a seventh aspect of the present invention, in the above-described table position detection sensor device according to the fourth or fifth aspect, the arithmetic unit described above may detect the external noise detected when the table member is moved by linear movement. Even if it exists, it is the structure of having the noise elimination function which eliminates these effectively, even if it is rotational operation.
For this reason, the invention according to claim 7 has an unprecedented superiority in that it can detect and output the position information accompanying the movement of the table member with high accuracy and sharpness even in a place where the surrounding environment is bad. There is an effect.
[0266]
In the invention according to claim 8, since the above-described one sensor surface electrode is formed into a belt-like shape with an electrode member having a predetermined width and is provided as a common electrode, a plurality of one of the sensor surface electrodes are simultaneously attached at a time. As a result, the mounting process of one sensor surface electrode is simplified, and productivity and maintainability can be improved.
[0267]
According to the ninth aspect of the present invention, each of the position detection sensors and one of the other sensor surface electrodes are integrated in a state of being laminated through a plurality of predetermined gaps, thereby forming a cross-sectional comb shape. Therefore, it is possible to detect the amount of change in the capacitance accompanying the movement or rotation of the table member in a state that is doubled by the number of opposed surfaces of each surface electrode, and detect minute movement with high accuracy at such a point. The present invention has an excellent effect that it can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially omitted schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially cutaway plan view of FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a positional relationship between the field drive coil disclosed in FIG. 1, a driven magnet, and a brake plate;
5 is a block diagram showing the relationship between each component of FIG. 1 and its operation control system.
6 is a diagram showing an operation example of an auxiliary table (movable table) that is operated by being energized by the operation control system disclosed in FIG. 5; FIG. 6 (A) is an auxiliary table (movable table) in a 45 ° upper right direction. ) Is an explanatory view showing a case where the plane is moved, and FIG. 6B is an explanatory view showing a case where the auxiliary table (movable table) is rotated by an angle θ.
7 is a chart showing four energization patterns (the energization program is stored in advance in the program storage unit) energized through the four small rectangular coils of the field-shaped drive coil disclosed in FIGS. 1 to 4 and their functions; It is.
8 is a diagram illustrating a control mode and an operation direction of an auxiliary table (movable table) when driving control is performed on four field-shaped drive coils included in the operation control system disclosed in FIG. ) Is an explanatory diagram showing the first control mode and the operation of the auxiliary table (movable table) in the positive direction of the X axis, and FIG. FIG.
9 is a diagram showing a control mode and an operation direction of an auxiliary table (movable table) when driving and controlling four field-shaped drive coils included in the operation control system disclosed in FIG. ) Is an explanatory diagram showing the fifth control mode and the movement of the auxiliary table (movable table) in the positive direction of the X axis and the Y axis, and FIG. 9B shows the magnitude of the driving force and the action point in this case. It is explanatory drawing which shows a relationship.
10 is a diagram illustrating a control mode and an operation direction of an auxiliary table (movable table) when driving control is performed on four field-shaped drive coils included in the operation control system disclosed in FIG. ) Is an explanatory view showing the ninth control mode and a case where the auxiliary table (movable table) rotates counterclockwise around the origin on the XY coordinates, and FIG. 10B shows the driving force in this case. It is explanatory drawing which shows the relationship between a magnitude | size and an action point.
11 is a diagram showing a principle of generating a braking force of the braking plate disclosed in FIG. 1, FIG. 11 (A) is an enlarged partial sectional view showing the braking plate portion of FIG. 1, and FIG. 11 (B) is FIG. It is explanatory drawing which shows the generation | occurrence | production situation of the eddy current braking which arises in the plate for a brake seen along the AA line in (A).
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a case where the auxiliary table moves along the X axis in the overall operation example of the first embodiment disclosed in FIG. 1;
13 is an explanatory diagram showing an example when the operation (movement in the positive direction along the X axis) of the auxiliary table portion in FIG. 12 is viewed in a plane. FIG.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example when the auxiliary table moves along a straight line “y = x” on the XY coordinates;
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example when the auxiliary table rotates counterclockwise by an angle θ about the origin.
16 is a block circuit diagram showing a specific example of a position information calculation circuit (calculation unit) portion in the position information detection means (table position detection sensor device) disclosed in FIG. 5;
FIG. 17 is a simplified illustration of the movement of the auxiliary table disclosed in FIG. 13 in the positive direction along the X-axis, and shows the change (increase / decrease) in capacitance that occurs in the other sensor surface electrode. It is explanatory drawing shown.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a change (increase / decrease state) in capacitance generated in each other sensor surface electrode, in which the movement state of the auxiliary table disclosed in FIG. 14 in the first quadrant direction is simplified. It is.
FIG. 19A is a simplified illustration of the movement of the auxiliary table disclosed in FIG. 15 in the counterclockwise direction, and the change (increase / decrease) in the capacitance of each other sensor surface electrode; FIG. 19B is an explanatory diagram for obtaining the rotation angle of the auxiliary table.
FIG. 20 is a circuit diagram showing a specific example of a position information calculation circuit (calculation unit) part in the position information detection means (table position detection sensor device) equipped in the second embodiment.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a change in capacitance generated in each other sensor surface electrode when the auxiliary table moves in the positive direction along the X axis in the second embodiment.
FIG. 22 is an explanatory diagram showing a change in capacitance generated in each other sensor surface electrode when the auxiliary table moves in the direction of the first quadrant in the second embodiment;
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a change in capacitance generated in each other sensor surface electrode when the auxiliary table rotates counterclockwise in the second embodiment.
FIG. 24 is a circuit diagram showing a specific example of a position information calculation circuit (calculation unit) part in the position information detection means (table position detection sensor device) equipped in the third embodiment.
FIG. 25 is an explanatory diagram showing a change in capacitance generated in each other sensor surface electrode when the auxiliary table moves in the positive direction along the X axis in the third embodiment.
FIG. 26 is an explanatory diagram showing a change in capacitance generated in each other sensor surface electrode when the auxiliary table moves in the direction of the first quadrant in the third embodiment.
FIG. 27 is an explanatory diagram showing a change in capacitance generated in each other sensor surface electrode when the auxiliary table rotates counterclockwise in the third embodiment.
FIG. 28 is a partial cross-sectional view showing a fourth embodiment.
29 is an explanatory diagram illustrating an arrangement example of a plurality of position detection sensors (capacitance sensor group) disclosed in FIG. 28;
30 is a circuit diagram showing a part of an electrostatic coupling state caused by a combination of one sensor surface electrode and the other sensor surface electrode in the position detection sensor disclosed in FIG. 28;
FIG. 31 is an explanatory diagram for explaining a fifth embodiment using analog quantity output sensors such as a differential transformer, a potentiometer, and a laser displacement meter as position detection sensors in the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Movable table
3 Case body as the body
3B Projection on the body side
5,51 Auxiliary table as table member
6 Driven magnet
20 Motion control system
21 Table drive control means
21A Main control unit (CPU built-in)
25 Position information detection means (table position detection sensor device)
26 Capacitance sensor group
26X1~ 26XFour, 26Y1~ 26YFour, 42X1~ 42XFour42Y1~ 42YFour   The other sensor surface electrode that forms the main part of the position detection sensor
27 Position Information Calculation Circuit (Calculation Unit)
27A Signal conversion circuit section
27B Position signal calculation circuit section
41 Common electrode as a surface electrode for one of the position detection sensors
41A, 42a Electrode fins as plate electrodes
S1, S2  Void
51X1, 51X2, 51Y1, 51Y2  Linear potentiometer
51a, 51b Detection rod

Claims (7)

Ｘ−Ｙ平面上を平面移動するテーブル部材の位置を検出するテーブル位置検出用センサ装置であって、
テーブル部材の位置を検出する位置検出センサとして、静電容量型位置検出センサを用い、
前記静電容量型位置検出センサを前記テーブル部材の周囲に配置し、
前記各位置検出センサを構成する一方のセンサ用面電極を前記テーブル部材の端面領域に装着すると共に、前記各位置検出センサを構成する他方のセンサ用面電極を前記一方のセンサ用面電極に一部分対向し且つ近接した状態で前記テーブル部材保持用のケース本体側に固定装備し、
前記テーブル部材の移動と共に前記一方と他方のセンサ用面電極の相互間に形成される静電容量の変化をテーブル移動の位置情報として検出し所定の電気信号に変換して外部出力する演算部を有することを特徴とするテーブル位置検出用センサ装置。 A table position detection sensor device for detecting the position of a table member that moves in a plane on an XY plane ,
As a position detection sensor for detecting the position of the table member, a capacitance type position detection sensor is used.
The capacitive position detection sensor is disposed around the table member,
One sensor surface electrode constituting each position detection sensor is attached to an end surface region of the table member, and the other sensor surface electrode constituting each position detection sensor is partially included in the one sensor surface electrode. Equipped with the case body side for holding the table member in a state of facing and close,
An arithmetic unit that detects a change in electrostatic capacitance formed between the one and the other sensor surface electrodes as the table member moves as position information of the table movement, converts it into a predetermined electrical signal, and outputs the calculation signal to the outside. A sensor device for detecting a table position, comprising: 前記請求項１に記載のテーブル位置検出用センサ装置において、
前記静電容量型の位置検出センサを前記テーブル部材の周囲４辺のうち隣接する２辺に設けたことを特徴とするテーブル位置検出用センサ装置。 In the table position detecting sensor device according to claim 1,
A table position detection sensor device, wherein the capacitance type position detection sensors are provided on two adjacent sides of the four sides of the table member. 前記請求項１に記載のテーブル位置検出用センサ装置において、
前記静電容量型の位置検出センサを前記テーブル部材の周囲４辺の各々に設けたことを特徴とするテーブル位置検出用センサ装置。 In the table position detecting sensor device according to claim 1,
A table position detection sensor device, wherein the capacitance type position detection sensor is provided on each of the four sides around the table member. 前記請求項３に記載のテーブル位置検出用センサ装置において、
前記テーブル部材の中心部からＸ軸およびＹ軸に沿った方向先に位置する各端部領域に配設した２個の位置検出センサの内、Ｘ軸又はＹ軸の何れか一方の軸線に沿った方向先の各端部に配設した２個の位置検出センサを、それぞれ一個としたことを特徴とするテーブル位置検出用センサ装置。 In the table position detecting sensor device according to claim 3 ,
Along one of the X-axis and Y-axis of the two position detection sensors disposed in each end region located in the direction along the X-axis and the Y-axis from the center of the table member. A table position detecting sensor device characterized in that two position detecting sensors arranged at each end in the direction of the direction are made one. 前記請求項１，２又は３のいずれか一項に記載のテーブル位置検出用センサ装置において、
前記演算部が、前記テーブル部材の移動情報の検出時に作動し外部から到来する雑音を有効に排除する雑音排除機能を備えていることを特徴とするテーブル位置検出用センサ装置。 In the table position detection sensor device according to any one of claims 1, 2, or 3 ,
The table position detection sensor device, wherein the arithmetic unit has a noise elimination function that operates when detecting movement information of the table member and effectively eliminates noise coming from the outside. 前記請求項１，２又は３のいずれか一項に記載のテーブル位置検出用センサ装置において、
前記各位置検出センサの内の前記テーブル部材側に装備した各一方のセンサ用面電極を、所定幅の電極部材をもって帯状に形成された共通電極としたことを特徴とするテーブル位置検出用センサ装置。 In the table position detection sensor device according to any one of claims 1, 2, or 3 ,
A sensor device for table position detection, wherein each one of the sensor surface electrodes provided on the table member side among the position detection sensors is a common electrode formed in a strip shape with an electrode member having a predetermined width. . 前記請求項１，２，３又は４のいずれか一項に記載のテーブル位置検出用センサ装置において、
前記各位置検出センサを構成する一方と他方の各センサ用面電極を、それぞれ複数の板状電極を所定空隙を介して積層した状態で一体化することによって断面櫛型状に形成すると共に、前記一方と他方の各センサ用面電極が相互に対向する部分の電極面部分が相互に接触することなく噛み合った形態をもって組み込まれていることを特徴とするテーブル位置検出用センサ装置。 In the table position detection sensor device according to any one of claims 1, 2, 3, or 4 ,
Each of the position detection sensors and the other surface electrode for the sensor are formed in a comb-like cross section by integrating a plurality of plate electrodes in a state of being laminated with a predetermined gap therebetween, and A sensor device for detecting a table position, wherein one electrode surface portion of each of the other and the other sensor surface electrodes is incorporated in such a manner that the electrode surface portions facing each other do not contact each other.
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