[發明專利]3自由度平面對準裝置及其操作方法

有效

• 申請號: 201910982764.8
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN111060003B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 金鐘安;金在完;李在镕;禹濟忻
• 申請（專利權）人: 韓國標準科學研究院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/26
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 王新春;曹正建

1.一種3自由度平面對準裝置，包括：

工作臺，其包括基準板和活動板并且提供3自由度位置對準；

X-Y-Θ傳感器頭，其安裝在所述工作臺的所述基準板上；

二維絕對位置標尺，其安裝在所述活動板中；

信號處理單元，其通過分析由所述X-Y-Θ傳感器拍攝的至少在初始位置的所述二維絕對位置標尺的標尺圖像來計算所述工作臺的所述活動板的3自由度運動的位置；以及

工作臺驅動單元，其以所述活動板的位移驅動所述工作臺，

其中所述二維絕對位置標尺包括二維數據單元，所述二維數據單元包括在參考坐標系的第一方向上排列的第一絕對位置二進制碼和在所述參考坐標系的第二方向上排列的第二絕對位置二進制碼的組合。

2.根據權利要求1所述的3自由度平面對準裝置，其中所述工作臺是XYΘ工作臺或UVW工作臺。

3.根據權利要求1所述的3自由度平面對準裝置，其中所述二維絕對位置標尺設置在所述活動板的底面上以暴露于空氣中。

4.根據權利要求1所述的3自由度平面對準裝置，其中所述活動板的所述位移基于所述工作臺的所述3自由度運動的位置，

所述3自由度運動的位置包括兩個線性運動和一個旋轉運動。

5.根據權利要求1所述的3自由度平面對準裝置，

所述第一絕對位置二進制碼和所述第二絕對位置二進制碼中的每一種都包括一維數據單元，

每個一維數據單元包括數據部分、中性部分和時鐘部分，

表示(0，0)狀態的二維數據單元標記在表示第二絕對位置二進制碼的0的數據部分和表示第一絕對位置二進制碼的0的數據部分的交叉點上，

表示(0，1)狀態的二維數據單元標記在表示第二方向的絕對位置二進制碼的1的數據部分和表示第一方向的絕對位置二進制碼的0的數據部分的交叉點上，

表示(1，0)狀態的二維數據單元標記在表示所述第二方向的絕對位置二進制碼的0的數據部分和表示所述第一方向的絕對位置二進制碼的1的數據部分的交叉點上，以及

表示(1，1)狀態的二維數據單元標記在表示所述第二方向的絕對位置二進制碼的1的數據部分和表示所述第一方向的絕對位置二進制碼的1的數據部分的交叉點上。

6.根據權利要求5所述的3自由度平面對準裝置，其中所述數據部分、所述中性部分和所述時鐘部分中的每一個包括具有規則間隔的一個或多個分段，

表示第一狀態(0)的所述一維數據單元包括連續排列的數據部分、中性部分和時鐘部分，

表示第二狀態(1)的所述一維數據單元包括連續排列的中性部分、數據部分和時鐘部分。

7.根據權利要求6所述的3自由度平面對準裝置，

其中所述中性部分分為兩個分段，

所述數據部分分為三個分段，以及

所述時鐘部分分為三個分段。

8.一種3自由度平面對準裝置的操作方法，所述3自由度平面對準裝置包括：工作臺，其包括基準板和活動板并且提供3自由度位置對準；X-Y-Θ傳感器頭，其安裝在所述工作臺的所述基準板上；二維絕對位置標尺，其安裝在所述活動板上；信號處理單元，其通過分析由所述X-Y-Θ傳感器拍攝的所述二維絕對位置標尺的標尺圖像來計算所述工作臺的所述活動板的3自由度運動的位置；以及工作臺驅動單元，其以所述活動板的位移驅動所述工作臺，其中所述操作方法包括：

測量所述工作臺的所述活動板的3自由度的初始位置；

將所述位移設定為所述工作臺的所述活動板的目標位置和所述初始位置之間的差值；

基于所述位移計算所述工作臺的驅動值；以及

通過所述驅動值驅動所述工作臺的每個電機，

其中所述二維絕對位置標尺包括二維數據單元，所述二維數據單元包括在參考坐標系的第一方向上排列的第一絕對位置二進制碼和在所述參考坐標系的第二方向上排列的第二絕對位置二進制碼的組合。