JP2001193786A - 能動型吸振装置 - Google Patents
能動型吸振装置Info
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- JP2001193786A JP2001193786A JP2000001737A JP2000001737A JP2001193786A JP 2001193786 A JP2001193786 A JP 2001193786A JP 2000001737 A JP2000001737 A JP 2000001737A JP 2000001737 A JP2000001737 A JP 2000001737A JP 2001193786 A JP2001193786 A JP 2001193786A
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 応答性良く動作して効率的に振動を吸収する
ことができる小型で低コストな能動型吸振装置を提供す
る。 【解決手段】 互いに直交する３軸の直交点に配置され
た質量体３をｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂ、ｘ駆動用
拡大アーム８ａ、８ｂ、ｚ駆動用拡大アーム９ａ、９
ｂ、圧電体１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、
１２ｂからなる変位可能な変位部材により支持し、外部
から与えられる振動に対して、３軸の方向の振動を打ち
消すように変位部材に反力を発生させる。
ことができる小型で低コストな能動型吸振装置を提供す
る。 【解決手段】 互いに直交する３軸の直交点に配置され
た質量体３をｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂ、ｘ駆動用
拡大アーム８ａ、８ｂ、ｚ駆動用拡大アーム９ａ、９
ｂ、圧電体１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、
１２ｂからなる変位可能な変位部材により支持し、外部
から与えられる振動に対して、３軸の方向の振動を打ち
消すように変位部材に反力を発生させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、精密機器、特に顕
微鏡による高解像度の観察や、微細な操作を行う際に障
害となる微小振動を除去するための能動型吸振装置に関
するものである。
微鏡による高解像度の観察や、微細な操作を行う際に障
害となる微小振動を除去するための能動型吸振装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、高分解能を有する顕微鏡やマイ
クロマニピュレーションのように微細操作を伴うものの
場合、僅かな振動が加わっても観察や操作結果に大きな
支障をきたすことがある。
クロマニピュレーションのように微細操作を伴うものの
場合、僅かな振動が加わっても観察や操作結果に大きな
支障をきたすことがある。
【０００３】そこで、従来では、このような微細操作を
行うときは、空気ばね式の除振テーブルや、装置の下に
防振材を敷設するなどして障害となる振動を除去する方
法が用いられている。
行うときは、空気ばね式の除振テーブルや、装置の下に
防振材を敷設するなどして障害となる振動を除去する方
法が用いられている。
【０００４】ところが、近年、顕微鏡は益々、高解像度
が要求されるようになり、これに応えるべく、旧来の光
学顕微鏡では得られない高解像度を可能にするトンネル
顕微鏡や原子間力顕微鏡等が実用化され、このうちのト
ンネル顕微鏡を代表とするニアフィールドマイクロスコ
ープではナノメートル以下の解像度を有するものが出現
している。また、光学的な顕微鏡として実用化されてい
るレーザ顕微鏡等のような顕微鏡も、旧来の顕微鏡に比
べ非常に鮮明な像が得られるようになっており、さら
に、顕微鏡観察下での細胞操作、所謂マイクロマニピュ
レーションもまた、より微細な操作が要求されている。
が要求されるようになり、これに応えるべく、旧来の光
学顕微鏡では得られない高解像度を可能にするトンネル
顕微鏡や原子間力顕微鏡等が実用化され、このうちのト
ンネル顕微鏡を代表とするニアフィールドマイクロスコ
ープではナノメートル以下の解像度を有するものが出現
している。また、光学的な顕微鏡として実用化されてい
るレーザ顕微鏡等のような顕微鏡も、旧来の顕微鏡に比
べ非常に鮮明な像が得られるようになっており、さら
に、顕微鏡観察下での細胞操作、所謂マイクロマニピュ
レーションもまた、より微細な操作が要求されている。
【０００５】これにより、これらの装置が要求する設置
使用環境は非常に厳しいものになっている。すなわち、
極めて精密なものであるがために振動を極端に嫌い、例
えば、声や空調による空気の振動や、電動化された装置
自体から発生する機械的振動でさえも問題になる。
使用環境は非常に厳しいものになっている。すなわち、
極めて精密なものであるがために振動を極端に嫌い、例
えば、声や空調による空気の振動や、電動化された装置
自体から発生する機械的振動でさえも問題になる。
【０００６】一方、最近になって、走査型レーザ顕微
鏡、共焦点顕微鏡などが実用化されている。これらの顕
微鏡は旧来の顕微鏡に比べて非常に焦点深度が小さく、
それが光軸方向の分解能になっていることにより、これ
らの顕微鏡が要求する設置環境は非常に厳しいものにな
っている。例えば、声・騒音や空調による空気の振動
や、電動化された装置自体が発する機械的な振動も観察
像を劣化させる原因となる。また、顕微鏡の電動化にと
もない、顕微鏡装置内部に振動源となる電動機構が組込
まれるようになってきた。試料ステージの移動や、フォ
ーカシング、フィルタ・プリズム等の切り替え等を電動
でおこなうための駆動機構は機械振動を発生し顕微鏡に
とっての振動源となる。
鏡、共焦点顕微鏡などが実用化されている。これらの顕
微鏡は旧来の顕微鏡に比べて非常に焦点深度が小さく、
それが光軸方向の分解能になっていることにより、これ
らの顕微鏡が要求する設置環境は非常に厳しいものにな
っている。例えば、声・騒音や空調による空気の振動
や、電動化された装置自体が発する機械的な振動も観察
像を劣化させる原因となる。また、顕微鏡の電動化にと
もない、顕微鏡装置内部に振動源となる電動機構が組込
まれるようになってきた。試料ステージの移動や、フォ
ーカシング、フィルタ・プリズム等の切り替え等を電動
でおこなうための駆動機構は機械振動を発生し顕微鏡に
とっての振動源となる。
【０００７】このため、従来では、隔離した空間に設置
したり、あるいは、装置を載置する台として、除振台を
多段重ねしたものを用いるようにしたり、除振テーブル
をグラナイト等の振動減衰能の高く、重量の大きいテー
ブルに変更したりするなどして、振動レベルを落とす努
力が払われている。
したり、あるいは、装置を載置する台として、除振台を
多段重ねしたものを用いるようにしたり、除振テーブル
をグラナイト等の振動減衰能の高く、重量の大きいテー
ブルに変更したりするなどして、振動レベルを落とす努
力が払われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような振動問題は、従来からとられている除振技術だ
けでは対応できなくなっている。つまり、除振台は床振
動の除振を目的としている装置なので、声・騒音や空調
による空気の振動や、電動化された装置自体が発する機
械的な振動などの除振台上の構造に作用する外乱にたい
して除振効果がない。また、声・騒音や空調による空気
の振動や電動化された装置自体が発する機械的な振動に
よる問題は、それらの振動により試料の観察像に影響を
あたえる部位の制振をおこなえばよいから、動吸振器の
ような局所的な制振をおこなえる方法は適しているが、
錘を使うため装置重量が増大し、また、制振対象の振動
方向に作用するように装置を構成するので、複数の方向
に振動しうる部位の制振を行う場合、各方向に作用する
ような機構が必要となり装置が大掛かりなものになって
しまう。
たような振動問題は、従来からとられている除振技術だ
けでは対応できなくなっている。つまり、除振台は床振
動の除振を目的としている装置なので、声・騒音や空調
による空気の振動や、電動化された装置自体が発する機
械的な振動などの除振台上の構造に作用する外乱にたい
して除振効果がない。また、声・騒音や空調による空気
の振動や電動化された装置自体が発する機械的な振動に
よる問題は、それらの振動により試料の観察像に影響を
あたえる部位の制振をおこなえばよいから、動吸振器の
ような局所的な制振をおこなえる方法は適しているが、
錘を使うため装置重量が増大し、また、制振対象の振動
方向に作用するように装置を構成するので、複数の方向
に振動しうる部位の制振を行う場合、各方向に作用する
ような機構が必要となり装置が大掛かりなものになって
しまう。
【０００９】また、走査型レーザ顕微鏡、共焦点顕微鏡
などの顕微鏡の光学系を保持するフレームは一般的に高
剛性につくられており、振動の減衰も早い。しかし、半
導体・液晶基板などの大型化ともない、半導体・液晶基
板検査用の顕微鏡のフレームも大型化し、振動しやすく
なっており、上述したような電動部の駆動振動等による
フレームの振動が大きく、振動が整定するまで観察・測
定をまっているのでは作業時間のロスが大きくなるとい
う問題があった。
などの顕微鏡の光学系を保持するフレームは一般的に高
剛性につくられており、振動の減衰も早い。しかし、半
導体・液晶基板などの大型化ともない、半導体・液晶基
板検査用の顕微鏡のフレームも大型化し、振動しやすく
なっており、上述したような電動部の駆動振動等による
フレームの振動が大きく、振動が整定するまで観察・測
定をまっているのでは作業時間のロスが大きくなるとい
う問題があった。
【００１０】そこで、最近、振動を外部から振動を打ち
消すような力を与えることにより、振動エネルギを吸収
するようにした、所謂、アクティブ除振装置と呼ばれる
除振装置が開発されており、例えば、あらゆる方向に対
する除振を可能にする能動型動吸振器として、特願平５
−１３０５０７号においてパラレルリンクを用いた吸振
装置が考えられている。しかし、このようなパラレルリ
ンクを用いた能動型動吸振器は、その機構構成上、運動
学的に速い応答が望めないばかりか、相互のリンクの変
位の関係式の演算を高速に行なう制御装置が必要にな
り、構成が複雑になるという問題があった。また、特開
平８−２１４８３号公報に開示された３軸独立の質量体
・アクチュエータをそなえた動吸振器も提案されてい
る。しかし、このような質量体・アクチュエータをそな
えた動吸振器は、重りなどを多数使用するため、小型化
や低コスト化の妨げとなるという問題があった。
消すような力を与えることにより、振動エネルギを吸収
するようにした、所謂、アクティブ除振装置と呼ばれる
除振装置が開発されており、例えば、あらゆる方向に対
する除振を可能にする能動型動吸振器として、特願平５
−１３０５０７号においてパラレルリンクを用いた吸振
装置が考えられている。しかし、このようなパラレルリ
ンクを用いた能動型動吸振器は、その機構構成上、運動
学的に速い応答が望めないばかりか、相互のリンクの変
位の関係式の演算を高速に行なう制御装置が必要にな
り、構成が複雑になるという問題があった。また、特開
平８−２１４８３号公報に開示された３軸独立の質量体
・アクチュエータをそなえた動吸振器も提案されてい
る。しかし、このような質量体・アクチュエータをそな
えた動吸振器は、重りなどを多数使用するため、小型化
や低コスト化の妨げとなるという問題があった。
【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、応答性良く動作して効率的に振動を吸収することが
できる小型で低コストな、能動型吸振装置を提供するこ
とを目的とする。
で、応答性良く動作して効率的に振動を吸収することが
できる小型で低コストな、能動型吸振装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
互いに直交する３軸の直交点に配置された質量体を変位
可能な変位部材により支持し、外部から与えられる振動
に対して前記３軸の方向の振動を打ち消すように前記変
位部材に反力を発生させることを特徴としている。
互いに直交する３軸の直交点に配置された質量体を変位
可能な変位部材により支持し、外部から与えられる振動
に対して前記３軸の方向の振動を打ち消すように前記変
位部材に反力を発生させることを特徴としている。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、外部から与えられる振動に対して前記３軸
方向の振動成分を検出する振動検出手段と、この振動検
出手段の検出出力に基いて前記３軸方向の振動を打ち消
すような反力を前記変位部材に発生させる制御手段とを
具備したことを特徴としている。
明において、外部から与えられる振動に対して前記３軸
方向の振動成分を検出する振動検出手段と、この振動検
出手段の検出出力に基いて前記３軸方向の振動を打ち消
すような反力を前記変位部材に発生させる制御手段とを
具備したことを特徴としている。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記質量体は前記変位部材と一体に成形さ
れていることを特徴としている。
明において、前記質量体は前記変位部材と一体に成形さ
れていることを特徴としている。
【００１５】この結果、本発明によれば、３軸方向に単
一の質量体を駆動することができるので、３軸を制振す
る吸振機能として、応答性良く動作して効率的に振動を
吸収することができる。
一の質量体を駆動することができるので、３軸を制振す
る吸振機能として、応答性良く動作して効率的に振動を
吸収することができる。
【００１６】また、本発明によれば、質量体と変位部材
は一体で加工されているため、組み立てなどに複雑な作
業を無くすことができる。
は一体で加工されているため、組み立てなどに複雑な作
業を無くすことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従い説明する。
面に従い説明する。
【００１８】図１は、本発明が適用される能動型吸振器
の概略構成を示している。図において、１は固定部で、
この固定部１は、１つの金属ブロックから構成されてい
る。また、固定部１は、Ａ、Ｂ、Ｃ面に見られる形状に
したがってワイヤカット加工機により掘り下げ貫通加工
することにより、固定部１内部に、図２に示す内部構造
が一体形成されている。つまり、図２に示すように可動
ブロック、つまり質量体３に対してｙ駆動用ばね４ａ、
４ｂ、ｘ駆動用ばね５ａ、５ｂ、ｚ駆動用ばね６ａ、６
ｂとともに、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂ、ｘ駆動用
拡大アーム８ａ、８ｂ、ｚ駆動用拡大アーム９ａ、９ｂ
が一体に形成されている。なお、図面中、１６は後述す
る振動検出器である。
の概略構成を示している。図において、１は固定部で、
この固定部１は、１つの金属ブロックから構成されてい
る。また、固定部１は、Ａ、Ｂ、Ｃ面に見られる形状に
したがってワイヤカット加工機により掘り下げ貫通加工
することにより、固定部１内部に、図２に示す内部構造
が一体形成されている。つまり、図２に示すように可動
ブロック、つまり質量体３に対してｙ駆動用ばね４ａ、
４ｂ、ｘ駆動用ばね５ａ、５ｂ、ｚ駆動用ばね６ａ、６
ｂとともに、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂ、ｘ駆動用
拡大アーム８ａ、８ｂ、ｚ駆動用拡大アーム９ａ、９ｂ
が一体に形成されている。なお、図面中、１６は後述す
る振動検出器である。
【００１９】図３は、質量体３を駆動するための圧電体
の配置を示している。
の配置を示している。
【００２０】この場合、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂ
とｘ駆動用拡大アーム８ａ、８ｂ、ｚ駆動用拡大アーム
９ａ、９ｂの一端には、それぞれ切り欠き７ａ１、７ｂ
１、８ａ１、８ｂ１、９ａ１、９ｂ１が形成され、これ
ら切り欠き７ａ１、７ｂ１、８ａ１、８ｂ１、９ａ１、
９ｂ１の端部は、固定部１と接合され、また、他端はｙ
駆動用ばね４ａ、４ｂとｘ駆動用ばね５ａ、５ｂ、ｚ駆
動用ばね６ａ、６ｂを介して質量体３に接続されてい
る。
とｘ駆動用拡大アーム８ａ、８ｂ、ｚ駆動用拡大アーム
９ａ、９ｂの一端には、それぞれ切り欠き７ａ１、７ｂ
１、８ａ１、８ｂ１、９ａ１、９ｂ１が形成され、これ
ら切り欠き７ａ１、７ｂ１、８ａ１、８ｂ１、９ａ１、
９ｂ１の端部は、固定部１と接合され、また、他端はｙ
駆動用ばね４ａ、４ｂとｘ駆動用ばね５ａ、５ｂ、ｚ駆
動用ばね６ａ、６ｂを介して質量体３に接続されてい
る。
【００２１】そして、例えば、質量体３をｙ方向に駆動
する際は、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂの切り欠き７
ａ１、７ｂ１の付近を圧電体１０ａ、１０ｂにより押圧
する。図４には、ｘｙ平面上にあるｙ方向駆動用の圧電
体１０ａ、１０ｂ、ｙ方向駆動用拡大アーム７ａ、７
ｂ、ｙ駆動用ばね４の位置関係を示している。この場
合、拡大アーム７ａ、７ｂに設けられた切り欠き７ａ
１、７ｂ１は、ｙ方向だけに曲がり易く形成されている
ため、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂは、圧電体１０
ａ、１０ｂにより切り欠き部７ａ１、７ｂ１を支点とし
て回転変位し、これにより、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、
７ｂとｙ駆動用ばね４の接続部は、てこ拡大の原理によ
って、圧電体１０ａ、１０ｂの押圧部の変位より拡大さ
れる。
する際は、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂの切り欠き７
ａ１、７ｂ１の付近を圧電体１０ａ、１０ｂにより押圧
する。図４には、ｘｙ平面上にあるｙ方向駆動用の圧電
体１０ａ、１０ｂ、ｙ方向駆動用拡大アーム７ａ、７
ｂ、ｙ駆動用ばね４の位置関係を示している。この場
合、拡大アーム７ａ、７ｂに設けられた切り欠き７ａ
１、７ｂ１は、ｙ方向だけに曲がり易く形成されている
ため、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂは、圧電体１０
ａ、１０ｂにより切り欠き部７ａ１、７ｂ１を支点とし
て回転変位し、これにより、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、
７ｂとｙ駆動用ばね４の接続部は、てこ拡大の原理によ
って、圧電体１０ａ、１０ｂの押圧部の変位より拡大さ
れる。
【００２２】また、質量体３の駆動用の圧電体１０ａ、
１０ｂは、１軸駆動につき２本用い、駆動軸に対して対
称に配置されているので、これら２本の圧電体１０ａ、
１０ｂを同じ変位で駆動することによって、質量体３は
傾くことなくまっすぐに移動させることができる。
１０ｂは、１軸駆動につき２本用い、駆動軸に対して対
称に配置されているので、これら２本の圧電体１０ａ、
１０ｂを同じ変位で駆動することによって、質量体３は
傾くことなくまっすぐに移動させることができる。
【００２３】図５は、例えば、ｙ駆動用拡大アーム７
ａ、７ｂと質量体３を接続しているｙ駆動用ばね４ａ、
４ｂを見た図で、これらｙ駆動用ばね４ａ、４ｂは、ｙ
方向には剛性が高く、ｘ方向、ｚ方向には剛性が低い必
要があり、このため、ばね形状は、長方形の薄板の長手
方向にスリット４ａ１、４ｂ１を形成し、力Ｆｙに対し
ては剛性が高く、これと直交する力Ｆｘ、Ｆｚに対して
は剛性が低くなるようにしている。
ａ、７ｂと質量体３を接続しているｙ駆動用ばね４ａ、
４ｂを見た図で、これらｙ駆動用ばね４ａ、４ｂは、ｙ
方向には剛性が高く、ｘ方向、ｚ方向には剛性が低い必
要があり、このため、ばね形状は、長方形の薄板の長手
方向にスリット４ａ１、４ｂ１を形成し、力Ｆｙに対し
ては剛性が高く、これと直交する力Ｆｘ、Ｆｚに対して
は剛性が低くなるようにしている。
【００２４】これにより、図２に示すように、同じ形状
のｙ駆動用ばね４ａ、４ｂ、ｘ駆動用ばね５ａ、５ｂ、
ｚ駆動用ばね６ａ、６ｂをｙ方向、ｘ方向、ｚ方向駆動
用として９０度ずつ向きを変えて配置して質量体３を駆
動した場合、ＸＹＺのどの方向に対しても駆動方向のば
ねの剛性は高く、それ以外のばねの剛性は低くなるの
で、各方向のばね剛性が同じ大きさならば、質量体３は
動かないことになる。
のｙ駆動用ばね４ａ、４ｂ、ｘ駆動用ばね５ａ、５ｂ、
ｚ駆動用ばね６ａ、６ｂをｙ方向、ｘ方向、ｚ方向駆動
用として９０度ずつ向きを変えて配置して質量体３を駆
動した場合、ＸＹＺのどの方向に対しても駆動方向のば
ねの剛性は高く、それ以外のばねの剛性は低くなるの
で、各方向のばね剛性が同じ大きさならば、質量体３は
動かないことになる。
【００２５】なお、図３における、１１ａ、１１ｂは、
ｘ駆動用拡大アーム８ａ、８ｂに設けられる圧電体、１
２ａ、１２ｂは、ｚ駆動用拡大アーム９ａ、９ｂに設け
られる圧電体である。
ｘ駆動用拡大アーム８ａ、８ｂに設けられる圧電体、１
２ａ、１２ｂは、ｚ駆動用拡大アーム９ａ、９ｂに設け
られる圧電体である。
【００２６】従って、このようにすれば、ｙ駆動用ばね
４は、ｙ方向には剛性が高く、ｘ方向、ｚ方向には剛性
が低い形状をしており、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂ
の変位に伴い質量体３をｙ方向に変位させ、同様にし
て、ｘ駆動用ばね５ａ、５ｂ、ｚ駆動用ばね６ａ、６ｂ
についても、質量体３をｘ方向、ｚ方向に変位させるこ
とにより（ここでのｘ方向駆動は、図３に示すｚｘ平面
内にあり、ｚ方向駆動は図３に示すｚｙ平面内にあ
る。）、質量体３のみをＸＹＺ方向に駆動することがで
きる。また、従来のように１軸に駆動する質量体とアク
チュエータを３軸分構成することがなく、３軸方向に単
一の質量体３を駆動することができるので、３軸を制振
する一体加工された能動型吸振装置として小型に構成す
ることができる。さらに、図２に示す内部構造は、一体
で加工されているため、組み立てなどに複雑な作業を必
要としないという利点もある。
４は、ｙ方向には剛性が高く、ｘ方向、ｚ方向には剛性
が低い形状をしており、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂ
の変位に伴い質量体３をｙ方向に変位させ、同様にし
て、ｘ駆動用ばね５ａ、５ｂ、ｚ駆動用ばね６ａ、６ｂ
についても、質量体３をｘ方向、ｚ方向に変位させるこ
とにより（ここでのｘ方向駆動は、図３に示すｚｘ平面
内にあり、ｚ方向駆動は図３に示すｚｙ平面内にあ
る。）、質量体３のみをＸＹＺ方向に駆動することがで
きる。また、従来のように１軸に駆動する質量体とアク
チュエータを３軸分構成することがなく、３軸方向に単
一の質量体３を駆動することができるので、３軸を制振
する一体加工された能動型吸振装置として小型に構成す
ることができる。さらに、図２に示す内部構造は、一体
で加工されているため、組み立てなどに複雑な作業を必
要としないという利点もある。
【００２７】次に、このように構成した能動型吸振器を
実際に顕微鏡に適用した例を図６により説明する。
実際に顕微鏡に適用した例を図６により説明する。
【００２８】図において、１３は顕微鏡本体で、この顕
微鏡本体１３は、試料ステージ１３ａを有し、この試料
ステージ１３ａに対向して配置された対物レンズ１３ｂ
を透過して照明光が試料ステージ１３ａ上の試料１４に
照射され、この試料１４での反射光が対物レンズ１３ｂ
を透過して観察光学系１５を介して観察可能にしてい
る。そして、このような顕微鏡本体１３の試料ステージ
１３ａ上に上述した能動型吸振器１７が載置されてい
る。
微鏡本体１３は、試料ステージ１３ａを有し、この試料
ステージ１３ａに対向して配置された対物レンズ１３ｂ
を透過して照明光が試料ステージ１３ａ上の試料１４に
照射され、この試料１４での反射光が対物レンズ１３ｂ
を透過して観察光学系１５を介して観察可能にしてい
る。そして、このような顕微鏡本体１３の試料ステージ
１３ａ上に上述した能動型吸振器１７が載置されてい
る。
【００２９】能動型吸振器１７には、振動検出器１６が
設けられている。この振動検出器１６は、試料ステージ
１３ａの振動のＸＹＺ方向の軸成分を振動検出信号１９
ａとして制御部１８に出力するようにしている。制御部
１８は、振動検出信号１９ａを受取ると、試料ステージ
１３ａのＸＹＺ方向の各軸方向の振動を打ち消すような
信号を圧電体駆動信号１９ｂとして能動型吸振器１７に
与え、質量体３を駆動させるようにしている。
設けられている。この振動検出器１６は、試料ステージ
１３ａの振動のＸＹＺ方向の軸成分を振動検出信号１９
ａとして制御部１８に出力するようにしている。制御部
１８は、振動検出信号１９ａを受取ると、試料ステージ
１３ａのＸＹＺ方向の各軸方向の振動を打ち消すような
信号を圧電体駆動信号１９ｂとして能動型吸振器１７に
与え、質量体３を駆動させるようにしている。
【００３０】このような構成において、顕微鏡本体１３
が、高倍率・高分解能のである場合、試料ステージ１３
ａでの振動は、観察光学系１５による観察で像ぶれ・像
ぼけの原因となる。
が、高倍率・高分解能のである場合、試料ステージ１３
ａでの振動は、観察光学系１５による観察で像ぶれ・像
ぼけの原因となる。
【００３１】この状態で、使用者の操作により試料ステ
ージ１３ａがＸＹＺの各方向に振動したとする。する
と、この振動に対して振動検出器１６がＸＹＺ方向の軸
成分を検出し、振動検出信号１９ａとして制御部１８に
出力する。制御部１８は、振動検出器１６からの振動検
出信号１９ａを受取ると、このときの各軸成分の振動か
ら試料ステージ１３ａの各軸方向の振動を打ち消すよう
な圧電体駆動信号１９ｂを生成し、能動型吸振器１７に
与える。
ージ１３ａがＸＹＺの各方向に振動したとする。する
と、この振動に対して振動検出器１６がＸＹＺ方向の軸
成分を検出し、振動検出信号１９ａとして制御部１８に
出力する。制御部１８は、振動検出器１６からの振動検
出信号１９ａを受取ると、このときの各軸成分の振動か
ら試料ステージ１３ａの各軸方向の振動を打ち消すよう
な圧電体駆動信号１９ｂを生成し、能動型吸振器１７に
与える。
【００３２】これにより、能動型吸振器１７では、試料
ステージ１３ａの各軸方向の振動を打ち消すように質量
体３を駆動し、試料ステージ１３ａの振動を吸収するよ
うになる。例えば、能動型吸振器１７において、試料ス
テージ１３ａの振動と同周波数で位相が異なる駆動振動
により質量体３を駆動すると、質量体３は試料ステージ
１３の振動を打ち消すように試料ステージ１３ａに力を
及ぼすことになり、このときの質量体３の駆動の反力で
試料ステージ１３ａを制振することができる。
ステージ１３ａの各軸方向の振動を打ち消すように質量
体３を駆動し、試料ステージ１３ａの振動を吸収するよ
うになる。例えば、能動型吸振器１７において、試料ス
テージ１３ａの振動と同周波数で位相が異なる駆動振動
により質量体３を駆動すると、質量体３は試料ステージ
１３の振動を打ち消すように試料ステージ１３ａに力を
及ぼすことになり、このときの質量体３の駆動の反力で
試料ステージ１３ａを制振することができる。
【００３３】従って、このような構成とすれば、振動検
出器１６により被除振対象物に作用されている振動から
ＸＹＺ方向の軸成分を検出し、振動検出信号１９ａを出
力し、この振動検出信号１９ａをもとに、制御部１８
は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向の振動成分をそれぞれ除去す
るに必要な圧電体駆動信号１９ｂを発生して対応する圧
電体１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２
ｂ、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂ、ｘ駆動用拡大アー
ム８ａ、８ｂ、ｚ駆動用拡大アーム９ａ、９ｂを有する
変位部材に与え、これらを駆動する。これら変位部材
は、既知の質量を持つ質量体３が一体で成形されてお
り、圧電体駆動信号１９ｂに対応して質量体３を変位さ
せる。このように、既知の質量を持つ質量体３に変位部
材により加速度を与えることで、慣性力（Ｆ＝Ｍα）を
発生させ、被除振対象物に作用されている力をこの慣性
力により相殺し、支配的なＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向の直線
方向の振動を除去する。そしてこのＸ、Ｙ、Ｚの３軸方
向の直線方向の成分を主体に、当該３軸方向について力
を作用させることにより、効率良く振動吸収することが
でき、応答性良く動作して除振することができるように
なり、また、応答性と効率が良いことから、広い周波数
帯域の振動に対応することもできる。
出器１６により被除振対象物に作用されている振動から
ＸＹＺ方向の軸成分を検出し、振動検出信号１９ａを出
力し、この振動検出信号１９ａをもとに、制御部１８
は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向の振動成分をそれぞれ除去す
るに必要な圧電体駆動信号１９ｂを発生して対応する圧
電体１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２
ｂ、ｙ駆動用拡大アーム７ａ、７ｂ、ｘ駆動用拡大アー
ム８ａ、８ｂ、ｚ駆動用拡大アーム９ａ、９ｂを有する
変位部材に与え、これらを駆動する。これら変位部材
は、既知の質量を持つ質量体３が一体で成形されてお
り、圧電体駆動信号１９ｂに対応して質量体３を変位さ
せる。このように、既知の質量を持つ質量体３に変位部
材により加速度を与えることで、慣性力（Ｆ＝Ｍα）を
発生させ、被除振対象物に作用されている力をこの慣性
力により相殺し、支配的なＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向の直線
方向の振動を除去する。そしてこのＸ、Ｙ、Ｚの３軸方
向の直線方向の成分を主体に、当該３軸方向について力
を作用させることにより、効率良く振動吸収することが
でき、応答性良く動作して除振することができるように
なり、また、応答性と効率が良いことから、広い周波数
帯域の振動に対応することもできる。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、応答
性良く動作して効率的に振動を吸収することができる小
型で低コストな能動型吸振装置を提供できる。
性良く動作して効率的に振動を吸収することができる小
型で低コストな能動型吸振装置を提供できる。
【図１】本発明の一実施の形態に適用される能動型動吸
振器の外観図。
振器の外観図。
【図２】一実施の形態に適用される能動型動吸振器の内
部構造を示す図。
部構造を示す図。
【図３】一実施の形態に適用される能動型動吸振器の圧
電体含む内部構造を示す図。
電体含む内部構造を示す図。
【図４】一実施の形態に適用される能動型動吸振器のｙ
方向駆動用圧電体とｙ方向駆動用拡大アームとｙ駆動用
ばねの関係を模式的に示す図。
方向駆動用圧電体とｙ方向駆動用拡大アームとｙ駆動用
ばねの関係を模式的に示す図。
【図５】一実施の形態に適用される能動型動吸振器の質
量体と拡大アームを接続している駆動用ばねを示す図。
量体と拡大アームを接続している駆動用ばねを示す図。
【図６】一実施の形態に適用される能動型動吸振装置を
適用した顕微鏡の概略構成を示す図。
適用した顕微鏡の概略構成を示す図。
１…固定部 ３…質量体 ４ａ、４ｂ…ｙ駆動用ばね、 ４ａ１、４ｂ１…スリット ５ａ、５ｂ…ｘ駆動用ばね、 ６ａ、６ｂ…ｚ駆動用ばね ７ａ、７ｂ…ｙ駆動用拡大アーム ８ａ、８ｂ…ｘ駆動用拡大アーム ９ａ、９ｂ…ｚ駆動用拡大アーム ７ａ１、７ｂ１、８ａ１、８ｂ１、９ａ１、９ｂ１…切
り欠き １０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ…圧
電体 １３…顕微鏡本体 １３ａ…試料ステージ １３ｂ…対物レンズ １４…試料 １５…観察光学系 １６…振動検出器 １７…能動型吸振器 １８…制御部 １９ａ…振動検出信号 １９ｂ…圧電体駆動信号
り欠き １０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ…圧
電体 １３…顕微鏡本体 １３ａ…試料ステージ １３ｂ…対物レンズ １４…試料 １５…観察光学系 １６…振動検出器 １７…能動型吸振器 １８…制御部 １９ａ…振動検出信号 １９ｂ…圧電体駆動信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０２Ｎ 2/00 Ｇ０１Ｐ 15/00 Ｋ (72)発明者 高橋 一 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 吉村 靖夫 東京都八王子市長房町766−５ Ｆターム(参考） 2F078 EB02 EB14 EB17 3J048 AB11 AD02 AD07 BC04 BF05 EA07 EA13 5D107 AA04 AA07 AA16 BB09 CC01 CC10 CC11 CC12 FF07 FF08
Claims (3)
- 【請求項１】 互いに直交する３軸の直交点に配置され
た質量体を変位可能な変位部材により支持し、外部から
与えられる振動に対して前記３軸の方向の振動を打ち消
すように前記変位部材に反力を発生させることを特徴と
する能動型動吸振装置。 - 【請求項２】 外部から与えられる振動に対して前記３
軸方向の振動成分を検出する振動検出手段と、この振動
検出手段の検出出力に基いて前記３軸方向の振動を打ち
消すような反力を前記変位部材に発生させる制御手段と
を具備したことを特徴とする請求項１記載の能動型動吸
振装置。 - 【請求項３】 前記質量体は前記変位部材と一体に成形
されていることを特徴とする請求項１記載の能動型動吸
振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000001737A JP2001193786A (ja) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | 能動型吸振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000001737A JP2001193786A (ja) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | 能動型吸振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001193786A true JP2001193786A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=18530931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000001737A Withdrawn JP2001193786A (ja) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | 能動型吸振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001193786A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005040223A1 (de) * | 2005-08-17 | 2007-02-22 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Bewegen eines Mess- oder Arbeitskopfes |
| JP2012149676A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Canon Inc | ベローズ機構 |
| WO2019044958A1 (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-07 | 株式会社村田製作所 | 振動装置 |
-
2000
- 2000-01-07 JP JP2000001737A patent/JP2001193786A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005040223A1 (de) * | 2005-08-17 | 2007-02-22 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Bewegen eines Mess- oder Arbeitskopfes |
| DE102005040223B4 (de) * | 2005-08-17 | 2007-08-16 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Bewegen eines Mess- oder Arbeitskopfes |
| JP2012149676A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Canon Inc | ベローズ機構 |
| WO2019044958A1 (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-07 | 株式会社村田製作所 | 振動装置 |
| JPWO2019044958A1 (ja) * | 2017-09-04 | 2020-08-06 | 株式会社村田製作所 | 振動装置 |
| JP7003997B2 (ja) | 2017-09-04 | 2022-01-21 | 株式会社村田製作所 | 振動装置 |
| US11285510B2 (en) | 2017-09-04 | 2022-03-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070403 |