JPH07128050A - スキャナシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高速走査と高精度走査を両立させたスキャナシ
ステムを得ることにある。 【構成】探針、或いは試料を保持するステージ１２を所
定の方向に走査させるためのものであって、少なくとも
圧電体と複数の駆動電極で構成される圧電体スキャナ１
１と、この１１の変位量を求め、変位信号として出力す
るスキャナ変位センサ１３と、１１の所望とする状態を
示す基準信号を発生させる基準信号発生器１４と、前記
変位信号および基準信号に基づき、１１を所望とする状
態に変位させるための第１の制御信号を生成し出力する
コントローラ１５と、前記第１の制御信号のノイズを取
り除き、第２の制御信号として出力するフィルター回路
１９と、前記第２の制御信号を一時的に記憶するメモリ
回路２２と、前記第１および第２の制御信号のどちらか
一方を選択し、１１の複数の駆動電極に駆動信号として
印加するスイッチ１７を具備したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば走査トンネル顕
微鏡（ＳＴＭ）や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）などの走査
型プローブ顕微鏡に適用され、探針や試料などを走査さ
せるスキャナシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開昭６０−１３０３０２号公報
における「サンプル表面の像を形成する方法及び装置」
のように、走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）や原子間力顕
微鏡（ＡＦＭ）など、簡単な構成で原子サイズレベルの
高い縦横方向分解能を有する走査型プローブ顕微鏡が提
案されている。

【０００３】一般に走査型プローブ顕微鏡で、その走査
手段には移動量を高精度に制御できる圧電体スキャナを
用いている。圧電体スキャナは、基本的に圧電体とその
表面に設けた電極とで構成され、電極に印加する電圧を
制御することによりｎｍオーダーで変位を制御すること
ができる。

【０００４】ところで、ＰＺＴなどの圧電体は、電圧駆
動を行ったときの変位にヒステリシスやクリープ等の現
象を示すことが良く知られている。従って、圧電体スキ
ャナを用いてステージ（探針や試料）を走査させた場
合、ステージの移動特性は非線形性（例えば、圧電体ス
キャナに図１７のような電圧を印加すると、圧電体の変
位は図１８のようになる。）を示し、走査型プローブ顕
微鏡においては、この非線形性が測定像の歪みとして現
れる。そのため、このような非線形性のような不具合を
除去する手段として、圧電体スキャナをフィードバック
制御するスキャナシステムが提案されており、歪みのな
い測定像を得ることが可能となっている。

【０００５】図１６は、このスキャナシステムを説明す
るためのブロック図である。１はチューブ型の圧電体ス
キャナ（以下、スキャナと称する）であり、その自由端
に試料、或いは探針を保持するステージ（図示せず）が
設けられている。

【０００６】３はスキャナ１のＸ方向（走査方向）およ
びＹ方向（走査方向）の現在の変位状態を求めるセンサ
であり、その現在の変位状態を示す変位信号Ｘｄ，Ｙｄ
を制御回路５に供給する。

【０００７】制御回路５は、ＸＹ基準信号発生器４で発
生されるＸ方向およびＹ方向の基準信号Ｘｂ，Ｙｂに対
して所定の処理（後述するフィードバック制御のための
処理）を行い、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれの制御信
号Ｘｃ，Ｙｃを生成する。この制御信号Ｘｃ，Ｙｃは、
スキャナを所望の状態に補正するための信号として、駆
動回路２へと供給される。駆動回路２は供給された制御
信号Ｘｃ，Ｙｃにて指示される状態にスキャナ１を変位
させるべく、駆動信号Ｘ，Ｙを与えてスキャナ１に対し
て電圧印加を行う。

【０００８】次に以上のように構成されたスキャナシス
テムの動作を説明する。まず、駆動回路２が制御回路５
から出力される制御信号Ｘｃ，Ｙｃに基づいてスキャナ
１に電圧印加を行うと、その電圧印加の状態に応じた変
位がスキャナ１に生じる。

【０００９】一方、センサ３は、スキャナ１のＸ方向お
よびＹ方向の変位状態をそれぞれ変位信号Ｘｄ，Ｙｄに
変換し、制御回路５に与える。制御回路５では、ＸＹ基
準信号発生器４から出力される基準信号Ｘｂ，Ｙｂに基
づき、スキャナ１を所定状態に変位させるべくＸ方向お
よびＹ方向のそれぞれの制御信号Ｘｃ，Ｙｃを生成して
いるが、この状態でセンサ３から供給される変位信号Ｘ
ｄ，Ｙｄを監視し、現在所望とするスキャナ１の状態と
変位信号Ｘｄ，Ｙｄが示す実際のスキャナ１の状態のと
の偏差を求める。所望とするスキャナ１の状態と実際の
スキャナ１の状態との間には、スキャナ１を構成する圧
電体に生じるヒステリシスやクリープ等によって偏差が
生じるので、制御回路５ではこの偏差を求めるのであ
る。

【００１０】そして、制御回路５は、この偏差を補償す
るように制御信号を変化させる。すなわち、センサ３に
て示される実際のスキャナ１の状態が所望とする状態と
なるようにフィードバック制御を行う。かくして非線形
性を除去した圧電体スキャナ１の走査が可能となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１６のよ
うなスキャナシステムは、一般的なスキャナシステム
（フィードバック制御をしないスキャナシステム、例え
ば図１６のＸＹ基準信号発生器４と、駆動回路２と、ス
キャナ１から構成されるスキャナシステム）と比べて構
成要素が多いため、電気的ノイズや振動等の影響を受け
やすくなる。特に、センサの電気的ノイズや振動が原因
で発生する電気的ノイズは比較的大きく、さらにこれら
のノイズがスキャナ１の駆動回路２により数倍から数十
倍に増幅されてスキャナ１に印加されるため、スキャナ
１の安定した動作が得られない。

【００１２】そこで、これらのノイズを除去するため
に、フィルター回路を設けることが考えられる、ところ
が、この場合には、このフィルター回路の時定数の影響
でフィードバック制御が不安定となり、これを解決する
には走査速度を下げなければならず測定時間が大幅に延
びてしまうという問題が生じる。このようなスキャナシ
ステム、即ち高速走査と高精度走査が両立できないスキ
ャナシステムは、短時間に高精度の位置制御が要求され
る走査型プローブ顕微鏡にとっては極めて好ましくな
い。本発明はそのような問題を解決するためなされたも
ので、高速走査と高精度走査を両立させることができる
スキャナシステムを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明は、探針、或いは試料を
保持するステージと、このステージを所定の方向に走査
させるための圧電体スキャナと、この圧電体スキャナの
変位信号を出力するスキャナ変位センサと、前記圧電体
スキャナの所望とする状態を示す基準信号を発生させる
基準信号発生手段と、前記変位信号および基準信号に基
づき、前記圧電体スキャナを所望とする状態に変位させ
るための第１の制御信号を生成し、出力する制御手段
と、前記第１の制御信号のノイズを取り除き、第２の制
御信号として出力するフィルター手段と、前記第２の制
御信号を記憶するメモリ手段と、前記第１および第２の
制御信号の一方を選択し、前記圧電体スキャナに駆動信
号として印加する駆動信号選択手段とを具備したスキャ
ナシステムである。

【００１４】

【作用】請求項１に対応する発明によれば、第１の走査
（予備走査）ではフィードバック制御を行いスキャナの
非直線性を補正しながら走査を行うとともにそのときに
スキャナに印加されている走査信号をノイズを削除した
状態でメモリ手段に記録し、第２の走査（本走査）では
メモリ手段に記録されている走査信号を用いて走査する
ことにより、高速走査を可能とした精度の高いスキャナ
システムとなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明のスキャナシステムの実施例に
ついて、図面を参照して説明する。図１は本発明の第１
実施例の概略構成を示すブロック図であり、１１はチュ
ーブ型の圧電体スキャナ（以下、スキャナと称する）で
ある。このスキャナ１１は、その自由端には試料、或い
は探針を保持するステージ１２が設けられている。

【００１６】１３はスキャナ１１のＸ方向およびＹ方向
（走査方向）の変位状態を求めるセンサであり、これら
の変位状態を示すＸ方向およびＹ方向のそれぞれの変位
信号（以下、Ｘ変位信号１０８ＸおよびＹ変位信号１０
８Ｙと称する）を制御回路１６に供給する。

【００１７】１４は、コントローラ１５から出力される
動作指示信号１０１に従って、スキャナ１１の所望とす
る動作を示すＸ基準信号１０９Ｘ、Ｙ基準信号１０９Ｙ
を発生させるＸＹ基準信号発生器であり、これらの基準
信号１０９Ｘ，１０９Ｙを制御回路１６に供給する。

【００１８】制御回路１６は、ＸＹ基準信号発生器１４
から供給されるＸ基準信号１０９ＸおよびＹ基準信号１
０９Ｙに対して所定の処理（後述するフィードバック制
御のための処理）を行い、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞ
れの制御信号（以下、Ｘ制御信号ａおよびＹ制御信号ａ
と称する）を生成する。このＸ制御信号ａおよびＹ制御
信号ａはフィルター回路１９に供給される。また、制御
回路１６は、コントローラ１５から動作停止信号１０７
が出力されると動作を停止する。

【００１９】フィルター回路１９は、制御回路１６から
出力されるＸ制御信号ａおよびＹ制御信号ａの電気的ノ
イズを除去するためのものである。ノイズ除去されたＸ
制御信号ａおよびノイズ除去されたＹ制御信号ａ（以
下、ノイズ除去されたＸ制御信号ａおよびノイズ除去さ
れたＹ制御信号ａを、それぞれＸ制御信号ｂおよびＹ制
御信号ｂと称する）はＡ／Ｄ変換器２０およびスイッチ
１７のＡ端子に供給される。

【００２０】Ａ／Ｄ変換器２０はアナログ−デジタル変
換器であり、コントローラ１５からＡＤ変換タイミング
信号１０３が出力されると、フィルター回路１９から出
力されるＸ制御信号ｂおよびＹ制御信号ｂをデジタルデ
ータに変換してメモリ回路２２に供給する。

【００２１】メモリ回路２２は、コントローラ１５から
ＡＤタイミング信号１０３に同期させて出力される書込
みタイミング信号１０４に従ってＡ／Ｄ２０から出力さ
れるＸ制御信号ｂのデジタルデータおよびＹ制御信号ｂ
のデジタルデータを一時的に記録し、またコントローラ
１５から出力される読み出しタイミング信号１０５に従
って、記録したＸ制御信号ｂのデジタルデータおよびＹ
制御信号ｂのデジタルデータをＤ／Ａ変換器２１に供給
する。

【００２２】Ｄ／Ａ変換器２１は、デジタル−アナログ
変換器であり、コントローラ１５から読み出しタイミン
グ信号１０５に同期させて出力されるＤＡ変換タイミン
グ信号１０６に従って、メモリ回路２２から出力される
Ｘ制御信号ｂのデジタルデータおよびＹ制御信号ｂのデ
ジタルデータをそれぞれアナログ信号にしてスイッチ１
７のＢ端子へ供給する。

【００２３】ところで、これらのアナログ信号は、ＡＤ
変換タイミング信号１０３の速度（変換速度）とＤＡ変
換タイミング信号１０６の速度（変換速度）が等しいと
きＸ制御信号ｂおよびＹ制御信号ｂと一致するが、ＡＤ
変換タイミング信号１０３の速度とＤＡ変換タイミング
信号１０６の速度の異なるとき、Ｘ制御信号ｂおよびＹ
制御信号ｂとは周期が異なった信号となる。言い替えれ
ば、ＡＤ変換タイミング信号１０３、或はＤＡ変換タイ
ミング信号１０６の速度を変更することで、Ｘ制御信号
ｂおよびＹ制御信号ｂの周期を変えた信号、即ちＸ制御
信号ｂおよびＹ制御信号ｂの速度を変えた信号を作り出
すことができる。

【００２４】そこで、これらのアナログ信号を、Ｘ制御
信号ｂおよびＹ制御信号ｂと区別するためにＸ制御信号
ｃおよびＹ制御信号ｃと呼ぶことにする。スイッチ１７
は、コントローラ１５から出力されるスイッチ切り替え
信号１０２に従って、フィルター回路１９から出力され
るＸ制御信号ｂおよびＹ制御信号ｂ（Ａ端子）と、Ｄ／
Ａ変換器２１から出力されるＸ制御信号ｃおよびＹ制御
信号ｃ（Ｂ端子）のどちらか一方を選択して駆動回路１
８へ供給する。

【００２５】駆動回路１８は、Ｘ制御信号ｂおよびＹ制
御信号ｂ、またはＸ制御信号ｃおよびＹ制御信号ｃのど
ちらか一方にて指示される状態にスキャナ１１を変位さ
せるべく、スキャナ１１への電圧印加を行う。

【００２６】次に以上のように構成されたスキャナシス
テムの動作を、従来のスキャナシステムと比較して説明
する。測定における所望の走査（本走査）を例えば、図
２で示されるような走査、即ちＸ方向の走査ライン数が
２５６本、Ｙ方向の走査ライン数が１本の走査であると
する。さらにこの本走査を測定時間Ｔ0 内で終了させた
いとする。まず、この本走査を従来のスキャナシステ
ム、例えば図１６で示されるスキャナシステムで行う場
合を説明しよう。

【００２７】図１６のスキャナシステムにおいて、まず
ＸＹ基準信号発生器４はＸ基準信号およびＹ基準信号を
発生させる。これらのＸ基準信号およびＹ基準信号はそ
れぞれ図３および図４で示される信号となる。そしてこ
れらのＸ基準信号およびＹ基準信号に基づいて、制御回
路５ではＸ制御信号およびＹ制御信号を生成する。これ
らのＸ制御信号およびＹ制御信号はそれぞれ図５および
図６で示される信号となる。

【００２８】ところが、これらのＸ制御信号およびＹ制
御信号は図５および図６で示される通りノイズを含んだ
信号となっているためスキャナ１の安定した動作は望め
ない。そこで、このノイズを除去するために、制御回路
５と駆動回路２の間にフィルター回路を設けた場合を考
える。この場合は、このフィルター回路の時定数の影響
でフィードバック制御が不安定になるという問題が生じ
る。また、フィードバック制御を安定させるために走査
速度を下げると測定時間Ｔ0 を越えてしまうという問題
が生じる。このように、従来のスキャナシステムでは測
定時間Ｔ0 内に高精度走査ができないことになる。

【００２９】次に、上述した本走査を第１実施例のスキ
ャナシステムで行う場合を説明する。第１実施例のスキ
ャナシステムでは本走査の前に予備走査を行う。この予
備走査では走査ライン数はＸ方向およびＹ方向に各１本
でよい。またこの予備走査ではフィードバック制御を安
定に行うために、Ｘ方向の走査速度を本走査におけるＸ
方向の走査速度よりも遅くする。つまり、走査ライン数
がＸ方向およびＹ方向に各１本の予備走査の走査時間を
Ｔ1 とおくと、少なくとも Ｔ1 ＞Ｔ0 ／２５６ なる関係が成り立つよう速度を設定する。

【００３０】以上のような予備走査を行うために、まず
コントローラ１５は、スイッチ１７にＡ端子を選択する
よう指示を出し、次にＸＹ基準信号発生器１４に予備走
査における基準信号を発生させるよう指示を与える。Ｘ
Ｙ基準信号発生器１４はその指示に従い図７および図８
で示されるようなＸ基準信号およびＹ基準信号を発生さ
せる。そしてそれを制御回路１６に供給する。

【００３１】一方、センサ１３は、スキャナ１１のＸ方
向およびＹ方向の変位状態をＸ変位信号およびＹ変位信
号に変換し、制御回路１６に与える。制御回路１６で
は、センサ１３から供給されるＸ変位信号１０８Ｘおよ
びＹ変位信号１０８Ｙを監視し、ＸＹ基準信号発生器１
４から供給されるＸ基準信号１０９ＸおよびＹ基準信号
１０９Ｙが示す現在所望とするスキャナ１１の状態とＸ
変位信号１０８ＸおよびＹ変位信号１０８Ｙが示す実際
のスキャナ１１の状態との偏差を求める。所望とするス
キャナ１１の状態と、実際のスキャナ１１の状態との間
には、スキャナ１１を構成する圧電体に生じるヒステリ
シスやクリープ等によって偏差が生じるので、制御回路
１６ではこの偏差を求めるのである。

【００３２】そして制御回路１６は、この偏差を補償す
るようにＸ基準信号およびＹ基準信号を変化させてＸ制
御信号ａおよびＹ制御信号ａを生成し、それをフィルタ
ー回路１９に出力する。

【００３３】フィルター回路１９ではＸ制御信号ａおよ
びＹ制御信号ａのノイズを除去し、Ｘ制御信号ｂおよび
Ｙ制御信号ｂとしてスイッチ１７のＡ端子へ出力する。
これらのＸ制御信号ｂおよびＹ制御信号ｂはそれぞれ図
９および図１０で示されるような信号となる。

【００３４】スイッチ１７ではＡ端子を選択しているた
め、供給されるＸ制御信号ｂおよびＹ制御信号ｂをその
まま駆動回路１８に出力する。そして駆動回路１８は、
Ｘ制御信号ｂおよびＹ制御信号ｂに基づいてスキャナ１
１への電圧印加を行なう。すなわち、センサ１３にて示
される実際のスキャナ１１の状態が所望とする状態に補
正されるようにフィードバック制御を行う。

【００３５】一方、以上の動作を行ないながら、次の動
作を行なう。まず、フィルター回路１９から出力される
ノイズ除去されたＸ制御信号ａおよびＹ制御信号ａ、即
ちＸ制御信号ｂおよびＹ制御信号ｂをスイッチ１７のＡ
端子に供給するとともにＡ／Ｄ変換器２０に供給する。
そして変換器Ａ／Ｄ２０では、コントローラ１５から出
力されるＡＤ変換タイミング信号１０３に従って、Ｘ制
御信号ｂおよびＹ制御信号ｂをデジタルデータに変換
し、メモリ回路２２に供給する。そしてメモリ回路２２
では、コントローラ１５からＡＤ変換タイミング信号１
０３に同期させて出力される書込みタイミング信号１０
４に従って、Ｘ制御信号ｂのデジタルデータおよびＹ制
御信号ｂのデジタルデータを記録する。

【００３６】そして、Ｘ方向およびＹ方向に各１本づつ
走査し、それらの走査におけるＸ制御信号ｂおよびＹ制
御信号ｂのデジタルデータがすべてメモリ回路２２に記
録されれば予備走査は終了である。

【００３７】次に本走査を行う。まずコントローラ１５
は、スイッチ１７にＢ端子を選択するよう指示を出し、
次にＸＹ基準信号発生器１４および制御回路１６に機能
を停止するよう指示を与える。そしてコントローラ１５
は読み出しタイミング信号１０５をメモリ回路２２に与
え、メモリ回路２２に記録されているＸ制御信号ｂおよ
びＹ制御信号ｂのデジタルデータを出力させる。このと
きの出力速度、即ちメモリ回路２２からの読み出し速度
はＸ制御信号ｂのデジタルデータとＹ制御信号ｂのデジ
タルデータで異なっており、Ｘ制御信号ｂのデジタルデ
ータの読み出し速度はメモリ回路２２へ記録したときの
書込み速度よりも速くなるように、そしてＹ制御信号ｂ
のデジタルデータの読み出し速度は書き込み速度よりも
遅くなるようにする。具体的には、メモリ回路２２に記
録されているＸ制御信号ｂのデジタルデータをすべて読
み出す時間がＴ0 ／２５６となるように、そしてメモリ
回路２２に記録されているＹ制御信号ｂのデジタルデー
タをすべて読み出す時間がＴ0 となるようにそれぞれ読
み出しタイミング信号１０５を与えてやる。

【００３８】以下、Ｘ制御信号ｂのデジタルデータに対
する読み出しタイミング信号１０５をＸ読み出しタイミ
ング信号、Ｙ制御信号ｂのデジタルデータに対する読み
出しタイミング信号１０５をＹ読み出しタイミング信号
と呼ぶ。そしてＸ制御信号ｂのデジタルデータをすべて
読み出す作業を２５６回繰り返す。

【００３９】そして以上の動作を行いつつ、コントロー
ラ１５はＤ／Ａ変換器２１にＤＡ変換タイミング信号１
０６を与え、Ｄ／Ａ変換器２１に供給されるＸ制御信号
ｂのデジタルデータとＹ制御信号ｂのデジタルデータを
それぞれアナログ信号に変換させる。このときの変換速
度はＸ制御信号ｂのデジタルデータとＹ制御信号ｂのデ
ジタルデータで異なっており、それぞれＸ読み出しタイ
ミング信号およびＹ読み出しタイミング信号に同期した
変換速度となっている。そしてこれらのアナログ信号
（Ｘ制御信号ｃおよびＹ制御信号ｃ）をスイッチ１７の
Ｂ端子に供給する。図１１および図１２はこうして出力
されたアナログ信号であり、それぞれＸ制御信号ｃおよ
びＹ制御信号ｃを示す。

【００４０】ところで、これらのＸ制御信号ｃおよびＹ
制御信号ｃは図１１および図１２で示される通りノイズ
のないクリーンな信号となっている。スイッチ１７では
Ｂ端子を選択するよう指示されているため、供給される
Ｘ制御信号ｃおよびＹ制御信号ｃをそのまま駆動回路１
８に出力する。そして駆動回路１８は、Ｘ制御信号ｃお
よびＹ制御信号ｃに基づいてスキャナ１１への電圧印加
を行なう。

【００４１】このように以上述べた第１実施例のスキャ
ナシステムでは、測定時間Ｔ0 内に高精度走査を行うこ
とができる。即ち、本実施例のスキャナシステムでは高
速走査と高精度走査の両立が可能となっている。これ
は、高精度の位置制御を短時間に行うことが要求される
走査プローブ顕微鏡に非常に有益であり、測定精度の向
上および測定時間の短縮に効果がある。

【００４２】第１実施例では、予備走査における走査ラ
イン数をＸ方向およびＹ方向とともに１本としたが、複
数本にすることでより高精度な走査が可能となる。また
第１実施例では、予備走査におけるＸ方向の走査および
Ｙ方向の走査を同時に行ったが、個別に行っても同様の
効果を得ることができる。

【００４３】また第１実施例では、フィルター回路１９
がフィードバックループに挿入されていたものを、図１
３のようにフィルター回路１９をフィードバックループ
から切り放しても同様の効果を得ることができる。

【００４４】続いて、本発明の第２実施例について図１
４を参照して説明する。前述した第１実施例のスキャナ
システムは、予備走査と本走査の走査速度が異なるとい
う特徴を持っている。ところでこれらの走査速度が大き
く異なる場合、予備走査と本走査のスキャナの特性に違
いが生じる可能性がある。そのため、この第２実施例で
は、フィルター回路１９を設けず、この代わりにデジタ
ルフィルター２３を設けている。そして、本走査と同じ
走査速度で予備走査を行い、そのときのノイズを含んだ
走査信号（第１実施例でいうところのＸ制御信号ａおよ
びＹ制御信号ａ）をメモリ回路２２ａに記録する。予備
走査が完了すると、メモリ回路２２ａに記録されている
ノイズを含んだ走査信号をデジタルフィルター２３に供
給する。そこで、コントローラ１５により指示されるフ
ィルター処理により走査信号のノイズを除去し、メモリ
回路２２ｂに供給する。そして、メモリ回路２２ｂに記
録されている信号を用いて本走査を行う。このようにし
て本実施例２のスキャナシステムでは予備走査を本走査
と同じ走査速度で行うことができ、予備走査と本走査の
スキャナの特性に違いが生じるという問題を解決するこ
とができる。

【００４５】また第２実施例では、図１５のように構成
し、図１４におけるＸＹ基準信号発生器１４、制御回路
１６、スイッチ１７、デジタルフィルター２３の動作を
ソフトウェアで行っても同様の効果を得ることができ
る。前述の実施例では、スキャナ１１としてチューブ型
の圧電体スキャナを例にあげたが、これに限らずトライ
ポッド型であってもよい。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、高速走査と高精度走査
を両立させたスキャナシステムが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスキャナシステムの第１実施例の
概略構成を示すブロック図。

【図２】図１の実施例の動作を説明するための走査本数
と測定時間の関係を示す図。

【図３】図１６のＸＹ基準信号発生器４から出力される
Ｘ基準信号を示す図。

【図４】図１６のＸＹ基準信号発生器４から出力される
Ｙ基準信号を示す図。

【図５】図１６の制御回路５で生成されるＸ制御信号を
示す図。

【図６】図１６の制御回路５で生成されるＹ制御信号を
示す図。

【図７】図１のＸＹ基準信号発生器１４から出力される
Ｘ基準信号を示す図。

【図８】図１のＸＹ基準信号発生器１４から出力される
Ｙ基準信号を示す図。

【図９】図１の制御回路１６で生成されるＸ制御信号を
示す図。

【図１０】図１の制御回路１６で生成されるＹ制御信号
を示す図。

【図１１】図１のＤ／Ａ変換器２１からスイッチ１７に
与えられるＸ制御信号を示す図。

【図１２】図１のＤ／Ａ変換器２１からスイッチ１７に
与えられるＹ制御信号を示す図。

【図１３】図１の実施例の変形例の概略構成を示すブロ
ック図。

【図１４】本発明によるスキャナシステムの第２実施例
の概略構成を示すブロック図。

【図１５】本発明によるスキャナシステムの第３実施例
の概略構成を示すブロック図。

【図１６】従来のスキャナシステムの１例の概略構成を
示すブロック図。

【図１７】図１６のスキャナ１に印加される電圧波形を
示す図。

【図１８】図１６のスキャナ１に電圧を印加したときの
圧電体の変位を示す図。

【符号の説明】

１１…チューブ型スキャナ、１２…ステージ、１３…セ
ンサ、１４…ＸＹ基準信号発生器、１５…コントロー
ラ、１６…制御回路、１７…スイッチ、１８…駆動回
路、１９…フィルター回路、２０…Ａ／Ｄ変換器、２１
…Ｄ／Ａ変換器、２２，２２ａ，２２ｂ…メモリ回路、
２３…デジタルフィルター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 探針、或いは試料を保持するステージ
   と、 このステージを所定の方向に走査させるための圧電体ス
   キャナと、 この圧電体スキャナの変位信号を出力するスキャナ変位
   センサと、 前記圧電体スキャナの所望とする状態を示す基準信号を
   発生させる基準信号発生手段と、 前記変位信号および基準信号に基づき、前記圧電体スキ
   ャナを所望とする状態に変位させるための第１の制御信
   号を生成し、出力する制御手段と、 前記第１の制御信号のノイズを取り除き、第２の制御信
   号として出力するフィルター手段と、 前記第２の制御信号を記憶するメモリ手段と、 前記第１および第２の制御信号の一方を選択し、前記圧
   電体スキャナに駆動信号として印加する駆動信号選択手
   段と、 を具備し、前記駆動信号選択手段により選択された第１
   または第２の制御信号に従って前記圧電体スキャナを駆
   動することを特徴とするスキャナシステム。