JPH0777241A - 浮上支持装置 - Google Patents

浮上支持装置

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JPH0777241A
JPH0777241A JP22317393A JP22317393A JPH0777241A JP H0777241 A JPH0777241 A JP H0777241A JP 22317393 A JP22317393 A JP 22317393A JP 22317393 A JP22317393 A JP 22317393A JP H0777241 A JPH0777241 A JP H0777241A
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JP
Japan
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levitation
gravity
center
scanned
force
Prior art date
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Pending
Application number
JP22317393A
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English (en)
Inventor
Keiichi Hirako
敬一 平子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、簡便にして、安定した高精度な指
向制御を実現すると共に、設計を含む取扱いの簡略化を
図り得るようにすることにある。 【構成】被走査体20の2位置における変位量を第1及
び第2の変位センサ22a,22bで検出して、該被走
査体20の重心の位置及び重心回りの回転角度を算出
し、この重心の位置及び重心回りの回転角度に基づいて
被走査体20に作用する力及びトルクを求めて、この力
及びトルクに基づいた駆動指令を生成して第1及び第2
の磁気軸受21a,21bを駆動制御して被走査体20
を浮上支持するように構成し、所期の目的を達成したも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば周囲の振動か
ら防振し、直線的に走査駆動される走査鏡を浮上支持す
るのに用いる浮上支持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】走査鏡を用いるシステムの例としては、
図2に示すように観測光の入射光路上に周知のビームス
プリッタ1が配設され、このビームスプリッタ1の反射
光路には固定鏡2が配設される。また、ビームスプリッ
タ1の透過光路上には、走査鏡3が後述する浮上支持装
置を介して浮上自在に配設される。そして、ビームスプ
リッタ3の他の光路上には、光検出器4が配設される。
これにより、観測光は、ビームスプリッタ1で反射され
て固定鏡2に導かれ、この固定鏡2で反射された反射光
が再びビームスプリッタ1を透過して光検出器4に入射
される。同時に、ビームスプリッタ1を透過した観測光
は、走査鏡3で反射された後、再びビームスプリッタ1
で反射されて光検出器4に入射される。ここで、走査鏡
3は、詳細を後述する上記浮上支持装置により走査軸上
に浮上支持されると共に、走査軸方向(矢印方向)に直
線的に走査駆動される。この結果、光検出器4には、固
定鏡2からの光と、走査鏡3からの光が干渉縞として入
力され、電圧信号として検出される。
【0003】図3は、このような従来の浮上支持装置を
示すもので、図中6は、上記走査鏡3が支持されるヨー
クと称する被走査体である。この被走査体6は、例えば
周知の浮上支持用第1及び第2の磁気軸受7a,7bに
遊挿される。この第1及び第2の磁気軸受7a,7b
は、所定の間隔を有して配置され、その磁気力で被走査
体6を走査軸上に浮上支持する。
【0004】そして、上記被走査体6には、非接触型の
第1及び第2の変位センサ8a,8bが上記第1及び第
2の磁気軸受7a,7bに対応して所定の間隔に対向配
置される。この第1及び第2の変位センサ8a,8b
は、それぞれ複数の検出部8a1 及び8a2 ,8b1 及
びb2 を有し、その各出力端が減算器の各入力端に接続
されており、各検出部8a1 及び8a2 ,8b1 及び8
b2 で被走査体6との間隔(ギャップ長)の変位を検出
して、その検出信号を減算器9a,9bにそれぞれ出力
する。この各減算器9a,9bは、その出力端に制御部
10a,10bがそれぞれ接続され、入力した検出信号
の差信号を求めて制御部10a,10bに出力する。こ
の制御部10a,10bは、その出力端に駆動部11
a,11bがそれぞれ接続され、入力した差信号が
「0」となるような駆動指令を生成して、各駆動部11
a,11bに出力する。駆動部11a,11bは、その
出力端に上記第1及び第2の磁気軸受7a,7bがそれ
ぞれ接続され、入力した駆動指令に応じた駆動電流を発
生して、第1及び第2の磁気軸受7a,7bをそれぞれ
駆動制御し、被走査体6とのギャップ長が一定となるよ
うに浮上支持する。
【0005】この際、被走査体6は、例えば図示しない
走査機構により走査軸上を走査制御される。しかしなが
ら、上記浮上支持装置では、第1及び第2の磁気軸受7
a,7bをそれぞれ第1及び第2の変位センサ8a,8
bの検出信号に基づいて駆動制御して被走査体6の浮上
支持を制御する独立した制御系を備えいている構成上、
その動作状態で、相互の制御系が干渉し合って、浮上制
御の精度に悪影響を及ぼすために、制御精度の向上を図
るのが困難であるという問題を有する。
【0006】また、これによると、各制御系を設計する
に当り、干渉状況を把握するために、模擬試験等を実施
して評価しなければならないために、その設計を含む取
扱いが非常に面倒であるという問題を有する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の浮上支持装置では、制御系が干渉して、高精度な浮
上支持を実現するのが困難であると共に、その設計を含
む取扱いが非常に面倒であるという問題を有する。
【0008】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、安定した高精度な浮上支持を実
現し得、且つ、設計を含む取扱いの簡略化を図り得るよ
うにした浮上支持装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、被走査体の
複数箇所を浮上支持する浮上手段と、この浮上手段に支
持された前記被走査体の複数箇所の変位を検出する変位
検出手段と、この変位検出手段で検出した前記被走査体
の複数箇所の各変位量に基づいて前記被走査体の重心の
位置及び重心回りの回転角度を算出する処理手段と、こ
の処理手段で求めた前記重心の位置及び重心回りの回転
角度に基づいて前記被走査体に作用する力及びトルクを
算出して、この力及びトルクに基づいた駆動指令を生成
して前記浮上手段を駆動制御する駆動制御手段とを備え
て浮上支持装置を構成したものである。
【0010】
【作用】上記構成によれば、浮上手段を駆動する駆動指
令は、変位検出手段で検出した変位量に基づいて算出し
た被走査体の重心の位置及び重心回りの回転角度より力
及びトルクが求められて、この力及びトルクに基づいて
生成されることにより、被走査体の複数箇所の関連した
浮上支持を可能とする。従って、被走査体の安定した高
精度な浮上支持が容易に可能となり、その設計を含む取
扱いの簡略化が促進される。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。図1はこの発明の一実施例に係
る浮上支持装置を示すもので、前記走査鏡3が支持され
る被走査体20は、例えば周知の浮上支持用の第1及び
第2の磁気軸受21a,21bに遊挿される。この第1
及び第2の磁気軸受21a,21bは、所定の間隔を有
して配置され、その磁気力で被走査体20を走査軸上に
浮上支持する。
【0012】そして、上記被走査体20には、非接触型
の第1及び第2の変位センサ22a,22bが上記第1
及び第2の磁気軸受21a,21bに対応して所定の間
隔に対向配置される。この第1及び第2の変位センサ2
2a,22bは、それぞれ複数の検出部22a1 及び2
2a2 ,22b1 及び22b2 を有し、その各出力端が
センサ信号処理部23入力端にそれぞれ接続されてお
り、各検出部22a1 及び22a2 ,22b1 及び22
b2 で被走査体20との間隔(ギャップ長)の変位を検
出して、その検出信号をセンサ信号処理部23にそれぞ
れ出力する。このセンサ信号処理部23は、その第1の
出力端に位置制御処理部24が接続され、その第2の出
力端に回転制御処理部25が接続される。センサ信号処
理部23は、入力した検出信号に基づいて被走査体20
の重心の位置(走査軸と略直交する方向の位置)及び重
心回りの回転角度を算出して、その位置信号を位置制御
処理部24に出力し、その回転角度信号を回転制御処理
部25に出力する。
【0013】上記位置制御処理部24は、その出力端に
演算処理部26の一方の入力端が接続され、入力した位
置信号に基づいて力指令値を算出して演算処理部26に
出力する。また、回転制御処理部25は、その出力端に
上記演算処理部26の他方の入力端が接続され、入力し
た回転角度信号に基づいてトルク指令値を算出して演算
処理部26に出力する。演算処理部26は、第1及び第
2の駆動部27,28が接続され、入力した力指令値及
びトルク指令値に基づいて駆動指令を生成し、図示しな
い重心位置測定手段からの上記被走査体の重心位置情報
に基づいて第1及び第2の磁気軸受21a,21bに対
応する第1及び第2の駆動指令に分配して、第1及び第
2の駆動部27,28に出力する。第1及び第2の駆動
部27,28は、その出力端が上記第1及び第2の磁気
軸受21a,21bにそれぞれ接続され、入力した第1
及び第2の駆動指令に応じた駆動電流をそれぞれ発生し
て、第1及び第2の磁気軸受21a,21bをそれぞれ
駆動制御し、被走査体20を所望の位置に浮上支持す
る。
【0014】上記構成において、第1及び第2の磁気軸
受21a,21bが駆動されて被走査体20が浮上支持
されると、第1及び第2の変位センサ22a,22bの
各検出部22a1 及び22a2 ,22b1 及び22b2
は、被走査体20とのギャップ長を検出して、その検出
信号をセンサ信号処理部23に出力する。センサ信号処
理部23は、入力した検出信号に基づいて重心の位置及
び重心回りの回転角度を算出し、その重心の位置信号を
位置制御処理部24に出力する。位置制御処理部部24
は、入力した位置信号に基づいて力指令値を算出して演
算処理部26に出力する。
【0015】同時に、センサ信号処理部23は、重心回
りの回転角度信号を回転制御処理部25に出力する。回
転制御処理部25は、入力した回転角度信号に基づいて
トルク指令値を算出して上記演算処理部26に出力す
る。演算処理部26は、入力した力指令値及びトルク指
令値に基づいて駆動指令を生成し、この駆動指令値を上
記被走査体20の重心位置情報に基づいて第1及び第2
の磁気軸受21a,21bに対応する第1及び第2の駆
動指令に分配して、第1及び第2の駆動部27,28に
出力する。第1及び第2の駆動部27,28は、入力し
た第1及び第2の駆動指令に基づいて駆動電流をそれぞ
れ発生して、第1及び第2の磁気軸受21a,21bを
それぞれ駆動制御し、被走査体20を所望の位置に浮上
支持する。
【0016】この際、図示しない被走査体走査機構が作
動され、被走査体20は、走査方向に走査駆動される。
このように、上記浮上支持装置は、被走査体20の2位
置における変位量を第1及び第2の変位センサ22a,
22bで検出して、該被走査体20の重心の位置及び重
心回りの回転角度を算出し、この重心の位置及び重心回
りの回転角度に基づいて被走査体20に作用する力及び
トルクを求めて、この力及びトルクに基づいた駆動指令
を生成して第1及び第2の磁気軸受21a,21bを駆
動制御して被走査体20を浮上支持するように構成し
た。
【0017】これによれば、第1及び第2の磁気軸受2
1a,21bを駆動する駆動指令を、被走査体20の変
位量に基づいて算出した重心の位置及び重心回りの回転
角度を求めて、力及びトルクを求め、この力及びトルク
に基づいて生成していることにより、被走査体20の2
位置の関連した浮上支持が可能となり、従来に比して被
走査体20の安定した高精度な浮上支持が実現されると
共に、その設計を含む取扱いの簡略化が図れる。
【0018】なお、上記実施例では、第1及び第2の磁
気軸受21a,21bを用いて被走査体20の2位置を
浮上支持するように構成した場合で説明したが、これに
限ることなく、2位置以上の複数位置において浮上支持
するように構成することも可能である。
【0019】また、上記実施例では、磁気軸受を用いて
被走査体を磁気浮上支持するように構成した場合で説明
したが、この磁気軸受を用いないで、浮上支持する構造
のものにおいても適用可能である。
【0020】さらに、上記実施例では、走査鏡3が配設
される走査自在な被走査体20を浮上支持するように構
成した場合で説明したが、これに限ることなく、その
他、外部からの防振を行う防振体を浮上支持する浮上支
持構造等の各種の浮上体を浮上支持する場合において適
用可能で、略同様の効果が期待される。よって、この発
明は、上記実施例に限ることなく、その他、この発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることは
勿論である。
【0021】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、安定した高精度な浮上支持を実現
し得、且つ、設計を含む取扱いの簡略化を図り得るよう
にした浮上支持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る直線走査駆動装置を
示した図。
【図2】この発明の適用されるシステムの概要を説明す
るために示した図。
【図3】従来の浮上支持装置を示した図。
【符号の説明】
1…ビームスプリッタ。 2…固定鏡。 3…走査鏡。 4…光検出器。 5…演算部。 20…被走査体。 21a,21b…第1及び第2の磁気軸受。 22a,22b…変位センサ。 22a1 ,22a2 ,22b1 ,22b2 …検出部。 23…センサ信号処理部。 24…位置制御処理部。 25…回転制御処理部。 26…演算処理部。 27,28…第1及び第2の駆動部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 浮上体の複数箇所を浮上支持する浮上手
    段と、 この浮上手段に支持された前記浮上体の複数箇所の変位
    を検出する変位検出手段と、 この変位検出手段で検出した前記浮上体の複数箇所の各
    変位量に基づいて前記浮上体の重心の位置及び重心回り
    の回転角度を算出する処理手段と、 この処理手段で求めた前記重心の位置及び重心回りの回
    転角度に基づいて前記浮上体に作用する力及びトルクを
    算出して、この力及びトルクに基づいた駆動指令を生成
    して前記浮上手段を駆動制御する駆動制御手段とを具備
    した浮上支持装置。
  2. 【請求項2】 前記浮上手段は、前記浮上体の走査軸方
    向の複数箇所に配置される複数の磁気軸受で構成されて
    なることを特徴とする請求項1記載の浮上支持装置。
JP22317393A 1993-09-08 1993-09-08 浮上支持装置 Pending JPH0777241A (ja)

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JP22317393A JPH0777241A (ja) 1993-09-08 1993-09-08 浮上支持装置

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JP22317393A JPH0777241A (ja) 1993-09-08 1993-09-08 浮上支持装置

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JP22317393A Pending JPH0777241A (ja) 1993-09-08 1993-09-08 浮上支持装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023149593A (ja) * 2022-03-31 2023-10-13 ダイキン工業株式会社 駆動システム、ターボ圧縮機、冷凍装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023149593A (ja) * 2022-03-31 2023-10-13 ダイキン工業株式会社 駆動システム、ターボ圧縮機、冷凍装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030930