JPH08195179A - Active vibration removing device for electronic microscope - Google Patents

Active vibration removing device for electronic microscope

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JPH08195179A
JPH08195179A JP7004690A JP469095A JPH08195179A JP H08195179 A JPH08195179 A JP H08195179A JP 7004690 A JP7004690 A JP 7004690A JP 469095 A JP469095 A JP 469095A JP H08195179 A JPH08195179 A JP H08195179A
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JP
Japan
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electron microscope
horizontal
vertical
vertical actuator
vibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP7004690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Isoya
仁 礒谷
Masaki Kurihara
雅樹 栗原
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7004690A priority Critical patent/JPH08195179A/en
Publication of JPH08195179A publication Critical patent/JPH08195179A/en
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Abstract

PURPOSE: To reduce the absolute acceleration and absolute displacement of an electron microscope main body by using horizontal and vertical actuator members. CONSTITUTION: A surface plate 5 supported on vertical actuators 3 and an electron microscope 40 main body are excited in the horizontal and vertical directions by floor vibrations. Since the electron microscope 40 is generally supported at the center of gravity, the vibration mode tilted against the horizontal plane is applied to the surface plate 5. A relative displacement tends to occur between an electron gun 11 in an electromagnetic lens holder 10 and a sample bed 9, for example. The output signal of a detector 12 is inputted to a DSP member 16 through an A/D converter 15, and the DSP member 16 instantaneously calculates the voltages corresponding to the control force by the vertical actuators 3 and horizontal actuators 4. The vertical actuators 3 and horizontal actuators 4 are driven by the calculated control voltages. The electron microscope 40 is suppressed by the control force of the actuators 3, 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子顕微鏡等の精密機器
を床振動に対して振動的に絶縁するアクティブ除振装置
に係わり、特に、機器の絶対変位あるいは絶対加速度を
低減するのに好適なアクティブ除振装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active anti-vibration device that vibratically isolates precision equipment such as an electron microscope from floor vibration, and is particularly suitable for reducing absolute displacement or absolute acceleration of equipment. The present invention relates to an active vibration isolation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子顕微鏡では、一般に、機器が設置さ
れる床面の振動が原因で画像精度が低下する恐れがある
ため、除振装置で支持された定盤上に設置される。除振
装置は、水平方向及び上下方向に剛性の低い弾性体のば
ね部材、例えば、コイルばね,空気ばね、もしくは防振
ゴム等と、減衰効果を有する粘性ダンパ等の振動減衰部
材との組み合わせが用いられることが多い。除振装置は
床面からの微振動を振動絶縁することによって、定盤及
びこれに搭載された機器の応答の絶対加速度を低減(除
振)する装置である。しかし、パッシブ除振装置は必ず
固有振動数を持ち、しかもその固有振動数を下げるには
限界がある。一般に、パッシブ除振装置の固有振動数は
1〜3Hz程度となり、1.5〜4Hz 以下の床振動に
対してはパッシブ除振装置による振動絶縁効果は得られ
ないどころか、逆に増幅させてしまう。これがパッシブ
除振装置の問題点である。
2. Description of the Related Art Generally, in an electron microscope, the image accuracy may be deteriorated due to the vibration of the floor on which the equipment is installed. Therefore, the electron microscope is installed on a surface plate supported by a vibration isolation device. The vibration isolation device has a combination of a spring member made of an elastic material having low rigidity in the horizontal direction and the vertical direction, such as a coil spring, an air spring, or a vibration damping rubber, and a vibration damping member such as a viscous damper having a damping effect. Often used. The vibration isolation device is a device for reducing (vibrating) the absolute acceleration of the response of the surface plate and the equipment mounted on the surface plate by vibrating and insulating minute vibrations from the floor surface. However, the passive vibration isolator always has a natural frequency, and there is a limit to lowering the natural frequency. Generally, the natural frequency of a passive vibration isolator becomes about 1 to 3 Hz, and floor vibrations of 1.5 to 4 Hz or less are amplified by the passive vibration isolator, rather than being able to obtain the vibration isolation effect. . This is a problem of the passive vibration isolation device.

【0003】そこで、この様な問題点を解決する方法と
して、床振動の微振動に対して定盤の振動を能動的に抑
制する方法が考えられ、この方法の従来技術は、例え
ば、特開平2−246382号公報及び特開平2−228712号公報
に記載されているように、アクチュエータを用い、定盤
上の絶対加速度等をフィードバックして能動的に定盤の
振動の絶対加速度を抑制するアクティブ除振装置があ
る。
Therefore, as a method of solving such a problem, a method of actively suppressing the vibration of the surface plate against a slight vibration of the floor vibration can be considered. As described in JP-A-2-246382 and JP-A-2-228712, an active is used to suppress absolute acceleration of vibration of the surface plate by using an actuator to feed back absolute acceleration etc. on the surface plate. There is a vibration isolation device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】アクティブ除振装置に
おける従来技術の原理によれば、床振動に対して機器を
搭載する定盤の振動を大幅に低減する効果が得られる。
しかし、従来のアクティブ除振装置は搭載機器とは独立
に設計されており、アクティブ除振装置として定盤及び
架台が設けられるため、電子顕微鏡の作業台の位置が高
くなるので、作業性が悪くなる。そこで、作業性を確保
するには、電子顕微鏡が設置されるアクティブ除振装置
の架台の下部が床レベルになるようにする必要がある。
そのため、アクティブ除振装置を設ける床部分を掘り下
げなければならず、建設コストが増加すると共に、レイ
アウトにも制限ができる。さらに、従来のアクティブ除
振装置の問題点は、除振装置に搭載される精密機器の振
動特性を正確には考慮できないため、高精度な除振・制
振性能が制約されてしまう。
According to the principle of the prior art in the active vibration isolator, the effect of significantly reducing the vibration of the surface plate on which the equipment is mounted with respect to the floor vibration can be obtained.
However, the conventional active anti-vibration device is designed independently of the on-board equipment, and since the surface plate and the pedestal are provided as the active anti-vibration device, the work table of the electron microscope becomes higher in position, resulting in poor workability. Become. Therefore, in order to secure workability, it is necessary to make the lower part of the cradle of the active vibration isolation device in which the electron microscope is installed be at the floor level.
Therefore, it is necessary to dig down the floor portion where the active vibration isolation device is provided, which increases the construction cost and limits the layout. Further, the problem with the conventional active vibration isolation device is that the vibration characteristics of the precision equipment mounted on the vibration isolation device cannot be accurately considered, so that high-precision vibration isolation / vibration suppression performance is restricted.

【0005】本発明の目的は、電子顕微鏡の高さを変え
ることがなく、機器の絶対振動量(絶対変化あるいは絶
対加速度)を高精度に低減するアクティブ除振装置を提
供することにある。
It is an object of the present invention to provide an active vibration isolator which highly accurately reduces the absolute vibration amount (absolute change or absolute acceleration) of a device without changing the height of the electron microscope.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は電子顕微鏡が有している定盤と架台の間に
設けた水平及び上下方向アクチュエータ部材または、水
平及び上下方向アクチュエータとこれに並列に設けたパ
ッシブ除振部材と定盤と電子顕微鏡本体に配置して、こ
れらの加速度あるいは変位を検出する検出器とこれらの
検出データに基づいてアクチュエータ部材を制御するコ
ントローラからなるアクティブ除振装置を設ける。アク
チュエータ部材は、積層型圧電素子を用い、床振動が制
御対象外の高振動数成分を含む場合には、これを除去す
るための高振動数成分遮断部材をも用いる。さらに、上
下方向のアクチュエータには、高さを調節する高さ調節
部材を設ける。
In order to achieve the above object, the present invention provides a horizontal and vertical actuator member or a horizontal and vertical actuator member provided between a surface plate and a pedestal of an electron microscope. A passive vibration isolation member provided in parallel with this, a surface plate and an electron microscope main body, are arranged on the main body of the electron microscope to detect the acceleration or displacement of these elements, and an active vibration isolation member consisting of a controller that controls the actuator member based on the detection data. Provide a shaking device. As the actuator member, a laminated piezoelectric element is used, and when the floor vibration includes a high frequency component that is not a control target, a high frequency component blocking member for removing the high frequency component is also used. Further, the vertical actuator is provided with a height adjusting member for adjusting the height.

【0007】[0007]

【作用】一般的に、パッシブ除振装置による電子顕微鏡
の支持は、その重心高さ、並びに重心を通る鉛直面に対
する対称位置では行われていないため、水平方向もしく
は上下方向に加振されると、これらの方向の振動と回転
振動は連成する。また、パッシブ除振装置による水平及
び上下方向の固有振動数は、電子顕微鏡本体の固有振動
数より、十分に低く設定されるため、床振動入力に対し
ても、その応答は、電子顕微鏡がほぼ剛体で、除振装置
が変形する振動モードが主体的となり、並進モードと回
転モードとが合わさった振動モードとなる。
In general, a passive vibration isolator does not support an electron microscope at the height of its center of gravity or at a symmetrical position with respect to a vertical plane passing through the center of gravity, and therefore, when it is vibrated horizontally or vertically. , Vibrations in these directions and rotational vibrations are coupled. Further, since the natural frequency in the horizontal and vertical directions by the passive vibration isolation device is set sufficiently lower than the natural frequency of the electron microscope main body, the response to the floor vibration input is almost the same as that of the electron microscope. With a rigid body, the vibration mode in which the vibration isolator deforms is the main, and the vibration mode is a combination of the translation mode and the rotation mode.

【0008】そこで、本発明では、アクティブ除振装置
を電子顕微鏡本体の重心高さに可能な限り近くに配置す
ると共に、パッシブ除振部材を併用するときは重心と剛
心が一致するように、パッシブ除振装置の上下方向ばね
定数を設計することによって、アクチュエータ部材が発
生する制御力を低減させることができる。さらに、電子
顕微鏡全体の振動モードは、パッシブ除振部材により低
周期化され、電子顕微鏡本体の高次の固有モードは励起
されないため、電子顕微鏡本体の振動モードは単純にな
るので、電子顕微鏡本体の振動状態を検出する検出器の
点数を低減させることができる。また、アクティブ除振
部材のみを用いる場合にも高振動数遮断部材のばね特性
により、電子顕微鏡本体の高次の振動モードが励起しな
いようにすることによって、電子顕微鏡本体の振動状態
を検出する検出器の点数を低減させることが可能であ
る。例えば、検出器は、上下方向アクチュエータ部材が
設置される近傍の各点における定盤と電子顕微鏡本体の
電磁レンズホルダの頭部等に配置される。これらの検出
器からのアナログ信号はA/D変換器を用いてディジタ
ル信号に変換され、これらの信号に基づいてDSP(デ
ィジタル・シグナル・プロセッサ)を用いて、これに組
み込まれたアルゴリズムに従って制御信号を高速に計算
する。この制御信号は、D/A変換器を用いてアナログ
信号に変換され、アンプで増幅される。この制御信号が
水平及び上下方向用アクチュエータを制御することによ
って、電子顕微鏡全体の水平及び上下方向の絶対加速
度、あるいは絶対変位を抑制し、電子顕微鏡の床振動の
影響を無くすことができる。
Therefore, in the present invention, the active vibration isolator is arranged as close as possible to the height of the center of gravity of the electron microscope main body, and when the passive vibration isolation member is used together, the center of gravity and the rigid center are matched. By designing the vertical spring constant of the passive vibration isolation device, the control force generated by the actuator member can be reduced. Furthermore, the vibration mode of the electron microscope as a whole is reduced by the passive vibration isolation member, and the higher eigenmodes of the electron microscope body are not excited, so the vibration mode of the electron microscope body becomes simpler. The number of detectors for detecting the vibration state can be reduced. Further, even when only the active vibration isolation member is used, the detection of detecting the vibration state of the electron microscope main body by preventing the higher-order vibration mode of the electron microscope main body from being excited by the spring characteristic of the high frequency cutoff member. It is possible to reduce the number of vessels. For example, the detector is arranged on the surface plate and the head of the electromagnetic lens holder of the electron microscope main body at each point in the vicinity where the vertical actuator member is installed. The analog signals from these detectors are converted into digital signals using A / D converters, and based on these signals, DSP (digital signal processor) is used to control signals according to algorithms incorporated therein. Calculate fast. This control signal is converted into an analog signal using a D / A converter and amplified by an amplifier. By controlling the horizontal and vertical actuators by this control signal, the horizontal and vertical absolute accelerations or absolute displacements of the entire electron microscope can be suppressed, and the influence of floor vibration of the electron microscope can be eliminated.

【0009】[0009]

【実施例】本発明の一実施例を図1,図2により説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0010】図1の実施例は電子顕微鏡40に本発明の
アクティブ除振装置を適用した例である。実施例では、
床1上に設置された架台2上に複数個の上下方向アクチ
ュエータ3及び水平方向アクチュエータ4が設けてい
る。複数個の上下方向アクチュエータ3は定盤5を支持
する。さらに、定盤5上に電子顕微鏡40の本体が搭載
される。電子顕微鏡40の電磁レンズホルダ10内には
電子ビームを放射する電子銃11と電子ビームを収束さ
せる電磁レンズ39が設けられ、電磁レンズホルダ10
内は真空ポンプ6bにより真空にされる。また、チャン
バ7内にある試料台9を、チャンバ7の外部から任意の
水平及び上下方向に移動させるためのステージ8がチャ
ンバ7に設けられ、チャンバ7内は真空ポンプ6aによ
り真空にされる。また、上下方向アクチュエータ3と水
平方向アクチュエータ4を制御するために、図1に示す
ように、上下方向アクチュエータ3と水平方向アクチュ
エータ4に設置されている定盤5上の点の水平及び上下
方向の加速度もしくは変位等及び制御対象の電子顕微鏡
40本体の振動を把握するための加速度等を検出する検
出器11を必要に応じて複数個設ける。これらの検出器
12からの信号はA/D変換器15を通してDSP部材
16に入力され、このDSP部材16には上下方向アク
チュエータ3及び水平方向アクチュエータ4を制御する
実行用プログラムが書き込まれており、DSP部材16
で高速に計算された信号はD/A変換器17,増幅器1
8を経て、上下方向アクチュエータ3及び水平方向アク
チュエータ4を制御する。なお、ROM14は上下方向
アクチュエータ3及び水平方向アクチュエータ4の制御
を開始、あるいは終了する場合等に、その指令信号をDS
P部材16に送る機能を有する。
The embodiment shown in FIG. 1 is an example in which the active vibration isolator of the present invention is applied to an electron microscope 40. In the example,
A plurality of vertical actuators 3 and horizontal actuators 4 are provided on a pedestal 2 installed on the floor 1. The plurality of vertical actuators 3 support the surface plate 5. Further, the main body of the electron microscope 40 is mounted on the surface plate 5. An electron gun 11 that emits an electron beam and an electromagnetic lens 39 that converges the electron beam are provided in the electromagnetic lens holder 10 of the electron microscope 40.
The inside is evacuated by the vacuum pump 6b. Further, a stage 8 for moving the sample table 9 in the chamber 7 from outside the chamber 7 in any horizontal and vertical directions is provided in the chamber 7, and the inside of the chamber 7 is evacuated by a vacuum pump 6a. In order to control the vertical actuator 3 and the horizontal actuator 4, as shown in FIG. 1, the horizontal and vertical directions of points on the surface plate 5 installed on the vertical actuator 3 and the horizontal actuator 4 are controlled. If necessary, a plurality of detectors 11 for detecting acceleration or displacement or the like and acceleration or the like for grasping vibration of the electron microscope 40 main body to be controlled are provided. The signals from these detectors 12 are input to the DSP member 16 through the A / D converter 15, and the DSP member 16 is written with an execution program for controlling the vertical actuator 3 and the horizontal actuator 4. DSP member 16
The signal calculated at high speed is D / A converter 17, amplifier 1
8, the vertical actuator 3 and the horizontal actuator 4 are controlled. The ROM 14 sends the command signal to the DS when starting or ending the control of the vertical actuator 3 and the horizontal actuator 4.
It has a function of sending to the P member 16.

【0011】また、図2は本発明のアクティブ除振装置
を電子顕微鏡40に適用した実施例の横断面図である。
FIG. 2 is a transverse sectional view of an embodiment in which the active vibration isolator of the present invention is applied to the electron microscope 40.

【0012】次に、図3により、本発明の上下方向アク
チュエータ3の実施例を説明する。上下方向アクチュエ
ータ3の基本構成は積層型圧電素子29,高さ調整部材
21及び高振動数成分遮断部材30である。積層型圧電
素子29は両端にブロック部材28が取付けられ、ブロ
ック部材28aは下部板部材19に捩込まれた高さ調整
部材21上にスラスト軸受部材23を介して支持され
る。高さ調整部材21の上部に設けられた凸部材に挿入
された心出し部材27は、高さ調整部材21の水平方向
に設けられた穴部に差し込まれた押し部材22により、
ブロック部材28aの溝部にはめ合わされる。また、スラ
スト軸受部材23は、多数のボールベアリング24とこ
れらを収納しているケーシング部材25とこのケーシン
グ部材25に埋め込まれたリング状の磁石部材26から
構成される。ケーシング部材25はリング状をしてお
り、水平面に対して半割れ構造となっている。ケーシン
グ部材25の断面は、ボールベアリング24がケーシン
グ部材25から外にでないように、凹形となっている。
そして、この凹形部のつば部とボールベアリング24と
の間には適当な間隙を設けて、架台2と定盤5との水平
方向の相対変位を吸収できるようにしている。そのため
に、上下方向アクチュエータ3の高さ調整時に、ボール
ベアリング24は、ケーシング部材25に埋め込まれた
リング状の磁石部材26により、凹形部の中央に位置さ
せることができ、また、心出し部材27によって、ボー
ルベアリング24から上部に位置する積層型圧電素子2
9等の水平方向の位置決めが可能となる。上下方向アク
チュエータ3の高さ調整は、高さ調整部材21を回転さ
せることによって行う。すなわち、高さ調整部材21を
回転させると、下部板部材19に捩込まれた高さ調整部
材21が上下し、この時、スラスト軸受部材23によ
り、ブロック部材28aに上下変位のみを与えて、積層
型圧電素子29への捩り荷重の伝達を防止できる。高さ
調整部材21により押し上げられた積層型圧電素子29
は、ブロック部材28b,高振動数成分遮断部材30、
さらに補強部材31を介して定盤5に適当な荷重になる
まで押し付けられる。高さ調整後にはナット部材20に
より固定する。さらに、押し部材22を高さ調整部材2
1から外して、心出し部材27を下げることによって、
ブロック部材28bの水平移動に対する拘束を解除す
る。これにより、スラスト軸受部材23のボールベアリ
ング24とケーシング部材25間には間隙があるので、
上下方向アクチュエータ3は定盤5の水平移動を拘束し
なくなる。なお、高振動数成分遮断部材30は、床振動
のうち制御対象外の高振動数成分を除去するために用い
られている。また、ブロック部材28bには積層型圧電
素子29を保護するカバー部材32が設けられている。
Next, an embodiment of the vertical actuator 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The basic structure of the vertical actuator 3 is a laminated piezoelectric element 29, a height adjusting member 21, and a high frequency component blocking member 30. Block members 28 are attached to both ends of the laminated piezoelectric element 29, and the block members 28 a are supported on a height adjusting member 21 screwed into the lower plate member 19 via thrust bearing members 23. The centering member 27 inserted in the convex member provided on the upper part of the height adjusting member 21 is pushed by the pushing member 22 inserted into the hole provided in the horizontal direction of the height adjusting member 21.
It is fitted in the groove of the block member 28a. The thrust bearing member 23 is composed of a large number of ball bearings 24, a casing member 25 accommodating the ball bearings 24, and a ring-shaped magnet member 26 embedded in the casing member 25. The casing member 25 is ring-shaped and has a half-split structure with respect to the horizontal plane. The cross section of the casing member 25 is concave so that the ball bearing 24 does not go out of the casing member 25.
An appropriate gap is provided between the flange of the concave portion and the ball bearing 24 so that the horizontal relative displacement between the pedestal 2 and the surface plate 5 can be absorbed. Therefore, when adjusting the height of the vertical actuator 3, the ball bearing 24 can be positioned at the center of the concave portion by the ring-shaped magnet member 26 embedded in the casing member 25. 27, the laminated piezoelectric element 2 located above the ball bearing 24
Positioning in the horizontal direction such as 9 becomes possible. The height of the vertical actuator 3 is adjusted by rotating the height adjusting member 21. That is, when the height adjusting member 21 is rotated, the height adjusting member 21 screwed into the lower plate member 19 moves up and down, and at this time, the thrust bearing member 23 gives only the vertical displacement to the block member 28a, It is possible to prevent the transmission of the torsion load to the laminated piezoelectric element 29. Multilayer piezoelectric element 29 pushed up by height adjusting member 21
Is a block member 28b, a high frequency component blocking member 30,
Further, it is pressed against the surface plate 5 through the reinforcing member 31 until an appropriate load is applied. After adjusting the height, the nut member 20 is used for fixing. Further, the pushing member 22 is attached to the height adjusting member 2
By removing from 1 and lowering the centering member 27,
The constraint on the horizontal movement of the block member 28b is released. Accordingly, since there is a gap between the ball bearing 24 of the thrust bearing member 23 and the casing member 25,
The vertical actuator 3 does not restrain the horizontal movement of the surface plate 5. The high frequency component blocking member 30 is used to remove high frequency components of the floor vibration that are not controlled. Further, the block member 28b is provided with a cover member 32 for protecting the laminated piezoelectric element 29.

【0013】図1と図3及び図4を用いて、この実施例
の作用を説明する。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3 and 4.

【0014】床振動により、上下方向アクチュエータ3
で支持される定盤5と電子顕微鏡40本体は水平,上下
方向に加振されるが、一般に、電子顕微鏡40は重心で
支持されていないため、定盤5には水平面に対して傾斜
する振動モードが加わる。その結果、例えば、電磁レン
ズホルダ10内の電子銃11と試料台9との間に、相対
変位が生じようとする。この時、アクチュエータ部材3
4が配置されている定盤4の各点の加速度もしくは変
位、及び制御対象の電子顕微鏡40の頂部等及び定盤5
に設けた加速度等を検出する検出器12の出力信号がA
/D変換器15を通してDSP部材16に入力され、こ
れらの加速度あるいは変位とアクチュエータのパワーの
2乗値等を評価関数として、この評価関数を最小にする
ように決定したフィードバックゲインを用いて、DSP
部材16は上下方向アクチュエータ3及び水平方向アク
チュエータ4による制御力に対応した電圧を瞬時に計算
し、この計算された制御電圧は、D/A変換器17及び
増幅器18を通して、上下方向アクチュエータ3及び水
平方向アクチュエータ4を駆動する。この上下方向アク
チュエータ3及び水平方向アクチュエータ4による制御
力は電子顕微鏡40の絶対加速度あるいは絶対変位を低
減するように、電子顕微鏡40を抑制する。
Due to floor vibration, the vertical actuator 3
The surface plate 5 and the main body of the electron microscope 40 supported by are vibrated in the horizontal and vertical directions. Generally, since the electron microscope 40 is not supported by the center of gravity, the surface plate 5 vibrates inclining with respect to the horizontal plane. Mode is added. As a result, for example, relative displacement tends to occur between the electron gun 11 in the electromagnetic lens holder 10 and the sample stage 9. At this time, the actuator member 3
Acceleration or displacement of each point of the surface plate 4 on which the surface 4 is arranged, the top of the electron microscope 40 to be controlled, and the surface plate 5
The output signal of the detector 12 for detecting acceleration etc.
The DSP gain is input to the DSP member 16 through the / D converter 15, and the acceleration gain or displacement and the square value of the power of the actuator are used as the evaluation function, and the feedback gain determined so as to minimize this evaluation function is used.
The member 16 instantly calculates the voltage corresponding to the control force by the vertical actuator 3 and the horizontal actuator 4, and the calculated control voltage is passed through the D / A converter 17 and the amplifier 18 to the vertical actuator 3 and the horizontal actuator. The directional actuator 4 is driven. The control force of the vertical actuator 3 and the horizontal actuator 4 suppresses the electron microscope 40 so as to reduce the absolute acceleration or absolute displacement of the electron microscope 40.

【0015】図5には上下方向アクチュエータ3あるい
は水平方向アクチュエータ4とパッシブ除振部材36を
並列に配置した実施例を示す。パッシブ除振部材36は
主にゴム部材35とスペーサ部材34とで構成されてお
り、特に、電子顕微鏡40の重量を支持すると共に、上
下方向アクチュエータ4の制御力を軽減することができ
る。また、万一、アクチュエータ等の故障で制御が不可
能になった場合でも、パッシブ除振部材36のみによっ
てある程度の除振効果を確保することができる。
FIG. 5 shows an embodiment in which the vertical actuator 3 or the horizontal actuator 4 and the passive vibration isolator 36 are arranged in parallel. The passive vibration isolation member 36 is mainly composed of the rubber member 35 and the spacer member 34, and in particular, can support the weight of the electron microscope 40 and reduce the control force of the vertical actuator 4. Further, even if the control becomes impossible due to a failure of the actuator or the like, it is possible to secure the vibration isolation effect to some extent only by the passive vibration isolation member 36.

【0016】さらに、図6に別の実施例を示す。図6の
実施例は、パッシブ除振部材36として中空のゴム部材
の中央に上下方向アクチュエータ部材3あるいは水平方
向アクチュエータ部材4を配置することによって一体型
にしてコンパクト化を図ったものである。
Furthermore, FIG. 6 shows another embodiment. In the embodiment of FIG. 6, the vertical actuator member 3 or the horizontal actuator member 4 is arranged at the center of a hollow rubber member as the passive vibration isolating member 36 so as to be integrated and made compact.

【0017】高さ調整部材23は、積層型圧電素子29
の高さを調整して定盤5と接触できるようにして、積層
型圧電素子29の制御力が定盤5に作用できるようにす
るための部材であり、この際の高さ調整時に、積層型圧
電素子29を荷重計として利用することが可能である。
The height adjusting member 23 is a laminated piezoelectric element 29.
Is a member for adjusting the height of the laminated plate so that it can come into contact with the platen 5 so that the control force of the laminated piezoelectric element 29 can act on the platen 5. The piezoelectric element 29 can be used as a load cell.

【0018】図7に示す実施例は、上下方向アクチュエ
ータ3を電子顕微鏡40に取付ける際、並びに電子顕微
鏡40の輸送時において、上下方向アクチュエータ3の
破損を防止するために、定盤5より上の荷重を支持する
ストッパ部材37を設けたものである。
In the embodiment shown in FIG. 7, in order to prevent the vertical actuator 3 from being damaged when the vertical actuator 3 is attached to the electron microscope 40 and during the transportation of the electron microscope 40, the embodiment above the surface plate 5 is used. A stopper member 37 that supports the load is provided.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、床振動入力を振動絶縁
する電子顕微鏡用のアクティブ除振装置において、水平
及び上下方向アクチュエータ部材を用いることによっ
て、電子顕微鏡本体の絶対加速度及び絶対変位を大幅に
低減させることができる。
According to the present invention, by using horizontal and vertical actuator members in an active vibration isolator for an electron microscope that vibrates and isolates a floor vibration input, the absolute acceleration and absolute displacement of the electron microscope main body are significantly increased. Can be reduced to

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のアクティブ除振装置を電子顕微鏡に適
用した実施例の縦断面図。
FIG. 1 is a vertical sectional view of an embodiment in which an active vibration isolator according to the present invention is applied to an electron microscope.

【図2】本発明のアクティブ除振装置を電子顕微鏡に適
用した実施例の横断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment in which the active vibration isolator of the present invention is applied to an electron microscope.

【図3】本発明の上下方向アクチュエータ部材の実施例
の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an embodiment of a vertical actuator member of the present invention.

【図4】本発明の水平方向アクチュエータ部材の実施例
の断面図。
FIG. 4 is a sectional view of an embodiment of a horizontal actuator member of the present invention.

【図5】本発明のパッシブ部材とアクチュエータ部材を
独立に配置した実施例の断面図。
FIG. 5 is a sectional view of an embodiment in which a passive member and an actuator member of the present invention are independently arranged.

【図6】本発明のパッシブ部材とアクチュエータ部材を
一体型に配置した実施例の断面図。
FIG. 6 is a sectional view of an embodiment in which a passive member and an actuator member of the present invention are integrally arranged.

【図7】本発明の水平及び上下方向アクチュエータを取
付けるときに、ストッパ部材を設けた実施例の断面図。
FIG. 7 is a sectional view of an embodiment in which a stopper member is provided when mounting the horizontal and vertical actuators of the present invention.

【図8】従来方法のアクティブ除振装置の断面図。FIG. 8 is a sectional view of an active vibration isolator according to a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…床、2…架台、3…上下方向アクチュエータ、4…
水平方向アクチュエータ、5…定盤、6…真空ポンプ、
7…チャンバ、8…ステージ、9…試料台、10…電子
レンズホルダ、11…電子銃、12…検出器、13…コ
ントローラ、14…ROM、15…A/D変換器、16
…DSP、17…D/A変換器、18…増幅器、39…
電磁レンズ、40…電子顕微鏡。
1 ... Floor, 2 ... Stand, 3 ... Vertical actuator, 4 ...
Horizontal actuator, 5 ... Surface plate, 6 ... Vacuum pump,
7 ... Chamber, 8 ... Stage, 9 ... Sample stage, 10 ... Electron lens holder, 11 ... Electron gun, 12 ... Detector, 13 ... Controller, 14 ... ROM, 15 ... A / D converter, 16
... DSP, 17 ... D / A converter, 18 ... Amplifier, 39 ...
Electromagnetic lens, 40 ... Electron microscope.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子顕微鏡のアクティブ除振装置におい
て、電子顕微鏡を構成する電磁レンズの本体を支持する
定盤と床に設置するための架台との間に設けた水平及び
上下方向アクチュエータ部材と,電子顕微鏡の振動状態
を検出する検出器と,前記検出器の信号に基づいて前記
水平及び上下方向アクチュエータ部材を制御するコント
ローラから構成されることを特徴とするアクティブ除振
装置。
1. An active vibration isolation device for an electron microscope, comprising horizontal and vertical actuator members provided between a surface plate supporting a main body of an electromagnetic lens constituting the electron microscope and a pedestal for installation on a floor, An active vibration isolation device comprising a detector for detecting a vibration state of an electron microscope and a controller for controlling the horizontal and vertical actuator members based on a signal from the detector.
【請求項2】請求項1において、弾性体であるばね部材
と必要に応じて設けられる振動減衰部材から構成される
パッシブ除振部材を少なくとも上下方向アクチュエータ
部材と並列に配置するアクティブ除振装置。
2. The active vibration isolation device according to claim 1, wherein a passive vibration isolation member including a spring member that is an elastic body and a vibration damping member that is provided as necessary is arranged in parallel with at least the vertical actuator member.
【請求項3】請求項1において、弾性体であるばね部
材,必要に応じて設けられる振動減損部材から構成され
るパッシブ除振部材を少なくとも前記上下方向アクチュ
エータ部材と一体型にするアクティブ除振装置。
3. An active vibration isolator according to claim 1, wherein a passive vibration isolator composed of a spring member which is an elastic body and a vibration depletion member which is provided as necessary is integrated with at least the vertical actuator member. .
【請求項4】請求項1,2または3において、前記水平
及び上下方向アクチュエータ部材として、積層型圧電素
子、並びに弾性体の高振動数成分遮断部材を用い、前記
上下方向アクチュエータ部材は高さを調節する高さ調節
部材を用いるアクティブ除振装置。
4. A laminated piezoelectric element and a high frequency component blocking member of an elastic body are used as the horizontal and vertical actuator members, and the vertical actuator member has a height as defined in claim 1, 2. An active vibration isolator using a height adjusting member for adjusting.
【請求項5】請求項4において、前記上下方向アクチュ
エータ部材の高さ調整部材のねじ部頭部にスラスト軸受
部材を直列に設け、前記スラスト軸受部材はボールベア
リング及び、前記ボールベアリングに接する上部と下部
に配置した二つ割れのケーシング部材から構成され、前
記ケーシング部材の上部と下部の部材はリング状でその
断面は凹型をしており、凹型のつば部と前記ボールベア
リングとの間には適当な間隙を持たせた、前記ボールベ
アリングが凹部の中央に位置するように、前記ケーシン
グ部材に磁石を埋め込むアクティブ除振装置。
5. The thrust bearing member according to claim 4, wherein a thrust bearing member is provided in series with a screw head portion of the height adjusting member of the vertical actuator member, and the thrust bearing member includes a ball bearing and an upper portion in contact with the ball bearing. It is composed of two split casing members arranged in the lower part, and the upper and lower members of the casing member are ring-shaped and have a concave cross-section, and there is a suitable gap between the concave collar part and the ball bearing. Anti-vibration device with magnets embedded in the casing member such that the ball bearing is located in the center of the recess with a large gap.
【請求項6】請求項4または5において、前記上下方向
アクチュエータの前記高さ調整部材により、前記積層型
圧電素子を適当な荷重で定盤側と床側との間に押し付け
る際、荷重計として用いるアクティブ除振装置。
6. The load meter according to claim 4 or 5, wherein the height adjusting member of the vertical actuator presses the laminated piezoelectric element between a surface plate side and a floor side with an appropriate load. Active vibration isolation device used.
【請求項7】請求項1,2,3,4または5において、
前記水平及び上下方向アクチュエータの取付け時、並び
に前記電子顕微鏡の輸送時に、アクチュエータを保護す
るために、定盤と架台との間にストッパを設けるアクテ
ィブ除振装置。
7. The method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5,
An active vibration isolation device in which a stopper is provided between a surface plate and a pedestal to protect the actuator when the horizontal and vertical actuators are attached and when the electron microscope is transported.
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