JPH1187235A

JPH1187235A - 能動的除振装置

Info

Publication number: JPH1187235A
Application number: JP9259410A
Authority: JP
Inventors: Shinji Wakui; 伸二涌井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】能動的除振装置をより高性能化する。【解決手段】アクチュエータと、振動計測手段と、位
置計測手段と、該振動計測手段の出力に基づく加速度フ
ィードバックループと該位置計測手段の出力に基づく位
置フィードバックループとからなる閉ループ系とを有す
る能動的支持脚を複数台用い、精密機器を搭載する除振
台を支えて除振と制振を行なう装置において、前記除振
台が設置された床の振動を計測する複合加速度計と、前
記床振動計測手段の出力を適切に信号処理して前記閉ル
ープ系に対してフィードフォワードを行なうための床振
動フィードフォワードループとを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、能動的除振装置に
関し、特に、露光用ＸＹステージを搭載してなる半導体
露光装置の一構成ユニットとして好適に使用される能動
的除振装置であって、装置が設置される床の振動が除振
台上へ伝播することを広い周波数帯域に渡って阻止する
ことができる装置構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】除振台上には振動を嫌う機器群が搭載さ
れる。例えば、光学顕微鏡や露光用ＸＹステージなどで
ある。特に、露光用ＸＹステージの場合、適切かつ迅速
な露光が行なわれるべく外部から伝達する振動を極力排
除した除振台上に同ステージは搭載されねばならない。
何故ならば、露光は露光用ＸＹステージが完全停止の状
態で行なわれねばならないからである。さらに、露光用
ＸＹステージはステップアンドリピートという間欠運転
を動作モードとして持ち、繰り返しのステップ振動を自
身が発生しこれが除振台の揺れを惹起せしめることにも
注意せねばならない。この種の振動が整定しきれないで
残留する場合も、露光動作に入ることは不可能である。
したがって、除振台には、外部振動に対する除振と、搭
載された機器自身の運動に起因した強制振動に対する制
振性能とをバランスよく実現することが求められる。ま
た、近年ＸＹステージを完全停止させてから同ステージ
上搭載のシリコンウエハに対して露光光を照射するステ
ップアンドリピート方式の半導体露光装置に代わって、
ＸＹステージなどをスキャンさせながら露光光をシリコ
ンウエハ上に照射するスキャン方式の半導体露光装置も
登場してきた。このような装置に使われる除振台に対し
ても、外部振動の除振と、搭載機器の運動に起因した強
制振動に対する制振性能とをバランスよく満たすことが
求められる。

【０００３】さて、周知のように除振台は受動的なもの
と能動的なものとに実現形態が分類される。除振台上の
搭載機器に求められる高精度位置決め、高精度スキャ
ン、高速移動などへの要求に応えるべく近年は能動的除
振装置を用いる傾向にある。それに用いられるアクチュ
エータとしては空気ばね、ボイスコイルモータ、圧電素
子などが知られている。以下においては、主に空気ばね
をアクチュエータとした能動的除振装置を対象に具体的
説明を行なう。

【０００４】まず、図９を参照して空気ばねをアクチュ
エータとする従来技術に係る能動的除振装置の構成とそ
の動作を説明する。同図において、１は精密機器を搭載
する除振台、２ａ〜ｄは能動的支持脚である。能動的支
持脚２ａ〜ｄの主な構成要素として、３ａ〜ｄは水平方
向の振動を計測する振動計測手段、４ａ〜ｄは水平方向
に駆動力を発生する不図示のサーボバルブを含めた空気
ばねアクチュエータ、５ａ〜ｄは水平方向の変位を計測
する位置計測手段である。ここで、振動計測手段３ａ〜
ｄとしては加速度センサやジオフォンセンサなどが、位
置計測手段５ａ〜ｄとしては渦電流式変位センサ、静電
容量センサ、光電変換素子を応用した位置検出センサな
どが使用できる。図示のように、除振台１の４隅には、
上述の空気ばねアクチュエータ４ａ〜ｄ、位置計測手段
５ａ〜ｄ、振動計測手段３ａ〜ｄなどを主たる構成要素
として内蔵する能動的支持脚２ａ〜ｄを配置し、除振台
１とその上に搭載する精密機器とを支持する。なお、除
振台１を鉛直方向に支持する主構成要素については不図
示であるが、上述した水平方向の構成と同様になる。

【０００５】次に、特開平７−１３９５８２号に記載さ
れた能動的支持脚２ａ〜ｄに対する運動モード別の非干
渉化フィードバック装置の構成とその動作を説明する。
まず、加速度センサなどの振動検出手段３ａ〜ｄの電気
出力Ａａ〜ｄは、除振台１のＸ軸方向並進運動、Ｙ軸方
向並進運動、そしてＺ軸回りの回転運動を抽出する加速
度に関する運動モード抽出手段６Ａに導かれて運動モー
ド加速度信号（ａ_x ，ａ_y ，ａθ_z ）を得る。この信号
は適切な増幅度と時定数とを有するゲイン補償器７ｘ，
７ｙ，７ｚを介して運動モード別の加速度に関する負帰
還信号となり、これを運動モード分配手段８の前段に加
算している。この加速度フィードバックループにより運
動モード別にダンピングが付与され機構の安定化が図ら
れる。

【０００６】さらに、位置計測手段５ａ〜ｄの電気出力
Ｚａ〜ｄは偏差増幅器９ａ〜ｄの入力となる。各偏差増
幅器９ａ〜ｄへのもうーつの入力は位置目標電圧入力端
子１０から印加される。この入力端子から指定した電圧
は、能動的支持脚２ａ〜ｄが設置されている基礎（床）
からの除振台１の平衡位置となる。偏差増幅器９ａ〜ｄ
の出力である位置偏差信号ｅ_a 〜_d は変位に関する運動
モード抽出手段６Ｐへの入力となり、その出力は運動モ
ード偏差信号 (Ｓ_x ，Ｓ_y ，Ｓθ_z ）となる。

【０００７】これらの信号は運動モードごとに定常偏差
を零にするための位置の補償器であるＰＩ補償器１１
ｘ，１ｌｙ，１１θｚに導かれて位置フィードバックル
ープを構成している。次いで、ＰＩ補償器１１ｘ，１ｌ
ｙ，１１ｚの出力信号と先に説明したゲイン補償器７
ｘ，７ｙ，７ｚの出力である運動モード別の加速度に関
する負帰還信号とを加算して運動モード別の駆動信号
(ｄ_x ，ｄ_y ，ｄθ_z ）を得る。ここで、Ｐは比例を、
Ｉは積分動作をそれぞれ意味する。運動モード別の駆動
信号 (ｄ_x ，ｄ_y ，ｄθ_z ）は、各軸への駆動信号を生
成する運動モード分配手段８への入力となる。この運動
モード分配手段８の出力信号（ｄ_a ，ｄ_b ，ｄ_c ，ｄ
_d ）で各軸の電圧電流変換器１２ａ〜ｄが励起される
と、不図示のサーボバルブの弁開閉によって空気ばねア
クチュエータ４ａ〜ｄの内圧が調整され、除振台１は位
置目標電圧入力端子１０で設定した所望の位置に定常偏
差なく保持できる。

【０００８】さて、上述した閉ループ系に対して、床振
動の除振台１への伝播を抑制するために床振動フィード
フォワードループが設けられている。床振動はホルダ１
３ｘ，１３ｙに固定された床振動検出手段（一般には、
加速度計）１４ｘ，１４ｙによって検出し、その出力を
床振動フィードフォワード補償器１５ｘ，１５ｙを介し
て運動モード分配手段８の前段にフィードフォワードし
ている。もちろん、フィードフォワードは、それぞれｘ
およびｙ方向の並進を示す運動モード駆動信号ｄ_x ，ｄ
_y を生成する部位になされる。この床振動フィードフォ
ワードループの働きによって、床振動の除振台への伝播
は抑制される。除振台上の搭載機器である例えばＸＹス
テージの位置決め精度や位置決め時間を同ループ無しの
場合に比較して改善することができる。また、より振動
の多い建屋に装置を設置しても位置決め精度と位置決め
時間の仕様を満たすように機能する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
除振装置のさらなる除振および制振性能の向上を図るこ
とを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するためになされたものである。課題を解決するため
に、本発明の能動的除振装置では、所望の方位の床振動
を検出するために、測定周波数を異にする複数個の加速
度計の出力信号を適切な信号処理を施した後に加算して
極低域から高域までの振動検出を行なう。そして、その
出力信号を床振動フィードフォワード補償器に通してア
クチュエータを励起するものである。

【００１１】より具体的に、本発明の能動的除振装置で
は、空気ばねアクチュエータ等のアクチュエータと、振
動計測手段と、位置計測手段とを有する能動的支持脚を
複数台用い、精密機器を搭載する除振台を支えて除振と
制振を行なう装置であって、振動計測手段の出力に基づ
く加速度フィードバックループと、位置計測手段の出力
に基づく位置フィードバックループとからなる閉ループ
系と、除振台が設置された床の振動を計測する複合加速
度計と、床振動計測手段の出力を適切に信号処理して閉
ループ系に対してフィードフォワードを行なうための床
振動フィードフォワードループとを備えている。

【００１２】ここで、複合加速度計は、測定周波数範囲
を異にする複数個の加速度計の出力信号を適切な信号処
理を施して加算したものである。望ましい一例として
は、長周期速度計と称する極低周波に感度を持つ加速度
計と、一般にサーボ型加速度計と称し比較的高感度で高
域まで検出感度を有する加速度計とを用いて構成する
が、前者の出力にローパス特性の信号処理を行ない、後
者の出力にはバンドパス特性の信号処理を施して両者の
信号処理出力を加算して複合加速度計を構成する。

【００１３】

【作用】上述したように、床振動の検出信号に基づいて
除振台を駆動するアクチュエータを励起するという、い
わゆる床振動フィードフォワードループによって除振率
の向上を計ることができる。床振動の検出には加速度計
を使用するが、除振率の向上は使用する加速度計自身の
周波数帯域に依存することは論を待たない。極低周波数
域での除振率向上を狙う場合には、２０秒あるいは４０
秒の周期を持つ、つまり極低周波数域で感度を持つ例え
ば長周期速度計（実公平６−２８６９８）を使用せねば
ならない（長周期速度計は速度とともに加速度も出力す
ることができる。ここでは、加速度の出力を取り出すも
のとして加速度計の仲間とする）。しかしながら、この
ような加速度計は高周波域での感度がない。例えば、測
定周波数０．０２５〜７０［Ｈｚ］の範囲に留まる。一
方、それより小型のものとしてサーボ型加速度計が在
り、その測定周波数として例えば直流〜５００［Ｈｚ］
のものがある。前者を使用した場合、極低域での除振率
は向上するが高域ではさほどでもない。一方、後者を使
用した場合、仕様では直流検出可を謳っているものの実
際には極低周波数域での感度を持たないので、床振動フ
ィードフォワード補償を施してもその周波数域で除振率
は改善できないという問題がある。しかし、高域では感
度を持つのでその周波数域での除振率は向上する。すな
わち、１種類の加速度計を使った床振動フィードフォワ
ード補償では、極低域から高域までの広い周波数帯域に
わたる除振率の向上は実現できない。

【００１４】本発明では、極低周波域に感度を持つ加速
度計としての長周期速度計と、極低周波域での感度はな
いが比較的高周波域までの感度を持つ加速度計（例え
ば、サーボ型加速度計）とを用いて、それら出力を適切
に信号処理して足し合わせることによって、極低周波か
ら高周波までの加速度の検出感度を持つ複合加速度計を
構成する。この複合加速度計を用いることによって装置
設置床の振動を広帯域に渡って検出することができる。
したがって、広帯域の床振動検出出力を使って床振動フ
ィードフォワード補償が掛けられるので、床振動から除
振台までの振動伝達率（除振率）を広帯域に渡って改善
するように作用する。

【００１５】

【実施例１】容易な理解を得るべく、図２を参照しなが
ら能動的除振装置の閉ループ系と床振動フィードフォワ
ードループの構成について説明する。これは、図９が４
軸形の能動的除振装置であるのに対して１軸形となって
いる。まず、図２では制御対象の、すなわち除振台の運
動方程式を図示の記号を使って以下のように置いてい
る。

【００１６】

【数１】閉ループ系の構成を説明しよう。図２のｋ_a ［Ｖ・ｓ²
／ｍ］のループは加速度フィードバックであり、これに
よって機構にダンピングが付与されている。ｋ_pos ［Ｖ
／ｍ］と位置の補償器であるＰＩ補償器１１が作るルー
プは位置フィードバックであり、目標電圧ｘ_r ［Ｖ］で
指定した位置への定常偏差零での位置決めを行なうもの
である。このような閉ループ系に対し、床振動α₀ をｋ
_a0［Ｖ・ｓ² ／ｍ］の感度を持つ振動検出手段１４によ
って検出し、その出力信号を床振動フィードフォワード
補償器１５を介して電圧電流変換器１２の前段にフィー
ドフォワードしている。この床振動フィードフォワード
ループは、図２のブロック線図を参照して、床振動α₀
がＣｓ＋Κを介して伝播してくる成分をキャンセルする
ように定められる。

【００１７】したがって、床振動フィードフォワード補
償器１５の伝達関数Ｇ_ff（ｓ）は次式のようになる。

【００１８】

【数２】というＰＩ補償器の形となる。ただし、Ｔ_ff＝Ｃ／Ｋと
設定する。より簡易なＧ_ff（ｓ）の実現としては、次式
のように積分器としても構わなかった。

【００１９】

【数３】この場合、（２）式におけるばね定数Κを残し、粘性摩
擦係数Ｃを無視しているのであり、低域の除振率改善を
特に意図している。その他に、（４）式の実現は、実装
する加速度計の測定周波数という性能から要請される側
面もある。

【００２０】すなわち、１／２πＴ_ff＝Ｋ／２πＣで定
められる周波数が床振動α₀ を測定する加速度計の測定
周波数範囲を越える場合、（３）式の床振動フィードフ
ォワード補償器を実装しても有効に機能しないことは明
らかなので（４）式の実現を計るしかない、という事情
もある。すなわち、当然のことながら加速度計には測定
可能な周波数範囲があり、そのことによって床振動フィ
ードフォワードによる性能向上が制約を受けるのであ
る。そこで、本実施例では、複数の加速度計を使うこと
によって測定可能な周波数範囲を拡大し、その出力信号
を使った床振動フィードフォワードにより一層の装置性
能の向上を計る。

【００２１】まず、極低域でも検出感度を持つ長周期速
度計と、極低域には感度を持たないが比較的高域まで検
出感度を持つサーボ型加速度計とを使い、これら２種類
の信号出力を合成することによって極低域から高域まで
の振動を検出することを考える。以下、２種類の加速度
計の出力信号を加算して、極低周波から高周波までの加
速度検出を行なう原理を説明する。いま、極低域でも検
出感度を有する長周期速度計の伝達関数を（５）式とお
く。

【００２２】

【数４】次に、比較的高域まで検出感度を持つサーボ型加速度計
の伝達関数を（６）式とおく。

【００２３】

【数５】ここで、Ｔ_a ＞Ｔ_b である。ただし、（６）式の表現で
は、（５）式と同様に直流域でも検出感度を持つことに
なり、極低域で感度を持たないサーボ型加速度計の特性
を表現するものになっていない。しかし、２種類の検出
出力を合成するために（６）式に対して直流カットを行
なって、次式の伝達関数と成す。すなわち、実質的に低
域での感度を無くする信号処理を行なうので、（６）式
の表現はそのままとしておく。

【００２４】

【数６】ここで、Ｔ＝Ｔ_a と設定して（５）と（７）式の出力を
加算する。すると、

【００２５】

【数７】を得る。ここで、

【００２６】

【数８】であり、Ｔ_a ＞Ｔ_b を考慮し、かつゲイン調整を行なっ
てＡ＝Ｂとなるようにすると次式を得る。

【００２７】

【数９】すなわち、ローパスフィルタ特性の周波数応答と、バン
ドパスフィルタのそれとを並列加算することによって、
高周波数域に折点を有するローパスフィルタ特性が得ら
れ、結果として極低域から高域までの加速度検出が行な
えるようになったのである。

【００２８】図３を参照して、再度（９）式を算出する
複合加速度検出系の説明を行なう。同図において、１６
は極低周波域に感度を持つ長周期速度計を、１７は比較
的高域まで感度を持つサーボ型加速度計を示し、これら
が床１８に設置されている。図中の両側矢印は、１６と
１７が検出する床１８の振動方向であり、勿論一致して
いる。長周期速度計１６の出力はローパスフィルタ特性
の加速度アンプ１９を介して電気信号に変換され、サー
ボ型加速度計１７の出力はバンドパスフィルタ特性の加
速度アンプ２０を介して電気信号に変換されている。両
加速度アンプの電気出力は加算回路２１によって加算さ
れる。この出力信号は極低域から高域までの周波数帯域
に渡って床１８の加速度を検出することができる。ブロ
ック線図で表現すると図４となり、その等価ブロック線
図は図５に、周波数特性は図６に示される。図６におい
て、Ａは長周期速度計１６の出力を加速度アンプ１９を
介して電気信号に変換したもの（直流〜７０［Η
ｚ］）、Ｂはサーボ型加速度計１７の出力を加速度アン
プ２０を介して電気信号に変換したもの（７０〜５００
［Ｈｚ］）、そしてＴは両加速度アンプの出力を並列加
算したときの周波数応答である。Ｔは測定周波数が極低
周波数（直流）〜５００［Ｈｚ］の複合加速度計として
機能していることが分かる。

【００２９】以上の背景を踏まえて、本実施例に係る能
動的除振装置の一構成例を図１に示す。図中、図９と同
じ符号を付けた部位の説明は既に述べているので省略
し、構成を異にするところの説明を行なう。図１におい
て、１６ｘ，１６ｙはＸおよびＹ軸方向の床振動を計測
する長周期速度計を、１７ｘ，１７ｙはＸおよびＹ軸方
向の床振動を計測するサーボ型加速度計をそれぞれ示
す。図３と同様に、長周期速度計１６ｘ，１６ｙの出力
はローパスフィルタ特性の加速度アンプ１９ｘ，１９ｙ
に、そしてサーボ型加速度計１７ｘ，１７ｙの出力はバ
ンドパスフィルタ特性の加速度アンプ２０ｘ，２０ｙに
導かれる。さらに、加速度アンプ１９ｘと加速度アンプ
２０ｘの出力は加算回路２１ｘに、そして加速度アンプ
１９ｙと加速度アンプ２０ｙの出力は加算回路２１ｙに
導かれて各々Ｘ方向およびＹ方向の広帯域な床振動を検
出できる複合加速度計を構成している。これら複合加速
度計の出力は、（３）式の伝達関数を有する床振動フィ
ードフォワード補償器１５ｘ，１５ｙに導かれている。
最終的に、床振動フィードフォワード補償器１５ｘ，１
５ｙの出力は、除振方向となる運動モード別の駆動信号
ｄ_x ，ｄ_y を生成するように注入されている。このよう
な装置構成によれば、床振動の除振台１への伝播を広帯
域に渡って効果的に抑制することができる。したがっ
て、その上に搭載されるＸＹステージ２２の位置決め精
度を高められると同時に位置決め時間を短縮することが
できる。

【００３０】さて、図７を参照しながら本実施例の効果
を説明しておこう。同図は、床振動から除振台上の振動
までの伝達特性である。いわゆる除振率の周波数特性を
示す。もちろん、除振率は低いことが望ましい。ここ
で、極低周波域での振動の検出感度を持つ長周期速度計
を用いて床振動フィードフォワード補償を掛けた場合の
除振率の変化は図７（ａ）に示される。斜線部が、同フ
ィードフォワード投入による除振率の改善分である。極
低周波域に振動の検出感度を持つものの、高域ではその
検出感度が低下するのでそこでの除振率は向上していな
いことが分かる。一方、比較的低周波域から高域に渡っ
て検出感度を有するサーボ型加速度計を使用して床振動
フィードフォワード補償を掛けた場合の除振率は図７
（ｂ）となる。この場合、極低周波域では検出感度がな
いので、その周波数域の除振率は床振動フィードフォワ
ードを投入しても改善できない。しかし、高域での感度
は伸びているのでそこでの除振率は改善できる。望まし
くは、極低周波から高域までに渡って除振率が改善でき
ることが望ましく、本実施例はその実現を狙っている。
本実施例による除振率は図７（ｃ）に示される。先に述
べたように、斜線部が床振動フィードフォワード投入に
よる改善部分である。同図（ａ）と（ｂ）に対比して明
らかなように、極低周波から高域に渡って除振率の改善
が計れている。

【００３１】

【実施例２】上述の実施例１では、極低域での検出感度
を持つ長周期速度計と、高域までの検出感度を持つサー
ボ型加速度計２種の出力を適切な信号処理を施して重ね
合わせて複合加速度計を構成した。そして、極低域から
高域までの加速度検出を行ない、その検出出力に基づい
て床振動フィードフォワード補償を施した。その結果、
１種類の加速度計の出力に基づく床振動フィードフォワ
ードに比べて格段の性能向上がもたらされた。

【００３２】そこで、極低域からさらに高域までの加速
度検出を行なうため、２種類に限らず３種類以上の加速
度計を使って複合加速度計を構成することができる。３
種類の加速度計の出力信号を合成した複合加速度計の一
特性を図８に示す。これは図６に対して、検出ゲインを
揃えて５００〜１０００［Ｈｚ］の帯域のＢＰＦ特性の
出力信号を並列加算したものである。図中、Ａは直流〜
７０Ｈｚ］、Ｂは７０〜５００［Ｈｚ］、Ｄは５００〜
１０００［Ｈｚ］の周波数応答を持つ。これらを並列加
算したときにはＴの記号で指し示すような広帯域にわた
る加速度検出が行なえる。そのため、Ｃｓ＋Κで表現さ
れるダイナミクスによって床から進入してくる振動は床
振動フィードフォワードによってほぼ完全にキャンセル
できる他、特に卓越した高周波ダイナミクスが存在する
場合、この振動成分をキャンセルする補償要素を従来の
床振動フィードフォワード補償器の中に組み込むことが
できる。すなわち、（３）式で表現される床振動フィー
ドフォワード補償器の伝達関数をベースにして能動的除
振装置あるいは床剛性に起因した局所的な高周波ダイナ
ミクスの除振台への伝播を抑制するための伝達関数を付
加し、（１０）式のような床振動フィードフォワード補
償器の伝達関数Ｇ_ff′（ｓ）を構成することができる。

【００３３】

【数１０】

【００３４】

【発明の適用範囲】なお、上述の実施例では、図１を参
照して、４台の能動的支持脚で除振台を支え、かつ水平
方向の除振・制振を対象にして具体的な説明が行なわれ
た。もちろん、鉛直方向に対する本発明の適用は妨げら
れないし、かつ使用する能動的支持脚の台数に制約を付
けるものでもない。また、図中の制御装置はアナログ回
路で実現しているが、一部もしくは全部をディジタル演
算装置に置き換えて実現することも本発明の範囲に属す
る。さらに、上述の実施例では空気ばねアクチュエータ
だけが推力を発生するアクチュエータであるが、電磁モ
ータの代表であるリニアモータやボイスコイルモータあ
るいは変位発生型アクチュエータの代表である圧電素子
や電歪素子を各単独に用いた能動的除振装置、あるいは
異種のアクチュエータを併用してなるハイブリッドの能
動的除振装置への本発明の適用を妨げるものではない。
加えて、複数台の能動的支持脚によって支持された除振
台に対して床振動フィードフォワード補償を掛ける場
合、各能動的支持脚ごとでかつそれが保有する駆動軸数
分の複合加速度計を備え、その出力に基づいて各能動的
支持脚ごと独立の床振動フィードフォワードループを設
けることもできる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば以下の効果がもたらされ
る。（１）極低域から中域あるいは高域までの周波数帯域に
渡って床振動が可検出となるので、床振動フィードフォ
ワードもその周波数帯域に渡って効果的に機能させるこ
とができる。（２）したがって、除振台を含めた、例えば半導体製造
装置の床に対する設置規準を大幅に緩和することができ
る。すなわち、振動の多い床へ設置しても装置性能を満
たすことができる。（３）また、床から除振台への振動伝播を抑制できるの
で、その上に搭載される精密機器であるＸＹステージの
位置決め精度が向上することはもちろんのこと、位置決
め時間も短縮させることができる。したがって、生産性
向上に寄与するところ大という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す能動的除振装置の構
成である。

【図２】能動的除振装置の閉ループと床振動フィード
フォワードループの構成である。

【図３】複合加速度計の構成である。

【図４】複合加速度検出のブロック線図である。

【図５】複合加速度検出の等価ブロック線図である。

【図６】２種の加速度計を用いた複合加速度計の周波
数特性である。

【図７】除振率の周波数特性である。

【図８】３種の加速度計を用いた複合加速度計の周波
数特性である。

【図９】従来技術に係る能動的除振装置の構成であ
る。

【符号の説明】

１：除振台、２，２ａ〜ｄ：能動的支持脚、３ａ〜ｄ：
振動計測手段、４，４ａ〜ｄ：空気ばねアクチュエー
タ、５ａ〜ｄ：位置計測手段、６Ａ：加速度に関する運
動モード抽出手段、６Ｐ：変位に関する運動モード抽出
手段、７ｘ，７ｙ，７ｚ：ゲイン補償器、８：運動モー
ド分配手段、９ａ〜ｄ：偏差増幅器、１０: 位置目標電
圧入力端子、１１ｘ，１ｌｙ，１１ｚ：ＰＩ補償器、１
２ａ〜ｄ：電圧電流変換器、１３ｘ，１３ｙ：ホルダ、
１４ｘ，１４ｙ：床振動検出手段、１５ｘ，１５ｙ：床
振動フィードフォワード補償器、１６：長周期速度計、
１７：サーボ型加速度計、１８：床、１９：ローパスフ
ィルタ特性の加速度アンプ、２０：バンドパスフィルタ
特性の加速度アンプ、２１：加算回路、２２：ＸＹステ
ージ、（Ｚ_a ，Ｚ_b ，Ｚ_c ，Ｚ_d ）：位置計測手段５ａ
〜ｄの電気出力、（ｅ_a ，ｅ_b ，ｅ_c ，ｅ_d ）：位置偏
差信号、（Ａａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄ）：加速度センサな
どの振動計測手段３ａ〜ｄの電気出力、（Ｓ_x ，Ｓ_y，
Ｓθ_z ）：運動モード偏差信号、（ａ_x ，ａ_y ，ａθ
_z ）：運動モード加速度信号、（ｄ_x ，ｄ_y ，ｄθ
_z ）：運動モード別の駆動信号、（ｄ_a ，ｄ_b ，ｄ_c，
ｄ_d ）：運動モード分配手段８の出力。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクチュエータと、振動計測手段と、位
置計測手段とを有する能動的支持脚を複数台用い、精密
機器を搭載する除振台を支えて除振と制振を行なう装置
であって、前記振動計測手段の出力に基づく加速度フィードバック
ループと、前記位置計測手段の出力に基づく位置フィー
ドバックループとからなる閉ループ系と、前記除振台が設置された床の振動を計測する複合加速度
計と、前記床振動計測手段の出力を適切に信号処理して前記閉
ループ系に対してフィードフォワードを行なうための床
振動フィードフォワードループとを備えたことを特徴と
する能動的除振装置。
【請求項２】前記複合加速度計は、測定周波数範囲を
異にする複数個の加速度計の出力信号を適切な信号処理
を施して加算したものであることを特徴とする請求項１
記載の能動的除振装置。
【請求項３】前記アクチュエータが空気ばねアクチュ
エータであることを特徴とする請求項１または２記載の
能動的除振装置。