除振装置
【課題】 本発明は、高速で移動する移動体及び除振装置本体の重心位置に依存することなく、除振台の姿勢が水平状態となるように精度良く制御することのできる除振装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 Ｘ−Ｙステージ１７の座標位置を認識するステージ制御手段４０と、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を求める重心位置演算手段４９と、第１の演算手段４１，４２に除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて運動モードの演算値を補正する第１の補正手段４１Ａ，４２Ａと、第２の演算手段４３，４４に除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて運動モードの演算値を補正する第２の補正手段４３Ａ，４４Ａと、第１及び第２の制御量演算手段４５，４６に除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて第１及び第２の制御量を補正する制御量補正手段４５Ａ，４６Ａと、第１及び第２の制御量に応じてアクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段４７とを設けた構成とする。
【解決手段】 Ｘ−Ｙステージ１７の座標位置を認識するステージ制御手段４０と、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を求める重心位置演算手段４９と、第１の演算手段４１，４２に除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて運動モードの演算値を補正する第１の補正手段４１Ａ，４２Ａと、第２の演算手段４３，４４に除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて運動モードの演算値を補正する第２の補正手段４３Ａ，４４Ａと、第１及び第２の制御量演算手段４５，４６に除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて第１及び第２の制御量を補正する制御量補正手段４５Ａ，４６Ａと、第１及び第２の制御量に応じてアクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段４７とを設けた構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除振装置に係り、特に除振台上を移動する移動体を備える除振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動精度の高い移動体（例えば、Ｘ−Ｙステージ）を備える電子顕微鏡や半導体露光装置等の装置では、外部からの振動を除振すると共に、移動体が移動可能に配設される除振台が水平状態となるように制御するための除振装置が設けられている。
【０００３】
除振装置は、除振装置本体と、除振装置本体の制御全般を行なう制御手段とから構成される。除振装置本体は、例えば、除振台と、除振台上を移動するステージと、床に対して除振台を支持すると共に、床からの振動を除振する除振支持機構と、除振台が水平状態となるように駆動するアクチュエータと、除振台の変動を検出するセンサとから構成される。
【０００４】
センサは、除振台の鉛直（Ｚ軸）方向の変動を検出する第１のセンサと、除振台の水平２軸（Ｘ軸及びＹ軸）方向の変動を検出する第２のセンサとから構成される。アクチュエータは、除振台を鉛直方向に駆動させる第１のアクチュエータと、除振台を水平方向に駆動させる第２のアクチュエータとから構成される。
【０００５】
制御手段は、センサの検出信号に基づき各運動モードの演算値を求めると共に、この運動モードの演算値から第１及び第２のアクチュエータの制御量を求め、制御量に応じて第１及び第２のアクチュエータを駆動させて除振台の姿勢が水平状態となるように制御する。より具体的には、制御手段は、第１のセンサの検出信号から演算されたＺ軸方向の運動モードの演算値、θx方向（Ｘ軸の回転方向）の運動モードの演算値、及びθy方向（Ｙ軸の回転方向）の運動モードの演算値に基づいて、第１のアクチュエータの制御量を求めて、第１のアクチュエータを制御すると共に、第２の検出信号から演算された水平２軸方向の運動モードの演算値とθz方向（Ｚ軸の回転方向）の運動モードの演算値とに基づいて、第２のアクチュエータの制御量を求め、第２のアクチュエータを制御する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２５９８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、図１〜図４を参照して、除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明する。図１〜図４は、除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明するための図である。なお、図１〜図４において、Ｘ方向及びＹ方向は水平２軸方向、Ｚ方向は鉛直方向をそれぞれ示す。また、Ｇ１は移動体１０２が除振台１０１の中心に位置する場合の除振装置本体１００の重心位置（以下、「重心位置Ｇ１」とする）、Ｇ１’は移動体１０２が除振台１０１の中心からＸ方向に移動した際の除振装置本体１００の重心位置（以下、「重心位置Ｇ１’」とする）、Ｆ１，Ｆ２（Ｆ１＝Ｆ２）は除振台１０１を支持する保持力（以下、「保持力Ｆ１，Ｆ２」とする）、Ｆ３，Ｆ４（Ｆ３＝Ｆ４）は除振台１０１のＹ方向に印加される第２のアクチュエータからの力（以下、「力Ｆ３，Ｆ４」とする）、Ｌ１，Ｌ２（Ｌ１＝Ｌ２）は重心位置Ｇ１から保持力Ｆ１，Ｆ２が印加される力点までの距離（以下、「距離Ｌ１，Ｌ２」とする）、Ｌ１’，Ｌ２’（Ｌ１’＜Ｌ２’）は重心位置Ｇ１’から力Ｆ３，Ｆ４が印加される力点までの距離（以下、「距離Ｌ１’，Ｌ２’」）をそれぞれ示す。
【０００７】
図１に示すように、移動体１０２が除振台１０１の中心に位置する場合には、Ｆ１・Ｌ１とＦ２・Ｌ２とが等しくなり、重心位置Ｇ１を通過するＹ軸の回転方向のモーメントが釣り合うため、除振台１０１が水平状態に対してθy方向に傾くことはない。しかし、図２に示すように、移動体１０２が移動して除振装置本体１００の重心位置Ｇ１が重心位置Ｇ１’に変化した場合には、Ｆ１・Ｌ１’＜Ｆ２・Ｌ２’となるため、重心位置Ｇ１を通過するＹ軸の回転方向のモーメントが釣り合わず、除振台１０１はθy方向に傾いてしまう。同様な理由により、除振装置本体１００の重心位置がＧ１’の場合には、水平状態に対してθx方向にも除振台１０１が傾いてしまう。
【０００８】
また、図３に示すように、移動体１０２が除振台１０１の中心に位置した状態で力Ｆ３，Ｆ４が除振台１０１に印加された場合には、Ｆ３・Ｌ１とＦ４・Ｌ２とが等しくなって、重心位置Ｇ１を通過するＺ軸の回転方向のモーメントが釣り合うため、除振台１０１が水平状態に対してθz方向に傾くことはない。しかし、図４に示すように、移動体１０２が移動して除振装置本体１００の重心位置Ｇ１が重心位置Ｇ１’に変化した場合には、Ｆ３・Ｌ１’＜Ｆ４・Ｌ２’となるため、重心位置Ｇ１を通過するＺ軸の回転方向のモーメントの釣り合いが取れなくなり、除振台１０１は重心位置Ｇ１’を軸とする旋回方向の回転力によってθz方向に傾いてしまう。
【０００９】
従来の除振装置では、移動体１０２の移動による除振装置本体１００の重心位置が変化しないものとして制御しており、精密な制御を行なう場合、除振装置本体１００の重心位置が移動することにより生じる除振台１０１の傾きが重要となり、除振台１０１の姿勢が水平状態となるように制御することが難しくなる。特に、高速でステップアンドリピートする除振装置や、移動体の重量と除振台の重量との差が小さい場合には、除振台が傾き易くなるため、上記問題が顕著となる。
【００１０】
そこで本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高速で移動する移動体及び除振装置本体の重心位置に依存することなく、除振台の姿勢が水平状態となるように精度良く制御することのできる除振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１記載の発明は、移動体を移動可能に支持する除振台と、外部からの振動を除振すると共に、除振台の鉛直方向及び水平２軸方向の変動を検出する検出手段と、除振台を鉛直方向及び水平２軸方向に変位させるアクチュエータとを有する除振ユニットとを備える除振装置本体と、前記移動体の移動を制御すると共に、移動体の座標位置を認識する移動体制御手段と、前記検出手段の検出信号に基づき、除振台の鉛直方向、水平２軸方向、及びこれらの回転方向に関する第１の運動モードの演算値を求める第１の演算手段と、該第１の運動モードの演算値に基づき、アクチュエータへ供給される制御量を求める制御量演算手段と、該制御量に基づいて、アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを有する制御手段とを備える除振装置であって、前記制御手段は、前記移動体の座標位置に基づき、除振装置本体の重心位置を求める重心位置演算手段を備え、前記第１の演算手段は、前記除振装置本体の重心位置に応じて第１の運動モードの演算値を補正する第１の補正手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記制御量演算手段は、前記除振装置本体の重心位置に応じて、アクチュエータの制御量を補正する制御量補正手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前記検出手段は、変位センサからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記検出手段は、第１の検出手段と第２の検出手段とを有し、
前記第１の検出手段は、変位センサからなり、前記第２の検出手段は、加速度センサからなることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記加速度センサの検出信号に基づき、除振台の鉛直方向、水平２軸方向、及びこれらの回転方向に関する第２の運動モードの演算値を求める第２の演算手段を設けると共に、該第２の演算手段に前記除振装置本体の重心位置に応じて、第２の運動モードの演算値を補正する第２の補正手段をさらに設け、前記制御量演算手段は、第１及び第２の補正手段により補正された第１及び第２の運動モードの演算値に基づき、アクチュエータの制御量を求めると共に、前記制御量補正手段により前記除振装置本体の重心位置に応じて、該アクチュエータの制御量を補正することを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、前記制御手段は、前記移動体の座標位置に対応する除振装置本体の重心位置が格納された記憶手段をさらに備え、前記重心位置演算手段は、前記記憶手段の中から移動体の座標位置に対応する除振装置本体の重心位置のデータを読み込むことを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記移動体は、前記除振台上を水平２軸方向に移動するＸ−Ｙステージであることを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明は、前記アクチュエータは、空気バネ或いはボイスコイルモータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、移動体の座標位置に基づき、除振装置本体の重心位置を求める重心位置演算手段と、第１の演算手段に除振装置本体の重心位置に基づき、第１の運動モードの演算値を補正する第１の補正手段とを設け、制御量演算手段により除振装置本体の重心位置を通過する鉛直軸の回転方向のモーメント及び水平２軸の回転方向のモーメントがそれぞれ釣り合うようなアクチュエータの制御量を求め、アクチュエータ制御手段により該制御量に応じてアクチュエータを制御することにより、移動体が高速で移動した場合や、移動体の移動により除振装置本体の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台の姿勢が水平状態となるように精度良く制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００２２】
図５は、本発明の一実施の形態に係る除振装置の概略構成図である。図６は除振装置本体の断面図であり、図７は除振装置本体の平面図である。なお、図５〜図７において、Ｘ−Ｙ（Ｘ軸及びＹ軸）方向は水平２軸方向、Ｚ（Ｚ軸）方向は鉛直方向、Ｇ２はＸ−Ｙステージ１７が移動することにより変動する除振装置本体１１の重心位置（以下、「重心位置Ｇ２」とする）、Ｇ３は除振台１３の重心位置（以下、「重心位置Ｇ３」とする）をそれぞれ示している。
【００２３】
図５に示すように、本実施の形態の除振装置１０は、除振装置本体１１と、除振装置本体１１の制御全般を行なう制御手段１２とを有する。除振装置１０は、外部からの振動を除振すると共に、移動体（本実施の形態の場合、Ｘ−Ｙステージ１７）が移動可能に配設される除振台１３が水平状態となるように制御するためのものであり、例えば、移動精度の高いステージを備える電子顕微鏡や半導体露光装置等に適用される。
【００２４】
図５〜図７を参照するに、除振装置本体１１は、移動体であるＸ−Ｙステージ１７を移動可能に支持する除振台１３と、除振ユニット１５，１６とを有する。除振台１３は、直方体の形状をなしており、除振ユニット１５，１６を介して、床１４に支持されている。また、除振台１３の剛性運動は、ＸＹＺ座標系を基準に考えるとＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸（鉛直軸）方向、Ｘ軸の回転方向θx、Ｙ軸の回転方向θy、及びＺ軸の回転方向θzの６つの運動モード（「振動モード」ともいう）に分解される。
【００２５】
Ｘ−Ｙステージ１７は、除振台１３上に載置されており、Ｘ軸方向に移動するＸステージと、Ｙ軸方向に移動するＹステージと、Ｘステージ及びＹステージの座標位置を認識するＸリニアスケール及びＹリニアスケール（図示せず）とを有する。Ｘリニアスケールは、Ｘ−Ｙステージ１７のＸ軸の座標位置を認識するためのものである。Ｙリニアスケールは、Ｘ−Ｙステージ１７のＹ軸の座標位置を認識するためのものである。
【００２６】
除振ユニット１５は、除振台１３の４隅のうちの３箇所に設けられており、残りの１箇所には除振ユニット１６が設けられている（図７参照）。除振ユニット１５，１６は、床１４に対して除振台１３を支持すると共に、床１４からの振動を除振や、除振台１３が水平状態となるように調整するためのものである。
【００２７】
図８は、除振ユニットの断面図である。次に、図８を参照して、除振ユニット１５について説明する。除振ユニット１５は、ベース部材１８と、浮上部材２２と、除振支持機構２６，２７と、第１及び第２のアクチュエータ３３，３４と、第１及び第２の変位センサ３６，３７と、第１及び第２の加速度センサ３８，３９とを有する。
【００２８】
ベース部材１８は、床１４上に配置されており、板体１９と、板体１９と一体的に形成された突出部２１とから構成される。浮上部材２２は、枠体２３と、枠体２３上に一体的に形成された突出部２４とから構成される。浮上部材２２は、除振支持機構２６，２７を介して、ベース部材１８に支持される。枠体２３は、突出部２１を囲むような形状とされている。枠体２３と突出部２１との間には、除振支持機構２６，２７、第１及び第２のアクチュエータ３３，３４、及び第２の変位センサ３７を配置するための空間が形成されている。突出部２４は、除振台１３を直接支持するものである。突出部２４は、例えば、ネジ締結により除振台１３に固定される。
【００２９】
除振支持機構２６は、突出部２１の側面２１Ｂと、突出部２１の側面２１Ｂと対向する枠体２３とを接続するよう設けられる。除振支持機構２６は、水平方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）から浮上部材２２を支持すると共に、外部から伝わる水平方向の振動を除振する。
【００３０】
除振支持機構２７は、突出部２１の上面２１Ａと、突出部２１の上面２１Ａと対向する枠体２３とを接続するよう設けられる。除振支持機構２７は、鉛直方向から浮上部材２２を支持すると共に、外部から伝わる鉛直方向の振動を除振するためのものである。除振支持機構２６，２７は、例えば、バネとダッシュポット等から構成することができる。
【００３１】
図９は、アクチュエータの配設位置の一例を示した図である。第１のアクチュエータ３３は、突出部２１の上面２１Ａと、突出部２１の上面２１Ａと対向する枠体２３とを接続するよう設けられる。第１のアクチュエータ３３は、除振台１３をＺ軸方向に変位させるためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、４つの第１のアクチュエータ３３（以下、「第１のアクチュエータ３３z1〜３３z4」とする）が設けられている。第１のアクチュエータ３３z1〜３３z4は、例えば、図９に示すような位置に配設することができる。
【００３２】
第２のアクチュエータ３４は、突出部２１の側面２１Ｂと、突出部２１の側面２１Ｂと対向する枠体２３とを接続するよう設けられる。第２のアクチュエータ３４は、除振台１３を水平方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）に変位させるためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、除振台１３をＸ軸方向に変位させる第２のアクチュエータ３４x1，３４x2と、除振台１３をＹ軸方向に変位させる第２のアクチュエータ３４y1，３４y2とが設けられている。第２のアクチュエータ３４x1，３４x2，３４y1，３４y2は、例えば、図９に示すような位置に配設することができる。
【００３３】
第１及び第２のアクチュエータ３３，３４は、除振台１３の姿勢を水平状態となるようにするためのものである。第１及び第２のアクチュエータ３３，３４には、例えば、空気バネやボイスコイルモータ等を用いることができる。第１及び第２のアクチュエータ３３，３４として、例えば、空気バネを用いた場合には、ボイスコイルモータを用いた場合と比較して、第１及び第２のアクチュエータ３３，３４を小型化することができる。
【００３４】
図１０は、変位センサ及び加速度センサの配設位置の一例を示した図である。第１の検出手段である第１の変位センサ３６は、板体１９の上面１９Ａに設けられている。第１の変位センサ３６は、除振台１３のＺ軸方向の変位を検出するためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、３つの第１の変位センサ３６（以下、「第１の変位センサ３６z1，３６z2，３６z3」とする）が設けられている。第１の変位センサ３６z1は検出信号Ｄz1、第１の変位センサ３６z2は検出信号Ｄz2、第１の変位センサ３６z3は検出信号Ｄz３をそれぞれ検出する。これら検出信号Ｄz1，Ｄz2，Ｄz3は、後述する第１の演算手段４１に送信される（図１１参照）。
【００３５】
第１の検出手段である第２の変位センサ３７は、突出部２１の側面２１Ｃに設けられている。第２の変位センサ３７は、除振台１３のＸ軸方向及びＹ軸方向の変位を検出するためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、３つの第２の変位センサ３７（以下、「第２の変位センサ３７x1，３７x2，３７y1」とする）が設けられている。第２の変位センサ３７x1，３７x2は、除振台１３のＸ軸方向の変位を検出するセンサであり、第２の変位センサ３７y1は、Ｙ軸方向の除振台１３の変位を検出するセンサである。第２の変位センサ３７x1は検出信号Ｄx1、第２の変位センサ３７x2は検出信号Ｄx2、第２の変位センサ３７y1は検出信号Ｄy1をそれぞれ検出する。これら検出信号Ｄx1，Ｄx2，Ｄy1は、後述する第１の演算手段４２に送信される（図１１参照）。
【００３６】
上記第１及び第２の変位センサ３６，３７は、除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置に設けるとよい。除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置では、除振台１３が傾いた際、重心位置Ｇ３に近い位置よりも除振台１３の変動が大きくなる。そのため、第１及び２第の変位センサ３６，３７を除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置に設けることで除振台１３の変位を検出しやすくすることができる。第１及び第２の変位センサ３６z1，３６z2，３６z3，３７x1，３７x2，３７y1は、例えば、図１０に示すような位置に配設することができる。
【００３７】
第２の検出手段である第１の加速度センサ３８は、枠体２３の上面２３Ａに設けられている。第１の加速度センサ３８は、除振台１３のＺ軸方向の振動を検出するためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、３つの第１の加速度センサ３８（以下、「第１の加速度センサ３８z1，３８z2，３８z3」とする）が設けられている。第１の加速度センサ３８z1は検出信号Ａz1、第１の加速度センサ３８z2は検出信号Ａz2、第１の加速度センサ３８z3は検出信号Ａz３をそれぞれ検出する。検出信号Ａz1，Ａz2，Ａz3は、後述する第２の演算手段４３に送信される（図１１参照）。
【００３８】
第２の検出手段である第２の加速度センサ３９は、枠体２３の側面２３Ｂに設けられている。第２の加速度センサ３９は、除振台１３のＸ−Ｙ方向の振動を検出するためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、３つの第２の加速度センサ３９（以下、「第２の加速度センサ３９x1，３９x2，３９y1」とする）が設けられている。第２の加速度センサ３９x1，３９x2は、除振台１３のＸ軸方向の振動を検出するセンサであり、第２の加速度センサ３９y1は、除振台１３のＹ軸方向の振動を検出するセンサである。第２の加速度センサ３９x1は検出信号Ａx1、第２の加速度センサ３９x2は検出信号Ａx2、第２の加速度センサ３９y1は検出信号Ａy1をそれぞれ検出する。これら検出信号Ａx1，Ａx2，Ａy1は、後述する第２の演算手段４４に送信される（図１１参照）。
【００３９】
第１及び第２の加速度センサ３８，３９は、除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置に設けるとよい。除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置では、除振台１３が傾いた際、除振台１３の重心位置Ｇ３に近い位置よりも除振台１３の振動が大きくなる。そのため、第１及び第２の加速度センサ３８，３９を除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置に設けることで、除振台１３の振動を検出しやすくすることができる。第１及び第２の加速度センサ３８，３９は、例えば、図１０に示すような位置に配設することができる。
【００４０】
除振ユニット１６は、ベース部材１８と、浮上部材２２と、除振支持機構２６，２７と、第１のアクチュエータ３３z3と、第２のアクチュエータ３４y2とを有する。除振ユニット１６は、除振ユニット１５の構成から、第１及び２第の変位センサ３６，３７と、第１及び第２の加速度センサ３８，３９とを取り除いた構成とされる。
【００４１】
次に、図５及び図１１を参照して、制御手段１２について説明する。図１１は、制御手段が行う処理を説明するための図である。なお、図１１において、ａ１〜ａ１２は除振台１３を所定の状態にするための入力値（以下、「入力値ａ１〜ａ１２」とする）を示している。また、入力値ａ７〜ａ１２の具体的な数値は０である。
【００４２】
制御手段１２は、移動体制御手段であるステージ制御手段４０と、重心位置演算手段４８と、記憶手段４９と、第１の演算手段４１，４２と、第２の演算手段４３，４４と、制御演算部５１〜５４と、第１及び第２の制御量演算手段４５，４６と、アクチュエータ制御手段４７とを有する。
【００４３】
ステージ制御手段４０は、Ｘ−Ｙステージ１７と重心位置演算手段４８とに接続されている。ステージ制御手段４０は、Ｘ−Ｙステージ１７の制御全般を行なうものである。ステージ制御手段４０は、Ｘリニアスケール及びＹリニアスケールから除振台１３上におけるＸ−Ｙステージ１７の座標位置を認識し、Ｘ−Ｙステージ１７の座標位置を重心位置演算手段４８に送信する。なお、以下の説明において、除振台１３上をＸ−Ｙステージ１７が移動することで変動するＸ−Ｙステージ１７の座標位置を（ｘ，ｙ）＝（１７x，１７y）とする。
【００４４】
重心位置演算手段４８は、ステージ制御手段４０と、第１及び第２の演算手段４１，４２，４３，４４と、第１及び第２の制御量演算手段４５，４６と、記憶手段４９とに接続されている。重心位置演算手段４８は、ステージ制御手段４０から送信されるＸ−Ｙステージ１７の座標位置（１７x，１７y）に基づき、Ｘ−Ｙステージ１７の座標位置（１７x，１７y）に対応する除振装置本体１１の重心位置Ｇ２（以下、重心位置Ｇ２を「（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）」とする）を求め、重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yを第１及び第２の演算手段４１，４２，４３，４４と、第１及び第２の制御量演算手段４５，４６とに送信する。後述するような記憶手段４９を有する場合、重心位置演算手段４８は、Ｘ−Ｙステージ１７が移動した際の重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）を演算により求める代わりに、記憶手段４９からＸ−Ｙステージ１７の座標位置（１７x，１７y）に対応する除振装置本体１１の重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）のデータを読み込む。
【００４５】
記憶手段４９は、重心位置演算手段４８と接続されている。記憶手段４９は、予め取得されたＸ−Ｙステージ１７の様々な座標位置（１７x，１７y）に対応する除振装置本体１１の重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）のデータ（マッピングデータ）を格納するためのものである。
【００４６】
このように、Ｘ−Ｙステージ１７の様々な座標位置（１７x，１７y）に対応する除振装置本体１１の重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）のデータを予め取得し、記憶手段４９に重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）のデータを格納することにより、重心位置演算手段４８は記憶手段４９からＸ−Ｙステージ１７の座標位置（１７x，１７y）に対応する重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）のデータを読み込むことが可能となる。これにより、重心位置演算手段４８は、Ｘ−Ｙステージ１７の座標位置（１７x，１７y）に基づいて、除振装置本体１１の重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）を求める必要がなくなるため、制御手段１２の処理スピードを向上させることができる。
【００４７】
第１の演算手段４１は、第１の補正手段４１Ａを有しており、第１の変位センサ３６z1，３６z2，３６z3と、重心位置演算手段４８と、制御演算部５１とに接続されている。第１の演算手段４１は、第１の変位センサ３６z1，３６z2，３６z３からの検出信号Ｄz1，Ｄz2，Ｄz３に基づいて、Ｚ軸方向の運動モードの演算値ＭzDと、Ｘ軸の回転方向θxの運動モードの演算値ＭθxDと、Ｙ軸の回転方向θyの運動モードの演算値ＭθyDとを求めると共に、第１の補正手段４１Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて運動モードの演算値ＭzD，ＭθxD，ＭθyD（第１の運動モードの演算値）の補正を行なう。すなわち、第１の補正手段４１Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第１の変位センサ３６z1，３６z2，３６z3の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された運動モードの演算値ＭzD，ＭθxD，ＭθyDは、制御演算部５１に送信される。
【００４８】
第１の補正手段４２Ａを有する第１の演算手段４２は、下記（１）式により上記補正及び演算処理を行う。下記（１）式において、第１の変位センサ３６z1の座標位置を（x，y，z）＝（３６z1x，３６z1y，３６z1z）、第１の変位センサ３６z2の座標位置を（x，y，z）＝（３６z2x，３６z2y，３６z2z）、第１の変位センサ３６z3の座標位置を（x，y，z）＝（３６z3x，３６z3y，３６z3z）、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を（x，y，z）＝（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）とする。
【００４９】
【数１】
このように、第１の演算手段４１に第１の補正手段４１Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、運動モードの演算値ＭzD，ＭθxD，ＭθyDを補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うような運動モードの演算値ＭzD，ＭθxD，ＭθyDを求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００５０】
第１の演算手段４２は、第１の補正手段４２Ａを有しており、第２の変位センサ３７x1，３７x2，３７y1と、重心位置演算手段４８と、制御演算部５２とに接続されている。第１の演算手段４２は、第２の変位センサ３７x1，３７x2，３７y1からの検出信号Ｄx1，Ｄx2，Ｄy1に基づいて、Ｘ軸方向の運動モードの演算値ＭxDと、Ｙ軸の運動モードの演算値ＭyDと、Ｚ軸の回転方向の運動モードの演算値ＭθzDとを求めると共に、第１の補正手段４２Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて運動モードの演算値ＭxD，ＭyD，ＭθzD（第１の運動モードの演算値）の補正を行なう。すなわち、第１の補正手段４２Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第２の変位センサ３７x1，３７x2，３７y1の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された運動モードの演算値ＭxD，ＭyD，ＭθzDは、制御演算部５２に送信される。
【００５１】
第１の補正手段４２Ａを有する第１の演算手段４２は、下記（２）式により上記補正及び演算処理を行う。なお、下記（２）式において、第２の変位センサ３７z1の座標を（x，y，z）＝（３７z1x，３７z1y，３７z1z）、第２の変位センサ３７z2の座標を（x，y，z）＝（３７z2x，３７z2y，３７z2z）、第２の変位センサ３７z3の座標を（x，y，z）＝（３７z3x，３７z3y，３７z3z）とする。
【００５２】
【数２】
このように、第１の演算手段４２に第１の補正手段４２Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、運動モードの演算値ＭxD，ＭyD，ＭθzDを補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントが釣り合うような運動モードの演算値ＭxD，ＭyD，ＭθzDを求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００５３】
第２の演算手段４３は、第２の補正手段４３Ａを有しており、第１の加速度センサ３８z1，３８z2，３８z3と、重心位置演算手段４８と、制御演算部５３とに接続されている。第２の演算手段４３は、第１の加速度センサ３８z1，３８z2，３８z3からの検出信号Ａz1，Ａz2，Ａz3に基づいて、Ｚ軸方向の運動モードの演算値ＭzAと、Ｘ軸の回転方向θxの運動モードの演算値ＭθxAと、Ｙ軸の回転方向θyの運動モードの演算値ＭθyAとを求めると共に、第２の補正手段４３Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて運動モードの演算値ＭzA，ＭθxA，ＭθyA（第２の運動モードの演算値）の補正を行なう。すなわち、第２の補正手段４３Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第１の加速度センサ３８z1，３８z2，３８z3の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された運動モードの演算値ＭzA，ＭθxA，ＭθyAは、制御演算部５３に送信される。
【００５４】
第２の補正手段４３Ａを有する第２の演算手段４３は、下記（３）式により上記補正及び演算処理を行う。なお、下記（３）式において、第１の加速度センサ３８z1の座標を（x，y，z）＝（３８z1x，３８z1y，３８z1z）、第１の加速度センサ３８z2の座標を（x，y，z）＝（３８z2x，３８z2y，３８z2z）、第１の加速度センサ３８z3の座標を（x，y，z）＝（３８z3x，３８z3y，３８z3z）とする。
【００５５】
【数３】
このように、第２の演算手段４３に第２の補正手段４３Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、運動モードの演算値ＭzA，ＭθxA，ＭθyAを補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うような運動モードの演算値ＭzA，ＭθxA，ＭθyAを求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００５６】
第２の演算手段４４は、第２の補正手段４４Ａを有しており、第２の加速度センサ３９x1，３９x2，３９y1と、重心位置演算手段４８と、制御演算部５４とに接続されている。第４の演算手段４４は、第２の加速度センサ３９x1，３９x2，３９y1からの検出信号Ａx1，Ａx2，Ａy1に基づいて、Ｘ軸方向の運動モードの演算値ＭxAと、Ｙ軸の運動モードの演算値ＭyAと、Ｚ軸の回転方向θzの運動モードの演算値ＭθzAとを求めると共に、第２の補正手段４４Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて運動モードの演算値ＭxA，ＭyA，ＭθzA（第２の運動モードの演算値）の補正を行なう。すなわち、第２の補正手段４４Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第２の加速度センサ３９x1，３９x2，３９y1の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された運動モードの演算値ＭxA，ＭyA，ＭθzAは、制御演算部５４に送信される。
【００５７】
第２の補正手段４４Ａを有する第２の演算手段４４は、下記（４）式により上記補正及び演算を行う。なお、下記（４）式において、第２の加速度センサ３９z1の座標を（x，y，z）＝（３９z1x，３９z1y，３９z1z）、第２の加速度センサ３９z2の座標を（x，y，z）＝（３９z2x，３９z2y，３９z2z）、第２の加速度センサ３９z3の座標を（x，y，z）＝（３９z3x，３９z3y，３９z3z）とする。
【００５８】
【数４】
このように、第２の演算手段４４に第２の補正手段４４Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、運動モードの演算値ＭxA，ＭyA，ＭθzAを補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントが釣り合うような運動モードの演算値ＭxA，ＭyA，ＭθzAを求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００５９】
制御演算部５１は、制御演算部５１Ａ〜５１Ｃから構成されており、第１の演算手段４１と接続されている。制御演算部５１Ａ〜５１Ｃは、ＰＩＤ制御をするためのものである。制御演算部５１Ａは、運動モードの演算値ＭzDに入力値ａ１が加えられた運動モードの演算値ＭzD1が入力された際、運動モードの演算値ＭzD2を出力する。制御演算部５１Ｂは、運動モードの演算値ＭθxDに入力値ａ２が加えられた運動モードの演算値ＭθxD1が入力された際、運動モードの演算値ＭθxD2を出力する。制御演算部５１Ｃは、運動モードの演算値ＭθyDに入力値ａ３が加えられた運動モードの演算値ＭθyD1が入力された際、運動モードの演算値ＭθyD2を出力する。制御演算部５１Ａ〜５１Ｃには、例えば、ＰＩＤフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を用いることができる。
【００６０】
制御演算部５２は、制御演算部５２Ａ〜５２Ｃから構成されており、第１の演算手段４２と接続されている。制御演算部５２Ａ〜５２Ｃは、入力されたデータをＰＩＤ制御するためのものである。制御演算部５２Ａは、運動モードの演算値ＭxDに入力値ａ４が加えられた運動モードの演算値ＭxD1が入力された際、運動モードの演算値ＭxD2を出力する。制御演算部５２Ｂは、運動モードの演算値ＭyDに入力値ａ５が加えられた運動モードの演算値ＭyD1が入力された際、運動モードの演算値ＭyD2を出力する。制御演算部５２Ｃは、運動モードの演算値ＭθzDに入力値ａ６が加えられた運動モードの演算値ＭθzD1が入力された際、運動モードの演算値ＭθzD2を出力する。制御演算部５２Ａ〜５２Ｃには、例えば、ＰＩＤフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を用いることができる。
【００６１】
制御演算部５３は、制御演算部５３Ａ〜５３Ｃから構成されており、第２の演算手段４３と接続されている。制御演算部５３Ａ〜５３Ｃは、ＰＩＤ制御をするためのものである。制御演算部５３Ａは、運動モードの演算値ＭzAに入力値ａ７が加えられた運動モードの演算値ＭzA1が入力された際、運動モードの演算値ＭzA2を出力する。制御演算部５３Ｂは、運動モードの演算値ＭθxAに入力値ａ８が加えられた運動モードの演算値ＭθxA1が入力された際、運動モードの演算値ＭθxA2を出力する。制御演算部５３Ｃは、運動モードの演算値ＭθyAに入力値ａ９が加えられた運動モードの演算値ＭθyA1が入力された際、運動モードの演算値ＭθyA2を出力する。制御演算部５３Ａ〜５３Ｃには、例えば、ＰＩＤフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を用いることができる。
【００６２】
制御演算部５４は、制御演算部５４Ａ〜５４Ｃから構成されており、第４の演算手段４４と接続されている。制御演算部５４Ａ〜５４Ｃは、入力されたデータをＰＩＤ制御するためのものである。制御演算部５４Ａでは、運動モードの演算値ＭxAに入力値ａ１０が加えられた運動モードの演算値ＭxA1が入力された際、運動モードの演算値ＭxA2を出力する。制御演算部５４Ｂでは、運動モードの演算値ＭyAに入力値ａ１１が加えられた運動モードの演算値ＭθyA1が入力された際、運動モードの演算値ＭyA2を出力する。制御演算部５４Ｃでは、運動モードの演算値ＭθzAに入力値ａ１２が加えられた運動モードの演算値ＭθzA1が入力された際、運動モードの演算値ＭθzA2を出力する。制御演算部５４Ａ〜５４Ｃには、例えば、ＰＩＤフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を用いることができる。
【００６３】
第１の制御量演算手段４５は、制御量補正手段４５Ａを有しており、アクチュエータ制御手段４７と接続されている。第１の制御量演算手段４５は、運動モードの演算値ＭzD2，ＭzA2よりなる運動モードの演算値Ｍzと、運動モードの演算値ＭθxD2，ＭθxA2よりなる運動モードの演算値Ｍθxと、運動モードの演算値ＭθyD2，ＭθyA2よりなる運動モードの演算値Ｍθyとに基づいて、第１のアクチュエータ３３z1〜３３z4を制御するために必要な第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4を求めると共に、制御量補正手段４５Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4の補正を行なう。すなわち、制御量補正手段４５Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第１のアクチュエータ３３z1〜３３z4の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4は、アクチュエータ制御手段４７に送信される。
【００６４】
制御量補正手段４５Ａを有する第１の制御量演算手段４５は、下記（５）式により上記補正及び演算処理を行う。なお、下記（５）式において、第１のアクチュエータ３３z1の座標を（x，y，z）＝（３３z1x，３３z1y，３３z1z）、第１のアクチュエータ３３z2の座標を（x，y，z）＝（３３z2x，３３z2y，３３z2z）、第１のアクチュエータ３３z3の座標を（x，y，z）＝（３３z3x，３３z3y，３３z3z）とする。
【００６５】
【数５】
このように、第１の制御量演算手段４５に制御量補正手段４５Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4を補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うような第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4を求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００６６】
第２の制御量演算手段４６は、制御量補正手段４６Ａを有しており、アクチュエータ制御手段４７と接続されている。第２の制御量演算手段４６は、運動モードの演算値ＭxD2，ＭxA2よりなる運動モードの演算値Ｍxと、運動モードの演算値ＭyD2，ＭyA2よりなる運動モードの演算値Ｍyと、運動モードの演算値ＭθzD2，ＭθzA2よりなる運動モードの演算値Ｍθzとに基づき、第２のアクチュエータ３４x1，３４x2，３４y1，３４y2を制御するために必要な第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2を求めると共に、制御量補正手段４６Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2の補正を行なう。すなわち、制御量補正手段４６Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第２のアクチュエータ３４x1，３４x2，３４y1，３４y2の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2は、アクチュエータ制御手段４７に送信される。
【００６７】
制御量補正手段４６Ａを有する第２の制御量演算手段４６は、下記（６）式により上記補正及び演算処理を行う。なお、下記（６）式において、第２のアクチュエータ３４z1の座標を（x，y，z）＝（３４z1x，３４z1y，３４z1z）、第２のアクチュエータ３４z2の座標を（x，y，z）＝（３４z2x，３４z2y，３４z2z）、第２のアクチュエータ３４z3の座標を（x，y，z）＝（３４z3x，３４z3y，３４z3z）とする。
【００６８】
【数６】
このように、第２の制御量演算手段４６に制御量補正手段４６Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2を補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントが釣り合うような第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2を求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００６９】
アクチュエータ制御手段４７は、第１及び第２の制御量演算手段４５，４６と、第１及び第２のアクチュエータ３３z1〜３３z4，３４x1，３４x2，３４y1，３４y2とに接続されている。アクチュエータ制御手段４７は、補正された第１及び第２の制御量Ｆz1〜Ｆz4，Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2のそれぞれに応じた駆動量を出力し、この駆動量により第１及び第２のアクチュエータ３３z1〜３３z4，３４x1，３４x2，３４y1，３４y2を制御する。
【００７０】
以上、説明したように、本実施の形態の除振装置１０によれば、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を通過する水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うような第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4を求めると共に、重心位置Ｇ２を通過するＺ軸の回転方向θzのモーメントが釣り合うような第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2とを求め、アクチュエータ制御手段４７により第１及び第２の制御量Ｆz1〜Ｆz4，Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2に応じた駆動量を出力させて第１及び第２のアクチュエータ３３，３４を制御することにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置Ｇ２が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように精度良く制御することができる。
【００７１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求に範囲に記載された本発明の範囲において、様々の変形・変更が可能である。なお、本実施の形態の除振装置１０では、除振台１３の４隅のうち３箇所に除振ユニット１５を設けたが、除振台１３の４隅全てに除振ユニット１５を設けてもよい。本実施の形態の除振装置１０のように、除振台１３の４隅のうち３箇所に除振ユニット１５を設けることにより、除振台１３の４隅全てに除振ユニット１５を設けた場合と比較して、センサ３６〜３９の数が少なくなるのでの除振装置１０のコストを低減することができる。また、移動体がＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に移動する場合には、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標、Ｙ座標、及びＺ座標のデータＧ２x，Ｇ２y，Ｇ２zに応じて本実施の形態の除振装置１０と同様な補正を行なうことで、同様な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、高速で移動する移動体及び除振装置本体の重心位置に依存することなく、除振台の姿勢が水平状態となるように精度良く制御することのできる除振装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明するための図（その１）である。
【図２】除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明するための図（その２）である。
【図３】除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明するための図（その３）である。
【図４】除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明するための図（その４）である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る除振装置の概略構成図である。
【図６】除振装置本体の断面図である。
【図７】除振装置本体の平面図である。
【図８】除振ユニットの断面図である。
【図９】アクチュエータの配設位置の一例を示した図である。
【図１０】変位センサ及び加速度センサの配設位置の一例を示した図である。
【図１１】制御手段が行う処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 除振装置
１１ 除振装置本体
１２ 制御手段
１３ 除振台
１４ 床
１５，１６ 除振ユニット
１７ Ｘ−Ｙステージ
１８ ベース部材
１９ 板体
２１，２４ 突出部
１９Ａ，２１Ａ，２３Ａ 上面
２１Ｂ，２１Ｃ，２３Ｂ 側面
２２ 浮上部材
２３ 枠体
２６，２７ 除振支持機構
３３，３３z1〜３３z4 第１のアクチュエータ
３４，３４x1，３４x2，３４y1，３４y2 第２のアクチュエータ
３６，３６z1，３６z2，３６z３ 第１の変位センサ
３７，３７x1，３７x2，３７y1 第２の変位センサ
３８，３８z1，３８z2，３８z3 第１の加速度センサ
３９，３９x1，３９x2，３９y1 第２の加速度センサ
４０ ステージ制御手段
４１，４２ 第１の演算手段
４１Ａ，４２Ａ 第１の補正手段
４３，４４ 第２の演算手段
４３Ａ，４４Ａ 第２の補正手段
４５ 第１の制御量演算手段
４５Ａ，４６Ａ 制御量補正手段
４６ 第２の制御量演算手段
４７ アクチュエータ制御手段
４８ 重心位置演算手段
４９ 記憶手段
５１〜５４，５１Ａ〜５１Ｃ，５２Ａ〜５２Ｃ，５３Ａ〜５３Ｃ，５４Ａ〜５４Ｃ 制御演算部
ａ１〜ａ１２ 入力値
Ｄz1，Ｄz2，Ｄz３，Ｄx1，Ｄx2，Ｄy1，Ａz1，Ａz2，Ａz3，Ａx1，Ａx2，Ａy1 検出信号
Ｆz1〜Ｆz4 第１の制御量
Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2 第２の制御量
Ｇ１，Ｇ１’，Ｇ２，Ｇ３ 重心位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除振装置に係り、特に除振台上を移動する移動体を備える除振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動精度の高い移動体（例えば、Ｘ−Ｙステージ）を備える電子顕微鏡や半導体露光装置等の装置では、外部からの振動を除振すると共に、移動体が移動可能に配設される除振台が水平状態となるように制御するための除振装置が設けられている。
【０００３】
除振装置は、除振装置本体と、除振装置本体の制御全般を行なう制御手段とから構成される。除振装置本体は、例えば、除振台と、除振台上を移動するステージと、床に対して除振台を支持すると共に、床からの振動を除振する除振支持機構と、除振台が水平状態となるように駆動するアクチュエータと、除振台の変動を検出するセンサとから構成される。
【０００４】
センサは、除振台の鉛直（Ｚ軸）方向の変動を検出する第１のセンサと、除振台の水平２軸（Ｘ軸及びＹ軸）方向の変動を検出する第２のセンサとから構成される。アクチュエータは、除振台を鉛直方向に駆動させる第１のアクチュエータと、除振台を水平方向に駆動させる第２のアクチュエータとから構成される。
【０００５】
制御手段は、センサの検出信号に基づき各運動モードの演算値を求めると共に、この運動モードの演算値から第１及び第２のアクチュエータの制御量を求め、制御量に応じて第１及び第２のアクチュエータを駆動させて除振台の姿勢が水平状態となるように制御する。より具体的には、制御手段は、第１のセンサの検出信号から演算されたＺ軸方向の運動モードの演算値、θx方向（Ｘ軸の回転方向）の運動モードの演算値、及びθy方向（Ｙ軸の回転方向）の運動モードの演算値に基づいて、第１のアクチュエータの制御量を求めて、第１のアクチュエータを制御すると共に、第２の検出信号から演算された水平２軸方向の運動モードの演算値とθz方向（Ｚ軸の回転方向）の運動モードの演算値とに基づいて、第２のアクチュエータの制御量を求め、第２のアクチュエータを制御する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２５９８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、図１〜図４を参照して、除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明する。図１〜図４は、除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明するための図である。なお、図１〜図４において、Ｘ方向及びＹ方向は水平２軸方向、Ｚ方向は鉛直方向をそれぞれ示す。また、Ｇ１は移動体１０２が除振台１０１の中心に位置する場合の除振装置本体１００の重心位置（以下、「重心位置Ｇ１」とする）、Ｇ１’は移動体１０２が除振台１０１の中心からＸ方向に移動した際の除振装置本体１００の重心位置（以下、「重心位置Ｇ１’」とする）、Ｆ１，Ｆ２（Ｆ１＝Ｆ２）は除振台１０１を支持する保持力（以下、「保持力Ｆ１，Ｆ２」とする）、Ｆ３，Ｆ４（Ｆ３＝Ｆ４）は除振台１０１のＹ方向に印加される第２のアクチュエータからの力（以下、「力Ｆ３，Ｆ４」とする）、Ｌ１，Ｌ２（Ｌ１＝Ｌ２）は重心位置Ｇ１から保持力Ｆ１，Ｆ２が印加される力点までの距離（以下、「距離Ｌ１，Ｌ２」とする）、Ｌ１’，Ｌ２’（Ｌ１’＜Ｌ２’）は重心位置Ｇ１’から力Ｆ３，Ｆ４が印加される力点までの距離（以下、「距離Ｌ１’，Ｌ２’」）をそれぞれ示す。
【０００７】
図１に示すように、移動体１０２が除振台１０１の中心に位置する場合には、Ｆ１・Ｌ１とＦ２・Ｌ２とが等しくなり、重心位置Ｇ１を通過するＹ軸の回転方向のモーメントが釣り合うため、除振台１０１が水平状態に対してθy方向に傾くことはない。しかし、図２に示すように、移動体１０２が移動して除振装置本体１００の重心位置Ｇ１が重心位置Ｇ１’に変化した場合には、Ｆ１・Ｌ１’＜Ｆ２・Ｌ２’となるため、重心位置Ｇ１を通過するＹ軸の回転方向のモーメントが釣り合わず、除振台１０１はθy方向に傾いてしまう。同様な理由により、除振装置本体１００の重心位置がＧ１’の場合には、水平状態に対してθx方向にも除振台１０１が傾いてしまう。
【０００８】
また、図３に示すように、移動体１０２が除振台１０１の中心に位置した状態で力Ｆ３，Ｆ４が除振台１０１に印加された場合には、Ｆ３・Ｌ１とＦ４・Ｌ２とが等しくなって、重心位置Ｇ１を通過するＺ軸の回転方向のモーメントが釣り合うため、除振台１０１が水平状態に対してθz方向に傾くことはない。しかし、図４に示すように、移動体１０２が移動して除振装置本体１００の重心位置Ｇ１が重心位置Ｇ１’に変化した場合には、Ｆ３・Ｌ１’＜Ｆ４・Ｌ２’となるため、重心位置Ｇ１を通過するＺ軸の回転方向のモーメントの釣り合いが取れなくなり、除振台１０１は重心位置Ｇ１’を軸とする旋回方向の回転力によってθz方向に傾いてしまう。
【０００９】
従来の除振装置では、移動体１０２の移動による除振装置本体１００の重心位置が変化しないものとして制御しており、精密な制御を行なう場合、除振装置本体１００の重心位置が移動することにより生じる除振台１０１の傾きが重要となり、除振台１０１の姿勢が水平状態となるように制御することが難しくなる。特に、高速でステップアンドリピートする除振装置や、移動体の重量と除振台の重量との差が小さい場合には、除振台が傾き易くなるため、上記問題が顕著となる。
【００１０】
そこで本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高速で移動する移動体及び除振装置本体の重心位置に依存することなく、除振台の姿勢が水平状態となるように精度良く制御することのできる除振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１記載の発明は、移動体を移動可能に支持する除振台と、外部からの振動を除振すると共に、除振台の鉛直方向及び水平２軸方向の変動を検出する検出手段と、除振台を鉛直方向及び水平２軸方向に変位させるアクチュエータとを有する除振ユニットとを備える除振装置本体と、前記移動体の移動を制御すると共に、移動体の座標位置を認識する移動体制御手段と、前記検出手段の検出信号に基づき、除振台の鉛直方向、水平２軸方向、及びこれらの回転方向に関する第１の運動モードの演算値を求める第１の演算手段と、該第１の運動モードの演算値に基づき、アクチュエータへ供給される制御量を求める制御量演算手段と、該制御量に基づいて、アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを有する制御手段とを備える除振装置であって、前記制御手段は、前記移動体の座標位置に基づき、除振装置本体の重心位置を求める重心位置演算手段を備え、前記第１の演算手段は、前記除振装置本体の重心位置に応じて第１の運動モードの演算値を補正する第１の補正手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記制御量演算手段は、前記除振装置本体の重心位置に応じて、アクチュエータの制御量を補正する制御量補正手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前記検出手段は、変位センサからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記検出手段は、第１の検出手段と第２の検出手段とを有し、
前記第１の検出手段は、変位センサからなり、前記第２の検出手段は、加速度センサからなることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記加速度センサの検出信号に基づき、除振台の鉛直方向、水平２軸方向、及びこれらの回転方向に関する第２の運動モードの演算値を求める第２の演算手段を設けると共に、該第２の演算手段に前記除振装置本体の重心位置に応じて、第２の運動モードの演算値を補正する第２の補正手段をさらに設け、前記制御量演算手段は、第１及び第２の補正手段により補正された第１及び第２の運動モードの演算値に基づき、アクチュエータの制御量を求めると共に、前記制御量補正手段により前記除振装置本体の重心位置に応じて、該アクチュエータの制御量を補正することを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、前記制御手段は、前記移動体の座標位置に対応する除振装置本体の重心位置が格納された記憶手段をさらに備え、前記重心位置演算手段は、前記記憶手段の中から移動体の座標位置に対応する除振装置本体の重心位置のデータを読み込むことを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記移動体は、前記除振台上を水平２軸方向に移動するＸ−Ｙステージであることを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明は、前記アクチュエータは、空気バネ或いはボイスコイルモータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、移動体の座標位置に基づき、除振装置本体の重心位置を求める重心位置演算手段と、第１の演算手段に除振装置本体の重心位置に基づき、第１の運動モードの演算値を補正する第１の補正手段とを設け、制御量演算手段により除振装置本体の重心位置を通過する鉛直軸の回転方向のモーメント及び水平２軸の回転方向のモーメントがそれぞれ釣り合うようなアクチュエータの制御量を求め、アクチュエータ制御手段により該制御量に応じてアクチュエータを制御することにより、移動体が高速で移動した場合や、移動体の移動により除振装置本体の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台の姿勢が水平状態となるように精度良く制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００２２】
図５は、本発明の一実施の形態に係る除振装置の概略構成図である。図６は除振装置本体の断面図であり、図７は除振装置本体の平面図である。なお、図５〜図７において、Ｘ−Ｙ（Ｘ軸及びＹ軸）方向は水平２軸方向、Ｚ（Ｚ軸）方向は鉛直方向、Ｇ２はＸ−Ｙステージ１７が移動することにより変動する除振装置本体１１の重心位置（以下、「重心位置Ｇ２」とする）、Ｇ３は除振台１３の重心位置（以下、「重心位置Ｇ３」とする）をそれぞれ示している。
【００２３】
図５に示すように、本実施の形態の除振装置１０は、除振装置本体１１と、除振装置本体１１の制御全般を行なう制御手段１２とを有する。除振装置１０は、外部からの振動を除振すると共に、移動体（本実施の形態の場合、Ｘ−Ｙステージ１７）が移動可能に配設される除振台１３が水平状態となるように制御するためのものであり、例えば、移動精度の高いステージを備える電子顕微鏡や半導体露光装置等に適用される。
【００２４】
図５〜図７を参照するに、除振装置本体１１は、移動体であるＸ−Ｙステージ１７を移動可能に支持する除振台１３と、除振ユニット１５，１６とを有する。除振台１３は、直方体の形状をなしており、除振ユニット１５，１６を介して、床１４に支持されている。また、除振台１３の剛性運動は、ＸＹＺ座標系を基準に考えるとＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸（鉛直軸）方向、Ｘ軸の回転方向θx、Ｙ軸の回転方向θy、及びＺ軸の回転方向θzの６つの運動モード（「振動モード」ともいう）に分解される。
【００２５】
Ｘ−Ｙステージ１７は、除振台１３上に載置されており、Ｘ軸方向に移動するＸステージと、Ｙ軸方向に移動するＹステージと、Ｘステージ及びＹステージの座標位置を認識するＸリニアスケール及びＹリニアスケール（図示せず）とを有する。Ｘリニアスケールは、Ｘ−Ｙステージ１７のＸ軸の座標位置を認識するためのものである。Ｙリニアスケールは、Ｘ−Ｙステージ１７のＹ軸の座標位置を認識するためのものである。
【００２６】
除振ユニット１５は、除振台１３の４隅のうちの３箇所に設けられており、残りの１箇所には除振ユニット１６が設けられている（図７参照）。除振ユニット１５，１６は、床１４に対して除振台１３を支持すると共に、床１４からの振動を除振や、除振台１３が水平状態となるように調整するためのものである。
【００２７】
図８は、除振ユニットの断面図である。次に、図８を参照して、除振ユニット１５について説明する。除振ユニット１５は、ベース部材１８と、浮上部材２２と、除振支持機構２６，２７と、第１及び第２のアクチュエータ３３，３４と、第１及び第２の変位センサ３６，３７と、第１及び第２の加速度センサ３８，３９とを有する。
【００２８】
ベース部材１８は、床１４上に配置されており、板体１９と、板体１９と一体的に形成された突出部２１とから構成される。浮上部材２２は、枠体２３と、枠体２３上に一体的に形成された突出部２４とから構成される。浮上部材２２は、除振支持機構２６，２７を介して、ベース部材１８に支持される。枠体２３は、突出部２１を囲むような形状とされている。枠体２３と突出部２１との間には、除振支持機構２６，２７、第１及び第２のアクチュエータ３３，３４、及び第２の変位センサ３７を配置するための空間が形成されている。突出部２４は、除振台１３を直接支持するものである。突出部２４は、例えば、ネジ締結により除振台１３に固定される。
【００２９】
除振支持機構２６は、突出部２１の側面２１Ｂと、突出部２１の側面２１Ｂと対向する枠体２３とを接続するよう設けられる。除振支持機構２６は、水平方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）から浮上部材２２を支持すると共に、外部から伝わる水平方向の振動を除振する。
【００３０】
除振支持機構２７は、突出部２１の上面２１Ａと、突出部２１の上面２１Ａと対向する枠体２３とを接続するよう設けられる。除振支持機構２７は、鉛直方向から浮上部材２２を支持すると共に、外部から伝わる鉛直方向の振動を除振するためのものである。除振支持機構２６，２７は、例えば、バネとダッシュポット等から構成することができる。
【００３１】
図９は、アクチュエータの配設位置の一例を示した図である。第１のアクチュエータ３３は、突出部２１の上面２１Ａと、突出部２１の上面２１Ａと対向する枠体２３とを接続するよう設けられる。第１のアクチュエータ３３は、除振台１３をＺ軸方向に変位させるためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、４つの第１のアクチュエータ３３（以下、「第１のアクチュエータ３３z1〜３３z4」とする）が設けられている。第１のアクチュエータ３３z1〜３３z4は、例えば、図９に示すような位置に配設することができる。
【００３２】
第２のアクチュエータ３４は、突出部２１の側面２１Ｂと、突出部２１の側面２１Ｂと対向する枠体２３とを接続するよう設けられる。第２のアクチュエータ３４は、除振台１３を水平方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）に変位させるためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、除振台１３をＸ軸方向に変位させる第２のアクチュエータ３４x1，３４x2と、除振台１３をＹ軸方向に変位させる第２のアクチュエータ３４y1，３４y2とが設けられている。第２のアクチュエータ３４x1，３４x2，３４y1，３４y2は、例えば、図９に示すような位置に配設することができる。
【００３３】
第１及び第２のアクチュエータ３３，３４は、除振台１３の姿勢を水平状態となるようにするためのものである。第１及び第２のアクチュエータ３３，３４には、例えば、空気バネやボイスコイルモータ等を用いることができる。第１及び第２のアクチュエータ３３，３４として、例えば、空気バネを用いた場合には、ボイスコイルモータを用いた場合と比較して、第１及び第２のアクチュエータ３３，３４を小型化することができる。
【００３４】
図１０は、変位センサ及び加速度センサの配設位置の一例を示した図である。第１の検出手段である第１の変位センサ３６は、板体１９の上面１９Ａに設けられている。第１の変位センサ３６は、除振台１３のＺ軸方向の変位を検出するためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、３つの第１の変位センサ３６（以下、「第１の変位センサ３６z1，３６z2，３６z3」とする）が設けられている。第１の変位センサ３６z1は検出信号Ｄz1、第１の変位センサ３６z2は検出信号Ｄz2、第１の変位センサ３６z3は検出信号Ｄz３をそれぞれ検出する。これら検出信号Ｄz1，Ｄz2，Ｄz3は、後述する第１の演算手段４１に送信される（図１１参照）。
【００３５】
第１の検出手段である第２の変位センサ３７は、突出部２１の側面２１Ｃに設けられている。第２の変位センサ３７は、除振台１３のＸ軸方向及びＹ軸方向の変位を検出するためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、３つの第２の変位センサ３７（以下、「第２の変位センサ３７x1，３７x2，３７y1」とする）が設けられている。第２の変位センサ３７x1，３７x2は、除振台１３のＸ軸方向の変位を検出するセンサであり、第２の変位センサ３７y1は、Ｙ軸方向の除振台１３の変位を検出するセンサである。第２の変位センサ３７x1は検出信号Ｄx1、第２の変位センサ３７x2は検出信号Ｄx2、第２の変位センサ３７y1は検出信号Ｄy1をそれぞれ検出する。これら検出信号Ｄx1，Ｄx2，Ｄy1は、後述する第１の演算手段４２に送信される（図１１参照）。
【００３６】
上記第１及び第２の変位センサ３６，３７は、除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置に設けるとよい。除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置では、除振台１３が傾いた際、重心位置Ｇ３に近い位置よりも除振台１３の変動が大きくなる。そのため、第１及び２第の変位センサ３６，３７を除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置に設けることで除振台１３の変位を検出しやすくすることができる。第１及び第２の変位センサ３６z1，３６z2，３６z3，３７x1，３７x2，３７y1は、例えば、図１０に示すような位置に配設することができる。
【００３７】
第２の検出手段である第１の加速度センサ３８は、枠体２３の上面２３Ａに設けられている。第１の加速度センサ３８は、除振台１３のＺ軸方向の振動を検出するためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、３つの第１の加速度センサ３８（以下、「第１の加速度センサ３８z1，３８z2，３８z3」とする）が設けられている。第１の加速度センサ３８z1は検出信号Ａz1、第１の加速度センサ３８z2は検出信号Ａz2、第１の加速度センサ３８z3は検出信号Ａz３をそれぞれ検出する。検出信号Ａz1，Ａz2，Ａz3は、後述する第２の演算手段４３に送信される（図１１参照）。
【００３８】
第２の検出手段である第２の加速度センサ３９は、枠体２３の側面２３Ｂに設けられている。第２の加速度センサ３９は、除振台１３のＸ−Ｙ方向の振動を検出するためのものである。本実施の形態の除振装置本体１１には、３つの第２の加速度センサ３９（以下、「第２の加速度センサ３９x1，３９x2，３９y1」とする）が設けられている。第２の加速度センサ３９x1，３９x2は、除振台１３のＸ軸方向の振動を検出するセンサであり、第２の加速度センサ３９y1は、除振台１３のＹ軸方向の振動を検出するセンサである。第２の加速度センサ３９x1は検出信号Ａx1、第２の加速度センサ３９x2は検出信号Ａx2、第２の加速度センサ３９y1は検出信号Ａy1をそれぞれ検出する。これら検出信号Ａx1，Ａx2，Ａy1は、後述する第２の演算手段４４に送信される（図１１参照）。
【００３９】
第１及び第２の加速度センサ３８，３９は、除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置に設けるとよい。除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置では、除振台１３が傾いた際、除振台１３の重心位置Ｇ３に近い位置よりも除振台１３の振動が大きくなる。そのため、第１及び第２の加速度センサ３８，３９を除振台１３の重心位置Ｇ３から離れた位置に設けることで、除振台１３の振動を検出しやすくすることができる。第１及び第２の加速度センサ３８，３９は、例えば、図１０に示すような位置に配設することができる。
【００４０】
除振ユニット１６は、ベース部材１８と、浮上部材２２と、除振支持機構２６，２７と、第１のアクチュエータ３３z3と、第２のアクチュエータ３４y2とを有する。除振ユニット１６は、除振ユニット１５の構成から、第１及び２第の変位センサ３６，３７と、第１及び第２の加速度センサ３８，３９とを取り除いた構成とされる。
【００４１】
次に、図５及び図１１を参照して、制御手段１２について説明する。図１１は、制御手段が行う処理を説明するための図である。なお、図１１において、ａ１〜ａ１２は除振台１３を所定の状態にするための入力値（以下、「入力値ａ１〜ａ１２」とする）を示している。また、入力値ａ７〜ａ１２の具体的な数値は０である。
【００４２】
制御手段１２は、移動体制御手段であるステージ制御手段４０と、重心位置演算手段４８と、記憶手段４９と、第１の演算手段４１，４２と、第２の演算手段４３，４４と、制御演算部５１〜５４と、第１及び第２の制御量演算手段４５，４６と、アクチュエータ制御手段４７とを有する。
【００４３】
ステージ制御手段４０は、Ｘ−Ｙステージ１７と重心位置演算手段４８とに接続されている。ステージ制御手段４０は、Ｘ−Ｙステージ１７の制御全般を行なうものである。ステージ制御手段４０は、Ｘリニアスケール及びＹリニアスケールから除振台１３上におけるＸ−Ｙステージ１７の座標位置を認識し、Ｘ−Ｙステージ１７の座標位置を重心位置演算手段４８に送信する。なお、以下の説明において、除振台１３上をＸ−Ｙステージ１７が移動することで変動するＸ−Ｙステージ１７の座標位置を（ｘ，ｙ）＝（１７x，１７y）とする。
【００４４】
重心位置演算手段４８は、ステージ制御手段４０と、第１及び第２の演算手段４１，４２，４３，４４と、第１及び第２の制御量演算手段４５，４６と、記憶手段４９とに接続されている。重心位置演算手段４８は、ステージ制御手段４０から送信されるＸ−Ｙステージ１７の座標位置（１７x，１７y）に基づき、Ｘ−Ｙステージ１７の座標位置（１７x，１７y）に対応する除振装置本体１１の重心位置Ｇ２（以下、重心位置Ｇ２を「（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）」とする）を求め、重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yを第１及び第２の演算手段４１，４２，４３，４４と、第１及び第２の制御量演算手段４５，４６とに送信する。後述するような記憶手段４９を有する場合、重心位置演算手段４８は、Ｘ−Ｙステージ１７が移動した際の重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）を演算により求める代わりに、記憶手段４９からＸ−Ｙステージ１７の座標位置（１７x，１７y）に対応する除振装置本体１１の重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）のデータを読み込む。
【００４５】
記憶手段４９は、重心位置演算手段４８と接続されている。記憶手段４９は、予め取得されたＸ−Ｙステージ１７の様々な座標位置（１７x，１７y）に対応する除振装置本体１１の重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）のデータ（マッピングデータ）を格納するためのものである。
【００４６】
このように、Ｘ−Ｙステージ１７の様々な座標位置（１７x，１７y）に対応する除振装置本体１１の重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）のデータを予め取得し、記憶手段４９に重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）のデータを格納することにより、重心位置演算手段４８は記憶手段４９からＸ−Ｙステージ１７の座標位置（１７x，１７y）に対応する重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）のデータを読み込むことが可能となる。これにより、重心位置演算手段４８は、Ｘ−Ｙステージ１７の座標位置（１７x，１７y）に基づいて、除振装置本体１１の重心位置（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）を求める必要がなくなるため、制御手段１２の処理スピードを向上させることができる。
【００４７】
第１の演算手段４１は、第１の補正手段４１Ａを有しており、第１の変位センサ３６z1，３６z2，３６z3と、重心位置演算手段４８と、制御演算部５１とに接続されている。第１の演算手段４１は、第１の変位センサ３６z1，３６z2，３６z３からの検出信号Ｄz1，Ｄz2，Ｄz３に基づいて、Ｚ軸方向の運動モードの演算値ＭzDと、Ｘ軸の回転方向θxの運動モードの演算値ＭθxDと、Ｙ軸の回転方向θyの運動モードの演算値ＭθyDとを求めると共に、第１の補正手段４１Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて運動モードの演算値ＭzD，ＭθxD，ＭθyD（第１の運動モードの演算値）の補正を行なう。すなわち、第１の補正手段４１Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第１の変位センサ３６z1，３６z2，３６z3の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された運動モードの演算値ＭzD，ＭθxD，ＭθyDは、制御演算部５１に送信される。
【００４８】
第１の補正手段４２Ａを有する第１の演算手段４２は、下記（１）式により上記補正及び演算処理を行う。下記（１）式において、第１の変位センサ３６z1の座標位置を（x，y，z）＝（３６z1x，３６z1y，３６z1z）、第１の変位センサ３６z2の座標位置を（x，y，z）＝（３６z2x，３６z2y，３６z2z）、第１の変位センサ３６z3の座標位置を（x，y，z）＝（３６z3x，３６z3y，３６z3z）、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を（x，y，z）＝（Ｇ２x，Ｇ２y，Ｇ２z）とする。
【００４９】
【数１】
このように、第１の演算手段４１に第１の補正手段４１Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、運動モードの演算値ＭzD，ＭθxD，ＭθyDを補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うような運動モードの演算値ＭzD，ＭθxD，ＭθyDを求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００５０】
第１の演算手段４２は、第１の補正手段４２Ａを有しており、第２の変位センサ３７x1，３７x2，３７y1と、重心位置演算手段４８と、制御演算部５２とに接続されている。第１の演算手段４２は、第２の変位センサ３７x1，３７x2，３７y1からの検出信号Ｄx1，Ｄx2，Ｄy1に基づいて、Ｘ軸方向の運動モードの演算値ＭxDと、Ｙ軸の運動モードの演算値ＭyDと、Ｚ軸の回転方向の運動モードの演算値ＭθzDとを求めると共に、第１の補正手段４２Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて運動モードの演算値ＭxD，ＭyD，ＭθzD（第１の運動モードの演算値）の補正を行なう。すなわち、第１の補正手段４２Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第２の変位センサ３７x1，３７x2，３７y1の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された運動モードの演算値ＭxD，ＭyD，ＭθzDは、制御演算部５２に送信される。
【００５１】
第１の補正手段４２Ａを有する第１の演算手段４２は、下記（２）式により上記補正及び演算処理を行う。なお、下記（２）式において、第２の変位センサ３７z1の座標を（x，y，z）＝（３７z1x，３７z1y，３７z1z）、第２の変位センサ３７z2の座標を（x，y，z）＝（３７z2x，３７z2y，３７z2z）、第２の変位センサ３７z3の座標を（x，y，z）＝（３７z3x，３７z3y，３７z3z）とする。
【００５２】
【数２】
このように、第１の演算手段４２に第１の補正手段４２Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、運動モードの演算値ＭxD，ＭyD，ＭθzDを補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントが釣り合うような運動モードの演算値ＭxD，ＭyD，ＭθzDを求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００５３】
第２の演算手段４３は、第２の補正手段４３Ａを有しており、第１の加速度センサ３８z1，３８z2，３８z3と、重心位置演算手段４８と、制御演算部５３とに接続されている。第２の演算手段４３は、第１の加速度センサ３８z1，３８z2，３８z3からの検出信号Ａz1，Ａz2，Ａz3に基づいて、Ｚ軸方向の運動モードの演算値ＭzAと、Ｘ軸の回転方向θxの運動モードの演算値ＭθxAと、Ｙ軸の回転方向θyの運動モードの演算値ＭθyAとを求めると共に、第２の補正手段４３Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて運動モードの演算値ＭzA，ＭθxA，ＭθyA（第２の運動モードの演算値）の補正を行なう。すなわち、第２の補正手段４３Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第１の加速度センサ３８z1，３８z2，３８z3の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された運動モードの演算値ＭzA，ＭθxA，ＭθyAは、制御演算部５３に送信される。
【００５４】
第２の補正手段４３Ａを有する第２の演算手段４３は、下記（３）式により上記補正及び演算処理を行う。なお、下記（３）式において、第１の加速度センサ３８z1の座標を（x，y，z）＝（３８z1x，３８z1y，３８z1z）、第１の加速度センサ３８z2の座標を（x，y，z）＝（３８z2x，３８z2y，３８z2z）、第１の加速度センサ３８z3の座標を（x，y，z）＝（３８z3x，３８z3y，３８z3z）とする。
【００５５】
【数３】
このように、第２の演算手段４３に第２の補正手段４３Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、運動モードの演算値ＭzA，ＭθxA，ＭθyAを補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うような運動モードの演算値ＭzA，ＭθxA，ＭθyAを求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００５６】
第２の演算手段４４は、第２の補正手段４４Ａを有しており、第２の加速度センサ３９x1，３９x2，３９y1と、重心位置演算手段４８と、制御演算部５４とに接続されている。第４の演算手段４４は、第２の加速度センサ３９x1，３９x2，３９y1からの検出信号Ａx1，Ａx2，Ａy1に基づいて、Ｘ軸方向の運動モードの演算値ＭxAと、Ｙ軸の運動モードの演算値ＭyAと、Ｚ軸の回転方向θzの運動モードの演算値ＭθzAとを求めると共に、第２の補正手段４４Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて運動モードの演算値ＭxA，ＭyA，ＭθzA（第２の運動モードの演算値）の補正を行なう。すなわち、第２の補正手段４４Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第２の加速度センサ３９x1，３９x2，３９y1の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された運動モードの演算値ＭxA，ＭyA，ＭθzAは、制御演算部５４に送信される。
【００５７】
第２の補正手段４４Ａを有する第２の演算手段４４は、下記（４）式により上記補正及び演算を行う。なお、下記（４）式において、第２の加速度センサ３９z1の座標を（x，y，z）＝（３９z1x，３９z1y，３９z1z）、第２の加速度センサ３９z2の座標を（x，y，z）＝（３９z2x，３９z2y，３９z2z）、第２の加速度センサ３９z3の座標を（x，y，z）＝（３９z3x，３９z3y，３９z3z）とする。
【００５８】
【数４】
このように、第２の演算手段４４に第２の補正手段４４Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、運動モードの演算値ＭxA，ＭyA，ＭθzAを補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントが釣り合うような運動モードの演算値ＭxA，ＭyA，ＭθzAを求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００５９】
制御演算部５１は、制御演算部５１Ａ〜５１Ｃから構成されており、第１の演算手段４１と接続されている。制御演算部５１Ａ〜５１Ｃは、ＰＩＤ制御をするためのものである。制御演算部５１Ａは、運動モードの演算値ＭzDに入力値ａ１が加えられた運動モードの演算値ＭzD1が入力された際、運動モードの演算値ＭzD2を出力する。制御演算部５１Ｂは、運動モードの演算値ＭθxDに入力値ａ２が加えられた運動モードの演算値ＭθxD1が入力された際、運動モードの演算値ＭθxD2を出力する。制御演算部５１Ｃは、運動モードの演算値ＭθyDに入力値ａ３が加えられた運動モードの演算値ＭθyD1が入力された際、運動モードの演算値ＭθyD2を出力する。制御演算部５１Ａ〜５１Ｃには、例えば、ＰＩＤフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を用いることができる。
【００６０】
制御演算部５２は、制御演算部５２Ａ〜５２Ｃから構成されており、第１の演算手段４２と接続されている。制御演算部５２Ａ〜５２Ｃは、入力されたデータをＰＩＤ制御するためのものである。制御演算部５２Ａは、運動モードの演算値ＭxDに入力値ａ４が加えられた運動モードの演算値ＭxD1が入力された際、運動モードの演算値ＭxD2を出力する。制御演算部５２Ｂは、運動モードの演算値ＭyDに入力値ａ５が加えられた運動モードの演算値ＭyD1が入力された際、運動モードの演算値ＭyD2を出力する。制御演算部５２Ｃは、運動モードの演算値ＭθzDに入力値ａ６が加えられた運動モードの演算値ＭθzD1が入力された際、運動モードの演算値ＭθzD2を出力する。制御演算部５２Ａ〜５２Ｃには、例えば、ＰＩＤフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を用いることができる。
【００６１】
制御演算部５３は、制御演算部５３Ａ〜５３Ｃから構成されており、第２の演算手段４３と接続されている。制御演算部５３Ａ〜５３Ｃは、ＰＩＤ制御をするためのものである。制御演算部５３Ａは、運動モードの演算値ＭzAに入力値ａ７が加えられた運動モードの演算値ＭzA1が入力された際、運動モードの演算値ＭzA2を出力する。制御演算部５３Ｂは、運動モードの演算値ＭθxAに入力値ａ８が加えられた運動モードの演算値ＭθxA1が入力された際、運動モードの演算値ＭθxA2を出力する。制御演算部５３Ｃは、運動モードの演算値ＭθyAに入力値ａ９が加えられた運動モードの演算値ＭθyA1が入力された際、運動モードの演算値ＭθyA2を出力する。制御演算部５３Ａ〜５３Ｃには、例えば、ＰＩＤフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を用いることができる。
【００６２】
制御演算部５４は、制御演算部５４Ａ〜５４Ｃから構成されており、第４の演算手段４４と接続されている。制御演算部５４Ａ〜５４Ｃは、入力されたデータをＰＩＤ制御するためのものである。制御演算部５４Ａでは、運動モードの演算値ＭxAに入力値ａ１０が加えられた運動モードの演算値ＭxA1が入力された際、運動モードの演算値ＭxA2を出力する。制御演算部５４Ｂでは、運動モードの演算値ＭyAに入力値ａ１１が加えられた運動モードの演算値ＭθyA1が入力された際、運動モードの演算値ＭyA2を出力する。制御演算部５４Ｃでは、運動モードの演算値ＭθzAに入力値ａ１２が加えられた運動モードの演算値ＭθzA1が入力された際、運動モードの演算値ＭθzA2を出力する。制御演算部５４Ａ〜５４Ｃには、例えば、ＰＩＤフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を用いることができる。
【００６３】
第１の制御量演算手段４５は、制御量補正手段４５Ａを有しており、アクチュエータ制御手段４７と接続されている。第１の制御量演算手段４５は、運動モードの演算値ＭzD2，ＭzA2よりなる運動モードの演算値Ｍzと、運動モードの演算値ＭθxD2，ＭθxA2よりなる運動モードの演算値Ｍθxと、運動モードの演算値ＭθyD2，ＭθyA2よりなる運動モードの演算値Ｍθyとに基づいて、第１のアクチュエータ３３z1〜３３z4を制御するために必要な第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4を求めると共に、制御量補正手段４５Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4の補正を行なう。すなわち、制御量補正手段４５Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第１のアクチュエータ３３z1〜３３z4の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4は、アクチュエータ制御手段４７に送信される。
【００６４】
制御量補正手段４５Ａを有する第１の制御量演算手段４５は、下記（５）式により上記補正及び演算処理を行う。なお、下記（５）式において、第１のアクチュエータ３３z1の座標を（x，y，z）＝（３３z1x，３３z1y，３３z1z）、第１のアクチュエータ３３z2の座標を（x，y，z）＝（３３z2x，３３z2y，３３z2z）、第１のアクチュエータ３３z3の座標を（x，y，z）＝（３３z3x，３３z3y，３３z3z）とする。
【００６５】
【数５】
このように、第１の制御量演算手段４５に制御量補正手段４５Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4を補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とする水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うような第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4を求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００６６】
第２の制御量演算手段４６は、制御量補正手段４６Ａを有しており、アクチュエータ制御手段４７と接続されている。第２の制御量演算手段４６は、運動モードの演算値ＭxD2，ＭxA2よりなる運動モードの演算値Ｍxと、運動モードの演算値ＭyD2，ＭyA2よりなる運動モードの演算値Ｍyと、運動モードの演算値ＭθzD2，ＭθzA2よりなる運動モードの演算値Ｍθzとに基づき、第２のアクチュエータ３４x1，３４x2，３４y1，３４y2を制御するために必要な第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2を求めると共に、制御量補正手段４６Ａにより除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標及びＹ座標のデータＧ２x，Ｇ２yに応じて第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2の補正を行なう。すなわち、制御量補正手段４６Ａによる補正は、重心位置Ｇ２から第２のアクチュエータ３４x1，３４x2，３４y1，３４y2の配設位置までの距離を考慮して、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントがそれぞれ釣り合うように行なう。補正された第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2は、アクチュエータ制御手段４７に送信される。
【００６７】
制御量補正手段４６Ａを有する第２の制御量演算手段４６は、下記（６）式により上記補正及び演算処理を行う。なお、下記（６）式において、第２のアクチュエータ３４z1の座標を（x，y，z）＝（３４z1x，３４z1y，３４z1z）、第２のアクチュエータ３４z2の座標を（x，y，z）＝（３４z2x，３４z2y，３４z2z）、第２のアクチュエータ３４z3の座標を（x，y，z）＝（３４z3x，３４z3y，３４z3z）とする。
【００６８】
【数６】
このように、第２の制御量演算手段４６に制御量補正手段４６Ａを設け、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２に応じて、第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2を補正することにより、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を中心とするＺ軸の回転方向θzのモーメントが釣り合うような第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2を求めることができる。これにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように制御することが可能となる。
【００６９】
アクチュエータ制御手段４７は、第１及び第２の制御量演算手段４５，４６と、第１及び第２のアクチュエータ３３z1〜３３z4，３４x1，３４x2，３４y1，３４y2とに接続されている。アクチュエータ制御手段４７は、補正された第１及び第２の制御量Ｆz1〜Ｆz4，Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2のそれぞれに応じた駆動量を出力し、この駆動量により第１及び第２のアクチュエータ３３z1〜３３z4，３４x1，３４x2，３４y1，３４y2を制御する。
【００７０】
以上、説明したように、本実施の形態の除振装置１０によれば、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２を通過する水平２軸の回転方向θx，θyのモーメントがそれぞれ釣り合うような第１の制御量Ｆz1〜Ｆz4を求めると共に、重心位置Ｇ２を通過するＺ軸の回転方向θzのモーメントが釣り合うような第２の制御量Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2とを求め、アクチュエータ制御手段４７により第１及び第２の制御量Ｆz1〜Ｆz4，Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2に応じた駆動量を出力させて第１及び第２のアクチュエータ３３，３４を制御することにより、Ｘ−Ｙステージ１７が高速で移動した場合や、Ｘ−Ｙステージ１７の移動により除振装置本体１１の重心位置Ｇ２が大きく変位した場合でも、除振台１３の姿勢が水平状態となるように精度良く制御することができる。
【００７１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求に範囲に記載された本発明の範囲において、様々の変形・変更が可能である。なお、本実施の形態の除振装置１０では、除振台１３の４隅のうち３箇所に除振ユニット１５を設けたが、除振台１３の４隅全てに除振ユニット１５を設けてもよい。本実施の形態の除振装置１０のように、除振台１３の４隅のうち３箇所に除振ユニット１５を設けることにより、除振台１３の４隅全てに除振ユニット１５を設けた場合と比較して、センサ３６〜３９の数が少なくなるのでの除振装置１０のコストを低減することができる。また、移動体がＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に移動する場合には、除振装置本体１１の重心位置Ｇ２のＸ座標、Ｙ座標、及びＺ座標のデータＧ２x，Ｇ２y，Ｇ２zに応じて本実施の形態の除振装置１０と同様な補正を行なうことで、同様な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、高速で移動する移動体及び除振装置本体の重心位置に依存することなく、除振台の姿勢が水平状態となるように精度良く制御することのできる除振装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明するための図（その１）である。
【図２】除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明するための図（その２）である。
【図３】除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明するための図（その３）である。
【図４】除振装置本体の重心位置と除振台の傾きとの関係について説明するための図（その４）である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る除振装置の概略構成図である。
【図６】除振装置本体の断面図である。
【図７】除振装置本体の平面図である。
【図８】除振ユニットの断面図である。
【図９】アクチュエータの配設位置の一例を示した図である。
【図１０】変位センサ及び加速度センサの配設位置の一例を示した図である。
【図１１】制御手段が行う処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 除振装置
１１ 除振装置本体
１２ 制御手段
１３ 除振台
１４ 床
１５，１６ 除振ユニット
１７ Ｘ−Ｙステージ
１８ ベース部材
１９ 板体
２１，２４ 突出部
１９Ａ，２１Ａ，２３Ａ 上面
２１Ｂ，２１Ｃ，２３Ｂ 側面
２２ 浮上部材
２３ 枠体
２６，２７ 除振支持機構
３３，３３z1〜３３z4 第１のアクチュエータ
３４，３４x1，３４x2，３４y1，３４y2 第２のアクチュエータ
３６，３６z1，３６z2，３６z３ 第１の変位センサ
３７，３７x1，３７x2，３７y1 第２の変位センサ
３８，３８z1，３８z2，３８z3 第１の加速度センサ
３９，３９x1，３９x2，３９y1 第２の加速度センサ
４０ ステージ制御手段
４１，４２ 第１の演算手段
４１Ａ，４２Ａ 第１の補正手段
４３，４４ 第２の演算手段
４３Ａ，４４Ａ 第２の補正手段
４５ 第１の制御量演算手段
４５Ａ，４６Ａ 制御量補正手段
４６ 第２の制御量演算手段
４７ アクチュエータ制御手段
４８ 重心位置演算手段
４９ 記憶手段
５１〜５４，５１Ａ〜５１Ｃ，５２Ａ〜５２Ｃ，５３Ａ〜５３Ｃ，５４Ａ〜５４Ｃ 制御演算部
ａ１〜ａ１２ 入力値
Ｄz1，Ｄz2，Ｄz３，Ｄx1，Ｄx2，Ｄy1，Ａz1，Ａz2，Ａz3，Ａx1，Ａx2，Ａy1 検出信号
Ｆz1〜Ｆz4 第１の制御量
Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2 第２の制御量
Ｇ１，Ｇ１’，Ｇ２，Ｇ３ 重心位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を移動可能に支持する除振台と、
外部からの振動を除振すると共に、除振台の鉛直方向及び水平２軸方向の変動を検出する検出手段と、除振台を鉛直方向及び水平２軸方向に変位させるアクチュエータとを有する除振ユニットとを備える除振装置本体と、
前記移動体の移動を制御すると共に、移動体の座標位置を認識する移動体制御手段と、前記検出手段の検出信号に基づき、除振台の鉛直方向、水平２軸方向、及びこれらの回転方向に関する第１の運動モードの演算値を求める第１の演算手段と、該第１の運動モードの演算値に基づき、アクチュエータへ供給される制御量を求める制御量演算手段と、該制御量に基づいて、アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを有する制御手段とを備える除振装置であって、
前記制御手段は、前記移動体の座標位置に基づき、除振装置本体の重心位置を求める重心位置演算手段を備え、
前記第１の演算手段は、前記除振装置本体の重心位置に応じて第１の運動モードの演算値を補正する第１の補正手段を備えることを特徴とする除振装置。
【請求項２】
前記制御量演算手段は、前記除振装置本体の重心位置に応じてアクチュエータの制御量を補正する制御量補正手段を備えることを特徴とする請求項１記載の除振装置。
【請求項３】
前記検出手段は、変位センサからなることを特徴とする請求項１または２記載の除振装置。
【請求項４】
前記検出手段は、第１の検出手段と第２の検出手段とを有し、
前記第１の検出手段は、変位センサからなり、前記第２の検出手段は、加速度センサからなることを特徴とする請求項１または２記載の除振装置。
【請求項５】
前記加速度センサの検出信号に基づき、除振台の鉛直方向、水平２軸方向、及びこれらの回転方向に関する第２の運動モードの演算値を求める第２の演算手段を設けると共に、該第２の演算手段に前記除振装置本体の重心位置に応じて、第２の運動モードの演算値を補正する第２の補正手段をさらに設け、
前記制御量演算手段は、第１及び第２の補正手段により補正された第１及び第２の運動モードの演算値に基づき、アクチュエータの制御量を求めると共に、前記制御量補正手段により前記除振装置本体の重心位置に応じて、該アクチュエータの制御量を補正することを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載の除振装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記移動体の座標位置に対応する除振装置本体の重心位置が格納された記憶手段をさらに備え、
前記重心位置演算手段は、前記記憶手段の中から移動体の座標位置に対応する除振装置本体の重心位置のデータを読み込むことを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の除振装置。
【請求項７】
前記移動体は、前記除振台上を水平２軸方向に移動するＸ−Ｙステージであることを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の除振装置。
【請求項８】
前記アクチュエータは、空気バネ或いはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の除振装置。
【請求項１】
移動体を移動可能に支持する除振台と、
外部からの振動を除振すると共に、除振台の鉛直方向及び水平２軸方向の変動を検出する検出手段と、除振台を鉛直方向及び水平２軸方向に変位させるアクチュエータとを有する除振ユニットとを備える除振装置本体と、
前記移動体の移動を制御すると共に、移動体の座標位置を認識する移動体制御手段と、前記検出手段の検出信号に基づき、除振台の鉛直方向、水平２軸方向、及びこれらの回転方向に関する第１の運動モードの演算値を求める第１の演算手段と、該第１の運動モードの演算値に基づき、アクチュエータへ供給される制御量を求める制御量演算手段と、該制御量に基づいて、アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを有する制御手段とを備える除振装置であって、
前記制御手段は、前記移動体の座標位置に基づき、除振装置本体の重心位置を求める重心位置演算手段を備え、
前記第１の演算手段は、前記除振装置本体の重心位置に応じて第１の運動モードの演算値を補正する第１の補正手段を備えることを特徴とする除振装置。
【請求項２】
前記制御量演算手段は、前記除振装置本体の重心位置に応じてアクチュエータの制御量を補正する制御量補正手段を備えることを特徴とする請求項１記載の除振装置。
【請求項３】
前記検出手段は、変位センサからなることを特徴とする請求項１または２記載の除振装置。
【請求項４】
前記検出手段は、第１の検出手段と第２の検出手段とを有し、
前記第１の検出手段は、変位センサからなり、前記第２の検出手段は、加速度センサからなることを特徴とする請求項１または２記載の除振装置。
【請求項５】
前記加速度センサの検出信号に基づき、除振台の鉛直方向、水平２軸方向、及びこれらの回転方向に関する第２の運動モードの演算値を求める第２の演算手段を設けると共に、該第２の演算手段に前記除振装置本体の重心位置に応じて、第２の運動モードの演算値を補正する第２の補正手段をさらに設け、
前記制御量演算手段は、第１及び第２の補正手段により補正された第１及び第２の運動モードの演算値に基づき、アクチュエータの制御量を求めると共に、前記制御量補正手段により前記除振装置本体の重心位置に応じて、該アクチュエータの制御量を補正することを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載の除振装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記移動体の座標位置に対応する除振装置本体の重心位置が格納された記憶手段をさらに備え、
前記重心位置演算手段は、前記記憶手段の中から移動体の座標位置に対応する除振装置本体の重心位置のデータを読み込むことを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の除振装置。
【請求項７】
前記移動体は、前記除振台上を水平２軸方向に移動するＸ−Ｙステージであることを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の除振装置。
【請求項８】
前記アクチュエータは、空気バネ或いはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の除振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−３０７９３２（Ｐ２００６−３０７９３２Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２９８５３（Ｐ２００５−１２９８５３）
【出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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