JPH0373236B2 - - Google Patents
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- JPH0373236B2 JPH0373236B2 JP57019328A JP1932882A JPH0373236B2 JP H0373236 B2 JPH0373236 B2 JP H0373236B2 JP 57019328 A JP57019328 A JP 57019328A JP 1932882 A JP1932882 A JP 1932882A JP H0373236 B2 JPH0373236 B2 JP H0373236B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0095—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing combined linear and rotary motion, e.g. multi-direction positioners
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/20—Means for supporting or positioning the object or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
- H02N2/023—Inchworm motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/101—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using intermittent driving, e.g. step motors
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P72/50—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for positioning, orientation or alignment
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、物体位置の回転を高精度に行わせる
回転微動装置に関する。
回転微動装置に関する。
近年、半導体ウエハーやマスク基板等の試料に
微細パターンを形成するものとして、電子ビーム
描画装置、縮小投影型転写装置およびＸ線転写装
置等が開発されているが、この種の装置ではサブ
ミクロン単位の精度を保持するために微小に駆動
する駆動機構が必要となる。また、上記装置に限
らず測定機器で精密な測定を行う分野等において
も、高精度を有する微動駆動機構が必要である。
微細パターンを形成するものとして、電子ビーム
描画装置、縮小投影型転写装置およびＸ線転写装
置等が開発されているが、この種の装置ではサブ
ミクロン単位の精度を保持するために微小に駆動
する駆動機構が必要となる。また、上記装置に限
らず測定機器で精密な測定を行う分野等において
も、高精度を有する微動駆動機構が必要である。
微動駆動機構としては、一軸方向に移動させる
ものや回転運動を行わせるもの等があるが、回転
運転を行わせる従来の回転微動機構にあつては次
のような問題があつた。すなわち、ストロークが
長いものは微動駆動が困難で、微動駆動が可能な
ものはストロークを長くできない等の問題があつ
た。
ものや回転運動を行わせるもの等があるが、回転
運転を行わせる従来の回転微動機構にあつては次
のような問題があつた。すなわち、ストロークが
長いものは微動駆動が困難で、微動駆動が可能な
ものはストロークを長くできない等の問題があつ
た。
例えば、公知文献（電動形位置合せ機構の動作
特性、昭和51年度精機学会秋期大会前刷、P359）
で述べられている回転機構は圧電効果を持つた材
料を歪ませて回転運動に変換しているが、この場
合半径29〔mm〕の所で±２〔μｍ〕の極めて短いス
トロークしかとれない。また、圧電効果を利用し
たものとして特公昭51−12497号公報「ステツプ
微動装置」があるが、ここで述べられている内容
は直進運動形のステツプ駆動であり、これを回転
運動に変換させるためにはやはり従来の軸受を用
いた回転テーブルを使用しなければならず、さら
にガタをなくすためには材料の弾性変形を利用し
た片持梁のような回転機構を使用しなければなら
ない。そしてこの場合、前者では軸受内のガタの
発生、回転ストロークを大きくできない等の問題
を招き、後者にあつても以前として回転ストロー
クの問題を解決すことはできない。
特性、昭和51年度精機学会秋期大会前刷、P359）
で述べられている回転機構は圧電効果を持つた材
料を歪ませて回転運動に変換しているが、この場
合半径29〔mm〕の所で±２〔μｍ〕の極めて短いス
トロークしかとれない。また、圧電効果を利用し
たものとして特公昭51−12497号公報「ステツプ
微動装置」があるが、ここで述べられている内容
は直進運動形のステツプ駆動であり、これを回転
運動に変換させるためにはやはり従来の軸受を用
いた回転テーブルを使用しなければならず、さら
にガタをなくすためには材料の弾性変形を利用し
た片持梁のような回転機構を使用しなければなら
ない。そしてこの場合、前者では軸受内のガタの
発生、回転ストロークを大きくできない等の問題
を招き、後者にあつても以前として回転ストロー
クの問題を解決すことはできない。
本発明の目的は、微動駆動が可能で回転ストロ
ークを十分長くすることができ、さらに駆動時に
伴うガタの発生を防止し得る回路微動装置を提供
することにある。
ークを十分長くすることができ、さらに駆動時に
伴うガタの発生を防止し得る回路微動装置を提供
することにある。
本発明の骨子は、圧電効果（印加電圧に応じて
伸縮する機能）を有する部材に適当な電界を印加
し、該部材を伸び縮みさせることにより微動運動
を行わせるようにしたことにある。さらに、構造
的に弾性変形を利用することにより移動の伴うガ
タをなくすようにしたことにある。
伸縮する機能）を有する部材に適当な電界を印加
し、該部材を伸び縮みさせることにより微動運動
を行わせるようにしたことにある。さらに、構造
的に弾性変形を利用することにより移動の伴うガ
タをなくすようにしたことにある。
すなわち、本発明は基台上に移動自在に載置さ
れた第１および第２の移動部材と、この第１およ
び第２の移動部材を一体的に連結させると共に前
記第１および第２の移動部材の回転移動の中心と
なる弾性部材と、印加電圧に応じて伸縮する圧電
素子から成りその伸縮方向両端に前記第１および
第２の移動部材がそれぞれ取着され前記伸縮方向
に前記第１および第２の移動部材を回転移動させ
るための少なくとも一つの駆動部材と、前記第１
および第２の移動部材を前記基台上に固定するた
めの固定手段と、この固定手段で前記第１および
第２の移動部材を前記基台上に交互に固定するよ
うに制御する固定制御手段と、前記駆動部材に電
圧を印加して伸縮させ、前記固定手段により固定
される前記第１または第２の移動部材のどちらか
一方に対して、固定されない他方を回転移動させ
るように制御する伸縮制御手段とから構成される
ことを特徴とする回転微動装置である。
れた第１および第２の移動部材と、この第１およ
び第２の移動部材を一体的に連結させると共に前
記第１および第２の移動部材の回転移動の中心と
なる弾性部材と、印加電圧に応じて伸縮する圧電
素子から成りその伸縮方向両端に前記第１および
第２の移動部材がそれぞれ取着され前記伸縮方向
に前記第１および第２の移動部材を回転移動させ
るための少なくとも一つの駆動部材と、前記第１
および第２の移動部材を前記基台上に固定するた
めの固定手段と、この固定手段で前記第１および
第２の移動部材を前記基台上に交互に固定するよ
うに制御する固定制御手段と、前記駆動部材に電
圧を印加して伸縮させ、前記固定手段により固定
される前記第１または第２の移動部材のどちらか
一方に対して、固定されない他方を回転移動させ
るように制御する伸縮制御手段とから構成される
ことを特徴とする回転微動装置である。
本発明によれば、従来の回転機構のように微動
を行わせると回転ストロークが極端に短くなると
云う不都合がなく、原理的には１回転以上の回転
が可能となる。このため、粗動用および微動用の
回転機構が不要となる。しかも、駆動源として圧
電素子からなる駆動部材で回転部（第１および第
２の移動部材）を直接駆動しているので、例えば
１〔Ｖ〕で0.005〔μｍ〕と云う超微動を確実を行
うことができる。また、回転中心或いは回転歪が
発生する部分に弾性ヒンジ等を設け回転軸に通常
の軸受を必要としないので、駆動時に伴うガタの
発生を未然に防止することができる。さらに、圧
電効果を有する部材は、印加電圧の大きさによつ
て異なるが数100〔Kg〕〜数〔ｔ〕の力を発生する
ことが可能であり、回転を直接駆動しているた
め、大きなトルクを発生する回転微動装置を提供
することができる。この場合、固定部材で押えた
部分のスリツプが考えられるが、これは伝達する
トルクによつて固定部材の押圧力を適当に調整す
ればよい。
を行わせると回転ストロークが極端に短くなると
云う不都合がなく、原理的には１回転以上の回転
が可能となる。このため、粗動用および微動用の
回転機構が不要となる。しかも、駆動源として圧
電素子からなる駆動部材で回転部（第１および第
２の移動部材）を直接駆動しているので、例えば
１〔Ｖ〕で0.005〔μｍ〕と云う超微動を確実を行
うことができる。また、回転中心或いは回転歪が
発生する部分に弾性ヒンジ等を設け回転軸に通常
の軸受を必要としないので、駆動時に伴うガタの
発生を未然に防止することができる。さらに、圧
電効果を有する部材は、印加電圧の大きさによつ
て異なるが数100〔Kg〕〜数〔ｔ〕の力を発生する
ことが可能であり、回転を直接駆動しているた
め、大きなトルクを発生する回転微動装置を提供
することができる。この場合、固定部材で押えた
部分のスリツプが考えられるが、これは伝達する
トルクによつて固定部材の押圧力を適当に調整す
ればよい。
また、本発明はその構成が極めて簡単で故障す
る部品等も用いていないので、計測器類や各種半
導体製造装置内に組み込んで使用しても十分信頼
性のあものである。
る部品等も用いていないので、計測器類や各種半
導体製造装置内に組み込んで使用しても十分信頼
性のあものである。
第１図ａ〜ｃはそれぞれ本発明の第１の実施例
の概略構成を示すもので第１図ａは平面図、第１
図ｂは同図ａの矢視Ａ−Ａ断面図、第１図ｃは同
図ａの矢視Ｂ−Ｂ断面図である。図中１は、回転
板であり、この回転板１は半円板状の第１および
第２の移動部材２，３を弾性部材たる弾性ヒンジ
４（以下この実施例では弾性部材のことを弾性ヒ
ンジ４と称す）で接続して構成されている。な
お、実際には円板の中心軸を対称とする該円板の
外周部２個所をそれぞれ一部切欠すると共に、該
切欠部から中心軸に向つてそれぞれ切り込みを設
けることによつて、上記移動部材２，３および弾
性ヒンジ４からなる回転板１が形成されるが、上
記移動部材２，３を別体で形成した後に、弾性ヒ
ンジ４を圧入あるいはねじ止め、接着剤等で移動
部材２，３と一体的に連結してもよい。そして、
回転板１は基台５上に移動自在に載置されると共
に、その中心である弾性ヒンジ４の下面に設けた
ピン６によつて回転中心が規定されている。
の概略構成を示すもので第１図ａは平面図、第１
図ｂは同図ａの矢視Ａ−Ａ断面図、第１図ｃは同
図ａの矢視Ｂ−Ｂ断面図である。図中１は、回転
板であり、この回転板１は半円板状の第１および
第２の移動部材２，３を弾性部材たる弾性ヒンジ
４（以下この実施例では弾性部材のことを弾性ヒ
ンジ４と称す）で接続して構成されている。な
お、実際には円板の中心軸を対称とする該円板の
外周部２個所をそれぞれ一部切欠すると共に、該
切欠部から中心軸に向つてそれぞれ切り込みを設
けることによつて、上記移動部材２，３および弾
性ヒンジ４からなる回転板１が形成されるが、上
記移動部材２，３を別体で形成した後に、弾性ヒ
ンジ４を圧入あるいはねじ止め、接着剤等で移動
部材２，３と一体的に連結してもよい。そして、
回転板１は基台５上に移動自在に載置されると共
に、その中心である弾性ヒンジ４の下面に設けた
ピン６によつて回転中心が規定されている。
回転板１の前記切欠部には、第１および第２の
駆動部材７，８がそれぞれ設けられている。これ
らの駆動部材７，８はそれぞれ印加電圧に応じて
伸縮する圧電素子からなるもので、その伸縮方向
（図中に示す矢印方向）の両端に前記第１および
第２の移動部材２，３がそれぞれ取着固定されて
いる。なお、この固定は接着、ねじ止め或いは圧
入等のいずれであつてもよい。また、第１の駆動
部材７にはスイツチ９ａを介して可変電圧電源１
０ａが接続され、第２の駆動部材８にはスイツチ
９ｂを介して可変電圧電源１０ｂが接続されるも
のとなつている。
駆動部材７，８がそれぞれ設けられている。これ
らの駆動部材７，８はそれぞれ印加電圧に応じて
伸縮する圧電素子からなるもので、その伸縮方向
（図中に示す矢印方向）の両端に前記第１および
第２の移動部材２，３がそれぞれ取着固定されて
いる。なお、この固定は接着、ねじ止め或いは圧
入等のいずれであつてもよい。また、第１の駆動
部材７にはスイツチ９ａを介して可変電圧電源１
０ａが接続され、第２の駆動部材８にはスイツチ
９ｂを介して可変電圧電源１０ｂが接続されるも
のとなつている。
一方、前記回転板１の上方には、前記駆動部材
７，８と同様な圧電素子からなる固定手段たる第
１および第２の固定部材１１，１２がそれぞれ設
けられている。これらの固定部材１１，１２の伸
縮方向は回転板１の主面と直交する方向に定めら
れており、固定部材１１，１２の伸縮方向の一端
はそれぞれ固定端に固定されている。さらに、第
１の固定部材１１にはスイツチ１３ａを介して電
源１４ａが接続され、第２の固定部材１２にはス
イツチ１３ｂを介して電源１４ｂが接続されてい
る。そして、固定部材１１，１２は電圧を印加さ
れることにより、その他端（自由端）で前記回転
板１を基台５上に押し付けて固定するものとなつ
ている。
７，８と同様な圧電素子からなる固定手段たる第
１および第２の固定部材１１，１２がそれぞれ設
けられている。これらの固定部材１１，１２の伸
縮方向は回転板１の主面と直交する方向に定めら
れており、固定部材１１，１２の伸縮方向の一端
はそれぞれ固定端に固定されている。さらに、第
１の固定部材１１にはスイツチ１３ａを介して電
源１４ａが接続され、第２の固定部材１２にはス
イツチ１３ｂを介して電源１４ｂが接続されてい
る。そして、固定部材１１，１２は電圧を印加さ
れることにより、その他端（自由端）で前記回転
板１を基台５上に押し付けて固定するものとなつ
ている。
このように構成された回転微動装置の駆動方法
について説明する。
について説明する。
まず、前記第２の固定部材１２を伸長させて第
２の移動部材３を基台５上に押し付けて固定す
る。この状態で第１の駆動部材７を伸長させると
共に、第２の駆動部材８を収縮させる。これによ
り、第１の移動部材２は第２図ａに示す如く、弾
性ヒンジ４のひずみにより同ヒンジ４を中心とし
て矢印Ｐ方向に微小回転する。次に、前記第１の
固定部材１１を伸長させて第１の移動部材２を基
台５上に固定し、その後第２の固定部材１２を収
縮させて第２の移動部材３の固定を解除する。こ
の状態で第１の駆動部材７を収縮させると共に第
２の駆動部材８を伸長させると、第２の移動部材
３が第２図ｂに示す如く、弾性ビンジ４を中心と
して矢印Ｐ方向に微小回転する。以上の操作を繰
り返すことによつて、第１および第２の移動部材
２，３からなる回転板１は、弾性ビンジ４のひず
みによりピン６を中心として矢印Ｐ方向に回転せ
しめられることになる。
２の移動部材３を基台５上に押し付けて固定す
る。この状態で第１の駆動部材７を伸長させると
共に、第２の駆動部材８を収縮させる。これによ
り、第１の移動部材２は第２図ａに示す如く、弾
性ヒンジ４のひずみにより同ヒンジ４を中心とし
て矢印Ｐ方向に微小回転する。次に、前記第１の
固定部材１１を伸長させて第１の移動部材２を基
台５上に固定し、その後第２の固定部材１２を収
縮させて第２の移動部材３の固定を解除する。こ
の状態で第１の駆動部材７を収縮させると共に第
２の駆動部材８を伸長させると、第２の移動部材
３が第２図ｂに示す如く、弾性ビンジ４を中心と
して矢印Ｐ方向に微小回転する。以上の操作を繰
り返すことによつて、第１および第２の移動部材
２，３からなる回転板１は、弾性ビンジ４のひず
みによりピン６を中心として矢印Ｐ方向に回転せ
しめられることになる。
かくして本実施例によれば、回転板１を微動駆
動し得ると共にその回転ストローク長くすること
ができる。さらに、駆動部材７，８に印加する電
圧を調整することによつて、回転板１の阻微動お
よび超微動を容易に行うことができる。
動し得ると共にその回転ストローク長くすること
ができる。さらに、駆動部材７，８に印加する電
圧を調整することによつて、回転板１の阻微動お
よび超微動を容易に行うことができる。
第３図は第２の実施例の基本構成を示す平面図
である。なお、第１図ａ〜ｃと同一部分には同一
符号を付して、その詳しい説明は省略する。この
実施例が先に説明した第１の実施例と異なる線
は、前記ピン６の代りにローラベアリング１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを設け、回転板１を
外周面をガイドし回転板１の回転中心を決定する
ようにしたことである。
である。なお、第１図ａ〜ｃと同一部分には同一
符号を付して、その詳しい説明は省略する。この
実施例が先に説明した第１の実施例と異なる線
は、前記ピン６の代りにローラベアリング１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを設け、回転板１を
外周面をガイドし回転板１の回転中心を決定する
ようにしたことである。
このように構成であつても先の実施例と同様の
効果を奏するのは勿論のことである。
効果を奏するのは勿論のことである。
なお、上記説明では回転中心を決定する手段と
して、ピン６およびローラベアリング１５ａ，１
５ｂ，１５ｃ，１５ｄを用いた例を示したが本発
明は、原理的に回転中心を決定する手段は、特別
に設ける必要はなく、弾性部材たる弾性ヒンジ４
がその回転中心となる。
して、ピン６およびローラベアリング１５ａ，１
５ｂ，１５ｃ，１５ｄを用いた例を示したが本発
明は、原理的に回転中心を決定する手段は、特別
に設ける必要はなく、弾性部材たる弾性ヒンジ４
がその回転中心となる。
第４図ａ，ｂは第３の実施例の基本構成を示す
もので第４図ａは平面図、第４図ｂは同図ａのＣ
−Ｃ方向矢視図である。なお、第３図と同一部分
には同一符号を付して、その詳しい説明は省略す
る。この実施例が先の第２の実施例と異なる点
は、回転板１の上面に円板状の回転部材１６を取
り付け、この回転部材１６の外周面をローラベア
リング１５ａ〜１５ｄでガイドするようにしたも
のである。すなわち、回転部材１６はその中心が
弾性ヒンジ４上に位置するように、第２の移動部
材３上にねじ止めされている。
もので第４図ａは平面図、第４図ｂは同図ａのＣ
−Ｃ方向矢視図である。なお、第３図と同一部分
には同一符号を付して、その詳しい説明は省略す
る。この実施例が先の第２の実施例と異なる点
は、回転板１の上面に円板状の回転部材１６を取
り付け、この回転部材１６の外周面をローラベア
リング１５ａ〜１５ｄでガイドするようにしたも
のである。すなわち、回転部材１６はその中心が
弾性ヒンジ４上に位置するように、第２の移動部
材３上にねじ止めされている。
このような構成であれば、先の第１の実施例と
同様な効果を奏するのは勿論、第１および第２の
移動部材２，３の選択的回転運動を回転部材１６
の回転運動として取り出すことができる。
同様な効果を奏するのは勿論、第１および第２の
移動部材２，３の選択的回転運動を回転部材１６
の回転運動として取り出すことができる。
第５図ａ，ｂは第４の実施例の基本構成を示す
もので第５図ａは平面図、第５図ｂは同図ａの矢
視Ｄ−Ｄ断面図である。なお、第１図ａ〜ｃと同
一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は
省略する。この実施例が先の第１の実施例と異な
る点は、前記圧電素子からなる固定部材の代りに
静電チヤツクからなる固定部材１７，１８を設け
たことである。すなわち、第１の移動部材２の下
部には電極１７ａおよび絶縁物１７ｂ，１７ｃか
らなる第１の静電チヤツク（固定部材）１７が設
けられており、上記電極１７ａと前記基台５との
間にスイツチ１９ａを介して電極２０ａを接続す
ることにより第１の移動部材２が基台５上に吸着
固定されるものとなつている。また、第２の移動
部材３の下部には上記静電チヤツクと同様な第２
の静電チヤツク１８が設けられており、このチヤ
ツク１８により第２の移動部材３が基台５上に吸
着固定されるものとなつている。
もので第５図ａは平面図、第５図ｂは同図ａの矢
視Ｄ−Ｄ断面図である。なお、第１図ａ〜ｃと同
一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は
省略する。この実施例が先の第１の実施例と異な
る点は、前記圧電素子からなる固定部材の代りに
静電チヤツクからなる固定部材１７，１８を設け
たことである。すなわち、第１の移動部材２の下
部には電極１７ａおよび絶縁物１７ｂ，１７ｃか
らなる第１の静電チヤツク（固定部材）１７が設
けられており、上記電極１７ａと前記基台５との
間にスイツチ１９ａを介して電極２０ａを接続す
ることにより第１の移動部材２が基台５上に吸着
固定されるものとなつている。また、第２の移動
部材３の下部には上記静電チヤツクと同様な第２
の静電チヤツク１８が設けられており、このチヤ
ツク１８により第２の移動部材３が基台５上に吸
着固定されるものとなつている。
このような構成であつても先の第１の実施例と
同様の効果を奏する。
同様の効果を奏する。
なお、本発明は上述した各実施例に限定される
ものではない。例えば、前記固定部材１１を１個
しか用いず、第６図に示す如くテコの応用で固定
部を切換えるようにしてもよい。また、第７図ａ
に示す如く駆動部材７を１個しか用いず、この移
動部材７により回転板１を回転させるように構成
してもよく他の構成は、第１図に示すものと同様
である。この様に構成された回転微動装置の動作
について説明すると、第７図ｂおよびｃに示すよ
うに、まず、第２の固定部材１２を伸長させて第
２の移動部材３を基台５上に押し付けて固定す
る。この状態で駆動部材７を伸長させると、第１
の移動部材２は第７図ｂに示す如く、弾性ヒンジ
４のひずみにより弾性ヒンジ４を中心として矢印
Ｐ方向に微小回転する。次に、第１の固定部材１
１を伸長させて第１の移動部材２を基台５上に固
定し、その後第２の固定部材１２を収縮させて第
２移動部材３の固定を解除する。こと状態で駆動
部材７を収縮させることにより、第７図ｃに示す
ように第２の移動部材３が弾性ビンジ４を中心と
して矢印Ｐ方向に微小回転する。以上の操作を繰
り返すことによつて、第１および第２の移動部材
２，３からなる回転板１は、一つの駆動部材７に
よつて回転運動が可能である。さらに、弾性ヒン
ジ４を回転板１の中心に設けず、第８図ａに示す
如く端部に設けこの端部を弾性ヒンジ４を軸心と
して回転板１を回転させるように構成してもよく
他の構成は、第１図および第７図に示すものと同
様である。この様に構成された回転微動装置の動
作について説明すると、第８図ｂおよびｃに示す
ように、まず、第２の固定部材１２を伸長させて
第２の移動部材３を基台５上に押し付けて固定す
る。この状態で駆動部材７を伸長されると、第１
の移動部材２は第８図ｂに示す如く、弾性ヒンジ
４のひずみにより弾性ヒンジ４を中心として矢印
Ｐ方向に微小回転する。次に、第１の固定部材１
１を伸長させて第１の移動部材２を基台５上に固
定し、その後第２の固定部材１２を収縮させて第
２の移動部材３の固定を解除する。この状態で駆
動部材７を収縮されることにより、第８図ｃに示
すように第２の移動部材３が弾性ヒンジ４を中心
として矢印Ｐ方向に微小回転する。以上の操作を
繰り返すことによつて、第１および第２の移動部
材２，３からなる回転板１は、一つの駆動部材７
によつて回転運動が可能である。また、前記静電
チヤツクを移動自在に設ける代りに基台を設ける
ようにしてもよい。さらに、本発明は一種の微動
回転モータとして使用することも可能であり、こ
の回転を他の機構に伝えることによつて物体の微
動を行うこともできる。また、前記各実施例では
駆動部材７，８と移動部材２，３との間で歪が発
生する構造となつているが、実際は駆動部材７，
８の伸縮が５〔μｍ〕程度なので、その傾きは無
視でかると考えられる。しかし、この歪が問題と
なる場合は、第９図に示す如く駆動部材と移動部
材との間に上記歪を吸収する歪吸収部２１を形成
すればよい。さらに、電子ビームやイオンビーム
等の荷電粒子を用いた装置では磁界の変動によつ
て荷電粒子が影響を受けるが、本発明の回転微動
装置では全ての構成材料を非磁性材料で形成する
ことができ、この点から荷電粒子を用いる装置に
極めて有用性が高い。要するに本発明は、その要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施するこ
とができる。
ものではない。例えば、前記固定部材１１を１個
しか用いず、第６図に示す如くテコの応用で固定
部を切換えるようにしてもよい。また、第７図ａ
に示す如く駆動部材７を１個しか用いず、この移
動部材７により回転板１を回転させるように構成
してもよく他の構成は、第１図に示すものと同様
である。この様に構成された回転微動装置の動作
について説明すると、第７図ｂおよびｃに示すよ
うに、まず、第２の固定部材１２を伸長させて第
２の移動部材３を基台５上に押し付けて固定す
る。この状態で駆動部材７を伸長させると、第１
の移動部材２は第７図ｂに示す如く、弾性ヒンジ
４のひずみにより弾性ヒンジ４を中心として矢印
Ｐ方向に微小回転する。次に、第１の固定部材１
１を伸長させて第１の移動部材２を基台５上に固
定し、その後第２の固定部材１２を収縮させて第
２移動部材３の固定を解除する。こと状態で駆動
部材７を収縮させることにより、第７図ｃに示す
ように第２の移動部材３が弾性ビンジ４を中心と
して矢印Ｐ方向に微小回転する。以上の操作を繰
り返すことによつて、第１および第２の移動部材
２，３からなる回転板１は、一つの駆動部材７に
よつて回転運動が可能である。さらに、弾性ヒン
ジ４を回転板１の中心に設けず、第８図ａに示す
如く端部に設けこの端部を弾性ヒンジ４を軸心と
して回転板１を回転させるように構成してもよく
他の構成は、第１図および第７図に示すものと同
様である。この様に構成された回転微動装置の動
作について説明すると、第８図ｂおよびｃに示す
ように、まず、第２の固定部材１２を伸長させて
第２の移動部材３を基台５上に押し付けて固定す
る。この状態で駆動部材７を伸長されると、第１
の移動部材２は第８図ｂに示す如く、弾性ヒンジ
４のひずみにより弾性ヒンジ４を中心として矢印
Ｐ方向に微小回転する。次に、第１の固定部材１
１を伸長させて第１の移動部材２を基台５上に固
定し、その後第２の固定部材１２を収縮させて第
２の移動部材３の固定を解除する。この状態で駆
動部材７を収縮されることにより、第８図ｃに示
すように第２の移動部材３が弾性ヒンジ４を中心
として矢印Ｐ方向に微小回転する。以上の操作を
繰り返すことによつて、第１および第２の移動部
材２，３からなる回転板１は、一つの駆動部材７
によつて回転運動が可能である。また、前記静電
チヤツクを移動自在に設ける代りに基台を設ける
ようにしてもよい。さらに、本発明は一種の微動
回転モータとして使用することも可能であり、こ
の回転を他の機構に伝えることによつて物体の微
動を行うこともできる。また、前記各実施例では
駆動部材７，８と移動部材２，３との間で歪が発
生する構造となつているが、実際は駆動部材７，
８の伸縮が５〔μｍ〕程度なので、その傾きは無
視でかると考えられる。しかし、この歪が問題と
なる場合は、第９図に示す如く駆動部材と移動部
材との間に上記歪を吸収する歪吸収部２１を形成
すればよい。さらに、電子ビームやイオンビーム
等の荷電粒子を用いた装置では磁界の変動によつ
て荷電粒子が影響を受けるが、本発明の回転微動
装置では全ての構成材料を非磁性材料で形成する
ことができ、この点から荷電粒子を用いる装置に
極めて有用性が高い。要するに本発明は、その要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施するこ
とができる。
第１図ａ〜ｃはそれぞれ本発明の第１の実施例
の概略構成を示すもので第１図ａは平面図、第１
図ｂは同図ａの矢視Ａ−Ａ断面図、第１図ｃは同
図ａの矢視Ｂ−Ｂ断面図、第２図ａ，ｂはそれぞ
れ上記実施例の作用を説明するための模式図、第
３図は第２の実施例の基本構成を示す平面図、第
４図ａ，ｂはそれぞれ第３の実施例の基本構成を
示すもので第４図ａは平面図、第４図ｂは同図ａ
のＣ−Ｃ方向矢視図、第５図ａ，ｂはそれぞれ第
４の実施例の基本構成を示すもので第５図ａは平
面図、第５図ｂは同図ａの矢視Ｄ−Ｄ断面図、第
６図は、本発明の変形例を示す図、第７図ａ乃至
ｃおよび第８図ａ乃至ｃは、それぞれ本発明の変
形例およびその動作説明図、第９図は、本発明の
変形例を示す図である。 １……回転板、２……第１の移動部材、３……
第２の移動部材、４……弾性ヒンジ（弾性部材）、
５……基台、６……ピン、７，８……駆動部材、
９ａ，９ｂ，１３ａ，１３ｂ，１９ａ，１９ｂ…
…スイツチ、１０ａ，１０ｂ，１４ａ，１４ｂ，
２０ａ，２０ｂ……電源、１１，１２……固定部
材（固定手段）、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄ……ローラベアリング、１６……回転部材、１
７，１８……静電チヤツク（固定手段）。
の概略構成を示すもので第１図ａは平面図、第１
図ｂは同図ａの矢視Ａ−Ａ断面図、第１図ｃは同
図ａの矢視Ｂ−Ｂ断面図、第２図ａ，ｂはそれぞ
れ上記実施例の作用を説明するための模式図、第
３図は第２の実施例の基本構成を示す平面図、第
４図ａ，ｂはそれぞれ第３の実施例の基本構成を
示すもので第４図ａは平面図、第４図ｂは同図ａ
のＣ−Ｃ方向矢視図、第５図ａ，ｂはそれぞれ第
４の実施例の基本構成を示すもので第５図ａは平
面図、第５図ｂは同図ａの矢視Ｄ−Ｄ断面図、第
６図は、本発明の変形例を示す図、第７図ａ乃至
ｃおよび第８図ａ乃至ｃは、それぞれ本発明の変
形例およびその動作説明図、第９図は、本発明の
変形例を示す図である。 １……回転板、２……第１の移動部材、３……
第２の移動部材、４……弾性ヒンジ（弾性部材）、
５……基台、６……ピン、７，８……駆動部材、
９ａ，９ｂ，１３ａ，１３ｂ，１９ａ，１９ｂ…
…スイツチ、１０ａ，１０ｂ，１４ａ，１４ｂ，
２０ａ，２０ｂ……電源、１１，１２……固定部
材（固定手段）、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄ……ローラベアリング、１６……回転部材、１
７，１８……静電チヤツク（固定手段）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基台上に移動自在に載置された第１および第
２の移動部材と、 この第１および第２の移動部材を一体的に連結
させると共に前記第１および第２の移動部材の回
転移動の中心となる弾性部材と、 印加電圧に応じて伸縮する圧電素子から成りそ
の伸縮方向両端に前記第１および第２の移動部材
がそれぞれ取着され前記伸縮方向に前記第１およ
び第２の移動部材を回転移動させるための少なく
とも一つの駆動部材と、 前記第１および第２の移動部材を前記基台上に
固定するための固定手段と、 この固定手段で前記第１および第２の移動部材
を前記基台上に交互に固定するように制御する固
定制御手段と、 前記駆動部材に電圧を印加して伸縮させ、前記
固定手段により固定される前記第１または第２の
移動部材のどちらか一方に対して、固定されない
他方を回転移動させるように制御する伸縮制御手
段と、 から構成されることを特徴とする回転微動装置。 ２ 前記第１および第２の移動部材と前記弾性部
材は、予め一体に形成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の回転微動装置。 ３ 前記第１および第２の移動部材は、前記弾性
部材に設けられたピンにより回転自在に保持され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の回転微動装置。 ４ 前記固定手段は、前記駆動部材の伸縮方向と
直交する方向に伸縮可能な圧電素子を前記第１お
よび第２の移動部材あるいは基台に取着してな
り、前記移動部材と基台とを押し付けることによ
り前記移動部材を基台上に密接固定するものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
回転微動装置。 ５ 前記固定手段は、前記第１および第２の移動
部材あるいは基台表面層に、電極および誘電層か
らなる静電チヤツクを形成してなるものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転
微動装置。 ６ 前記基台および各部材の全てを非磁性材料で
形成すると共に、前記伸縮作用を有する圧電素子
としてチタン酸ジルコン酸鉛を用い、かつその他
の構成材料としてベリリウム銅、アルミニウムあ
るいはチタンを用いたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の回転微動装置。 ７ 前記駆動部材を前記弾性部材を中心として対
称に少なくとも２つ配置したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の回転微動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57019328A JPS58139681A (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | 回転微動機構 |
| DE8282108932T DE3278959D1 (en) | 1982-02-09 | 1982-09-27 | Fine rotation mechanism |
| EP82108932A EP0085745B1 (en) | 1982-02-09 | 1982-09-27 | Fine rotation mechanism |
| US06/429,230 US4455501A (en) | 1982-02-09 | 1982-09-30 | Precision rotation mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57019328A JPS58139681A (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | 回転微動機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58139681A JPS58139681A (ja) | 1983-08-19 |
| JPH0373236B2 true JPH0373236B2 (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=11996336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57019328A Granted JPS58139681A (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | 回転微動機構 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0085745B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58139681A (ja) |
| DE (1) | DE3278959D1 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6077685A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-02 | Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd | ブレ−キ装置 |
| JPS60118072A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | 回転微動機構 |
| JPH063788B2 (ja) * | 1983-12-30 | 1994-01-12 | 株式会社島津製作所 | 微動回転駆動装置 |
| JPS60145614A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-01 | Toshiba Corp | 回転微動機構 |
| DE3415220C2 (de) * | 1984-04-21 | 1986-02-20 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln | Drehschwingantrieb für einen Ringlaserkreisel |
| JPH0614789B2 (ja) * | 1984-06-25 | 1994-02-23 | 株式会社東芝 | テーブル微動方法およびこの方法を用いた微動装置 |
| DE3610540A1 (de) * | 1986-03-27 | 1987-10-01 | Kernforschungsanlage Juelich | Bewegungseinrichtung zur mikrobewegung von objekten |
| DE3814616A1 (de) * | 1988-04-29 | 1989-11-09 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikromanipulator zur bewegung von objekten |
| GB9205665D0 (en) * | 1992-03-16 | 1992-04-29 | Fisons Plc | Piezo-electric motor |
| DE10156836B4 (de) * | 2001-11-20 | 2004-01-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur Erzeugung einer rotatorischen Bewegung und Verwendung derselben |
| JP4150000B2 (ja) | 2002-12-27 | 2008-09-17 | 富士通株式会社 | 微小駆動ユニットおよび記録媒体駆動装置 |
| NL1041790B1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-10-10 | Hubertus Leonardus Mathias Marie Janssen Ir | Cryogenic Sample Rotator |
| CN107015573B (zh) * | 2017-03-20 | 2020-05-29 | 歌尔科技有限公司 | 电磁式运动平台的控制方法及系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5112497B1 (ja) * | 1971-04-21 | 1976-04-20 | ||
| US3887811A (en) * | 1971-10-08 | 1975-06-03 | Radiant Energy Systems | Electro mechanical alignment apparatus for electron image projection systems |
| FR2367315A1 (fr) * | 1976-10-11 | 1978-05-05 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de deplacement piezopneumatique |
-
1982
- 1982-02-09 JP JP57019328A patent/JPS58139681A/ja active Granted
- 1982-09-27 DE DE8282108932T patent/DE3278959D1/de not_active Expired
- 1982-09-27 EP EP82108932A patent/EP0085745B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0085745A2 (en) | 1983-08-17 |
| DE3278959D1 (en) | 1988-09-29 |
| EP0085745A3 (en) | 1986-03-19 |
| JPS58139681A (ja) | 1983-08-19 |
| EP0085745B1 (en) | 1988-08-24 |
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