JPH071447B2 - 微細位置決め装置 - Google Patents
微細位置決め装置Info
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- JPH071447B2 JPH071447B2 JP61210618A JP21061886A JPH071447B2 JP H071447 B2 JPH071447 B2 JP H071447B2 JP 61210618 A JP61210618 A JP 61210618A JP 21061886 A JP21061886 A JP 21061886A JP H071447 B2 JPH071447 B2 JP H071447B2
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- radial
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- beam displacement
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
- B23Q1/36—Springs
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece
- B23Q15/24—Control or regulation of position of tool or workpiece of linear position
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
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- G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
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- G05B2219/00—Program-control systems
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- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/30—Nc systems
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造装置、電子顕微鏡等のμｍオーダ
の調節を必要とする装置に使用される微細位置決め装置
に関する。
の調節を必要とする装置に使用される微細位置決め装置
に関する。
近年、各種技術分野においては、μｍのオーダーの微細
な変位調節が可能である装置が要望されている。その典
型的な例がLSI（大規模集積回路）、超LSIの製造工程に
おいて使用されるマスクアライナ、電子線描画装置等の
半導体製造装置である。これらの装置においては、μｍ
オーダーの微細な位置決めが必要であり、位置決めの精
度が向上するにしたがつてその集積度も増大し、高性能
の製品を製造することができる。このような微細な位置
決めは上記半導体装置に限らず、電子顕微鏡をはじめと
する各種の高倍率光学装置等においても必要であり、そ
の精度向上により、バイオテクノロジ、宇宙開発等の先
端技術においてもそれらの発展に大きく寄与するもので
ある。
な変位調節が可能である装置が要望されている。その典
型的な例がLSI（大規模集積回路）、超LSIの製造工程に
おいて使用されるマスクアライナ、電子線描画装置等の
半導体製造装置である。これらの装置においては、μｍ
オーダーの微細な位置決めが必要であり、位置決めの精
度が向上するにしたがつてその集積度も増大し、高性能
の製品を製造することができる。このような微細な位置
決めは上記半導体装置に限らず、電子顕微鏡をはじめと
する各種の高倍率光学装置等においても必要であり、そ
の精度向上により、バイオテクノロジ、宇宙開発等の先
端技術においてもそれらの発展に大きく寄与するもので
ある。
ところで、上位位置決めにおいては、１つの平面に沿つ
て任意の方向に移動させる並進変位と、１つの軸まわり
に回動させる回転変位とが考えられる。このうち、回転
変位を行う微細位置決め装置として、特公昭57−50433
号公報に示される装置が提案されていた。これを図によ
り説明する。
て任意の方向に移動させる並進変位と、１つの軸まわり
に回動させる回転変位とが考えられる。このうち、回転
変位を行う微細位置決め装置として、特公昭57−50433
号公報に示される装置が提案されていた。これを図によ
り説明する。
第３図は微小回転変位を行う従来の微細位置決め装置の
一部破断斜視図である。図で、11は円柱状の中央固定
部、11a,11b,11cは中央固定部11の周面にその長手方向
に等間隔に形成された縦溝である。12は中央固定部11を
中心として可回動に設けられたリング状のステージ、12
a1〜12a3,12b1〜12b3,12c1〜12c3はそれぞれ縦溝11a,11
b,11cに対向してステージ12に固定されたＵ字状金具で
ある。13は各縦溝11a,11b,11cと各Ｕ字状金具12a1〜12c
3との間に装架されたバイモルフ形圧電素子、13Aはバイ
モルフ形圧電素子13のＵ字状金具と係合する部分に固定
された突起である。中央固定部11、ステージ12、各Ｕ字
状金具12a1〜12c3はいずれも剛体である。ここで、上記
バイモルフ形圧電素子13を第４図により簡単に説明す
る。
一部破断斜視図である。図で、11は円柱状の中央固定
部、11a,11b,11cは中央固定部11の周面にその長手方向
に等間隔に形成された縦溝である。12は中央固定部11を
中心として可回動に設けられたリング状のステージ、12
a1〜12a3,12b1〜12b3,12c1〜12c3はそれぞれ縦溝11a,11
b,11cに対向してステージ12に固定されたＵ字状金具で
ある。13は各縦溝11a,11b,11cと各Ｕ字状金具12a1〜12c
3との間に装架されたバイモルフ形圧電素子、13Aはバイ
モルフ形圧電素子13のＵ字状金具と係合する部分に固定
された突起である。中央固定部11、ステージ12、各Ｕ字
状金具12a1〜12c3はいずれも剛体である。ここで、上記
バイモルフ形圧電素子13を第４図により簡単に説明す
る。
第４図はバイモルフ形圧電素子の斜視図である。図で、
13a,13bは圧電素子、13cは圧電素子13a,13bの中間に設
けられた共通電極である。圧電素子13a,13bは共通電極1
3cを挾着した状態で互いに密着されている。13d,13eは
それぞれ圧電素子13a,13bに固着された表面電極であ
る。この状態において、表面電極13dと共通電極13cとの
間に圧電素子13aを縮ませる極性の電圧を印加し、同時
に、表面電極13eと共通電極13cとの間に圧電素子13bを
伸ばす極性の電圧を印加すると、各圧電素子13a,13bが
矢印の方向に伸縮することにより、バイモルフ形圧電素
子13全体は図のように変形する。このようなバイモルフ
形圧電素子13により、圧電素子単体に比べて大きな変位
量を得ることができる。
13a,13bは圧電素子、13cは圧電素子13a,13bの中間に設
けられた共通電極である。圧電素子13a,13bは共通電極1
3cを挾着した状態で互いに密着されている。13d,13eは
それぞれ圧電素子13a,13bに固着された表面電極であ
る。この状態において、表面電極13dと共通電極13cとの
間に圧電素子13aを縮ませる極性の電圧を印加し、同時
に、表面電極13eと共通電極13cとの間に圧電素子13bを
伸ばす極性の電圧を印加すると、各圧電素子13a,13bが
矢印の方向に伸縮することにより、バイモルフ形圧電素
子13全体は図のように変形する。このようなバイモルフ
形圧電素子13により、圧電素子単体に比べて大きな変位
量を得ることができる。
このようなバイモルフ形圧電素子13は、第３図に示す装
置において、一端が縦溝11a,11b,11cに固定され、他端
は自由端となつて各対応するＵ字状金具に突起13Aを介
して接触している。今、各バイモルフ形圧電素子13に適
宜の電圧を印加し、第４図に示す変形を生じさせると、
ステージ12はその変形に応じて中央固定部11を中心とし
て回動変位する。そこで、ステージ12上に微動テーブル
を載置固定しておけば、微動テーブルの微小回転変位を
得ることができる。
置において、一端が縦溝11a,11b,11cに固定され、他端
は自由端となつて各対応するＵ字状金具に突起13Aを介
して接触している。今、各バイモルフ形圧電素子13に適
宜の電圧を印加し、第４図に示す変形を生じさせると、
ステージ12はその変形に応じて中央固定部11を中心とし
て回動変位する。そこで、ステージ12上に微動テーブル
を載置固定しておけば、微動テーブルの微小回転変位を
得ることができる。
上記従来の装置は、Ｕ字状金具とバイモルフ形圧電素子
13とにより両者を係合状態に保持し、これにより、バイ
モルフ形圧電素子13の自然変形のままでの装架を許し、
かつ、バイモルフ形圧電素子13をステージ12に固定した
場合に生じる変位の拘束（干渉）を防止している。
13とにより両者を係合状態に保持し、これにより、バイ
モルフ形圧電素子13の自然変形のままでの装架を許し、
かつ、バイモルフ形圧電素子13をステージ12に固定した
場合に生じる変位の拘束（干渉）を防止している。
ところで、第３図に示す従来の微細位置決め装置は次の
ような問題点を有している。即ち、当該装置の構成は、
構成自体が複雑であるばかりでなく、各バイモルフ形圧
電素子13の先端位置に合わせて各Ｕ字状金具の取付位置
を定めなければならず、その製造に極めて多くの手間と
時間を要する。しかも、バイモルフ形圧電素子13とＵ字
状金具との係合は、緩やかな係合は許されず、したがつ
て、バイモルフ形圧電素子13が変形したときのＵ字状金
具との摺動抵抗も大きく、依然として大きな干渉が存在
する。
ような問題点を有している。即ち、当該装置の構成は、
構成自体が複雑であるばかりでなく、各バイモルフ形圧
電素子13の先端位置に合わせて各Ｕ字状金具の取付位置
を定めなければならず、その製造に極めて多くの手間と
時間を要する。しかも、バイモルフ形圧電素子13とＵ字
状金具との係合は、緩やかな係合は許されず、したがつ
て、バイモルフ形圧電素子13が変形したときのＵ字状金
具との摺動抵抗も大きく、依然として大きな干渉が存在
する。
さらに、第３図に示す装置では、中央固定部11に沿う軸
のまわりの回転変位は得られるものの、他の軸まわりの
回転変位を得ることはできない。そして、このように２
つの軸まわりの回転変位を得るためには第３図に示す装
置を２つ組合わせることが考えられるが、この組合せを
構成するのは困難である。
のまわりの回転変位は得られるものの、他の軸まわりの
回転変位を得ることはできない。そして、このように２
つの軸まわりの回転変位を得るためには第３図に示す装
置を２つ組合わせることが考えられるが、この組合せを
構成するのは困難である。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、極め
て簡単な構成で２つの軸まわりの回転変位を得ることが
できる微細位置決め装置を提供するにある。
て簡単な構成で２つの軸まわりの回転変位を得ることが
できる微細位置決め装置を提供するにある。
［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、剛体の支持板
と、この支持板上に設けられ第１の軸まわりに回転変位
を発生させる少なくとも１つの放射たわみ梁変位機構
と、前記支持板上に設けられ前記第１の軸と直交する第
２の軸まわりに回転変位を発生させる少なくとも１つの
放射たわみ梁変位機構と、前記第１の軸まわりに回転変
位を発生させる放射たわみ梁変位機構の前記支持板と反
対側に連結された微動テーブルと、前記第２の軸まわり
に回転変位を発生させる放射たわみ梁変位機構の前記支
持板と反対側に一方が連結され、他方が固定端に連結さ
れた固定部とで微細位置決め装置を構成したことを特徴
とする。
と、この支持板上に設けられ第１の軸まわりに回転変位
を発生させる少なくとも１つの放射たわみ梁変位機構
と、前記支持板上に設けられ前記第１の軸と直交する第
２の軸まわりに回転変位を発生させる少なくとも１つの
放射たわみ梁変位機構と、前記第１の軸まわりに回転変
位を発生させる放射たわみ梁変位機構の前記支持板と反
対側に連結された微動テーブルと、前記第２の軸まわり
に回転変位を発生させる放射たわみ梁変位機構の前記支
持板と反対側に一方が連結され、他方が固定端に連結さ
れた固定部とで微細位置決め装置を構成したことを特徴
とする。
第１の軸まわりに回転変位を発生させる放射たわみ梁変
位機構を駆動すると、この駆動による回転変位は当該放
射たわみ梁変位機構における支持板と反対側の微動テー
ブルに現れ、又、第２の軸まわりに回転変位を発生させ
る放射たわみ梁変位機構を駆動すると、この駆動による
回転変位は支持板および前記第１の軸まわりに回転変位
を発生させる放射たわみ梁変位機構を介して微動テーブ
ルに現れる。
位機構を駆動すると、この駆動による回転変位は当該放
射たわみ梁変位機構における支持板と反対側の微動テー
ブルに現れ、又、第２の軸まわりに回転変位を発生させ
る放射たわみ梁変位機構を駆動すると、この駆動による
回転変位は支持板および前記第１の軸まわりに回転変位
を発生させる放射たわみ梁変位機構を介して微動テーブ
ルに現れる。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明の実施例に係る微細位置決め装置の斜視
図である。図で、x,y,zは座標軸を示す。15は剛体部材
で作られた支持板である。16Mya,16Mybは支持板15上に
対称的に配置された放射たわみ梁変位機構である。各放
射たわみ梁変位機構16Mya,16Mybはｙ軸方向に延びる共
通の１つの軸（ｙ′軸）のまわりに回転変位を発生せし
める。16Mxa,16Mxbは支持板15上に対称的に配置された
放射たわみ梁変位機構であり、それぞれｘ軸方向に延び
る共通の１つの軸（ｘ′軸）のまわりに回転変位を発生
せしめる。各放射たわみ梁変位機構16Mya,16Myb,16Mxa,
16Mxbの構造については後述する。
図である。図で、x,y,zは座標軸を示す。15は剛体部材
で作られた支持板である。16Mya,16Mybは支持板15上に
対称的に配置された放射たわみ梁変位機構である。各放
射たわみ梁変位機構16Mya,16Mybはｙ軸方向に延びる共
通の１つの軸（ｙ′軸）のまわりに回転変位を発生せし
める。16Mxa,16Mxbは支持板15上に対称的に配置された
放射たわみ梁変位機構であり、それぞれｘ軸方向に延び
る共通の１つの軸（ｘ′軸）のまわりに回転変位を発生
せしめる。各放射たわみ梁変位機構16Mya,16Myb,16Mxa,
16Mxbの構造については後述する。
17a,17bはそれぞれ放射たわみ梁変位機構16Mya,16Mybを
構成する一方の剛体部（他方の剛体部は支持板15）、18
a,18bはそれぞれ放射たわみ梁変位機構16Mxa,16Mxbを構
成する一方の剛体部（同じく他方の剛体部は支持板15）
である。19a,19bはそれぞれ剛体部18a,18bに固定された
Ｌ字形の固定脚、20は剛体部17a,17bに固定された微動
テーブルである。この微動テーブル20上には微細位置決
めされる対象物体が載置固定される。
構成する一方の剛体部（他方の剛体部は支持板15）、18
a,18bはそれぞれ放射たわみ梁変位機構16Mxa,16Mxbを構
成する一方の剛体部（同じく他方の剛体部は支持板15）
である。19a,19bはそれぞれ剛体部18a,18bに固定された
Ｌ字形の固定脚、20は剛体部17a,17bに固定された微動
テーブルである。この微動テーブル20上には微細位置決
めされる対象物体が載置固定される。
ここで、放射たわみ梁変位機構を図により説明する。第
２図（ａ），（ｂ）は放射たわみ梁変位機構の側面図で
ある。図で、25a,25bはそれぞれ、左右に存在する剛体
部である。26,26′はそれぞれ剛体部25a,25bの間にこれ
らと一体に形成され、かつ定点Ｏを中心として放射状に
配置された平板状の放射たわみ梁である。27は放射たわ
み梁26,26′と剛体部とを一体形成するために生じた貫
通孔である。28aは剛体部25aから貫通孔27に突出する突
出部、28bは剛体部25bから貫通孔27に突出する突出部で
あり、これら突出部28a,28bは互いに図の縦方向におい
て間隔を有して重なつている。29は突出部28aと突出部2
8bとの間に固定された圧電アクチユエータである。圧電
アクチユエータ29は、点Ｏを中心として圧電アクチユエ
ータ29を通る円を描いた場合、その円の接線方向の力ｆ
（点Ｏに関するトルクに相当する）を発生し各放射たわ
み梁に曲げ変形を生ぜしめる。これら力の大きさは、圧
電アクチユエータ29に印加される電圧によつて制御され
る。30は剛体部25aを支持する剛体構造を示す。
２図（ａ），（ｂ）は放射たわみ梁変位機構の側面図で
ある。図で、25a,25bはそれぞれ、左右に存在する剛体
部である。26,26′はそれぞれ剛体部25a,25bの間にこれ
らと一体に形成され、かつ定点Ｏを中心として放射状に
配置された平板状の放射たわみ梁である。27は放射たわ
み梁26,26′と剛体部とを一体形成するために生じた貫
通孔である。28aは剛体部25aから貫通孔27に突出する突
出部、28bは剛体部25bから貫通孔27に突出する突出部で
あり、これら突出部28a,28bは互いに図の縦方向におい
て間隔を有して重なつている。29は突出部28aと突出部2
8bとの間に固定された圧電アクチユエータである。圧電
アクチユエータ29は、点Ｏを中心として圧電アクチユエ
ータ29を通る円を描いた場合、その円の接線方向の力ｆ
（点Ｏに関するトルクに相当する）を発生し各放射たわ
み梁に曲げ変形を生ぜしめる。これら力の大きさは、圧
電アクチユエータ29に印加される電圧によつて制御され
る。30は剛体部25aを支持する剛体構造を示す。
上記の構造において、剛体部25a,25b、放射たわみ梁26,
26′、突出部28a,28b、圧電アクチユエータ29により放
射たわみ梁変位機構32が構成されている。点Ｏを通る紙
面に垂直な線を、この放射たわみ梁変位機構32の位置と
設置方向を示す基準軸とする。
26′、突出部28a,28b、圧電アクチユエータ29により放
射たわみ梁変位機構32が構成されている。点Ｏを通る紙
面に垂直な線を、この放射たわみ梁変位機構32の位置と
設置方向を示す基準軸とする。
次に、上記放射たわみ梁変位機構の動作を第２図（ｂ）
を参照しながら説明する。第２図（ｂ）は第２図（ａ）
に示す放射たわみ梁変位機構32の変形後の側面図であ
る。今、圧電アクチユエータ29に電圧を印加して上記接
触線方向の力ｆを発生させる。そうすると、突出部28b
は圧電アクチユエータ29に発生した力により上記接線に
沿つて上向きに押される。剛体部25bは剛体部25aに放射
たわみ梁26,26′で連結された形となつているので、上
記の力を受けた結果、放射たわみ梁26,26′の剛体部25a
に連結されている部分は点Ｏから放射状に延びる直線
L1,L2にあるが、剛体部25bに連結されている部分は、上
記直線L1,L2から僅かにずれた直線（この直線も点Ｏか
ら放射状に延びる直線である。）L1′,L2′上にずれる
微小変位を生じる。このため、剛体部25bは図で時計方
向に微小角度δだけ回動する。この回転変位δの大きさ
は、放射たわみ梁26,26′の曲げに対する剛性により定
まるので、力Ｆを正確に制御すれば、回転変位δもそれ
と同じ精度で制御できることになる。
を参照しながら説明する。第２図（ｂ）は第２図（ａ）
に示す放射たわみ梁変位機構32の変形後の側面図であ
る。今、圧電アクチユエータ29に電圧を印加して上記接
触線方向の力ｆを発生させる。そうすると、突出部28b
は圧電アクチユエータ29に発生した力により上記接線に
沿つて上向きに押される。剛体部25bは剛体部25aに放射
たわみ梁26,26′で連結された形となつているので、上
記の力を受けた結果、放射たわみ梁26,26′の剛体部25a
に連結されている部分は点Ｏから放射状に延びる直線
L1,L2にあるが、剛体部25bに連結されている部分は、上
記直線L1,L2から僅かにずれた直線（この直線も点Ｏか
ら放射状に延びる直線である。）L1′,L2′上にずれる
微小変位を生じる。このため、剛体部25bは図で時計方
向に微小角度δだけ回動する。この回転変位δの大きさ
は、放射たわみ梁26,26′の曲げに対する剛性により定
まるので、力Ｆを正確に制御すれば、回転変位δもそれ
と同じ精度で制御できることになる。
圧電アクチユエータ29に印加されている電圧が除かれる
と、各放射たわみ梁26,26′は変形前の状態に復帰し、
放射たわみ梁変位機構32は第２図（ａ）に示す状態に戻
り、回転変位δは０になる。
と、各放射たわみ梁26,26′は変形前の状態に復帰し、
放射たわみ梁変位機構32は第２図（ａ）に示す状態に戻
り、回転変位δは０になる。
以上の放射たわみ梁変位機構の説明から、第１図に示す
放射たわみ梁変位機構16Mya,16Mybの基準軸はｙ′軸で
あり、放射たわみ梁変位機構16Mxa,16Mxbの基準軸は
ｘ′軸であることが判る。又、第１図に示す支持板15が
剛体部25aに対応し、剛体部17a,17b,18a,18bが剛体部25
bに対応することも判る。ただし、放射たわみ梁変位機
構16Mxa,16Mxbにおいて、これらを支持する剛体構造は
剛体部18a,18b側にある。
放射たわみ梁変位機構16Mya,16Mybの基準軸はｙ′軸で
あり、放射たわみ梁変位機構16Mxa,16Mxbの基準軸は
ｘ′軸であることが判る。又、第１図に示す支持板15が
剛体部25aに対応し、剛体部17a,17b,18a,18bが剛体部25
bに対応することも判る。ただし、放射たわみ梁変位機
構16Mxa,16Mxbにおいて、これらを支持する剛体構造は
剛体部18a,18b側にある。
さらに、第１図に示す各放射たわみ梁変位機構16Mya,16
Myb,16Mxa,16Mxbの基準軸ｙ′,x′は、それらの放射た
わみ梁26,26′の放射角度θを選定することにより、微
動テーブル20の表面上を通るようにされている。
Myb,16Mxa,16Mxbの基準軸ｙ′,x′は、それらの放射た
わみ梁26,26′の放射角度θを選定することにより、微
動テーブル20の表面上を通るようにされている。
ここで、本実施例の動作を説明する。放射たわみ梁16My
a,16Mybの圧電アクチユエータに同一電圧を印加する
と、この電圧に応じて放射たわみ梁が第２図（ｂ）に示
すように変形する。この場合、支持板15は固定脚19a,19
b、放射たわみ梁変位機構16Mxa,16Mxbを介して固定状態
にあるので、放射たわみ梁変位機構16Mya,16Mybはｙ′
軸まわりに回転変位を発生し、これにより微動テーブル
20はｙ′軸まわりに回転変位する。
a,16Mybの圧電アクチユエータに同一電圧を印加する
と、この電圧に応じて放射たわみ梁が第２図（ｂ）に示
すように変形する。この場合、支持板15は固定脚19a,19
b、放射たわみ梁変位機構16Mxa,16Mxbを介して固定状態
にあるので、放射たわみ梁変位機構16Mya,16Mybはｙ′
軸まわりに回転変位を発生し、これにより微動テーブル
20はｙ′軸まわりに回転変位する。
又、放射たわみ梁変位機構16Mxa,16Mxbの圧電アクチユ
エータに同一電圧を印加すると、この電圧に応じて放射
たわみ梁が変形してｘ′軸まわりの回転変位を発生す
る。この回転変位は支持板15、放射たわみ梁変位機構16
Mya,16Mybを介して微動テーブル20に電圧され、微動テ
ーブル20はｘ′軸まわりに回転変位する。
エータに同一電圧を印加すると、この電圧に応じて放射
たわみ梁が変形してｘ′軸まわりの回転変位を発生す
る。この回転変位は支持板15、放射たわみ梁変位機構16
Mya,16Mybを介して微動テーブル20に電圧され、微動テ
ーブル20はｘ′軸まわりに回転変位する。
さらに、放射たわみ梁変位機構16Mya,16Mybと放射たわ
み梁変位機構16Mxa,16Mxbとを同時に駆動すると、微動
テーブル20の回転変位は両者の回転変位を合成した回転
変位となる。
み梁変位機構16Mxa,16Mxbとを同時に駆動すると、微動
テーブル20の回転変位は両者の回転変位を合成した回転
変位となる。
このように、本実施例では、１つの支持板上にｙ′軸ま
わりの回転変位を生じる２つの放射たわみ梁変位機構を
対称的に設けるとともに、上記支持板上にｙ′軸と直交
するｘ′軸まわりの回転変位を生じる２つの放射たわみ
梁変位機構を対称的に設け、前の剛体部に微動テーブル
を固定し、後者の剛体部に固定脚を固定したので、簡
単、小形、かつ、使用対象機器への装着が容易で使い勝
手のよい構成で２軸まわりの回転変位を得ることができ
る。又、各放射たわみ梁変位機構の基準軸であるｙ′
軸,x′軸が微動テーブル上にあるようにしたので、回転
変位の回転中心も微動テーブル上となり、正確な回転変
位を行うことができる。
わりの回転変位を生じる２つの放射たわみ梁変位機構を
対称的に設けるとともに、上記支持板上にｙ′軸と直交
するｘ′軸まわりの回転変位を生じる２つの放射たわみ
梁変位機構を対称的に設け、前の剛体部に微動テーブル
を固定し、後者の剛体部に固定脚を固定したので、簡
単、小形、かつ、使用対象機器への装着が容易で使い勝
手のよい構成で２軸まわりの回転変位を得ることができ
る。又、各放射たわみ梁変位機構の基準軸であるｙ′
軸,x′軸が微動テーブル上にあるようにしたので、回転
変位の回転中心も微動テーブル上となり、正確な回転変
位を行うことができる。
なお、上記実施例の説明では、各軸の放射たわみ梁変位
機構を対称的に２つづつ設ける例について説明したが、
これに限ることはなく、一方を１つとして中央に設ける
こともできる。この場合、中央に設けられた１つの放射
たわみ梁変位機構が固定部を固定するものではない場合
には、その剛体部が微動テーブルとなる。又、ｙ′軸,
x′軸は必ずしも微動テーブルの表面に存在する必要は
なく、任意に選択することができる。
機構を対称的に２つづつ設ける例について説明したが、
これに限ることはなく、一方を１つとして中央に設ける
こともできる。この場合、中央に設けられた１つの放射
たわみ梁変位機構が固定部を固定するものではない場合
には、その剛体部が微動テーブルとなる。又、ｙ′軸,
x′軸は必ずしも微動テーブルの表面に存在する必要は
なく、任意に選択することができる。
以上述べたように、本発明では、剛体の支持板上に１つ
の軸まわりの回転変位を発生させる放射たわみ梁変位機
構と、当該軸と直交する軸まわりの回転変位を発生させ
る放射たわみ梁変位機構とを設けたので、簡単、小形、
かつ、使用対象機器への装着が容易で使い勝手のよい構
成で２つの軸まわりの回転変位を得ることができる。
の軸まわりの回転変位を発生させる放射たわみ梁変位機
構と、当該軸と直交する軸まわりの回転変位を発生させ
る放射たわみ梁変位機構とを設けたので、簡単、小形、
かつ、使用対象機器への装着が容易で使い勝手のよい構
成で２つの軸まわりの回転変位を得ることができる。
第１図は本発明の実施例に係る微細位置決め装置の斜視
図、第２図（ａ），（ｂ）は第１図に示す放射たわみ梁
変位機構の側面図、第３図は従来の微細位置決め装置の
一部破断斜視図、第４図は第３図に示すバイモルフ形圧
電素子の斜視図である。 15……支持板、16Mya,16Myb,16Mxa,16Mxb……放射たわ
み梁変機構、17a,17b,18a,18b……剛体部、19a,19b……
固定脚、20……微動テーブル。
図、第２図（ａ），（ｂ）は第１図に示す放射たわみ梁
変位機構の側面図、第３図は従来の微細位置決め装置の
一部破断斜視図、第４図は第３図に示すバイモルフ形圧
電素子の斜視図である。 15……支持板、16Mya,16Myb,16Mxa,16Mxb……放射たわ
み梁変機構、17a,17b,18a,18b……剛体部、19a,19b……
固定脚、20……微動テーブル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 健 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭61−209846（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−243511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−187912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−25284（ＪＰ，Ａ) 米国特許3786332（ＵＳ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】剛体の支持板と、この支持板上に設けられ
第１の軸まわりに回転変位を発生させる少なくとも１つ
の放射たわみ梁変位機構と、前記支持板上に設けられ前
記第１の軸と直交する第２の軸まわりに回転変位を発生
させる少なくとも１つの放射たわみ梁変位機構と、前記
第１の軸まわりに回転変位を発生させる放射たわみ梁変
位機構の前記支持板と反対側に連結された微動テーブル
と、前記第２の軸まわりに回転変位を発生させる放射た
わみ梁変位機構の前記支持板と反対側に一方が連結さ
れ、他方が固定端に連結された固定部とを備えているこ
とを特徴とする微細位置決め装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第（１）項において、前記
各放射たわみ梁変位機構は、前記第１の軸又は前記第２
の軸に関して互いに放射状に延びる複数のたわみ梁と、
これらたわみ梁に当該軸まわりのモーメントによる曲げ
変形を発生させるアクチュエータとにより構成されてい
ることを特徴とする微細位置決め装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第（２）項において、前記
アクチュエータは、圧電アクチュエータであることを特
徴とする微細位置決め装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第（１）項において、前記
第１の軸まわりに回転変位を発生する放射たわみ梁変位
機構は、前記支持板上に対向して２つ設けられているこ
とを特徴とする微細位置決め装置。 - 【請求項５】特許請求の範囲第（１）項において、前記
第２の軸まわりに回転変位を発生する放射たわみ梁変位
機構は、前記支持板上に対向して２つ設けられているこ
とを特徴とする微細位置決め装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210618A JPH071447B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 微細位置決め装置 |
| EP87201701A EP0264147B1 (en) | 1986-09-09 | 1987-09-08 | Fine positioning device and displacement controller therefor |
| DE3788773T DE3788773T2 (de) | 1986-09-09 | 1987-09-08 | Vorrichtung zur Feinverstellung und Vorrichtung zum Steuern dieser Verstellungen. |
| US07/244,168 US4888878A (en) | 1986-09-09 | 1988-09-14 | Fine positioning device |
| US07/244,169 US4920660A (en) | 1986-09-09 | 1988-09-14 | Fine positioning device and displacement controller therefor |
| US07/244,102 US5005298A (en) | 1986-09-09 | 1988-09-14 | Displacement controller for fine positioning device |
| US07/244,101 US4991309A (en) | 1986-09-09 | 1988-09-14 | Fine positioning device and displacement controller therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210618A JPH071447B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 微細位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366614A JPS6366614A (ja) | 1988-03-25 |
| JPH071447B2 true JPH071447B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=16592307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61210618A Expired - Lifetime JPH071447B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 微細位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071447B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3786332A (en) | 1969-03-19 | 1974-01-15 | Thomson Houston Comp Francaise | Micro positioning apparatus |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5996880A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-06-04 | Nec Corp | 電気機械変換装置 |
| JPS5994103A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-30 | Nec Corp | 電気機械変換器の制御装置 |
| JPS6025284A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-08 | Hitachi Ltd | 位置決め装置 |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP61210618A patent/JPH071447B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3786332A (en) | 1969-03-19 | 1974-01-15 | Thomson Houston Comp Francaise | Micro positioning apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6366614A (ja) | 1988-03-25 |
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