JPS6366613A - 微細位置決め装置 - Google Patents
微細位置決め装置Info
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- JPS6366613A JPS6366613A JP21061686A JP21061686A JPS6366613A JP S6366613 A JPS6366613 A JP S6366613A JP 21061686 A JP21061686 A JP 21061686A JP 21061686 A JP21061686 A JP 21061686A JP S6366613 A JPS6366613 A JP S6366613A
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- beam displacement
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- 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
- G05B19/19—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
- G05B19/21—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
- 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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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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っ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っ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。
従来、このような微細位置決め装置は、例えば「機械設
計」誌、第２７巻第１号（１９８３年１月号）の第３２
頁乃至第３６頁に示されるような種々の型のものが提案
されている。これらのうち、特に面倒な変位縮小機構が
不要であり、かつ、構成が簡単である点で、平行ばねと
微動アクチュエータを用いた型の微細位置決め装置が優
れていると考えられるので、以下、これを第４図に基づ
い説明する。
計」誌、第２７巻第１号（１９８３年１月号）の第３２
頁乃至第３６頁に示されるような種々の型のものが提案
されている。これらのうち、特に面倒な変位縮小機構が
不要であり、かつ、構成が簡単である点で、平行ばねと
微動アクチュエータを用いた型の微細位置決め装置が優
れていると考えられるので、以下、これを第４図に基づ
い説明する。
第４図は従来の微細位置決め装置の側面図である。図で
、ｌは支持台、２ａ、２ｂは支持台１上に互いに平行に
固定された板状の平行ばね、３は平行ばね２ａ、２ｂ上
に固定された剛性の高い微動テーブルである。４は支持
台１と微動テーブル３との間に装架された微動アクチュ
エータである。
、ｌは支持台、２ａ、２ｂは支持台１上に互いに平行に
固定された板状の平行ばね、３は平行ばね２ａ、２ｂ上
に固定された剛性の高い微動テーブルである。４は支持
台１と微動テーブル３との間に装架された微動アクチュ
エータである。
この微動アクチュエータ４には、圧電電子、電磁ソレノ
イド等が用いられ、これを励起することにより、微動テ
ーブル３に図中に示す座標軸のＸ軸方向の力が加えられ
る。
イド等が用いられ、これを励起することにより、微動テ
ーブル３に図中に示す座標軸のＸ軸方向の力が加えられ
る。
ここで、平行ばね２ａ、’ｌｂはその構造上、Ｘ軸方向
の剛性は低く、これに対して２軸方向、ｙ軸方向（紙面
に垂直な方向）の剛性が高いので、微動アクチュエータ
が励起されると、微動テーブル３はほぼＸ軸方向にのみ
変位し、他方向の変位はほとんど発生しない。
の剛性は低く、これに対して２軸方向、ｙ軸方向（紙面
に垂直な方向）の剛性が高いので、微動アクチュエータ
が励起されると、微動テーブル３はほぼＸ軸方向にのみ
変位し、他方向の変位はほとんど発生しない。
第５図は前述の参考文献に開示された例から容易に考え
られる従来の他の微細位置決め装置の斜視図である。図
で、６は支持台、７ａ、７ｂは支持台６上に互いに固定
された板状の平行ばね、８は平行ばね７ａ、７ｂに固定
された剛性の高い中間テーブル、９ａ、９ｂは平行ばね
７ａ、７ｂと直交する方向において互いに平行に中間テ
ーブル８に固定された板状の平行ばね、１０は平行ばね
９ａ、９ｂ上に固定された剛性の高い微動テーブルであ
る。座標軸を図中に示すように定めると、平行ばね７ａ
、７ｂはＸ軸方向に沿って配置され、平行ばね９ａ、９
ｂはｙ軸方向に沿って配置されている。この構造は、基
本的には第４図に示す１軸（Ｘ軸方向の変位を生じる）
の場合の構造を２段に積層した構造である。矢印Ｆ、は
微動テーブル１０に加えられるＸ軸方向の力、矢印Ｆ、
、は中間テーブル８に加えられるｙ軸方向の力を示し、
力Ｆ、、Ｆ、を加えることができる図示されていない微
動アクチュエータが支持台６と微動テープル１０、支持
台６と中間テーブル８との間にそれぞれ設けられる。
られる従来の他の微細位置決め装置の斜視図である。図
で、６は支持台、７ａ、７ｂは支持台６上に互いに固定
された板状の平行ばね、８は平行ばね７ａ、７ｂに固定
された剛性の高い中間テーブル、９ａ、９ｂは平行ばね
７ａ、７ｂと直交する方向において互いに平行に中間テ
ーブル８に固定された板状の平行ばね、１０は平行ばね
９ａ、９ｂ上に固定された剛性の高い微動テーブルであ
る。座標軸を図中に示すように定めると、平行ばね７ａ
、７ｂはＸ軸方向に沿って配置され、平行ばね９ａ、９
ｂはｙ軸方向に沿って配置されている。この構造は、基
本的には第４図に示す１軸（Ｘ軸方向の変位を生じる）
の場合の構造を２段に積層した構造である。矢印Ｆ、は
微動テーブル１０に加えられるＸ軸方向の力、矢印Ｆ、
、は中間テーブル８に加えられるｙ軸方向の力を示し、
力Ｆ、、Ｆ、を加えることができる図示されていない微
動アクチュエータが支持台６と微動テープル１０、支持
台６と中間テーブル８との間にそれぞれ設けられる。
微動テーブル１０に力Ｆ、が加えられると、平行ばね９
ａ、９ｂが変形し、一方、平行ばね７ａ。
ａ、９ｂが変形し、一方、平行ばね７ａ。
７ｂＣｔＸ軸方向の力Ｆ、に対しては高い剛性を有する
ので、微動テーブル１０はほぼＸ軸方向にのみ変位する
。また、中間テーブル８に力Ｆ、が加えられると、平行
ばね７ａ、７ｂが変形し、激動テーブルＩＯは平行ばね
９ａ、９ｂを介してほぼｙ軸方向にのみ変位する。さら
に、両方の力Ｆ。
ので、微動テーブル１０はほぼＸ軸方向にのみ変位する
。また、中間テーブル８に力Ｆ、が加えられると、平行
ばね７ａ、７ｂが変形し、激動テーブルＩＯは平行ばね
９ａ、９ｂを介してほぼｙ軸方向にのみ変位する。さら
に、両方の力Ｆ。
、Ｆｙが同時に加えられると、各平行ばね７ａ。
７ｂ、９ａ、９ｂは同時に変形し、微動テーブル１０は
これら応じて２次元的に変位する。
これら応じて２次元的に変位する。
このように、第５図に示す装置は、第４図に示す装置が
１軸方向のみの位置決め装置であるのに対して２軸方向
の位置決めを行うことができる。
１軸方向のみの位置決め装置であるのに対して２軸方向
の位置決めを行うことができる。
以上述べた第４図および第５図に示す装置は、微動テー
ブル１０を定められた軸方向に直線的に変位させる装置
である。これに対して、微動テーブルをある軸のまわり
に微小回転変位させる微細位置決め装置が日本特許出願
公告公報、昭５７−５０４３３号に示されている。この
微細位置決め装置を第６図により説明する。
ブル１０を定められた軸方向に直線的に変位させる装置
である。これに対して、微動テーブルをある軸のまわり
に微小回転変位させる微細位置決め装置が日本特許出願
公告公報、昭５７−５０４３３号に示されている。この
微細位置決め装置を第６図により説明する。
第６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、１）は円柱状の中央固定
部、ｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃは中央固定部１）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１）を中心として可回動に設けられたリング
状のステージ、１２ａ＋ 〜１２ａｚ 、１２りｔ 〜
１２ｂｙ 、１２Ｃ１〜１２Ｃ３はそれぞれ縦溝１）ａ
、Ｉｌｂ。
一部破断斜視図である。図で、１）は円柱状の中央固定
部、ｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃは中央固定部１）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１）を中心として可回動に設けられたリング
状のステージ、１２ａ＋ 〜１２ａｚ 、１２りｔ 〜
１２ｂｙ 、１２Ｃ１〜１２Ｃ３はそれぞれ縦溝１）ａ
、Ｉｌｂ。
１）Ｃ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１ｉａ’、ｉｌｂ。
である。１３は各縦溝１ｉａ’、ｉｌｂ。
１）Ｃと各Ｕ字状金具１２ａ、〜１２Ｃ，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１）、ステージ１２）各Ｕ字状金
具１２ａＩ〜１２Ｃ１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７図面の簡単な説明
する。
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１）、ステージ１２）各Ｕ字状金
具１２ａＩ〜１２Ｃ１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７図面の簡単な説明
する。
第７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１
３ａ、１３ｂの中間に設けられた共通電極である。圧電
素子１３ａ、１３ｂは共通電極工３Ｃを挟着した状態で
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
１３ｄを伸ばす極性の電圧を印加すると、各圧電素子１
３ａ、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。
３ａ、１３ｂの中間に設けられた共通電極である。圧電
素子１３ａ、１３ｂは共通電極工３Ｃを挟着した状態で
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
１３ｄを伸ばす極性の電圧を印加すると、各圧電素子１
３ａ、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６図に示す
装置において、一端が縦溝１）ａ、１）ｂ、ｌｌｃに固
定され、他端は自由端となって各対応する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７図に示す変形
を生じさせると、ステージ１２：よその変形に応じて中
央固定部１）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。
装置において、一端が縦溝１）ａ、１）ｂ、ｌｌｃに固
定され、他端は自由端となって各対応する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７図に示す変形
を生じさせると、ステージ１２：よその変形に応じて中
央固定部１）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４図および第５図に示す微細位置決め装置
は、１次元および２次元の位置決めができるのみであり
、ｚ軸方向の変位や、Ｘ軸、ｙ軸。
は、１次元および２次元の位置決めができるのみであり
、ｚ軸方向の変位や、Ｘ軸、ｙ軸。
２軸まわりの回転変位を与えることはできず、又、第６
図に示す微細位置決め装置については、Ｘ軸。
図に示す微細位置決め装置については、Ｘ軸。
ｙ軸、Ｚ軸方向の変位と他の２・釣まわりの回転変位を
与えることはできない。そして、これら従来の微細位置
決め装置からは、第５図および第６図に示す装置を組合
わせてＸ軸、ｙ軸方向の変位と２軸まわりの回転変位を
与える３軸の微細位置決め装置を想定し得るのみであり
、これらから４軸以上の微細位置決め装置を構成するの
は極めて困難である。
与えることはできない。そして、これら従来の微細位置
決め装置からは、第５図および第６図に示す装置を組合
わせてＸ軸、ｙ軸方向の変位と２軸まわりの回転変位を
与える３軸の微細位置決め装置を想定し得るのみであり
、これらから４軸以上の微細位置決め装置を構成するの
は極めて困難である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、従来技術の問題点を解決し、Ｍ単な構造
でＸ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の変位、およびＸ軸、ｙ軸、２
軸まわりの回転変位を行うことができる微細位置決め装
置を捉供するにある。
、その目的は、従来技術の問題点を解決し、Ｍ単な構造
でＸ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の変位、およびＸ軸、ｙ軸、２
軸まわりの回転変位を行うことができる微細位置決め装
置を捉供するにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、中心剛体部から
、直交する３つの軸のうちの第１の軸方向に沿って張出
した１対の第１の張出し部と、第２の軸方向に沿って張
出した他の１対の第２の張出し部とを備え、第１の張出
し部の一方側の張り出し部および他方側の張出し部のそ
れぞれに平行たわみ梁変位機構および放射たわみ梁変位
機構を設け、両側の平行たわみ梁変位機構および放射た
わみ￥変位機構が互いに中心剛体部を中心に対称に配置
されており、かつ、平行たわみ梁変位機構は第２の軸方
向の並進変位を発生させ、放射たわみ梁変位機構は第３
の軸まわりの回転変位を発生させるようにし、又、第２
の張出し部の一方側の張出し部および他方側の張出し部
のそれぞれに２組の平行たわみ梁変位機構を各組の平行
たわみ梁変位機構が中心剛体部を中心に互いに対称とな
るように配置し、一方の組の平行たわみ梁変位機構は第
１の軸方向の並進変位を発生させ、他方の組の平行たわ
み梁変位機構は第３の軸方向の並進変位を発生させるよ
うにし、さらに別途、剛体の支持板を備え、この支持板
上に、第１の軸まわりに回転変位を発生させる放射たわ
み梁変位機構および第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設け、これら放射たわみ梁
変位機構のうちの一方のものの剛体部と、第１の組の張
出し部の端部又は第２の組の張り出し部の端部とを連結
したことを特徴とする。
、直交する３つの軸のうちの第１の軸方向に沿って張出
した１対の第１の張出し部と、第２の軸方向に沿って張
出した他の１対の第２の張出し部とを備え、第１の張出
し部の一方側の張り出し部および他方側の張出し部のそ
れぞれに平行たわみ梁変位機構および放射たわみ梁変位
機構を設け、両側の平行たわみ梁変位機構および放射た
わみ￥変位機構が互いに中心剛体部を中心に対称に配置
されており、かつ、平行たわみ梁変位機構は第２の軸方
向の並進変位を発生させ、放射たわみ梁変位機構は第３
の軸まわりの回転変位を発生させるようにし、又、第２
の張出し部の一方側の張出し部および他方側の張出し部
のそれぞれに２組の平行たわみ梁変位機構を各組の平行
たわみ梁変位機構が中心剛体部を中心に互いに対称とな
るように配置し、一方の組の平行たわみ梁変位機構は第
１の軸方向の並進変位を発生させ、他方の組の平行たわ
み梁変位機構は第３の軸方向の並進変位を発生させるよ
うにし、さらに別途、剛体の支持板を備え、この支持板
上に、第１の軸まわりに回転変位を発生させる放射たわ
み梁変位機構および第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設け、これら放射たわみ梁
変位機構のうちの一方のものの剛体部と、第１の組の張
出し部の端部又は第２の組の張り出し部の端部とを連結
したことを特徴とする。
３つの平行たわみ梁変位機構によりＸ軸、ｙ軸。
ｚ軸方向の並進変位を生じさせ、又、３つの放射たわみ
梁変位機構によりＸ軸、ｙ軸方向の軸まわりおよび２軸
まわりの回転変位を生じさせる。
梁変位機構によりＸ軸、ｙ軸方向の軸まわりおよび２軸
まわりの回転変位を生じさせる。
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分解
斜視図である。図で、Ｘ＋３’＋２は互いに直交する座
標軸を示す。１５は剛性の高い部材より成る中心剛体部
、１６ａは中心剛体部３１からｙ軸方向に張出した張出
し部、１６ｂは中心剛体部１５から張出し部１６ａと反
対向きに張出した張出し部、１７ａは中心剛体部１５か
らＸ軸方向に張出した張出し部、１７ｂは中心剛体部１
５から張出し部１７ａと反対向きに張出した張出し部で
ある。１８ａ、１８ｂはそれぞれ張出し部１６ａ、１６
ｂの端部下端に設けられた固定部、１９ａ、１９ｂはそ
れぞれ張出し部１７ａ、１７ｂの端部上端に設けられた
連結部である。張出し部１６ａ、 １６ｂ、１７ａ
、１７ｂｓ固定部１）３ａ、ｉｓｂおよび連結部１９ａ
、１９ｂはそれぞれ中心剛体部１５と同じ部材で構成さ
れ、中心剛体部１５とともに１つのブロックから加工成
形される。
斜視図である。図で、Ｘ＋３’＋２は互いに直交する座
標軸を示す。１５は剛性の高い部材より成る中心剛体部
、１６ａは中心剛体部３１からｙ軸方向に張出した張出
し部、１６ｂは中心剛体部１５から張出し部１６ａと反
対向きに張出した張出し部、１７ａは中心剛体部１５か
らＸ軸方向に張出した張出し部、１７ｂは中心剛体部１
５から張出し部１７ａと反対向きに張出した張出し部で
ある。１８ａ、１８ｂはそれぞれ張出し部１６ａ、１６
ｂの端部下端に設けられた固定部、１９ａ、１９ｂはそ
れぞれ張出し部１７ａ、１７ｂの端部上端に設けられた
連結部である。張出し部１６ａ、 １６ｂ、１７ａ
、１７ｂｓ固定部１）３ａ、ｉｓｂおよび連結部１９ａ
、１９ｂはそれぞれ中心剛体部１５と同じ部材で構成さ
れ、中心剛体部１５とともに１つのブロックから加工成
形される。
１６ Ｍ、、、 １６ Ｍ、ｂはそれぞれ張出し部１
６ａ。
６ａ。
１６ｂに構成された放射たわみ梁変位機構であり、互い
に中心剛体部１５に対して対称的に構成されている。放
射たわみ梁変位機構１６Ｍ２□１６Ｍ、。
に中心剛体部１５に対して対称的に構成されている。放
射たわみ梁変位機構１６Ｍ２□１６Ｍ、。
は共働して２軸方向の軸まわりの回転変位を発生する。
なお、放射たわみ梁変位機構の構造については後述する
。１６ Ｆ、、、 １６ ＦＸ、はそれぞれ張出し部
１６ａ、１６ｂにおける放射たわみ梁変位機構１６ Ｍ
２−、 １６ Ｍｚｂの外方に構成された平行たわみ梁
変位機構であり、互いに中心剛体部１５に対して対称的
に構成されている。平行たわみ梁変位機構１６ Ｆ、、
、 １６ ＦＸｂは共働してＸ軸方向の並進変位を発
生する。
。１６ Ｆ、、、 １６ ＦＸ、はそれぞれ張出し部
１６ａ、１６ｂにおける放射たわみ梁変位機構１６ Ｍ
２−、 １６ Ｍｚｂの外方に構成された平行たわみ梁
変位機構であり、互いに中心剛体部１５に対して対称的
に構成されている。平行たわみ梁変位機構１６ Ｆ、、
、 １６ ＦＸｂは共働してＸ軸方向の並進変位を発
生する。
１７ Ｆ、、、 １７ Ｆ、ｂはそれぞれ張出し部１
７ａ。
７ａ。
１７ｂに構成された平行たわみ梁変位機構であり、互い
に中心剛体部１５に対して対称的に構成されている。平
行たわみ梁変位機構１７ Ｆｙ−、１７Ｆ ｙｂは共働
してｙ軸方向の並進変位を発生する。１７Ｆｚ、、１７
Ｆｚｂはそれぞれ張出し部１７ａ、１７ｂにおける平行
たわみ梁変位機構１７Ｆ、、、１７Ｆｙｂの外方に構成
された平行たわみ梁変位機構であり、互いに中心剛体部
１５に対して対称的に構成されている。平行たわみ梁変
位機構１７Ｆ！、。
に中心剛体部１５に対して対称的に構成されている。平
行たわみ梁変位機構１７ Ｆｙ−、１７Ｆ ｙｂは共働
してｙ軸方向の並進変位を発生する。１７Ｆｚ、、１７
Ｆｚｂはそれぞれ張出し部１７ａ、１７ｂにおける平行
たわみ梁変位機構１７Ｆ、、、１７Ｆｙｂの外方に構成
された平行たわみ梁変位機構であり、互いに中心剛体部
１５に対して対称的に構成されている。平行たわみ梁変
位機構１７Ｆ！、。
１７Ｆｚｂは共働して２軸方向の並進変位を発生する。
平行たわみ梁変位機構１７Ｆ２□ １７Ｆｚｂが構成さ
れている部分はその上端部が他の部分に対して高くなる
ように形成されている。なお、平行たわみ梁変位機構の
構造については後述する。
れている部分はその上端部が他の部分に対して高くなる
ように形成されている。なお、平行たわみ梁変位機構の
構造については後述する。
上記放射たわみ梁変位機構１６Ｍ！、、１６Ｍ２い平行
たわみ梁変位機構１６Ｆ、、、１６ＦＸｂ、１７Ｆ ｙ
−、１７Ｆ ｙｂ、１７ Ｆ□、１７Ｆｚｂは各張出し
部１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂの所定個所に所定の
貫通孔を形成することにより構成される。
たわみ梁変位機構１６Ｆ、、、１６ＦＸｂ、１７Ｆ ｙ
−、１７Ｆ ｙｂ、１７ Ｆ□、１７Ｆｚｂは各張出し
部１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂの所定個所に所定の
貫通孔を形成することにより構成される。
２１は剛体部材で作られた支持板である。２２Ｍ、□
２２Ｍ、ｂは支持板２１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２２
Ｍｙ−、２２Ｍｙｂはｙ軸方向に延びる共通の１つの軸
のまわりに回転変位を発生せしめる。２２Ｍ、、、２２
ＭＸｂは支持板２１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１６Ｍｙ−１）６Ｍ、ｂ、１６ＭＸ、、１
６Ｍ−ｂの構造については後述する。
２２Ｍ、ｂは支持板２１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２２
Ｍｙ−、２２Ｍｙｂはｙ軸方向に延びる共通の１つの軸
のまわりに回転変位を発生せしめる。２２Ｍ、、、２２
ＭＸｂは支持板２１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１６Ｍｙ−１）６Ｍ、ｂ、１６ＭＸ、、１
６Ｍ−ｂの構造については後述する。
２３ａ、２３ｂはそれぞれ放射たわみ梁変位機構２２
Ｍｙ−、２２Ｍｙｂを構成する一方の剛体部（他方の剛
体部は支持板２１）、２４ａ、２４ｂはそれぞれ放射た
わみ梁変位機構２２ＭＸ、、２２Ｍ Ｈ％を構成する一
方の剛体部（同じく他方の剛体部は支持板２１）である
。２５ａ、２５ｂはそれぞれ剛体部２４ａ、２４ｂに固
定されたＬ字形の連結部、２６は剛体部２３ａ、２３ｂ
に固定された微動テーブルである。この微動テーブル２
６上には微細位置決めされる対象物体が載置固定される
。
Ｍｙ−、２２Ｍｙｂを構成する一方の剛体部（他方の剛
体部は支持板２１）、２４ａ、２４ｂはそれぞれ放射た
わみ梁変位機構２２ＭＸ、、２２Ｍ Ｈ％を構成する一
方の剛体部（同じく他方の剛体部は支持板２１）である
。２５ａ、２５ｂはそれぞれ剛体部２４ａ、２４ｂに固
定されたＬ字形の連結部、２６は剛体部２３ａ、２３ｂ
に固定された微動テーブルである。この微動テーブル２
６上には微細位置決めされる対象物体が載置固定される
。
張出し部１７２．１７ｂの連結部１９ａ、１９ｂとＬ字
形の連結部２５ａ、２５ｂとは図の２点鎖線に示すよう
に互いに連結される。この結果、支持板２１とそれに支
持されている放射たわみ梁変位機構２２Ｍ−＝ ２２Ｍ
ｏ、２２Ｍｙ−９２２Ｍｙｂおよび微動テーブル２６は
、中心剛体部１５の上部において連結部１９ ａ、
１９ ｂ、 ２５ ａ、 ２５ｂにより吊下げられ
た状態となる。
形の連結部２５ａ、２５ｂとは図の２点鎖線に示すよう
に互いに連結される。この結果、支持板２１とそれに支
持されている放射たわみ梁変位機構２２Ｍ−＝ ２２Ｍ
ｏ、２２Ｍｙ−９２２Ｍｙｂおよび微動テーブル２６は
、中心剛体部１５の上部において連結部１９ ａ、
１９ ｂ、 ２５ ａ、 ２５ｂにより吊下げられ
た状態となる。
この状態において、各放射たわみ梁変位機構２２Ｍｘ−
＝ ２２Ｍ−ｂ、２２Ｍｙ−、２２Ｍｙｂ、１６Ｍ−
−，１６Ｍ−ｂの各たわみ梁（後述）の放射角度を選定
することにより、それらの各回転軸は微動テーブル２６
の表面上の一点で直交せしめられる。
＝ ２２Ｍ−ｂ、２２Ｍｙ−、２２Ｍｙｂ、１６Ｍ−
−，１６Ｍ−ｂの各たわみ梁（後述）の放射角度を選定
することにより、それらの各回転軸は微動テーブル２６
の表面上の一点で直交せしめられる。
ここで、上記構造における平行たわみ梁変位機構および
放射たわみ梁変位機構の構造を図により説明する。第２
図（ａ）、 （ｂ）は対称形の平行だわみ梁変位機構
の側面図である。
放射たわみ梁変位機構の構造を図により説明する。第２
図（ａ）、 （ｂ）は対称形の平行だわみ梁変位機構
の側面図である。
図で、３１ ａ、 ３ ｌ ｂ、 ３１ ｃは剛体
部、３４ａ１，３４ａｚは剛体部３１ｃ、３１ａ間に互
いに平行に連結された平行たわみ梁である。平行たわみ
梁３４ａ＋、３４ａｚは剛体部にあけた貫通孔３２ａに
より形成される。３４ ｂ＋、３４ ｂｔは剛体部３１
ｃ、３１ｂ間に互いに平行に連結された平行たわみ梁で
あり、剛体部にあけられた貫通孔３２ｂにより形成され
る。３６ａ、３６ｂは圧電アクチュエータであり、それ
ぞれ貫通孔３２ａ。
部、３４ａ１，３４ａｚは剛体部３１ｃ、３１ａ間に互
いに平行に連結された平行たわみ梁である。平行たわみ
梁３４ａ＋、３４ａｚは剛体部にあけた貫通孔３２ａに
より形成される。３４ ｂ＋、３４ ｂｔは剛体部３１
ｃ、３１ｂ間に互いに平行に連結された平行たわみ梁で
あり、剛体部にあけられた貫通孔３２ｂにより形成され
る。３６ａ、３６ｂは圧電アクチュエータであり、それ
ぞれ貫通孔３２ａ。
３２ｂ内に突出した剛体部からの突出部間に装着されて
いる。剛体部３１ｃの中心から左方の構成により平行た
わみ梁変位機構３９ａが、又、右方の構成により平行た
わみ梁変位ｉ措３９ｂが構成される。
いる。剛体部３１ｃの中心から左方の構成により平行た
わみ梁変位機構３９ａが、又、右方の構成により平行た
わみ梁変位ｉ措３９ｂが構成される。
ここで、座標軸を図示のように定める（ｙ軸は紙面に垂
直な方向）。今、圧電アクチュエータ３６ａ、３６ｂに
同時に電圧を印加して同一大きさのＺ軸方向の力ｆを発
生させる。このとき、一方の平行たわみ梁変位機構、例
えば平行たわみ梁変位機構３９ａに生じる変位について
考える。圧電アクチュエータ３６ａに電圧が印加される
ことにより、剛体部３１ｃは力ｆによりｚ軸方向に押圧
されることになる。このため、平行たわみ梁３４ａ＋、
３４ａｚは第４図に示す平行ばね２ａ。
直な方向）。今、圧電アクチュエータ３６ａ、３６ｂに
同時に電圧を印加して同一大きさのＺ軸方向の力ｆを発
生させる。このとき、一方の平行たわみ梁変位機構、例
えば平行たわみ梁変位機構３９ａに生じる変位について
考える。圧電アクチュエータ３６ａに電圧が印加される
ことにより、剛体部３１ｃは力ｆによりｚ軸方向に押圧
されることになる。このため、平行たわみ梁３４ａ＋、
３４ａｚは第４図に示す平行ばね２ａ。
２ｂと同じように曲げ変形を生じ、剛体部３１ｃは第２
図（ｂ）に示すように２軸方向に変位する。
図（ｂ）に示すように２軸方向に変位する。
このとき、仮に他方の平行たわみ梁変位機構３９ｂが存
在しないとすると剛体部３１Ｃには極めて微小ではある
が横変位（Ｘ軸方向の変位）をも同時に生じるはずであ
−る。
在しないとすると剛体部３１Ｃには極めて微小ではある
が横変位（Ｘ軸方向の変位）をも同時に生じるはずであ
−る。
又、平行たわみ梁変位機構３９ａが存在しない場合、他
方の平行たわみ梁変位機構３９ｂに生じる変位について
考えると、平行たわみ梁変位機構３９ｂは剛体部３１ｃ
の中心を通るｙ軸方向に沿う面（基準面）に対して平行
たわみ梁変位機構３９ａと面対称に構成されていること
から、基準面に関して面対称な力ｆを受けると上記と同
様に、剛体部３１ｃには２軸方向の変位と同時に上記横
変位が生じ、その大きさや方向は、平行たわみ梁変位機
構３９ａのそれと基準面に関して面対称となる。すなわ
ち、上記横変位についてみると、平行たわみ梁変位機構
３９ａに生じる横変位は、Ｘ軸方向の変位については図
で左向き、ｙ軸まわりの回転変位については図で反時計
方向に生じ、一方、平行たわみ梁変位機構３９ａに生じ
る横変位は、Ｘ軸方向変位については図で右向き、ｙ軸
まわりの回転変位については図で時計方向に生じる。
方の平行たわみ梁変位機構３９ｂに生じる変位について
考えると、平行たわみ梁変位機構３９ｂは剛体部３１ｃ
の中心を通るｙ軸方向に沿う面（基準面）に対して平行
たわみ梁変位機構３９ａと面対称に構成されていること
から、基準面に関して面対称な力ｆを受けると上記と同
様に、剛体部３１ｃには２軸方向の変位と同時に上記横
変位が生じ、その大きさや方向は、平行たわみ梁変位機
構３９ａのそれと基準面に関して面対称となる。すなわ
ち、上記横変位についてみると、平行たわみ梁変位機構
３９ａに生じる横変位は、Ｘ軸方向の変位については図
で左向き、ｙ軸まわりの回転変位については図で反時計
方向に生じ、一方、平行たわみ梁変位機構３９ａに生じ
る横変位は、Ｘ軸方向変位については図で右向き、ｙ軸
まわりの回転変位については図で時計方向に生じる。
そして、それら各Ｘ軸方向変位の大きさおよびｙ軸まわ
りの回転変位の大きさは等しい。したがって、両者に生
じる横変位は互いにキャンセルされる。この結果、力ｆ
が加わったことにより、各平行たわみ梁３４ａ＋、３４
ａｚ、３４ｂ＋、３４ｂｚにその長手方向の伸びによる
僅かな内部応力の増大が生じるだけで、剛体部３１ｃは
ｚ軸方向のみの変位（主変位）εを生じる。
りの回転変位の大きさは等しい。したがって、両者に生
じる横変位は互いにキャンセルされる。この結果、力ｆ
が加わったことにより、各平行たわみ梁３４ａ＋、３４
ａｚ、３４ｂ＋、３４ｂｚにその長手方向の伸びによる
僅かな内部応力の増大が生じるだけで、剛体部３１ｃは
ｚ軸方向のみの変位（主変位）εを生じる。
圧電アクチュエータ３６ａ、３６ｂに印加されている電
圧が除かれると、各平行たわみ梁３４ａ＋、３４ａｚ、
３４Ｊ、３４ｂｚは変形前の状態に復帰し、平行たわみ
梁変位機構３９ａ、３９ｂは第２図（ａ）に示す状態に
戻り、変位εは０となる。
圧が除かれると、各平行たわみ梁３４ａ＋、３４ａｚ、
３４Ｊ、３４ｂｚは変形前の状態に復帰し、平行たわみ
梁変位機構３９ａ、３９ｂは第２図（ａ）に示す状態に
戻り、変位εは０となる。
第３図（ａ）、 （ｂ）は放射たわみ梁変位機構の側
面図である。図で、４１ａ、４１ｂ、４１ｃは剛体部、
４４ａ＋ 、４４ａｇ 、４４ｂ、、４４ｂｔ。
面図である。図で、４１ａ、４１ｂ、４１ｃは剛体部、
４４ａ＋ 、４４ａｇ 、４４ｂ、、４４ｂｔ。
は放射たわみ梁である。各放射たわみ梁４４ａ＋。
４４ ａｚ、４４ ｂｔ、 ４４ ｂｚは剛体部４１ｃ
の中心を通る紙面に垂直な軸Ｏに対して一点鎖線し＋、
ｔ、ｚに沿って放射状に延びており、それぞれ隣接する
剛体部間を連結している。放射たわみ梁４４’ａ＋。
の中心を通る紙面に垂直な軸Ｏに対して一点鎖線し＋、
ｔ、ｚに沿って放射状に延びており、それぞれ隣接する
剛体部間を連結している。放射たわみ梁４４’ａ＋。
４４ａ２は貫通孔４２ａをあけることにより形成され、
又、放射たわみ梁４４ｂ＋、４４ｂｚは貫通孔４２ｂを
あけることにより形成される。４６ａ。
又、放射たわみ梁４４ｂ＋、４４ｂｚは貫通孔４２ｂを
あけることにより形成される。４６ａ。
４６ｂは圧電アクチュエータであり、それぞれ貫通孔４
２ａ、４２ｂに剛体部から突出した突出部間に装着され
ている。軸Ｏの左側の構成により放射たわみ梁変位機構
４９ａが、又、右側の構成により放射たわみ梁変位機構
４９ｂが構成される。
２ａ、４２ｂに剛体部から突出した突出部間に装着され
ている。軸Ｏの左側の構成により放射たわみ梁変位機構
４９ａが、又、右側の構成により放射たわみ梁変位機構
４９ｂが構成される。
今、圧電アクチュエータ４６ａ、４６ｂに同時に所定の
電圧を印加して同一の大きさの、中心軸０を中心とする
円に対する接線方向の力ｆを発生させる。そうすると、
剛体部４１ｃの左方の突出部は圧電アクチュエータ４６
ａに発生した力により上記接線に沿って上向きに押され
、剛体部４１Ｃの右方の突出部は圧電アクチュエータ４
６ｂに発生した力により上記接線に沿って下向きに押さ
れる。剛体部４１ｃは両開体部４１ａ、４１ｂに放射た
わみ梁４４ａ＋、４４ａｚ、４４１）＋、４４ｂｚで連
結された形となっているので、上記の力を受けた結果、
第３図（ｂ）に示すように放射たわみｆｆ１４４ａ＋、
４４ａｚ、４４ｂ＋、４４ｂｚの剛体部４１ａ、４１ｂ
に連結されている部分は点０から放射状に延びる直線Ｌ
ｒ、Ｌｚ上にあるが、剛体部４１ｃに連結されている部
分は、上記直線Ｌ＋、Ｌｘ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。）Ｌ、゛、
Ｌ２ ′上にずれる微小変位を生じる。このため、剛体
部４１ｃ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４４ａ、。
電圧を印加して同一の大きさの、中心軸０を中心とする
円に対する接線方向の力ｆを発生させる。そうすると、
剛体部４１ｃの左方の突出部は圧電アクチュエータ４６
ａに発生した力により上記接線に沿って上向きに押され
、剛体部４１Ｃの右方の突出部は圧電アクチュエータ４
６ｂに発生した力により上記接線に沿って下向きに押さ
れる。剛体部４１ｃは両開体部４１ａ、４１ｂに放射た
わみ梁４４ａ＋、４４ａｚ、４４１）＋、４４ｂｚで連
結された形となっているので、上記の力を受けた結果、
第３図（ｂ）に示すように放射たわみｆｆ１４４ａ＋、
４４ａｚ、４４ｂ＋、４４ｂｚの剛体部４１ａ、４１ｂ
に連結されている部分は点０から放射状に延びる直線Ｌ
ｒ、Ｌｚ上にあるが、剛体部４１ｃに連結されている部
分は、上記直線Ｌ＋、Ｌｘ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。）Ｌ、゛、
Ｌ２ ′上にずれる微小変位を生じる。このため、剛体
部４１ｃ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４４ａ、。
４４３ｚ、４４ｂ＋、４４ｂｚ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。
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。
圧電アクチュエータ４６ａ、４６ｂに印加されている電
圧が除かれると、放射たわみ梁４４ａ＋。
圧が除かれると、放射たわみ梁４４ａ＋。
４４ａｚ、４４ｂ＋、４４ｂｚは変形前の状態に復帰し
、回転変位機構は第３図（ａ）に示す状態に戻り、変位
δは０となる。
、回転変位機構は第３図（ａ）に示す状態に戻り、変位
δは０となる。
なお、第１図に示す放射たわみ梁変位機構２２ＭＸ−，
２２Ｍ、Ｉｂ、 ２２ Ｍｙ−、２２Ｍｙｂが第３図
（ａ）に示す一方の放射たわみ梁変位機構４９ａ（４９
ｂ）に相当するのは明らかであり、その動作も上記の動
作に準じる。
２２Ｍ、Ｉｂ、 ２２ Ｍｙ−、２２Ｍｙｂが第３図
（ａ）に示す一方の放射たわみ梁変位機構４９ａ（４９
ｂ）に相当するのは明らかであり、その動作も上記の動
作に準じる。
次に、本実施例の動作を説明する。今、平行たわみ梁変
位機構１６ Ｆ、、、 １６ Ｆ、ｂの圧電アクチュ
エータに等しい電圧を印加すると、その平行たわみ梁３
４ａｔ、’３４ａｉ、３４ｂ＋、３４ｂｚが印加電圧に
応じて第１図のＸ軸方向に第２図（ｂ）に示ように変形
し、並進変位する。この並進変位は、放射たわみ梁変位
機構１６Ｍ、、、１６Ｍ、ｂ、中心剛体部１５、平行た
わみ梁変位機構１７ Ｆ、、。
位機構１６ Ｆ、、、 １６ Ｆ、ｂの圧電アクチュ
エータに等しい電圧を印加すると、その平行たわみ梁３
４ａｔ、’３４ａｉ、３４ｂ＋、３４ｂｚが印加電圧に
応じて第１図のＸ軸方向に第２図（ｂ）に示ように変形
し、並進変位する。この並進変位は、放射たわみ梁変位
機構１６Ｍ、、、１６Ｍ、ｂ、中心剛体部１５、平行た
わみ梁変位機構１７ Ｆ、、。
１７ Ｆｙｂ、 １７ Ｆ、、、 １７ Ｆ、、、
連結部１９ａ。
連結部１９ａ。
１９ ｂ、 ２５ ａ、 ２５ ｂ、放射たわみ梁
変位機構Ｍ Ｘａ＋ Ｍ、、、、支持板２１、放射たわ
み梁変位機構２２ Ｍｙ−、２２Ｍｙｂを経て剛体部２
３ａ、２３ｂに固定された微動テーブル２６に伝達され
、微動テーブル２６は同量だけＸ軸方向に並進変位する
。
変位機構Ｍ Ｘａ＋ Ｍ、、、、支持板２１、放射たわ
み梁変位機構２２ Ｍｙ−、２２Ｍｙｂを経て剛体部２
３ａ、２３ｂに固定された微動テーブル２６に伝達され
、微動テーブル２６は同量だけＸ軸方向に並進変位する
。
又、放射たわみ梁１６ Ｍｚ−、１６Ｍｚｂの圧電アク
チュエータに等しい電圧を印加すると、その放射たわみ
梁４４ａ＋、４４ａｚ、４４ｂ＋、４４ｂｚは印加電圧
に応じて第１図の２軸方向の軸まわりに第３図（ｂ）に
示ように変形して回転変位する。
チュエータに等しい電圧を印加すると、その放射たわみ
梁４４ａ＋、４４ａｚ、４４ｂ＋、４４ｂｚは印加電圧
に応じて第１図の２軸方向の軸まわりに第３図（ｂ）に
示ように変形して回転変位する。
この回転変位は、中心剛体部１５．平行たわみ梁変位機
構１７Ｆ□、 １７ Ｆ、ｂ、 １７ Ｆ、、、 １７
Ｆ、、。
構１７Ｆ□、 １７ Ｆ、ｂ、 １７ Ｆ、、、 １７
Ｆ、、。
連結部１９ａ、１９ｂ、２５ａ、２５ｂ、放射たわみ梁
変位機構２２ＭＸ、、２２Ｍ、、、支持板２１、放射た
わみ梁変位機構２２ Ｍｙ−、２２Ｍｙｂを経て微動テ
ーブル２６に伝えられ、微動テーブル２６を当該軸まわ
りに回転変位する。
変位機構２２ＭＸ、、２２Ｍ、、、支持板２１、放射た
わみ梁変位機構２２ Ｍｙ−、２２Ｍｙｂを経て微動テ
ーブル２６に伝えられ、微動テーブル２６を当該軸まわ
りに回転変位する。
同様に、平行たわみ梁変位機構１７Ｆ、、、１７Ｆｙｂ
の圧電アクチュエータに同一電圧を印加した場合、微動
テーブル２６はｙ軸方向に並進変位し、また、平行たわ
み梁変位機構１７ Ｆ、、、 １７ Ｆｚｂの圧電ア
クチュエータに同一電圧を印加すると微動テーブル２６
はＸ軸方向に並進変位する。
の圧電アクチュエータに同一電圧を印加した場合、微動
テーブル２６はｙ軸方向に並進変位し、また、平行たわ
み梁変位機構１７ Ｆ、、、 １７ Ｆｚｂの圧電ア
クチュエータに同一電圧を印加すると微動テーブル２６
はＸ軸方向に並進変位する。
一方、放射たわみ梁２２Ｍ、、、２２Ｍ、、の圧電アク
チュエータに同一電圧を印加すると、この電圧に応じて
それらの放射たわみ梁が第３図（ｂ）に示すように変形
する。この場合、支持板１５は連結部２５ ａ、 ２
５ ｂ、放射たわみ梁変位機構２２ＭＸ、、２２Ｍ、ｂ
を介して固定状態にあるので、放射たわみ梁変位機構２
２Ｍ、、、２２Ｍ、ｂはｙ軸方向の軸まわりに回転変位
を発生し、これにより微動テーブル２６は当該軸まわり
に回転変位する。
チュエータに同一電圧を印加すると、この電圧に応じて
それらの放射たわみ梁が第３図（ｂ）に示すように変形
する。この場合、支持板１５は連結部２５ ａ、 ２
５ ｂ、放射たわみ梁変位機構２２ＭＸ、、２２Ｍ、ｂ
を介して固定状態にあるので、放射たわみ梁変位機構２
２Ｍ、、、２２Ｍ、ｂはｙ軸方向の軸まわりに回転変位
を発生し、これにより微動テーブル２６は当該軸まわり
に回転変位する。
又、放射たわみ梁変位機構２２ Ｍ、、、 ２２ Ｍ
、ｂの圧電アクチュエータに同一電圧を印加すると、こ
の電圧に応じてその放射たわみ梁が変形しＸ軸方向の軸
まわりに回転変位を発生する。この回転変位は支持板２
１、放射たわみ梁変位機横２２Ｍ、、、 ２２ Ｍｙ
ｂを介して微動テーブル２６に伝達され、微動テーブル
２６は当該軸まわりに回転変位する。
、ｂの圧電アクチュエータに同一電圧を印加すると、こ
の電圧に応じてその放射たわみ梁が変形しＸ軸方向の軸
まわりに回転変位を発生する。この回転変位は支持板２
１、放射たわみ梁変位機横２２Ｍ、、、 ２２ Ｍｙ
ｂを介して微動テーブル２６に伝達され、微動テーブル
２６は当該軸まわりに回転変位する。
以上の説明は１つの軸についての並進変位および回転変
位の説明であるが、上記各平行たわみ梁変位機構および
各放射たわみ梁変位機構のうちの任意の複数を選択して
任意の電圧を印加することにより、微動テーブル２６を
任意に変位させることができる。
位の説明であるが、上記各平行たわみ梁変位機構および
各放射たわみ梁変位機構のうちの任意の複数を選択して
任意の電圧を印加することにより、微動テーブル２６を
任意に変位させることができる。
このように、本実施例では、一方の張出し部にＸ軸方向
に並進変位する平行たわみ梁変位機構およびＸ軸方向の
軸まわりに回転変位する放射だわみ梁変位機構を設け、
他方の張出し部にｙ軸方向に並進変位する平行たわみ梁
変位機購およびＸ軸方向に並進変位する平行たわみ梁変
位機構を設け、一方の張出し部の端部を固定し、他方の
張出し部の端部に、支持板に設けられたＸ軸方向の軸ま
わりに回転変位する放射だわみ梁変位機構の剛体部を連
結し、同じく支持板に設りられたｙ軸方向の軸まわりに
回転変位する放射たわみ梁変位機構の剛体部に微動テー
ブルを固定したので、極めて簡単かつ小形の構成で３軸
の並進変位および３軸の回転変位を得ることができる。
に並進変位する平行たわみ梁変位機構およびＸ軸方向の
軸まわりに回転変位する放射だわみ梁変位機構を設け、
他方の張出し部にｙ軸方向に並進変位する平行たわみ梁
変位機購およびＸ軸方向に並進変位する平行たわみ梁変
位機構を設け、一方の張出し部の端部を固定し、他方の
張出し部の端部に、支持板に設けられたＸ軸方向の軸ま
わりに回転変位する放射だわみ梁変位機構の剛体部を連
結し、同じく支持板に設りられたｙ軸方向の軸まわりに
回転変位する放射たわみ梁変位機構の剛体部に微動テー
ブルを固定したので、極めて簡単かつ小形の構成で３軸
の並進変位および３軸の回転変位を得ることができる。
又、各回転軸が微動テーブルの表面上の一点で直交する
ので、回転変位の回転中心は微動テーブル上に存在する
ことになり、正確な回転変位を行うことができる。
ので、回転変位の回転中心は微動テーブル上に存在する
ことになり、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、ｙ軸方向の張出し部の端
部を固定し、Ｘ軸方向の張出し部の端部に連結部を設け
た例について説明したが、これとは逆に、Ｘ軸方向の張
出し部の端部を固定し、ｙ軸方向の張出し部の脚部に連
結部を設けてもよいのは明らかである。又、支持板上の
各軸の放射たわみ梁変位機構を対称的に２つづつ設けた
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連結部に連
結されるものでない場合には、その剛体部が微動テーブ
ルとなる。又、各回転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。
部を固定し、Ｘ軸方向の張出し部の端部に連結部を設け
た例について説明したが、これとは逆に、Ｘ軸方向の張
出し部の端部を固定し、ｙ軸方向の張出し部の脚部に連
結部を設けてもよいのは明らかである。又、支持板上の
各軸の放射たわみ梁変位機構を対称的に２つづつ設けた
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連結部に連
結されるものでない場合には、その剛体部が微動テーブ
ルとなる。又、各回転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、一方向の張出し部に並
進方向が異なる２つの平行たわみ梁変位機格を構成し、
他方向の張出し部に前記２つの平行たわみ梁変位機構の
並進方向とは異なる並進方向の平行たわみ梁変位機構お
よび放射たわみ梁変位機構を構成し、一方の張出し部の
端部に支持板に設けられた放射たわみ梁変位機構の剛体
部を連結し、当該支持板に他の放射たわみ梁変位機構を
設け、上記３つの放射たわみ梁変位機構の各回転軸の軸
方向が互いに直交するようにしたので、極めて簡単かつ
小形の構成で３軸の並進変位および３軸の回転変位を得
ることができる。
進方向が異なる２つの平行たわみ梁変位機格を構成し、
他方向の張出し部に前記２つの平行たわみ梁変位機構の
並進方向とは異なる並進方向の平行たわみ梁変位機構お
よび放射たわみ梁変位機構を構成し、一方の張出し部の
端部に支持板に設けられた放射たわみ梁変位機構の剛体
部を連結し、当該支持板に他の放射たわみ梁変位機構を
設け、上記３つの放射たわみ梁変位機構の各回転軸の軸
方向が互いに直交するようにしたので、極めて簡単かつ
小形の構成で３軸の並進変位および３軸の回転変位を得
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分解
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（ａ）。 （ｂ）は第１図に示す放射たわみ梁変位機構の側面図、
第４図、第５図および第６図は従来の微細位置決め装置
の側面図および斜視図、第７図は第６図に示す装置に用
いられるバイモルフ形圧電素子の斜視図である。 １５・・・・・・中心剛体部、１６ａ、１６ｂ、１７ａ
。 １７ｂ・・・・・・張出し部、１６Ｆ、、、 １６
Ｆｘｂ＋ １６Ｆ□、 １６Ｆｙｂ、 １７Ｆ−
、１７Ｆ−ｂ・・・・・・平行たわみ梁変位機構、１６
Ｍｚａ、 １６ Ｍｚｂ、 ２２ Ｍ、、。 ２２ Ｍｘｂ、 ２２ Ｍｙ−、２２Ｍｙｂ・・・・
・・放射たわみ梁変位機構、１９ａ、１９ｂ、２５ａ、
２５ｂ−・−・一連結部、２１・・・・・・支持板、２
６・・・・・・微動テーブル。 第１図 第２図 （ａ） （ｂ） 第３図 第６図 ／２ｃ３ 第７図
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（ａ）。 （ｂ）は第１図に示す放射たわみ梁変位機構の側面図、
第４図、第５図および第６図は従来の微細位置決め装置
の側面図および斜視図、第７図は第６図に示す装置に用
いられるバイモルフ形圧電素子の斜視図である。 １５・・・・・・中心剛体部、１６ａ、１６ｂ、１７ａ
。 １７ｂ・・・・・・張出し部、１６Ｆ、、、 １６
Ｆｘｂ＋ １６Ｆ□、 １６Ｆｙｂ、 １７Ｆ−
、１７Ｆ−ｂ・・・・・・平行たわみ梁変位機構、１６
Ｍｚａ、 １６ Ｍｚｂ、 ２２ Ｍ、、。 ２２ Ｍｘｂ、 ２２ Ｍｙ−、２２Ｍｙｂ・・・・
・・放射たわみ梁変位機構、１９ａ、１９ｂ、２５ａ、
２５ｂ−・−・一連結部、２１・・・・・・支持板、２
６・・・・・・微動テーブル。 第１図 第２図 （ａ） （ｂ） 第３図 第６図 ／２ｃ３ 第７図
Claims (7)
- （１）中心剛体部と、この中心剛体部から第１の軸方向
に対称的に突出する第１の組の張出し部と、前記中心剛
体部から前記第１の軸と直交する第２の軸方向に対称的
に突出する第２の組の張出し部と、前記第１の組の張出
し部にそれぞれ対称的に設けられた前記第１の軸ならび
に前記第２の軸に直交する第３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および前記第２の軸方
向の並進変位を発生させる平行たわみ梁変位機構の組と
、前記第２の組の張出し部にそれぞれ対称的に設けられ
た前記第１の軸方向の並進変位を発生させる平行たわみ
梁変位機構の組および前記第３の軸方向の並進変位を発
生させる平行たわみ梁変位機構の組と、剛体の支持板と
、この支持板上に設けられ前記第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および前記第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
と、前記支持板上の一方の放射たわみ梁変位機構の剛体
部と前記各組の張出し部の一方の組の端部とを連結する
連結部とを備えていることを特徴とする微細位置決め装
置。 - （２）特許請求の範囲第（１）項において、前記各平行
たわみ梁変位機構は、それぞれの変位発生方向の力によ
り曲げ変形を生じる互いに平行な複数のたわみ梁と、こ
れらたわみ梁に前記力を作用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
。 - （３）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、それぞれの回転変位発生軸まわり
のモーメントにより曲げ変形を生じ、前記軸上の定めら
れた点に関して互いに放射状に延びる複数のたわみ梁と
、これらたわみ梁に前記モーメントを作用させるアクチ
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。 - （４）特許請求の範囲第（２）項または第（３）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。 - （５）特許請求の範囲第（１）項において、前記中心剛
体部、前記第３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、および前記各平行たわみ梁変位機構
は１つの剛体ブロックから加工成形されることを特徴と
する微細位置決め装置。 - （６）特許請求の範囲第（１）項において、前記第１の
組の張出し部および前記第２の組の張り出し部は、一方
の組の張出し部の各端部が固定され、かつ、他方の組の
張出し部の各端部が前記連結部を構成していることを特
徴とする微細位置決め装置。 - （７）特許請求の範囲第（１）項において、前記支持板
に設けられた前記各放射たわみ梁変位機構の前記支持板
と対向する各剛体部は、それらの一方が前記連結部を構
成し他方に微動テーブルが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 |
|---|---|---|---|
| JP21061686A JPS6366613A (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 微細位置決め装置 |
| DE3788773T DE3788773T2 (de) | 1986-09-09 | 1987-09-08 | Vorrichtung zur Feinverstellung und Vorrichtung zum Steuern dieser Verstellungen. |
| EP87201701A EP0264147B1 (en) | 1986-09-09 | 1987-09-08 | Fine positioning device and displacement controller therefor |
| US07/244,169 US4920660A (en) | 1986-09-09 | 1988-09-14 | Fine positioning device and displacement controller therefor |
| US07/244,168 US4888878A (en) | 1986-09-09 | 1988-09-14 | Fine positioning device |
| US07/244,101 US4991309A (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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21061686A JPS6366613A (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 微細位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366613A true JPS6366613A (ja) | 1988-03-25 |
Family
ID=16592274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21061686A Pending JPS6366613A (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 微細位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6366613A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0577988A (ja) * | 1991-09-19 | 1993-03-30 | Aida Eng Ltd | レベラフイーダ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3786332A (en) * | 1969-03-19 | 1974-01-15 | Thomson Houston Comp Francaise | Micro positioning apparatus |
| JPS5994103A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-30 | Nec Corp | 電気機械変換器の制御装置 |
| JPS5996880A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-06-04 | Nec Corp | 電気機械変換装置 |
| JPS6025284A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-08 | Hitachi Ltd | 位置決め装置 |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP21061686A patent/JPS6366613A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3786332A (en) * | 1969-03-19 | 1974-01-15 | Thomson Houston Comp Francaise | Micro positioning apparatus |
| JPS5994103A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-30 | Nec Corp | 電気機械変換器の制御装置 |
| JPS5996880A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-06-04 | Nec Corp | 電気機械変換装置 |
| JPS6025284A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-08 | Hitachi Ltd | 位置決め装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0577988A (ja) * | 1991-09-19 | 1993-03-30 | Aida Eng Ltd | レベラフイーダ |
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