JP2005321377A - 微視的移動のための位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粗位置決めと微細位置決めが同一の装置で利用できるようにする。
【解決手段】 被駆動素子１９０にスライド自在に係合するように構成されたベース１１０と、前記ベースと前記被駆動素子との間に介在し、前記圧電素子の第１の端近傍で前記ベースに取り付けられた圧電素子１５０と、前記圧電素子の第２の端近傍に取り付けられ、選択的に前記被駆動素子に係合するように構成された摩擦素子１７０とを含む装置。圧電素子１５０を伸縮させ、被駆動素子１９０と摩擦素子１７０との間のスティックとスリップにより被駆動素子１９０を微細に移動可能とする。
【選択図】 図２

Description

位置決め装置は、顕微鏡法（走査型プローブ顕微鏡法など）、マイクロアセンブリ、およびナノアセンブリといった様々なスケールの用途に使用される可能性がある。また、位置決め装置は、プロービング、特徴付け、画像処理、試験、そして操作およびアセンブリなど、様々な機能の用途に使用される可能性もある。

このような位置決め装置は、検査または組み立ての対象物について大きいスケールで粗く位置決めを行って対象物を大まかに定位置へ移動したのち、小さいスケールで微細に位置決めを行って検査または組み立てを完了することが必要な場合に使用されうる。さらに、微細な位置決めは、小さいスケールのアセンブリ、プローブ、および走査型顕微鏡の操作および検査において非常に重要になる場合がある。例えば、非常に小さいスケールでは、伝統的な粗位置決め装置により発生しうる振動は許容されない場合がある。それにもかかわらず、多くの場合、粗位置決めと微細位置決めが同一の装置で利用できることが、望ましいとされ、あるいは必要とされている。

本明細書において、用語「マイクロ電子装置」および「マイクロアセンブリ」は、マイクロ電子コンポーネント、マイクロ機械コンポーネント、マイクロ電子機械コンポーネント、ＭＥＭｓ（または、ＭＥＭＳ）コンポーネント、およびそれらのアセンブリを包含する目的で総称的に使用される。一般に、マイクロ電子装置は約１０００μｍ未満の特徴的な寸法を有する。本開示は、約１０μｍ未満の特徴的な寸法を有するナノ電子機械装置（ｎａｎｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅｓまたはｎａｎｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ、略称ＮＥＭｓまたはＮＥＭＳ）を含むナノ電子装置にも関する。マクロスケールの電子装置は、微視的スケールでの移動を生じさせる際にも使用されうるため、本開示の範囲内に含まれる。一般に、マクロスケールの装置は、約１０００μｍより大きい特徴的な寸法を有する。ただし、１０００μｍはマイクロスケール装置とマクロスケール装置との絶対的な区切りではない。

以下の開示は、言うまでもなく、種々の実施形態の異なる特徴を実施するため、多数の異なる実施形態または実施例を提供している。以下では、本開示を簡略化するため構成要素および配置の特定の例を説明している。当然のことながら、これらは単なる例に過ぎず、限定を意図するものではない。また、本開示では種々の例で繰り返し参照符号を使用する場合がある。この反復は簡潔性および明瞭性のためであり、それ自体が種々の実施形態および／または開示される構成の関係を決定するものではない。さらに、以下の説明における第２の特徴より上位にある、または前記第２の特徴上にある第１の特徴の構造は、前記第１および第２の特徴が直接接触により構成される実施形態を含む場合があり、また前記第１および第２の特徴が直接接触し合わないよう前記第１および第２の特徴の間に追加特徴が介在可能な実施形態を含む場合もある。

図１ａは、本開示の態様に従った装置１００の一実施形態の少なくとも一部の斜視図を例示したものである。この装置１００は、電子機械装置、マイクロ電子機械装置（ＭＥＭＳ装置など）、マイクロ電子装置、または本開示の範囲内の他の装置の一部を含む、または有する場合がある。

前記装置１００は、プラスチック、金属、シリコン、および／または他の材料を有する可能性のあるベース１１０を含む。このベース１１０は、鋳造、成形、機械加工、イオンビームミリング、および／または他の方法で製造できる。前記ベース１１０は、厚さが約０．１ｍｍ〜約１ｍｍ範囲、長さが約５ｍｍ〜約２０ｍｍ範囲、幅は約２．５ｍｍ〜約５ｍｍ範囲である。他の実施形態では、前記ベース１１０は、厚さが約０．１μｍ〜約５μｍ範囲、長さが約５０μｍ〜約２００μｍ範囲、そして幅が約２５μｍ〜約５０μｍ範囲である。上記以外の範囲も可能である。本開示は、本明細書に記載する範囲に限定されるものではない。

絶縁体１３０は、圧電素子１５０の先端１５１を前記ベース１１０に取り付けるため使用する場合がある。この絶縁体１３０は、ガラス、酸化ケイ素、および／または他の誘電体材料を有してよい。この絶縁体１３０は、切削、研削、鋳造、機械加工、放電加工（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ、略称ＥＤＭ）、および／または他の方法で、可能性として約０．１ｍｍ〜約１ｍｍ範囲の厚さに形成できる。他の実施形態では、前記絶縁体１３０は、化学気相成長法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、略称ＣＶＤ）、物理気相成長法（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、略称ＰＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、略称ＰＥＣＶＤ）、原子層成長法（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、略称ＡＬＤ）、および／または他の工程により、可能性として約０．１μｍ〜約５μｍ範囲の厚さで、前記ベース１１０上、またはその上位に製造または形成可能である。

一部の実施形態では、前記絶縁体１３０の有無は任意である。例えば、前記ベース１１０の一部または層は、前記圧電素子１５０の前記先端１５１を前記ベース１１０に直接取り付け可能にするよう誘電体材料を有する場合がある。前記圧電素子１５０および前記ベース１１０は、前記絶縁体１３０以外の特徴により電気的および／または物理的に分離することもできる。

前記圧電素子１５０は全体としてリード（短冊）形状をしている。例えば、この圧電素子１５０は、前記圧電素子１５０の任意の軸に実質的に直交する断面積が実質的に長方形となるよう、実質的に厚さを超える幅と、実質的に幅を超える長さとを有する、実質的に直線形状を有する場合がある。ただし、他の構成も可能である。例えば、この圧電素子１５０は、前記ベース１１０または近傍の他コンポーネントに対するこの圧電素子１５０の回転を低減するよう、円形の断面積、または場合によっては丸みを帯びてはいるが非円形の断面積を有する場合もある。この圧電素子１５０の断面積は、長さ方向に沿ったサイズおよび／または形状も異なる可能性がある。

この圧電素子１５０は、圧電性材料、例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）、メタニオブ酸鉛（ＰｂＮｂ_２Ｏ_６）、ポリフッ化ビニリデン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ−ｆｌｕｏｒｉｄｅ、略称ＰＶＤＦ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ−ｆｌｕｏｒｉｄｅ−ｔｒｉｆｌｏｕｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、略称ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ）、および／または他の材料を有する場合がある。この圧電素子１５０は、焼結、研削、および／または他の工程により形成可能である。また、この圧電素子１５０は偏極させてもよい。例えば（キュリー点を超えた）加熱、電場および／または磁場の印加、および／または他の方法により、前記圧電素子１５０を偏極させることもできる。

この圧電素子１５０は、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍ範囲の厚さを有しうる。また長さは約０．５ｃｍ〜約１５ｃｍ範囲、幅は約２．５ｍｍ〜約５ｃｍ範囲であってよい。他の実施形態では、前記圧電素子１５０は、約０．１μｍ〜約５μｍ範囲の厚さと、約２５μｍ〜約５０μｍ範囲の幅と、約５０μｍ〜約２００μｍ範囲の長さを有する場合がある。

この圧電素子１５０は電気信号に応答して伸縮する。周期的な、あるいは変動する電気信号または電波をこの圧電素子１５０に与えると、前記装置１００で粗位置決めをもたらすことができる一方、非変動電気信号を使用すると、同一の圧電素子を使って微細な位置決めをもたらすことができる。一部の実施形態では、前記圧電素子１５０は、曲げおよび伸縮による電気信号か、または伸縮の代わり曲げによる電気信号かの、どちらかに応答する。

前記圧電素子１５０の前記絶縁体１３０から遠位にある先端１５６に摩擦素子１７０を連結して、前記圧電素子１５０の運動を最大限に活用することもできる。前記摩擦素子１７０は、アルミニウム青銅、リン青銅、銅ベリリウム、銅合金、サファイア、および／または他の材料を有してよく、電解加工（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ、略称ＥＣＭ）、放電加工（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ、略称ＥＤＭ）、フライス加工、および／または他の方法により形成可能である。一実施形態では、この摩擦素子１７０は、前記圧電素子１５０から延出したボスであってよく、このような延出は、前記圧電素子１５０と一体化または連結が可能である。

一実施形態では、前記摩擦素子１７０は、厚さが約０．１ｍｍ〜約１ｍｍ範囲、直径が約０．８ｍｍ〜約５ｍｍ範囲に成り得る。直径は、約８μｍ〜約５０μｍ範囲に成り得る。他の実施形態では、この摩擦素子１７０の厚さが約０．１μｍ〜約５μｍ範囲になる場合もある。

この摩擦素子１７０の形状は、実質的に円柱型であってよい。他の実施形態では、この摩擦素子１７０は、多面体形状など他の形状または構成を有する場合もある。この摩擦素子１７０は、前記圧電素子１５０に対し、実質的に正方形または長方形の底面を有する場合もある。この摩擦素子１７０は、前記圧電素子１５０上に種々の構成で配置された複数の摩擦部材を有する場合もある。例えば、図１ｂは本開示の態様に従った前記摩擦素子１７０の異なる別の実施形態に参照番号１７０ａを割り当てたものの斜視図を例示している。前記摩擦素子１７０ａは、圧電素子１５０（図１ａ）への取り付け手段（固定穴１７２など）を有しうる中央部１７１を含む。支持部材１７４ａ〜ｄはバネ、それ以外の場合は弾性のある部材および／または柔軟な部材であってよく、摩擦部材１７５ａ〜ｄをそれぞれ支持する。前記摩擦部材１７５ａ〜ｄ、および可能性として前記摩擦素子１７０ａの要部は、組成および製造上その他、前記摩擦素子１７０に実質的に類似するものであってもよい（図１ａ）。

図１ａに示したように、この摩擦素子１７０は選択的に摩擦により被駆動素子１９０に係合する。前記被駆動素子１９０は、前記ベース１１０により、１若しくはそれ以上の自由度（移動平面上）で誘導される、または移動を制約される場合がある。例えば前記ベース１１０は、摩擦滑り素子か、滑り構成を伴った転動体かを使用して、平行移動について所定の自由度または方向、および／または前記被駆動素子１９０の回転を制約できる。これにより、前記被駆動素子１９０の運動は１自由度に制限される。ただし、他の実施形態ではより大きい自由度が許される場合もある。前記被駆動素子１９０は、前記装置１００により移動される物体または試験片１９９を把持または運搬する。例えば、この試験片１９９は、組み立て中のマイクロコンポーネントまたはナノ装置、または走査型電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、略称ＳＥＭ）、他の荷電粒子装置、または他タイプの顕微鏡で走査中の試料などであり得る。一部の実施形態では、前記装置１００は、前記試験片１９９を前記被駆動素子１９０の表面上に掛け留める取り付け手段を含む。例えば、この被駆動素子１９０は、前記試験片１９９を受容するように構成された凹部または溝を含む場合があり、あるいはスナップ式または摩擦式の連結部材で前記試験片１９９を前記被駆動素子１９０に固定する場合もある。

前記被駆動素子１９０の移動は、前記圧電素子１５０に電気信号を与えて前記圧電素子１５０を伸縮させることにより、もたらすことができる。前記摩擦素子１７０、または前記圧電素子１５０自体は、前記電気信号の周波数、振幅、および／または形状に基づき、このような移動の一部または全部を前記被駆動素子１９０に伝達する。例えば、前記装置１５０で粗位置決めをもたらすには、前記圧電素子１５０に対する電圧波形を変化させる。電圧波形の例としては、（これに限定はされないが）方形波、のこぎり波、サイクロイド、放物線波、および／またはこれらの重ね合わせまたは組み合わせなどがある。

例えば、のこぎり波の電圧波形を使用する実施形態の場合、前記圧電素子１５０は、バイアスまたは極性に従って伸縮する。波形の勾配が比較的緩やかな位相中は、この位相の大部分の間、前記圧電素子１５０（または前記摩擦素子１７０）が前記被駆動素子１９０に「スティック」する（貼り付く）ため、前記圧電素子の動きの大部分または全部が前記被駆動素子１９０へ伝わり得る。ただし、波形が比較的急勾配な位相中は、前記圧電素子１５０の伸縮が対応して急激になり、この急勾配な位相の大部分の間、前記圧電素子１５０（または前記摩擦素子１７０）は前記被駆動素子１９０との静止摩擦力を上回って「スリップ」する（滑る）ため、前記圧電素子１９０の動きはほとんど、または全く前記被駆動素子１９０へ伝わらない場合がある。波形の勾配が緩やかな位相に戻ると、前記圧電素子１５０の伸縮は、再びその動きを前記被駆動素子１９０に伝達するようになる。このように、前記摩擦素子１７０は、前記被駆動素子１９０に対する前記摩擦素子１７０の速度、加速度、および／または摩擦係数の関数として、選択的におよび摩擦により前記被駆動素子１９０に係合する。これは、「スリップ−スティック」運動または「スティック−スリップ」運動と呼ばれている。

波形の周波数は場合により異なり、一部の実施形態では約１Ｈｚ〜約１ｋＨｚの範囲になる。波形の振幅も場合により異なり、一部の実施形態では約２Ｖ〜約５００Ｖの範囲になる。前記スリップ−スティック移動による粗位置決め後は、直流電圧を印加して前記被駆動素子１９０、ひいてはその上に配置された前記物体または試験片１９９を微細に位置決めする。この直流電圧は、約１０ｍＶ〜約１ｋＶ範囲に成り得る。

他の実施形態では、周波数、振幅、および直流電圧は場合により異なる。例えば、波形は、前記圧電素子１５０または可能性として前記試験片１９９の機械的共鳴の励起を回避または最小化するよう形成される。ただし、例えば何らかの事情により前記被駆動素子１９０が前記摩擦素子１７０に連結されてしまった（「スタックした」）場合は、前記被駆動素子１９０を前記摩擦素子１７０から開放するため、秩序ある共鳴により前記圧電素子に作用するように、波形を意図的に選択する場合もある。前記圧電素子１５０の共鳴周波数が未知の場合は、波形の周波数掃引を行うこともある。

図１ａを参照しつつ図２を参照すると、本開示の態様に従った前記装置１００の別の実施形態に参照番号２００を割り当てたものの断面図が例示されている。図２の実施形態は、図１ａに示した実施形態の前述した特徴を多数有している。ただし、この装置２００は付勢素子２１５も有し、さらにこの付勢素子２１５に連結されたスペーサー２２０を含む場合もある。例示した実施形態のとおり、前記付勢素子２１５は、前記圧電素子１５０（またはそれに取り付けられた前記摩擦素子１７０）を前記被駆動素子１９０に抗して付勢するように構成された板バネまたは他タイプのバネであってよい。ただし、前記付勢素子２１５は、本開示の範囲内で、非択一的または択一的に他の機械的、電気的、および／または磁気的な付勢手段であってよく、またはこれらを含んでよい。前記付勢素子２１５の付勢力は、例えばネジ式固定部材２２５、静電場、磁場、および／または他の手段により、調整自在であってよい。ただし、一部の実施形態では調整を行わないか、調整が不要な場合もある。

前記装置２００は、前記被駆動素子１９０に連結された、あるいは前記被駆動素子１９０と前記摩擦素子１７０との間に介在するウェアプレート２９５を含む場合もある。このウェアプレート２９５は、シリコン、サファイア、セラミック、アルミニウムセラミック、またはこれらの合金、および／または他の材料を有する場合があり、前記被駆動素子１９０に連結または一体化される場合がある。一実施形態では、前記ウェアプレート２９５は、スクライビング、切断、研磨、および／または他の工程により、可能性として約０．１ｍｍ〜約１ｍｍ範囲の厚さに形成できる。他の実施形態では、前記ウェアプレート２９５は、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、原子層成長法（ＡＬＤ）、および／または他の工程により、可能性として約０．１μｍ〜約５μｍ範囲の厚さに形成できる。

前記摩擦素子１７０により前記ウェアプレート２９５に抗して印加される力（負荷力など）は、前記圧電阻止１５０上の前記摩擦素子１７０の位置、前記摩擦素子が「スリップ」位相または「スティック」位相にある時間長、および／または前記ウェアプレート２９５に対する前記圧電素子１５０の角度の関数として変調または調整可能である。前記ウェアプレート２９５に抗する前記摩擦素子１７０の力の機械的調整手段も、設ける場合がある（ネジ２２５など）。前記ウェアプレート２９５に抗する前記摩擦素子１７０の力の変調の調整も、１若しくはそれ以上の追加圧電素子を介して行う場合があり、前記追加圧電素子は、例えば前記圧電素子１５０と前記ベース１１０との間に載置できる。ただし一部の実施形態では、上記の付勢力と同様、調整を行わないか、調整が不要な場合がある。

前記スペーサー２２０は、実質的に半球形状のバイトン素子であってよい。ただし、このスペーサー２２０は、本開示の範囲内で他の材料および形状を有する場合もある。このスペーサー２２０は、前記付勢素子２１５による前記スペーサー２２０の付勢先となる前記圧電素子１５０に抗する磨耗および振動を低減し得る。

前記装置２００は、前記被駆動素子１９０の位置を検出するセンサ２９６およびセンサ２９７のシステムを備えている場合がある。これらのセンサ１９６、２９７は、フィードバック機構（図示せず）、あるいは別のシステムまたはサブシステムの一部にも成り得る。前記センサ２９６、２９７は、容量性または誘導性の電気センサであってもよい。また、前記センサ２９６、２９７は、熱的、光学的、磁気的、および／または他タイプのセンサであってもよい。前記センサ２９６は、単一のセンサ素子として示しているが、複数の素子またはセンサアレイを有する場合もある。同様に、前記センサ２９７は複数のセンサ素子を含むものとして示しているが、単一のセンサ素子を有する場合もあり、また図示とは異なる数のセンサ素子を有する場合もある。これらの前記センサ２９６、２９７は、前記作動部材１９０および前記圧電素子１５０とそれぞれ一体化して、またはこれに埋め込んで形成してもよい。また、前記センサ２９６、２９７は、例えば接着剤で取り付けられた別個のコンポーネントであってもよい。前記センサ２９６、２９７の位置は、場合により図と異なり、前記装置２００の他のコンポーネントに関するフィードバックおよび／または位置の情報を提供する他のセンサ（図示せず）があってもよい。一部の実施形態では、単一のセンサのみ設けられる。電子機器ベースのフィードバックまたはセンサシステムに加えて、機械的システムを使ってもよい。例えば、前記圧電素子１５０により印加される力は、機械的に増幅でき、前記ウェアプレート２９５に抗する前記摩擦素子１７０の負荷力を調整するために使用できる。

図２を参照しつつ図３を参照すると、本開示の態様に従った、図２に示した前記装置２００の別の実施形態に参照番号３００を割り当てたものの断面図が例示されている。上記のいくつかのコンポーネントのほか、前記装置３００は、載置部材３６２、２６４によりそれぞれ前記ベース１１０に連結されたレストレイント（移動制約部材）３５２、３５４を含む。ただし一実施形態では、これらのレストレイントは前記装置３００内に固定され得る。例えば、前記レストレイント３５２は、前記載置部材が不要になるよう前記摩擦素子１７０または前記被駆動素子１９０に連結する場合もある。

前記レストレイント３６２、３６４は、前記圧電素子１５０の運動が実質的に縦方向の伸縮だけに制限されるよう、この圧電素子１５０の曲げ、回転、または他の面外運動を制限し得る。直線運動用に設計された特定の形状および組成の圧電素子は、一定の周波数および一定の負荷下で曲がる動きを呈することが知られている。前記レストレイント３５２、３５４は、前記圧電素子１５０の少なくとも一部に表面接触し続けることにより、このような曲がりを防ぐ。一実施形態では、前記レストレイント３５２、３５４は、ガラス、金属、合金、および／または、マイクロスケールの実施形態の材料に類似する、または類似しない他の材料を有する場合があり、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍ範囲の厚さを有し得る。他の実施形態では、前記レストレイント３５２およびレストレイント３５４は、シリコン、サファイア、セラミック、アルミニウムセラミック、これらの合金、および／または他の材料を有する場合があり、約０．１μｍ〜約５μｍ範囲の厚さを有し得る。一実施形態では、前記レストレイント３５２は、前記摩擦素子１７０の厚さにほぼ等しい厚さを有する。

前記レストレイント３５２、３５４の長さは、前記圧電素子１５０の長さの約１０％〜約９５％範囲になり得る。例えば、前記レストレイント３５２、３５４の長さを最大化するとき、前記圧電素子１５０が付勢されない、非作動配置であり得る配置にある場合、可能性として前記圧電阻止１５０の前記先端に前記摩擦素子１７０を取り付けるための十分な空間を残しつつ、実質的に前記圧電素子１５０の長さに及ぶ。一実施形態では、前記レストレイント３５２、３５４の長さは、前記圧電素子１５０の長さの約４０％〜約６０％範囲に成り得る。前記レストレイント３５２、３５４の長さは、形状、サイズ、組成、電気接続などに関して互いに異なる場合もある。

前記レストレイント３５２、３５４が導電性の実施形態では、前記載置部材３６２、３６４は絶縁体としての役割を果たし、前記圧電素子１５０および前記ベース１１０の短絡を防止する。一部の実施形態では、これらのレストレイントは導電性だが絶縁層で覆われ、前記圧電素子１５０および前記ベース１１０の短絡を防いでいる。前記圧電素子１５０も、エラストマー層であって、運動を可能にしつつ前記圧電素子１５０および他のいかなるコンポーネント（前記ベース１１０など）との短絡も防ぐエラストマー層で覆われる場合がある。また他の実施形態では、図３より多数または少数のレストレイントおよび載置部材が設けられる。

図２を参照しつつ図４を参照すると、図２に示した前記マイクロ電子装置２００の別の実施形態に参照番号４００を割り当てたものの断面図が例示されている。上記のコンポーネントに加え、前記装置４００は平衡錘４６５を含む。この平衡錘４６５は前記圧電素子１５０の前記先端１５１に取り付けられる。他の実施形態では、前記平衡錘４６５の配置は場合により異なり、前記圧電素子１５０の種々の位置に複数の平衡錘が配置される場合もある。

この平衡錘４６５は、ステンレス鋼、鉛、および／または他の材料を有してよく、重量は前記圧電素子１５０の重量の約５０％〜約１５０％範囲である。この平衡錘４６５は、鋳造、機械加工、電解加工（ＥＣＭ）、放電加工（ＥＤＭ）、フライス加工、および／または他の方法で製造できる。前記平衡錘は、前記圧電素子１５０と一体型にしても、接着剤、固定部材、および／または他の手段で前記圧電素子１５０に取り付けてもよい。前記平衡錘４６５の１若しくはそれ以上の横方向寸法は、前記圧電素子１５０の長さの約１０％〜約２０％範囲になり得る。前記平衡錘４６５とその態様とに関し挙げる例は、例示的なものであり、他の実施形態は異なる特性を有す場合もある。

図５は、本開示の態様に従った圧電素子５００の一実施形態の斜視図を例示したものである。この圧電素子５００は、図１〜図４に示した前記圧電素子１５０の実施形態の態様の一部を具体化したは、これら圧電部材５５０ａ〜ｄにそれぞれ印加される実質的に類似した電気信号が各前記部材で実質的に類似した伸縮運動を生じるよう、互いに実質的に類似し得る。これらの圧電部材５５０ａ〜ｄは、これらをベースまたは基板（図示せず）に連結する部材としても機能する絶縁体５３０ａ〜ｄにより共通端で結合できる。他の実施形態では、これらの圧電部材をクランプ、接着剤、または積層により互いに一体化する場合もある。これらの圧電部材５５０ａ〜ｄは、摩擦素子５７０ａ〜ｄを介し、調和して運動を被駆動素子に伝達することができ、各前記摩擦素子５７０ａ〜ｄは、組成および製造上、図１ａに示した前記摩擦素子１７０に実質的に類似したものであってよい。

図６では、図５に示した前記圧電素子５００のさらに異なる実施形態に参照番号６００を割り当てたものの斜視図を例示している。この圧電素子６００は、それぞれ図５に示した前記圧電部材５５０ａ〜ｄに実質的に類似し得る複数の圧電部材６５０ａ〜ｄを有するが、他の構成は本開示の範囲内である。スペーサー６３０ａ〜ｃが介在し、前記圧電部材６５０ａ〜ｄを連結する場合もある。これらスペーサー６３０ａ〜０ｃのうち、前記圧電部材６５０ａ〜ｄの反対端近傍に位置するものもある。例えば例示した実施形態では、前記スペーサー６３０ａは、前記圧電部材６５０ｂの前記スペーサー６３０ｂに対する反対側（反対面）の反対端近傍にある。

各圧電部材６５０ａ〜ｄは、それぞれ隣り合う圧電部材と反対方向へ付勢され得る。例えば、前記圧電部材６５０ａおよび６５０ｃは、前記圧電部材６５０ｂおよび６５０ｄを伸長させ得る電気信号に応答して収縮し得る。摩擦素子６７０は、前記圧電部材６５０ａ〜ｄのうち最も外側の１若しくはそれ以上の作動端付近に位置付けてよく、例えば図１ａ〜図４に示した被駆動素子の係合に使用できる。

図７は、本開示の態様に従った装置７００の一実施形態の斜視図を例示したものである。この装置７００は、２つの独立した移動平面または移動方向をもたらし、圧電素子７５０に取り付けられたベース７１０を含む。

このベース７１０は、組成および製造上、図１ａに示した前記ベース１１０と実質的に類似したものであってよい。一実施形態では、前記ベース１１０の長さおよび幅は、双方とも約５ｍｍ〜約２０ｍｍ範囲に成り得る。他の実施形態では、このベース１１０の長さおよび幅が双方約５０μｍ〜約２００μｍ範囲になる場合もある。

前記圧電素子７５０は、全体として角を成す部材として成形され、可能性として連結または一体化して形成された２つ以上のセグメントを含む。この圧電素子７５０の成す角度は、約４５度〜約１３５度の範囲に成り得る。この圧電素子７５０は、上記の圧電素子に類似した材料を有してよく、類似原理に従って製造してよい。一実施形態では、前記圧電素子７５０の長さおよび幅は、約０．５ｃｍ〜約１５ｃｍ範囲に成り得る。他の実施形態では、この圧電素子７５０の長さおよび幅は、約５０μｍ〜約２００μｍ範囲になる場合もある。

前記装置７００は、前記圧電素子７５０の２つ以上のセグメントの頂点または接合部の付近に取り付けられた摩擦素子７７０を含む場合もある。この摩擦素子７７０は、組成および製造上、図１ａに示した前記摩擦素子１７０と実質的に類似したものであってよい。

この装置７００は、２つの被駆動素子７９０ａおよび７９０ｂも含む。前記被駆動素子７９０ａは、前記ベース７１０に対し第１の方向７０５へスライドするように構成されており、前記被駆動素子７９０ｂは、前記被駆動素子７９０ａ（従って前記ベース７１０）に対し第２の方向７０７へスライドするように構成されている。一実施形態では、前記第１の方向７０５および第２の方向７０７は、実質的に直交し合うが、他の相対配向も本開示の範囲内である。

前記圧電素子７５０は、それぞれ前記摩擦素子７７０の取り付け点から遠位にある２端で前記ベース７１０に取り付けてよい。これにより、前記圧電素子７５０に電気信号を与えて、少なくとも２つの移動平面または移動方向に沿って前記圧電素子７５０を作動させることが可能になる。この２つの移動方向は、上記のように前記被駆動素子７９０ｂの表面を２次元移動するように構成された、２つの別個の部材である前記被駆動素子７９０ａ、７９０ｂの移動に対応し得る。これらの被駆動素子７９０ａ、７９０ｂは、それぞれ組成および製造上、図１ａに示した前記被駆動素子１９０と実質的に類似したものであってよい。粗位置決めは、例えば変動する電気信号を適用して、前記被駆動素子７９０ａ、７９０ｂの一方または双方のスリップ−スティック移動を生ずることにより、もたらすことができる。微細な位置決めは、例えば非変動電気信号を前記圧電素子７５０に適用することによりもたらすことができる。

図８は、本開示の態様に従った装置８００の一実施形態の破断図を例示したものである。この装置８００は、被駆動素子８９０に回転運動を生じるように構成できる。この装置８００は、ベース８１０および絶縁体８３０を含み、前記絶縁体８３０は、圧電素子８５０を前記ベース８１０に取り付けている。前記ベース８１０と、前記絶縁体８３０と、前記圧電素子８５０との組成および製造は、上記の実施形態のものに類似したものであってよい。前記圧電素子８５０は、スライド自在に摩擦により前記被駆動素子８９０に係合する摩擦素子８７０が取り付けられている場合がある。この被駆動素子８９０は、組成および製造上、図１ａに示した前記被駆動素子１９０に実質的に類似したものであってよく、実質的に円盤形状で、可能性として約０．５ｃｍ〜約１５ｃｍ範囲の直径を有してよい。他の実施形態では、この被駆動素子８９０の直径は約５０μｍ〜約２００μｍ範囲になり得る。

この被駆動素子８９０は、回転自在に前記ベース８１０に取り付けてよい。前記被駆動素子８９０の回転は、第１の変動電気信号を前記圧電素子８５０に適用することにより、もたらすことができる。変動する電気信号は、前記被駆動素子８９０のスリップ−スティック移動を生じ得る。スリップ−スティック移動を使うと粗位置決めを実現でき、他方、微細な位置決めは、非変動の電気信号の適用により可能となる。前記被駆動素子８９０は、前記第１の変動電気信号と異なる形態の変動電気信号を適用すると、反対方向に回転させることができる。

図９は、本開示の態様に従った装置９００の一実施形態の斜視図を例示したものである。この装置９００は、被駆動素子９９０ａ、９９０ｂの回転移動を生じることができ、前述の装置８００に類似している。この装置９００は、ベース９１０と、圧電素子９５０ａ、９５０ｂの取り付け用ブラケット９１２とを有する。前記ブラケット９１２は、酸化アルミニウム、セラミック、ベリリウム、真ちゅう、金、および／または他の材料を有し得る。例示した実施形態では、圧電素子９５０ａ、９５０ｂにそれぞれ電気信号を与えるため、電極９５５ａ、９５５ｂを採用している。この構成では、前記圧電素子９５０ａ、９５０ｂに、それぞれ摩擦素子９７０ａ、９７０ｂを取り付けてよい。これら摩擦素子９７０ａ、９７０ｂは、被駆動素子９９０ａまたは９９０ｂ、もしくはその双方に独立に係合し得る（これら摩擦素子９７０ａおよび／または９７０ｂは、前記圧電素子９５０ａおよび／または９５０ｂの各反対面上に配置できる）。図９の実施形態において、前記装置９００は、２つの圧電素子９５０ａ、９５０ｂと、２つの被駆動素子９９０ａ、９９０ｂとを含むが、本開示の範囲内で、任意数の圧電素子により係合される任意数の被駆動素子を含んでよい。

前記被駆動素子９９０ａ、９９０ｂは、同軸回転するよう中心軸に沿って取り付けられている。これらの被駆動素子９９０ａ、９９０ｂは、固定ユニットとして回転するように、または互いに独立して回転するするように構成できる。前記被駆動素子９９０ａ、９９０ｂの粗い回転運動は、前記電極９５５ａ、９５５ｂを介して前記圧電素子９５０ａ、９５０ｂに変動電気信号を適用する結果生じるスリップ−スティック運動により制御可能である。この信号は、一方の圧電素子（圧電素子９５０ａなど）が「スリップ」位相になり、他方の圧電素子（圧電素子９５０ｂなど）が「スティック」位相になるように与えられる。前記圧電素子９５０ａ、９５０ｂの一方または双方に非変動電気信号を与えて微細な位置決めを制御することもできる。

図１０は、本開示の態様に従ったマイクロ電子装置１０００の別の実施形態の側面図を例示したものである。この装置１０００は、被駆動素子１０９０、１０９１に、それぞれ基板１０１１に対し実質的に直交する運動を生じ得る。この装置１０００は、前記基板１０１１上に、またはその上位に載置されたベース１０１０を有する。前記ベース１０１０、１０１１の材料および製造方法は、前述の実施形態のベースについて説明したものに実質的に類似したものであってよい。前記ベース１０１０、１０１１は、接着剤および／または他の手段により取り付けられた別個のコンポーネントであっても、互いに一体化したものであってもよい。

付勢素子１０１５は前記ベース１０１０に載置され、材料および製造上、上記で説明した付勢素子に対応したものであってよく、場合によってはスペーサー１０２０が取り付けられており、材料および製造上、上記で説明したスペーサーに対応したものであってよい。前記付勢素子１０１５の張力は、例えばネジ式固定部材１０２５および／または他の手段により調整可能である。前記付勢素子１０１５は、前記圧電素子１０５０および／またはそれに取り付けられた摩擦素子１０７０をウェアプレート１０９５に抗して付勢する。この摩擦素子１０７０およびウェアプレート１０９５は、組成および製造上、前述の摩擦素子およびウェアプレートにそれぞれ実質的に類似したものであってよい。一部の実施形態では、前記ウェアプレート１０９５の有無は任意である。

圧電素子１０５０は、変動電気信号を適用した結果生じるスリップ−スティック運動による粗位置決め用に前記被駆動素子１０９０を移動するよう作用する。微細な位置決めをもたらすには、非変動電気信号を前記圧電素子１０５０に適用する。この圧電素子１０５０は、組成および製造上、上記で説明した圧電素子と実質的に類似したものであってよい。例示した実施形態では、前記被駆動素子１０９０は、環状のベルト１０９２を介して前記被駆動素子１０９１に取り付けられる。前記被駆動素子１０９０、１０９１は、組成および製造上、前述の被駆動素子に実質的に類似したものであってよい。ただし、第２の被駆動素子である前記被駆動素子１０９１は、第１の被駆動素子である前記被駆動素子１０９０に類似したものであっても、異なったものであってもよい。

前記被駆動素子１０９０、１０９１を連結する前記ベルト１０９２は、シリコン、ゴム、ステンレス鋼、および／または他の材料から成るものであってよい。このベルト１０９２は、長さが約１．５ｃｍ〜約４５ｃｍの範囲、厚さは約１００μｍ〜約２５０μｍの範囲であり得る。このベルト１０９２は、実質的に円柱型のローラーまたはテンショナ１０９３および１０９４により支持できる。これらのテンショナ１０９３、１０９４は、シリコン、金属、および／または他の材料を有してよい。これらのテンショナの寸法は、前記ベルト１０９２および前記圧電素子１０５０の寸法に従って設定される。これらのテンショナ１０９３、１０９４は、軸受けやポストなどを含む支持構造１０９９により前記基板１０９４に回転自在に取り付けることができる。前記ベルト１０９２は、第１の被駆動素子である前記被駆動素子１０９０の移動を第２の被駆動素子である前記被駆動素子１０９１に伝達する。上記で示した寸法は、マクロスケールの実施形態を参照したものであるが、可能性としてマイクロスケールの実施形態を含む、より小さいサイズに前記装置１０００をスケーリングすることも可能である。

図１１は、本開示の態様に従った装置１１００の一実施形態の斜視図を例示したものである。この装置１１００は、材料、構造、および寸法について、前記装置１００（図１ａ）に実質的に類似したものであってよい。例えば、ベース１１１０および被駆動素子１１９０は、材料、構造、および寸法について、前記装置１００の前記ベース１１０および前記被駆動素子１９０にそれぞれ類似したものであってよい。この装置１１００は、両端で前記ベース１１１０に固定できる圧電素子１１５０を特徴として備えている。この圧電素子１１５０は、２つ以上の部分１１５１、１１５２を含む部分に区分または分割することもでき、それらの各部は互いに電気的に絶縁できる。絶縁体１１３０ａ、１１３０ｂは、前記圧電素子１１５０を前記ベース１１１０に固定する役割を果たす。これらの絶縁体１１３０ａ、１１３０ｂは、前記装置１００の前記絶縁体１３０に実質的に類似したものであってよい。前記圧電素子１１５０は、実質的にリード形状であってよく、それ以外の場合は前記装置１００の前記圧電素子１５０に類似したものであってよい。摩擦素子１１７０は、実質的中心点で前記圧電素子１１５０に取り付け可能である。この摩擦素子１１７０は、前記装置１００の前記摩擦素子１７０に実質的に類似したものであってよい。作動時、前記装置１１００は、異なる極性の作動信号を前記圧電素子１１５０の異なるセクション１１５１、１１５２に適用することにより作用する。このような場合、前記圧電素子１１５０の１セクション（セクション１１５１）の収縮と、異なる別のセクション（セクション１１５２）における対応する伸長との結果、前記スライドテーブル１１９０に抗した前記摩擦素子のスリップ−スティック移動が生じる。

図１２は、本開示の態様に従った圧電素子１２５０用の電極構成１２００の一実施形態の斜視図を例示したものである。圧電素子１２５０は、前記圧電素子１５０（図１ａ）など、前述の圧電素子に実質的に類似したものであってよい。主要電極１２３１は、前記圧電素子１２５０上に、実質的にその全長にわたり配置される。一部の実施形態では、この主要電極１２３１は複数の電極である。この主要電極１２３１の配置は図面と異なる場合もある。この主要電極１２３１は、銅、金、および／または他の材料を有してよく、これらの材料は前記圧電素子１２５０上に成膜するか、前記圧電素子１２５０と一体的に形成し得る。補正電極１２３２、１２３３は、前記圧電素子１２５０上に、実質的にその全長にわたり、可能性として前記主要電極１２３１の両側辺に配置できる。これらの補正電極１２３２、１２３３の数および配置は、場合により図面と異なる。これらの補正電極１２３２、１２３３は、銅、金、および／または他の材料を有してよく、これらの材料は前記圧電素子１２５０上に成膜するか、前記圧電素子１２５０と一体的に形成し得る。

前記摩擦素子１７０（図１ａ）などの摩擦素子（図示せず）は、前記圧電素子１２５０に取り付けて被駆動素子（図示せず）の移動を伝達することができる。作動時、前記主要電極１２３１は、作動信号を前記圧電素子１２５０に提供するために使用できる。この作動信号は、前述の実施形態に関する説明のとおりであってよい（波形または非変動電圧など）。前記補正電極１２３２、１２３３は、前記圧電素子１２５０の湾曲または移動に補正を加えるため、前記主要電極１２３１の代わりに、または前記主要電極１２３１に加えて使用できる。前記主要電極１２３１と同様、前記補正電極１２３２、１２３３からは、前記主要電極１２３１からの供給電圧より小さい、前記供給電圧より大きい、または前記供給電圧に等しい波形の電圧または非変動電圧を供給してよい。

図１３は、本開示の態様に従った圧電素子１３００の別の実施形態の斜視図を例示したものである。この圧電素子１３００は、１若しくはそれ以上の前述の装置（前記装置１００など）、または他の装置において利用し得る。この装置１３００は、例えば載置部材１３３０ａ、１３３０ｂにより、ベース（図１ａの前記ベース１１０など）に載置してよい。一部の実施形態では、この載置部材の配置は図示した配置と異なる場合がある。前記圧電素子１３００は、材料および構造上、上記で説明した圧電素子に類似したものであってよい。この圧電素子１３００は、１若しくはそれ以上の圧電部材１３５０ａ〜ｃを有する場合がある。これらの部材１３５０ａ〜ｃは、一体的に形成しても、別個に形成したのち活着し合ってもよい。電極１３３１ａ、１３３１ｂ、１３３１ｃは、前記部材１３５０ａ、１３５０ｂ、１３５０ｃとの実質的長さ方向に沿ってそれぞれ取り付けてよい。これらの電極１３３１ａ、１３３１ｂ、電極１３３１ｃは、前記電極１２３１（図１２）に実質的に類似したものであってよい。

作動時、これらの電極１３３１ａ〜ｃは、前記部材１３５０ａ〜ｃにそれぞれ作動信号を適用するため使用できる。前述のとおり、この作動信号は波形の電圧であっても非変動電圧であってもよい。前記電極１３３１ｂを介して前記部材１３５０ｂに送る信号の極性は、前記電極１３３１ａ、１３３１ｃを介してそれぞれ前記部材１３５０ａ、１３５０ｃに送る信号の極性と反対である場合がある。これにより、前記部材１３５０ｂの伸長は、前記部材１３５０ａ、１３５０ｃの収縮に対応し、その逆も言える。摩擦素子１３７０は、前記圧電素子１３００に取り付けてスライドベッド１９０（図１ａ）などの被駆動素子（図示せず）と連動させることができる。前記摩擦素子１３７０は、材料および構造上、前述の摩擦素子（図１ａの前記摩擦素子１７０など）に類似したものであってよい。前記圧電素子１３００の熱膨張は、前記摩擦素子１３７０の望ましくない変位の原因と成り得るが、前記部材１３５０ａと反対方向への前記部材１３５０ｂの膨張により回避可能である。

図１４は、本開示の装置１４００のさらに異なる他の実施形態の斜視図を例示したものである。この装置１４００は、材料、構造、および寸法について、前記装置７００（図７）に類似したものであってよい。前記装置７００同様、この装置１４００は、２つの独立な移動平面をもたらし得る（１４０５および１４０７など）。この装置１４００は、複数の圧電素子１４５０ａ〜ｈを有する場合がある。一部の実施形態では、２つ以上の前記圧電素子１４５０ａ〜ｈを併せる、または角を成した単一の圧電素子７５０などの（図７）圧電素子として製造することができる。この装置１４００は、複数の摩擦素子１４７０と１４７１と１４７２と１４７３とを有し得る。これら摩擦素子１４７０と１４７１と１４７２と１４７３とは、摩擦素子７７０（図７）に実質的に類似したものであってよい。前記圧電素子１４５０ａ〜ｈは、前述の波形に応答して伸縮し、粗位置決め用にスリップ−スティック運動をもたらし得る。微細な位置決めは、前述のとおり前記圧電素子１４５０ａ〜ｈのうち１若しくはそれ以上に非変動電圧の適用によりもたらし得る。

本開示は、一実施形態において、被駆動素子にスライド自在に係合するように構成されたベースを含む装置を提供する。圧電素子は、前記ベースと前記被駆動素子との間に介在し、前記圧電素子の第１の端近傍で前記ベースに取り付けられている。摩擦素子は、前記圧電素子の第２の端近傍に取り付けられ、選択的に前記被駆動素子に係合するよう構成されている。

また、本開示では、一実施形態において、凹部を有するスライドベッドを含む装置と、内面にウェアプレートを有するスライドテーブルと、摩擦素子が取り付けられた圧電リードとを導入している。前記リードは、前記スライドベッドの前記凹部内に載置され、前記摩擦素子を介して前記ウェアプレートに摩擦により係合する。

本開示の態様に従って構成された装置の別の実施形態は、被駆動素子にスライド自在に係合するように構成されたベースと、それぞれ前記ベースに平行な第１および第２の圧電素子とを含む。摩擦素子は、前記第１および第２の圧電素子の接合部近傍にあり、第１の方向および第２の方向に延長する。

本開示の態様に従った装置の別の実施形態は、回転自在に基板に連結された回転自在な素子を含む。このような実施形態では、圧電素子は前記基板に連結されており、摩擦素子は前記圧電素子に連結されている。この摩擦素子は、前記回転自在な素子に摩擦により係合して、前記回転自在な素子に回転運動を与えるよう構成されている。

また、本開示の態様に従って構成された装置は、第１および第２の被駆動素子と、前記第１の被駆動素子にスライド自在に係合する圧電素子とを含む場合もある。前記第１および第２の被駆動素子は、少なくとも１つのローラーに支持された連続的で柔軟なベルトを介して互いに連結されている場合がある。

以上、本開示の実施形態を詳述したが、当業者であれば、本開示の要旨を変更しない範囲で種々の変形形態、置換形態、および修正形態が可能であることが理解されることは言うまでもない。

本開示は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を読むことにより最もよく理解される。本分野の標準的慣行に基づき、種々の特徴は実際の縮尺どおりに描画されていないことをここに特筆する。例えば、種々の特徴の寸法は、説明を明瞭にするため適宜拡大または縮小している場合がある。
図１ａは、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の斜視図である。 図１ｂは、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の斜視図である。 図２は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の断面図である。 図３は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の断面図である。 図４は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の断面図である。 図５は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の斜視図である。 図６は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の斜視図である。 図７は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の斜視図である。 図８は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の破断斜視図である。 図９は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の斜視図である。 図１０は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の側面図である。 図１１は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の斜視図である。 図１２は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の斜視図である。 図１３は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の斜視図である。 図１４は、本開示の態様に従った装置の一実施形態の少なくとも一部の斜視図である。

Claims (20)

1. 装置であって、
   被駆動素子にスライド自在に係合するように構成されたベースと、
   前記ベースと前記被駆動素子との間に介在する圧電素子であって、前記圧電素子の第１の端近傍で前記ベースに取り付けられた圧電素子と、
   前記圧電素子の第２の端近傍に取り付けられた摩擦素子であって、前記摩擦素子の前記被駆動素子との相対速度の関数として選択的に前記被駆動素子に係合するように構成された摩擦素子と
   を有する装置。
2. 請求項１の装置であって、この装置は、さらに、
   前記被駆動素子に抗して前記圧電素子を付勢するように構成された付勢素子を有するものである。
3. 請求項２の装置であって、この装置は、さらに、
   前記付勢素子と前記圧電素子との間に介在する振動減衰素子を有するものである。
4. 請求項３の装置において、前記減衰素子はバイトン有するものである。
5. 請求項１の装置であって、この装置は、さらに、
   前記被駆動素子に連結され、選択的に前記摩擦素子に係合されるよう構成されたウェアプレート（耐磨耗板）を有するものである。
6. 請求項５の装置において、前記ウェアプレートは、
   シリコンと、
   サファイアと、
   セラミックと
   からなる群から選択される材料を有するものである。
7. 請求項１の装置であって、この装置は、さらに、
   前記圧電素子の頂面または底面の少なくとも一方の一部に隣接した低摩擦性のレストレイント（移動制約部材）を有するものである。
8. 請求項１の装置において、前記圧電素子は、前記圧電素子の前記第１の端近傍に平衡錘を含むものである。
9. 請求項１の装置において、前記圧電素子は、複数の圧電部材を有するものである。
10. 請求項９の装置において、前記複数の圧電部材は、それぞれ実質的にリード（短冊）形状をしているものである。
11. 請求項１０の装置において、前記複数の圧電部材は、それぞれ前記複数の圧電部材の１つに隣接して積層されているものである。
12. 請求項１の装置において、前記圧電素子は、それぞれ前記ベースに平行で互いにオフセット角を成す第１および第２の圧電部材を含み、前記摩擦素子は、前記第１および第２の圧電部材の接合部の近傍にあるものである。
13. 請求項１の装置において、前記被駆動素子は、前記圧電素子が前記被駆動素子に回転運動を与えるよう回転自在に前記ベースに取り付けられているものである。
14. 請求項１３の装置において、
    前記被駆動素子は、前記ベースに連結された実質的に同軸の第１および第２の回転自在部材を含み、
    前記圧電素子は、前記ベースに連結された第１および第２の圧電部材を含み、
    前記摩擦素子は、前記第１および第２の圧電素子にそれぞれ連結された第１および第２の摩擦部材を含み、
    前記第１および第２の摩擦部材は、それぞれ前記第１および第２の回転自在部材に摩擦により係合するものである。
15. 請求項１の装置において、前記被駆動素子は、環状の柔軟なベルトにより平衡錘に取り付けられ、前記ベルトが少なくとも１つのテンショナにより固定されるものである。
16. 請求項１の装置において、
    前記ベースは、凹部を有するスライドベッドを含み、
    前記被駆動素子は、内面にウェアプレートを有するスライドテーブルを含み、
    前記圧電素子は、圧電リードであって、
    前記圧電リードは、前記スライドベッドの前記凹部内に載置され、前記摩擦素子を介して前記ウェアプレートに摩擦により係合するものである。
17. 請求項１の装置において、前記摩擦素子は、
    サファイアと、
    水晶と、
    セラミックと、
    アルミニウム青銅と、
    リン青銅と、
    銅ベリリウムと
    からなる群から選択される材料を有するものである。
18. 請求項１の装置において、前記被駆動素子は、第１および第２の被駆動素子の一方であり、前記圧電素子は、前記第１の被駆動素子にスライド自在に係合するよう構成されており、前記第１および第２の被駆動素子は、少なくとも１つのローラーにより支持された連続的で柔軟なベルトで互いに連結されているものである。
19. 請求項１の装置において、前記ベースと、前記被駆動素子と、前記圧電素子と、前記摩擦素子とのうち少なくとも１つは、実質的に約１０００μｍより大きい特徴的な寸法を有するものである。
20. 請求項１の装置において、前記ベースと、前記被駆動素子と、前記圧電素子と、前記摩擦素子とのうち少なくとも１つは、実質的に約１０００μｍより小さい特徴的な寸法を有するものである。

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