JPH03129312A - 光学実験等のための微動ステージ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微動ステージとりわけアクチュエータとして圧
電素子を利用した光学実験等に好適な微動ステージに関
するものである。

〔従来の技術及びその技術的課題〕

光センサー、光ＩＣの開発や光通信などの基礎実験ある
いはバイオテクノロジーの分野における顕微鏡ｖＡ察等
においては、実験要素や試料を取付けこれを高精度で位
置決めすることが必要とされる。かかる手段として、特
公昭５７−２５３５８号公報等に微動ステージが提案さ
れている。しかし、先行技術の微動ステージは、駆動機
構としてマイタロメータやモータを使用しており、この
ためステージの外部に駆動機構が大きく突出し、ステー
ジの小型化、コンパクトをに限界があった。

この対策として、圧電素子をアクチュエータとして利用
することが考えられるが、圧電素子自体は数ミクロン〜
０．１ｍ＋ａ程度しか変位できない。このため、別にモ
ータやマイクロメータある）Ｎはてこなどによる変位拡
大機構などの粗動用手段が必要となり、しかも、圧電素
子の駆動に数百なＬＮＬ数千Ｖの大きな電圧を必要する
ため、やはり大型で制御径も複雑化し、装置と運転の両
コストが高価になることを避けられなかった。

その他、インチワームと称されるアクチュエータも知ら
れているが、このものでは３つの素子とそれに対応する
制御系が必要であり、そのためやはり大型化とコストア
ップを避けられなかった。

また、この種のステージでは移動が安定し、かつ位置決
め後に確実にロックされることが必要であるが、これら
について、従来の圧電アクチュエータ型微動ステージで
は容易に手対応できないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は前記のような問題点を解消するために創案され
たもので、その基本的目的は、超精密な位置決めを簡単
かつコンパクトでしかも安価な構造で実現することがで
きる新規な圧電アクチュエータ型微動ステージを提供す
ることにある。

また、本発明の第２の目的は、前記基本目的に加え、移
動が安定しており１位置決め後のロックも簡単、確実に
行えるこの種の微動ステージを提供することにある。

さらに本発明の第３の目的は、前記目的に加え耐久性や
移動精度の高いこの種の微動ステージを提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記基本的目的を達成するため本発明（第１発明）は、
試料を取付ける第１プレートと、これの移動を精密ガイ
ドを介してガイドする第２プレートと、前記第１．第２
プレート間の空所に配置された駆動パックとを備え、前
記駆動パックが、第２プレートと摩擦接触する本体を有
し、この本体内に圧電素子が配されると共に圧電素子の
変位方向一端が本体に結合され、圧電素子の他端に慣性
体が結合されている構成としている。

また１本発明（第２発明）は、他の目的を達成するため
、上記基本構成に加え、開動パックを摩擦力増大要素で
常時第２プレートに押付けている構成としている。

いずれの場合も、圧電素子と慣性体との取合いとして、
次のような態様がある。

■圧電素子先端が慣性体の端面に結合されている構成 ■慣性体が端面から軸線方向に伸びる凹部を有し、圧電
素子が前記凹部に挿入され、先端が凹部の底に結合され
ている構成 ■圧電素子が本体内側両端部に対向状に結合され、それ
ら各圧電素子の変位方向端部がそれぞれ慣性体に結合さ
れている構成 ■慣性体が、少なくとも一端面に軸線方向に伸びる凹部
を有し、圧電素子が前記凹部に挿入され、先端が凹部の
底に結合されている構成 このうち■、■の態様は、圧電素子が慣性体の中にある
範囲で納められるため、前後長を実質的に短くすること
ができ、よりコンパクトな微動ステージとすることがで
きる。また、圧電素子は曲げモーメントに弱いが、■■
の構成とすることにより片持ち梁としての長さが短くな
るため、故障を少なくすることができる。

また、■、■の構成によれば、圧電素子を２つ用いるた
めパワーを倍増することができ、同時に圧電素子に対す
る予圧付加を要しないため、そのための機構を省略する
ことができる。さらに、圧電素子への引張り力の付加を
避けることができるため、圧電素子を壊れにくくするこ
とができる。

次に、第２発明において、摩擦力増大要素は。

通常、板ばね等のばねが用いられ、好適には、本体の両
側に配置され、それら各板ばねが、両端が第１プレート
に支持され、少なくとも中間に径大部を有し。該径大部
が本体から伸びる保持部に保持されている構成とする。

この構成によれば摩擦係数が高くなり、荷重に対する第
１プレートの動きを安定化することができる。また、単
なる第１プレートの自重による摩擦の場合に問題となる
ギャップの広がり、ゴミの噛込みによる不安定要素をな
くすことができる。

さらに、強い摩擦力のため、第１プレート移動後のロッ
ク機構を別に設ける必要がなくなり、特別な電源もいら
ないため、構造をシンプル化することができる。

前記第１発明と第２発明は、勿論単体でＸ軸ステージな
いしＹ軸ステージとして使用されるが、２つを９０度位
相をずらせて組合せることにより、ＸＹ軸ステージとし
て利用される。

さらに、本発明は第３の目的を達成するため、各構成に
おいて、駆動パック本体と第２プレートとの摩擦面（接
触面）を高硬質・非発錆性の異種材料とするものである
。その具体的な態様としては、第２プレートと駆動プレ
ート本体の摩擦面のいずれか一方をステンレス鋼とし、
他方をセラミックス質とすることが挙げられ、その場合
、第２プレートをステンレス鋼とし、　Ｉｔ！動パック
本体を底部のみセラミック質とし、あるいはこれと逆に
駆動パック本体をステンレス鋼とし、第２プレートの溝
形断面底部のみをセラミック質とすることが好ましい。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図ないし第３図は本発明の基本的実施例（第１実施
例）を示し、第４図ないし第７図は第２実施例、第８図
と第９図は第３実施例を示している。

１は移動プレートとしての第１プレートであり、たとえ
ばアルミニウム等の軽金属から作られ、上部には必要に
応じ取付は穴などの取付は部１００が設けられる。

２は第２プレートであり、下部にベース等に対する取付
は用穴２００が設けられている。

前記第１プレート１は帳方向の両側壁が適度な長さで下
る門型状断面をなし、側壁下端面にはサイドガイドｌａ
、ｌａが固定されている。そして、長手方向は、第１実
施例では開放され、蓋板１ｂ。

１ｃが固定されている。また、第２実施例と第３実施例
では第１プレート１は長手方向一端に一体の端壁１ｃを
有し、平面路Ｕ状をなしている。

第２プレート２は第１プレート１と対向状に配され、後
記する駆動パックと接触して駆動に必要な摩擦力を得る
よう上部が溝形断面となっている。

図示するものでは、第２プレート２はプレート本体２ｂ
の上に溝形断面をなすセンターガイド部体２ａがねじ２
ｃにより固定されている。これに代え、プレート本体２
ｂと該センターガイド部体２ａを一体物としてもよいこ
とは言うまでもない。

そして、前記第１プレート１の外壁、図示するものでは
ガイド部体２ａの外壁と前記サイドガイド１ａの内壁間
には精密ガイド部材３，３が介装されている。この精密
ガイド部材３，３は任意であるが、図示するものでは、
■溝とローラあるいはボールとを組合せたクロスローラ
ケージ形式のものが用いられている。

４は駆動パックであり、前記第１プレート１と第２プレ
ート２および蓋板１ｂ、ｌｃで画成される空所５に配置
されている。詳しくは、駆動パック４は、上面開放の箱
形形状をなす本体４ａと、これに内蔵される圧電素子４
ｂおよび慣性体４ｃを備えている。必要に応じ１本体４
ａの上面にはカバー４ｄが施され、防音と異物侵入防止
を図るようにする。

本体４ａは図示するものでは溝形板とその長手方向の端
板からなっているが、勿論一体物であってもよい、いず
れにしても、前記本体４ａはその一部好ましくは下面４
２が第２プレート１の上面すなわちこの実施例では前記
センターガイド部体２ａの底面２０に接触する摩擦面と
なっている。

そして本体長手方向一端およびこれに対応する蓋板１ｂ
には圧電素子４ｂのリード線を導出する導孔４０，４１
が設けられ、第１８図のように蓋板に取付けたコネクタ
ａを介して電源装置すに接続されるようになっている。

圧電素子４ｂはバイモルフ形、スタック形でもよいが、
駆動電圧の低減と寸法の小型化の点から、積層形のもの
が好適であり、たとえば第１−Ａ図のように、薄いセラ
ミックシート４０１に内部電極４０２をプリントして多
数枚積層焼成し、両側に間隔的な絶縁体４０４を介して
外部電極４０３を取付けたものが用いられる。前記圧電
素子４ｂは本体４ａの長手方向一端面に接着等により結
合される。

慣性体４ｃは比重の大きい材質からなり、その重量ｍは
、第１プレートと試料の重量をＭとしたることが好まし
い。航記慣性体４ｃは本体４ａに配さ九、その端面４３
に、圧電素子４ｂの自由端側か接着等により結合される
。さらに、圧電素子４ｂと反対側の本体長手方向他端側
に取付けた押圧部材６により押圧されることで中空状に
保持され、かつ、同時に抑圧部材６で圧電素子４ｂに予
圧を付与するようになっている。抑圧部材６はたとえば
スプリングプランジャが用いられる。

６ａ、６ｂｌ′！叩動パツク４を常時第２プレート側に
押付け、第１プレート１の移動の安定化と移動後の位置
固定化を得るための摩擦力増大要素である。この摩擦力
増大要素６ａ、６ｂとしては電磁石を用いることもでき
るが１機構の大型化、複雑化、そして別の電源が必要に
なる。そこで好ましくはバイアスが用いられる。バイア
スは抜ばねが好適である。そこで以下の説明では摩擦力
増大要素を板ばねと略称することにする。

しかし、板ばねを用い、これの複数個を第１プレート１
の下面に取付け、自由端側で駆動パック４を上から押圧
しただけでは軸線方向（第１プレート移動方向）の剛性
がないため、第１プレート１は動かせない、そこで本実
施例では、部構造の特殊な板ばね６ａ、６ｂを用い、こ
れらを、前記駆動パック４の両側に相当する空所５にそ
れぞれ配し、第１プレート１と駆動パック４とを結ぶこ
とで、軸線と直角方向ではばね性を持たせる一方、軸線
方向では剛性を持たせている。

詳しくは、板ばね６ａ、６ｂは第５図でよく理解できる
ように、両端の柱状節部６０，６０と中間の少なくとも
ひとつの柱状節部６１とを有し。

それら柱状節部６０，６０．６１の間は板部６２゜６２
となっている。そして両端の柱状節部６０゜６０の軸線
方向端面にはそれぞれ円錐センター穴６３が穿設されて
いる。

一方、駆動パック４の両側には筒状をなした保持部４６
，４６が設けられ、この保持部４６，４６に板ばね６ａ
、６ｂの中間柱状節部６１が嵌められ、かつセットボル
ト４７により締付けられることで駆動パック４とばねと
を結合している。さらに、第１実施例では板ばね６ａ、
６ｂと同軸線上に相当する第１プレート両端の蓋板１ｂ
＊　ｌｃ（第２実施例では蓋板１ｂと端壁１ｃ）にそれ
ぞれ２つずつねじ穴が設けられ、それらねじ穴には先端
に円錐センター六６３に嵌まる円錐針部７ｏを有するヒ
ンジねじ７がねじ込まれている。従って。

駆動パック４はそれらヒンジねじ７と抜ばね６ａ。

６ｂ及び保持部４６により第１プレート１に固定される
ものである。

そして、ヒンジねじ７のねじ込みにより、板ばね６ａ、
６ｂは軸方向圧縮力が付与され、円錐針部７０と円錐セ
ンター六６３との関係によるヒンジ作用により第５ａ図
のように板ばね６ａ、　６ｂは無理なく変位し、両端の
柱状節部６０，６０と中間柱状節部６１の端に創成され
る節点６４ａ〜６４ｄにより全体が下向きアーチ状とな
る。しかし中間柱状節部６１は剛性を有し、これが駆動
パック４側と一体化した支点となっているため、駆動パ
ック４は下面４２がセンターガイド２ａの底面２０に強
く押付けられる。

図示するものでは、第１プレート１には少なくとも両端
の柱状節部６０．６０を押下げる調整ねじ８が貫挿され
ているが、これを省略してもよい。

また、スペース的に許容されるならば、中間柱状節部は
２つ以上としてもよい。

以上が本発明の基本的構成であるが、第４図ないし第７
図の第２実施例では５圧電素子４ｂと慣性体４ｃとの取
合いを変えている。すなわちこの実施例では、慣性体４
ｃの端面４３から所要の深さで凹部４４が設けられ、こ
の凹部４４に圧電素子４ｂが中空状に装入され、凹部底
４５に接着等により結合されている。また、この実施例
では、蓋板ｉｂが第１プレート１の開口部にはめられ、
固定ねじ９により固定されている。

第８図と第９図の第３実施例では、２つの圧電素子４ｂ
、４ｂが用いられている。すなわち第８図と第９図によ
うに、それぞれの圧電素子４ｂ、４ｂは慣性体４ｃを挟
んで同軸線上に配され、圧電素子４ｂ、４ｂの各一端は
本体４ａに接着等により結合さ九ている。他端は慣性体
４ｃの端面に接着等により結合してもよいが、図示する
ものでは、慣性体４ｃの端面に凹部４４，４４を形成し
、これの底に圧電素子４ｂ、４ｂの他端を結合している
。

なお１図示するものでは両圧電素子４ｂ、４ｂの各組の
リード線は本体４ａの端壁を貫く導孔４０から別々に導
出するようにしているが、好ましくは、慣性体４ｃに貫
通穴ないしは溝を形成し。

あるいは本体４ａに溝を形成し、それらにより一方のリ
ード線を他方のリード線と集合させ、コネクタに接続す
る。

第１０図と第１１図は本発明を利用したＸＹ微動ステー
ジ（第４実施例）を示しており、前記第１実施例ないし
第３実施例のいずれかの構造を備えた２つの微動ステー
ジＡ１とＡ２からなっている。

前記微動ステージＡいＡ２は９０度位相をずらした関係
で積層される。この場合、上側微動ステージＡ、は第２
プレートが省略され、第２プレートの代わりに下側微動
ステージＡつの第１プレート１にセンターガイド２ａが
固定ねじ１１により直接固定される。それ以外の構造は
、前記実施例と同様である。

ところで１本発明においては、第１プレート及びこれに
取付けられる試料を移動するため、駆動パック本体４ａ
と第２プレート２との間に摩擦力が必要不可欠であり、
その摩擦力の適否で性能や耐久性が大きく左右される。

通常、駆動パック４は５４５Ｃで代表される鉄系材料や
リン青銅などの銅系材料が使用され、第２プレート２な
いしセンターガイド部体２ａは鉄系材料が使用されよう
。

しかし、このような材質構成では、長時間放置しておい
た場合や、低電圧（低慣性力）で超微動を行った場合な
どにおいて耐久性や移動精度のバラツキを生じさせる。

従って、駆動パック本体４ａと第２プレート２の少なく
とも接触部の材質を相互に親和性に乏しく、高硬質でか
つ非発錆性の異種材料とすることが好ましい、具体的に
は、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素等で代表される
セラミックスとステンレス鋼の組合せが考えられる。

その実施態様としては、第１図ないし第１１図に示され
る駆動パック本体４ａの全体をセラミックス（又はステ
ンレス鋼）とし、第２プレート２の少なくとも溝形断面
をなす部分（実施例ではガイド部体２ａ）をステンレス
鋼（又はセラミックス）とすることである、しかし、材
料費や加工コストの点からは、第１２図ないし第１７図
の態様が推奨される。すなわち、これらは駆動パック本
体４ａの底面だけ若しくは第２プレート２の溝底面だけ
をセラミック部２１としたものである。このセラミック
部を得る方法は、イオンビームや溶射等でもよいが、よ
り簡便にはセラミックプレートないしシートを硬度及び
接着強度の強力な接着剤、たとえば高出力デバイス等で
用いられているセラミック系の熱硬化型接着剤で貼着す
ることである。

この場合、セラミックプレートないしシートを貼着する
側の材質はセラミックと同程度の熱膨張係数を持ったも
の（たとえば５ＵＳ４１０や５ＵＳ４４０Ｃなど）を選
択することが好ましい。

本発明による微動ステージは第１８図に示すように電源
装置すに電気的に接続され、圧電素子４ｂに駆動電圧を
印加するようになっている。この電源装置すは、少なく
ともコンバータと駆動アンプを有し、好ましくはさらに
電源スィッチとその回路、移動スイッチとその回路、移
動軸選択スイッチとその回路、粗・微動切換えスイッチ
とその回路が設けられる。微動とは後記するサイクルが
数回行われるモードであり、粗動とは後記するサイクル
が連続的に繰り返されるモードをいう。そして、電源装
置すはインターフェイスＣを有し、マイクロコンピュー
タ等の外部制御手段に接続され、種々の電圧パターンを
圧電素子４ｂに加えるようになっている。

〔実施例の作用〕

本発明の微動ステージを使用するには、第１８図のよう
に圧電素子４ｂを電源装置！！ｂに接続し、第１プレー
ト１に所望の位置決めすべき試料を取付ける。この状態
から試料を移動するには、電源装Ｈｂにより圧電素子４
ｂにたとえば第１９−Ａ図のようなステップで電圧を印
加すればよい。

すなわち、第１ステツプとして、圧電素子４ｂに急速に
電圧を印加する。こうすれば、圧電素子４ｂは急激に伸
び、その力が本体４ａとこの中に位置する慣性体４Ｃに
伝達されるため、本体４ａと慣性体４ｃは逆方向の移動
モーメントが与えられる０本体４ａは保持部４６．４６
により板ばね６ａ、６ｂに結合されており、その板ばね
６ａ。

６ｂは軸方向では剛性比が高く、ヒンジねじ７゜７によ
り第１プレート１と結合されている。しかも前記圧電素
子４ｂの力は第２プレート２と本体４ａと摩擦面４２．
２０で得られる摩擦力よりも大きいため、第１プレート
１は微小移動する。

次いで第２ステツプとして、圧電素子４ｂへの電圧をゆ
っくりと下げれば、圧電素子４ｂはゆっくりと元の長さ
に戻り、このときの加速度は小さいため、摩擦面４２．
２０による静止摩擦力が慣性力に勝り、従って本体４ａ
（第１プレート）は動かず、慣性体４Ｃだけが引戻され
る。

そして第３ステツプとして、引戻し段階で電圧を急激に
止めれば、慣性体４Ｃの加速度が急降下し、これにより
衝撃力が本体４ａに作用するため、静止摩擦力に打ち勝
ってもう一度第１プレート１が微小移動する。この第１
プレート１の移動は運動エネルギが動摩擦により失われ
るまでである。

以上により１サイクルが終わり、これを２〜３回繰り返
すことで微動が得られる。勿論、連続サイクルとすれば
、移動量が大きくなり粗動が得られる。従って、粗動と
微動とを１つの駆動機構で行える。なお、第１プレート
１を逆方向に動かすには、逆転回路を用いて第１９−Ｂ
図のように逆電圧を印加すればよい。なお、第２ステツ
プで慣性体Ｃを一定の加速度で加速しながら縮め１本体
４ａの運動が起こった瞬間に急激に圧電素子４ｂを元の
長さに戻してもよく、これは１サイクルを早く終了させ
るメリットがある。

第３実施例の場合には、一方の圧電素子４ｂに第１９−
Ａ図、一方の圧電素子４ｂに第１９−Ｂ図の電圧パター
ンを同時に印加するものであり、２つの圧電素子４ｂ、
４ｂが並列状でなく直列状に用いられているため、共振
を起こさせることなくパワーを倍増することができると
共に、電源も１系統で足りる。

摩擦力増大機構として実施例のような特殊な板ばね６ａ
、６ｂを用いるときには、駆動パック４の摩耗、ゴミ等
による摩擦力の変動が起こらず、本体４ａが第２プレー
ト２に安定して押付けられるため、終始安定した移動特
性を実現できる。また、摩擦係数が増加するため、荷重
に対しても安定性がよく、特別な電源等を全く用いずに
位置決め後の保持ないし移動ロックを得ることができる
。

なお、ばね力の調整はヒンジねじ７．７あるいは押しね
じ８の回動により簡単に実施できる。

前述したように、本発明は微動に必要な摩擦力を駆動パ
ック４と第２プレート２との接触で得ている。従って、
第１実施例ないし第４実施例における駆動パック本体４
ａと第２プレート２の接触面の材質は、鉄系金属同士や
鉄系金属と銅系金属の組合せとした場合、次のような問
題が生ずる可能性がある。すなわち、第１に、長時間放
置しておくと、第２プレート２と駆動パック本体４ａが
密着状態となるので、圧電素子への供給電圧を低電圧と
し、従って低慣性力としたときに移動不能が生じたり、
移動精度のバラツキ等が生じる。第２に、供給電圧を低
電圧にして超微少運動を行う場合、材料同士の親和性が
よいため微少な範囲で一種の焼付き現象が生じ、耐久性
が乏しくなる。

しかも、材料の性質上表面に錆が生じ、その錆粒子の介
在と移動時に発生する振動の影響により上記２つの現象
が顕著となりやすい。

こうした現象を回避する通常の対策は、潤滑油等による
膜層を形成することである。しかしながら１本発明にお
いては、摩擦力が必要不可欠な要因であるため、潤滑剤
を用いることは摩擦力の低下につながり、採用できない
。

しかるに、本発明においては、駆動パック本体４ａと第
２プレート２の摩擦面を高硬質で非発錆性の異種材料例
えばセラミックスとステンレス鋼で構成している。この
ため良好な摩擦力を得ることができると同時に前記した
問題の発生を回避できる。すなわち、長時間放置しても
接面が密着状態とならず、次に駆動したときにスムーズ
かつ精度よく第１プレート１と移動させることができる
。

さらに、金属と非金属であることから、材料同士の親和
性がないため、焼付き現象等が生じず、超微少運動の耐
久性が良好である。しかも、耐摩耗性が高く、かつ表面
に錆が発しないため接面への介在物による運動性能低下
が起らない。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の第１項によるときには、超精密な
位置決めを簡ｍかつコンパクトでしかも安価な構造で実
現することができるというすぐれた効果が得られる。こ
とにサブミクロンないしナノミクロンオーダーの微小移
動が得られると共に、単なる圧電素子の変位でなくその
変位時の加速度を利用し、慣性体に任意の加速度のパタ
ーンを加えてその反動で第１プレートを移動させるので
、長距離の移動（粗動）をも得ることができ、そうした
微動・粗動を一つの駆動パックで行えるため、制御系と
駆動系を非常に簡素化することができる。

また、本発明の第３項や第５項によれば、圧電素子が慣
性体中に挿入されているため、その分だけ駆動パック寸
法を節減でき、従って微動ステージをより小型化するこ
とができる。

また１本発明の第４項と第５項によれば、移動パワーが
向上し、長距離の移動が可能になる。さらに、圧電素子
に予圧を加える機構や作業を省略することができると同
時に、引張りに弱い圧電素子の弱点を補えるため破損防
止に効果がある。

また１本発明の第８項や第１０項によれば、一つの部材
が駆動パックと第１プレート１の結合手段と、駆動パッ
クと第１プレート１との摩擦力増加手段を兼ねているた
め、機構の簡易化と移動中および移動後の位置保持の安
定化をうまく達成することができる。

また１本発明の第１１項ないし第１４項によれば、駆動
パック本体４ａと第２プレート２との摩擦面が高硬質・
非発錆性で構成されているため、良好な耐久性と移動精
度を実施することができる等のすぐれた効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による微動ステージの第１実施例を示す
部分切欠平面図、第１−Ａ図は圧電素子の部分的拡大図
、第２図は第１実施例の部分切欠正面図、第３図は第１
図ｍ−ｍ線に沿う断面図、第４図は本発明の第２実施例
を示す平面図、第５図は同じくそのｒＶ−ＴＶ線に沿う
部分切欠断面図。 第５−Ａ図はその一部拡大図、第６図は第２実施例の部
分切欠正面図、第７図は同じくその部分切欠側面図、第
８図は本発明の第３実施例を示す平面図、第９図は同じ
く第８図■−■線に沿う断面図、第１０図は本発明をＸ
Ｙ微動ステージに適用した実施例を示す部分切欠正面図
、第１１図は同じくその部分切欠側面図、第１２図は第
２図の別の実施態様を示す部分切欠正面図、第１３図は
第１２図　−線に沿う断面図、第１４図は第６図の別の
実施態様を示す部分切欠正面図、第１５図は第９図の別
の実施態様を示す断面図、第１６図は第１０図の別の実
施態様を示す部分切欠正面図、第１７図は第１１図の別
の実施態様を示す部分切欠側面図、第１８図は本発明の
システムを示す斜視図、第１９−Ａ図と第１９−Ｂ図は
本発明における時間と電圧及び移動距離の関係を示す線
図である。 １・・・第１プレート、２・・・第２プレート、３・・
・ガイド部材、４・・・駆動パック、４ａ・・・本体、
４ｂ・・・圧電素子、４ｃ・・・慣性体、５・・・空所
、６ａ、６ｂ・・・摩擦力増大要素、７・・・ヒンジね
じ、２１・・・セラミック部、４２・・・摩擦面、４４
・・・凹部、６０．６１・・・柱状節部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）試料を取付ける第１プレートと、これの移動を精
   密ガイドを介してガイドする第２プレートと、前記第１
   、第２プレート間の空所に配置された駆動パックとを備
   え、前記駆動パックが、第２プレートに摩擦接触する本
   体を有し、この本体内に圧電素子が配されると共に圧電
   素子の変位方向一端が本体に結合され、圧電素子の他端
   に慣性体が結合されていることを特徴とする光学実験等
   のための微動ステージ。 （２）圧電素子の先端が慣性体の端面に結合されている
   特許請求の範囲第１項記載の光学実験等のための微動ス
   テージ。 （３）慣性体が端面から軸線方向に伸びる凹部を有し、
   圧電素子が前記凹部に挿入され、先端が凹部の底に結合
   されているものを含む特許請求の範囲第１項記載の光学
   実験等のための微動ステージ。 （４）圧電素子が本体内側両端部に対向状に結合され、
   それら各圧電素子の変位方向端部がそれぞれ慣性体に結
   合されているものを含む特許請求の範囲第１項記載の光
   学実験等のための微動ステージ。 （５）慣性体が、少なくとも一端面に軸線方向に伸びる
   凹部を有し、圧電素子が前記凹部に挿入され、先端が凹
   部の底に結合されているものを含む特許請求の範囲第１
   項または第４項記載の光学実験等のための微動ステージ
   。 （６）試料を取付ける第１プレートと、これの移動を精
   密ガイドを介してガイドする第２プレートと、前記第１
   、第２プレート間の空所に配置された駆動パックとを備
   え、前記駆動パックが、第２プレートと摩擦接触する本
   体を有し、この本体内に圧電素子が配されると共に圧電
   素子の変位方向一端が本体に結合され、圧電素子の他端
   に慣性体が結合され、かつ駆動パックが摩擦力増大要素
   で常時第２プレートに押付けられるようになっているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載ないし第６項
   いずれかに記載の光学実験等のための微動ステージ。 （７）摩擦力増大要素が板ばねである特許請求の範囲第
   ６項記載の光学実験等のための微動ステージ。 （８）摩擦力増大要素が本体の両側に配置された板ばね
   であり、それら各板ばねは、両端が第１プレートに支持
   され、少なくとも中間に径大部を有し、該径大部が本体
   から伸びる保持部に保持されている特許請求の範囲第７
   項記載の光学実験等のための微動ステージ。（９）試料
   を取付ける第１プレートと、これの移動を精密ガイドを
   介してガイドする第２プレートと、前記第１、第２プレ
   ート間の空所に配置された駆動パックとを備え、前記駆
   動パックが、第１プレートに固定され第２プレートと摩
   擦接触する本体を有し、この本体内に圧電素子が配され
   ると共に圧電素子の変位方向一端が本体に結合され、圧
   電素子の他端に慣性体が結合されている２つの微動ステ
   ージが９０度位相をずらせて積層されているものを含む
   特許請求の範囲第１項ないし第５項いずれかに記載の記
   載の光学実験等のための微動ステージ。 （１０）試料を取付ける第１プレートと、これの移動を
   精密ガイドを介してガイドする第２プレートと、前記第
   １、第２プレート間の空所に配置された駆動パックとを
   備え、前記駆動パックが、第１プレートに固定され第２
   プレートと摩擦接触する本体を有し、この本体内に圧電
   素子が配されると共に圧電素子の変位方向一端が本体に
   結合され、圧電素子の他端に慣性体が結合され、かつ駆
   動パックが摩擦力増大要素で常時第２プレートに押付け
   られるようになっている２つの微動ステージが９０度位
   相をずらせて積層されているものを含む特許請求の範囲
   第６項ないし第８項いずれかに記載の記載の光学実験等
   のための微動ステージ。 （１１）第２プレートと駆動パック本体との摩擦面が高
   硬質で非発錆性の異種材料で構成されている特許請求の
   範囲第１項、第６項、第９項及び第１０項いずれかに記
   載の光学実験等のための微動ステージ。 （１２）第２プレートと駆動プレート本体のいずれか一
   方がステンレス鋼であり、他方がセラミックスで構成さ
   れている特許請求の範囲第１１項記載の光学実験等のた
   めの微動ステージ。 （１３）第２プレートがステンレス鋼であり、駆動パッ
   ク本外は底部のみがセラミックス質で構成されている特
   許請求の範囲第１１鋼記載の光学実験等のための微動ス
   テージ。 （１４）駆動パック本体がステンレス鋼であり、第２プ
   レートの溝形底部のみがセラミックス層で構成されてい
   る特許請求の範囲第１１項記載の光学実験等のための微
   動ステージ。