JPH06160555A - 傾斜角度調整装置 - Google Patents
傾斜角度調整装置Info
- Publication number
- JPH06160555A JPH06160555A JP31215692A JP31215692A JPH06160555A JP H06160555 A JPH06160555 A JP H06160555A JP 31215692 A JP31215692 A JP 31215692A JP 31215692 A JP31215692 A JP 31215692A JP H06160555 A JPH06160555 A JP H06160555A
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- JP
- Japan
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- tilt angle
- adjusting device
- movable member
- moving member
- angle adjusting
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】微小な角度から大きな角度まで調整が精度良く
行なえる簡単な構成の傾斜角度調整装置を提供する。 【構成】傾斜角度調整装置は球体形状の可動部材２０を
有している。この可動部材２０の上端には、球体の一部
を切って形成した円形の平面部２２が設けられている。
可動部材２０は、箱状のハウジング１２の底面に取り付
けた圧電振動子１４の先端部１６により支えられてい
る。またハウジング１２の上部には、円形の開口を有す
る板ばね２４が、円形開口が可動部材２０の中心より上
側においてその表面に摺動可能に接すると共に、その弾
性力により可動部材２０を圧電振動子１４に押し付ける
ように設けられている。板ばね２４の円形開口の縁に
は、可動部材２０との摺動抵抗を小さくするため、低摩
擦部材２６が設けられている。
行なえる簡単な構成の傾斜角度調整装置を提供する。 【構成】傾斜角度調整装置は球体形状の可動部材２０を
有している。この可動部材２０の上端には、球体の一部
を切って形成した円形の平面部２２が設けられている。
可動部材２０は、箱状のハウジング１２の底面に取り付
けた圧電振動子１４の先端部１６により支えられてい
る。またハウジング１２の上部には、円形の開口を有す
る板ばね２４が、円形開口が可動部材２０の中心より上
側においてその表面に摺動可能に接すると共に、その弾
性力により可動部材２０を圧電振動子１４に押し付ける
ように設けられている。板ばね２４の円形開口の縁に
は、可動部材２０との摺動抵抗を小さくするため、低摩
擦部材２６が設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡観察の際に使用
する試料載置台や微細操作時に使用するマニプレーター
等に用いられる傾斜角度調整装置に関する。
する試料載置台や微細操作時に使用するマニプレーター
等に用いられる傾斜角度調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、傾斜角度調整装置いわゆるあおり
ステージにおいては、図６に示すような一軸のあおりス
テージを積み重ね、ＸＹ平面上のあおり機能を実現した
ものが市販されている。また、このようなＸＹ平面上の
あおり機能を手動により実現する手法が、実開昭６２−
５９８５２号および実開昭６２−１１８２１９号におい
て開示されている。さらに、電気的な駆動部を採用した
もので、圧電素子を使用したものが実開平１−７４５９
７号、実開平１−１０７９９６号、実開平１−１０７９
９７号、実開平１−１６２３１５号に、また電動機を使
用したものが特開昭６２−２５５８６４号において開示
されている。
ステージにおいては、図６に示すような一軸のあおりス
テージを積み重ね、ＸＹ平面上のあおり機能を実現した
ものが市販されている。また、このようなＸＹ平面上の
あおり機能を手動により実現する手法が、実開昭６２−
５９８５２号および実開昭６２−１１８２１９号におい
て開示されている。さらに、電気的な駆動部を採用した
もので、圧電素子を使用したものが実開平１−７４５９
７号、実開平１−１０７９９６号、実開平１−１０７９
９７号、実開平１−１６２３１５号に、また電動機を使
用したものが特開昭６２−２５５８６４号において開示
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図６の一軸のあおりス
テージを積み重ねた構成は、剛性が高い反面、可動部と
固定部の摺り合わせ面に高い加工精度が要求されるた
め、その製造コストは高くつく。
テージを積み重ねた構成は、剛性が高い反面、可動部と
固定部の摺り合わせ面に高い加工精度が要求されるた
め、その製造コストは高くつく。
【０００４】また、実開昭６２−５９８５２号および実
開昭６２−１１８２１９号に開示されているような球面
を用いたものでは、手動により傾斜角度を調整するため
微調整は非常に困難である。通常、秒単位の微調整を手
動で行なう場合、つまみを触っただけで容易に動いてし
まう。また調整後につまみから手を離す際にも、調整し
た角度からずれてしまうことも多い。また、ＸＹ平面上
でのあおり機能を持たせるためには、二軸の調整機構が
必要となり、構造が複雑になる。
開昭６２−１１８２１９号に開示されているような球面
を用いたものでは、手動により傾斜角度を調整するため
微調整は非常に困難である。通常、秒単位の微調整を手
動で行なう場合、つまみを触っただけで容易に動いてし
まう。また調整後につまみから手を離す際にも、調整し
た角度からずれてしまうことも多い。また、ＸＹ平面上
でのあおり機能を持たせるためには、二軸の調整機構が
必要となり、構造が複雑になる。
【０００５】一方、圧電素子を駆動源とした傾斜角度調
整装置は、非常に微小な角度の調整を行なう際には効果
的であるが、圧電素子の伸縮が非常に小さいため大きな
角度調整は不可能である。このため、水平レベルを維持
するような用途に限定される。またステージ板に応力が
かかるため、ステージ板の変形が懸念される。さらに、
圧電素子の伸びをサーボ系などで保持する場合には、電
気的なドリフトによって角度が変わることがある。
整装置は、非常に微小な角度の調整を行なう際には効果
的であるが、圧電素子の伸縮が非常に小さいため大きな
角度調整は不可能である。このため、水平レベルを維持
するような用途に限定される。またステージ板に応力が
かかるため、ステージ板の変形が懸念される。さらに、
圧電素子の伸びをサーボ系などで保持する場合には、電
気的なドリフトによって角度が変わることがある。
【０００６】電動機を使用したものは、上述したよう
に、ＸＹ平面上でのあおり機能を実現するためには、二
つの電動機を必要とし、回転運動の変換機構などによっ
てコストの上昇を招く。本発明は、微小な角度から大き
な角度まで調整が行なえ、角度調整後のドリフトのな
い、簡単な構成の傾斜角度調整装置を提供することを目
的とする。
に、ＸＹ平面上でのあおり機能を実現するためには、二
つの電動機を必要とし、回転運動の変換機構などによっ
てコストの上昇を招く。本発明は、微小な角度から大き
な角度まで調整が行なえ、角度調整後のドリフトのな
い、簡単な構成の傾斜角度調整装置を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の傾斜角度調整装
置は、下端に少なくとも球面部を持つ可動部材と、二次
元楕円運動する先端部を持ち、先端部を可動部材の球面
部に接触させて配置される駆動素子と、可動部材の球面
部と駆動素子の先端部との接触を維持する接触維持手段
とを有し、可動部材は駆動素子と接触維持手段とにより
あらゆる方向に回転可能に支持されている。
置は、下端に少なくとも球面部を持つ可動部材と、二次
元楕円運動する先端部を持ち、先端部を可動部材の球面
部に接触させて配置される駆動素子と、可動部材の球面
部と駆動素子の先端部との接触を維持する接触維持手段
とを有し、可動部材は駆動素子と接触維持手段とにより
あらゆる方向に回転可能に支持されている。
【０００８】
【作用】本発明では、可動部材は、球面部が駆動素子の
先端部に常に接触した状態で、あらゆる方向に回転可能
に支持されている。これは、可動部材の形状を球体と
し、この球体を下方から圧電素子で支える構成とし、さ
らに、球体よりも径の小さい開口を有する弾性部材を用
意し、その開口が球体の上側の表面に摺動可能に接する
と共に弾性力により球体を駆動素子に押し付けるように
弾性部材を設けることにより達成される。駆動素子の先
端部が球体の中心を含む平面内で楕円運動をすると、球
面と先端部の間に生じる摩擦力とすべりにより、楕円運
動の一回転毎に球体が少しづつ上記平面内で回転するよ
うに送られる。この運動を任意の方向に行なうことによ
り、球体の上端部の傾斜角度が任意の方向に関して変え
ることができる。なお球体の上端部は、角度調整を行な
いたい部材の取り付けを考慮して平面に形成して置くこ
とが好ましい。
先端部に常に接触した状態で、あらゆる方向に回転可能
に支持されている。これは、可動部材の形状を球体と
し、この球体を下方から圧電素子で支える構成とし、さ
らに、球体よりも径の小さい開口を有する弾性部材を用
意し、その開口が球体の上側の表面に摺動可能に接する
と共に弾性力により球体を駆動素子に押し付けるように
弾性部材を設けることにより達成される。駆動素子の先
端部が球体の中心を含む平面内で楕円運動をすると、球
面と先端部の間に生じる摩擦力とすべりにより、楕円運
動の一回転毎に球体が少しづつ上記平面内で回転するよ
うに送られる。この運動を任意の方向に行なうことによ
り、球体の上端部の傾斜角度が任意の方向に関して変え
ることができる。なお球体の上端部は、角度調整を行な
いたい部材の取り付けを考慮して平面に形成して置くこ
とが好ましい。
【０００９】
【実施例】次に図面を参照しながら本発明の傾斜角度調
整装置の実施例について説明しよう。
整装置の実施例について説明しよう。
【００１０】本実施例の装置は、図１と図２に示すよう
に、球体形状の可動部材２０を有している。この可動部
材２０の上端には、球体の一部を切って形成した円形の
平面部２２が設けられている。可動部材２０は、箱状の
ハウジング１２の底面に取り付けた駆動素子たとえば圧
電振動子１４の先端部１６により支えられている。また
ハウジング１２の上部には、円形の開口を有する弾性部
材たとえば板ばね２４が、円形開口が可動部材２０の中
心より上側においてその表面に摺動可能に接すると共
に、その弾性力により可動部材２０を圧電振動子１４に
押し付けるように設けられている。板ばね２４の円形開
口の縁には、可動部材２０との摺動抵抗を小さくするた
め、低摩擦部材２６が設けられている。
に、球体形状の可動部材２０を有している。この可動部
材２０の上端には、球体の一部を切って形成した円形の
平面部２２が設けられている。可動部材２０は、箱状の
ハウジング１２の底面に取り付けた駆動素子たとえば圧
電振動子１４の先端部１６により支えられている。また
ハウジング１２の上部には、円形の開口を有する弾性部
材たとえば板ばね２４が、円形開口が可動部材２０の中
心より上側においてその表面に摺動可能に接すると共
に、その弾性力により可動部材２０を圧電振動子１４に
押し付けるように設けられている。板ばね２４の円形開
口の縁には、可動部材２０との摺動抵抗を小さくするた
め、低摩擦部材２６が設けられている。
【００１１】圧電振動子１４は、図３に示すように、Ｚ
方向駆動部１５とＸＹ方向駆動部１６とを有している。
Ｚ方向駆動部１５は、図の座標系において、半球状の先
端部１８をＺ方向に移動させ、ＸＹ方向駆動部１６は先
端部１８をＸＹ方向に移動させる。圧電振動子１４は、
Ｚ方向駆動部１５とＸＹ方向駆動部１６との組み合わせ
により、先端部１８をＺ軸を含む任意の平面内において
楕円運動させることができる。
方向駆動部１５とＸＹ方向駆動部１６とを有している。
Ｚ方向駆動部１５は、図の座標系において、半球状の先
端部１８をＺ方向に移動させ、ＸＹ方向駆動部１６は先
端部１８をＸＹ方向に移動させる。圧電振動子１４は、
Ｚ方向駆動部１５とＸＹ方向駆動部１６との組み合わせ
により、先端部１８をＺ軸を含む任意の平面内において
楕円運動させることができる。
【００１２】圧電振動子１４の先端部１８がＺ軸を含む
（すなわち可動部材２０の中心を含む）平面内において
楕円運動を行なうと、可動部材２０の球面と先端部１８
との間に生じる摩擦力とすべりにより、先端部１８が楕
円運動を一回行なう度に可動部材２０はその平面内にお
いて回転するように少しづつ送られる。つまり、先端部
１８の楕円軌道の上側では摩擦力により可動部材２０が
少し回転され、楕円軌道の下側では可動部材２０の表面
と先端部１８との間にすべりが発生するため可動部材２
０はそのまま少し回転した状態を維持する。この結果、
可動部材２０の平面部２２は、最初の状態に比べて、先
端部１８の楕円軌道を含む平面の方向に若干傾斜した状
態となる。
（すなわち可動部材２０の中心を含む）平面内において
楕円運動を行なうと、可動部材２０の球面と先端部１８
との間に生じる摩擦力とすべりにより、先端部１８が楕
円運動を一回行なう度に可動部材２０はその平面内にお
いて回転するように少しづつ送られる。つまり、先端部
１８の楕円軌道の上側では摩擦力により可動部材２０が
少し回転され、楕円軌道の下側では可動部材２０の表面
と先端部１８との間にすべりが発生するため可動部材２
０はそのまま少し回転した状態を維持する。この結果、
可動部材２０の平面部２２は、最初の状態に比べて、先
端部１８の楕円軌道を含む平面の方向に若干傾斜した状
態となる。
【００１３】本実施例の傾斜角度調整装置は、先端部１
８をＺ軸を含む任意の平面内において楕円運動させるこ
とにより可動部材２０を任意の方向に、先端部１８の楕
円運動を任意回数繰り返すことにより可動部材２０を任
意の角度傾斜させることができる。なお、圧電振動子１
４は傾斜角度調整終了後に内部応力のない初期状態に戻
される。しかも、駆動源として圧電振動子１４を用いて
いるので、傾斜角度の調整は微小な角度から大きな角度
まで調整が精度良く行なえる。さらに、圧電振動子１４
は調整終了後に初期状態に戻され、かつ振動子１４は図
示しないコントローラと電気的に切り離されるため電気
的なドリフトによって調整後に傾斜角度が変わることも
ない。
８をＺ軸を含む任意の平面内において楕円運動させるこ
とにより可動部材２０を任意の方向に、先端部１８の楕
円運動を任意回数繰り返すことにより可動部材２０を任
意の角度傾斜させることができる。なお、圧電振動子１
４は傾斜角度調整終了後に内部応力のない初期状態に戻
される。しかも、駆動源として圧電振動子１４を用いて
いるので、傾斜角度の調整は微小な角度から大きな角度
まで調整が精度良く行なえる。さらに、圧電振動子１４
は調整終了後に初期状態に戻され、かつ振動子１４は図
示しないコントローラと電気的に切り離されるため電気
的なドリフトによって調整後に傾斜角度が変わることも
ない。
【００１４】本実施例の傾斜角度調整装置を用いた試料
ステージを図４に示す。本試料ステージは、上述した傾
斜角度調整装置の可動部材２０の平面部２２に平板状の
ステージ２８を取り付けて構成されている。光学顕微鏡
においては、試料を観察する際、試料表面が対物レンズ
の光軸に対して垂直になるように試料の傾きを調整する
必要がある。超音波顕微鏡においても、試料からの反射
波が音響レンズに適正に戻るように、やはり音響レンズ
の軸に対して試料表面が垂直になるように、試料の傾き
を調整する必要がある。本試料ステージは、光学顕微鏡
や超音波顕微鏡に適用した場合、対物レンズや音響レン
ズ３０の軸に対して試料表面が非常に高い精度で垂直に
なるように試料の傾きを調整でき、非常に有益である。
ステージを図４に示す。本試料ステージは、上述した傾
斜角度調整装置の可動部材２０の平面部２２に平板状の
ステージ２８を取り付けて構成されている。光学顕微鏡
においては、試料を観察する際、試料表面が対物レンズ
の光軸に対して垂直になるように試料の傾きを調整する
必要がある。超音波顕微鏡においても、試料からの反射
波が音響レンズに適正に戻るように、やはり音響レンズ
の軸に対して試料表面が垂直になるように、試料の傾き
を調整する必要がある。本試料ステージは、光学顕微鏡
や超音波顕微鏡に適用した場合、対物レンズや音響レン
ズ３０の軸に対して試料表面が非常に高い精度で垂直に
なるように試料の傾きを調整でき、非常に有益である。
【００１５】本実施例の傾斜角度調整装置を用いたマイ
クロマニプレーターを図５に示す。本マイクロマニプレ
ーターは、上述した傾斜角度調整装置の可動部材２０の
平面部２２に、直進運動するアーム３４を有する従来型
のマイクロマニプレーター３２を取り付けて構成されて
いる。マイクロマニプレーターは顕微鏡下で微細操作を
行なういわゆるマイクロマニピュレーションの際に使用
される。従来型のマイクロマニプレーター３２は、アー
ム３４が直進運動しかしないので、その先端で捕らえた
細胞３６の向きを変えたりすることはできなかった。本
マイクロマニプレーターは、直進運動に加えて、アーム
３４を傾けることができるため、アーム３４の先端に捕
らえた細胞３６の向きを変えたりすることができる。ま
た、本マイクロマニプレーターを複数併用すれば、細胞
等の微細な試料を挟んだりすることも可能である。
クロマニプレーターを図５に示す。本マイクロマニプレ
ーターは、上述した傾斜角度調整装置の可動部材２０の
平面部２２に、直進運動するアーム３４を有する従来型
のマイクロマニプレーター３２を取り付けて構成されて
いる。マイクロマニプレーターは顕微鏡下で微細操作を
行なういわゆるマイクロマニピュレーションの際に使用
される。従来型のマイクロマニプレーター３２は、アー
ム３４が直進運動しかしないので、その先端で捕らえた
細胞３６の向きを変えたりすることはできなかった。本
マイクロマニプレーターは、直進運動に加えて、アーム
３４を傾けることができるため、アーム３４の先端に捕
らえた細胞３６の向きを変えたりすることができる。ま
た、本マイクロマニプレーターを複数併用すれば、細胞
等の微細な試料を挟んだりすることも可能である。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、微小な角度から大きな
角度まで調整が行なえ、しかも電気的なドリフトによっ
て調整後に傾斜角度が変わることのない、簡単な構成の
傾斜角度調整装置が提供される。
角度まで調整が行なえ、しかも電気的なドリフトによっ
て調整後に傾斜角度が変わることのない、簡単な構成の
傾斜角度調整装置が提供される。
【図１】本発明の傾斜角度調整装置の実施例を示す断面
図である。
図である。
【図２】図１に示した傾斜角度調整装置の上面図であ
る。
る。
【図３】図１中の圧電素子を拡大して示す。
【図４】本発明の傾斜角度調整装置を用いた試料ステー
ジを示す。
ジを示す。
【図５】本発明の傾斜角度調整装置を用いたマニプレー
ターを示す。
ターを示す。
【図６】一軸のあおりステージを示す。
１４…圧電振動子、１８…先端部、２０…可動部材、２
４…板ばね。
４…板ばね。
Claims (1)
- 【請求項１】 下端に少なくとも球面部を持つ可動部材
と、 二次元楕円運動する先端部を持ち、先端部を可動部材の
球面部に接触させて配置される駆動素子と、 可動部材の球面部と駆動素子の先端部との接触を維持す
る接触維持手段とを有し、 可動部材は駆動素子と接触維持手段とによりあらゆる方
向に回転可能に支持されている、傾斜角度調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31215692A JPH06160555A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 傾斜角度調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31215692A JPH06160555A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 傾斜角度調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160555A true JPH06160555A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18025919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31215692A Withdrawn JPH06160555A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 傾斜角度調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160555A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10117265A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-17 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung und Verfahren zur genauen Winkelpositionierung eines Drehteils |
| JP2011243454A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微鏡、試料ステージおよび試料ステージの制御方法 |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP31215692A patent/JPH06160555A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10117265A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-17 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung und Verfahren zur genauen Winkelpositionierung eines Drehteils |
| DE10117265C2 (de) * | 2001-03-30 | 2003-03-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung und Verfahren zur genauen Winkelpositionierung eines Drehteils |
| JP2011243454A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微鏡、試料ステージおよび試料ステージの制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |