JPH1032988A - 円筒型微動装置 - Google Patents
円筒型微動装置Info
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- JPH1032988A JPH1032988A JP8203270A JP20327096A JPH1032988A JP H1032988 A JPH1032988 A JP H1032988A JP 8203270 A JP8203270 A JP 8203270A JP 20327096 A JP20327096 A JP 20327096A JP H1032988 A JPH1032988 A JP H1032988A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 印加電圧を大きくすることなく、また圧電素
子の長さを長くすることなく、より大きなＸＹ方向の微
小変位を達成する円筒型微動装置を提供する。 【解決手段】 直交するＸ軸32とＹ軸33についてＸ軸用
電極13a,13b とＹ軸用電極14a,14b を備えた第１の円筒
型圧電素子11を含み、これらの電極に選択的に電圧を印
加し、Ｘ軸またはＹ軸の方向に円筒型圧電素子を曲げ変
形させ、当該圧電素子の移動端（プレート25) に変位を
生じる微動装置であり、第１の円筒型圧電素子の移動端
以外の端部に、同一軸で内外二重構造になるように剛体
部材31を介して連結される第２の円筒型圧電素子21を設
け、第１の円筒型圧電素子による変位と第２の円筒型圧
電素子による変位を加えることにより上記移動端の変位
を生じるように構成される。
子の長さを長くすることなく、より大きなＸＹ方向の微
小変位を達成する円筒型微動装置を提供する。 【解決手段】 直交するＸ軸32とＹ軸33についてＸ軸用
電極13a,13b とＹ軸用電極14a,14b を備えた第１の円筒
型圧電素子11を含み、これらの電極に選択的に電圧を印
加し、Ｘ軸またはＹ軸の方向に円筒型圧電素子を曲げ変
形させ、当該圧電素子の移動端（プレート25) に変位を
生じる微動装置であり、第１の円筒型圧電素子の移動端
以外の端部に、同一軸で内外二重構造になるように剛体
部材31を介して連結される第２の円筒型圧電素子21を設
け、第１の円筒型圧電素子による変位と第２の円筒型圧
電素子による変位を加えることにより上記移動端の変位
を生じるように構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は円筒型微動装置に関
し、特に、試料・探針間に作用する物理量を利用して試
料表面や表面近傍の性状（形状や電気的性質等）を測定
する走査型プローブ顕微鏡等に用いられる円筒型微動装
置に関する。
し、特に、試料・探針間に作用する物理量を利用して試
料表面や表面近傍の性状（形状や電気的性質等）を測定
する走査型プローブ顕微鏡等に用いられる円筒型微動装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】走査型プローブ顕微鏡は、試料と探針と
の間に働く物理量を利用して試料の表面や表面近傍の形
状や電気的性質等を観察する装置である。走査型プロー
ブ顕微鏡の測定分解能は原子レベルに及ぶ。走査型プロ
ーブ顕微鏡には、検出対象の物理量に応じて、走査型ト
ンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡、磁気力顕微鏡などがあ
る。
の間に働く物理量を利用して試料の表面や表面近傍の形
状や電気的性質等を観察する装置である。走査型プロー
ブ顕微鏡の測定分解能は原子レベルに及ぶ。走査型プロ
ーブ顕微鏡には、検出対象の物理量に応じて、走査型ト
ンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡、磁気力顕微鏡などがあ
る。
【０００３】かかる走査型プローブ顕微鏡では、試料と
探針を、試料のほぼ平面方向に平行なＸＹ方向に相対的
に微小移動することが必要であり、その微動装置として
１つの円筒型（チューブ型）の圧電素子を利用したもの
が一般に用いられている。図６に代表的な円筒型圧電素
子を示し、図７に当該円筒型圧電素子の横断面図を示
す。
探針を、試料のほぼ平面方向に平行なＸＹ方向に相対的
に微小移動することが必要であり、その微動装置として
１つの円筒型（チューブ型）の圧電素子を利用したもの
が一般に用いられている。図６に代表的な円筒型圧電素
子を示し、図７に当該円筒型圧電素子の横断面図を示
す。
【０００４】図示例で、円筒型圧電素子５１は、その内
側面の全面に共通電極５２を備え、外側面に周方向に４
分割されて形成されたＸ軸駆動用電極５３ａ，５３ｂお
よびＹ軸駆動用電極５４ａ，５４ｂを備えている。この
構成において、或る電極に＋極性の電圧を印加すると当
該電極に対応する圧電素子部分に伸びが生じ、対向する
反対側の電極に逆の−極性の電圧を印加すると当該電極
に対応する圧電素子部分に縮みが生じる。この結果、円
筒型圧電素子５１は全体に特定の方向に曲がる。なお、
印加電圧の極性による伸縮は圧電素子の分極の方向によ
り異なる。そこで、円筒型圧電素子５１の一方の端面を
固定して、例えば電極５３ａに＋極性の電圧、電極５３
ｂに−極性の電圧を印加し、円筒型圧電素子５１に曲げ
変形を生じさせることにより、他方の端面にてＸ方向の
変位を発生させることができる。同様に、電極５４ａ，
５４ｂに電圧を印加することによりＹ方向の変位を発生
させることができる。
側面の全面に共通電極５２を備え、外側面に周方向に４
分割されて形成されたＸ軸駆動用電極５３ａ，５３ｂお
よびＹ軸駆動用電極５４ａ，５４ｂを備えている。この
構成において、或る電極に＋極性の電圧を印加すると当
該電極に対応する圧電素子部分に伸びが生じ、対向する
反対側の電極に逆の−極性の電圧を印加すると当該電極
に対応する圧電素子部分に縮みが生じる。この結果、円
筒型圧電素子５１は全体に特定の方向に曲がる。なお、
印加電圧の極性による伸縮は圧電素子の分極の方向によ
り異なる。そこで、円筒型圧電素子５１の一方の端面を
固定して、例えば電極５３ａに＋極性の電圧、電極５３
ｂに−極性の電圧を印加し、円筒型圧電素子５１に曲げ
変形を生じさせることにより、他方の端面にてＸ方向の
変位を発生させることができる。同様に、電極５４ａ，
５４ｂに電圧を印加することによりＹ方向の変位を発生
させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の円筒型圧電素子
５１で、圧電素子の軸（円筒軸）に直交する平面内に存
するＸＹ方向（Ｘ軸とＹ軸は直交している）の変位は、
それぞれの方向の相対する２つの電極に極性の異なる電
圧を印加し、一方の電極の対応部分に伸び、他方の電極
の対応部分に縮みを発生させ、圧電素子に曲げ変形を生
じさせることにより、得られる。従って、より大きなＸ
Ｙ方向の変位を得るためにはより大きな曲げ変形、すな
わち、より大きな伸縮を円筒型圧電素子に生じさせなけ
ればならない。
５１で、圧電素子の軸（円筒軸）に直交する平面内に存
するＸＹ方向（Ｘ軸とＹ軸は直交している）の変位は、
それぞれの方向の相対する２つの電極に極性の異なる電
圧を印加し、一方の電極の対応部分に伸び、他方の電極
の対応部分に縮みを発生させ、圧電素子に曲げ変形を生
じさせることにより、得られる。従って、より大きなＸ
Ｙ方向の変位を得るためにはより大きな曲げ変形、すな
わち、より大きな伸縮を円筒型圧電素子に生じさせなけ
ればならない。
【０００６】ここで、円筒型圧電素子により大きな伸縮
を与えるには、次の２通りの方法がある。第１の方法
は、円筒型圧電素子への印加電圧を大きくすることであ
り、第２の方法は、円筒型圧電素子の軸方向の長さを長
くすることである。しかしながら、印加電圧を大きくす
るためには電圧を印加するための回路の大幅な改造が必
要となり、また、圧電素子の長さを長くすると走査型プ
ローブ顕微鏡に使用する際には小型化が困難となり、さ
らに装置の剛性が低下するという問題が提起される。
を与えるには、次の２通りの方法がある。第１の方法
は、円筒型圧電素子への印加電圧を大きくすることであ
り、第２の方法は、円筒型圧電素子の軸方向の長さを長
くすることである。しかしながら、印加電圧を大きくす
るためには電圧を印加するための回路の大幅な改造が必
要となり、また、圧電素子の長さを長くすると走査型プ
ローブ顕微鏡に使用する際には小型化が困難となり、さ
らに装置の剛性が低下するという問題が提起される。
【０００７】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、印加電圧を大きくすることなく、また圧電素
子の長さを長くすることなく、より大きなＸＹ方向の微
小変位を達成できる円筒型微動装置を提供することにあ
る。
とにあり、印加電圧を大きくすることなく、また圧電素
子の長さを長くすることなく、より大きなＸＹ方向の微
小変位を達成できる円筒型微動装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
円筒型微動装置は、上記目的を達成するため、直交する
２軸であるＸ軸とＹ軸についてＸ軸用電極とＹ軸用電極
を備えた円筒型圧電素子（第１の円筒型圧電素子）を含
み、これらの電極に選択的に電圧を印加し、円筒軸に直
交するＸ軸またはＹ軸の方向に円筒型圧電素子を曲げ変
形させ、当該圧電素子の移動端に変位を生じさせる微動
装置であり、第１の円筒型圧電素子の移動端以外の端部
に、当該円筒型圧電素子と同一軸で内外二重構造になる
ように剛体部材を介して連結される第２の円筒型圧電素
子を設け、第１の円筒型圧電素子による変位と第２の円
筒型圧電素子による変位を加えることにより、上記移動
端の変位を生じさせるように構成される。
円筒型微動装置は、上記目的を達成するため、直交する
２軸であるＸ軸とＹ軸についてＸ軸用電極とＹ軸用電極
を備えた円筒型圧電素子（第１の円筒型圧電素子）を含
み、これらの電極に選択的に電圧を印加し、円筒軸に直
交するＸ軸またはＹ軸の方向に円筒型圧電素子を曲げ変
形させ、当該圧電素子の移動端に変位を生じさせる微動
装置であり、第１の円筒型圧電素子の移動端以外の端部
に、当該円筒型圧電素子と同一軸で内外二重構造になる
ように剛体部材を介して連結される第２の円筒型圧電素
子を設け、第１の円筒型圧電素子による変位と第２の円
筒型圧電素子による変位を加えることにより、上記移動
端の変位を生じさせるように構成される。
【０００９】上記の円筒型微動装置では、第１と第２の
２つの円筒型圧電素子の端部が剛体部材を介して同一軸
方向に内外二重構造で連結されているため、一方の圧電
素子における連結されていない自由端を固定して剛体部
材側の連結端をＸ軸またはＹ軸の方向に微小移動させる
と、剛体部材を介して他方の圧電素子の自由端（移動
端）に逆方向の変位として微小変位が伝達される。この
とき例えば２つの円筒型圧電素子の長さがほぼ等しけれ
ば、変位量もほぼ同等となる。この状態で、他方の円筒
型圧電素子に電圧を印加し、上記一方の円筒型圧電素子
の変位の方向と逆方向の変位を発生させることにより、
他方の円筒型圧電素子の自由端に、より大きな変位を生
じさせることが可能となる。以上のことから、圧電素子
への印加電圧を上げることなく、また圧電素子の長さを
長くすることなく、ＸＹ方向に、より大きな微小変位を
得ることができる。
２つの円筒型圧電素子の端部が剛体部材を介して同一軸
方向に内外二重構造で連結されているため、一方の圧電
素子における連結されていない自由端を固定して剛体部
材側の連結端をＸ軸またはＹ軸の方向に微小移動させる
と、剛体部材を介して他方の圧電素子の自由端（移動
端）に逆方向の変位として微小変位が伝達される。この
とき例えば２つの円筒型圧電素子の長さがほぼ等しけれ
ば、変位量もほぼ同等となる。この状態で、他方の円筒
型圧電素子に電圧を印加し、上記一方の円筒型圧電素子
の変位の方向と逆方向の変位を発生させることにより、
他方の円筒型圧電素子の自由端に、より大きな変位を生
じさせることが可能となる。以上のことから、圧電素子
への印加電圧を上げることなく、また圧電素子の長さを
長くすることなく、ＸＹ方向に、より大きな微小変位を
得ることができる。
【００１０】本発明に係る円筒型微動装置は、上記の構
成において、さらに好ましくは、第２の円筒型圧電素子
の移動端以外の端部に、第２の円筒型圧電素子と同一軸
で内外二重構造になるように剛体部材を介して連結され
る第３の円筒型圧電素子を設けるようにし、第１の円筒
型圧電素子による変位と第２の円筒型圧電素子による変
位と第３の円筒型圧電素子が加わることにより、第１の
円筒型圧電素子の上記移動端に変位を生じさせるように
構成した。移動端に生じる変位は３つの圧電素子による
変位を加えることにより得られるので、よりいっそう大
きくすることができる。
成において、さらに好ましくは、第２の円筒型圧電素子
の移動端以外の端部に、第２の円筒型圧電素子と同一軸
で内外二重構造になるように剛体部材を介して連結され
る第３の円筒型圧電素子を設けるようにし、第１の円筒
型圧電素子による変位と第２の円筒型圧電素子による変
位と第３の円筒型圧電素子が加わることにより、第１の
円筒型圧電素子の上記移動端に変位を生じさせるように
構成した。移動端に生じる変位は３つの圧電素子による
変位を加えることにより得られるので、よりいっそう大
きくすることができる。
【００１１】本発明に係る円筒型微動装置は、上記の各
構成において、さらに、最も外側に位置する円筒型圧電
素子の外側に円筒型ケースを剛体部材を介して取り付け
るように構成される。これによって、従来の単一の円筒
型圧電素子による円筒型微動装置と同様に扱うことがで
きる。
構成において、さらに、最も外側に位置する円筒型圧電
素子の外側に円筒型ケースを剛体部材を介して取り付け
るように構成される。これによって、従来の単一の円筒
型圧電素子による円筒型微動装置と同様に扱うことがで
きる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。
を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】図１〜図３を参照して本発明に係る円筒型
微動装置の第１実施形態を説明する。本実施形態では、
径の異なる２つの円筒型圧電素子１１，２１を、その軸
線を一致させた状態で内外二重の構造にて配置してい
る。円筒型圧電素子１１，２１は、その下端部でリング
状の剛体部材３１を用いて結合され、円筒型圧電素子１
１，２１の間には必要な間隔が設けられる。外側に位置
する圧電素子１１は、上下端が開放され、その内面の全
面に共通電極１２を備え、その外面に円周方向に４分割
されたＸ軸駆動用電極１３ａ，１３ｂおよびＹ軸駆動用
電極１４ａ，１４ｂ（１４ｂは反対側にあり、図示され
ず）を備える。また内側に位置する圧電素子２１は、圧
電素子１１の内部に入る形で配置され、内面の全面に共
通電極２２を備え、その外面に円周方向に４分割された
Ｘ軸駆動用電極２３ａ，２３ｂおよびＹ軸駆動用電極２
４ａ，２４ｂを備える。圧電素子２１の下端は開放さ
れ、上部の自由端には移動部としてのプレート２５が設
けられる。内側の圧電素子２１の上端部は、図２に示さ
れるように、外側の圧電素子１１の上端開口部よりも上
方に僅かに突出している。
微動装置の第１実施形態を説明する。本実施形態では、
径の異なる２つの円筒型圧電素子１１，２１を、その軸
線を一致させた状態で内外二重の構造にて配置してい
る。円筒型圧電素子１１，２１は、その下端部でリング
状の剛体部材３１を用いて結合され、円筒型圧電素子１
１，２１の間には必要な間隔が設けられる。外側に位置
する圧電素子１１は、上下端が開放され、その内面の全
面に共通電極１２を備え、その外面に円周方向に４分割
されたＸ軸駆動用電極１３ａ，１３ｂおよびＹ軸駆動用
電極１４ａ，１４ｂ（１４ｂは反対側にあり、図示され
ず）を備える。また内側に位置する圧電素子２１は、圧
電素子１１の内部に入る形で配置され、内面の全面に共
通電極２２を備え、その外面に円周方向に４分割された
Ｘ軸駆動用電極２３ａ，２３ｂおよびＹ軸駆動用電極２
４ａ，２４ｂを備える。圧電素子２１の下端は開放さ
れ、上部の自由端には移動部としてのプレート２５が設
けられる。内側の圧電素子２１の上端部は、図２に示さ
れるように、外側の圧電素子１１の上端開口部よりも上
方に僅かに突出している。
【００１４】上記の内外の圧電素子１１，１２におい
て、各々のＸ軸駆動用電極１３ａ，１３ｂ．２３ａ，２
３ｂはＸ軸３２に沿って配置され、Ｙ軸駆動用電極１４
ａ，１４ｂ．２４ａ，２４ｂはＹ軸３３に沿って配置さ
れる。また本実施形態の円筒型微動装置では、外側の円
筒型圧電素子１１の上端を固定端として設定し、圧電素
子１１，２１の下端および圧電素子１１の上端すなわち
プレート２５を移動できる端部として設定している。ま
た円筒型圧電素子１１と円筒型圧電素子２１の軸方向の
長さはほぼ等しく形成されている。なお内外の円筒型圧
電素子１１，２１の各電極に必要とされる電圧を印加す
るための電源の図示は省略されている。
て、各々のＸ軸駆動用電極１３ａ，１３ｂ．２３ａ，２
３ｂはＸ軸３２に沿って配置され、Ｙ軸駆動用電極１４
ａ，１４ｂ．２４ａ，２４ｂはＹ軸３３に沿って配置さ
れる。また本実施形態の円筒型微動装置では、外側の円
筒型圧電素子１１の上端を固定端として設定し、圧電素
子１１，２１の下端および圧電素子１１の上端すなわち
プレート２５を移動できる端部として設定している。ま
た円筒型圧電素子１１と円筒型圧電素子２１の軸方向の
長さはほぼ等しく形成されている。なお内外の円筒型圧
電素子１１，２１の各電極に必要とされる電圧を印加す
るための電源の図示は省略されている。
【００１５】図３を参照して上記構造を有する円筒型微
動装置の動作を説明する。円筒型微動装置は、外側の円
筒型圧電素子１１の上端が壁部３４に固定され、固定端
であるとする。図３の動作例ではＸ軸方向に変位が生じ
ている例が示される。
動装置の動作を説明する。円筒型微動装置は、外側の円
筒型圧電素子１１の上端が壁部３４に固定され、固定端
であるとする。図３の動作例ではＸ軸方向に変位が生じ
ている例が示される。
【００１６】まず円筒型圧電素子１１の相対するＸ軸駆
動用電極１３ａ，１３ｂに所定電圧を印加して圧電素子
１１のＸ軸方向に曲げ変形を与えると、圧電素子１１の
下端部がＸ軸方向に所定変位（ｄ１）だけ移動する。こ
れに伴い、圧電素子１１の下端部に固定された円筒型圧
電素子２１の上端部には圧電素子１１の下端部とは逆方
向の移動が生じる。このとき、圧電素子１１と圧電素子
２１の長さがほぼ等しいので、圧電素子１１の下端部の
変位量と圧電素子２１の変位量（図中ｄ１）はほぼ同じ
である。この状態において、さらに、円筒型圧電素子２
１の相対するＸ軸駆動用電極２３ａ，２３ｂに所定電圧
を印加して圧電素子２１に圧電素子１１の変位方向と逆
方向の変位（ｄ２）を発生させる。これにより、円筒型
圧電素子２１の自由端面のプレート２５において、より
大きな変位を生じさせることが可能となる。
動用電極１３ａ，１３ｂに所定電圧を印加して圧電素子
１１のＸ軸方向に曲げ変形を与えると、圧電素子１１の
下端部がＸ軸方向に所定変位（ｄ１）だけ移動する。こ
れに伴い、圧電素子１１の下端部に固定された円筒型圧
電素子２１の上端部には圧電素子１１の下端部とは逆方
向の移動が生じる。このとき、圧電素子１１と圧電素子
２１の長さがほぼ等しいので、圧電素子１１の下端部の
変位量と圧電素子２１の変位量（図中ｄ１）はほぼ同じ
である。この状態において、さらに、円筒型圧電素子２
１の相対するＸ軸駆動用電極２３ａ，２３ｂに所定電圧
を印加して圧電素子２１に圧電素子１１の変位方向と逆
方向の変位（ｄ２）を発生させる。これにより、円筒型
圧電素子２１の自由端面のプレート２５において、より
大きな変位を生じさせることが可能となる。
【００１７】Ｙ軸方向についても、同様にして、Ｙ軸駆
動用電極１４ａ，１４ｂに所定の電圧を印加することに
より円筒型圧電素子１１に曲げ変形を発生させて、当該
円筒型圧電素子１１の下端部にＹ軸方向の移動を生じさ
せ、円筒型圧電素子２１の上端部に圧電素子１１の下端
部とは逆方向の移動を生じさせる。さらに、Ｙ軸駆動用
電極２４ａ，２４ｂに所定の電圧を印加して円筒型圧電
素子２１に円筒型圧電素子１１の変位方向と逆方向の変
位を発生させることにより、円筒型圧電素子２１の自由
端により大きな変位を生じさせる。
動用電極１４ａ，１４ｂに所定の電圧を印加することに
より円筒型圧電素子１１に曲げ変形を発生させて、当該
円筒型圧電素子１１の下端部にＹ軸方向の移動を生じさ
せ、円筒型圧電素子２１の上端部に圧電素子１１の下端
部とは逆方向の移動を生じさせる。さらに、Ｙ軸駆動用
電極２４ａ，２４ｂに所定の電圧を印加して円筒型圧電
素子２１に円筒型圧電素子１１の変位方向と逆方向の変
位を発生させることにより、円筒型圧電素子２１の自由
端により大きな変位を生じさせる。
【００１８】以上の通り、第１の実施形態の構成によれ
ば、内外二重の２つの円筒型圧電素子を連結して組み合
わせ、各円筒型圧電素子の曲げ変形を加え合わせるよう
に構成したため、従来の単一の円筒型圧電素子からなる
微動装置に比較して、より大きな変位を移動端に生じさ
せることができる。
ば、内外二重の２つの円筒型圧電素子を連結して組み合
わせ、各円筒型圧電素子の曲げ変形を加え合わせるよう
に構成したため、従来の単一の円筒型圧電素子からなる
微動装置に比較して、より大きな変位を移動端に生じさ
せることができる。
【００１９】図４を参照して本発明に係る円筒型微動装
置の第２実施形態を説明する。本実施形態では、第１実
施形態に示す円筒型微動装置において、外側に位置する
円筒型圧電素子１１の周囲に、当該圧電素子１１の上端
部にリング状の剛体部材３５を介して剛体の円筒型ケー
ス３６を設けている。その他の構成は第１実施形態と同
じであり、従って、実質的に同一の要素には同一の符号
を付している。円筒型ケース３６は、ほぼ円筒型圧電素
子１１と同じ長さであり、当該圧電素子１１との間で必
要な間隔を保って収容している。本実施形態では、ケー
ス３６を含んでなる円筒型微動装置がユニットとして形
成され、円筒型ケース３６の下端が固定部となる。従っ
て、ケース３６を含む微動機構ユニットとして考える
と、本実施形態による円筒型微動装置は、単一の円筒型
圧電素子からなる従来の微動装置と同様に、一方の端面
を固定端、他方の端面を移動端として使用することがで
きる。すなわち、コンパクトでかつ大きな変位を生じさ
せることができる微動機構ユニットとして、従来の微動
装置と同様の扱いで用いることができる。
置の第２実施形態を説明する。本実施形態では、第１実
施形態に示す円筒型微動装置において、外側に位置する
円筒型圧電素子１１の周囲に、当該圧電素子１１の上端
部にリング状の剛体部材３５を介して剛体の円筒型ケー
ス３６を設けている。その他の構成は第１実施形態と同
じであり、従って、実質的に同一の要素には同一の符号
を付している。円筒型ケース３６は、ほぼ円筒型圧電素
子１１と同じ長さであり、当該圧電素子１１との間で必
要な間隔を保って収容している。本実施形態では、ケー
ス３６を含んでなる円筒型微動装置がユニットとして形
成され、円筒型ケース３６の下端が固定部となる。従っ
て、ケース３６を含む微動機構ユニットとして考える
と、本実施形態による円筒型微動装置は、単一の円筒型
圧電素子からなる従来の微動装置と同様に、一方の端面
を固定端、他方の端面を移動端として使用することがで
きる。すなわち、コンパクトでかつ大きな変位を生じさ
せることができる微動機構ユニットとして、従来の微動
装置と同様の扱いで用いることができる。
【００２０】図５を参照して本発明に係る円筒型微動装
置の第３実施形態を説明する。本実施形態では、第１実
施形態に示す円筒型微動装置において、外側に位置する
円筒型圧電素子１１の周囲に、当該圧電素子１１の上端
部にリング状の剛体部材３７を介して第３の円筒型圧電
素子３８を設けている。円筒型圧電素子３８の共通電
極、Ｘ軸用電極、Ｙ軸用電極の配置は、前述の円筒型圧
電素子１１，２１の場合と実質的に同じである。その他
の構成は第１実施形態と同じであり、従って、実質的に
同一の要素には同一の符号を付している。本実施形態で
は、前述の円筒型圧電素子１１，２１の各変位量に対し
て、さらに円筒型圧電素子３８による変位量を加えるこ
とができるので、円筒型圧電素子２１の上端部に固定さ
れたプレート２５の移動において、より大きな変位を生
じさせることができる。
置の第３実施形態を説明する。本実施形態では、第１実
施形態に示す円筒型微動装置において、外側に位置する
円筒型圧電素子１１の周囲に、当該圧電素子１１の上端
部にリング状の剛体部材３７を介して第３の円筒型圧電
素子３８を設けている。円筒型圧電素子３８の共通電
極、Ｘ軸用電極、Ｙ軸用電極の配置は、前述の円筒型圧
電素子１１，２１の場合と実質的に同じである。その他
の構成は第１実施形態と同じであり、従って、実質的に
同一の要素には同一の符号を付している。本実施形態で
は、前述の円筒型圧電素子１１，２１の各変位量に対し
て、さらに円筒型圧電素子３８による変位量を加えるこ
とができるので、円筒型圧電素子２１の上端部に固定さ
れたプレート２５の移動において、より大きな変位を生
じさせることができる。
【００２１】なお第３実施形態においても、第２実施形
態の場合と同様な構造にて、外側の円筒型圧電素子３８
の周囲に同様な円筒型ケースを設けることができる。
態の場合と同様な構造にて、外側の円筒型圧電素子３８
の周囲に同様な円筒型ケースを設けることができる。
【００２２】以上の各実施形態で明らかなように、本発
明による円筒型微動装置では、圧電素子への印加電圧を
上げることなく、また圧電素子の長さを長くすることな
くＸＹ方向のより大きな微小変位を得ることができる。
明による円筒型微動装置では、圧電素子への印加電圧を
上げることなく、また圧電素子の長さを長くすることな
くＸＹ方向のより大きな微小変位を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、円筒型圧電素子を用いてなる円筒型微動装置にお
いて、２つ以上の円筒型圧電素子を用意し、それらを同
一軸状に内外二重構造で配置して一方の端部だけで連結
し、他方の端部を自由端として構成したため、必要な変
位を生じさせる移動端では、２つ以上の円筒型圧電素子
の各々で生じた変位が加えられた状態で変位が発生し、
これにより、圧電素子への印加電圧を上げることなく、
また圧電素子の長さを長くすることなく、Ｘ軸とＹ軸で
決まる平面方向により大きな微小変位を得ることができ
る。
れば、円筒型圧電素子を用いてなる円筒型微動装置にお
いて、２つ以上の円筒型圧電素子を用意し、それらを同
一軸状に内外二重構造で配置して一方の端部だけで連結
し、他方の端部を自由端として構成したため、必要な変
位を生じさせる移動端では、２つ以上の円筒型圧電素子
の各々で生じた変位が加えられた状態で変位が発生し、
これにより、圧電素子への印加電圧を上げることなく、
また圧電素子の長さを長くすることなく、Ｘ軸とＹ軸で
決まる平面方向により大きな微小変位を得ることができ
る。
【００２４】また外側に円筒型ケースを設けたものは、
１つの円筒型圧電素子からなる従来の円筒型微動装置と
同様の取扱いで使用することができる。
１つの円筒型圧電素子からなる従来の円筒型微動装置と
同様の取扱いで使用することができる。
【図１】本発明の第１実施形態を示す外観斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の第１実施形態の縦断面図である。
【図３】第１実施形態に係る円筒型微動装置の動作例を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す縦断面図である。
【図６】従来の円筒型微動装置の外観斜視図である。
【図７】従来の円筒型微動装置の横断面図である。
１１，２１，３８ 円筒型圧電素子 １２，２２ 共通電極 １３ａ，１３ｂ Ｘ軸駆動用電極 １４ａ，１４ｂ Ｙ軸駆動用電極 ２３ａ，２３ｂ Ｘ軸駆動用電極 ２４ａ，２４ｂ Ｙ軸駆動用電極 ２５ プレート ３１，３５，３７ 剛体部材 ３６ 円筒型ケース
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｘ軸用電極とＹ軸用電極を備えた円筒型
圧電素子を含み、前記電極に選択的に電圧を印加し、円
筒軸に直交する方向に前記円筒型圧電素子を曲げ変形さ
せ、移動端に変位を生じる円筒型微動装置において、前
記円筒型圧電素子の前記移動端以外の端部に、前記円筒
型圧電素子と同一軸で内外二重構造になるように剛体部
材を介して連結される第２の円筒型圧電素子を設け、前
記円筒型圧電素子による変位と前記第２の円筒型圧電素
子による変位が加わることにより、前記移動端を変位さ
せることを特徴とする円筒型微動装置。 - 【請求項２】 前記第２の円筒型圧電素子の移動端以外
の端部に、前記第２の円筒型圧電素子と同一軸で内外二
重構造になるように剛体部材を介して連結される第３の
円筒型圧電素子を設け、前記円筒型圧電素子による変位
と前記第２の円筒型圧電素子による変位と第３の円筒型
圧電素子が加わることにより、前記円筒型圧電素子の前
記移動端を変位させることを特徴とする請求項１記載の
円筒型微動装置。 - 【請求項３】 最も外側に位置する円筒型圧電素子の外
側に円筒型ケースを剛体部材を介して取り付けたことを
特徴とする請求項１または２記載の円筒型微動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8203270A JPH1032988A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 円筒型微動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8203270A JPH1032988A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 円筒型微動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032988A true JPH1032988A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16471272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8203270A Pending JPH1032988A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 円筒型微動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1032988A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007118159A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 高分子アクチュエータ集合体、その製造方法、およびその作動方法 |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP8203270A patent/JPH1032988A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007118159A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 高分子アクチュエータ集合体、その製造方法、およびその作動方法 |
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