JPH11511319A

JPH11511319A - 単一平面内において直交運動を行わせるためのモーターシステム

Info

Publication number: JPH11511319A
Application number: JP8527781A
Authority: JP
Inventors: イー．ハインズ，ウォルター
Original assignee: ノーザンマグネティクス，インコーポレイテッド
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 1999-09-28
Also published as: US5648690A; KR19980703025A; IL117501A; IL117501A0; WO1996028875A1

Abstract

(57)【要約】ＸＹ運動を行わせるリニアモーターシステムは、第１要素（１１）を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１リニアモーター（１０）を備える。第２リニアモーター（１２）は、第２要素１３を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられている。両モーターは、両要素（１１および１３）が相互に直交方向にベース（１４）上を運動できるように、ベース（１４）上に取り付けられている。シャトル（１６）は、両要素（１１および１３）の運動がシャトル（１６）にＸＹ運動をさせるように両要素に反応する。両要素（１１および１３）とシャトル（１６）は、空気ベアリング（２００，２０１，２０２）上に取り付けられ、シャトル（１６）と両要素（１１および１３）の相互作用も空気ベアリング（２０６）を介して、シャトル（１６）の角運動を制御するように行われる。このシステムは、シャトル（１６）の角運動を防止しつつＸＹ面内における極めて精密に制御された運動を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】単一平面内において直交運動を行わせるためのモーターシステム背景単一平面内において作動し、ＸＹ平面内において精密に制御された運動を可能にするモーターシステムの提供が強く望まれている。本発明は、ＸＹ平面内において運動を行わせるモーターに関する。特に本発明は、当該平面内におけるシャトルの運動を精密に制御でき、角運動を抑制できる、リニアモーターのシステムに関する。近代技術は、シャトルがＸＹ平面内を動くことができ、モーターシステムとシャトルのプロフィルが低いシステムを必要としている。そのようにして、ワークピースはベース上に置かれたシャトル上に置かれ、様々なツールまたは他の要素に対して相対的に戦略的にマウントされる。次にテーブル上においてワークピースや部品に対して必要な作業を行うことができる。部品のサイズが益々小さくなるにつれて、ツールなどをＸＹ座標に沿ってワークピースに対して益々正確に位置決めできることが必要になる。一万分の一インチまたはそれ以上の精度で部品上において作業を行う必要がある。二つのリニアモーターをピギーバック方式で相互に直交するように配置することが知られている。米国特許4,808,892（Ｄreibelbis名義）。これらモーターは、二つの別々の平面内において、すなわち複合面または多平面関係において作動する。この構成における問題は構造の高さである。そのような多平面システムは、直流モーターを用いて直交方向の動きを正確に制御している。多平面構成すなわちシステムの高さが、ＸＹ平面内において作動する装置の全体構造における欠点である。プラテン、シャトル、またはモーター自体がＸＹ平面内において運動できるような、単一平面内においてリニアステッパーモーターを作動させることが知られている。米国特許3,376,578および3,857,078（Ｓawyer名義）。このシステムの一部として、ワッフル表面上を移動するシャトル内にリニアステッパーモーターが組込まれる。このシステムの欠点は、モーターとの相互作用に用いられるワッフル表面に別々の磁気要素がピンヘッドの形でベース上に配列され、その周りをプラテン、シャトル、またはモーターユニットが動くことである。このピンヘッド要素は所定のサイズ以下に小さくすることができない。従って、ベース上のモーターの動きは数千分の一インチより大きいステップで行われる。その程度の精度は、近代技術を応用した、より精密な運動制御を必要とする多くの用途には不十分である。従って、そのようなステッパーモーターの作動には精密な運動制御ににおける制約がある。ピンヘッドによって画成される面のピッチは普通、約０．０４インチである。パワーの各パルスは、シャトルシステムの一部であるステッパーリニアモーターを微少ステップで動かし、各ステップの運動ピッチは、２相モーターでは０．０１インチ台、４相モーターでは０．００５インチである。これは近代技術のニーズにとっては十分に精密な制御である。この比較的悪い精度は、そのようなリニアステッパーモーターによるオープンループシステムがあると、モーターが同期せずに位置ずれを起こし、更に悪くなる可能性がある。単一平面内における運動を制御するもう一つの方法は、別々の磁界を持った一つのチェッカーボード平面上を動く直流（ＤＣ）モーターによって実施される。当該システムは、本出願人（Ｈinds）による米国特許4,654,571に開示されている。当該システムは、平面上のシャトルの動きを制御するため、複雑なレーザービームとレーザー干渉検出手段を必要とする。フィードバック手段を持ったリニア直流モーターは周知である。米国特許4,56 0,911と4,761,573（Ｃhitayat名義）が当該モーターを記載している。このフィードバック手段は、テーブル、プラテン等の単一方向における動きの極めて正確な制御を容易にできる。単一方向におけるシャトルの動きと同じ程度の精度で、プラテン、テーブル、またはシャトルを二つ以上の方向、すなわち複合直交方向であるＸＹ方向に動かすリニアモーターのシステムを提供することは知られていない。低プロフィルで角運動を制限できる正確なＸＹ運動を行うモーターシステムが必要である。発明の概要本発明は、ＸＹ方向において運動し、既知のモーターシステムの欠点を最少にするモーターシステムを提供する。二つの単軸リニアモーターを単一平面内に配列して結合し、シャトルを２次元の単一面内で動かすことのできるを備える。これによって低プロフィル構成が可能になる。シャトル、プラテン、ステージ、またはテーブルを、フィードバック付きで作動するリニアモーターによって制御可能な精密な動きと同じ程度に制御可能な精密な動きでＸＹ方向に動かすための手段を提供する。ＸＹ運動はＸ運動とＹ運動の組合せであって、第１の直交方向をＸ方向とし、第２の直交方向をＹ方向とすることができる。本発明は、ＸＹ運動、すなわち単一平面内における複合直交運動のためのモーターシステムを提供する。シャトルの角運動は本質的に抑止されている。二つの直交方向の一つの方向における可動要素を動かすための第１リニアモーターを備える。第２リニアモーターの第２可動要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすための第２リニアモーターを備える。両要素を単一平面内において相互に直交する方向に動かすため、第１モーターと第２モーターを相互に単一平面内に配置するためのベースを備える。シャトルは、両要素に反応し、両要素の動きがシャトルにＸＹ運動をさせる。両要素の少なくとも一方、またはシャトルはベースに対して空気ベアリングを含む。本発明の好ましい実施例によれば、各要素がベースに対する空気ベアリングを含み、シャトルは更にベースに対する空気ベアリングを含む。各要素は各リニアモーターのためのフィードバック手段に関連して作動し、各要素がそれぞれの運動方向に動くとき、要素の動きがポジティブフィードバックループによって正確に制御される。両要素はシャトルと相互作用を行い、各要素がそれぞれＸまたはＹ方向に動くと、シャトルはベース上でＸＹ方向に適宜動かされる。シャトルは、各要素のインターフェイスと空気ベアリングの間の空気ベアリングを介して各要素と相互作用を行うことが好ましい。各モーター用のフィードバック手段は、リニアエンコーダであって、磁気フィードバック手段または光学的フィードバック手段のいずれかとすることができる。フィードバック手段はエンコーダを含み、このエンコーダは読取りヘッドと、モーターに平行に延在する細長いスケールを含む。要素が長手方向に直線運動を行うと、読取りヘッドがスケールに対して作用し、スケールに対する要素の正確な位置を制御する。このエンコーダは、磁気的に作動する場合、読取りヘッドに対して作動可能なスケールを形成する微細な別々の磁気要素を含む。スケール上の同じく別々の要素である干渉要素に対して作動可能な読取りヘッドがある。このようにして、各直線方向の動きは、各方向において一万分の一インチ以下に制御可能である。従って、各方向に制御された直線運動の制御の組合せは、ＸＹ方向におけるシャトルの動きを、フィードバック付きリニアモーターの各動きと本質的に同程度の精度に同様に確実に制御可能である。発明の好ましい形態において、シャトルは空気ベアリングを介して各要素と相互作用を行う。各要素とシャトルの間に一対の空気ベアリングを備え、各空気ベアリングは、各要素の直線運動の方向に対するシャトルの角運動が制御できるよう間隔が開けられていることが好ましい。空気ベアリングは、シャトルと要素の間の磁気手段によって発生する磁気吸引により生じる予負荷(preload)と、空気圧によって発生する反発力の相互作用により形成される。この圧力は、要素とシャトル間に反発力を発生させるため各モーター内にある発生手段によって生じる。発明のもう一つの好ましい形態において、フィードバックエンコーダのスケールはシャトル上に配置される。各モーターの要素または読取りヘッドはシャトル上のスケールと関連作動する。各モーターからの読取りヘッドと協同するためシャトル上にあるスケールは、それぞれ各モーターからの適当な読取りヘッドに対して戦略的に配置されている。この関係は、第１モーターからの読取りヘッドがシャトル上のスケールと関連作動して、第２モーターの要素を制御するようになっている。同様に、シャトル上のスケールは、第２モーターおよび第１モーターの要素からの読取りヘッドと関連作動する。本発明を更に、添付図面を参照して説明する。図面図１は、二つの直交配置されたリニアモーターを載せたベースの斜視図である。図２と２ａは、プラテンに関連する二つのリニアモーターの平面図である。図３は、リニアモーターの端面図である。図４は、ベース上に取付けられたシャトルに関連するリニアモーターの側面図である。図５は、別のフィードバック手段を用いたシャトルに関連する二つのリニアモーターの代替配列の略図である。図６は、チップに多数のワイヤーが接続されてＸＹ方向に精密に動かされる代表的ワークピースの平面図である。図７は、ＤＣ（直流）リニアモーターの斜視断面図である。図８は、ワークピースとツールを用い、モーターシステムを組込んだシステムの作動ダイヤグラムである。図９ａと９ｂはそれぞれ、予負荷手段と空気ベアリングパッドを示すシャトルの下側平面図と側面図である。説明ＸＹ運動、すなわち複合直交運動を行わせるリニアモーターシステムは、第１要素１１を二つの直交方向の第１の方向、すなわちＸ方向に動かすように向けられた第１リニアモーター１０を備えている。第２モーター１２は、第２の直交方向、すなわちＹ方向に向けられた要素１３を備えている。両モーター１０、１２は、それぞれ単一平面内を運動するように、ベース要素（１４）上に取り付けられている。従って両要素１１と１３は、表面すなわちプラットフォーム１５上を単一平面内においてそれぞれ直交するＸＹ方向に動く。ベース要素１４は平坦面１５を含み、この面は鉄または他の磁気材料製であることが好ましい。シャトル１６は、両要素１１と１３の相互作用のもとで表面１５上を動くことができる。この動きは、必要に応じてＸＹ平面内、すなわち複合直交方向において行われる。両要素１１と１３の少なくとも一方とシャトル１６は、表面１５に対して一つの空気ベアリングを備えている。図示の配列においては、両要素１１と１３とシャトル要素１６は表面１５に対して空気ベアリングを備えている。モーター１０と１２の各々は、要素１１と１３の正確な動きを容易にするため、フィードバック手段を含む。図３に示すモーター１２は、表面１５を構成する鋼製のベース板に組込まれたモータープライマリ、すなわちアーマチャ１７を含む。図３に示す可動要素１３は、モーター１２のモータープライマリ１７に対して不動の細長いアーマチャ上を走行する要素１８の形である。この要素１８は、その先端において要素１３に固定されている。エンコーダヘッド１９と可動要素１１と１３の間に位置するエンコーダスケール３０を備えたエンコーダヘッド１９がある。要素１１と１３は３個の間隔を空けた空気ベアリング２００、２０１、２０２上に支持されている。要素１１と１３はそれぞれアーム２０３、２０４、２０５を介してベアリングに載置されている。アーム１１と１３が所定の方向に対して横方向に動かないように、磁気的に予負荷を与えられた空気ベアリング２０７がプレート２０７に取付けられている。磁気的に予負荷を与えられた空気ベアリングの作用を、以下に詳しく説明する。要素１３のヘッド部分２０内には、要素１３の先端とシャトル１６の面２３との間の境界面２２の方へシャトル１６を吸引するための予負荷の作用をする磁石２１がある。また、シャトル１６を要素１３の面から反発する空気ベアリングの一対のアウトレット２４、２５がある。このように、磁気的吸引と空気による反発のバランスが、シャトル１６と要素１３の先端の間に空気ベアリングを作り出す作用をする。モーターの内部または外部に適当な手段を備えて空気圧を発生させる。要素１１と１３の各々の先端に空気ベアリングを備え、シャトル１６をバランスさせて、角度シータで表す角運動を制限する。アウトレット２４、２５から出る空気圧を微調整して、シャトル１６の角運動シータを確実に最少にし、かつ効果的に防止する。この微調整は、両アウトレットからの流出力を実質的に等しくするように行う。角度の方向にねじるような傾向は、要素１１と１３の各所の空気アウトレットからの空気圧を変化させて打ち消される。同様な空気ベアリングが、シャトル面２６と要素１１の面２７の間にも構成される。要素１１と１２自体は空気ベアリング上に懸架される。この懸架は、要素１８とアーマチャ１９の間の磁力と空気圧の同様なバランスによって実行される。このように、要素１１と１３は、Ｘ軸とＹ軸に整列配置され、Ｘ軸とＹ軸にそって長手方向に空気ベアリング作用によって動くことができる。図９ａと図９ｂに示すシャトル１６も同様に、シャトル１６の中央に略図示した磁石２８を備えている。この磁石２８は、シャトル１６と面１５の間に磁気吸引による予負荷を発生させる作用をする。同様に、シャトル１６は、その周りに戦略的に三角関係に配列された３個の空気出口パッド２９を持ち、空気を強制的に下方へ面１５へ吹き付ける。これにより、シャトル１６が面１５から浮き上がる。磁気的吸引と空気による反発のバランスが、面１５上の空気ベアリング上にシャトル１６を懸架する作用をする。適当な圧力発生手段を備えて、シャトル１６への空気による反発力を発生させる。シャトル１６の隣接する両辺２３と２６は、それぞれ鋼製の要素１２３と１２６を備え、アーム１１と１３との磁気的相互作用を行う。シャトル１６の本体はアルミニウムなどの非磁性材料製である。両リニアモーターはＤＣモーターまたは誘導モーターである。図７にリニアモーターの他の実施例として示したように、リニアスケールであるフィードバックスケール３０が、各モーター側に備えられている。従ってＵ字形の要素１８が直線方向に前後動すると、細長いアーマチャ１７に対する要素１８の正確な位置が確定される。このエンコーダフィードバックスケール３０は、微少かつ別々の磁気ゾーンによって画成し、要素１８とこれら磁気ゾーンとの相互作用を正確に制御することができる。磁気読取りヘッド１００に要素１８を備え、要素１８がエンコーダフィードバック手段の磁気スケール３０と相互作用を行う。それによって、要素１８の動きと位置が確定的に制御される。本発明の他の形式において、読取りヘッド１００を、各モーターのリニアスケール３０に沿って延在する干渉要素と相互作用を行うレーザー手段とすることができる。図５に示す本発明の別の実施例において、シャトル１６は干渉スケール３１と３２を備えている。これら図示のスケール３１と３２はそれぞれ、微細な目盛り３３と３４を備え、これらがそれぞれの要素１１と１３の前に位置する読取りヘッド３５および３６と相互作用を行う。この構成の性質は、シャトル１６がＸ方向に動くとスケール３３が作動することである。従って、要素１１は読取りヘッド３５を介してスケール３３と相互作用を行う。シャトル１６がＹ方向に動くと、読取りヘッド３６はスケール３２と相互作用を行う。要素１３を有するモーターは読取りヘッド３６および要素３２と相互作用を行い、要素３２は対向モーターの要素１１に関連している。本発明は、面１５上においてシャトル１６を極めて微細に制御する。この制御の精度は本質的に、それぞれのモーターに関する要素１１と１３のそれぞれの直線運動の精度と実質的に同程度に精密である。図６は、ワイヤー５２に接続するべき多数の端子５１を備えたチップ５０を示す。チップ５０がテーブル、プラテン、またはシャトル１６上に載置されると、この位置は正確に決定され、ワイヤの接続が端子５２に対してチップ５０の周りに正確に行われる。チップ５０の密度は益々高くなり、益々多くの端子の接続を正確に行う必要があるので、チップ５０の位置を、場合によって接続または半田づけを行うツールに対して正確に決定することが益々重要である。図８は、２個のモーター、シャトル、およびシャトル上のワークピースに対するツールを制御するためのシステムを示す。ワークピースとツールの関係を視覚的にモニターするためのビデオモニターも示す。このコントローラーは、別々のモーターを作動させて、それぞれＸ方向とＹ方向に適当な直線運動を行わせることができる。このコントローラーはまた、シャトルとモーターのための空気発生手段を制御して、空気ベアリングの効果的な運転を確保することができる。コントローラーは、当該装置の要素の様々な操作を制御するため、コンピュータによって操作することができる。本発明は、様々なワークピース５０を、角度運動を生じることなくツール等に対して位置決めできるように、シャトルの正確なＸＹ制御を提供するためのシステムを対象とする。本発明はまた、モーターシステムを組込んだシステム、装置、および方法を対象とする。発明の一例において、シャトルのサイズは５インチ平方である。シャトル境界面において相互係合する要素１１と１３の各幅は約２インチである。モーターのＸ軸とＹ軸の移動量はそれぞれ３インチである。本発明には、細部のみがそれぞれ異なる多くのバリエーションが可能である。従って、テーブル、プラテン、またはシャトル１６を用いて、本発明のモーターシステムの様々な操作に関する様々な機能を実行することができる。適当なマウンティング装置をシステムとともに用いてシャトル１６の位置を視覚的にモニターすることができる。モーターシステムを装置に組込んで、電子的、機械的、または他の物理的操作、作業、観察等を必要とする可能性のある、様々なワークピースとの相互作用を行うことができる。本発明はリニアモーターに関して説明されているが、他のモーターを用いることができることは明らかである。例えば、他の形式の電気モーター、ニューマティックモーターシステム、またはハイドロリックモーターシステムであってもよい。また、予負荷を磁気吸引力という意味において説明したが、真空吸引力または他の吸引力もあり得る。ベース上のシャトルのベースとの相互関係を空気ベアリングに関して説明したが、ベースとシャトルの間には適当な機械的ローラー、または機械的ベアリングによる相互作用もあり得る。更に、シャトルは他の形とすることもできる。例えば、長方形以外の断面形状と外形を持ったステージであってもよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年１月１３日【補正内容】請求の範囲１．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記ベースとの間に空気ベアリングを有し、シャトルと前記両要素の各々との間に一つの空気ベアリングを含み、前記両要素の動きが前記シャトルに複合直交運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；を備えるシステム。２．前記シャトルは前記ベースに対して一つの空気ベアリングを有する、請求項１に記載のシステム。３．前記両要素の少なくとも一つと前記シャトルはそれぞれ前記ベースに対して空気ベアリングを有する、請求項１に記載のシステム。４．前記シャトルと少なくとも一つの要素との間に一つの空気ベアリングを含む、請求項１に記載のシステム。５．前記シャトルと前記両要素の各々との間にそれぞれ一つの空気ベアリングを含む、請求項２に記載のシステム。６．前記第１モーターは閉じループ単軸モーターであり、前記閉じループ単軸モーターは前記要素の動きの制御を高めるための単軸フィードバック手段を含む、請求項１に記載のシステム。７．前記第１モーターと前記第２モーターは閉じループ単軸モーターであって、前記閉じループは前記それぞれの要素の動きの制御を高めるため、それぞれの単軸フィードバック手段を含む、請求項１に記載のシステム。８．前記第１モーターはリニアモーターであり、前記フィードバック手段は前記要素とリニアスケールとの間の磁気的相互作用によって実行され、前記スケールは前記モーターの一部であって実質的に前記要素の動きに平行に向けられている、請求項６に記載のシステム。９．前記モーターはリニアモーターであり、それぞれのモーターの各々に関する前記フィードバック手段はそれぞれのモーターの各々のリニアスケールとの間の磁気的相互作用によって実行され、前記スケールは前記それぞれのモーターの各々のそれぞれの要素の各々の動きに実質的に平行に向けられている、請求項７に記載のシステム。１０．前記第１モーターはリニアモーターであり、前記フィードバック手段は前記要素と、前記モーターの一部であるリニアスケールとの間の光学的相互作用によって実行され、前記スケールは実質的に前記要素の動きに平行に向けられている、請求項６に記載のシステム。１１．前記モーターはリニアモーターであり、それぞれの前記フィードバック手段はそれぞれのモーターのそれぞれの要素間の光学的相互作用によって実行されるとともに各モーターに関するそれぞれのリニアエンコーダを含み、前記エンコーダはそれぞれのモーターの各々の一部であり、前記エンコーダは前記それぞれのモーターの各々のそれぞれの要素の各々の動きに実質的に平行に向けられているリニアスケールを含む、請求項７に記載のシステム。１２．前記フィードバック手段は前記シャトルに取付けられたリニアスケールを含む、請求項６に記載のシステム。１３．前記フィードバック手段は前記シャトルに取付けられた少なくとも２個のリニアスケールを含み、第１スケールは前記第２モーターの前記要素と相互作用を行い、第２スケールは前記第１モーターの前記要素と相互作用を行う、請求項７に記載のシステム。１４．前記第１スケールは前記第２要素の動きの方向に実質的に平行に向けられ、前記第２スケールは前記第１要素の動きの方向と平行になるよう向けられている、請求項１３に記載のシステム。１５．前記スケールと前記要素は磁気的に相互作用を行い、前記スケールは別々の磁気要素を含み、前記要素は前記別々の磁気要素と相互作用を行う一つの読取りヘッドを含む、請求項１２に記載のシステム。１６．各磁気スケールは別々の磁気要素を含み、前記モーターのそれぞれの要素の各々は一つの読取りヘッドを含み、それぞれの読取りヘッドは協同する一つのスケールに反応する、請求項１３に記載のシステム。１７．前記フィードバック手段は、前記シャトル上に位置する干渉要素と相互作用を行う光学的読取りヘッド手段を含む、請求項１２に記載のシステム。１８．前記シャトル上に２個の光学的スケールを含み、前記光学的スケールは各モーターのそれぞれの要素に関連する読取りヘッドとそれぞれ相互作用を行うように向けられている、請求項１３に記載のシステム。１９．前記シャトル上の前記それぞれのスケールは相互に実質的に直交方向に向けられ、それぞれのモーターは読取りヘッドを含み、前記第１モーターは前記第１要素の動きに実質的に平行に向けられた前記シャトル上の前記スケールと相互作用を行うための一つの読取りヘッドを含み、前記第２モーター上の前記読取りヘッドは前記第２モーターの前記要素の動きに実質的に平行に向けられた前記シャトル上の前記スケールと相互作用を行うように向けられている、請求項１３に記載のシステム。２０．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；を備え、前記第１モーターと前記第２モーターは単軸閉じループモーターであって、前記閉じループは前記それぞれの要素の動きの制御を高めるため、それぞれの単軸フィードバック手段を含み、前記フィードバック手段は前記シャトルに取付けられた少なくとも２個のリニアスケールを含み、第１スケールは前記第２モーターの前記要素と相互作用を行い、第２スケールは前記第１モーターの前記要素と相互作用を行い、前記シャトル上のそれぞれのスケールは実質的に相互に直交方向に向けられ、それぞれのモーターは読取りヘッドを含み、前記第１モーターは前記第１要素の動きに実質的に平行に向けられた前記シャトル上の前記エンコーダと相互作用を行うための一つのスケール手段を含み、前記第２モーター上の前記読取りヘッドは前記第２モーターの前記要素の動きに実質的に平行に向けられた前記シャトル上の前記スケールと相互作用を行うように向けられ、前記第１モーターの前記読取りヘッドは前記第２モーターの前記第２要素の動きを制御するように作用し、前記第２モーターの前記読取りヘッドは前記第１モーターの前記第１要素の動きを制御するように作用する、システム。２１．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；前記ベースに対して一つの空気ベアリングを有する前記両要素の少なくとも一つまたは前記シャトルと；一つの相互作用面と前記ベースの間に空気圧を作用させて前記空気ベアリングを形成する手段と；前記相互作用面と前記ベースを吸引するための予負荷手段と；を備え、前記空気圧は前記予負荷吸引の効果をバランスさせる、システム。２２．前記両要素の少なくとも一つおよび前記シャトルはそれぞれ前記ベースに対して空気ベアリングを有し、それぞれの相互作用面と前記ベースとの間に空気圧を作用させて前記空気ベアリングを形成する手段を含み、前記それぞれの相互作用面と前記ベースを吸引するための磁気的吸引手段を含み、前記空気圧は前記磁気的吸引の効果をバランスさせる、請求項２１に記載のシステム。２３．前記両要素およびシャトルはそれぞれ前記ベースに対して空気ベアリングを有し、それぞれの相互作用面と前記ベースの間に空気圧を作用させて前記空気ベアリングを形成する手段を含み、前記それぞれの相互作用面と前記ベースを吸引するための磁気的吸引手段を含み、前記空気圧は前記磁気的吸引の効果をバランスさせる、請求項２１に記載のシステム。２４．前記シャトルと少なくとも一つの要素との間に一つの空気ベアリングを含み、前記シャトルの相互作用面と前記要素の相互作用面の間に空気圧を作用させて前記空気ベアリングを形成する手段を含み、前記両作用面を吸引するための磁気的吸引手段を含み、前記空気圧は前記磁気的吸引の効果をバランスさせる、請求項２１に記載のシステム。２５．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；前記ベースに対して一つの空気ベアリングを有し前記両要素の少なくとも一つまたは前記シャトルと；一つの相互作用面と前記ベースの間に空気圧を作用させて前記空気ベアリングを形成する手段と；前記相互作用面と前記ベースを吸引するための予負荷手段と；を備え、前記空気圧は前記予負荷吸引の効果をバランスさせ、前記シャトルと前記それぞれの要素の各々の間に一つの空気ベアリングを含み、前記シャトルの相互作用面と前記要素の相互作用面の間に空気圧を作用させて前記空気ベアリングを形成する手段を含み、前記両作用面を吸引するための磁気的吸引手段を含み、前記空気圧は前記磁気的吸引の効果をバランスさせる、システム。２６．前記空気ベアリングは相互作用面間に空気圧を作用させて形成され、前記両作用面を吸引するための磁気的吸引手段を含み、前記空気圧は前記磁気的吸引の効果をバランスさせる、請求項９に記載のシステム。２７．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；前記要素に対する前記シャトルの角運動を抑制するように各要素の各面と前記シャトルとの間の少なくとも２個の空気ベアリングと；を備えるシステム。２８．前記両要素の少なくとも一つおよび前記シャトルはそれぞれ前記ベースに対して空気ベアリングを有し、前記要素に対する前記シャトルの角運動を抑制するように各要素の各面と前記シャトルとの間に少なくとも２個の空気ベアリングを含む、請求項２７に記載のシステム。２９．前記両要素および前記シャトルはそれぞれ前記ベースに対して空気ベアリングを有し、前記要素に対する前記シャトルの角運動を抑制するように各要素の各面と前記シャトルとの間に少なくとも２個の空気ベアリングを含む、請求項２７に記載のシステム。３０．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；を備え、前記モーターの少なくとも一つはＤＣリニアモーターである；システム。３１．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；を備え、前記第１モーターと前記第２モーターは単軸閉じループモーターであって、前記閉じループは前記それぞれの要素の動きの制御を高めるため、それぞれの単軸フィードバック手段を含み、前記モーターの少なくとも一つはＤＣリニアモーターである、システム。３２．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；前記ベースに対して一つの空気ベアリングを有する前記両要素の少なくとも一つまたは前記シャトルと；一つの相互作用面と前記ベースの間に空気圧を作用させて前記空気ベアリングを形成する手段と；前記相互作用面と前記ベースを吸引するための予負荷手段と；をそなえ、前記空気圧は前記予負荷吸引の効果をバランスさせ；前記モーターの少なくとも一つはＤＣリニアモーターである；システム。３３．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；を備え、前記両モーターは閉じループ単軸モーターであって、前記閉じループは前記それぞれの要素の動きの制御を高めるため、それぞれの単軸フィードバック手段を含み、それぞれのモーターの各々に関する前記フィードバック手段はそれぞれのモーターの各々のリニアスケールとの間の磁気的相互作用によって実行され、前記スケールは前記それぞれのモーターの各々のそれぞれの要素の各々の動きに実質的に平行に向けられており、相互作用面間に空気圧を作用させて形成される空気ベアリングと；前記両作用面を吸引するための磁気的吸引手段と；を備え、前記空気圧は前記磁気的吸引の効果をバランスさせ、前記モーターの少なくとも一つはＤＣリニアモーターである；システム。３４．ＸＹ運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に単一平面内において位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルに前記平面内におけるＸＹ運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；を備えるシステム。３５．ＸＹ運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に単一平面内において位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きが、前記シャトルと前記要素の間の空気ベアリングを含むシャトルのＸＹ運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；を備えるシステム。３６．ＸＹ運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に単一平面内において位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルにＸＹ運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；を備え、前記第１モーターと前記第２モーターは閉じループモーターであって、前記閉じループは前記それぞれの要素の動きの制御を高めるため、それぞれのリニアエンコーダ手段を含む、システム。３７．それぞれのモーターの各々に関する一つのエンコーダ間の磁気的または光学的相互作用の少なくともいずれかによって実行されるそれぞれのモーターの各々に関するフィードバック手段を含み、前記エンコーダはそれぞれ一つのスケールを含み、前記スケールはそれぞれのモーターの各々のそれぞれの要素の各々の動きに実質的に平行である、請求項３６に記載のシステム。３８．前記フィードバック手段は、前記モーターの少なくとも一つまたは前記シャトルに選択的に取付けられたスケールを含む、請求項３７に記載のシステム。３９．ＸＹ運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に単一平面内において位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルにＸＹ運動を行わせるように前記両要素に反応する、前記要素に対する前記シャトルの角運動を抑制するように各要素の各面と前記シャトルとの間の空気ベアリングを含む前記シャトルと；を備えるシステム。４０．前記要素に対する前記シャトルの角運動を抑制するように各要素の各面と前記シャトルとの間の空気ベアリングを含む、請求項３７に記載のシステム。４１．前記それぞれの要素の一つの相互作用面と前記ベースの間に空気圧を作用させて前記空気ベアリングを形成する手段を含み、前記相互作用面と前記ベースを吸引するための予負荷手段を含み、前記空気圧は前記予負荷吸引の効果をバランスさせる、請求項３９に記載のシステム。４２．前記要素に対する前記シャトルの角運動を抑制するように各要素の各面と前記シャトルとの間の少なくとも二つの空気ベアリングを含む、請求項３９に記載のシステム。４３．ＸＹ運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルにＸＹ運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；を備え、少なくとも前記シャトルは前記ベースに対して一つの空気ベアリングを有し、前記シャトルの相互作用面と前記前記ベースの間に空気圧を作用させて前記空気ベアリングを形成する手段と；前記作用面と前記ベースを吸引するための磁気的吸引手段と；を備え、前記空気圧は前記磁気的吸引の効果をバランスさせる、システム。４４．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の実質的に同一の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記平面内の前記二つの要素と実質的に同一の単一平面において反応する前記シャトルと；を備えるシステム。４５．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記平面内の前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記平面内の前記二つの要素と同一の単一平面において反応する前記シャトルと；前記ベースに対して一つの空気ベアリングを有する前記要素の少なくとも一つまたは前記シャトルと；一つの相互作用面と前記ベースとの間に空気圧を作用させて前記空気ベアリングを形成するための手段と；前記相互作用面と前記ベースを吸引するための予負荷手段と；を備え、前記空気圧は前記予負荷吸引の効果をバランスさせる、システム。４６．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記平面内の前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記二つの要素に反応する前記シャトルと；前記シャトルと前記各要素の間をそれぞれ非機械的に結合するベアリングと；を備えるシステム。４７．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記平面内の前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記二つの要素に反応する前記シャトルと；前記シャトルと前記各要素の間、および前記シャトルと前記ベースの間をそれぞれ非機械的に結合するベアリングと；を備えるシステム。４８．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１ＤＣリニアモーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２ＤＣリニアモーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記二つの要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記要素に反応する前記シャトルと；前記要素と前記シャトルはベアリング関係にあり、前記相互作用要素と前記ベースを吸引するための予負荷手段と；を備えるシステム。４９．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記平面内の前記両要素の動きがシャトルに複合直交運動を行わせるように前記二つの要素に反応する前記シャトルと；前記要素に対する前記シャトルの角運動を制御可能にする、各要素と前記シャトルの間に非機械的に結合されたベアリングと；を備えるシステム。５０．ＸＹ運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルにＸＹ運動を行わせるように前記両要素に非機械的にリンクされ、かつ反応する前記シャトルと；を備えるシステム。５１．前記ベアリングは、前記要素と前記シャトルとの間に吸引力と反発力を生成するための手段を含む、請求項４９に記載のシステム。５２．前記シャトルと前記ベースとの間に非機械的ベアリングを含み、前記シャトルと前記ベースの間に吸引力と反発力を生成するための手段を含む、請求項５０に記載のシステム。５３．ＸＹ運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に動かすように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に動かすように向けられた第２モーターと；前記両要素をベース上の単一平面内において相互に直交する方向に動かすことができるように前記第１モーターと前記第２モーターとを相互に単一平面内において位置決めするための前記ベースと；前記両要素の動きがシャトルにＸＹ運動を行わせるように前記両要素に反応する前記シャトルと；前記要素に対する前記シャトルの角運動を抑制するように各要素の各面と前記シャトルとの間の複数のベアリングと；を備えるシステム。

Claims

【特許請求の範囲】１．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に運動を行わせるように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に運動を行わせるように向けられた第２モーターと；複数の要素をベース上において相互に直交する方向に単一平面内において動かすことができるように第１モーターと第２モーターを相互に位置決めするためのベースと；二つの要素の動きによってシャトルが複合直交運動を行うように二つの要素に反応する前記シャトルと；を備えるシステム。２．前記シャトルが前記ベースに対して空気ベアリングを有する請求項１に記載のシステム。３．前記両要素と前記シャトルの少なくとも一つが前記ベースに対して空気ベアリングを有する請求項１に記載のシステム。４．前記シャトルと少なくとも一つの前記要素との間に空気ベアリングを含む、請求項１に記載のシステム。５．前記シャトルと前記各要素それぞれとの間に空気ベアリングを含む請求項２に記載のシステム。６．前記第１モーターは閉じループ単軸モーターであり、前記閉じループモーターは前記要素の運動制御を高めるため単軸フィードバック手段を含む請求項１に記載のシステム。７．前記第１モーターと前記第２モーターはいずれも閉じループ単軸モーターであり、前記閉じループモーターは前記それぞれの要素の運動制御を高めるため、それぞれ単軸フィードバック手段を含む請求項１に記載のシステム。８．前記第１モーターはリニアモーターであり、前記フィードバック手段は前記要素とリニアスケールとの間の磁気的相互作用によって実行され、前記スケールは前記モーターの一部であるとともに前記要素の動きに実質的に平行に向けられている請求項６に記載のシステム。９．前記両モーターはリニアモーターであり、両モーターの各フィードバック手段は各モーターのためのリニアスケール間の磁気的相互作用によって実行され、前記スケールは前記各モーターの前記各要素の動きに実質的に平行である、請求項７に記載のシステム。１０．前記第１モーターはリニアモーターであり、前記フィードバック手段は前記要素と、前記モーターの一部であるリニアスケールとの間の光学的相互作用によって実行され、前記スケールは前記要素の動きに実質的に平行に向けられている請求項６に記載のシステム。１１．前記複数のモーターはリニアモーターであり、前記それぞれのフィードバック手段はそれぞれのモーターの前記要素の間の光学的相互作用によって、各モーターのそれぞれのエンコーダを含んで実行され、前記エンコーダは各それぞれのモーターの一部であり、前記エンコーダは各それぞれの要素の動きに実質的に平行に向けられているリニアスケールを含む請求項７に記載のシステム。１２．前記フィードバック手段は前記シャトルに取付けられたリニアスケールを含む請求項６に記載のシステム。１３．前記フィードバック手段は、前記シャトルに取付けられた少なくとも二つのリニアスケールを含み、第１のスケールは前記第２モーターの前記要素と相互作用を行い、第２スケールは前記第１モーターの前記要素と相互作用を行う請求項７に記載のシステム。１４．前記第１スケールは前記第２要素の動きの方向に実質的に平行に向けられ、前記第２スケールは前記第１要素の動きの方向と平行になるよう向けられている請求項１３に記載のシステム。１５．前記スケールと要素は磁気的に相互作用を行い、前記スケールは別々の磁気要素を有し、前記要素は前記別々の磁気要素と相互作用可能な読取りヘッドを含む請求項１２に記載のシステム。１６．各磁気スケールは別々の磁気要素を含み、前記モーターの各それぞれの要素は読取りヘッドを含み、それぞれの読取りヘッドは協同スケールに反応する請求項１３に記載のシステム。１７．前記フィードバック手段は、光学式読取り手段を含み、前記光学式読取りヘッドは前記シャトル上に位置する干渉要素と相互作用を行う請求項１２に記載のシステム。１８．前記両モーターの各々のそれぞれの要素に関連する読取りヘッドとそれぞれ相互作用を行うように向けられた、少なくとも二つの光学式スケールを前記シャトル上に含む請求項１３に記載のシステム。１９．前記シャトル上の前記それぞれのスケールは相互に実質的に直交方向に向けられ、それぞれのモーターは読取りヘッドを含み、前記第１モーターは、前記第１要素の動きに実質的に平行に向けられた前記シャトル上の前記スケールと相互作用を行う読取りヘッドを含み、前記第２モーター上の前記読取りヘッドは、前記第２モーターの前記要素の動きに実質的に平行に向けられた前記シャトル上の前記スケールと相互作用を行うように向けられている請求項１３に記載のシステム。２０．前記シャトル上の前記それぞれのスケールは相互に実質的に直交方向に向けられ、それぞれのモーターは読取りヘッドを含み、前記第１モーターは、前記第１要素の動きに実質的に平行に向けられた前記シャトル上のエンコーダと相互作用を行うためのスケール手段を含み、前記第２モーター上の前記読取りヘッドは、前記第２モーターの前記要素の動きに実質的に平行に向けられた前記シャトル上の前記スケールと相互作用を行うように向けられ、前記第１モーターの前記読取りヘッドは、前記第２モーターの前記第２要素の動きを制御し、前記第２モーターの前記読取りヘッドは、前記第１モーターの前記第１要素の動きを制御する請求項１３に記載のシステム。２１．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に運動を行わせるように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に運動を行わせるように向けられた第２モーターと；複数の要素をベース上において相互に直交する方向に単一平面内において動かすことができるように第１モーターと第２モーターを相互に位置決めするためのベースと；二つの要素の動きによってシャトルが複合直交運動を行うように二つの要素に反応する前記シャトルと、前記ベースに対して空気ベアリングを有しする前記要素の少なくとも一つまたはシャトルと；相互作用面とベースの間に空気圧を作用させることによって空気ベアリングを形成する手段と、前記相互作用面と前記ベースを吸引するための予負荷手段と、を備え、前記空気圧は前記予負荷吸引の効果をバランスさせる；モーターシステム。２２．前記要素の少なくとも一つとシャトルは、それぞれ前記ベースに対する空気ベアリングを有するとともに、それぞれの相互作用面と前記ベースとの間に空気圧を作用させることによって空気ベアリングを形成する手段を含み、前記それぞれの相互作用面と前記ベースを吸引するための磁気手段を含み、前記空気圧は前記磁気吸引効果をバランスさせる請求項２１に記載のシステム。２３．前記両要素と前記シャトルがそれぞれ前記ベースに対して空気ベアリングを有し、それぞれの相互作用面と前記ベース間に空気圧を作用させて空気ベアリングを形成する手段を含み、前記それぞれの相互作用面と前記ベースを吸引するための磁気手段を含み、前記空気圧は前記磁気吸引効果をバランスさせる請求項２１に記載のシステム。２４．前記シャトルと少なくとも一つの要素との間に一つの空気ベアリングを含み、前記シャトルの相互作用面と前記要素の相互作用面との間に空気圧を作用させて空気ベアリングを形成する手段を含み、前記相互作用面を吸引するための磁気手段を含み、前記空気圧は前記磁気吸引効果をバランスさせる請求項２１に記載のシステム。２５．前記シャトルと前記要素のそれぞれの各々との間に空気ベアリングを含み、前記シャトルの相互作用面と前記要素の相互作用面との間に空気圧を作用させて空気ベアリングを形成する手段を含み、前記相互作用面を吸引するための磁気手段を含み、前記空気圧は前記磁気吸引効果をバランスさせる請求項２１に記載のシステム。２６．前記空気ベアリングは相互作用面間に空気圧を作用させて形成され、前記相互作用面を吸引するための磁気手段を含み、前記空気圧は前記磁気吸引効果をバランスさせる請求項９に記載のシステム。２７．複合直交運動を行わせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に運動を行わせるように向けられた第１モーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に運動を行わせるように向けられた第２モーターと；複数の要素をベース上において相互に直交する方向に単一平面内において動かすことができるように第１モーターと第２モーターを相互に位置決めするためのベースと；二つの要素の動きによってシャトルが複合直交運動を行うように二つの要素に反応する前記シャトルと；前記シャトルの前記要素に対する角運動を抑制する、各要素の各面と前記シャトルとの間の少なくとも二つの空気ベアリングと；を備えるシステム。２８．前記両要素の少なくとも一つと更に前記シャトルは前記ベースに対して空気ベアリングを有し、前記シャトルの前記要素に対する角運動を抑制するように、各要素の各面と前記シャトルとの間に少なくとも二つの空気ベアリングを含む請求項２７に記載のシステム。２９．前記両要素と前記シャトルがそれぞれ前記ベースに対して空気ベアリングを有し、前記シャトルの前記要素に対する角運動を抑制するように、各要素の各面と前記シャトルとの間に少なくとも二つの空気ベアリングを含む請求項２７に記載のシステム。３０．前記モーターはＤＣリニアモーターであるように選ばれる、請求項１に記載のシステム。３１．前記モーターはＤＣリニアモーターであるように選ばれる請求項７に記載のシステム。３２．前記モーターはＤＣリニアモーターであるように選ばれる請求項２１に記載のシステム。３３．前記モーターはＤＣリニアモーターであるように選ばれる請求項２６に記載のシステム。３４．ＸＹ運動をさせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に運動を行わせるように向けられた第１リニアモーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に運動を行わせるように向けられた第２リニアモーターと；複数の要素をベース上において相互に直交する方向に単一平面内において動かすことができるように第１モーターと第２モーターを相互に位置決めするためのベースと；二つの要素の動きによってシャトルがＸＹ運動を行うように二つの要素に反応する前記シャトルと；を備えるシステム。３５．少なくとも前記シャトルは前記ベースに対して空気ベアリングを有する、請求項３４に記載のシステム。３６．前記両要素と前記シャトルは前記ベースに対して空気ベアリングを有する請求項３４に記載のシステム。３７．前記シャトルと前記各要素との間に空気ベアリングを有する請求項３４に記載のシステム。３８．前記第１モーターと前記第２モーターはいずれも閉じループモーターであり、前記閉じループは、前記それぞれの要素の動きの制御をそれぞれ高めるため、それぞれのリニアエンコーダを含む請求項３４に記載のシステム。３９．各それぞれのモーターのための一つのエンコーダ間の磁気的または光学的相互作用の少なくとも一つにより選択的に行われる各それぞれのモーターのためのフィードバック手段を含み、前記エンコーダはそれぞれ一つのスケールを含み、前記スケールは各それぞれのモーターの各それぞれの要素の動きに実質的に平行である請求項３８に記載のシステム。４０．前記フィードバック手段は、前記モーターの少なくとも一つ、または前記シャトルに選択的に取付けられたスケールを含む請求項３９に記載のシステム。４１．前記シャトルの前記要素に対する角運動を抑制するため、各要素の各面と前記シャトルとの間に空気ベアリングを含む請求項３４に記載のシステム。４２．前記シャトルの前記要素に対する角運動を抑制するため、各要素の各面と前記シャトルとの間に空気ベアリングを含む請求項３９に記載のシステム。４３．それぞれの要素の相互作用面と前記ベース間に空気圧を作用させて空気ベアリングを形成するための手段を含み、前記相互作用面と前記ベースを吸引するための予負荷手段を含み、前記空気圧は予負荷吸引の効果をバランスさせる請求項４１に記載のシステム。４４．前記シャトルの前記要素に対する角運動を制御するため、各要素の各面と前記シャトルとの間に少なくとも二つの空気ベアリングを含む請求項４１に記載のシステム。４５．ＸＹ運動をさせるためのモーターシステムであって：第１要素を二つの直交方向の第１の方向に運動を行わせるように向けられた第１リニアモーターと；第２要素を二つの直交方向の第２の方向に運動を行わせるように向けられた第２リニアモーターと；複数の要素をベース上において相互に直交する方向に単一平面内において動かすことができるように第１モーターと第２モーターを相互に位置決めするためのベースと；二つの要素の動きによってシャトルがＸＹ運動を行うように二つの要素に反応する前記シャトルと；を備え、少なくとも前記シャトルは前記ベースに対して一つの空気ベアリングを有し；前記シャトルと前記ベース間に空気圧を作用させて空気ベアリングを形成するための手段と；前記相互作用面と前記ベースを吸引するための磁気手段と、を備え、前記空気圧は前記磁気吸引効果をバランスさせる；モーターシステム。