JPS6366614A - 微細位置決め装置 - Google Patents
微細位置決め装置Info
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- JPS6366614A JPS6366614A JP21061886A JP21061886A JPS6366614A JP S6366614 A JPS6366614 A JP S6366614A JP 21061886 A JP21061886 A JP 21061886A JP 21061886 A JP21061886 A JP 21061886A JP S6366614 A JPS6366614 A JP S6366614A
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- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 51
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
- B23Q1/36—Springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece
- B23Q15/24—Control or regulation of position of tool or workpiece of linear position
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
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- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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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。
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、半導体製造装置、電子顕微鏡等のμｍオーダ
の調節を必要とする装置に使用される微細位置決め装置
に関する。
の調節を必要とする装置に使用される微細位置決め装置
に関する。
近年、各種技術分野においては、μｍのオーダ−の微細
な変位調節が可能である装置が要望されている。その典
型的な例がＬＳ’！（大規模集積回路） 、赳Ｌ’ｓ
Ｉの製造工程において使用されるマスクアライナ、電子
線描画装置等の半導体製造装置である。これらの装置に
おいては、μｍオーダーの微細な位置決めが必要であり
、位置決めの精度が、向上するにしたがってその集積度
も増大し、高性能の製品を製造することができる。この
ような微細な位置決めは上記半導体装置に限らず、電子
顕微鏡をはじめとする各種の高倍率光学装置等において
も必要であり、その情度向上により、バイオテクノロジ
、宇宙開発等の先端技術においてもそれらの発展に大き
く寄与するものである。
な変位調節が可能である装置が要望されている。その典
型的な例がＬＳ’！（大規模集積回路） 、赳Ｌ’ｓ
Ｉの製造工程において使用されるマスクアライナ、電子
線描画装置等の半導体製造装置である。これらの装置に
おいては、μｍオーダーの微細な位置決めが必要であり
、位置決めの精度が、向上するにしたがってその集積度
も増大し、高性能の製品を製造することができる。この
ような微細な位置決めは上記半導体装置に限らず、電子
顕微鏡をはじめとする各種の高倍率光学装置等において
も必要であり、その情度向上により、バイオテクノロジ
、宇宙開発等の先端技術においてもそれらの発展に大き
く寄与するものである。
ところで、上記位置決めにおいては、１つの平面に沿っ
て任意の方向に移動させる並進変位と、１つの軸まわり
に回動させる回転変位とが考えられる。このうち、回転
変位を行う微細位置決め装置として、特公昭５７−５０
４３３号公報に示される装置が提案されていた。これを
図により説明する。
て任意の方向に移動させる並進変位と、１つの軸まわり
に回動させる回転変位とが考えられる。このうち、回転
変位を行う微細位置決め装置として、特公昭５７−５０
４３３号公報に示される装置が提案されていた。これを
図により説明する。
第３図は微小回転変位を行う従来の微細位置決め装置の
一部破断斜視図である。図で、１）は円柱状の中央固定
部、ｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃは中央固定部１）の周面に
その長手方向に等間隔に形成された縦溝である。１２は
中央固定部１）を中心として可回動に設けられたリング
状のステージ、１２ａ＋ ”’１２ａｚ、１２ｂ＋ 〜
１２ｔ）＋、１２ｃ＋ 〜１２ｃｚはそれぞれ３１）１
） ａ、 １ ｌ ｂ。
一部破断斜視図である。図で、１）は円柱状の中央固定
部、ｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃは中央固定部１）の周面に
その長手方向に等間隔に形成された縦溝である。１２は
中央固定部１）を中心として可回動に設けられたリング
状のステージ、１２ａ＋ ”’１２ａｚ、１２ｂ＋ 〜
１２ｔ）＋、１２ｃ＋ 〜１２ｃｚはそれぞれ３１）１
） ａ、 １ ｌ ｂ。
１）ｃに対向してステージ１２に固定されたＵ字状金具
である。１３は各縦溝１）ａ、Ｉｌｂ。
である。１３は各縦溝１）ａ、Ｉｌｂ。
１）ｃと各Ｕ字状金具１２ ａｔ −１２Ｃ３との間に
装架されたバイモルフ形圧電素子、１３Ａはバイモルフ
形圧電素子１３のＵ字状金具と係合する部分に固定され
た突起である。中央固定部１）、ステージ１２）各Ｕ字
状金具１２ａ、 〜１２ｃ３はいずれも剛体である。こ
こで、上記バイモルフ形圧電素子１３を第４図面の簡単
な説明する。
装架されたバイモルフ形圧電素子、１３Ａはバイモルフ
形圧電素子１３のＵ字状金具と係合する部分に固定され
た突起である。中央固定部１）、ステージ１２）各Ｕ字
状金具１２ａ、 〜１２ｃ３はいずれも剛体である。こ
こで、上記バイモルフ形圧電素子１３を第４図面の簡単
な説明する。
第４図はバイモルフ形圧電素子の斜視図である。
図で、１３ａ、１３ｂは圧電素子、１３ｃは圧電素子１
３ａ、１３ｂの中間に設けられた共通電極である。圧電
素子１３ａ、１３ｂは共通電極１３Ｃを挟着した状態で
互いに密着されている。１３ｄ、１３ｅはそれぞれ圧電
素子１３ａ、１３ｂに固着された表面電極である。この
状態において、表面電極１３ｄと共通電極１３ｃとの間
に圧電素子１３ａを縮ませる極性の電圧を印加し、同時
に、表面電極１３ｅと共通電極１３ｃとの間に圧電素子
１３ｂを伸ばす極性の電圧を印加すると、各圧電素子１
３ａ、１３ｂが矢印の方向に伸縮することにより、バイ
モルフ形圧電素子１３全体は図のように変形する。この
ようなバイモルフ形圧電素子１３により、圧電素子単体
に比べて大きな変位量を得ることができる。
３ａ、１３ｂの中間に設けられた共通電極である。圧電
素子１３ａ、１３ｂは共通電極１３Ｃを挟着した状態で
互いに密着されている。１３ｄ、１３ｅはそれぞれ圧電
素子１３ａ、１３ｂに固着された表面電極である。この
状態において、表面電極１３ｄと共通電極１３ｃとの間
に圧電素子１３ａを縮ませる極性の電圧を印加し、同時
に、表面電極１３ｅと共通電極１３ｃとの間に圧電素子
１３ｂを伸ばす極性の電圧を印加すると、各圧電素子１
３ａ、１３ｂが矢印の方向に伸縮することにより、バイ
モルフ形圧電素子１３全体は図のように変形する。この
ようなバイモルフ形圧電素子１３により、圧電素子単体
に比べて大きな変位量を得ることができる。
このようなバイモルフ形圧電素子１３は、第３図に示す
装置において、一端が縦溝１）ａ、１）ｂ、ｌｌｃに固
定され、他端は自由端となって各対応するＵ字状金具に
突起１３Ａを介して接触している。今、各バイモルフ形
圧電素子１３に適宜の電圧を印加し、第４図に示す変形
を生じさせると、ステージ１２はその変形に応じて中央
固定部１工を中心として回動変位する。そこで、ステー
ジ１２上に微動テーブルを載置固定しておけば、微動テ
ーブルの微小回転変位を得ることができる。
装置において、一端が縦溝１）ａ、１）ｂ、ｌｌｃに固
定され、他端は自由端となって各対応するＵ字状金具に
突起１３Ａを介して接触している。今、各バイモルフ形
圧電素子１３に適宜の電圧を印加し、第４図に示す変形
を生じさせると、ステージ１２はその変形に応じて中央
固定部１工を中心として回動変位する。そこで、ステー
ジ１２上に微動テーブルを載置固定しておけば、微動テ
ーブルの微小回転変位を得ることができる。
上記従来の装置は、Ｕ字状金具とバイモルフ形圧電素子
１３とにより両者を係合状態に保持し、これにより、バ
イモルフ形圧電素子１３の自然変形のままでの装架を許
し、かつ、バイモルフ形圧電素子１３をステージ１２に
固定した場合に生じる変位の拘束（干渉）を防止してい
る。
１３とにより両者を係合状態に保持し、これにより、バ
イモルフ形圧電素子１３の自然変形のままでの装架を許
し、かつ、バイモルフ形圧電素子１３をステージ１２に
固定した場合に生じる変位の拘束（干渉）を防止してい
る。
ところで、第３図に示す従来の微細位置決め装置は次の
ような問題点を有している。即ち、当該装置の構成は、
構成自体が複雑であるばかりでなく、各バイモルフ形圧
電素子１３の先端位置に合わせて各Ｕ字状金具の取付位
置を定めなければならず、その製造に極めて多くの手間
と時間を要する。しかも、バイモルフ形圧電素子１３と
Ｕ字状金具との係合は、緩やかな保合は許されず、した
がって、バイモルフ形圧電素子１３が変形したときのＵ
字状金具との摺動抵抗も太き（、依然として大きな干渉
が存在する。
ような問題点を有している。即ち、当該装置の構成は、
構成自体が複雑であるばかりでなく、各バイモルフ形圧
電素子１３の先端位置に合わせて各Ｕ字状金具の取付位
置を定めなければならず、その製造に極めて多くの手間
と時間を要する。しかも、バイモルフ形圧電素子１３と
Ｕ字状金具との係合は、緩やかな保合は許されず、した
がって、バイモルフ形圧電素子１３が変形したときのＵ
字状金具との摺動抵抗も太き（、依然として大きな干渉
が存在する。
さらに、第３図に示す装置では、中央固定部１）に沿う
軸のまわりの回転変位は得られるものの、他の軸まわり
の回転変位を得ることはできない。そして、このように
２つの軸まわりの回転変位を得るためには第３図に示す
装置を２つ組合わせることが考えられるが、この組合せ
を構成するのは困難である。
軸のまわりの回転変位は得られるものの、他の軸まわり
の回転変位を得ることはできない。そして、このように
２つの軸まわりの回転変位を得るためには第３図に示す
装置を２つ組合わせることが考えられるが、この組合せ
を構成するのは困難である。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、極め
て簡単な構成で２つの軸まわりの回転変位を得ることが
できる微細位置決め装置を提供するにある。
て簡単な構成で２つの軸まわりの回転変位を得ることが
できる微細位置決め装置を提供するにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、剛体の支持板上
に、ある１つの軸まわりに回転変位を発生させる放射た
わみ梁変位機構を設けるととも比、同じ支持板上に、前
記軸と直交する軸まわりに回転変位を発生させる他の放
射たわみ梁変位機構を設けたことを特徴とする。
に、ある１つの軸まわりに回転変位を発生させる放射た
わみ梁変位機構を設けるととも比、同じ支持板上に、前
記軸と直交する軸まわりに回転変位を発生させる他の放
射たわみ梁変位機構を設けたことを特徴とする。
一方の放射たわみ梁変位機構を駆動すると、この駆動に
よる回転変位は当該放射たわみ梁変位機構における支持
板と反対側の剛体部に現れ、又、他方の放射たわみ梁変
位機構を駆動すると、この駆動による回転変位は支持板
および前記一方の放射たわみ梁変位機構を介してその前
記剛体部に現れる。
よる回転変位は当該放射たわみ梁変位機構における支持
板と反対側の剛体部に現れ、又、他方の放射たわみ梁変
位機構を駆動すると、この駆動による回転変位は支持板
および前記一方の放射たわみ梁変位機構を介してその前
記剛体部に現れる。
Ｃ実施例〕
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明の実施例に係る微細位置決め装置の斜視
図である。図で、ｘ＋ ）’＋ ２は座標軸を示す
。１５は剛体部材で作られた支持板である。
図である。図で、ｘ＋ ）’＋ ２は座標軸を示す
。１５は剛体部材で作られた支持板である。
１６Ｍ、□ １６Ｍ、は支持板１５上に対称的に配置さ
れた放射たわみ梁変位機構である。各放射たわみ梁変位
機構１６Ｍ、、、１６Ｍ、はＸ軸方向に延びる共通の１
つの軸（ｙ’軸）のまわりに回転変位を発生せしめる。
れた放射たわみ梁変位機構である。各放射たわみ梁変位
機構１６Ｍ、、、１６Ｍ、はＸ軸方向に延びる共通の１
つの軸（ｙ’軸）のまわりに回転変位を発生せしめる。
１６Ｍ、、、１６ＭＸｂは支持板１５上に対称的に配置
された放射たわみ梁変位機構であり、それぞれＸ軸方向
に延びる共通の１つの軸（ｘ＋軸）のまわりに回転変位
を発生せしめる。各放射たわみ梁変位機構１６Ｍ、□１
６Ｍｙｂ。
された放射たわみ梁変位機構であり、それぞれＸ軸方向
に延びる共通の１つの軸（ｘ＋軸）のまわりに回転変位
を発生せしめる。各放射たわみ梁変位機構１６Ｍ、□１
６Ｍｙｂ。
１６ ＭＸ−−１６Ｍ−ｂの構造については後述する。
１７ａ、１７ｂはそれぞれ放射たわみ梁変位機構１６
Ｍｙ−、１６Ｍｙｂを構成する一方の剛体部（他方の剛
体部は支持板１５）、１８ａ、１８ｂはそれぞれ放射た
わみ梁変位機構１６Ｍ、□ １６ＭＸｂを構成する一方
の剛体部（同じく他方の剛体部は支持板１５）である。
Ｍｙ−、１６Ｍｙｂを構成する一方の剛体部（他方の剛
体部は支持板１５）、１８ａ、１８ｂはそれぞれ放射た
わみ梁変位機構１６Ｍ、□ １６ＭＸｂを構成する一方
の剛体部（同じく他方の剛体部は支持板１５）である。
１９ａ、１９ｂはそれぞれ剛体部１８ａ、１８ｂに固定
されたＬ字形の固定部、２０は剛体部１７ａ、１７ｂに
固定された微動テーブルである。この微動テーブル２０
上には微細位置決めされる対象物体が載置固定される。
されたＬ字形の固定部、２０は剛体部１７ａ、１７ｂに
固定された微動テーブルである。この微動テーブル２０
上には微細位置決めされる対象物体が載置固定される。
ここで、放射たわみ梁変位機構を図により説明する。第
２図（ａ）、（ｂ）は放射たわみ梁変位機構の側面図で
ある。図で、２５ａ、２５ｂはそれぞれ、左右に存在す
る剛体部である。２６．２６’はそれぞれ剛体部２５ａ
、２５ｂの間にこれらと一体に形成され、かつ定点０を
中心として放射状に配置された平板状の放射たわみ梁で
ある。２７は放射たわみ梁２６．２６’ と剛体部とを
一体形成するために生じた貫通孔である。２８ａは剛体
部２５ａから貫通孔２７に突出する突出部、２８ｂは剛
体部２５ｂから貫通孔２７に突出する突出部であり、こ
れら突出部２８ａ、２８ｂは互いに図の縦方向において
間隔を有して重なっている。
２図（ａ）、（ｂ）は放射たわみ梁変位機構の側面図で
ある。図で、２５ａ、２５ｂはそれぞれ、左右に存在す
る剛体部である。２６．２６’はそれぞれ剛体部２５ａ
、２５ｂの間にこれらと一体に形成され、かつ定点０を
中心として放射状に配置された平板状の放射たわみ梁で
ある。２７は放射たわみ梁２６．２６’ と剛体部とを
一体形成するために生じた貫通孔である。２８ａは剛体
部２５ａから貫通孔２７に突出する突出部、２８ｂは剛
体部２５ｂから貫通孔２７に突出する突出部であり、こ
れら突出部２８ａ、２８ｂは互いに図の縦方向において
間隔を有して重なっている。
２９は突出部２８ａと突出部２８ｂとの間に固定された
圧電アクチュエータである。圧電アクチュエータ２９は
、点Ｏを中心として圧電アクチュエータ２９を通る円を
描いた場合、その円の接線方向の力ｆ （点０に関する
トルクに相当する）を発生し各放射たわみ梁に曲げ変形
を生せしめる。これら力の大きさは、圧電アクチュエー
タ２９に印加される電圧によって制御される。３０は剛
体部２５ａを支持する剛体構造を示す。
圧電アクチュエータである。圧電アクチュエータ２９は
、点Ｏを中心として圧電アクチュエータ２９を通る円を
描いた場合、その円の接線方向の力ｆ （点０に関する
トルクに相当する）を発生し各放射たわみ梁に曲げ変形
を生せしめる。これら力の大きさは、圧電アクチュエー
タ２９に印加される電圧によって制御される。３０は剛
体部２５ａを支持する剛体構造を示す。
上記の構造において、剛体部２５ａ、２５ｂ、放射たわ
み梁２６，２６’ 、突出部２８ａ。
み梁２６，２６’ 、突出部２８ａ。
２８ｂ、圧電アクチュエータ２９により放射たわみ梁変
位１４ＦＦ＃３２が構成されている。点Ｏを通る紙面に
垂直な線を、この放射たわみ梁変位機構３２の位置と設
置方向を示す基準軸とする。
位１４ＦＦ＃３２が構成されている。点Ｏを通る紙面に
垂直な線を、この放射たわみ梁変位機構３２の位置と設
置方向を示す基準軸とする。
次に、上記放射たわみ梁変位機構の動作を第２図（ｂ）
を参照しながら説明する。第２図（ｂ）は第２図（ａ）
に示す放射たわみ梁変位機構３２の変形後の側面図であ
る。今、圧電アクチュエータ２９に電圧を印加して上記
接触線方向の力ｆを発生させる。そうすると、突出部２
８ｂは圧電アクチュエータ２９に発生した力により上記
接線に沿って上向きに押される。剛体部２５ｂは剛体部
２５ａに放射たわみ梁２６．２６”で連結された形とな
っているので、上記の力を受けた結果、放射たわみ梁２
６，２６°の剛体部２５ａに連結されている部分は点Ｏ
から放射状に延びる直′ｆａＬｔ。
を参照しながら説明する。第２図（ｂ）は第２図（ａ）
に示す放射たわみ梁変位機構３２の変形後の側面図であ
る。今、圧電アクチュエータ２９に電圧を印加して上記
接触線方向の力ｆを発生させる。そうすると、突出部２
８ｂは圧電アクチュエータ２９に発生した力により上記
接線に沿って上向きに押される。剛体部２５ｂは剛体部
２５ａに放射たわみ梁２６．２６”で連結された形とな
っているので、上記の力を受けた結果、放射たわみ梁２
６，２６°の剛体部２５ａに連結されている部分は点Ｏ
から放射状に延びる直′ｆａＬｔ。
Ｌ２にあるが、剛体部２５ｂに連結されている部分は、
上記直線Ｌｌ、Ｌｍから僅かにずれた直線（この直線も
点０から放射状に延びる直線である。）Ｌｌｏ、Ｌ２′
上にずれる微小変位を生じる。このため、剛体部２５ｂ
は図で時計方向に微小角度δだけ回動する。この回転変
位δの大きさは、放射たわみ梁２６．２６’ の曲げに
対する剛性により定まるので、力Ｆを正確に制御すれば
、回転変位δもそれと同じ精度で制御できることになる
。
上記直線Ｌｌ、Ｌｍから僅かにずれた直線（この直線も
点０から放射状に延びる直線である。）Ｌｌｏ、Ｌ２′
上にずれる微小変位を生じる。このため、剛体部２５ｂ
は図で時計方向に微小角度δだけ回動する。この回転変
位δの大きさは、放射たわみ梁２６．２６’ の曲げに
対する剛性により定まるので、力Ｆを正確に制御すれば
、回転変位δもそれと同じ精度で制御できることになる
。
圧電アクチュエータ２９に印加されている電圧が除かれ
ると、各放射たわみ梁２６．２６°は変形前の状態に復
帰し、放射たわみ梁変位機構３２は第２図（ａ）に示す
状態に戻り、回転変位δは０になる。
ると、各放射たわみ梁２６．２６°は変形前の状態に復
帰し、放射たわみ梁変位機構３２は第２図（ａ）に示す
状態に戻り、回転変位δは０になる。
以上の放射たわみ梁変位機構の説明から、第１図に示す
放射たわみ梁変位機構１６Ｍｙ、、 １６Ｍ２．の基
準軸はｙ′軸であり、放射たわみ梁変位機構１６Ｍ、、
、１６ＭＸｂの基準軸はＸ″軸であることが判る。又、
第１図に示す支持板１５が剛体部２５ａに対応し、剛体
部１７ ａ、 １７ ｂ、 １８ ａ。
放射たわみ梁変位機構１６Ｍｙ、、 １６Ｍ２．の基
準軸はｙ′軸であり、放射たわみ梁変位機構１６Ｍ、、
、１６ＭＸｂの基準軸はＸ″軸であることが判る。又、
第１図に示す支持板１５が剛体部２５ａに対応し、剛体
部１７ ａ、 １７ ｂ、 １８ ａ。
１８ｂが剛体部２５ｂに対応することも判る。ただし、
放射たわみ梁変位機構１６ Ｍ、、、 １６ Ｍ、ｂ
において、これらを支持する剛体構造は剛体部１８ａ、
１８ｂ側にある。
放射たわみ梁変位機構１６ Ｍ、、、 １６ Ｍ、ｂ
において、これらを支持する剛体構造は剛体部１８ａ、
１８ｂ側にある。
さらに、第１図に示す各放射たわみ梁変位機構１６Ｍｙ
−，１６Ｍｙｂ、１６Ｍ、、、１６ＭＸｂの基準軸ｙ”
、ｘ゛は、それらの放射たわみ梁２６゜２６゛の放射角
度θを選定することにより、微動テーブル２０の表面上
を通るようにされている。
−，１６Ｍｙｂ、１６Ｍ、、、１６ＭＸｂの基準軸ｙ”
、ｘ゛は、それらの放射たわみ梁２６゜２６゛の放射角
度θを選定することにより、微動テーブル２０の表面上
を通るようにされている。
ここで、本実施例の動作を説明する。放射たわみ梁１６
Ｍ□、１６Ｍｙｂの圧電アクチュエータに同一電圧を印
加すると、この電圧に応じて放射たわみ梁が第２図（ｂ
）に示すように変形する。この場合、支持板１５は固定
脚１９ａ、１９ｂ、放射たわみ梁変位機構１６Ｍ、、、
１６Ｍ、ｂを介して固定状態にあるので、放射たわみ梁
変位機構１６Ｍ、、、 １６ Ｍｙｂはｙ゛軸まわり
に回転変位を発生し、これにより微動テーブル２０はｙ
゛軸まわりに回転変位する。
Ｍ□、１６Ｍｙｂの圧電アクチュエータに同一電圧を印
加すると、この電圧に応じて放射たわみ梁が第２図（ｂ
）に示すように変形する。この場合、支持板１５は固定
脚１９ａ、１９ｂ、放射たわみ梁変位機構１６Ｍ、、、
１６Ｍ、ｂを介して固定状態にあるので、放射たわみ梁
変位機構１６Ｍ、、、 １６ Ｍｙｂはｙ゛軸まわり
に回転変位を発生し、これにより微動テーブル２０はｙ
゛軸まわりに回転変位する。
又、放射たわみ梁変位機構１６ ＭＸ−、１６Ｍｘｂの
圧電アクチュエータに同一電圧を印加すると、この電圧
に応じて放射たわみ梁が変形してＸ”軸まわりの回転変
位を発生する。この回転変位は支持板１５、放射たわみ
梁変位機構１６Ｍ、、、１６Ｍ ｙ ＋１を介して微動
テーブル２０に電圧され、微動テーブル２０はＸ゛軸ま
わりに回転変位する。
圧電アクチュエータに同一電圧を印加すると、この電圧
に応じて放射たわみ梁が変形してＸ”軸まわりの回転変
位を発生する。この回転変位は支持板１５、放射たわみ
梁変位機構１６Ｍ、、、１６Ｍ ｙ ＋１を介して微動
テーブル２０に電圧され、微動テーブル２０はＸ゛軸ま
わりに回転変位する。
さらに、放射たわみ梁変位機構１６Ｍ□、１６Ｍｙｂと
放射たわみ梁変位機構１６Ｍ、□ １６ＭＸｂとを同時
に駆動すると、微動テーブル２０の回転変位は両者の回
転変位を剛性した回転変位となる。
放射たわみ梁変位機構１６Ｍ、□ １６ＭＸｂとを同時
に駆動すると、微動テーブル２０の回転変位は両者の回
転変位を剛性した回転変位となる。
このように、本実施例では、１つの支持板上にｙ゛軸ま
わりの回転変位を生じる２つの放射たわみ梁変位機構を
対称的に設けるとともに、上記支持板上にｙ゛軸と直交
するＸ′軸まわりの回転変位を生じる２つの放射たわみ
梁変位機構を対称的に設け、前の剛体部に激動テーブル
を固定し、後者の剛体部に固定脚を固定したので、簡単
な構成で２軸まわりの回転変位を得ることができる。又
、各放射たわみ梁変位機構の基準軸であるｙ゛軸。
わりの回転変位を生じる２つの放射たわみ梁変位機構を
対称的に設けるとともに、上記支持板上にｙ゛軸と直交
するＸ′軸まわりの回転変位を生じる２つの放射たわみ
梁変位機構を対称的に設け、前の剛体部に激動テーブル
を固定し、後者の剛体部に固定脚を固定したので、簡単
な構成で２軸まわりの回転変位を得ることができる。又
、各放射たわみ梁変位機構の基準軸であるｙ゛軸。
Ｘ′軸が微動テーブル上にあるようにしたので、回転変
位の回転中心も微動テーブル上となり、正確な回転変位
を行うことができる。
位の回転中心も微動テーブル上となり、正確な回転変位
を行うことができる。
なお、上記実施例の説明では、各軸の放射たわみ梁変位
機構を対称的に２つづつ設ける例について説明したが、
これに限ることはなく、一方を１つとして中央に設ける
こともできる。この場合、中央に設けられた１つの放射
たわみ梁変位機構が固定部を固定するものではない場合
には、その剛体部が微動テーブルとなる。又、ｙ°軸、
ｘ゛軸は必ずしも微動テーブルの表面に存在する必要は
なく、任意に選択することができる。
機構を対称的に２つづつ設ける例について説明したが、
これに限ることはなく、一方を１つとして中央に設ける
こともできる。この場合、中央に設けられた１つの放射
たわみ梁変位機構が固定部を固定するものではない場合
には、その剛体部が微動テーブルとなる。又、ｙ°軸、
ｘ゛軸は必ずしも微動テーブルの表面に存在する必要は
なく、任意に選択することができる。
以上述べたように、本発明では、岡り体の支持板上に１
つの軸まわりの回転変位を発生させる放射たわみ梁変位
機構と、当該軸と直交する軸まわりの回転変位を発生さ
せる放射たわみ梁変位機構とを設けたので、簡単かつ小
形な構成で２つの軸まわりの回転変位を得ることができ
る。
つの軸まわりの回転変位を発生させる放射たわみ梁変位
機構と、当該軸と直交する軸まわりの回転変位を発生さ
せる放射たわみ梁変位機構とを設けたので、簡単かつ小
形な構成で２つの軸まわりの回転変位を得ることができ
る。
第１図は本発明の実施例に係る微細位置決め装置の斜視
図、第２図（ａ） 、（ｂ）は第１図に示す放射たわみ
梁変位機構の側面図、第３図は従来の微細位置決め装置
の一部破断斜視図、第４図は第３図に示すバイモルフ形
圧電素子の斜視図である。 １５・・・・・・支持板、１６ Ｍｙ−、１６Ｍｙｂ、
１６Ｍ□、１６ＭＸｂ・・・・・・放射たわみ梁変機構
、１７ａ。 １７ ｂ、 １８ ａ、 １８ ｂ・−・−・剛体
部、１９ａ。 １９ｂ・・・・・・固定」、２０・・・・・・微動テー
ブル。 第１図 第２図
図、第２図（ａ） 、（ｂ）は第１図に示す放射たわみ
梁変位機構の側面図、第３図は従来の微細位置決め装置
の一部破断斜視図、第４図は第３図に示すバイモルフ形
圧電素子の斜視図である。 １５・・・・・・支持板、１６ Ｍｙ−、１６Ｍｙｂ、
１６Ｍ□、１６ＭＸｂ・・・・・・放射たわみ梁変機構
、１７ａ。 １７ ｂ、 １８ ａ、 １８ ｂ・−・−・剛体
部、１９ａ。 １９ｂ・・・・・・固定」、２０・・・・・・微動テー
ブル。 第１図 第２図
Claims (6)
- （１）剛体の支持板と、この支持板上に設けられ第１の
軸まわりに回転変位を発生させる放射たわみ梁変位機構
と、前記支持板上に設けられ前記第１の軸と直交する第
２の軸まわりに回転変位を発生させる放射たわみ梁変位
機構とを備えていることを特徴とする微細位置決め装置
。 - （２）特許請求の範囲第（１）項において、前記各放射
たわみ梁変位機構は、それぞれの回転変位発生軸まわり
のモーメントにより曲げ変形を生じ、前記軸上の定めら
れた点に関して互いに放射状に延びる複数のたわみ梁と
、これらたわみ梁に前記モーメントを作用させるアクチ
ュエータとにより構成されていることを特徴とする微細
位置決め装置。 - （３）特許請求の範囲第（２）項において、前記アクチ
ュエータは圧電アクチュエータであることを特徴とする
微細位置決め装置。 - （４）特許請求の範囲第（１）項において、前記第１の
軸まわりに回転変位を発生させる放射たわみ梁変位機構
は、前記支持板上に対向して２つ設けられていることを
特徴とする微細位置決め装置。 - （５）特許請求の範囲第（１）項において、前記第２の
軸まわりに回転変位を発生させる放射たわみι２変位機
構は、前記支持板上に対向して２つ設けられていること
を特徴とする微細位置決め装置。 - （６）特許請求の範囲第（１）項において、前記各放射
たわみ梁における前記支持板と対向する側の各剛体部は
、それらの一方が固定され他方に微動テーブルが固定さ
れていることを特徴とする微細位置決め装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210618A JPH071447B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 微細位置決め装置 |
| DE3788773T DE3788773T2 (de) | 1986-09-09 | 1987-09-08 | Vorrichtung zur Feinverstellung und Vorrichtung zum Steuern dieser Verstellungen. |
| EP87201701A EP0264147B1 (en) | 1986-09-09 | 1987-09-08 | Fine positioning device and displacement controller therefor |
| US07/244,101 US4991309A (en) | 1986-09-09 | 1988-09-14 | Fine positioning device and displacement controller therefor |
| US07/244,102 US5005298A (en) | 1986-09-09 | 1988-09-14 | Displacement controller for fine positioning device |
| US07/244,168 US4888878A (en) | 1986-09-09 | 1988-09-14 | Fine positioning device |
| US07/244,169 US4920660A (en) | 1986-09-09 | 1988-09-14 | Fine positioning device and displacement controller therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210618A JPH071447B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 微細位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366614A true JPS6366614A (ja) | 1988-03-25 |
| JPH071447B2 JPH071447B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=16592307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61210618A Expired - Lifetime JPH071447B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 微細位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071447B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3786332A (en) * | 1969-03-19 | 1974-01-15 | Thomson Houston Comp Francaise | Micro positioning apparatus |
| JPS5994103A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-30 | Nec Corp | 電気機械変換器の制御装置 |
| JPS5996880A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-06-04 | Nec Corp | 電気機械変換装置 |
| JPS6025284A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-08 | Hitachi Ltd | 位置決め装置 |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP61210618A patent/JPH071447B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3786332A (en) * | 1969-03-19 | 1974-01-15 | Thomson Houston Comp Francaise | Micro positioning apparatus |
| JPS5994103A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-30 | Nec Corp | 電気機械変換器の制御装置 |
| JPS5996880A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-06-04 | Nec Corp | 電気機械変換装置 |
| JPS6025284A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-08 | Hitachi Ltd | 位置決め装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH071447B2 (ja) | 1995-01-11 |
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