(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１支持部材、第２支持部材、第１ボール、第２ボールおよび第３ボールを備える、キネマティック支持機構であって、
前記第１支持部材は、第１溝部、第２溝部および第３溝部を備え、
前記第２支持部材は、第４溝部、第５溝部および第６溝部を備え、
前記第１ボール、第２ボールおよび第３ボールは、いずれも前記第１支持部材および前記第２支持部材に対して運動可能であり、
前記第１溝部および前記第４溝部は、前記第１ボールを挟んで対向し、
前記第２溝部および前記第５溝部は、前記第２ボールを挟んで対向し、
前記第３溝部および前記第６溝部は、前記第３ボールを挟んで対向し、
前記第１支持部材は、
前記第１ボールの位置を第１の移動範囲内に制限する第１ボール保持機構と、
前記第２ボールの位置を第２の移動範囲内に制限する第２ボール保持機構と、
前記第３ボールの位置を第３の移動範囲内に制限する第３ボール保持機構と、
を備え、
前記各移動範囲は有限の広がりを有し、
前記第１ボール保持機構は、前記第１ボールを前記第１の移動範囲の内側方向に付勢する弾性部材を備え、
前記第２ボール保持機構は、前記第２ボールを前記第２の移動範囲の内側方向に付勢する弾性部材を備え、
前記第３ボール保持機構は、前記第３ボールを前記第３の移動範囲の内側方向に付勢する弾性部材を備える、キネマティック支持機構。
【請求項２】
ボール固定状態とボール移動可能状態とを切り替え可能なボール保持機構を備える、請求項１に記載のキネマティック支持機構。
【請求項３】
第１支持部材、第２支持部材、第１ボール、第２ボールおよび第３ボールを備える、キネマティック支持機構であって、
前記第１支持部材は、第１溝部、第２溝部および第３溝部を備え、
前記第２支持部材は、第４溝部、第５溝部および第６溝部を備え、
前記第１ボール、第２ボールおよび第３ボールは、いずれも前記第１支持部材および前記第２支持部材に対して運動可能であり、
前記第１溝部および前記第４溝部は、前記第１ボールを挟んで対向し、
前記第２溝部および前記第５溝部は、前記第２ボールを挟んで対向し、
前記第３溝部および前記第６溝部は、前記第３ボールを挟んで対向し、
ボール固定状態とボール移動可能状態とを切り替え可能なボール保持機構を備える、キネマティック支持機構。
【請求項４】
第１溝部、第２溝部および第３溝部は、放射状に配置され、
第４溝部、第５溝部および第６溝部は、放射状に配置され、
前記第１溝部は２点において前記第１ボールに当接し、
前記第２溝部は２点において前記第２ボールに当接し、
前記第３溝部は２点において前記第３ボールに当接し、
前記第４溝部は２点において前記第１ボールに当接し、
前記第５溝部は２点において前記第２ボールに当接し、
前記第６溝部は２点において前記第３ボールに当接する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のキネマティック支持機構。
【請求項５】
前記第１支持部材および第２支持部材を、互いに向かって付勢する押付手段をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のキネマティック支持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキネマティック支持機構に関し、とくに「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」方式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
キネマティック支持機構は、２つの基盤の相対的位置関係を高い精度で再現するとともに、基盤間の熱膨張の違いを逃がして変形を避けるための支持機構である。従来のキネマティック支持機構は、３つのボール状凸部（キネマボール）が固定された基盤（ボール側基盤）と、これに対向する基盤（受け側基盤）とを備える。
【０００３】
図７および図８に、従来のキネマティック支持機構の構成の例を模式的に示す。図８（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ図７のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ線、ＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線、ＶＩＩＩｃ−ＶＩＩＩｃ線に沿った断面図である。ボール側基盤１０にはボール状凸部３０、４０および５０が固定されて設けられており、これらがそれぞれ受け側基盤２０に当接することにより、ボール側基盤１０と受け側基盤２０との相対的位置関係を一意に決定する。
【０００４】
ボール状凸部３０、４０および５０は、それぞれ受け側基盤２０のＶ溝２１、２２および２３に２点で当接する。このように、ボール側基盤１０と受け側基盤２０とが合計６点で接することにより、相対的位置を表す６つの自由度（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）を束縛して位置を決定する。
【０００５】
図９に、従来のキネマティック支持機構の構成の他の例を模式的に示す。この例では、図８に示す「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」に代えて、「平面−Ｖ溝−円錐」という構成が用いられている。ボール状凸部３０は平面部２４に１点で当接し、ボール状凸部４０はＶ溝２２に２点で当接し、ボール状凸部５０は円錐凹部２５に円（または３点）で当接する。このように、ボール側基盤１０と受け側基盤２０とが合計３点と円（または６点）で接することにより、相対的位置を表す６つの自由度（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）を束縛して位置を決定する。
【０００６】
このようなキネマティック支持機構の構成の例として、特許文献１に従来技術として記載される構成が挙げられる。特許文献１の図９には、「平面−Ｖ溝−円錐」方式の例と、「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」方式の例とが示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、キネマティック支持機構の一部を変形した構成の例が記載されている。特許文献２の図１Ａ〜図１Ｄには、「平面−Ｖ溝−円錐」方式の例が示されている。
【０００８】
「平面−Ｖ溝−円錐」方式については、ボール状凸部に代えて、いずれの基盤にも固定されない球体を用いることが知られている。特許文献３の図６には、このような構成の例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１５９６３２号公報
【特許文献２】特許第４８３６９４０号公報
【特許文献３】特開２００６−７８１８７号公報
【特許文献４】特開２００４−７８２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」方式のキネマティック支持機構が理想的に機能するためには、ボール側基盤と受け側基盤とがボール状凸部を介して接触し、ボール側基盤のボール状凸部と、受け側基盤との接点が抵抗なく移動する（滑る）ことが必要である。しかしながら、従来の技術では、ボール側基盤のボール状凸部と、受け側基盤との間に摩擦が発生する場合があるという問題があった。摩擦に起因する好ましくない事象の例として、基盤の位置精度が低下する、機構に好ましくない力がかかり変位や変形を起こす、等が挙げられる。
【００１１】
なお、上記特許文献３のように、「平面−Ｖ溝−円錐」方式のものについては、いずれの基盤にも固定されない球体を用いることが知られている。また、特許文献４には、「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」方式のものについて、いずれの基盤にも固定されない球体を用いることが記載されている。
【００１２】
この発明は、特に「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」方式を改良するためになされたものであり、「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」方式のキネマティック支持機構において、部材の設置誤差を低減するものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の問題点を解決するため、この発明に係るキネマティック支持機構は、第１支持部材、第２支持部材、第１ボール、第２ボールおよび第３ボールを備える、キネマティック支持機構であって、
前記第１支持部材は、第１溝部、第２溝部および第３溝部を備え、
前記第２支持部材は、第４溝部、第５溝部および第６溝部を備え、
前記第１ボール、第２ボールおよび第３ボールは、いずれも前記第１支持部材および前記第２支持部材に対して運動可能であり、
前記第１溝部および前記第４溝部は、前記第１ボールを挟んで対向し、
前記第２溝部および前記第５溝部は、前記第２ボールを挟んで対向し、
前記第３溝部および前記第６溝部は、前記第３ボールを挟んで対向し、
前記第１支持部材は、
前記第１ボールの位置を第１の移動範囲内に制限する第１ボール保持機構と、
前記第２ボールの位置を第２の移動範囲内に制限する第２ボール保持機構と、
前記第３ボールの位置を第３の移動範囲内に制限する第３ボール保持機構と、
を備え、
前記各移動範囲は有限の広がりを有し、
前記第１ボール保持機構は、前記第１ボールを前記第１の移動範囲の内側方向に付勢する弾性部材を備え、
前記第２ボール保持機構は、前記第２ボールを前記第２の移動範囲の内側方向に付勢する弾性部材を備え、
前記第３ボール保持機構は、前記第３ボールを前記第３の移動範囲の内側方向に付勢する弾性部材を備える。
また、この発明に係るキネマティック支持機構は、第１支持部材、第２支持部材、第１ボール、第２ボールおよび第３ボールを備える、キネマティック支持機構であって、
前記第１支持部材は、第１溝部、第２溝部および第３溝部を備え、
前記第２支持部材は、第４溝部、第５溝部および第６溝部を備え、
前記第１ボール、第２ボールおよび第３ボールは、いずれも前記第１支持部材および前記第２支持部材に対して運動可能であり、
前記第１溝部および前記第４溝部は、前記第１ボールを挟んで対向し、
前記第２溝部および前記第５溝部は、前記第２ボールを挟んで対向し、
前記第３溝部および前記第６溝部は、前記第３ボールを挟んで対向し、
ボール固定状態とボール移動可能状態とを切り替え可能なボール保持機構を備える。
【００１４】
第１溝部、第２溝部および第３溝部は、放射状に配置され、
第４溝部、第５溝部および第６溝部は、放射状に配置され、
前記第１溝部は２点において前記第１ボールに当接し、
前記第２溝部は２点において前記第２ボールに当接し、
前記第３溝部は２点において前記第３ボールに当接し、
前記第４溝部は２点において前記第１ボールに当接し、
前記第５溝部は２点において前記第２ボールに当接し、
前記第６溝部は２点において前記第３ボールに当接してもよい。
前記第１支持部材および第２支持部材を、互いに向かって付勢する押付手段をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係るキネマティック支持機構によれば、ボール保持機構の作用により基盤設置時のキネマボールの位置がより正確に決まるので、部材の設置精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るキネマティック支持機構の構成を示す図である。
【図２】図１の各キネマボール周辺のより詳細な構成を示す図である。
【図３】図２の各部の断面図である。
【図４】押付手段の一例の概略を示す図である。
【図５】ボール固定状態とボール移動可能状態とを切り替え可能なボール保持機構の例を示す図である。
【図６】ボール固定状態とボール移動可能状態とを切り替え可能なボール保持機構の、別の例を示す図である。
【図７】従来のキネマティック支持機構の構成を示す図である。
【図８】従来のキネマティック支持機構の構成を示す断面図である。
【図９】従来のキネマティック支持機構の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、本発明の実施の形態１に係るキネマティック支持機構１００の構成を示す。キネマティック支持機構１００は、「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」方式のキネマティック支持機構と呼ぶことができるものである。なお図１は構成要素の概略を示すものであり、各構成要素の具体的構造や位置関係等について厳密ではない（たとえば、各Ｖ溝は各基盤の表面から突出して設けられるように図示しているが、実際には各基盤の表面に彫り込まれるように設けられる場合がある）。キネマティック支持機構１００は、たとえばキネマティック支持装置の一部として構成される。
【００１８】
キネマティック支持機構１００は、ボール側基盤１１０（第１支持部材）および受け側基盤１２０（第２支持部材）を備える。ボール側基盤１１０は、Ｖ溝１１１（第１溝部）、Ｖ溝１１２（第２溝部）およびＶ溝１１３（第３溝部）を備える。
【００１９】
ボール側基盤１１０に関連して、キネマボールとして、キネマボール１３０（第１ボール）、キネマボール１４０（第２ボール）およびキネマボール１５０（第３ボール）が設けられる。キネマボール１３０、１４０および１５０は、それぞれＶ溝１１１、Ｖ溝１１２およびＶ溝１１３に配置される。キネマボール１３０、１４０および１５０は、たとえば球体である。
【００２０】
ボール側基盤１１０は、ボール保持機構１６１（第１ボール保持機構）、ボール保持機構１６２（第２ボール保持機構）およびボール保持機構１６３（第３ボール保持機構）を備える。ボール保持機構１６１、１６２および１６３は、それぞれキネマボール１３０、１４０および１５０の周囲に配置される。とくに図示しないが、ボール保持機構１６１、１６２および１６３はボール側基盤１１０に固定される。なお、ボール保持機構１６１、１６２および１６３は、いずれも、ボール側基盤１１０にも受け側基盤１２０にも直接的には接触せず、なんらかの支持部材を介してボール側基盤１１０の傍に保持されていてもよい。
【００２１】
受け側基盤１２０は、たとえば従来の「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」方式の受け側基盤と同様に構成することができるが、一例を添付図面に示している。受け側基盤１２０は、Ｖ溝１２１（第４溝部）、Ｖ溝１２２（第５溝部）およびＶ溝１２３（第６溝部）を備える。
【００２２】
ボール側基盤１１０のＶ溝１１１は、０度より大きく１８０度より小さい角度をなす２つの平面それぞれの一部を含んでおり、球体の中心がある線分上を移動する場合に、常にその球体と２点で当接するよう構成される。ボール側基盤１１０のＶ溝１１２およびＶ溝１１３も同様であり、また、受け側基盤１２０のＶ溝１２１〜１２３も同様である。この線分の方向を各Ｖ溝の方向とする。
【００２３】
ボール側基盤１１０のＶ溝１１１と、受け側基盤１２０のＶ溝１２１とは、キネマボール１３０を挟んで対向する。同様に、ボール側基盤１１０のＶ溝１１２と、受け側基盤１２０のＶ溝１２２とは、キネマボール１４０を挟んで対向し、ボール側基盤１１０のＶ溝１１３と、受け側基盤１２０のＶ溝１２３とは、キネマボール１５０を挟んで対向する。対向する２つのＶ溝（たとえばＶ溝１１２とＶ溝１２２）は、この例では互いに平行である。
【００２４】
図２および図３に、キネマボール１３０、１４０および１５０周辺のより詳細な構成を示す。
なお、添付の各図面では、図示の都合上、各基盤の垂線が鉛直方向となるよう、とくに、ボール側基盤１１０が下側に、受け側基盤１２０が上側にそれぞれ配置されるよう図示している。しかしながら、実際にキネマティック支持機構１００を設置する際には、これらの配置をどのように決定してもよく、たとえばボール側基盤１１０が上側となるように配置してもよい。また、各基盤の垂線が水平方向または斜め方向となるよう配置してもよい。
【００２５】
ボール側基盤１１０のＶ溝１１１、Ｖ溝１１２およびＶ溝１１３は、たとえば同一平面上または略同一平面上に、放射状に配置される。受け側基盤１２０のＶ溝１２１、Ｖ溝１２２およびＶ溝１２３の関係も同様である。
【００２６】
図３（ａ）は、キネマボール１３０の中心を通りＶ溝１１１と直交する平面（図２のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線に沿った平面）による、キネマボール１３０およびその周辺の断面図である。図３（ｂ）は、キネマボール１４０の中心を通りＶ溝１１２と直交する平面（図２のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線に沿った平面）による、キネマボール１４０およびその周辺の断面図である。図３（ｃ）は、キネマボール１５０の中心を通りＶ溝１１３と直交する平面（図２のＩＩＩｃ−ＩＩＩｃ線に沿った平面）による、キネマボール１５０およびその周辺の断面図である。なお、図３において、ボール保持機構１６１、１６２および１６３については断面による切断部端面のみ示している。
【００２７】
キネマボール１３０、１４０および１５０は、いずれも、ボール側基盤１１０および受け側基盤１２０に対して所定範囲内で運動可能である。本明細書において「運動」とは、移動（すなわち中心位置の変位）、中心の周りの回転、転動、およびこれらの組合せを含む。また、移動可能な範囲は、ボール保持機構によって制限される。ボール保持機構１６１は、キネマボール１３０の位置を所定の移動範囲（第１の移動範囲）内に制限し、ボール保持機構１６２は、キネマボール１４０の位置を所定の移動範囲（第２の移動範囲）内に制限し、ボール保持機構１６３は、キネマボール１５０の位置を所定の移動範囲（第３の移動範囲）内に制限する。
【００２８】
移動範囲は、ゼロでない有限の広がりを有する。たとえば、キネマボール１３０がＶ溝１１１上で移動する場合には、キネマボール１３０の中心の移動範囲はＶ溝１１１と平行な線上（たとえば、Ｖ溝１１１またはこれに対応する構造の形状に応じた直線または曲線上）となり、有限の長さとなる。
【００２９】
ボール保持機構１６１、１６２および１６３の具体的構成は、とくに詳細には示さないが、本明細書の記載に基づき当業者が適宜設計できる。たとえばボール保持機構１６１、１６２および１６３は、太さを有する円環形状の弾性部材（ゴム等）を用いて形成することができる。このように構成すると、ボール保持機構１６１、１６２および１６３の弾性部材が、それぞれキネマボール１３０、１４０および１５０を移動範囲の内側方向に付勢することになる。ここで、「内側方向」とは、たとえば、各ボールと、それぞれの移動範囲の中心との距離を短くする方向として定義可能である。
【００３０】
また、図１および図３に示すように、たとえばボール保持機構１６１の内径を、キネマボール１３０の直径より所定長だけ大きい値に設計すれば、この所定長と、ボール保持機構１６１の弾性とが、キネマボール１３０の移動範囲を規定することになる。ボール保持機構１６２とキネマボール１４０との関係、および、ボール保持機構１６３とキネマボール１５０との関係についても同様である。また、ボール保持機構の一部または全部を非弾性部材（金属等）で構成することもできる。
【００３１】
図３に示すように、ボール側基盤１１０のＶ溝１１１と、受け側基盤１２０のＶ溝１２１とは、キネマボール１３０を挟んで対向し、それぞれ２点においてキネマボール１３０に当接する。ボール側基盤１１０のＶ溝１１２と、受け側基盤１２０のＶ溝１２２とは、キネマボール１４０を挟んで対向し、それぞれ２点においてキネマボール１４０に当接する。ボール側基盤１１０のＶ溝１１３と、受け側基盤１２０のＶ溝１２３とは、キネマボール１５０を挟んで対向し、それぞれ２点においてキネマボール１５０に当接する。
【００３２】
このようにして、キネマティック支持機構１００の各基盤は、３つのＶ溝がそれぞれ２点でボールに当接することにより、合計６点でボールに当接する。この結果、キネマティック支持機構１００は、ボール側基盤１１０と受け側基盤１２０との相対的位置関係を規定する６つの自由度をすべて束縛し、相対的位置を一意に決定して２つの基盤を互いに固定する。なお、キネマボール１３０、１４０および１５０と、受け側基盤１２０との接点は、これ以外に存在しないので、余分な束縛が発生せず、キネマティック支持機構１００の内部に好ましくない力がかからない。
【００３３】
また、各キネマボールは、ボール側基盤１１０にも受け側基盤１２０にも固定されていない。このため、ボール側基盤１１０と受け側基盤１２０との熱膨張の違い等により基盤が相対的に伸縮した場合には、これに合わせて各キネマボールが自由に転動する。とくに、各キネマボールがいずれの基盤にも固定されておらず、各Ｖ溝に沿って自由に転動できるので、摩擦力を低減できる。
【００３４】
たとえばキネマボール１３０は、Ｖ溝１１１に沿って転動することにより、Ｖ溝１１１方向の相対的な基盤の伸縮を逃がす。なお、キネマボール１３０はＶ溝１１１およびＶ溝１２１によって挟まれており、ボール側基盤１１０とも受け側基盤１２０とも２点で接しているので、片方の基盤がＶ溝１１１と直交する方向にずれてキネマボール１３０が逸脱してしまうようなことがない（ただし２つの基盤間には互いに向かう方向に適切な押し付け力が働いていることを前提とする）。同様に、キネマボール１４０および１５０は、それぞれＶ溝１１２および１１３に沿って転動することにより、それぞれＶ溝１１２および１１３に沿った方向の相対的な伸縮を逃がす。
【００３５】
以下、従来技術に係る構成と、本発明の構成との相違の一部について説明する。
図７および図８に示す従来の構成では、理想的には、ボール状凸部３０、４０および５０がそれぞれＶ溝２１、２２および２３に接しながら対応する方向に滑り、その方向の伸縮を逃がす。しかしながら、各ボール状凸部と各Ｖ溝の間には静止摩擦が発生しており、また各ボール状凸部が滑る際にも滑り摩擦が発生するので、摩擦が比較的大きく、基盤の伸縮に正確に対応する位置まで各ボール状凸部が滑らない可能性がある。
【００３６】
これに対し、図２および図３に示す本発明の構成では、キネマボール１３０、１４０および１５０がボール側基盤１１０に固定されておらず、自由に転動することができるので、摩擦力を低減できる。一般に、転がり摩擦は、静止摩擦の１／１０００〜１／１００００またはその程度のオーダーである。このように、低摩擦で基盤の伸縮を逃がすことができるので、基盤の伸縮によってキネマティック支持機構１００にかかる力を低減し、低歪のキネマティック支持装置を実現できる。結果として、支持されるべき部材（光学部品等）を、キネマティック支持装置に再現性よく設置することができる。
【００３７】
また、特許文献２に記載される構成には、基盤間で対向する部分の形状がすべて互いに一致しているものはない。たとえば、Ｖ溝と平面部が対向したり、Ｖ溝と円錐凹部が対向したりしている。このような構成では、キネマボールが転がると基盤間の相対的位置関係を一意に決定することができないので、厳密にはキネマティック支持機構として機能せず、位置の再現性が低くなる。
【００３８】
なお、上記［背景技術］の章でも述べたように、特許文献３の図６には、「平面−Ｖ溝−円錐」方式のものについて、いずれの基盤にも固定されない球体を用いることが知られている。また、特許文献４には、「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」方式のものについて、いずれの基盤にも固定されない球体を用いることが知られている。「Ｖ溝−Ｖ溝−Ｖ溝」方式のものについて、固定されていないボールの位置を正確に規制する機構を設け、位置決め機構としてより高い性能を得られるようにしたことに、本発明の進歩性の一部が存在する。
【００３９】
上述の実施の形態１において、以下のような変形を施すことができる。
各Ｖ溝は他の形状であってもよい。たとえば、対応するキネマボールを２点（または実質的に２点とみなせる接触部）で適切に保持できる構成であれば、溝状曲面や円柱対によって構成されてもよい。
【００４０】
各キネマボールは、いずれもボール側基盤１１０および受け側基盤１２０に対して微小な転動が可能であれば、中心の位置が実質的に固定されていてもよい。たとえば、弾性部材を内径側に有したボール保持機構の内径が、対応するキネマボールの直径と整合するように構成すれば、キネマボールは、少なくとも受け側基盤１２０を設置していない状態においては、ボール保持機構の弾性によって常に所定の１点に保持されることになる。このような場合でも、ボール保持機構の弾性部材を弾性率の小さい（変形しやすい）ものにし、基盤の設置時や伸縮時に発生するキネマボールの微小な自由転動を損なわない程度に緩く保持させれば、本発明の効果を得ることができる。
【００４１】
各ボール保持機構の具体的形状は、図示のものに限らない。ボール保持機構は、対応するキネマボールの、Ｖ溝に沿った方向の移動を制限するものであればよく、たとえばＶ溝に沿った方向両端に、独立する２つの部材が配置されてもよい。また、弾性部材としてゴム等でなくばねを用いてもよい。また、磁力などでキネマボールを所定の移動範囲内に保持してもよい。
【００４２】
また、いずれかまたは複数のキネマボールについて、移動範囲を制限する必要がない場合には、対応するボール保持機構（一部または全部のボール保持機構）は省略してもよい。たとえば、キネマティック支持機構１００の使用者が各キネマボールの移動範囲を把握し、対応するＶ溝から逸脱しないよう調整できる場合がこれに該当する。
【００４３】
また、キネマティック支持機構１００は、ボール側基盤１１０および受け側基盤１２０を互いに向かって付勢する、押付手段を備えてもよい。
図４に、押付手段の一例の概略を示す（なお図４では一部構成要素の図示を省略している）。実施の形態１では、本発明の効果により、各キネマボール周辺の摩擦が低減するため振動しやすくなる可能性がある。押付手段１７０はこの振動を抑制するとともに設置精度や安定性を高める効果も期待できる。
【００４４】
押付手段１７０は、ボール側基盤１１０に設けられる永久磁石と、受け側基盤１２０に設けられる電磁石とを備える。電磁石に電流を供給することにより、ボール側基盤１１０と受け側基盤１２０との間に吸引力が発生し、振動が抑制され、設置精度や安定性が高くなることが期待できる。なお、押付手段１７０の具体的構成は、図４のものに限らず、ボール側基盤１１０および受け側基盤１２０を互いに向かって付勢するものであればよく、様々に構成することができる。真空吸着、磁気力、電磁気力、圧力、等を用いて実現することができる。
【００４５】
また、片側の基盤に永久磁石または電磁石（これらをまとめて磁石と称する）を用いる場合には、対向する基盤には磁石でなく強磁性体を含む領域（たとえば鉄等の金属からなる板）を設けてもよい。真空吸着、磁気力、電磁気力、等を用いて吸引する場合には、複数の吸引装置を、支持点の周囲に対称（点対称または回転対称）となる位置に設けるか、支持点を中心として円環状の吸引装置を設けると好適である。また、図１のような配置の場合に、受け側基盤１２０の上方からアームで機械的に押し付けてもよい。この場合にも支持点周りにおける対称性を確保することが好適である。
【００４６】
各ボール保持機構は、各キネマボールそれぞれを１点に固定する状態（すなわちキネマボールが移動不能となる状態。以下、「ボール固定状態」と呼ぶ）と、キネマボールが所定の広がりを持つ範囲で移動可能となる状態（以下、「ボール移動可能状態」と呼ぶ）とを切り替え可能であってもよい。
【００４７】
図５に、このような機能を実現するボール保持機構の例を示す。図５（ａ）はボール固定状態の例であり、図５（ｂ）はボール移動可能状態の例である。なお図５では、図示の都合上、ボール側基盤１１０および受け側基盤１２０の形状を図３等とは異ならせている。後述の図６についても同様である。
【００４８】
ボール保持機構１８０は、キネマボール１３０を保持する保持部材として、一対の保持部材１８１ａ，１８１ｂを備える。図５（ａ）（ｂ）はいずれも、キネマボール１３０およびその周辺の断面図（上段）と、断面に直交する方向から見た保持部材１８１ａ，１８１ｂの形状（下段）とを示す。また、保持部材を移動可能に支持する可動支持機構として、一対の可動支持機構１８２ａ，１８２ｂを備える。可動支持機構１８２ａが保持部材１８１ａを支持し、可動支持機構１８２ｂが保持部材１８１ｂを支持する。なお、図５の断面図（上段）において、保持部材１８１ａ，１８１ｂについては断面による切断部端面のみ示している。
【００４９】
保持部材１８１ａ，１８１ｂは、それぞれ内縁に円弧を有する形状の非弾性部材を備えており、図５（ａ）の状態では、これらがボール側基盤１１０から等距離に配置され、第１の距離を置いて向かい合った状態において、双方の円弧が同一の円を構成している。この円に沿って保持部材１８１ａ，１８１ｂがキネマボール１３０の表面に接し、ボール側基盤１１０との間でキネマボール１３０を１点に固定する。
【００５０】
図５（ｂ）の状態では、保持部材１８１ａ，１８１ｂの間隔がより広くなっている。すなわち、保持部材１８１ａ，１８１ｂが、第１の距離より大きい第２の距離を置いて向かい合っている。この状態では、キネマボール１３０は１点に固定されず、実施の形態１と同様に、所定の広がりを持つ範囲で移動可能となる。
【００５１】
このように、ボール固定状態とボール移動可能状態とを切り替え可能としておくと、基盤設置の際の位置精度を向上させることができる。たとえば、使用者は、まずボール固定状態においてボール側基盤と受け側基盤とを設置し、その後ボール移動可能状態に移行させる。このようにすると、各基盤を設置する際の各ボールの位置再現精度が高まるので、基盤の位置精度もより高くなる。とくに、各Ｖ溝の位置や向きに誤差がある場合において有効である。
【００５２】
なお、ボール固定状態とボール移動可能状態とを切り替えるための構成は、当業者であれば適宜設計可能である。たとえば可動支持機構１８２ａ，１８２ｂを、いずれも互いに同一直線上の異なる位置でスライド移動可能としておき、第１の距離を置いて固定した場合にはボール固定状態となり、互いにスライド移動させて第２の距離を置いて固定した場合にはボール移動可能状態となるよう構成することができる。可動支持機構１８２ａ，１８２ｂは、適当な支点の周りに回動して開くようにしてもよい。
【００５３】
保持部材の形状は図示のものに限らない。たとえば半円であってもよい。この場合、ボール固定状態では２つの保持部材が互いに接して円環を構成することになる。また、保持部材の形状は円弧に限らない。ボールを１点に固定可能な形状は、当業者であれば適宜設計可能である。可動支持機構の一部または全部、および、保持部材の一部または全部には、弾性部材を用いてもよい。
【００５４】
図６に、図５とは異なる構成のボール保持機構１８３の構成の例を示す。図６（ａ）はボール固定状態の例であり、図６（ｂ）はボール移動可能状態の例である。
【００５５】
ボール保持機構１８３は、キネマボール１３０を保持する保持部材として、一対の保持部材１８４ａ，１８４ｂを備える。また、保持部材を移動可能に支持する可動支持機構として、一対の可動支持機構１８５ａ，１８５ｂを備える。可動支持機構１８５ａが保持部材１８４ａを支持し、可動支持機構１８５ｂが保持部材１８４ｂを支持する。なお、図６において、保持部材１８４ａ，１８４ｂについては断面による切断部端面のみ示している。また、図６において、可動支持機構１８５ａ，１８５ｂをボール側基盤１１０に対して固定する部材等についてはとくに図示していない。
【００５６】
保持部材１８４ａ，１８４ｂの形状は、たとえば図５の保持部材１８１ａ，１８１ｂと同様に構成可能である。また、保持部材１８４ａ，１８４ｂは、ボール側基盤１１０からいずれも第１の距離を置いて配置され、双方の円弧が同一の円を構成している。この円に沿って保持部材１８４ａ，１８４ｂがキネマボール１３０の表面に接し、ボール側基盤１１０との間でキネマボール１３０を１点に固定する。
【００５７】
図６（ｂ）の状態では、保持部材１８４ａ，１８４ｂが持ち上がっている。すなわち、保持部材１８４ａ，１８４ｂが、ボール側基盤１１０から、いずれも第１の距離より大きい第２の距離を置いて配置されている。この状態では、キネマボール１３０は１点に固定されず、実施の形態１と同様に、所定の広がりを持つ範囲で移動可能となる。
【００５８】
ボール固定状態とボール移動可能状態とを切り替えるための構成は、当業者であれば適宜設計可能である。たとえば可動支持機構１８５ａ，１８５ｂを、それぞれボール側基盤１１０と平行でない方向（たとえばボール側基盤１１０と直交する方向）にスライド移動可能としておき、ボール側基盤１１０から第１の距離を置いて固定した場合にはボール固定状態となり、これらをスライド移動させてボール側基盤１１０から第２の距離を置いて固定した場合にはボール移動可能状態となるよう構成することができる。
【００５９】
保持部材の形状は図示のものに限らない。たとえば半円であってもよい。この場合、ボール固定状態では２つの保持部材が互いに接して円環を構成することになる。また、図６のような例では保持部材の各部分の相対的位置関係が常に固定されているので、保持部材が複数に分離している必要はなく、単一の部材（たとえば、ワッシャーのような単一の円環状部材）によって構成してもよい。また、保持部材の形状は円弧や円環に限らない。ボールを１点に固定可能な形状は、当業者であれば適宜設計可能である。可動支持機構の一部または全部、および、保持部材の一部または全部には、弾性部材を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１００  キネマティック支持機構、１１０  ボール側基盤（第１支持部材）、１１１  Ｖ溝（第１溝部）、１１２  Ｖ溝（第２溝部）、１１３  Ｖ溝（第３溝部）、１２０  受け側基盤（第２支持部材）、１２１  Ｖ溝（第４溝部）、１２２  Ｖ溝（第５溝部）、１２３  Ｖ溝（第６溝部）、１３０  キネマボール（第１ボール）、１４０  キネマボール（第２ボール）、１５０  キネマボール（第３ボール）、１６１  ボール保持機構（第１ボール保持機構）、１６２  ボール保持機構（第２ボール保持機構）、１６３  ボール保持機構（第３ボール保持機構）、１７０  押付手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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