(57)【要約】【課題】可動要素が駆動させられるとともに、機械的な接触がなく、付着される磁気粒子も持たず、少なくとも斥力が生成される場合に適用されるマイクロシステムを提供する。【解決手段】  静止した第１の要素（１）と、可動かつ非結合の第２の要素（２）と、第１及び第２の要素（１、２）間に力を生じさせるためのアクチュエータ（３）とを含むマイクロシステムであり、該アクチュエータ（３）は、第１の要素（１）及び第２の要素（２）の一方の温度（Ｔ１、Ｔ２）を制御するように設計されている。マイクロシステムにおいて第１の要素（１）に対して第２の要素（２）を位置決めするための対応する方法が導入される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止した第１の要素（１）と、
可動かつ非結合の第２の要素（２）と、
前記第１及び第２の要素（１、２）間に力を生じさせるためのアクチュエータ（３）であって、前記第１の要素（１）及び前記第２の要素（２）の一方の温度（Ｔ１、Ｔ２）を制御するように設計されているアクチュエータ（３）と、
を含むマイクロシステム。
【請求項２】
前記アクチュエータ（３）は、前記第１の要素（１）及び前記第２の要素（２）の両方の温度（Ｔ１、Ｔ２）を制御するように設計されている、請求項１に記載のマイクロシステム。
【請求項３】
前記アクチュエータ（３）が作動する作動モードにおいて、前記第１の要素（１）と前記第２の要素（２）との間の距離（ｄ）が１００μｍより小さい、請求項１又は請求項２に記載のマイクロシステム。
【請求項４】
前記アクチュエータ（３）が作動する作動モードにおいて、前記第１の要素（１）と前記第２の要素（２）との間の距離（ｄ）が１０μｍより小さい、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項５】
互いに対面する前記要素（１、２）の表面（ｓ１、ｓ２）が平行に位置合わせされている、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項６】
互いに対面する前記要素（１、２）の前記表面（ｓ１、ｓ２）の一方は、他方の表面（ｓ２）に向かって傾斜した部分（ｓ１４）を少なくとも含む、前記請求項１〜４のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項７】
前記表面（ｓ１）は、前記他方の表面（ｓ２）と平行に位置合わせされた別の部分（ｓ１５）を含む、請求項６に記載のマイクロシステム。
【請求項８】
前記表面（ｓ１）は、前記他方の表面（ｓ２）に向かって傾斜したさらに別の部分（ｓ１６）を含む、請求項６又は請求項７に記載のマイクロシステム。
【請求項９】
前記さらに別の表面部分（ｓ１６）は、前記傾斜した表面部分（ｓ１４）を前記他方の表面（ｓ２）に垂直な平面で鏡対称にすることによって、対応する前記要素（１、２）に配置される、請求項８に記載のマイクロシステム。
【請求項１０】
前記第１及び第２の要素（１、２）の一方は、前記要素の他方（２、１）に対面する第１のランプ（１１）を含む、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項１１】
前記第１のランプ（１１）に対して１８０度回転させた姿勢で方向付けられた第２のランプ（１２）を前記要素（１、２）上に含む、請求項１０に記載のマイクロシステム。
【請求項１２】
前記第１のランプ（１１）に対して９０度回転させた姿勢で方向付けられた第３のランプ（１３）を前記要素（１、２）上に含む、請求項１０又は請求項１１に記載のマイクロシステム。
【請求項１３】
前記第１のランプ（１１）に対して２７０度回転させた姿勢で方向付けられた第４のランプ（１４）を前記要素（１、２）上に含む、請求項１０〜１２のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項１４】
前記第１のランプ（１１）と、前記第２のランプ（１２）と、前記第１のランプ（１１）及び前記第２のランプ（１２）の間の中間ゾーン（ｉｚ１）とを含む第１のアライメント（ａ１）を含む、請求項１０及び請求項１１に記載のマイクロシステム。
【請求項１５】
前記第３のランプ（１３）と、前記第４のランプ（１４）と、前記第３のランプ（１３）及び前記第４のランプ（１４）の間の中間ゾーン（ｉｚ２）とを含む第２のアライメント（ａ２）を含む、請求項１２及び請求項１３に記載のマイクロシステム。
【請求項１６】
前記第１のアライメント（ａ１）は、前記第１のランプ（１１）と、前記第２のランプ（１２）に応じて方向付けられた別のランプとを含む第１のサブアライメント（ａ１１）、及び、前記第２のランプ（１２）と、前記第１のランプ（１１）に応じて方向付けられた別のランプとを含む第２のサブアライメント（ａ１２）を含み、
前記中間ゾーン（ｉｚ１）は、前記第１及び第２のサブアライメント（ａ１１、ａ１２）間に配置されている、
請求項１４に記載のマイクロシステム。
【請求項１７】
前記第２のアライメント（ａ２）は、前記第３のランプ（１３）と、前記第４のランプ（１４）に応じて方向付けられた別のランプとを含む第３のサブアライメント（ａ２１）、及び、前記第４のランプ（１４）と、前記第３のランプ（１３）に応じて方向付けられた別のランプとを含む第４のサブアライメント（ａ２２）を含み、
前記中間ゾーン（ｉｚ２）は、前記第３及び第４のサブアライメント（ａ２１、ａ２２）間に配置されている、
請求項１５に記載のマイクロシステム。
【請求項１８】
前記第１のアライメント（ａ１）は、前記第１のランプ（１１）と、前記第３のランプ（１３）及び前記第４のランプ（１４）の一方に応じて方向付けられた別のランプとを含む第１のサブアライメント（ａ１１）、並びに、前記第２のランプ（１２）と、前記第３のランプ（１３）及び前記第４のランプ（１４）の一方に応じて方向付けられた別のランプとを含む第２のサブアライメント（ａ１２）を含み、
前記中間ゾーン（ｉｚ１）は、前記第１及び第２のサブアライメント（ａ１１、ａ１２）間に配置されている、
請求項１４に記載のマイクロシステム。
【請求項１９】
前記第２のアライメント（ａ２）は、前記第３のランプ（１３）と、前記第１のランプ（１１）及び前記第２のランプ（１２）の一方に応じて方向付けられた別のランプとを含む第３のサブアライメント（ａ２１）、並びに、前記第４のランプ（１４）と、前記第１のランプ（１１）及び前記第２のランプ（１２）の一方に応じて方向付けられた別のランプとを含む第４のサブアライメント（ａ２２）を含み、
前記中間ゾーン（ｉｚ２）は、前記第３及び第４のサブアライメント（ａ２１、ａ２２）間に配置されている、
請求項１５に記載のマイクロシステム。
【請求項２０】
前記第１及び第２のアライメント（ａ１、ａ２）は、それらの前記中間ゾーン（ｉｚ１、ｉｚ２）が交差するように互いに対して位置合わせされている、請求項１４及び請求項１５に記載のマイクロシステム。
【請求項２１】
前記中間ゾーン（ｉｚ１、ｉｚ２）はランプのないゾーンである、請求項１４又は請求項１５に記載のマイクロシステム。
【請求項２２】
前記中間ゾーン（ｉｚ１）は、前記第３のランプ（１３）及び前記第４のランプ（１４）の一方を含む、請求項１４、及び、請求項１２又は請求項１３に記載のマイクロシステム。
【請求項２３】
同じアライメント（ａ１、ａ２）のランプが、このアライメント（ａ１、ａ２）の軸に垂直に方向付けられている、請求項１４又は請求項１５に記載のマイクロシステム。
【請求項２４】
同じアライメント（ａ１、ａ２）のランプが、このアライメント（ａ１、ａ２）の軸に沿って方向付けられている、請求項１４又は請求項１５に記載のマイクロシステム。
【請求項２５】
前記第１のランプ（１１）は、前記第１のランプ（１１）に応じて方向付けられた、鋸歯形状を形成する多数のランプの組の一部である、請求項１０に記載のマイクロシステム。
【請求項２６】
前記第２のランプ（１２）は、前記第２のランプ（１２）に応じて方向付けられた、鋸歯形状を形成する多数のランプの組の一部である、請求項１１に記載のマイクロシステム。
【請求項２７】
前記第３のランプ（１３）は、前記第３のランプ（１３）に応じて方向付けられた、鋸歯形状を形成する多数のランプの組の一部である、請求項１２に記載のマイクロシステム。
【請求項２８】
前記第４のランプ（１４）は、前記第４のランプ（１４）に応じて方向付けられた、鋸歯形状を形成する多数のランプの組の一部である、請求項１３に記載のマイクロシステム。
【請求項２９】
前記アクチュエータ（３）は、前記第２の要素（２）の温度（Ｔ２）を前記第１の要素（１）の温度（Ｔ１）より高い温度に制御するように設計されている、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項３０】
前記アクチュエータ（３）は、前記第２の要素（２）の温度（Ｔ２）を前記第１の要素（１）の温度（Ｔ１）より低い温度に制御するように設計されている、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項３１】
前記アクチュエータ（３）は、前記第１の要素（１）の温度（Ｔ１）を前記第２の要素（２）の温度（Ｔ２）より低い温度に制御するように設計されている、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項３２】
前記アクチュエータ（３）は、前記第１の要素（１）の温度（Ｔ１）を前記第２の要素（２）の温度（Ｔ２）より高い温度に制御するように設計されている、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項３３】
前記アクチュエータ（３）は、前記第１の要素（１）に取り付けられている、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項３４】
前記アクチュエータ（３）は、前記第１及び第２の要素（１、２）の一方の温度制御ゾーン（ｔｃｚ）の温度を制御するように設計されている、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステム。
【請求項３５】
前記要素の他方（２、１）は、前記温度制御ゾーン（ｔｃｚ）と相互作用するための作動ゾーンを含む、請求項３４に記載のマイクロシステム。
【請求項３６】
前記作動ゾーン及び前記温度制御ゾーン（ｔｃｚ）の一方の表面は、他方のゾーンの対面する表面に向かって傾斜している、請求項３５に記載のマイクロシステム。
【請求項３７】
複数の作動ゾーン−温度制御ゾーンの組み合わせを含む、請求項３５又は請求項３６に記載のマイクロシステム。
【請求項３８】
前記第１の要素（１）に対して前記第２の要素（２）を位置決めするための、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステムを含むマイクロポジショナ。
【請求項３９】
前記第１の要素（１）に対して前記第２の要素（２）を持ち上げるための、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステムを含むマイクロリフタ。
【請求項４０】
前記第１の要素（１）に対して前記第２の要素（２）を横方向に移動させるための、前記請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステムを含むマイクロスキャナ。
【請求項４１】
マイクロシステムにおいて第１の要素に対して第２の要素を位置決めするための方法であって、
前記第１の要素（１）及び前記第２の要素（２）の一方の温度（Ｔ１、Ｔ２）を制御するステップであって、前記第１の要素（１）は静止した要素であり、前記第２の要素（２）は可動かつ非結合の要素である、ステップと、それにより、前記第１の要素（１）に対して前記第２の要素（２）を位置決めするために前記第１の要素（１）と前記第２の要素（２）との間に力を生じさせるステップと、
を含む方法。
【請求項４２】
前記第２の要素（２）の温度（Ｔ２）を前記第１の要素（１）の温度（Ｔ１）より高い温度に制御するステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記第２の要素（２）の温度（Ｔ２）を前記第１の要素（１）の温度（Ｔ１）より低い温度に制御するステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１の要素（１）の温度（Ｔ１）を前記第２の要素（２）の温度（Ｔ２）より低い温度に制御するステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１の要素（１）の温度（Ｔ１）を前記第２の要素（２）の温度（Ｔ２）より高い温度に制御するステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１及び第２の要素（１、２）の一方の温度制御ゾーン（ｔｃｚ）の温度を制御するステップを含む、前記請求項４１〜４５のいずれか１つの請求項に記載の方法。
【請求項４７】
前記第１及び第２の要素（１、２）の一方の多数の温度制御ゾーン（ｔｃｚ）の温度を制御するステップを含む、請求項４６の請求項に記載の方法。
【請求項４８】
処理ユニット上で実行されたときに、請求項４１〜４７のいずれか１つの請求項に記載の方法のステップを実行させるためのプログラム・コードを含むコンピュータ・プログラム。
【請求項４９】
請求項４１〜４７のいずれか１つの請求項に記載の方法のステップのすべてを処理ユニットに実行させるためのコンピュータ可読プログラム・コードを含む、コンピュータ使用可能媒体に格納されたコンピュータ・プログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロシステム、及び、該マイクロシステムにおいて第１の要素に対して第２の要素を位置決めするための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロシステムに関する難しい問題は、力を誘発することと、力を制御することである。特に、互いに対して移動するマイクロシステムの２つの要素間の摩擦力を低減することが望まれる。
【０００３】
一般に、マイクロメータのスケールでマイクロメータの寸法の要素を作動させる幾つかの方法が存在する。
【０００４】
静電気力を挙げることができる。しかしながら、可動要素は、機械的／電気的に電源に接触させることが必要である。さらに、多くの場合、静電気力は引力である。静電気駆動に基づいて駆動斥力を誘発することは困難である。
【０００５】
磁力を挙げることができる。この場合も、可動要素は、機械的／電気的に電源に接触させるか、又は磁気粒子を含むかのいずれかが必要である。コイル及び磁気粒子についての要件によって、システムに複雑さが加わる。さらに、マイクロメータのスケールの移動を制御できるように磁場条件を設定することはかなり困難である。
【０００６】
可動要素は、圧電アクチュエータなどの機械的アクチュエータに機械的に結合することもできる。当然のことながら、可動要素は、機械的に接触させることが必要である。
【０００７】
非特許文献１及び非特許文献２はいずれも、一方の表面がマイクロカンチレバーの一部であり、他方の表面が試料基板の一部である、異なる温度の２つの表面間のマイクロシステムにおけるクヌーセン力の発生を示す。マイクロカンチレバーは、試料基板に結合されている。両文献は、以下において「Ｐａｓｓｉａｎら」という。
【０００８】
【非特許文献１】“Knudsen forces on microcantilvers”, A. Passian et al., Journal of Applied Physics, Volume 92, Number10, pages 6326 - 6333, 15 November 2002
【非特許文献２】“Thermal Transpiration at the Microscale: A Crookes Cantilever”, A. Passian et al., Physical Review Letters, Volume 90, Number 12,28 March 2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
可動要素が駆動させられるとともに、機械的な接触がなく、付着される磁気粒子も持たず、少なくとも斥力が生成される場合の適用について、解決法は知られていない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、静止した第１の要素と、可動かつ非結合の第２の要素と、第１の要素と第２の要素との間に力を生じさせるためのアクチュエータであって、第１の要素及び第２の要素の一方の温度を制御するように設計されているアクチュエータとを含むマイクロシステムが提供される。
【００１１】
マイクロシステムにおいて、一方の要素を他方の要素の温度と異なる温度に加熱又は冷却することによって２つの要素間に力を誘発するための機構が説明される。第２の要素は、可動かつ非結合であるため、こうした第２の要素は、可動要素との電気的な接触又は機械的な接触を必要とすることなく作動させることができる。本システムはマイクロシステムとして特定されるため、可動要素は、マイクロメータ又はそれ以下の寸法のものである。可動要素は、非結合すなわち自由であり、静止した第１の要素又はマイクロシステムの別の静止要素に結合も固定もされていない。本文脈における「結合される」又は「固定される」とは、いずれかの静止要素と可動要素との間に機械的な接続が存在し、それが作動の際に可動要素の位置決めに影響を及ぼすことを意味する。逆に、例えば可動要素を電気的に接続することのみに役立つ何らかの精密ボンディングなどとすることができる、作動の際に可動要素の位置決めに影響を及ぼさない、マイクロシステムのいずれかの静止要素と可動要素との間のいずれかの機械的な接続は、結合とはみなさない。こうした第２の要素は、非結合のままである。さらに、静止要素と一体を成すか又は静止要素に固定されているいずれかの静止構造体であって、例えばバンパー、スペーサ、支持構造体などとすることができ、機械的には可動要素に接続されていないが、例えば一方向又は他方向への可動要素の移動を制限するために作動の際に可動要素と接触した状態となる静止構造体は、静止要素と可動要素との間に実際に固定又は結合が存在しないため、可動要素との結合とはみなさない。同様に、いずれかのさらに別の要素が第２の要素に結合され、第２の要素と共に移動可能である限り、こうしたさらに別の要素は静止要素とはみなされないため、第２の要素は、いずれかの静止要素に対して非結合のままである。場合によっては、こうした一緒に移動可能な要素の全体が、可動かつ非結合の第２の要素とみなされることになる。
【００１２】
要素の一方又は両方を加熱又は冷却することによって、第１の要素と第２の要素との間に、熱によって力が誘発される。要素の温度に応じて、熱的な力は、反発する性質のもの又は引きつけ合う性質のものとすることができる。特に、斥力が誘発されるときには、可動要素は、静止要素と接触しない状態にすることができる。一般に、第１の要素と第２の要素との間に力を誘発することによって、第１の要素に対して第２の要素を位置決めすることができる。
【００１３】
可動かつ非結合の要素である要素の１つを含むマイクロシステムの要素に熱によって誘発される力は、多くの利点を示す。まず、提案されるマイクロシステムは、製造が簡単である。標準的な微細加工技術を用いることができる。可動要素の特性について大きな選択の自由度が存在する。さらに、可動要素について、機械的又は電気的な接触は不要である。引力及び斥力を生成することができる。適切なアクチュエータを作動させるための高電圧は不要である。熱アクチュエータをマイクロシステムに組み込むことが容易である。誘発される力は、距離に依存する。数マイクロメータのオーダの減衰長を伴う過渡的な挙動を観測することができる。
【００１４】
ばね、重力、静電気引力などといった第２の力と組み合わせて、要素間の距離を制御することができる。提案されるマイクロシステムは、マイクロメータ・サイズの要素の熱容量が相対的に小さいため、電力効率良く作動することができる。第１の要素に対する第２の要素の任意の位置決めを迅速に行うことができ、実験データは、１０マイクロ秒を下回る応答時間を示す。２つの要素間の温度差は、正確かつ再現可能な方法で比較的容易に生成される。しかしながら、温度差とは対照的に、効果は、ドリフトすることが許容される場合がある絶対温度及び圧力に強く依存しないものと予測される。
【００１５】
アクチュエータは、ヒータ又はクーラとして具体化されることが好ましい。例えば、ヒータ・アクチュエータは、第２の可動要素の温度を第１の静止要素の温度より高い温度に加熱することができる。第１の要素が加熱も冷却もされず室温となる場合には、第２の要素を室温より高く加熱することによって、第２の要素に作用する熱斥力が生じる。第２の要素が加熱も冷却もされず室温を示し、第１の要素が室温より低い温度に冷却されたときに、同じ効果を得ることができる。
【００１６】
マイクロシステムの２つの要素間の引力は、アクチュエータが第２の要素の温度を第１の要素の温度より低い温度に冷却したときに、生成することができる。第１の要素が室温を示す場合には、クーラは、接着力を生成するために、第２の要素の温度を室温より低く冷却する。代替的に、第１の要素の温度が第２の要素の温度より高い温度に加熱されたときに、引力を生成することができる。第２の要素が室温を示す場合には、第１の静止要素は、接着力を誘発するために、室温より高い温度に加熱される。
【００１７】
特に、斥力を生成すべきときには、熱によって誘発される力に加えて、重力などの反力が第２の要素に作用するようにマイクロシステムを構成することが好ましい。例えば、第２の要素が、重力の方向に対して第１の要素の上方に配置される場合には、作動モードにおいては、熱によって誘発される斥力が重力を相殺する。作動モードは、アクチュエータが作動するモードと理解される。均衡状態においては、第２の要素は、第１の要素に接触することなく第１の要素の上方に浮いている。
【００１８】
好ましい実施形態においては、作動モードにおいて第２の要素の浮き状態を安定化するための手段が設けられている。こうした手段は、接触モードにおいては第２の要素を支持するためのものであるが、第２の要素はこうした安定化手段に結合されていない、マイクロシステムの機械的要素によって表すことができる。こうした手段は、付加的に誘発される力によって表すことができる。こうした付加的に誘発される力は、熱によって誘発させるか、又は別の方法で誘発させることができる。こうした付加的に誘発される力は、第１の要素から垂直方向に持ち上げられたときに、第２の要素がその横方向位置を維持することを助けるのが好ましい。したがって、こうした付加的に誘発される力は、第２の要素に横方向に作用することが好ましい。しかしながら、こうした付加的に誘発される力は、付加的に第２の要素を支持するために、第２の要素に垂直に作用させることもできる。以下にさらに説明される幾つかの極めて好ましい実施形態においては、作動モードにおいて第２の要素に横方向に作用する、熱によって誘発される力成分を生成するための手段が紹介される。
【００１９】
第１の要素全体又は第２の要素全体を加熱又は冷却する必要はない。特定の用途においては、アクチュエータは、それぞれの要素の１つ又は複数の限られたゾーンのみを加熱又は冷却する。例えば、第２の要素が棒状に形成される場合には、棒の端部のみが、加熱又は冷却される温度制御ゾーンを表すものとすることができる。こうした用途においては、熱を一定時間注入したときのみ要素全体にわたって熱の一様な分布を達成するように、棒全体が優れた熱伝達特性を示すことを想定することは必要ではない。温度制御ゾーンは、要素の残りの部分から熱的に分離することもできる。所望の力を生成するためには、こうした熱的に分離されたゾーンに熱を注入すれば十分な場合がある。一般に、こうした温度制御ゾーンに面する他の要素のゾーンは、作動ゾーンと呼ばれる。温度制御ゾーンと作動ゾーンとの間の相互作用により、これらのゾーン間の温度勾配によって所望の力が生成される。第２の要素の位置を制御するために、複数の作動ゾーン−温度制御ゾーンを組み合わせることが好ましい。この場合、温度制御ゾーンのうちの１つ又は複数の選択されたゾーンを放射することによって、したがって温度制御ゾーン−作動ゾーンの組み合わせの１つ又は複数を作動させることによって、第２の要素の位置が、影響を受け、維持され、又は修正されるようにすることができる。温度制御ゾーンは、異なる温度となるように同時に制御できることが特徴である。
【００２０】
好ましい実施形態において、アクチュエータは、第１の要素に取り付けられる。アクチュエータは、第１の要素に取り付けられた場合でも第２の要素の温度を制御するように設計することができる。この場合、アクチュエータは、第１の要素から熱的に分離されることが好ましく、第２の要素に対して高い熱伝導率を与える。好ましくは、アクチュエータは、作動モードにおいて第２の要素と接触するように配置されるのではなく、非接触方法で加熱又は冷却する。この特徴は、作動モードの間に斥力を誘発すべき場合には特に好ましい。
【００２１】
しかしながら、両方の要素とも加熱又は冷却することができる。この実施形態は、要素の一方を室温に晒すのではなく、要素の両方の温度を制御することが好ましい場合があるという考え方に基づくものである。
【００２２】
こうした作動モードにおいては、第１の要素と第２の要素との間の距離を１００μｍより小さくして、マイクロシステムを作動させることが好ましい。作動モードは、アクチュエータが作動するモードと理解される。実験は、所与の範囲においては、この範囲を超える距離の場合と比べて、より大きな力を想定できることを示している。別の好ましい実施形態においては、作動モードにおける第１の要素と第２の要素との間の距離は、１０μｍより小さい。本発明の極めて好ましい実施形態においては、作動モードにおける第１の要素と第２の要素との間の距離は、５μｍより小さい。
【００２３】
好ましくは、互いに対面する要素の表面は、実質的に平行に位置合わせされる。実質的に平行とは、＋／−１０度の範囲を含むものとする。こうした表面は、垂直方向とも呼ばれる、表面に垂直な向きに誘発される力を生じさせる。例えば第１の要素に対して第２の要素を持ち上げるためには、表面のこうした位置合わせが好ましい。好ましくは、互いに対面する要素の表面は、平行ではない部分を全く含まない。
【００２４】
しかしながら、本発明の別の実施形態によれば、互いに対面する要素の表面の少なくとも一方は、他方の表面に向かって傾斜する少なくとも１つの部分を含む。一般に、熱的な力は、要素の対面する表面に垂直に作用するため、対面する表面の部分の間に角度を設けることによって、横方向の力成分を導入することができる。
【００２５】
要素の対面する表面の向きについてのいかなる表示も、作動中のマイクロシステムに関するものである。すべてのマイクロシステムの設計は、第２の要素を安定状態にすることに関するものである。斥力を誘発する場合には、対面する表面の少なくとも一つの平行部分は、第２の要素を持ち上げるための好ましい手段である。こうした実施形態においては、垂直方向の斥力に加えて横方向の力を生成するために、別の傾斜部分を設けることができる。
【００２６】
別の実施形態によれば、マイクロシステムのサイレント・モードにおいて第２の要素を所望の位置に保持するための支持体が提供される。サイレント・モードは、アクチュエータが作動していないモードと理解される。支持体によって予め決められたこうした所望の位置は、アクチュエータが作動するとすぐに第２の要素が移動／再位置決めを開始する開始位置とすることもできる。したがって、好ましい実施形態においては、支持体は、第１の要素に対して第２の要素が、作動モードにおいて第１の要素に面する表面がサイレント・モードにおいて既に第１の要素に面している位置に位置合わせされるように、設計される。こうした実施形態においては、対面する表面のいかなる向きの記述も、サイレント・モードにおいて有効である。
【００２７】
傾斜した部分は、他の要素の温度制御ゾーンと共に機能する作動ゾーンを表すことが好ましい。しかしながら、傾斜した部分自体が、温度制御ゾーンを表すこともできる。したがって、温度制御ゾーンを選択的に作動させることによって、所望のいかなる時点においても横方向の力を誘発することができる。こうした傾斜した部分は、例えば、平行な部分が第２の要素を持ち上げるために用いられ、一方、傾斜した部分が第２の要素を横方向に選択的に移動させるために用いられるように、２つの平行な部分の間に配置することができる。要素の構造によっては、横方向の移動を可能にするために必ずしも持ち上げ機能を作動させる必要はない。傾斜した部分が２つの平行な部分の間の空間に配置される場合には、第２の要素は、第１の要素の２つの平行な表面部分に直接接触した状態で置かれ、こうした位置で作動することができる。この場合には、誘発される横方向の力は、自由な第２の要素を横方向に移動させるための支持面として機能する平行な表面部分の間の摩擦力に逆らって作用する。
【００２８】
別の実施形態によれば、第１の要素と第２の要素との間に斥力が誘発される場合に、第１の要素に対して第２の要素を持ち上げるための１つ又は複数の平行な表面部分が提供される。傾斜した表面部分を付加的に設けて、こうした傾斜した表面部分を付加的に作動させたときに、傾斜した表面部分の向きが持ち上げられる第２の要素を移動させる向きを与えるようにすることができる。この場合も同様に、こうした実施形態においては、第１の要素及び第２の要素の一方の異なる温度制御ゾーンを選択的に作動させる考え方を実現することができる。具体的には、第１の要素に対して第２の要素を持ち上げるための作動ゾーン／温度制御ゾーンの組み合わせは、第１の要素に対して第２の要素を横方向に移動させるための作動ゾーン／温度制御ゾーンの組み合わせとは独立に、作動させることができる。
【００２９】
さらなる実施形態によれば、第１の要素に対して第２の要素を持ち上げる機能と、第２の要素を横方向に移動させる機能とを統合することができる。こうした実施形態においては、第１の要素及び第２の要素の一方における少なくとも２つの傾斜した表面部分が、互いに向かい合う又は互いから向かい合う横方向成分を持つ力を誘発する。均衡状態においては、第２の要素は、対向する横方向の力成分の両方を受けて中央に位置決めされた状態を維持する。こうした均衡状態においては、対向する横方向の力成分は、同じ大きさを示し、互いに向かい合うことが好ましい。誘発される力のさらなる垂直成分は、第２の要素を持ち上げる役割を果たし、一方、誘発される横方向の力は、第２の要素を均衡状態に保持する。こうした実施形態は、要素の一方における鏡対称の２つの傾斜表面によって実装することができる。こうした要素の間に、他方の要素の表面に平行な表面を有する部分を設けることができる。
【００３０】
一般に、平行な及び／又は傾斜した表面部分の配置のような、異なる表面部分のいかなる配置も、同じ要素の上に実装する必要がないことに留意されたい。第１の傾斜した表面部分を第１の要素に配置し、一方、別の傾斜した表面部分を第２の要素に配置することができる。第１の要素及び第２の要素が常に要素間の温度勾配による力を生じさせる相互作用状態にあるため、向きを操作するいかなる表面部分も、第１の要素及び／又は第２の要素の一方に組み込むことができる。提示される特許請求の範囲の多く及び実施形態の多くは、多数の傾斜した表面部分を同じ要素に配置することを対象としているが、当業者にとって理解しやすいこうした要素の向きを調整した個々の場合において、要素の各々のこうした部分のいかなる配置も、これらの特許請求の範囲に入ることが分かる。
【００３１】
別の実施形態によれば、こうした第１の要素又は第２の要素にランプを配置することが好ましい。ランプは、少なくとも傾斜した表面部分を含み、したがって傾斜した表面部分に関して上述されたすべての利点を提供する。より正確に定義すると、ランプは、上昇面部分と下降面部分とを含む、要素の一方又は両方に組み込まれた構造である。上昇面部分は、典型的には、０°＜α＜４５°の僅かな傾斜角を示し、一方、下降面部分は、７５°＜β≦９０°の急傾斜角を示す。上昇面部分の傾斜角は、主に、達成される力の横方向成分によって決定される。下降面部分は、力の生成に寄与しないように、９０°の傾斜角を示すことが好ましい。
【００３２】
多数のランプを平行に且つ互いに近接して配置するときには、こうしたランプは、鋸歯形状を形成することが好ましい。これにより、横方向の力成分を誘発するための有効面を最大にすることができる。ランプは、上昇面が平行に配置されたときには、平行であるとみなされる。ランプは、誘発される力が同一面において方向付けられる限り、上昇面の傾斜角αにかかわらず同じ向きを示すものとみなされる。
【００３３】
異なる向きの多数のランプが設けられる場合には、任意の向きを示し、かつ、異なる向きのランプを説明する基準の向きとして機能するランプは、第１のランプとも呼ばれる。好ましくは、同じ要素又は他の要素は、第１のランプに対して実質的に１８０度回転させた姿勢で方向付けられた第２のランプを含む。以下における回転軸は、要素の平行面に垂直な軸である。このことは、これらのランプの上昇部分又は下降部分のいずれかが互いに対面することを意味する。
【００３４】
第１のランプ及び第２のランプが垂直成分だけでなく横方向成分も有する力を誘発するため、第１のランプ及び第２のランプの配置によって、第２の要素が第１のランプ及び第２のランプに対して中心位置で釣り合うマイクロシステムを提供することができる。
【００３５】
第１のランプに加えて、又は第１のランプ及び第２のランプに加えて、第１のランプに対して実質的に９０度回転させた姿勢で方向付けられた第３のランプを設けることができる。３つのタイプの方向付けられたランプのすべてを要素の一方又は両方に配置させると、第１のランプ及び第２のランプによって釣り合った第２の要素を第３のランプによって移動させることができる。
【００３６】
第１のランプに加えて、又は第１のランプ及び第２のランプに加えて、又は第１のランプ、第２のランプ及び第３のランプに加えて、第１のランプに対して実質的に２７０度回転させた姿勢で方向付けられた第４のランプを設けることができる。
【００３７】
実質的に回転させた姿勢は、その所与の姿勢から＋／−１０度までの偏差を含む。
【００３８】
異なる４つのタイプのランプすべてを含むマイクロシステムにおいては、４つのランプすべてが力を与え、各々の２つの力が互いに相殺する横方向成分を含むときに、第２の要素を中央に位置決めすることができる。
【００３９】
４つのタイプのランプすべてを含む別のマイクロシステムにおいては、４つのランプすべてが第２の要素の回転軸に対して横方向及び接線方向の力成分を与えるように位置合わせされたときに、第２の要素を回転させることができる。
【００４０】
以下の実施形態においては、ランプをアライメントとして設けることが好ましい。アライメントは、要素上の多数のランプの細長い配置として理解される。好ましくは、こうしたアライメントの端部に、ランプを含むサブアライメントが設けられることが好ましい。サブアライメントの間に、中間ゾーンが設けられる。第２の要素は、作動モードにおいて第２の要素の少なくとも一部がアライメント上に延びて、第２の要素に関する中央位置決め効果及び／又は釣り合い効果及び／又は押し効果を可能にするように、該アライメントに対して配置されることが好ましい。
【００４１】
こうしたアライメントには、その第１のサブアライメントにおける少なくとも１つの第１のランプと、その第２のサブライメントにおける少なくとも１つの第２のランプとを設けることができる。この場合には、第１のランプ及び第２のランプの両方によって誘発される横方向の力について、誘発される横方向の力の大きさが同じであるという条件で、誘発される横方向の力は、相殺され、第２の要素を安定化するか又は釣り合わせるのに役立つ。
【００４２】
別の好ましい実施形態においては、第２のアライメントとも呼ばれる別のアライメントが設けられる。好ましくは、こうした第２のアライメントの端部に、ランプを含むサブアライメントが設けられる。サブアライメントの間に、中間ゾーンが設けられる。第２の要素は、作動モードにおいて第２の要素の少なくとも一部が第２のアライメント上に延びて、第２の要素に関する中央位置決め効果及び／又は釣り合い効果及び／又は押し効果を可能にするように、該第２のアライメントに対して配置されることが好ましい。
【００４３】
こうした第２のアライメントは、その第３のサブアライメントにおいて第３のランプを含み、その第４のサブアライメントにおいて第４のランプを含むことができる。
【００４４】
第１のアライメント及び第２のアライメントを組み合わせる場合には、第１のアライメント及び第２のアライメントは、それらの中間ゾーンが交差するように互いに対して位置合わせされることが好ましい。好ましくは、各々の中間ゾーンは、ランプのないゾーンである。
【００４５】
上述の説明によれば、アライメントは、その延長と一致する軸を有するものとみなされる。同じアライメントの幾つかのランプ又はすべてのランプが、それぞれのアライメントのこうした軸に沿って方向付けられる場合には、同じアライメントの互いに対面するランプは、相殺する横方向の力成分を生成するのに役立つ。こうしたマイクロシステムは、好ましくはプレートであり、極めて好ましい実施形態においてはディスクである、自動的に中央位置決めされる第２の要素に対応するものである。
【００４６】
同じアライメントの幾つかのランプ又はすべてのランプが、それぞれのアライメントのこうした軸に実質的に垂直に、すなわち＋／−１０度の範囲内で方向付けられる場合には、こうしたランプは、第２の要素に対して接線方向の力成分を生成するのに役立つ。こうしたマイクロシステムは、好ましくはプレートであり、極めて好ましい実施形態においてはディスクである、回転する第２の要素に対応するものである。
【００４７】
後者の２つの実施形態の特徴を組み合わせることにより、それぞれの温度制御ゾーンを加熱／冷却することによって個別に作動させることができる自動中央位置決め能力及び回転能力を持つマイクロシステムを構築することができる。換言すれば、こうしたマイクロシステムにおいては、第１のアライメントは、その第１のサブアライメントにおいて、第１のランプと、第３のランプ及び第４のランプの一方に応じて方向付けられた別のランプとを含み、その第２のサブアライメントにおいて、第２のランプと、第３のランプ及び第４のランプの一方に応じて方向付けられた別のランプとを含む。第２のアライメントは、その第３のサブアライメントにおいて、第３のランプと、第１のランプ及び第２のランプの一方に応じて方向付けられた別のランプとを含み、その第４のサブアライメントにおいて、第４のランプと、第１のランプ及び第２のランプの一方に応じて方向付けられた別のランプとを含む。
【００４８】
別の実施形態によれば、第１のアライメントは、その第１のサブアライメントにおいて、第１のランプだけでなく、第２のランプに応じて方向付けられた別のランプを含み、その第２のサブアライメントにおいて、第２のランプだけでなく、第１のランプに応じて方向付けられた別のランプを含むことができる。こうしたアライメントは、第２の要素の位置を、誘発される横方向の力の向きに微調整することを可能にする。第２の要素の各々の端部において、＋又は−の横方向の力を個別に制御することができる。第３及び第４のタイプの向きのランプを備えた第２のアライメントが付加される場合には、ｘ及びｙが系の横方向の座標を示すものとすると、第２の要素のｘ位置及びｙ位置の微調整を可能とするｘ−ｙスキャナ・マイクロシステムを導入することができる。
【００４９】
特定の向きの単一のランプの代わりに、その向きの多数のランプであって、その組が鋸歯形状を形成する多数のランプを設けることが特に好ましい。横方向の力を誘発するのに効果的な傾斜した表面を増加させることができる。
【００５０】
本発明の別の態様によれば、第１の要素に対して第２の要素を位置決めするための、マイクロシステムの請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステムを含むマイクロポジショナが提供される。これに関連して、第１の要素に対する第２の要素の誘発される移動のいずれも、マイクロポジショナの要件を満たすことが理解される。
【００５１】
本発明の別の態様によれば、第１の要素に対して第２の要素を持ち上げるための、マイクロシステムの請求項のいずれか１つの請求項に記載のマイクロシステムを含むマイクロリフタが提供される。マイクロリフタにおいては、第２の要素は、第１の要素に対して上方又は下方に移動する。
【００５２】
本発明の別の態様によれば、静止した要素である第１の要素及び可動かつ非結合の要素である第２の要素の一方の温度を制御するステップと、それにより、第１の要素に対して第２の要素を位置決めするために第１の要素と第２の要素との間に力を生じさせるステップとを含む、マイクロシステムにおいて第１の要素に対して第２の要素を位置決めするための方法が提供される。
【００５３】
マイクロシステムに関して上述されたように、好ましい実施形態においては、第２の要素の温度が第１の要素の温度より高い温度に制御されるか、第２の要素の温度が第１の要素の温度より低い温度に制御されるか、第１の要素の温度が第２の要素の温度より低い温度に制御されるか、又は、第１の要素の温度が第２の要素の温度より高い温度に制御される。
【００５４】
別の好ましい実施形態によれば、第１の要素及び第２の要素の一方の１つ又は複数のゾーンの温度が制御される。
【００５５】
本発明の別の態様によれば、処理ユニット上で実行されたときに、特許請求の範囲に記載されている方法のうちの１つのステップを実行させるためのプログラム・コードを含むコンピュータ・プログラムが提供される。本発明のさらなる態様によれば、特許請求の範囲に記載されている方法のうちの１つのステップすべてを処理ユニットに実行させるためのコンピュータ可読プログラム・コードを含む、コンピュータ使用可能媒体に格納されたコンピュータ・プログラム製品が提供される。
【００５６】
本方法、コンピュータ・プログラム要素、及びそれらの実施形態の利点は、上述のような装置及びその実施形態の利点に付随するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
本発明及びその実施形態は、添付図面と併せて解釈したときに、現時点では好ましいが本発明に係る例示的な実施形態にすぎない以下の詳細説明を参照することによって、より完全に認識される。
異なる図が、同様の又は一定の内容を持つ要素を表す同一の参照を含むことがある。
【００５８】
図１は、本発明に係る基本的なマイクロシステムの図を示す。要素１及び２は、マイクロシステムにおいて互いに距離ｄだけ離れている。第１の要素１は、マイクロシステムに対して静止しており、一方、第２の要素２は、第１の要素１に対して移動可能な要素である。
【００５９】
ここで、２つの要素１及び要素２の間に温度差を与えることによって、第１の要素１と第２の要素２との間に力が誘発される。特に要素１と要素２の間のギャップにおける空気／気体粒子の温度及び密度は、温度差に応じて引力又は斥力が生成されるように調整され、その効果は「Ｐａｓｓｉａｎら」の文献において説明されている。
【００６０】
要素１又は要素２は、例えば、シリコン又は窒化シリコンからなるものとすることができる。要素間の好ましい気体は、例えば、空気又はＮ２とすることができる。例えば要素の一方を加熱する温度範囲は、室温から摂氏１００°の間とすることができる。
【００６１】
図１によれば、第１の要素１は温度Ｔ１を示し、第２の要素２は異なる温度Ｔ２を示す。Ｔ３は、要素１、２から離れた、空気であることが好都合な気体の温度を示し、ＴＧは、要素１及び要素２の間のギャップにおける気体の温度を示し、温度ＴＧは、ギャップ内で一定ではなく、要素１及び要素２からの距離に依存する。
【００６２】
温度Ｔ１及び／又はＴ２を生成する方法は、ここでの検討事項ではなく、以下の本発明の他の実施形態と関連してより詳細に説明されることになる。
【００６３】
第１の要素１の温度Ｔ１が第２の要素２の温度Ｔ２より低い場合には、要素１、２を互いに反発させる熱斥力（repulsive thermal force）が要素１と要素２の間に生成される。気体温度Ｔ３は、典型的には、第１の要素の温度Ｔ１に等しいか又はそれより低い。温度Ｔ１、Ｔ２又はＴ３のうちの少なくとも１つは、上述のような温度関係に適合するように制御される。例えば、第１の要素の温度Ｔ１及び気体温度Ｔ３が制御されず、したがって周囲温度となる。この場合には、第２の要素２の温度Ｔ２を第１の要素１の温度Ｔ１より高い温度Ｔ２に加熱するために、適切なアクチュエータ、すなわちヒータによって、第２の要素２の温度Ｔ２を能動的に制御する。別の実施形態においては、第２の要素２の温度Ｔ２が制御されない。この場合には、要素１及び要素２の間に斥力を誘発するために、適切なアクチュエータ、すなわちクーラによって、第１の要素１の温度Ｔ１を第２の要素２の温度Ｔ２より低い温度に能動的に制御する。
【００６４】
引力を誘発するためには、第１の要素１の温度Ｔ１及び気体温度Ｔ３は、第２の要素２の温度Ｔ２を超える必要がある。例えば、第１の要素１の温度Ｔ１及び気体温度Ｔ３が制御されず、したがって周囲温度となる。この場合には、第２の要素２の温度Ｔ２を第１の要素１の温度Ｔ１より低い温度に冷却するために、適切なアクチュエータ、すなわちクーラによって、第２の要素２の温度Ｔ２を能動的に制御する。別の実施形態においては、第２の要素２の温度Ｔ２が制御されず、したがって周囲温度となる。この場合には、要素１及び要素２の間に引力を誘発するために、適切なアクチュエータ、すなわちヒータによって、第１の要素１の温度Ｔ１を第２の要素２の温度Ｔ２より高い温度に能動的に制御する。
【００６５】
温度Ｔ１又はＴ２の一方のみが制御される場合には、制御されない要素の温度が直ちに周囲温度となるという仮定にマイクロシステムが従うものとすると、こうした温度を制御するためのアクチュエータは、能動的にそれぞれの要素をこうした周囲温度より低く又は高く冷却又は加熱するための基準として、周囲温度を測定することが好ましい。より高性能のシステムにおいては、アクチュエータは、温度制御されない要素の温度を測定するためのセンサを含むことができる。こうしたアクチュエータは、制御される要素を予め定められた調整可能な温度に維持するための制御ループ手段をさらに含むことができる。こうしたアクチュエータは、要素を制御された方法で連続的に又は断続的に加熱又は冷却するための手段を含むことができる。
【００６６】
当然のことながら、要素１及び要素２の温度Ｔ１及びＴ２は、さらに気体の温度Ｔ３とすることができるように能動的に制御することが可能である。
【００６７】
力を分類するために、第１の要素１と第２の要素２との間の力を実験で測定した。図２ａ）は、第２の要素が第１の要素の温度に対して加熱され、この温度勾配が一定レベルに保持された場合に熱によって誘発される力の過渡的な挙動を、要素の対面する２つの面の間の距離ｄの関数として示すものである。
【００６８】
一定の距離ｄにおいては、測定される力は、第２の要素２の温度Ｔ２と、温度がこの設定では室温であった気体の温度Ｔ３でもある第１の要素１の温度Ｔ１との間の温度差に、ほぼ線形に依存する。ここでは、力は、表面ｓ１とｓ２と間の、約５００ｎｍの一定距離ｄにおいて測定されている。
【００６９】
測定された力を温度差と面積で割った値は、１マイクロメータの距離において１０Ｎ／（Ｋ・ｍ２）のオーダである。この値は、典型的には、用いられる材料にも依存する。
【００７０】
可動かつ非結合の要素である要素の１つを含むマイクロシステムの要素に作用する、熱によって誘発される力は、多くの利点を示す。まず、提案されるマイクロシステムは、製造が簡単である。標準的な微細加工技術を用いることができる。可動要素の特性の選択について大きな自由度が存在する。さらに、可動要素について、機械的又は電気的な接触は不要である。引力及び斥力の生成が可能である。高電圧は不要である。熱アクチュエータをマイクロシステムに組み込むことが容易である。誘発される力は、距離に依存する。数マイクロメータのオーダの減衰長を伴う過渡的な挙動を観測することができる。ばね、重力、静電気引力などといった第２の力と組み合わせて、距離を制御することができる。提案されるマイクロシステムは、マイクロメータ・サイズの本体の熱容量が相対的に小さいため、電力効率良く作動することができる。第１の要素に対する第２の要素の任意の位置決めを迅速に行うことができ、実験データは、１０マイクロ秒を下回る応答時間を示す。多くの用途において、ヒータの応答時間は制約要因となる可能性がある。力を誘発するのに必要な２つの要素間の温度差は、正確かつ再現可能な方法で比較的容易に生成される。しかしながら、温度差とは対照的に、効果は、ドリフトすることが許容される場合がある絶対温度及び圧力に強く依存しないものと予測される。
【００７１】
図３は、マイクロシステムの幾つかの実施形態を断面図で示す。図３ａ）及び図３ｂ）においては、マイクロリフタの２つの実施形態が示されている。静止した要素１は幾つかの第２の要素２に面し、幾つかの第２の要素２は互い離れており、それにより各々が可動かつ非結合の多数の第２の要素２を形成するか、又は、例えば図３ａ）の断面に示される選択範囲のみにおいて第１の要素１と相互作用するグリッドを形成することにより可動かつ非結合の１つの単一の第２の要素を形成することができる。第２の要素２は、第１の要素１のノーズ１８に面する。
【００７２】
図３ａ）は、作動モードのマイクロシステム、すなわちアクチュエータが第１の要素１及び／又は第２の要素２の一方に作用しているマイクロシステムを示す。作動モードにおいて、第１の要素１と第２の要素２との間の温度勾配のために熱によって誘発される斥力により斥力ギャップ８と呼ばれるギャップが生成されるように、第１の要素１と第２の要素２との間に斥力が生成される。図３によるマイクロシステムにおいては、システムの設定によって斥力が重力を少なくとも一部相殺していることに留意されたい。
【００７３】
図３ａ）によるマイクロシステムに作用する斥力は、全体でアクチュエータ３を形成する作動エンティティ３１によって生成される。これらの作動エンティティ３１は、第２の要素２を加熱するためのヒータである。第１の要素１は、周囲の気体と同じように室温を示す。作動エンティティ３１は、スペーサ１９を介して第１の要素１に取り付けられる。作動エンティティ３１は、第２の要素２を第１の要素１の温度より高い温度に加熱するように設計されているため、作動エンティティ３１を第１の要素１から断熱することが好ましい。この例においては、スペーサ１９は、断熱材としての役割も果たすことができる。さらに、このマイクロシステムにおいては、作動エンティティ３１と第１の要素１との間に、絶縁ギャップ９が設計されている。
【００７４】
参照数字７は、作動エンティティ３１と第２の要素２との間の熱伝達ギャップを示す。熱は、この熱伝達ギャップ７を介して、作動エンティティ３１から第２の要素２に伝達される。しかしながら、この場合、力は、第１の要素１と第２の要素２との間の斥力ギャップ８を介して作用している。
【００７５】
図３ｂ）は、図３ａ）において示されたものと同様の、マイクロリフタ又はマイクロポジショナの形態のマイクロシステムを示す。しかしながら、第２の要素２は、斥力ギャップ８を介して第１の要素１の幾つかのノーズ１８に面する連続要素である。ここでは、作動エンティティ３１は、第２の要素２の側面からではなく下から熱を伝達する。作動エンティティ３１は、ここでも幾つかの断熱手段を含む第１の要素１に取り付けられている。この構成によって、第２の要素２の表面ｓ２に沿って熱伝達ギャップ７と斥力ギャップ８とが交互になる。この実施形態から特に導くことができるように、第１の要素１又は第２の要素２の全体を加熱又は冷却する必要は全くない。第１の要素１に対して第２の要素２を作動させるためには、以下では温度制御ゾーンとも呼ばれる単一スポットを加熱又は冷却すれば十分である。要素１、２の構造に応じて、要素全体を加熱又は冷却するより温度制御ゾーンを作動させる方が好ましい場合がある。
【００７６】
図３ａ）及び図３ｂ）による実施形態を要約すると、これらのマイクロシステムは、可動要素２を持ち上げる及び／又は位置決めするために設計される。これらのマイクロシステムを用いれば、第２の要素２を表面の上方に浮かせることができる。作動エンティティ３１はまた、図３ａ）による第２の要素２の望ましくない横方向の移動の場合には第２の要素２のためのバンパー、すなわち安定化手段としての役割を果たし、図３ｂ）によるサイレント・モードにおいては第２の要素２のための支持体としての役割を果たすことができる。接着を克服し、温度差を誘発するために、例えば対面する２つの面の一方に先端部（tips）を配置することによって、可動要素２と静止要素１との間の接触面積を減少させることが好ましい。熱伝達の範囲における引力が第２の要素２を持ち上げるための望ましい斥力より小さくなるように、様々な面積及び距離を調整しなければならない。アクチュエータ３は、静止した基板要素１に含ませることができる。ヒータと、可動要素２より冷たくなければならない範囲との間に、何らかの種類の断熱が存在することが好ましい。こうした持ち上げ技術の１つの利点は、持ち上げプロセスについて自然の限界を設定する、誘発される力の過渡的挙動である。
【００７７】
本発明によれば、すべてが断面図である図３ｄ）から図３ｇ）において、さらなるマイクロシステムが提示される。図３ｃ）によれば、加熱は放射線によって行うこともできる。この例においては、この場合も同様に、第２の要素２が第１の要素１に対して加熱され、これらの要素１及び要素２の表面ｓ１及びｓ２は、互いに対面する。放射線は、第２の要素２の全体が加熱されるように用いられる。しかしながら、放射線のビームを集束することによって、要素２の限られたゾーンのみを温度制御することもできる。
【００７８】
図３ｄ）から図３ｇ）の実施形態は、マイクロ／ナノ位置決めのためのマイクロシステムを示すものである。図３ｄ）においては、要素１及び要素２は、表面ｓ１及びｓ２が互いに対面する。アクチュエータのスイッチが入っていないサイレント・モードだけでなく作動モードにおいても、対面する表面ｓ１及びｓ２は、互いに平行に位置合わせされる。このことによって、垂直方向とも呼ばれるｚ方向の矢印が示すように、表面ｓ１及びｓ２に垂直に熱的な力が作用する。マイクロシステムは、第２の要素２が第１の要素１に対してｚ方向に持ち上がるように、ｚ方向である上向きの力のみを受ける。
【００７９】
図３ｄ）においては、第１の要素１には、サイレント・モードの際に第２の要素２を保持するための保持構造である支持体１７が設けられる。典型的には、非結合の自由な要素２は、図のほとんどにおいて明示的に示されていないアクチュエータが作動されない限り、ホルダ１７によって支持される。
【００８０】
一般に、熱的な力は、要素の対面する表面に垂直に作用する。対面する表面の部分の間に角度を導入することによって、表面に垂直なｚ方向の成分と同時に、この座標系によれば表面に平行なｘ方向の力成分を誘発することができる。ｘ方向及びｙ方向は、横方向という用語によってカバーされる。図３ｅ）のマイクロシステムによれば、第２の要素２の表面ｓ２には、他方の要素１の対面する表面ｓ１に向かって傾斜する３つの部分ｓ２１、ｓ２２及びｓ２３が設けられる。これらの部分ｓ２１、ｓ２２及びｓ２３は、互いに平行に位置合わせされ、鋸歯形状を形成する。熱によって誘発される力は要素の対面する表面に垂直に作用するという規則に従うと、ここでは、第２の要素２を矢印に従って上斜め横方向に持ち上げ、その結果としてｚ成分とｘ成分とを有する力が生成される。このように、第２の要素２は、第１の静止要素１に対して持ち上げられ、かつ、横方向に移動する。ここでも、斥力を生成するために第２の要素２の全体が加熱されていることに留意されたい。
【００８１】
図３ｆ）によれば、鋸歯形状は、ここでは静止した第１の要素１に配置されている。第１の要素１の表面ｓ１は、傾斜した表面部分ｓ１１、ｓ１２及びｓ１３に垂直な力を誘発するように、傾斜した部分ｓ１１、ｓ１２及びｓ１３を含む。第２の要素２は加熱される。
【００８２】
鋸歯形状は、最良のケースでは、対面する要素と要素の表面のすべての部分との距離を小さく維持しながら、要素の表面全体を効果的に用いることができるため、特に有利である。これに代えて、鋸歯形状の多数の傾斜した部分に分かれていない全体が傾斜した表面ｓ１を設けると、結果として、対面する表面から遠く離れた少なくとも一部の表面が形成されるため、熱的な力を誘発するのに効果的ではない。
【００８３】
図３ｇ）によれば、第１の要素１の表面ｓ１において、第１の傾斜した部分ｓ１４と、別の平行な部分ｓ１５と、さらに別の傾斜した部分ｓ１６とを含むマイクロシステムが示される。傾斜した表面部分ｓ１４及びｓ１６は、互いに向き合っており、表面ｓ２に垂直な平面ｐで鏡対称である。対面する要素２が全体的に加熱された場合には、要素１の表面構成によって、表面ｓ１の部分ｓ１４、ｓ１５、ｓ１６の各々が力の１つに対応する矢印によって示される３つの異なる力が誘発される。部分ｓ１４、ｓ１５、ｓ１６及び加熱される要素２によって誘発される力を比較すると、部分ｓ１５は、その有効面積がより大きいため他の部分ｓ１４及びｓ１６より大きな分力を誘発するが、対面する表面ｓ２との間の距離がより大きいため、大面積によって得られる効果の一部がなくなる。結局、要素１の構成によって、マイクロシステムは、横方向成分を含む力の存在により、図３ｇ）において示されるような持ち上げ位置において安定させることができる第２の要素２を提供する。要素２が、安定した位置から例えば右横方向に移動する場合には、傾斜した部分ｓ１６は、横方向の力を第２の要素２に誘発することに関して部分ｓ１４より効果的になる。したがって、均衡状態とも呼ばれる所望の／安定した位置の方向への力が誘発され、要素２を再び左に移動させる。要素２がその安定した位置にある場合には、傾斜した表面部分ｓ１４及びｓ１６によって誘発される横方向の力成分は相殺される。
【００８４】
これに関連して、作動エンティティのスイッチをオン・オフする考え方によって、特定の方向に誘発される力の大きさを変化させることも可能であることを強調しておく。図３ｄ）によるマイクロシステムの場合には、向きを選択して力を調整することはできないが、ここで要素２の全体が加熱されるのではなく、この要素２のごく端部のみが温度制御ゾーンである場合には、要素２の中央部における若干多くのゾーンを加熱することによって、結果として誘発される力の大きさを増大させることができる。この考え方を、傾斜した表面部分と平行部分とを有するより複雑なマイクロシステムに移行させると、第１の要素と第２の要素の少なくとも一方を何度も一定時間加熱することによって、誘発される力の全体的な大きさと全体的な向きを調整することができる。
【００８５】
固体バルクと空気との間の熱伝導率の差を利用して、第２の要素２のスティック−スリップ運動を引き起こすことができる。図４ａ）〜ｃ）は、こうしたスティック−スリップ運動を行うマイクロポジショナの３つの異なる位置を、同様に断面図で示す。これまでと同様に、参照数字１は、バルクからなる第１の要素を示し、参照数字２は、可動かつ非結合の第２の要素を示す。アクチュエータ３は、第１の要素１に取り付けられ、ヒータとして具体化される。第２の要素２は、その端部に先端部２１を含み、先端部２１は、この実施形態においては無視できる程度の大きさの横方向の力しか誘発しないと考えられる。したがって、こうした先端部２１は、小さな有効面を有するのみである。先端部２１は、対面する表面の大部分で要素２が要素１を覆う場合に、要素１から要素２を持ち上げようとするときに観測される接着効果を克服するための好ましい手段である。しかしながら、先端部２１が、顕著な横方向の力を誘発するのに十分な大きさであっても、要素２の対称性によって、及び、アクチュエータ３の配置によりアクチュエータ３に対向する可動要素２の限られたゾーンに主として熱が伝達されることによって、横方向の移動は観測されないであろう。
【００８６】
図４ａ）によれば、加熱フェーズにおいてアクチュエータ３が加熱され、可動要素２も加熱される。断熱手段のない第１の要素１にアクチュエータ３が配置されるため、加熱の間、第１の要素１は可動要素２より高温である。結果として、第１の要素１と第２の要素２との間に引力が発生する。
【００８７】
図４ｂ）によれば、加熱のスイッチが突然オフにされたときには、第１の要素１及びアクチュエータ３は、要素１のバルクを通して要素２より効率的に冷却される。したがって、可動要素２の方が熱くなり、斥力が生じて可動要素２が要素１の表面から持ち上げられる。しばらくすると、可動要素２は冷却され、斥力が存在しなくなる。可動要素２は、図４ｃ）に示されるように、静止要素１と接触した状態に戻る。
【００８８】
図３ｅ）又は図３ｆ）と同様の構造が用いられるときには、ｘ運動を誘発することもできる。この場合、こうした鋸歯形状の構造は、アクチュエータ３の熱放射に晒される要素２内の範囲である、図４によるマイクロシステムの要素２の作動ゾーンに配置されることが好ましい。
【００８９】
既に述べたように、付加的な横方向の力を誘発するためには、傾斜した表面は、要素の傾斜した有効面を増加させるために鋸歯形状として配置されることが好ましい。こうした鋸歯構造の各々は、以下、ランプとも呼ばれる。ランプは、上昇面部分と下降面部分とを含む、要素の一方又は両方に組み込まれた構造である。ランプの形状は、図５ｃ）に示される。上昇面部分ｓｒｓは、典型的には、０°＜α＜４５°の僅かな傾斜角を示し、一方、下降面部分ｓｆｌは、７５°＜β≦９０°の急傾斜角を示す。上昇面部分ｓｒｓの傾斜角αは、達成される力の横方向成分を決定し、それに応じて選択される。下降面部分ｓｆｌは、第２の要素にいかなる力を生成することにも寄与しないように、９０°の傾斜角βを示すことが好ましい。したがって、上昇面部分によって引き起こされる力の横方向成分を誘発するための有効面を最大にすることができる。
【００９０】
ランプは、それぞれの要素に取り付けることも、こうした要素と一体を成すものとすることもできる。後者の場合には、こうした要素を製造するためのいずれかの製造プロセスは、こうしたランプを生成するためのプロセス・ステップを含む。こうした教示は、力の垂直方向以外の成分を誘発するために用いることが可能な、要素上又は要素内に配置される任意の構造に適用することもできる。
【００９１】
図５ａ）及び図５ｂ）は、ランプを含む２つの異なるマイクロシステムを、上面図と断面図の両方で示す。こうしたマイクロシステムは、熱バネシステム又は自動位置決めシステムとして特徴付けることもできる。
【００９２】
図５ａ）は、鋸歯形状を形成する形状において、以下では第１のランプ１１とも呼ばれる４つのランプ１１の組を含む第１の要素１を示し、一方、図５ａ）の第２図は、同じ要素の上面図を示す。この構造は、独立した要素として用いられているが、こうした構造は、より複雑な要素の一部を形成するものであることが好ましい。図５ａ）においては、第２の要素は示されていない。図５ａ）の要素１のように設計された、ランプが別の要素に面する要素は、垂直方向の力成分だけでなく横方向の力成分も生じさせる。こうした横方向の力成分の向きは、以下の図面全部にあるように矢印によって示される。
【００９３】
横方向の力成分を誘発する構造のアイデアを拡張して、本体を所望の位置に動かすか又は所望の位置に保持するマイクロシステム・デバイスを構築することもできる。この場合、こうしたマイクロシステムは、自動中央位置決め機能（self centering capabilities）を提供することもできる。図５ｂ）によるマイクロシステムの上面図によれば、２つのランプの組が第１の要素１に配置される。各々のランプの組は、４つのランプを含む。線ａ−ａ´に沿ったマイクロシステムの断面図から分かるように、第１のランプ１１は、第２のランプ１２と異なる向きを示す。第２のランプ１２は、一般に、第１のランプ１１に対して１８０度回転させた姿勢で要素上に方向付けられる。図５ｂ）における第１の要素１の表面構造全体は、第１のサブアライメントａ１１及び第２のサブアライメントａ１２を含むアライメントａ１に従う。第１のサブアライメントａ１１は第１のランプ１１の組を含み、一方、第２のサブアライメントａ１２は第２のランプ１２の組を含む。サブアライメントａ１１とサブアライメントａ１２との間には、ランプのない、第２の要素２の表面と平行な表面部分を含む中間ゾーンｉｚ１が存在する。
【００９４】
要素２の自動位置決め特性を実装するために、ランプ１１及び１２のそれぞれの組を含む２つのサブアライメントａ１１及びａ１２を用いて、反対向きの横方向の力を生成する。第１のランプ１１及び第２のランプ１２の上昇面は、対面している。しかしながら、それぞれのランプの組を有する第１のサブアライメントａ１１及び第２のサブアライメントａ１２は、第１のランプ１１の下降面が第２のランプ１２の下降面に面するように置き換えることもできる。しかしながら、この場合には、自動中央位置決め効果はなくなる。
【００９５】
可動要素２は、熱によって誘発される力の垂直成分によって浮き上がる。所望の横方向位置において、ランプ１１及び１２の２つの組によって誘発される横方向の力成分は、互いに相殺される。可動要素２が異なる横方向位置にずれると、横方向の復元力が生じ、第２の要素２をｘ位置ｘｅに位置決めする。
【００９６】
第２の要素２の２つの端部を異なる温度にすることにより、静止位置をずらして、マイクロシステムの中央位置決め特性と走査特性とを組み合わせることができる。
【００９７】
＋ｙ方向及び−ｙ方向の力を生成する、付加的なヒータと、鋸歯状ランプ又は偶数組のランプを有する領域とを導入することができる。一般に、力成分を＋ｙ方向に生じさせるように方向付けられるランプは、第３のランプと呼ばれる。こうした第３のランプは、第１のランプに対して９０度回転させた姿勢で方向付けられる。力成分を−ｙ方向に生じさせるように方向付けられる別のランプは、第４のランプと呼ばれる。こうした第４のランプは、第１のランプに対して２７０度回転させた姿勢で方向付けられる。
【００９８】
こうした構造を用いて、ｘｙスキャナを構築することができる。例えば、＋ｘ方向の力を誘発する第１のランプ、又はさらに良好には第１のランプの組が、可動要素の両端部に配置され、また、−ｘ方向の力を誘発する第２のランプ、又はさらに良好には第２のランプの組が、同じ両端部に配置される。この場合、運動／力は、第１のランプと第２のランプを同時に加熱することによってｚ方向に誘発され、第１のランプを同時に加熱することによって＋ｘ方向に誘発され、第２のランプを同時に加熱することによって−ｘ方向に誘発されるようにすることができる。
【００９９】
同様に、＋ｙ方向の力を誘発する第３のランプ、又はさらに良好には第３のランプの組を、可動要素の他の両端部に設けることによって、また、−ｙ方向の力を誘発する第４のランプ、又はさらに良好には第４のランプの組を、同じ他の両端部に設けることによって、ｙ方向を扱うことができる。この場合、運動／力は、好ましくは第１のランプ及び第２のランプに加えて、第３のランプと第４のランプを同時に加熱することによってｚ方向に誘発され、第３のランプを同時に加熱することによって＋ｙ方向に誘発され、第４のランプを同時に加熱することによって−ｙ方向に誘発されるようにすることができる。
【０１００】
第１のランプの加熱と第２のランプの加熱との間の適当な割合を選択することによって、理想的にはｘ方向の駆動力を調整できることに留意されたい。したがって、結果として生じる速度を調整することができる。このことは、当然のことながら、＋ｙ方向及び−ｙ方向の移動の制御をサポートする第３のランプ及び第４のランプについても当てはまる。
【０１０１】
こうしたｘｙスキャナの第２の可動要素は、図９において、まず上面図で示され、次に線ａ−ａ´による断面図で示される。先の図に合わせて、第１のランプは１１によって示され、第２のランプは１２によって示され、第３のランプは１３によって示され、第４のランプは１４によって示される。この第２の要素２上では、常に、同じ向きの４つのランプが１つの組にグループ化される。第１のランプ１１及び第２のランプ１２の組が、アライメントａ１の第１のサブアライメントａ１１及び第２のサブアライメントａ１２を形成する。明示的には示されていないものの、線ｂ−ｂ´に沿った断面は、線ａ−ａ´に沿った断面と同一に見えるが、第１のランプ１１は第３のランプ１３に置き換えられ、第２のランプ１２は第４のランプ１４に置き換えられる。
【０１０２】
同じ理由で、回転移動を誘発することもできる。
【０１０３】
可動要素２を中央に位置決めするアイデアと、走査すなわち制御された横方向の移動のアイデアとを組み合わせると、ガイド構造を作ることができる。こうしたマイクロシステムには熱ガイド構造が設けられ、マイクロコンベアと考えることもできる。図６は、熱ガイド・マイクロシステムを上面図及び断面図で示す。ここでは、第１のランプ１１の組及び第２のランプ１２の組に加えて第３のランプの組１３を第１の要素１に設けることによって、図５ｂ）によって知られたマイクロシステムを拡張して適用する。第２の要素２は、見やすくするためにその輪郭のみが示されている。矢印は、この場合も同様に、熱によって作動させられる第２の可動要素２と共に作用したときにランプのそれぞれの組によって誘発される横方向の力成分の方向を示す。この実施形態においては、第１の要素１の構造のアライメントａ１は、４つの第１のランプ１１の組を含む第１のサブアライメントａ１１と、４つの第２のランプ１２の組を含む第２のサブアライメントａ１２と、第１のサブアライメントａ１１及び第２のサブアライメントａ１２の間にある中間ゾーンｉｚ１とを含む。この実施形態における中間ゾーンｉｚ１は、ランプがないのではなく、８つの第３のランプ１３の組を含む。
【０１０４】
第２の要素２は、図示されないアクチュエータによって加熱される要素であるため、要素２の位置決めを選択的に制御するために要素２の異なるゾーンの選択的作動を可能にすることが好ましい。図６に示されるように、互いに熱的に隔離される３つの温度制御ゾーン、ｔｃｚ１、ｔｃｚ２及びｔｃｚ３が設けられることが好ましい。温度制御ゾーンｔｃｚ２が第３のランプの組と共に作動ゾーンとして働くように温度制御ゾーンｔｃｚ２に放射線を当てたときに、図６に示される第２の要素２の位置から、＋ｙ方向に要素２を移動させることができる。温度制御ゾーンｔｃｚ１は、第１のランプ１１の組と共に作動ゾーンとして働き、温度制御ゾーンｔｃｚ３は、第２のランプ１２の組と共に作動ゾーンとして働く。
【０１０５】
このマイクロシステムにおいては、可動要素２は、所与のｘ位置に保持することができると同時に、ｙ方向の運動を誘発することができる。
【０１０６】
図７は、円形の自動中央位置決めマイクロシステムを上面図及び断面図で示す。上面図は、単に、接続されて円形のランプ配置を形成するランプ１１、１２、１３及び１４の４つの組を含む第１の要素１を示すものである。異なる向きのランプが互いに接続されているが、第１の要素１の特定のゾーンにおいては、これらのランプは第１のランプ１１、第２のランプ１２、第３のランプ１３又は第４のランプ１４の向きを示すため、異なる向きのランプの組について説明することは妥当である。この場合も同様に、矢印は、それぞれのランプによって生成される横方向の力成分の向きを示す。この実施形態におけるランプのアライメントについても理解される。第１のアライメントａ１においては、第１のサブアライメントａ１１が第１のランプ１１の組を含み、第２のサブアライメントａ１２が第２のランプ１２の組を含む。中間ゾーンｉｚ１は、第１のサブアライメントａ１１と第２のサブアライメントａ１２との間に配置される。第２のアライメントａ２においては、第３のサブアライメントａ２１が第３のランプ１３の組を含み、第４のサブアライメントａ２２が第４のランプ１４の組を含む。中間ゾーンｉｚ２は、第３のサブアライメントａ２１と第４のサブアライメントａ２２との間に配置される。２つの中間ゾーンｉｚ１及びｉｚ２は交差する。断面図は、線ａ−ａ´及び線ｂ−ｂ´に沿ったものである。
【０１０７】
分かりやすくするために、図７のマイクロシステムの異なる図すべてにおいて、第２の要素２は示されていない。しかしながら、第２の要素２には第１の要素１に面する平面が設けられていることが想定されている。第２の要素２は、円形又は他の任意の形状のものとすることができる。第１の実施形態においては、作動の際に可動要素２の全体が加熱されることが理解される。このモードにおいては、マイクロシステムは、可動要素２を第１の要素１の中心点ｏ上に自動位置決めする。しかしながら、他の実施形態においては、要素２の異なるゾーンは、こうした温度制御ゾーン内に選択的に熱を誘発することによって要素２を横方向ｘ又はｙの一方又は他方に進めることができるように、互いに離れた状態で加熱することができる。
【０１０８】
復元力を生成するこうしたマイクロシステムは、ばねシステムと考えることができる。こうしたマイクロシステムは、外力を測定するのに用いることができる。その明らかな利点は、探査要素２が第１の要素１と機械的に接触する必要がないことである。
【０１０９】
図８による実施形態は、自動位置合わせ回転子又は熱軸受の特性を含むマイクロシステムを、図８ａ）及び図８ｂ）による２つの概略的な上面図と、図８ｃ）による断面図と、図８ｄ）による上面図とによって示す。この場合も、見やすくするために第２の要素２はその輪郭のみが示されている。第１の要素１上のランプ・アライメントの概念においては、第１のランプ１１の組及び第３のランプ１３の組を含む第１のサブアライメントａ１１と、第２のランプ１２の組及び第４のランプ１４の組を含む第２のサブアライメントａ１２とを含む第１のアライメントａ１が存在する。中間ゾーンｉｚ１は、第１のサブアライメントａ１１と第２のサブアライメントａ１２との間に配置される。第２のアライメントａ２においては、第３のサブアライメントａ２１は、第３のランプ１３の組と第２のランプ１２の組とを含み、第４のサブアライメントａ２２は、第４のランプ１４の組と第１のランプ１１の組とを含む。中間ゾーンｉｚ２は、第３のサブアライメントａ２１と第４のサブアライメントａ２２との間に配置される。２つの中間ゾーンｉｚ１及びｉｚ２は交差する。断面図は、線ａ−ａ´に沿ったものである。
【０１１０】
このマイクロシステムにおいては、例えばディスクである第２の要素２は、第２の要素２の全体が加熱された場合には、ランプ１１、１２、１３及び１４の外側の組によって自動中央位置決めされ、ランプ１１、１２、１３及び１４の内側の組によって回転する。付加的な支持体は不要である。ディスクは自由であり、結合されていない。
【０１１１】
図８に示される実施形態から、アライメント内では、２つのアライメントａ１及びａ２についてａ−ａ´及びｂ−ｂ´であるアライメントの軸に沿って、ランプを位置合わせできることを導くことができる。例えば、第１のアライメントａ１においては、ランプ１１及び１２は軸ａ−ａ´に沿っており、一方、このアライメントａ１のランプ１３及び１４は、軸ａ−ａ´に垂直に方向付けられる。
【０１１２】
図８によるマイクロシステムを基にした他の実施形態においては、ディスクの制御された横方向移動及び回転運動を引き起こすことができるように、第２の要素２の選択されたゾーンの温度を個々に制御することができる。
【０１１３】
図７〜図９に示されるように、少なくとも４つの組の位置合わせされたランプを設ける代わりに、実質的に１２０度の位置で互いに位置合わせされる、最少の３つのランプ又は対応するランプの３つの組を設けることもできる。こうした向きのランプ／ランプの組を用いて、最終的には図７〜図９によるデバイスに関連して教示されたようなアライメントに付加的なランプを加えることによって、自動中央位置決めデバイス並びにスキャナ及び回転デバイスを構築することができる。
【０１１４】
コンピュータ可読プログラム・コード又は本文脈におけるプログラム・コードは、直接的に、又は、ａ）別の言語、コード若しくは表記への変換、ｂ）異なる素材形態での再現、のいずれか若しくは両方の後に、情報処理機能を有するシステムに特定の機能を実行させるように意図された命令の組の、いずれかの言語、コード又は表記によるいずれかの表現を意味する。
【０１１５】
本発明は、例示的な実施形態を参照して説明されたが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の修正を加えること、及び、本発明の要素を均等物に置き換えることが可能であることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明に係るマイクロシステムの図である。
【図２】本発明に係るマイクロシステムにおいて、温度と、温度によって誘発される力と、要素間の距離との間の関係を説明する２つのグラフである。
【図３】ａ）及びｂ）は本発明に係るマイクロリフタの２つの実施形態であり、ｃ）〜ｇ）は本発明に係る別のマイクロシステムであり、これらのすべてが断面図で示されている。
【図４】本発明に係るマイクロポジショナの３つの異なる位置である。
【図５】ａ）及びｂ）は本発明に係るランプを含む２つの異なるマイクロシステムの上面図及び断面図であり、ｃ）は単一のランプの断面図である。
【図６】本発明に係る熱ガイド・マイクロシステムの上面図及び断面図である。
【図７】本発明に係る円形の自動中央位置決めマイクロシステムの上面図及び断面図である。
【図８】本発明に係る回転機能を有する別の円形の自動中央位置決めマイクロシステムであり、ａ）及びｂ）によって２つの概略的な上面図を示し、ｃ）によって断面図を示し、ｄ）によって上面図を示す。
【図９】本発明に係るｘｙマイクロスキャナの上面図及び断面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  第１の要素
１１  第１のランプ
１２  第２のランプ
１３  第３のランプ
１４  第４のランプ
１７  支持体
１８  ノーズ
１９  スペーサ
２  第２の要素
２１  先端部
３  アクチュエータ
３１  作動エンティティ
７  熱伝達ギャップ
８  斥力ギャップ
９  絶縁ギャップ
ｄ  距離
ｓ  表面
ａ１、ａ２  アライメント
ａ１１、ａ１２、ａ２１、ａ２２  サブアライメント
ｉｚ１、ｉｚ２  中間ゾーン
ｔｃｚ１、ｔｃｚ２、ｔｃｚ３  温度制御ゾーン
【図１】
2008517574.tif 000003
【図２】
2008517574.tif 000004
【図３】
2008517574.tif 000005
【図４】
2008517574.tif 000006
【図５】
2008517574.tif 000007
【図６】
2008517574.tif 000008
【図７】
2008517574.tif 000009
【図８】
2008517574.tif 000010
【図９】
2008517574.tif 000011
【国際調査報告】
2008517574.tif 000012
2008517574.tif 000013