(57)【要約】【課題】移動側剛体部の移動範囲を従来に比して広くし得るようにした微小変位装置を提供する。【解決手段】２個の剛体部１５と１７，１７と２４にそれぞれ連係すると共に圧電アクチュエータ２０，２６に連係し、一方の剛体部に連係する連係部２２，３０を支点とし、他方に連結する連係部２３，２９を作用点とし、圧電アクチュエータ２０，２６との連係部５ｂ，６ｂを力点として、一方の剛体部との間でアクチュエータ２０，２６が力点に生じる変位を、変倍して作用点から他方の剛体部へ伝達する変位拡大部１６，１８と、該変位拡大部１６，１８における支点、力点及び作用点の内の少なくとも１つの位置を調節可能とした調整スクリュー５，６と、を備えている。【選択図】      図３
2004164244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個の剛体部と、これら剛体部を相対移動可能に連結する少なくとも２個の撓み梁と、前記２個の剛体部に相対変位を生じる微小変位アクチュエータと、を備えてなる微小変位装置において、
前記２個の剛体部にそれぞれ連係すると共に前記微小変位アクチュエータに連係し、前記２個の剛体部の内の一方に連係する連係部を支点とし、他方に連係する連係部を作用点とし、前記微小変位アクチュエータの連係部を力点として、前記一方の剛体部との間で前記微小変位アクチュエータが前記力点に生じる変位を、変倍して前記作用点から前記他方の剛体部へ伝達する変位変更手段と、
該変位変更手段における前記支点、前記力点及び前記作用点の内の少なくとも１つの位置を調節し得る調節手段と、を備えてなる、
ことを特徴とする微小変位装置。
【請求項２】
前記調節手段は、前記変位変更手段と前記微小変位アクチュエータとの間にて前記力点の位置を調節し得る調節機構からなる、
請求項１記載の微小変位装置。
【請求項３】
前記調節手段は、前記変位変更手段と前記他方の剛体部との間にて前記作用点の位置を調節し得る調節機構からなる、
請求項１記載の微小変位装置。
【請求項４】
前記調節手段は、前記変位変更手段と前記一方の剛体部との間にて前記支点の位置を調節し得る調節機構からなる、
請求項１記載の微小変位装置。
【請求項５】
前記調節機構は、互に連係された前記変位変更手段及び前記微小変位アクチュエータのいずれか一方に係合した調整スクリューからなる、
請求項２記載の微小変位装置。
【請求項６】
前記変位変更手段に係合した前記調整スクリューは、前記変位変更手段を貫通して螺合しその先端を前記微小変位アクチュエータの開放側端面に当接させてなる、
請求項５記載の微小変位装置。
【請求項７】
前記調節機構は、互に連係された前記変位変更手段及び前記剛体部のいずれか一方に係合した調整スクリューからなる、
請求項３又は４記載の微小変位装置。
【請求項８】
前記調整スクリューの粗動調節時における回動範囲を制限するストッパ機構を備えてなる、
請求項１ないし７のいずれか記載の微小変位装置。
【請求項９】
前記変位変更手段及び前記微小変位アクチュエータは、前記２個の剛体部と前記２個の撓み梁とで囲まれた空間部の外側に配置されてなる、
請求項１ないし８のいずれか記載の微小変位装置。
【請求項１０】
前記変位変更手段及び前記微小変位アクチュエータは、前記２個の剛体部と前記２個の撓み梁とで囲まれた空間部の内側に配置されてなる、
請求項１ないし８のいずれか記載の微小変位装置。
【請求項１１】
前記撓み梁は、長手方向略々全長に亘る薄肉平板からなる、
請求項１ないし１０のいずれか記載の微小変位装置。
【請求項１２】
前記少なくとも２個の撓み梁は、少なくとも２個の剛体リンクと、これら剛体リンクを前記２個の剛体部にそれぞれ連結する薄肉のヒンジ部とからなり、これら剛体リンクのいずれかが前記変位変更手段を兼用してなる、
請求項１ないし１０のいずれか記載の微小変位装置。
【請求項１３】
前記変位変更手段は、前記力点に作用する変位を前記作用点に拡大して伝達する変位拡大手段である、
請求項１ないし１２のいずれか記載の微小変位装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体の製造、光ファイバーの接続、高倍率顕微鏡等の微小範囲の位置決めを必要とする分野において用いられる微小変位装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、位置決め装置は、ネジ機構が用いられるが、近時、超精密加工、半導体の製造、バイオテクノロジー、光ファイバーの接続等の分野では、μｍオーダ、サブμｍオーダ、更にはｎｍオーダの微小範囲の位置決めが求められており、該微小範囲の変位装置としては、ピエゾ素子等の圧電アクチュエータが用いられている。
【０００３】
上記圧電アクチュエータの変位量は、一定の微小量からなるため、該圧電アクチュエータの変位量では、所望の変位量を得ることができない。このため、圧電アクチュエータの変位を、複数のてこからなる変位拡大機構を介して移動部に伝達し、所定変位量を得る微小変位装置が提案されている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−１４５７号公報（図１ないし図４）
【特許文献２】
特公平７−１４５８号公報（図１ないし図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記微小変位装置では、固定側剛体部及び移動側剛体部を、それぞれ薄肉からなる弾性ヒンジに連結された２個の梁又は全長に亘り可撓性を有する薄肉平板（以下これらを撓み梁という）にて連結し、これら両剛体部及び両撓み梁で囲まれた空間に、上記圧電アクチュエータ（微小変位アクチュエータ）及び変位拡大機構（変位変更手段）を配置している。このため、該微小変位装置によると、従前の微小変位装置よりもやや大きな変位量を得ることはできるものの、圧電アクチュエータの変位を拡大しても移動側剛体部の変位量の移動範囲は狭く、実作業の現場においては使用し難いこととなる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような微動調整に先立って粗動調整し得る粗動機構を配置することにより、移動側剛体部の移動範囲を従来に比して広くし得るように構成し、もって上述した課題を解決した微小変位装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は（例えば図１ないし図４，図８ないし図１３参照）、２個の剛体部（１５と１７）（１７と２４）と、これら剛体部を相対移動可能に連結する少なくとも２個の撓み梁（１９ａ，１９ｂ）（２５ａ，２５ｂ）と、前記２個の剛体部に相対変位を生じる微小変位アクチュエータ（２０）（２６）と、を備えてなる微小変位装置（１）において、
前記２個の剛体部にそれぞれ連係すると共に前記微小変位アクチュエータに連係し、前記２個の剛体部の内の一方に連係する連係部（２２）（３０）（５ｂ）（６ｂ）を支点とし、他方に連結する連係部（２３）（２９）（５ｂ）（６ｂ）を作用点とし、前記微小変位アクチュエータとの連係部（５ｂ）（６ｂ）（３３）（３４）を力点として、前記一方の剛体部との間で前記微小変位アクチュエータが前記力点に生じる変位を、変倍して前記作用点から前記他方の剛体部へ伝達する変位変更手段（１６）（１８）と、
該変位変更手段における前記支点、前記力点及び前記作用点の内の少なくとも１つの位置を調節し得る調節手段（５）（６）と、を備えてなる、
ことを特徴とする微小変位装置にある。
【０００８】
なお、上記「撓み梁」は、略々全長に亘り薄肉平板からなるものに限らず、固定部及び移動部との連結部分のみを薄肉部（ヒンジ部）とし、その他は剛体（剛体リンク）からなる、いわゆる弾性ヒンジからなる梁をも含む概念である。また、本発明における上記「連係」は、当接及び連結の双方を含む概念である。
【０００９】
請求項２に係る本発明は（例えば図３，図８ないし図１３参照）、前記調節手段は、前記変位変更手段（１６）（１８）と前記微小変位アクチュエータ（２０）（２６）との間にて前記力点の位置を調節し得る調節機構からなる、
請求項１記載の微小変位装置にある。
【００１０】
請求項３に係る本発明は（例えば図８参照）、前記調節手段は、前記変位変更手段（１６）（１８）と前記他方の剛体部（１７又は２４）との間にて前記作用点の位置を調節し得る調節機構からなる、
請求項１記載の微小変位装置にある。
【００１１】
請求項４に係る本発明は（例えば図９，図１０参照）、前記調節手段は、前記変位変更手段（１６）（１８）と前記一方の剛体部（１５又は１７）との間にて前記支点の位置を調節し得る調節機構からなる、
請求項１記載の微小変位装置にある。
【００１２】
請求項５に係る本発明は（例えば図３，図１１ないし図１３参照）、前記調節機構は、互に連係された前記変位変更手段（１６）（１８）及び前記微小変位アクチュエータ（２０）（２６）のいずれか一方に係合した調整スクリュー（５）（６）からなる、
請求項２記載の微小変位装置にある。
【００１３】
請求項６に係る本発明は（例えば図３，図１１ないし図１３参照）、前記変位変更手段（１６）（１８）に係合した前記調整スクリュー（５）（６）は、前記変位変更手段を貫通して螺合しその先端（５ｂ）（６ｂ）を前記微小変位アクチュエータ（２０）（２６）の開放側端面に当接させてなる、
請求項５記載の微小変位装置にある。
【００１４】
請求項７に係る本発明は（例えば図８ないし図１０参照）、前記調節機構は、互に連係された前記変位変更手段（１６）（１８）及び前記剛体部（１５，１７，２４）のいずれか一方に係合した調整スクリュー（５）（６）からなる、
請求項３又は４記載の微小変位装置にある。
【００１５】
請求項８に係る本発明は（例えば図１３参照）、前記調整スクリュー（５）（６）の、粗動調節時における回動範囲を制限するストッパ機構（５２）を備えてなる、
請求項１ないし７のいずれか記載の微小変位装置にある。
【００１６】
請求項９に係る本発明は（例えば図３，図８ないし図１０，図１３参照）、前記変位変更手段（１６）（１８）及び前記微小変位アクチュエータ（２０）（２６）は、前記２個の剛体部（１５と１７）（１７と２４）と前記２個の撓み梁（１９ａ，１９ｂ）（２５ａ，２５ｂ）とで囲まれた空間部（Ｃ）の外側に配置されてなる、
請求項１ないし８のいずれか記載の微小変位装置にある。
【００１７】
請求項１０に係る本発明は（例えば図１１参照）、前記変位変更手段（１６）（１８）及び前記微小変位アクチュエータ（２０）（２６）は、前記２個の剛体部（１５と１７）（１７と２４）と前記２個の撓み梁（１９ａ，１９ｂ）（２５ａ，２５ｂ）とで囲まれた空間部（Ｃ）の内側に配置されてなる、
請求項１ないし８のいずれか記載の微小変位装置にある。
【００１８】
請求項１１に係る本発明は（例えば図３，図８ないし図１１，図１３参照）、前記撓み梁（１９ａ，１９ｂ）（２５ａ，２５ｂ）は、長手方向略々全長に亘る薄肉平板からなる、
請求項１ないし１０のいずれか記載の微小変位装置にある。
【００１９】
請求項１２に係る本発明は（例えば図１２参照）、前記少なくとも２個の撓み梁は、少なくとも２個の剛体リンク（５４）（５９）と、これら剛体リンクを前記２個の剛体部（１５と１７）（１７と２４）にそれぞれ連結する薄肉のヒンジ部（２２’，２３’）（３７，３８）とからなり、これら剛体リンクのいずれかが前記変位変更手段（１６）（１８）を兼用してなる、
請求項１ないし１０のいずれか記載の微小変位装置にある。
【００２０】
請求項１３に係る本発明は（例えば図３，図８ないし図１３参照）、前記変位変更手段は、前記力点に作用する変位を前記作用点に拡大して伝達する変位拡大手段（１６，１８）である、
請求項１ないし１２のいずれか記載の微小変位装置にある。
【００２１】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、実施の形態との対応を容易にして理解の迅速化を図る便宜的なものであり、これにより請求項の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明によると、各連係部を支点、力点、作用点として、一方の剛体部との間で微小変位アクチュエータが力点に生じる変位を、変倍して作用点から他方の剛体部へ伝達する変位変更手段と、該変位変更手段における支点、力点及び作用点の内の少なくとも１つの位置を調節可能とする調節手段と、を備えたので、微小変位アクチュエータそのものの変位によって高い精度及び信頼性を有する微小範囲の位置決め調整（微動調整）を行い得るものでありながら、該微動調整に先立って調節手段を操作することにより、支点、力点、作用点のいずれかを位置変更することで、移動側の剛体部の変位量、即ち２個の剛体部の相対変位を大きくした粗調整（粗動調整）を行なうことができる。これにより、調節手段の例えば手動による粗動調整と、微小変位アクチュエータ自身の変位に基づく微動調整とが相俟って、位置決め調整を効率的に行ない得るものでありながら、位置決め範囲（移動側剛体部の移動範囲）が広く使い勝手の良い微小変位装置を得ることができる。
【００２３】
請求項２に係る本発明によると、調節手段が、変位変更手段と微小変位アクチュエータとの間にて力点の位置を調節し得る調節機構からなるので、調節手段を適宜調節するだけで力点の位置を容易にかつ確実に調節しつつ調整を円滑に行い得る装置構造を実現することができる。
【００２４】
請求項３に係る本発明によると、調節手段が、変位変更手段と他方の剛体部との間にて作用点の位置を調節し得る調節機構からなるので、調節手段を適宜調節するだけで作用点の位置を容易にかつ確実に調節しつつ調整を円滑に行い得る装置構造を実現することができる。
【００２５】
請求項４に係る本発明によると、調節手段が、変位変更手段と一方の剛体部との間にて支点の位置を調節し得る調節機構からなるので、調節手段を適宜調節するだけで支点の位置を容易にかつ確実に調節しつつ調整を円滑に行い得る装置構造を実現することができる。
【００２６】
請求項５に係る本発明によると、調節機構が、互に連係された変位変更手段及び微小変位アクチュエータのいずれか一方に係合した調整スクリューからなるので、極めて簡略な構成により微動機構と粗動機構の双方を併せ持った装置構造を実現することができ、装置大型化や複雑化を招くことなく、廉価に製造することが可能になる。
【００２７】
請求項６に係る本発明によると、変位変更手段に係合した調整スクリューが、変位変更手段を貫通して螺合しその先端を微小変位アクチュエータの開放側端面に当接させているので、調整スクリューを容易に取付けることができ、簡単な構造でもって、該調整スクリューの手動による粗動調整と、微小変位アクチュエータによる微動調整とが相俟って、効率的に微小範囲の位置決め調整を行なうことができる。
【００２８】
請求項７に係る本発明によると、調節機構が、互に連係された変位変更手段及び剛体部のいずれか一方に係合した調整スクリューからなるので、極めて簡略な構成により微動機構と粗動機構の双方を併せ持った構成を実現することができ、装置大型化や複雑化を招くことなく、廉価に製造することが可能になる。
【００２９】
請求項８に係る本発明によると、ストッパ機構により調整スクリューの粗動調節時の回動範囲を制限することができるので、例えば２個の剛体部の間に、力点が微小変位アクチュエータに常に当接するように付勢する板バネ等を介在した場合に、該板バネの弾性限界を超えないように規制しながらの粗動調整を実施することができる。
【００３０】
請求項９に係る本発明によると、変位変更手段及び微小変位アクチュエータが、２個の剛体部と２個の撓み梁とで囲まれた空間部の外側に配置されるので、変位変更手段とアクチュエータとの連動が容易になり、装置の製造を簡略化させ、コストダウンも期待することができる。
【００３１】
請求項１０に係る本発明によると、変位変更手段及び微小変位アクチュエータが、２個の剛体部と２個の撓み梁とで囲まれた空間部の内側に配置されるので、変位変更手段及びアクチュエータを外部からのダメージより確実に保護することができる。
【００３２】
請求項１１に係る本発明によると、撓み梁が、長手方向略々全長に亘る薄肉平板からなるので、該撓み梁全体を薄くして更なるコンパクト化を図ることができる。
【００３３】
請求項１２に係る本発明によると、２個の撓み梁が、２個の剛体リンクと、これら２個の剛体リンクを前記剛体部にそれぞれ連結する薄肉のヒンジ部とからなり、これら２個の剛体リンクのいずれかが変位変更手段を兼用しているので、部品点数を削減して装置構成を簡略化させることができる。
【００３４】
請求項１３に係る本発明によると、変位変更手段が、力点に作用する変位を作用点に拡大して伝達する変位拡大手段からなるので、微小変位アクチュエータを例えば積層ピエゾ素子等の圧電アクチュエータで構成し、該アクチュエータのストロークを拡大して実用範囲の微小変位にすることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明に係る第１の実施の形態について説明する。本実施の形態は、変位拡大部１６，１８とアクチュエータ２０，２６との間にて力点の位置を調節し得る調節機構（調節手段）を具備するものである。図１及び図２は、本発明に係るＸＹＺ方向の微小変位装置（位置決め装置）の組立てられた状態での外観を示す図で、該微小変位装置１は、平面視略々正方形からなり、基台に固定又は載置される基盤２と、微細動を要求される移動部材に連結される移動ステージ３とを有しており、該移動ステージ３は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向に微小変位（位置決め）し得る。
【００３６】
なお、移動ステージ３は、平面視（図１（ａ）参照）略々矩形状（角部分が切欠かれている）からなり、上面３ａ、各辺において直交する方向に垂下する各側面３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを有しており、側面３ｂにＸ方向移動確認装置１０（図２（ｂ）参照）、側面３ｃにＹ方向移動確認装置１１及びＺ方向移動確認装置１２が設けられている。該移動ステージ３を粗動して、大体の位置決めをするＸ方向調整スクリュー５、Ｙ方向調整スクリュー６、Ｚ方向調整スクリュー７がそれぞれ設けられている。なお、これら調整スクリューは、図示のように単純な調整ネジでもよく、また周知のマイクロメータでもよい。また、１３は、コントローラ等に接続する端子である。
【００３７】
図３は、ＸＹ方向の変位部分を示す図で、図１及び図２において、Ｚ方向変位部分及び移動ステージ３を取り外した図であり、また端子等の説明に不要な部分は省略してある。該ＸＹ方向変位部分Ｉは、１個の金属ブロックをワイヤカット放電加工機により加工して構成された固定部１５、Ｘ方向変位拡大部（変位変更手段）１６、Ｘ方向移動部１７、Ｙ方向変位拡大部（変位変更手段）１８、Ｙ方向移動部２４を有しており、これら各部は剛体部からなる。
【００３８】
固定部１５は、前記基盤２にネジ１４（図７（ｂ）参照）にて固定されており、一側面（図中右側面）に開口する圧電アクチュエータ収納部１５ａ及びＸ方向移動部１７側に開口する凹部１５ｂを有している。該固定部１５とＸ方向移動部１７とは、左右側面部に離れて配置された平行な２個の撓み梁１９ａ，１９ｂにて互に連結されており、これら撓み梁１９ａ，１９ｂは、薄肉平板からなりかつ固定部及びＸ方向移動部に一体に形成されて連結されている。従って、Ｘ方向移動部１７は、固定部１５に対して、上記平行な撓み梁１９ａ，１９ｂが撓み変形することによりＸ方向に平行に移動し得る。
【００３９】
上記撓み梁１９ａ，１９ｂは、略々全長に亘って薄肉平板からなり、全体に撓んで移動部を移動支持するが、固定部及び移動部との連結部分のみを薄肉部（ヒンジ部）とし、その他は剛体（剛体リンク）からなる、いわゆる弾性ヒンジからなる梁（例えば特公平７−１４５８号公報参照）でもよく、本発明においては、該弾性ヒンジによる梁も、撓み梁と称する。
【００４０】
前記収納部１５ａには、所定数のピエゾ素子を積層して微小変位アクチュエータを構成する圧電アクチュエータ２０がその一端を該収納部の底面に固定して配置されており、また前記凹部１５ｂには、固定部１５とＸ方向移動部１７との間に亘って板ばね２１がその両端を固定されてかつ所定量偏倚されて配置されている。また、前記一体ブロックからなる固定部１５及びＸ方向移動部１７の一側方（図面右側）の外側には、Ｘ方向変位拡大部１６が配置されている。
【００４１】
該Ｘ方向変位拡大部１６は、固定部１５との間で一体に形成されている薄肉平板の撓み梁からなる連結部２２と、Ｘ方向移動部１７との間で一体に形成されている同じく薄肉平板の撓み梁からなる連結部２３とによりそれぞれ固定部及びＸ方向移動部１７に連結されており、かつその一端部にネジ孔が貫通されて前記Ｘ方向調整スクリュー５が螺合している。該スクリュー５の操作ノブ５ａは外方に突出して位置しており、かつその先端５ｂは前記圧電アクチュエータ２０の他端（開放側端面）に当接している。
【００４２】
従って、前記圧電アクチュエータ２０及びＸ方向変位拡大部１６は、２個の剛体部からなる固定部１５及びＸ方向移動部１７と、これらを連結する撓み梁１９ａ，１９ｂとにより囲まれた空間部Ｃの外側に配置されている。また、前記Ｘ方向変位拡大部１６は、前記一方の撓み梁１９ａの外側を覆うように略々平行に配置されており、また前記薄肉の両連結部２２，２３は、上記変位拡大部１６の長手方向と直交する方向に延びて、それぞれ回動支点を構成している。従って固定部側の連結部２２が支点、Ｘ方向移動部側の連結部２３が作用点、そして圧電アクチュエータ２０に当接する調整スクリュー５部分が力点となって、上記変位拡大部１６は、拡大てこ機構を構成している。
【００４３】
なお、前記板ばね２１は、固定部１５に対してＸ方向移動部１７を矢印Ｘ１方向に付勢しており、従って作用点としての連結部２３を介してＸ方向変位拡大部１６を、支点としての連結部２２を中心に時計方向に回転付勢し、力点であるスクリュー５の先端５ｂが、常に圧電アクチュエータ２０に当接するように付勢している。
【００４４】
一方、前記Ｘ方向移動部１７は、前記固定部１５の収納部１５ａに対して直交する方向に延びて一側面（図中上側面）にて開口する圧電アクチュエータ収納部１７ａと、Ｙ方向移動部２４用の凹部１７ｂを有しており、かつ該Ｘ方向移動部１７とＹ方向移動部２４とは、該Ｙ方向移動部を挟むように配置された平行な２個の撓み梁２５ａ，２５ｂにて互に連結されている。これら撓み梁２５ａ，２５ｂは、先に説明した撓み梁１９ａと同様に、薄肉平板からなりかつＸ方向及びＹ方向移動部に一体に形成されて連結されており、かつ前記撓み梁１９ａ，１９ｂとは直交する方向に延びている。従って、Ｙ方向移動部２４は、Ｘ方向移動部１７に対して、上記平行な撓み梁２５ａ，２５ｂが撓み変形することによりＹ方向に平行に移動し得る。
【００４５】
なお、上記Ｘ方向移動部１７は、上述したように、Ｘ方向に対して固定部１５に対して移動部を構成するが、Ｙ方向に対しては、Ｙ方向移動部２４に対する固定部となる。
【００４６】
前記収納部１７ａには、先のＸ方向と同様な所定数のピエゾ素子を積層した圧電（微小変位）アクチュエータ２６がその一端を該収納部１７ａの底面に固定されて配置されており、また上記凹部１７ｂにはＹ方向移動部２４が配置されている。更に、Ｘ方向移動部１７とＹ方向移動部２４との間には、板ばね２７がその両端を固定されてかつ所定量偏倚されて配置されている。該板ばね２７は、先の板ばね２１とその付勢方向が直交する向きに配置されている。また、一体ブロックからなる前記Ｘ方向移動部１７及びＹ方向移動部２４の一側方（図面上側）には前記Ｙ方向変位拡大部１８が配置されている。
【００４７】
従って、前記圧電アクチュエータ２６及びＹ方向変位拡大部１８は、２個の剛体部からなるＸ方向移動部１７及びＹ方向移動部部２４と、これらを連結する撓み梁２５ａ，２５ｂとにより囲まれた空間部Ｃの外側に配置されている。また、該Ｙ方向変位拡大部１８は、前記一方の撓み梁２５ａの外側を覆うように略々平行に配置されており、Ｘ方向移動部１７との間で一体に形成されている薄肉の連結部２９と、Ｙ方向移動部２４との間で一体に形成されている薄肉の連結部３０とによりそれぞれＸ方向移動部１７及びＹ方向移動部２４に連結されている。
【００４８】
更に、該変位拡大部１８の一端部にネジ孔が貫通されて前記Ｙ方向調整スクリュー６が螺合しており、該スクリューの操作ノブ６ａが外方に突出して位置しており、かつその先端６ｂは前記圧電アクチュエータ２６の他端に当接している。前記薄肉の両連結部２９，３０は上記変位拡大部１８の長手方向と直交する方向に延びて回動支点を構成しており、従ってＸ方向移動部１７側の連結部３０が支点、Ｙ方向移動部２４側の連結部２９が作用点、そして圧電アクチュエータ２６に当接する調整スクリュー６部分が力点となって、上記変位拡大部１８は拡大てこ機構を構成している。
【００４９】
なお、上記板ばね２７は、Ｘ方向移動部１７に対してＹ方向移動部２４を矢印Ｙ１方向に付勢しており、従って作用点連結部２９を介して変位拡大部１８を、支点としての連結部３０を中心に時計方向に回動付勢して、調整スクリュー６の先端６ｂが圧電アクチュエータ２６の他端に常に当接するように付勢している。また、前述したように、ＸＹ方向とも、一方の撓み梁１９ａ，２５ａは、その外側を変位拡大部１６，１８に覆われて保護されているが、他方の撓み梁１９ｂ，２５ｂは、固定部１５、Ｘ方向移動部１７の内部に設けられており、外からのダメージを受けることはない。
【００５０】
ついで、上述したＸＹ方向変位部分Ｉの作用について説明する。Ｘ方向の粗動変位調整（位置決め）は、Ｘ方向調整スクリュー５をノブ５ａにて回転させることにより行われ、この際、圧電アクチュエータ２０は電圧が供給されていない状態では一定長さに維持されているので、上記スクリューの進退に基づき、Ｘ方向変位拡大部１６が支点としての連結部２２を中心に回動して、平行撓み梁１９ａ，１９ｂにて支持されているＸ方向移動部１７を、作用点としての連結部２３を介して固定部１５に対してＸ方向に移動する。
【００５１】
同様に、Ｙ方向の粗動位置調整（位置決め）はＹ方向調整スクリュー６をノブ６ａにて回動させることにより行われ、先端６ｂが圧電アクチュエータ２６に当接して固定状態にあるので、Ｙ方向変位拡大部１８が支点連結部３０を中心に回動させて、平行撓み梁２５ａ，２５ｂにて支持されているＹ方向移動部２４を、作用点としての連結部２９を介してＸ方向移動部１７に対してＹ方向に移動する。これにより、固定部１５と一体の基盤２に対して、後述するＺ方向変位部を介して前記Ｙ方向移動部２４とＸＹ方向に一体の移動ステージ３が、上記調整スクリュー５，６によりＸ方向及びＹ方向に粗動位置調整される。
【００５２】
該粗動位置調整された状態で、コントローラにより圧電アクチュエータ２０，２６に所定電圧を供給する。該圧電アクチュエータは、その供給電圧と変位との間に所定関係を備えており、上記所定電圧の印加により所定の微小変位を生ずる。この状態では、調整スクリュー５，６は所定螺合状態に保持されており、かつ上述したように、板ばね（付勢手段）２１，２７によりスクリューの先端５ｂ，６ｂと圧電アクチュエータ２０，２６の先端とは常に当接した状態にあり、上述した圧電アクチュエータ２０，２６の微小変位は、それぞれＸ方向変位拡大部１６及びＹ方向変位拡大部１８の力点であるスクリュー部分に作用し、これら変位拡大部１６，１８は、連結部２２，３０を支点として、作用点としての連結部２３，２９に変位を拡大して作用する。一例として、圧電アクチュエータ２０，２６の最大変位が約１７［μｍ］であり、上記変位拡大部１６，１９によるてこ比により、５〜１１倍に拡大されて、作用点での変位は、８５〜１８７［μｍ］となる。
【００５３】
そして、上述した調整スクリュー５，６による粗動時と同様に、上記圧電アクチュエータ２０に基づく変位拡大部１６の作用点としての連結部２３の変位は、平行な２個の撓み梁１９ａ，１９ｂにより固定部１５に対して平行支持されているＸ方向移動部１７をＸ方向に移動し、また上記圧電アクチュエータ２６に基づく変位拡大部１８の作用点としての連結部２９の変位は、平行な２個の撓み梁２５ａ，２５ｂによりＸ方向移動部に対して平行支持されているＹ方向移動部２４をＹ方向に移動し、これにより該Ｙ方向移動部にＺ方向変位部を介して連動されている移動ステージ３が、Ｘ方向及びＹ方向に所定量微小変位する。
【００５４】
ついで、図４ないし図６に沿って、Ｚ方向変位部分について説明する。該Ｚ方向変位部分ＩＩは、図４に示すように、前記ＸＹ方向変位部分Ｉの上部において長手方向をＹ軸方向に向けて配置されており、図５（ａ）に示す拡大変位・移動部Ａと、図５（ｂ）に示す駆動部Ｂとの２部分からなる。上記拡大変位・移動部Ａは、１個の金属ブロックを放電加工により加工された一体物からなる固定部３５、Ｚ方向移動部３６及びＺ方向変位拡大部（変更手段）３７を有しており、上記各部は剛体部からなる。そして、上記固定部３５は、前述したＹ方向移動部２４にネジ３９（図２（ｂ）参照、ネジ孔を図３に３９ａ，３９ａに示す）により固定されており、またＺ方向移動部３６は、ネジ４０（図２（ｂ）参照、図５（ａ）に１点鎖線でまた図４及び図６（ａ）にネジ孔４０ａ，４０ａを示す）により移動ステージ３に固定されている。
【００５５】
そして、上記固定部３５及びＺ方向移動部３６は、一体に形成されかつ上下方向に隔てられて配置された薄肉平板からなる平行の２個の撓み梁４１ａ，４１ｂにより互に連結されている。従って、Ｚ方向移動部３６は、固定部３５に対して上下方向即ちＺ方向に、上記互に平行な２個の撓み梁４１ａ，４１ｂが撓み変形することにより移動（変位）し得る。また、固定部３５と移動部３６との間には、両端が固定されてかつ所定量偏倚されて板ばね４４が配置されている。なお、上記固定部３５は、Ｙ方向移動部２４に一体に固定されており、該Ｙ方向移動部２４は、Ｙ方向に対してはＸ方向移動部１７を固定部として移動部となるが、Ｚ方向に対しては、Ｚ方向移動部３６に対する固定部となる。
【００５６】
また、前記Ｚ方向変位拡大部３７は、上記固定部３５、移動部３６及び２個の平行撓み梁４１ａ，４１ｂに囲まれて配置されており、かつその両端部がそれぞれ一体に形成されている薄肉からなる連結部４２，４３にて連結されている。一方の連結部４２は上下方向に延びており、従って該連結部４２は、上下方向（Ｚ方向）には一体に移動し、左右方向（Ｙ方向）に対して相対移動を許容する。他方の連結部４３は、短いが水平方向（Ｙ方向）に延びる部分４３ａと、上下方向（Ｚ方向）に延びる部分４３ｂとからなり、従って該連結部４３は、上下方向（Ｚ方向）及び左右方向（Ｙ方向）の移動を許容し、回動支点となる。
【００５７】
一方、駆動部Ｂは、前記固定部３５とネジ４５，４５（図５（ａ）にネジ孔４５ａ，４５ａを示す）により一体に結合されている結合固定部４６と、前記変位拡大部３７にネジ４７，４７（図５（ａ）にネジ孔４７ａ，４７ａを示す）により一体に結合されている結合変位拡大部４９と、を有し、これら各部は剛体部からなる。上記結合固定部４６の一端にて上方に延びている突出部４６ａには、前述と同様な複数個のピエゾ素子を積層して構成される圧電アクチュエータ５０の一端が固定されている。また、上記結合拡大変位部４９の他端にて上方に延びている突出部４９ａには前記Ｚ方向調整スクリュー７がその操作ノブ７ａを前記Ｙ方向調整スクリュー６と同じ側にて外方に突出して螺合されている。該スクリューの先端７ｂは、前記圧電アクチュエータ５０の他端に当接し、かつ前述と同様に、板ばね４４により該当接が常に保持されている。
【００５８】
そして、図６に示すように、上記拡大変位移動部Ａと駆動部Ｂとは、互に並設して一体に結合されている。従って、上記変位拡大部３７は、２方向連結部４３が回動支点となり、他方の連結部４２が作用点となり、これら両連結部４３，４２は同一平面に位置するが、上記回動支点４３と該回動軸方向（Ｘ方向）に対して異なる平面に位置して、上記結合変位拡大部４９（突出部４９ａ）におけるスクリュー７部分が力点となる。即ち、該Ｚ方向拡大変位部３７（４９）は、その回動支点４３と力点７ｂ（４９ａ）とが、回動支点の軸方向に所定量ずれた平面に配置されており、これにより同一平面に位置するものに比して、支点と力点とを近づけて配置することが可能となり、コンパクトな構成にて所定量拡大したてこ比を得ることができる。また、図４に示すように、該一体に組立てられたＺ方向変位部分ＩＩは、ＸＹ方向変位部分Ｉの略々中央部分上部にその長手方向をＹ方向として配置され、かつ移動ステージ３がその上方に被せられている。
【００５９】
ついで、上記Ｚ方向変位部分ＩＩの作用について説明する。Ｚ方向の位置調整（位置決め）は、ＸＹ方向と同様に、大体の調整（粗動調整）に関してはＺ方向調整スクリュー７を人手にて調整することにより行われ、微小範囲の調整（微動調整）に関しては圧電アクチュエータ５０に所定電圧を印加することにより行われる。
【００６０】
調整スクリュー７又は圧電アクチュエータ５０によるＺ方向変位拡大部３７，４９の力点４９ａの移動は、該力点と異なる平面における支点連結部４３を中心に上記変位拡大部３７を回動して、作用点連結部４２に移動量を拡大して作用する。そして、該連結部４２の移動は、２個の平行撓み梁４１ａ，４１ｂにより固定部３５に対して支持されているＺ方向移動部３６をＺ方向に移動する。なお、板ばね４４は、固定部３５に対してＺ方向移動部３６を矢印Ｚ１方向に付勢し、更に連結部４２を介して変位拡大部３７，４９を支点連結部４３を中心に反時計方向（図５（ａ））に付勢し、これによりスクリュー７の先端７ｂが圧電アクチュエータ５０の他端に常に接触するように付勢している。
【００６１】
従って、前述したように、基盤２に固定されている固定部１５に対して、Ｘ方向調整スクリュー５及び／又は圧電アクチュエータ２０によりＸ方向移動部１７がＸ方向に移動し、更に該Ｘ方向移動部１７に対して、Ｙ方向調整スクリュー６及び／又は圧電アクチュエータ２６によりＹ方向移動部２４がＹ方向に移動し、そして該Ｙ方向移動部２４に対して、上述したように、Ｚ方向調整スクリュー７及び／又は圧電アクチュエータ５０によりＺ方向移動部３６がＺ方向に移動する。これにより、該Ｚ方向移動部３６に固定されている移動ステージ３が、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動する。なお、上述した調整スクリュー５，６，７のノブ５ａ，６ａ，７ａによる移動ステージ３の移動は、ノブの手動操作と相俟って目視で確認することは可能であるが、圧電アクチュエータ２０，２６，５０による微小範囲での移動ステージ３の移動は、目視で確認することは困難である。
【００６２】
ついで、目視による移動確認装置について、図７及び図２に沿って説明する。基盤２に固定されている固定部１５の上面には、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、２側面に平行にＬ型ブラケット６０，６１がそれぞれネジ６２，６３により固定されている。Ｘ方向に平行する一方の側面（移動ステージ３の側面３ｂ側）に平行面を有するブラケット６０には、所定角度θ傾けて固定側部材となる枠６５が固定されており、Ｙ方向に平行する一方の側面（移動ステージ３の側面３ｃ側）に平行面６１ａを有するブラケット６１には、同様に、所定角度θ傾けて固定側部材となる２個の枠６６，６７が固定されている。一方、上記各固定枠６５，６６，６７に対応する移動ステージ３の側面３ｂ，３ｃには、図２に示すように、それぞれ各固定枠に対向して移動側部材となる切欠き窓６９，７０，７１が形成されている。
【００６３】
そして、前記各固定枠６５，６６，６７及び窓６９，７０，７１には、それぞれ等間隔、例えば０．１［ｍｍ］にエッチング等にて形成された格子１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂが配設されている。従って、互に対向する各格子１０ａと１０ｂ，１１ａと１１ｂ，１２ａと１２ｂは、所定角度θ傾斜して対向配置されるため、上記格子と直交する方向に正弦波状のモアレ縞を現出する。該モアレ縞の波長Ｌは、上記格子のピッチをＰとし、上記所定角度をθとすると、Ｌ＝Ｐ／θとなり、角度θの値を小さく取ることによって、モアレ縞の移動量は、格子の移動量よりも拡大された大きな移動量となって目視される。例えば、上記角度θを５度とすると、モアレ縞の移動量は、格子の移動量の略々１１倍となって目視される。
【００６４】
上記枠６５と窓６９に配置された格子１０ａ，１０ｂは、垂直方向に設けられていると共に、Ｘ方向に移動する側の側面３ｂに配置されており、従って移動ステージ３のＸ方向の動きにより、上記モアレ縞が拡大して移動して、Ｘ方向の移動確認装置１０を構成し、また上記枠６６と窓７０に配置された格子１１ａ，１１ｂも、垂直方向に設けられていると共に、Ｙ方向に移動する側の側面３ｃに配置されており、従って移動ステージ３のＹ方向の動きにより、上記モアレ縞が拡大して移動して、Ｙ方向の移動確認装置１１を構成する。更に、上記枠６７と窓７１に配置された格子１２ａ，１２ｂは、水平方向に設けられており、かつ移動ステージのＺ方向移動に関してはどの側面でも同じであるが、配置効率及びスペース効率からみて、Ｙ方向確認装置と同じ側面３ｃに配置され、従って移動ステージ３のＺ方向の動きにより上記モアレ縞が拡大して移動して、Ｚ方向の移動確認装置１２を構成する。
【００６５】
上記構成により、圧電アクチュエータ２０，２６，５０に基づき移動ステージ３が微小範囲にてＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動すると、前記各方向の移動確認装置１０，１１，１２のモアレ縞が目視にて充分に確認できるように拡大して移動し、これにより、移動ステージ３が、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に実際に移動していることを目視により確認できる。もし、圧電アクチュエータへの電圧印加によっても、該圧電アクチュエータに対応する移動確認装置のモアレ縞の移動が目視できない場合、該移動方向の圧電アクチュエータ又はその配線等に異常があることが直ちに確認できる。
【００６６】
以上のように、本第１の実施形態によると、各連係部（連結部、当接部）を支点、力点、作用点とし、一方の剛体部１５，１７との間で圧電アクチュエータ２０，２６が力点に生じる変位を、変倍して作用点から他方の剛体部１７，２４へ伝達するＸ方向変位拡大部（変位変更手段）１６及びＹ方向変位拡大部（変位変更手段）１８と、これら変位拡大部１６，１８における力点の位置を調節可能とする調整スクリュー（調節手段）５，６とを備えたので、圧電アクチュエータ２０，２６そのものの変位によって高い精度及び信頼性を有する微小範囲の位置決め調整（微動調整）を行い得るものでありながら、該微動調整に先立って調整スクリュー５，６を操作することにより、力点を位置変更することで、移動側の剛体部１７，２４の変位量、即ち２個の剛体部（１５と１７、又は１７と２４）間の相対変位を大きくした粗調整（粗動調整）を行なうことができる。これにより、調整スクリュー５，６の手動による粗動調整と、圧電アクチュエータ２０，２６自身の変位に基づく微動調整とが相俟って、位置決め調整を効率的に行ない得るものでありながら、位置決め範囲（移動側剛体部の移動範囲）が広く使い勝手の良い微小変位装置１を実現することができる。
【００６７】
また、本実施の形態によると、調節手段が変位拡大部１６，１８と圧電アクチュエータ２０，２６との間にて力点の位置を調節し得る調整スクリュー５，６（調節機構）からなるので、調節手段を適宜調節するだけで力点の位置を容易にかつ確実に調節しつつ粗動調整を円滑に行い得る装置構造を実現することができる。そして、調節機構が、互に連係された変位拡大部１６，１８及び圧電アクチュエータ２０，２６の内の変位拡大部１６，１８に係合した調整スクリュー５，６からなることにより、極めて簡略な構成により微動機構と粗動機構の双方を併せ持った装置構造を実現することができ、装置大型化や複雑化を招くことなく、廉価に製造することが可能になる。この場合、互に連係された変位拡大部１６，１８及び圧電アクチュエータ２０，２６の内の圧電アクチュエータ２０，２６側に調整スクリュー５，６を係合させることも可能であるが、その場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
更に、本実施の形態によると、変位拡大部１６，１８に係合する調整スクリュー５，６の各先端５ｂ，６ｂを圧電アクチュエータ２０，２６の開放側端面に当接させるので、調整スクリュー５，６を容易に取付けることができ、簡単な構造でもって、該調整スクリュー５，６の手動による粗動調整と、アクチュエータ２０，２６による微動調整とが相俟って、効率的に微小範囲の位置決め調整を行なうことができる。また、本実施の形態によると、板ばね２１，２７の付勢により、変位拡大部１６，１８の力点が常にアクチュエータ２０，２６に当接しているので、該アクチュエータ２０，２６のストローク又は調整スクリュー５，６の調整位置等に拘らず、常にアクチュエータ２０，２６及び／又は調整スクリュー５，６による位置決めを正確かつ確実に行なうことができる。
【００６９】
更に、変位拡大部１６，１８及び圧電アクチュエータ２０，２６が２個の剛体部（１５と１７）（１７と２４）と２個の撓み梁（１９ａ，１９ｂ）（２５ａ，２５ｂ）とで囲まれた空間部Ｃの外側に配置されるので、変位拡大部１６，１８とアクチュエータ２０，２６との連動が容易になり、装置の製造を簡略化させてコストダウンも期待することができる。また、撓み梁１９ａ，１９ｂ、２５ａ，２５ｂが、略々全長に亘る薄肉平板からなるので、該撓み梁全体を薄くして更なるコンパクト化を図ることができる。更に、変位拡大部１６，１８が、力点に作用する変位を作用点に拡大して伝達する変位拡大手段からなるので、積層ピエゾ素子等の圧電アクチュエータ２０，２６のストロークを拡大して、実用範囲の微小変位にすることができる。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
ついで、本発明に係る第２の実施形態について説明する。本実施の形態は、変位変更手段１６，１８と他方の剛体部１７，２４との間にて作用点の位置を調節し得る調節機構（調節手段）を具備するものである。図８は、本実施の形態による微小変位装置のＸＹ方向変位部分Ｉａを示す平面図である。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施形態における図３のＸＹ方向変位部分Ｉの構成に比し、調節機構によって作用点の位置を調節し得るようにした点が異なるだけで、他の部分は略々同一なので、共通する機能を有する構成部分（構成要素）に同一符号を付してその説明を省略する。また、本実施の形態では、Ｚ方向変位部分及び移動ステージ３を取り外した点や、端子等の説明に不要な部分を省略した点は図３と同様であるが、これは後述する第３ないし第７の実施の形態においても同様である。
【００７１】
すなわち、図８に示すように、ＸＹ方向変位部分Ｉａにおいて、Ｘ方向変位拡大部１６は、一方の撓み梁１９ａの外側を覆うように略々平行に配置されると共に、固定部１５との間で一体に形成されている連結部２２により該固定部１５に連結されており、かつその他端部にネジ孔が貫通されてＸ方向調整スクリュー５が螺合している。該スクリュー５の操作ノブ５ａは外方に突出して位置しており、かつその先端５ｂは、Ｘ方向移動部１７における凹部１７ａの背面側に当接している。また、Ｘ方向変位拡大部１６における連結部２２の圧電アクチュエータ２０側の部位には、該連結部２２と平行に薄肉の連結部３３が形成されており、該連結部３３は圧電アクチュエータ２０の他端（開放側端面）に連結されている。
【００７２】
上記薄肉の連結部２２は、Ｘ方向変位拡大部１６の長手方向と直交する方向に延びて回動支点を構成しており、該連結部２２が支点、Ｘ方向移動部１７における収納部１７ａの背面部に当接する調整スクリュー５部分が作用点、そして圧電アクチュエータ２０に連結される連結部３３が力点となって、上記Ｘ方向変位拡大部１６は、拡大てこ機構を構成している。なお、板ばね２１は、固定部１５に対してＸ方向移動部１７を矢印Ｘ１方向に付勢することで、作用点であるスクリュー５の先端５ｂを常にＸ方向移動部１７に当接させるように付勢している。
【００７３】
一方、Ｘ方向移動部１７においても同様に、Ｙ方向変位拡大部１８は、一方の撓み梁２５ａの外側を覆うように略々平行に配置されると共に、Ｘ方向移動部１７との間で一体に形成されている連結部３０により該Ｘ方向移動部１７に連結されており、かつその他端部にネジ孔が貫通されてＹ方向調整スクリュー６が螺合している。該スクリュー６の操作ノブ６ａは外方に突出して位置しており、かつその先端６ｂはＹ方向移動部２４に当接している。また、変位拡大部１８における連結部３０の圧電アクチュエータ２６側の部位には、該連結部３０と平行に薄肉の連結部３４が形成されており、該連結部３４は圧電アクチュエータ２６の開放側端面に連結されている。
【００７４】
上記薄肉の連結部３０は、Ｙ方向変位拡大部１８の長手方向と直交する方向に延びて回動支点を構成しており、該連結部３０が支点、Ｙ方向移動部２４に当接する調整スクリュー６部分が作用点、そして圧電アクチュエータ２６に連結される連結部３４が力点となって、上記Ｙ方向変位拡大部１８は、拡大てこ機構を構成している。なお、板ばね２７は、Ｙ方向移動部２４を矢印Ｙ１方向に付勢することで、作用点であるスクリュー６の先端６ｂを常にＹ方向移動部２４に当接させるように付勢している。
【００７５】
従って、上記ＸＹ方向変位部分Ｉａにおいて、Ｘ方向の粗動変位調整は、Ｘ方向調整スクリュー５をノブ５ａにて回転させることにより行われる。この際、圧電アクチュエータ２０は、電圧が供給されない状態では一定長さに維持されているので、所定の状態に維持されたＸ方向変位拡大部１６に対して調整スクリュー５を進退させることにより、平行撓み梁１９ａ，１９ｂにて支持されているＸ方向移動部１７を、Ｘ方向において固定部１５に対して進退させる。
【００７６】
同様に、Ｙ方向の粗動位置調整は、Ｙ方向調整スクリュー６をノブ６ａにて回転させることにより行われる。この際、圧電アクチュエータ２６は、電圧が供給されない状態では一定長さに維持されているので、所定の状態に維持されたＹ方向変位拡大部１８に対して調整スクリュー６を進退させることにより、平行撓み梁２５ａ，２５ｂにて支持されているＹ方向移動部２４を、Ｙ方向においてＸ方向移動部１７に対して進退させる。これにより、固定部１５と一体の基盤２に対して、前述したＺ方向変位部を介して前記Ｙ方向移動部２４とＸＹ方向に一体の移動ステージ３が、上記調整スクリュー５，６によりＸ方向及びＹ方向に粗動位置調整される。
【００７７】
該粗動位置調整された状態で、アクチュエータ２０，２６に所定電圧を印加することにより所定の微小変位を生じさせると、この微小変位が、それぞれＸ方向変位拡大部１６及びＹ方向変位拡大部１８の力点である連結部３３，３４に作用し、これら変位拡大部１６，１８は、連結部２２，３０を支点として、調整スクリュー先端５ｂ，６ｂにそれぞれ変位を拡大して作用する。
【００７８】
これにより、上述した調整スクリュー５，６による粗動と同様に、圧電アクチュエータ２０に基づく変位拡大部１６の作用点である先端５ｂの変位が、平行な２個の撓み梁１９ａ，１９ｂにより固定部１５に対し平行支持されているＸ方向移動部１７をＸ方向に移動させる。また、圧電アクチュエータ２６に基づく変位拡大部１８の作用点である先端６ｂの変位が、平行な２個の撓み梁２５ａ，２５ｂによりＸ方向移動部１７に対し平行支持されているＹ方向移動部２４をＹ方向に移動させる。これらにより、該Ｙ方向移動部２４にＺ方向変位部を介して連動されている移動ステージ３が、Ｘ方向及びＹ方向に所定量微小変位することとなる。
【００７９】
以上の本第２の実施形態によると、第１の実施形態と略々同様のＸ方向変位拡大部１６とＹ方向変位拡大部１８と、これら変位拡大部１６，１８における作用点の位置を調節可能とした調整スクリュー５，６とを備えたことにより、位置決め範囲が広く使い勝手の良い微小変位装置１を得ることができるなど、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本第２の実施形態によると、調節手段が変位拡大部１６，１８と剛体部１７，２４との間にて作用点の位置を調節し得る調整スクリュー５，６（調節機構）からなるので、調節手段を適宜調節するだけで作用点の位置を容易にかつ確実に調節しつつ調整を円滑に行い得る装置構造を実現することができる。そして、調節機構が、互に連係された変位拡大部１６，１８及び剛体部１７，２４の内の変位拡大部１６，１８に係合した調整スクリュー５，６からなるので、極めて簡略な構成により微動機構と粗動機構の双方を併せ持った構成を実現することができ、装置大型化や複雑化を招くことなく、廉価に製造することが可能になる。この場合、互に連係された変位拡大部１６，１８及び剛体部１７，２４の内の剛体部１７，２４側に調整スクリュー５，６を係合させることも可能であるが、その場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
＜第３の実施の形態＞
続いて、本発明に係る第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、変位変更手段１６，１８と剛体部１５，１７との間にて支点の位置を調節し得る調節機構（調節手段）を具備するものである。図９は、本実施の形態による微小変位装置のＸＹ方向変位部分Ｉｂを示す平面図である。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施形態における図３のＸＹ方向変位部分Ｉの構成に比し、調節機構によって支点の位置を調節し得るようにした点が異なるだけで、他の部分は略々同一なので、共通する機能を有する構成部分（構成要素）に同一符号を付してその説明を省略する。
【００８１】
すなわち、図９に示すように、ＸＹ方向変位部分Ｉｂにおいて、Ｘ方向変位拡大部１６は、一方の撓み梁１９ａの外側を覆うように略々平行に配置されると共に、Ｘ方向移動部１７との間で一体に形成されている連結部２３により該Ｘ方向移動部１７に連結され、かつその一端部に、該連結部２３と平行な薄肉の連結部３３が形成されている。該連結部３３は、圧電アクチュエータ２０の他端（開放側端面）に連結されている。Ｘ方向変位拡大部１６の連結部２３と連結部３３との間における該連結部３３寄りの部位には、ネジ孔が貫通されてＸ方向調整スクリュー５が螺合している。該スクリュー５の操作ノブ５ａは外方に突出して位置しており、かつその先端５ｂは固定部１５における圧電アクチュエータ２０との隣接部分に当接している。
【００８２】
上記調整スクリュー５の先端５ｂが支点、変位拡大部１６の長手方向と直交する方向に延びる連結部２３が作用点、そしてアクチュエータ２０に連結される連結部３３が力点となって、上記Ｘ方向変位拡大部１６は、拡大てこ機構を構成している。なお、板ばね２１は、固定部１５に対してＸ方向移動部１７を矢印Ｘ１方向に付勢し、従って作用点連結部２３を介してＸ方向変位拡大部１６を、支点としての先端５ｂを中心に時計方向に回転付勢し、該先端５ｂを、常に固定部１５に当接させるように付勢している。
【００８３】
一方、Ｘ方向移動部１７においても同様に、Ｙ方向変位拡大部１８は、一方の撓み梁２５ａの外側を覆うように略々平行に配置されると共に、Ｙ方向移動部２４との間で一体に形成されている連結部２９により該移動部２４に連結され、かつその一端部に、該連結部２９と平行な薄肉の連結部３４が形成されている。該連結部３４は、圧電アクチュエータ２６の開放側端面に連結されている。変位拡大部１８の連結部２９と連結部３４との間における該連結部３４寄りの部位には、ネジ孔が貫通されてＹ方向調整スクリュー６が螺合している。該スクリュー６の操作ノブ６ａは外方に突出して位置しており、かつその先端６ｂはＸ方向移動部１７における圧電アクチュエータ２６との隣接部分に当接している。
【００８４】
上記スクリュー６の先端６ｂが支点、変位拡大部１８の長手方向と直交する方向に延びる連結部２９が作用点、そしてアクチュエータ２６に連結される連結部３４が力点となって、上記Ｙ方向変位拡大部１８は、拡大てこ機構を構成している。なお、板ばね２７は、Ｘ方向移動部１７に対してＹ方向移動部２４を矢印Ｙ１方向に付勢し、従って作用点としての連結部２９を介して変位拡大部１８を、支点としての先端６ｂを中心に時計方向に回転付勢し、該先端６ｂを、常に移動部１７に当接させるように付勢している。
【００８５】
従って、上記ＸＹ方向変位部分Ｉｂにおいて、Ｘ方向の粗動変位調整は、スクリュー５のノブ５ａの回転にて行われる。この際、圧電アクチュエータ２０は、前述と同様に、非供電状態で一定長さに維持されているので、Ｘ方向変位拡大部１６は、この時点では力点として働く先端５ｂの進退に基づき、この時点では支点として働く連結部３３を中心に回動して、撓み梁１９ａ，１９ｂにて支持されているＸ方向移動部１７を、作用点としての連結部２３を介して固定部１５に対しＸ方向に移動させる。
【００８６】
同様に、Ｙ方向の粗動位置調整は、Ｙ方向調整スクリュー６をノブ６ａにて回転させることで行われる。この際、Ｙ方向変位拡大部１８は、この時点では力点として働く先端６ｂの進退に基づき、この時点では支点として働く連結部３４を中心に回動して、撓み梁２５ａ，２５ｂにて支持されているＹ方向移動部２４を、作用点としての連結部２９を介してＸ方向移動部１７に対しＹ方向に移動させる。これにより、固定部１５と一体の基盤２に対して、前述したＺ方向変位部を介してＹ方向移動部２４とＸＹ方向に一体の移動ステージ３が、上記調整スクリュー５，６によりＸ方向及びＹ方向に粗動位置調整される。
【００８７】
該粗動位置調整された状態で、圧電アクチュエータ２０，２６に所定電圧を印加することにより所定の微小変位を生じさせると、この微小変位が、それぞれ微動調整時における変位拡大部１６，１８の各力点である連結部３３，３４に作用して、これら変位拡大部１６，１８が、先端５ｂ，６ｂを支点として連結部２３，２９にそれぞれ変位を拡大して作用する。
【００８８】
これにより、上述した調整スクリュー５，６による粗動時と同様に、圧電アクチュエータ２０に基づく変位拡大部１６の作用点である連結部２３の変位が、固定部１５に対して平行支持されているＸ方向移動部１７をＸ方向に移動させる。また、圧電アクチュエータ２６に基づく変位拡大部１８の作用点である連結部２９の変位が、Ｘ方向移動部１７に対して平行支持されているＹ方向移動部２４をＹ方向に移動させる。これらにより、該Ｙ方向移動部２４にＺ方向変位部を介して連動されている移動ステージ３が、Ｘ方向及びＹ方向に所定量微小変位することとなる。
【００８９】
以上の本第３の実施形態によると、第１の実施形態と略々同様のＸ方向変位拡大部１６とＹ方向変位拡大部１８と、これら変位拡大部１６，１８における支点の位置を調節可能とした調整スクリュー５，６とを備えたことにより、位置決め範囲が広く使い勝手の良い微小変位装置１を得ることができるなど、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、本第３の実施形態によると、調節手段が変位拡大部１６，１８と剛体部１５，１７との間にて支点の位置を調節し得る調整スクリュー５，６からなるので、第２の実施形態と同様の効果を奏することができる。そして、調節機構が、互に連係された変位拡大部１６，１８及び剛体部１５，１７の内の変位拡大部１６，１８に係合した調整スクリュー５，６からなるので、極めて簡略な構成により微動機構と粗動機構の双方を併せ持った構成を実現することができ、装置大型化や複雑化を招くことなく、廉価に製造することが可能になる。この場合、互に連係された変位拡大部１６，１８及び剛体部１５，１７の内の剛体部１５，１７側に調整スクリュー５，６を係合させることも可能であるが、その場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
＜第４の実施の形態＞
続いて、本発明に係る第４の実施の形態について説明する。本実施の形態も、上述した第３の実施形態と同様に、変位変更手段と、２個の内の一方の剛体部との間にて支点の位置を調節し得る調節機構（調節手段）を具備したものである。図１０は、本実施の形態による微小変位装置のＸＹ方向変位部分Ｉｃを示す平面図である。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施形態における図３のＸＹ方向変位部分Ｉの構成に比し、調節機構によって支点の位置を調節し得るようにした点が異なるだけで、他の部分は略々同一なので、共通する機能を有する構成部分（構成要素）に同一符号を付してその説明を省略する。
【００９１】
図１０に示すように、本ＸＹ方向変位部分Ｉｃには、拡大てこ機構の支点となる先端５ｂ，６ｂをそれぞれ備えた調整スクリュー５，６の支持構造にのみ、図９との相違がある。即ち、図９に示した第３の実施形態では、変位拡大部１６，１８をそれぞれ貫通するように調整スクリュー５，６をそれぞれ螺合させ、各先端５ｂ，６ｂを固定部１５及びＸ方向移動部１７にそれぞれ当接させることで支点を構成していた。これに比して、本第４の実施形態では、変位拡大部１６，１８にネジ孔を貫通形成することなく、固定部１５における変位拡大部１６一端との近傍部分からブラケット部７１を鈎状に突出させて設け、またＸ方向移動部１７における変位拡大部１８一端との近傍部分からブラケット部７２を鈎状に突出させて設けている。これらブラケット部７１，７２はそれぞれ、変位拡大部１６，１８と平行に、かつこれら変位拡大部１６，１８の長さの半分以下程度の長さとなるように構成されている。そして、これらブラケット部７１，７２にはそれぞれ、長手方向と直交する方向にネジ孔が貫通穿設されており、これらネジ孔にそれぞれ調整スクリュー５，６が螺合して、各先端５ｂ，６ｂを変位拡大部１６，１８の各背面に当接させている。
【００９２】
従って、上記ＸＹ方向変位部分Ｉｃでは、第３の実施形態におけるＸＹ方向変位部分Ｉｂと同様に、Ｘ方向調整スクリュー５をノブ５ａにて回転させることでＸ方向の粗動変位調整を行ない得ると共に、Ｙ方向調整スクリュー６をノブ６ａにて回転させることでＹ方向の粗動変位調整を行ない得る。しかしその際、Ｘ方向調整スクリュー５は、Ｘ方向変位拡大部１６の背面を直接に押圧し又は該押圧を解放することで、一端が連結部３３を介して固定部１５側に支持されたＸ方向変位拡大部１６にて変倍しつつ、連結部２３にてＸ方向移動部１７を押圧して板ばね２１の付勢力に抗して移動させ、また該連結部２３の押圧力を解放しつつＸ方向移動部１７を板ばね２１の付勢力に準じて移動させる。
【００９３】
同様に、Ｙ方向調整スクリュー６も、Ｙ方向変位拡大部１８の背面を直接に押圧し又は該押圧を解放することで、一端が連結部３０を介してＸ方向移動部１７側に支持されたＹ方向変位拡大部１８にて変倍しつつ、連結部２９にてＹ方向移動部２４を押圧して板ばね２７の付勢力に抗して移動させ、また該連結部２９の押圧力を解放しつつＹ方向移動部２４を板ばね２７の付勢力に準じて移動させる。これらにより、固定部１５と一体の基盤２に対して、前述したＺ方向変位部を介してＹ方向移動部２４とＸＹ方向に一体の移動ステージ３が、上記調整スクリュー５，６によりＸ方向及びＹ方向に粗動位置調整される。
【００９４】
該粗動位置調整された状態で、圧電アクチュエータ２０，２６に所定電圧を印加した際の微小変位により、図９のＸＹ方向変位部分Ｉｂと同様に、変位拡大部１６，１８が先端５ｂ，６ｂを支点として連結部２３，２９にそれぞれ変位を拡大して作用するが、この際の支点である先端５ｂ，６ｂは、それぞれ変位拡大部１６，１８をその背面側で支えることとなる。これらにより、該Ｙ方向移動部２４にＺ方向変位部を介して連動されている移動ステージ３を、Ｘ方向及びＹ方向に所定量微小変位させて微動調整することができる。
【００９５】
以上の本第４の実施形態によると、第１の実施形態と略々同様の効果を得ることができると共に、調節手段が変位拡大部１６，１８と一方の剛体部１７，２４との間にて支点の位置を調節し得る調整スクリュー５，６からなるので、調節手段を適宜調節するだけで支点の位置を容易にかつ確実に調節しつつ調整を円滑に行い得る装置構造を実現することができる。
【００９６】
＜第５の実施の形態＞
図１１は、本実施の形態による微小変位装置のＸＹ方向変位部分Ｉｄを示す平面図である。本実施の形態は、前述した第１の実施形態と同様に、変位拡大部１６，１８とアクチュエータ２０，２６との間にて力点の位置を調節し得る調節機構を具備するものである。なお、本実施の形態では、前述した第１ないし第４の実施形態、及び後述する第６，第７の実施形態におけるＸＹ方向変位部分ＩａないしＩｃ，Ｉｅ及びＩｆにおける変位変更手段が２個の剛体部と２個の撓み梁とで囲まれた空間部Ｃの外側に配置されているのに対して、該空間部Ｃの内側に配置される点で異なるが、他の共通する機能を有する構成部分（構成要素）には同一符号を付してその説明を省略する。
【００９７】
すなわち、本実施の形態において、固定部１５は、図中の右側面及び上側面に向いて開口する圧電アクチュエータ収納部１５ａと、Ｘ方向移動部１７側に開口する凹部１５ｂと、を有している。該固定部１５とＸ方向移動部１７とは、左右側面部に離れて配置された２個の平行撓み梁１９ａ，１９ｂにて互に連結されており、これら撓み梁１９ａ，１９ｂは、薄肉平板からなりかつ固定部１５及びＸ方向移動部１７に一体に形成されて連結されている。従って、Ｘ方向移動部１７は、固定部１５に対して、撓み梁１９ａ，１９ｂが撓み変形することによりＸ方向に平行に移動し得る。
【００９８】
前記収納部１５ａには、圧電アクチュエータ２０がその一端を該収納部１５ａの底面に固定して配置されている。前記凹部１５ｂ内には、Ｘ方向移動部１７の一部を固定部１５側に突出させた突出部３１が進入しており、該突出部３１と、凹部１５ｂの一側壁部１５ｃとの間には圧縮バネ５１が縮設されている。そして、前記一体ブロックからなる固定部１５及びＸ方向移動部１７の一側方（図面右側）の撓み梁１９ａの内側の空間部Ｃには、Ｘ方向変位拡大部１６と上記アクチュエータ２０とが配置されている。
【００９９】
該Ｘ方向変位拡大部１６は、一方の撓み梁１９ａの内側に沿って略々平行に配置されており、固定部１５との間で一体に形成される薄肉平板の撓み梁からなる連結部２２と、Ｘ方向移動部１７との間で一体に形成される薄肉平板の撓み梁からなる連結部２３とにより、それぞれ固定部１５及びＸ方向移動部１７に連結されている。そして、Ｘ方向変位拡大部１６は、その一端側における圧電アクチュエータ２０の他端（開放側端面）に対向する部分にネジ孔が貫通されており、該ネジ孔に前記Ｘ方向調整スクリュー５が螺合している。操作ノブ５ａが外方に突出して位置し、かつその先端５ｂが圧電アクチュエータ２０の開放側端面に当接している。
【０１００】
以上のように、前記圧電アクチュエータ２０及びＸ方向変位拡大部１６は、２個の剛体部からなる固定部１５及びＸ方向移動部１７と、これらを連結する撓み梁１９ａ，１９ｂとにより囲まれた空間部Ｃの内側に配置されている。また、前記薄肉の両連結部２２，２３は、上記変位拡大部１６の長手方向と直交する方向に延びて、それぞれ回動支点を構成している。従って固定部１５側の連結部２２が支点、Ｘ方向移動部１７側の連結部２３が作用点、そして圧電アクチュエータ２０に当接する調整スクリュー５部分が力点となって、上記変位拡大部１６は、拡大てこ機構を構成している。
【０１０１】
一方、前記Ｘ方向移動部１７は、前記固定部１５の収納部１５ａに対して直交する方向に延びて図中の上側面及び右側面にて開口する圧電アクチュエータ収納部１７ａを有している。該Ｘ方向移動部１７とＹ方向移動部２４とは、該Ｙ方向移動部２４を挟むように配置された平行な２個の撓み梁２５ａ，２５ｂにて互に連結されている。これら撓み梁２５ａ，２５ｂは、前記撓み梁１９ａ，１９ｂと直交する方向に延びている。従って、Ｙ方向移動部２４は、Ｘ方向移動部１７に対して、上記平行な撓み梁２５ａ，２５ｂが撓み変形することによりＹ方向に平行に移動し得る。なお、上記Ｘ方向移動部１７は、上述したように、Ｘ方向に関して固定部１５に対する移動部を構成するが、Ｙ方向に関しては、Ｙ方向移動部２４に対する固定部となる。
【０１０２】
前記収納部１７ａには、圧電アクチュエータ２６がその一端を該収納部１７ａの底面に固定されて配置されており、また該アクチュエータ２６の側面に対向するようにＹ方向移動部２４が配置されている。更に、Ｘ方向移動部１７の図中右側部分に形成された突出部３２と、Ｙ方向移動部２４の図中右側部分に形成された突出部１９ａとの間には、圧縮バネ５７が縮設されている。該圧縮バネ５７は、先の圧縮バネ５１とその付勢方向が直交する向きに配置されている。また、一体ブロックからなる前記Ｘ方向移動部１７及びＹ方向移動部２４の一側方（図面上側）には、前記Ｙ方向変位拡大部１８が、撓み梁２５ａの内側に沿って略々平行に配置されている。
【０１０３】
前記Ｙ方向変位拡大部１８及び圧電アクチュエータ２６は、２個の剛体部からなるＸ方向移動部１７及びＹ方向移動部２４と、これらを連結する撓み梁２５ａ，２５ｂとにより囲まれた空間部Ｃの内側に配置されている。また、該Ｙ方向変位拡大部１８は、Ｘ方向移動部１７との間で一体に形成される薄肉の連結部２９と、Ｙ方向移動部２４との間で一体に形成される薄肉の連結部３０とによりそれぞれＸ方向移動部１７及びＹ方向移動部２４に連結されている。
【０１０４】
更に、該変位拡大部１８の一端部にネジ孔が貫通されて前記Ｙ方向調整スクリュー６が螺合しており、該スクリュー６の操作ノブ６ａが外方に突出して位置しており、かつその先端６ｂは前記アクチュエータ２６の他端に当接している。前記連結部２９，３０は変位拡大部１８の長手方向と直交する方向に延びて回動支点を構成しており、従って連結部３０が支点、連結部２９が作用点、そしてアクチュエータ２６に当接する調整スクリュー６部分が力点となって、上記変位拡大部１８は、拡大てこ機構を構成している。
【０１０５】
なお、前記圧縮バネ５１は、固定部１５に対してＸ方向移動部１７を矢印Ｘ２方向に付勢しており、これにより、力点であるスクリュー５の先端５ｂが、常に圧電アクチュエータ２０の他端に当接するように付勢される。また、前記圧縮バネ５７は、Ｘ方向移動部１７に対してＹ方向移動部２４を矢印Ｙ２方向に付勢しており、これにより、力点である調整スクリュー６の先端６ｂが、常に圧電アクチュエータ２６の他端に当接するように付勢される。
【０１０６】
従って、上記ＸＹ方向変位部分Ｉｄでは、第１の実施形態におけるＸＹ方向変位部分Ｉと同様に、Ｘ方向調整スクリュー５のノブ５ａの回転でＸ方向の粗動変位調整を行ない得ると共に、Ｙ方向調整スクリュー６のノブ６ａの回転でＹ方向の粗動変位調整を行ない得る。その際、Ｘ方向調整スクリュー５は、圧電アクチュエータ２０他端に対して進退することで、一端が連結部２２を介して固定部１５側に支持されたＸ方向変位拡大部１６を、該連結部２２を支点としつつ図中の反時計方向及び時計方向に回動させる。これにより、該Ｘ方向変位拡大部１６にて変倍しつつＸ方向移動部１７をＸ方向（図中左右方向）に移動させることができる。
【０１０７】
同様に、Ｙ方向調整スクリュー６も、圧電アクチュエータ２６他端に対して進退することで、一端が連結部２９を介してＹ方向移動部２４側に支持されたＹ方向変位拡大部１８を、該連結部２９を支点としつつ図中の反時計方向及び時計方向に回動させる。これにより、該Ｙ方向変位拡大部１８にて変倍しつつＹ方向移動部２４をＹ方向（図中上下方向）に移動させることができる。これらにより、固定部１５と一体の基盤２に対して、前述したＺ方向変位部を介してＹ方向移動部２４とＸＹ方向に一体の移動ステージ３が、上記調整スクリュー５，６によりＸ方向及びＹ方向に粗動位置調整される。
【０１０８】
該粗動位置調整された状態で、圧電アクチュエータ２０，２６に所定電圧を印加した際の微小変位により、変位拡大部１６，１８が連結部２２，３０を支点として連結部２３，２９にそれぞれ変位を拡大して作用する。これらにより、該Ｙ方向移動部２４にＺ方向変位部を介して連動されている移動ステージ３を、Ｘ方向及びＹ方向に所定量微小変位させて微動調整することができる。
【０１０９】
以上の第５の実施形態によると、第１の実施形態と略々同様の効果を得ることができると共に、変位拡大部１６，１８及び圧電アクチュエータ２０，２６が、２個の剛体部（１５と１７）（１７と２４）と２個の撓み梁（１９ａ，１９ｂ）（２５ａ，２５ｂ）とで囲まれた空間部Ｃの内側に配置されるので、変位拡大部１６，１８及びアクチュエータ２０，２６を外部からのダメージより確実に保護することができる。なお、このように変位拡大部１６，１８及びアクチュエータ２０，２６を空間部Ｃの内側に配置する構成は、他の実施形態においても適用可能であることは勿論である。
【０１１０】
＜第６の実施の形態＞
図１２は、本実施の形態による微小変位装置のＸＹ方向変位部分Ｉｅを示す平面図である。本実施の形態は、上述した第５の実施形態と同様に、変位拡大部１６，１８とアクチュエータ２０，２６との間にて力点の位置を調節し得る調節機構を具備したものであるが、本実施の形態では、前述した他の実施形態における撓み梁１９ａ，１９ｂ，２５ａ，２５ｂに代えて、剛体リンク５４，５９及び４８，１７ｄと、該剛体リンク５４，５９及び４８，１７ｄを剛体部１５，１７，２４に相対移動可能に連結する薄肉のヒンジ部２２’，２３’，３７，３８とからなる梁を使用している。そして、本実施の形態は、該梁を使用した点と、剛体リンク５４及び４８がそれぞれ変位変更手段１６，１８を兼用している点とで、他の実施の形態と異なるが、共通する機能を有する構成部分（構成要素）には同一符号を付している。
【０１１１】
本実施の形態を図１１の第５の実施形態と比較すると、つまり、本実施の形態では、図１１のＸ方向変位拡大部１６及び撓み梁１９ａに代えて、固定部１５及びＸ方向移動部１７にそれぞれ連結した剛体リンク５４と該連結用のヒンジ部２２’，２３’とを使用し、また図１１の撓み梁１９ｂに代えて、固定部１５及びＸ方向移動部１７にそれぞれ連結した剛体リンク５９と該連結用のヒンジ部３７，３８とを使用している。更に、図１１のＹ方向変位拡大部１８及び撓み梁２５ａに代えて、Ｘ方向移動部１７及びＹ方向移動部２４にそれぞれ連結した剛体リンク４８と該連結用のヒンジ部２９’，３０’とを使用し、また図１１の撓み梁２５ｂに代えて、Ｘ方向移動部１７及びＹ方向移動部２４にそれぞれ連結した剛体リンク１７ｄと該連結用のヒンジ部１４，１８とを使用している。
【０１１２】
上記構成の本実施の形態においても、第５の実施形態と同様に作動させることができる。しかも、左右一対の内の一方の剛体リンク５４と、上下一対の内の一方の剛体リンク４８とが、それぞれ変位拡大部１６，１８を兼用するので、部品点数を削減して装置構成を簡略化させることができる。なお、このように撓み梁１９ａ，１９ｂ，２５ａ，２５ｂに代えて、剛体リンク及びヒンジ部からなる梁を用いた本実施形態における構成は、前述した第１ないし第５、及び後述する第７の実施形態においても同様に適用し得ることは勿論である。
【０１１３】
＜第７の実施の形態＞
図１３は、本実施の形態におけるＸＹ方向変位部分Ｉｆを示し、（ａ）はその全体構成を示す平面図、（ｂ）は調整スクリュー５に設けたストッパ機構を一部断面した状態で示す側面図である。本実施の形態は、前述した第１の実施形態に比して、支点を図３とは反対側に位置させた点と、調整スクリュー５，６にそれぞれストッパ機構を設けた点と、板ばね２１，２７による付勢方向が逆である点とが異なるが、他の構成部分は図３で説明したものと同様なので、共通の機能を有する部分には同じ符号を付してその説明を省略する。なお、本実施の形態における上記板ばね２１，２７の付勢力の作用方向（Ｘ１，Ｙ１）は、支点をなす連結部２２，３０が図３の場合と逆側に位置することに起因して、粗動調整時に調整スクリュー５，６の各先端５ｂ，６ｂをアクチュエータ２０，２６の各開放側端面に常に当接し得るように変えている。
【０１１４】
すなわち、本実施の形態におけるＸＹ方向変位部分Ｉｆでは、支点となる薄肉平板の連結部２２，３０が、図３の構成に比し、力点となる先端５ｂ，６ｂを挟んだ連結部２３，２９との各反対側にそれぞれ位置している。また、Ｘ方向調整スクリュー５及びＹ方向調整スクリュー６には、それぞれ粗動調節時における操作ノブ５ａ，６ａの各回動範囲を制限するためのストッパ機構５２，５２が設けられている。これらストッパ機構５２，５２は、調整スクリュー５，６側の双方において同じ構成を備えるので、ここでは、Ｘ方向調整スクリュー５側のストッパ機構５２のみを説明することとする。
【０１１５】
上記ストッパ機構５２は、Ｘ方向変位拡大部１６に貫通穿設したネジ孔に螺合したナット６４を有している。該ナット６４は、該ネジ孔に螺合する小径の雄ネジ部と、該雄ネジ部に連続して形成された大径の雄ネジ部と、これら雄ネジ部の内周面に連続して形成された雌ネジ部と、を有している。該ナット６４は、Ｘ方向変位拡大部１６の上記ネジ孔に小径の雄ネジ部を堅く螺合させて該変位拡大部１６に締結された状態で、大径の雄ネジ部に、固定用ナット５３及び回動範囲制限ナット５５がこの順に螺合される。更に、該固定用ナット５３が螺入時と逆方向にやや回動されることで、該回動範囲制限ナット５５がナット６４に対してその回動位置を固定されている（所謂ダブルナット）。
【０１１６】
上記回動範囲制限ナット５５は、固定用ナット５３から離れる方向に延設された半円筒部５５ａを有している。該半円筒部５５ａは、円筒形状の部分を図の手前側に切り欠いて形成したもので、ナット６４に螺入されるＸ方向調整スクリュー５の操作ノブ５ａの回動操作量を制限するストッパを構成している。Ｘ方向調整スクリュー５の半円筒部５５ａ内に進入する部分には、軸方向と直交する方向に突出するように係合ネジ５６が螺合されており、該係合ネジ５６が半円筒部５５ａの切り欠きにて許容される範囲を一方向、他方向に回動することで、Ｘ方向調整スクリュー５は、例えば１８０度（半周）のみ回動し得るように制限される。
【０１１７】
上記構成の本実施の形態によると、第１の実施形態と同様の効果を奏することができると共に、ストッパ機構５２の存在にて調整スクリュー５，６の粗動調節時の回動範囲を制限することができることにより、２個の剛体部間に介装した板ばね２１，２７の弾性限界を超えないように規制しながら、粗動調整を行ない得るという効果を奏することができる。なお、このようなストッパ機構５２は、本実施形態に限らず、前述した第１ないし第６の実施形態においても同様に適用し得ることは勿論である。
【０１１８】
また、前述した第１ないし第７の実施形態では、Ｘ方向調整スクリュー５及びＹ方向調整スクリュー６を、上述のように軸方向に沿って同じピッチで螺旋を形成した通常のネジに代えて、例えば軸方向に異なるピッチで螺旋を形成した差動ネジを用いるように構成することも可能である。なお、第１ないし第７の実施形態は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の微小変位装置に適用したが、これに限らず、単軸方向のみの変位装置、又はＸＹ方向の変位装置にも同様に適用できる。また、各変位拡大機構は、てこ比を拡大として用いているが、これは、圧電アクチュエータのストロークの増大及び更に微小な変位（サブμｍオーダ、ｎｍオーダ）の位置決めの要求等により、てこ比を縮小するように用いてもよく、要は機械式変位変更機構であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸＹＺ方向微小変位装置を示す図で、（ａ）は背面図、（ｂ）は平面図。
【図２】同じく微小変位装置を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図３】本発明に係る第１の実施形態におけるＸＹ方向変位部分を示す平面図。
【図４】移動ステージを取外した状態の微小変位装置の正面図。
【図５】Ｚ方向変位部分を示す正面図で、（ａ）は拡大変位・移動部、（ｂ）は駆動部を示す。
【図６】組立てられたＺ変位部分を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図。
【図７】移動ステージ及びＺ方向変位部分を取外した状態の微小変位装置を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図。
【図８】本発明に係る第２の実施形態におけるＸＹ方向変位部分を示す平面図。
【図９】本発明に係る第３の実施形態におけるＸＹ方向変位部分を示す平面図。
【図１０】本発明に係る第４の実施形態におけるＸＹ方向変位部分を示す平面図。
【図１１】本発明に係る第５の実施形態におけるＸＹ方向変位部分を示す平面図。
【図１２】本発明に係る第６の実施形態におけるＸＹ方向変位部分を示す平面図。
【図１３】本発明に係る第７の実施形態におけるＸＹ方向変位部分を示し、（ａ）はその全体構成を示す平面図、（ｂ）は調整スクリューに設けたストッパ機構を一部断面した状態で示す側面図。
【符号の説明】
１      微小変位装置
２      基盤（固定部、剛体部）
３      移動ステージ
５，６      調節手段（調整スクリュー）
５ｂ，６ｂ  連係部（先端）
１５      剛体部（固定部）
１６，１８      変位変更手段（変位拡大部，変位拡大手段）
１７      剛体部（Ｘ方向移動部）
１７ｄ，４８      剛体リンク
１９ａ，１９ｂ，２５ａ，２５ｂ      （平行）撓み梁
２２，２３，２９，３０，３３，３４      連係部（連結部）
２２’，２３’，３７，３８      薄肉のヒンジ部
２０，２６      微小変位アクチュエータ（圧電アクチュエータ）
２４      剛体部（Ｙ方向移動部）
５２      ストッパ機構
５４，５９      剛体リンク
Ｃ      空間部
【図１】
2004164244.tif 000003
【図２】
2004164244.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004164244.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004164244.tif 000009
【図８】
2004164244.tif 000010
【図９】
2004164244.tif 000011
【図１０】
2004164244.tif 000012
【図１１】
2004164244.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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