(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のベースと、
前記ベースの平面内で互いに直交するＸ軸及びＹ軸の各方向に移動可能な可動部と、
前記可動部の中心部から前記Ｘ軸方向に延びて形成され、且つ前記Ｙ軸を挟んで軸対称となるように配置され、前記Ｙ軸方向にばねとして作用するように前記可動部に接続された二組の第１の駆動ばね部と、
前記可動部の中心部から前記Ｙ軸方向に延びて形成され、且つ前記Ｘ軸を挟んで軸対称となるように配置され、前記Ｘ軸方向にばねとして作用するように前記可動部に接続された二組の第２の駆動ばね部と、
一端部が前記第１の駆動ばね部にそれぞれ接続され、他端部が前記ベースにヒンジ部を介して接続された二組の第１のアーム部と、
一端部が前記第２の駆動ばね部にそれぞれ接続され、他端部が前記ベースにヒンジ部を介して接続された二組の第２のアーム部と、
前記二組の第１のアーム部のうちの一方の前記第１のアーム部のみに設けられた伸縮可能な第１の微動素子と、
前記二組の第２のアーム部のうちの一方の前記第２のアーム部のみに設けられた伸縮可能な第２の微動素子と、
を具備することを特徴とする微動機構。
【請求項２】
前記可動部と前記ベースとの間に形成された板ばねをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の微動機構。
【請求項３】
前記第１のアーム部は、前記Ｙ軸方向に延びて形成され、
前記第２のアーム部は、前記Ｘ軸方向に延びて形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の微動機構。
【請求項４】
前記第１のアーム部及び前記第２のアーム部は、それぞれＬ字形状に形成され、
前記第１の微動素子は、前記第１のアーム部のＬ字開口内に設けられ、
前記第２の微動素子は、前記第２のアーム部のＬ字開口内に設けた、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の微動機構。
【請求項５】
前記第１及び前記第２の微動素子は、それぞれ前記可動部を移動させる方向に対して直交する向きに伸縮するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の微動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体を微小な移動量で移動させるもので、特に顕微鏡像を高分解能で撮像するに最適な微動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々の分野では、高精細画像が必要になっている。現在、固体撮像素子（ＣＣＤ）等の撮像デバイスにより実現している画素数は、数百万画素程度であり、１０００万画素以上の高分解能な画像を得ることは困難となっている。
【０００３】
１０００万画素以上の高分解能な画像を得る方法としては、例えば特開平１１−２７５４０８号公報に記載されているような画素ずらし方式がある。この画素ずらし方式は、撮像デバイスを垂直方向に移動させる第１の変位機構と、撮像デバイス及び第１の変位機構の全体を水平方向に移動させる第２の変位機構とからなる。
【０００４】
従って、水平方向に移動させるとき、第２の変位機構は、撮像デバイス及び第１の変位機構の全体を移動させるものとなる。このため、第２の変位機構には、撮像デバイスの重量に加え、第１の変位機構及びアクチュエータの重量も加わり、重いものとなる。この結果、水平方向に対しては、高速な移動が困難になる。
【０００５】
一方、可動のときに加わる重量を軽減した微動機構として例えば特開平９−２１９８６７号公報に記載された技術がある。図７はかかる微動機構の概略構成図である。
【０００６】
ＸＹ軸方向に移動可能な可動部１には、撮像デバイスが取付けられる。この可動部１は、四隅に各平行ばね２を介して支持されている。これら平行ばね２は、実際にはＺ方向に設けられているが、図示する関係上からＹ軸方向に示してある。
【０００７】
又、可動部１は、Ｘ方向係合部３とＹ方向係合部４とが形成されている。これらＸ方向係合部３とＹ方向係合部４との各他端は、固定されている。そして、これらＸ方向係合部３とＹ方向係合部４とには、それぞれアクチュエータ５、６が設けられている。これらアクチュエータ５、６は、その基底部が固定されている。
【０００８】
このような微動機構であれば、アクチュエータ５、６が伸縮動作すると、これら伸縮動作がＸ方向係合部３、Ｙ方向係合部４を介して可動部１に伝達される。
この結果、可動部１は、ＸＹ軸平面上に移動する。
【０００９】
このような構成の微動機構であれば、撮像デバイスを微動させるための各アクチュエータ５、６が固定されているので、可動部１は軽量となって高速移動が可能になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可動部１には、Ｘ方向係合部３とＹ方向係合部４とが形成されているため、例えばＹ軸方向に撮像デバイスを移動させるためにアクチュエータ６を伸ばすと、Ｙ方向係合部４を介して可動部１がＹ軸方向に微小変位するが、ところが、図８に示すように可動部１は、Ｘ方向係合部３を支点として回転変位してしまう。
【００１１】
又、可動部１は、Ｚ軸方向に伸縮する各平行ばね２により支持されているため、微動機構全体のＺ軸方向の高さが高くなり、かつ撮像デバイスの移動に伴い沈み込みも生じ、観察像を劣化させるおそれがある。
【００１２】
さらに、微動機構は、ねじにより結合されている箇所が多い。このためねじが緩むことがあり、このねじの緩みにより組立誤差が発生する。そして、これら組立誤差が累積することによって可動部１の微小変位の精度が劣化する。さらに、微動機構は、ねじ結合の箇所が多いことから、組立調整が煩雑であり、かつ微動機構全体が大型化する。
【００１３】
このような問題を解決する技術例として例えば特開２００１−１３３３８２に記載されたものがあるが、この技術では、可動テーブルを一方向に移動するために２つのアクチュエータを用いる必要があり、ＸＹ軸方向の二方向に移動させるためには、４つのアクチュエータが必要となり、非常に高価となってしまう。
【００１４】
そこで本発明は、高速で、高精度な微小変位が可能で、かつ安価な微動機構を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、板状のベースと、前記ベースの平面内で互いに直交するＸ軸及びＹ軸の各方向に移動可能な可動部と、前記可動部の中心部から前記Ｘ軸方向に延びて形成され、且つ前記Ｙ軸を挟んで軸対称となるように配置され、前記Ｙ軸方向にばねとして作用するように前記可動部に接続された二組の第１の駆動ばね部と、前記可動部の中心部から前記Ｙ軸方向に延びて形成され、且つ前記Ｘ軸を挟んで軸対称となるように配置され、前記Ｘ軸方向にばねとして作用するように前記可動部に接続された二組の第２の駆動ばね部と、一端部が前記第１の駆動ばね部にそれぞれ接続され、他端部が前記ベースにヒンジ部を介して接続された二組の第１のアーム部と、一端部が前記第２の駆動ばね部にそれぞれ接続され、他端部が前記ベースにヒンジ部を介して接続された二組の第２のアーム部と、前記二組の第１のアーム部のうちの一方の前記第１のアーム部のみに設けられた伸縮可能な第１の微動素子と、前記二組の第２のアーム部のうちの一方の前記第２のアーム部のみに設けられた伸縮可能な第２の微動素子と、を具備することを特徴とする微動機構である。
【００１６】
本発明は、上記本発明の微動機構において、前記可動部と前記ベースとの間に形成された板ばねをさらに具備しても良い。又、本発明は、上記本発明の微動機構において、前記第１のアーム部は、Ｙ軸方向に延びて形成され、前記第２のアーム部は、Ｘ軸方向に延びて形成されても良い。さらに、本発明は、上記本発明の微動機構において、前記第１のアーム部及び前記第２のアーム部は、それぞれＬ字形状に形成され、前記第１の微動素子は、前記第１のアーム部のＬ字開口内に設け、前記第２の微動素子は、前記第２のアーム部のＬ字開口内に設けても良い。
【００１７】
本発明は、上記本発明の微動機構において、第１及び第２の微動素子は、それぞれ可動部を移動させる方向に対して直交する向きに伸縮するように配置されても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（１）以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は微動機構の構成図である。固定台１０は、板状のベースである。この固定台１０は、例えば厚さ５ｍｍ程度の板材からなる。この固定台１０には、ワイヤ放電加工機によって図中網掛けの部分を切り欠いて下記の各機能部分が一体的に形成されている。なお、図中、網掛けの部分は、ワイヤ放電加工機によって切り欠いた部分である。
【００２０】
可動部（可動ステージ）１１は、移動対象物として例えば撮像デバイスが搭載される。この可動部１１は、固定台１０の略中央部に形成され、その四隅が４つの板ばね１２ａ〜１２ｄを介して固定台１０上に接続されている。
【００２１】
これら板ばね１２ａ〜１２ｄは、２つの切り欠きの部分がＬ字形状でかつ互いに平行に切り欠かれることで形成される。これら板ばね１２ａ〜１２ｄの幅は、後述するＸ軸及びＹ軸方向に対してばねとして作用するように薄く形成されている。
【００２２】
可動部１１の中心部を通る互いに直交する各移動軸方向、すなわちＸ軸方向とＹ軸方向の各軸上には、それぞれ各駆動ばね１３ａ〜１３ｄが形成されている。なお、Ｘ軸、Ｙ軸は、それぞれ図中右方向、上方向をプラス（＋）方向とする。これら駆動ばね１３ａ〜１３ｄは、２つの切り欠きの部分が互いに平行に切り欠けられることで形成される。これら駆動ばね１３ａ〜１３ｄの幅は、それぞれＸ軸方向又はＹ軸方向にばねとして作用するように薄く形成されてる。
【００２３】
これら駆動ばね１３ａ〜１３ｄは、可動部１１の中央に接続されている。このうち駆動ばね１３ａは＋Ｙ方向に延びて形成され、その他についても駆動ばね１３ｂは−Ｘ方向、駆動ばね１３ｃは−Ｙ方向、駆動ばね１３ｄは＋Ｘ方向にそれぞれ延びて形成されている。
【００２４】
これら駆動ばね１３ａ〜１３ｄの先端部には、それぞれアーム部１４ａ〜１４ｄの一端部が接続されている。これらアーム部１４ａ〜１４ｄは、２つの切り欠きの部分が互いに平行に切り欠かれることで形成されるもので、その幅は駆動ばね１３ａ〜１３ｄや板ばね１２ａ〜１２ｄに対して十分大きな剛性を持った剛体となるように広く形成されている。
【００２５】
ところで、板ばね１２ａ〜１２ｄの板厚は、駆動ばね１３ａ〜１３ｄの板厚よりも厚く形成されており、板ばね１２ａ〜１２ｄの曲げ剛性は、駆動ばね１３ａ〜１３ｄの曲げ剛性よりも高い。
【００２６】
これらアーム部１４ａ〜１４ｄのうちアーム部１４ａと１４ｃとは、それぞれＸ軸方向に沿い、かつ略平行に形成されている。他のアーム部１４ｂと１４ｄとは、それぞれＹ軸方向に沿い、かつ略平行に形成されている。
【００２７】
従って、駆動ばね１３ａ及びアーム部１４ａの一体化した形状と駆動ばね１３ｃ及びアーム部１４ｃの一体化した形状とは、Ｘ軸を挟んで軸対称になっている。同様に、駆動ばね１３ｂ及びアーム部１４ｂの一体化した形状と駆動ばね１３ｄ及びアーム部１４ｄの一体化した形状とは、Ｙ軸を挟んで軸対称になっている。
【００２８】
駆動ばねとアーム部の一体化したものを「一組」とすると、可動部１１のＹ軸方向の移動方向に対応するものとして、二組の駆動ばねとアーム部がＸ軸を挟んで一組ずつ設けられ、又Ｘ軸方向の移動方向に対応するものとして、二組の駆動ばねとアーム部がＹ軸を挟んで一組ずつ設けられている。全部で４組の駆動ばねとアーム部が形成されていることになる。
【００２９】
各アーム部１４ａ〜１４ｄの他端部には、それぞれヒンジ部１５ａ〜１５ｄが形成されている。これらヒンジ部１５ａ〜１５ｄは、各アーム部１４ａ〜１４ｄが回動するときの支点として作用する。
【００３０】
アーム部１４ａ側面のヒンジ部１５ａ寄りの位置とアーム部１４ｄ側面のヒンジ部１５ｄ寄りの位置とには、それぞれ微動素子としての各圧電アクチュエータ１６ａ、１６ｂが設けられている。圧電アクチュエータ１６ａは、アーム部１４ａのＸ軸側で、ヒンジ部１５ａよりもＹ軸側に設けられている。この圧電アクチュエータ１６ａは、Ｙ軸方向に伸縮動作するもので、この伸縮動作によりアーム部１４ａをヒンジ部１５ａを支点として回動させる。
【００３１】
圧電アクチュエータ１６ｂは、アーム部１４ｄのＹ軸側で、ヒンジ部１５ｄよりもＸ軸側に設けられている。この圧電アクチュエータ１６ｂは、Ｘ軸方向に伸縮動作するもので、この伸縮動作によりアーム部１４ｄをヒンジ部１５ｄを支点として回動させる。
【００３２】
これら圧電アクチュエータ１６ａ、１６ｂは、図示しないアクチュエータ制御回路から印加される電圧値に応じて伸縮動作する。
【００３３】
次に、上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【００３４】
可動部１１をＹ軸方向に移動させる場合、圧電アクチュエータ１６ａに対して所定の電圧値が印加される。この圧電アクチュエータ１６ａは、電圧印加によって伸縮するが、例えば伸びた場合には、アーム部１４ａをヒンジ部１５ａを支点として反時計回りに回動させる。
【００３５】
このアーム部１４ａの回動によって駆動ばね１３ａが＋Ｙ方向に移動すると共に、この駆動ばね１３ａに接続されている可動部１１も＋Ｙ方向に微小移動する。
【００３６】
このとき、可動部１１のＸ軸方向に接続されている各駆動ばね１３ｂ、１３ｄが曲げ変形されるが、これら駆動ばね１３ｂ、１３ｄはＹ軸に対して軸対称に形成されているので、可動部１１は、回動することなく、Ｙ軸方向に微小移動する。
【００３７】
一方、可動部１１をＸ軸方向に移動させる場合、圧電アクチュエータ１６ｂに対して所定の電圧値が印加される。この圧電アクチュエータ１６ｂは、電圧印加によって伸縮するが、例えば伸びた場合には、アーム部１４ｄをヒンジ部１５ｄを支点として時計回りに回動させる。
【００３８】
このアーム部１４ｄの回動によって駆動ばね１３ｄが＋Ｘ方向に移動すると共に、この駆動ばね１３ｄに接続されている可動部１１も＋Ｘ方向に微小移動する。
【００３９】
このとき、可動部１１のＸ軸方向に接続されている各駆動ばね１３ａ、１３ｃが曲げ変形されるが、これら駆動ばね１３ａ、１３ｃはＸ軸に対して軸対称に形成されているので、可動部１１は、回動することなく、Ｘ軸方向に微小移動する。
【００４０】
このように上記第１の実施の形態においては、固定台１０に、この固定台１０の平面内で移動可能な可動部１１と、この可動部１１に各駆動ばね部１３ａ〜１３ｄを介して接続された各アーム部１４ａ〜１４ｄとを一体的に形成すると共に、各アーム部１４ａ〜１４ｄをＸ軸、Ｙ軸に対して軸対称で、これらＸＹ軸方向に２組ずつ形成し、かつアーム部１４ａ〜１４ｄのうちＸ軸、Ｙ軸方向に対応する各１つのアーム部１４ａ〜１４ｄにそれぞれ伸縮可能な各圧電アクチュエータ１６ａ、１６ｂを設けたので、可動部１１を回動させることなく、Ｘ軸、Ｙ軸方向に対して微小移動させることができる。
【００４１】
又、可動部１１を駆動ばね部１３ａ〜１３ｄを介してアーム部１４ａ〜１４ｄに一体的に形成することにより、可動部１１は、移動するときの抵抗を小さくでき、高速移動することが可能になる。
【００４２】
さらに、例えば厚さ５ｍｍ程度の薄い板材からなる固定台１０に、ワイヤ放電加工機によって可動部１１や板ばね１２ａ〜１２ｄ、駆動ばね部１３ａ〜１３ｄ、アーム部１４ａ〜１４ｄ、ヒンジ部１５ａ〜１５ｄを形成するので、微動機構の高さを低くできる、すなわち薄型に形成できる。
【００４３】
固定台１０に形成されている可動部１１や板ばね１２ａ〜１２ｄ、駆動ばね部１３ａ〜１３ｄ、アーム部１４ａ〜１４ｄ、ヒンジ部１５ａ〜１５ｄは、それぞれＺ軸方向に対する剛性は高いので、Ｚ軸方向に対する変位は生じない。
【００４４】
従って、可動部１１に撮像デバイスを搭載して対象物を撮影した場合、フォーカスずれが生ぜず、撮影した対象物の像の品質を低下することがない。しかるに、１０００万画素以上のＣＣＤを用いて高精細画像を取得できる撮像デバイスの微動機構に適用するのに最適である。
【００４５】
又、ワイヤ放電加工機によって可動部１１や板ばね１２ａ〜１２ｄ、駆動ばね部１３ａ〜１３ｄ、アーム部１４ａ〜１４ｄ、ヒンジ部１５ａ〜１５ｄを一体的に形成するので、ねじにより結合する箇所が全く無くなり、ねじの緩みや、このねじの緩みによる組立誤差、これら組立誤差が累積による可動部１１の微小変位の精度の劣化がなくなり、さらに微動機構の組立調整の煩雑も解消できる。
【００４６】
さらに、Ｙ軸方向とＸ軸方向とには、それぞれ圧電アクチュエータ１６ａ、１６ｂが１つずつ設ければよいので、安価にできる。
【００４７】
（２）次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００４８】
図２は微動機構の構成図である。可動部１１の中心部を通るＸ軸方向とＹ軸方向の各軸上には、それぞれ各駆動ばね２０ａ〜２０ｄが形成されている。これら駆動ばね２０ａ〜２０ｄは、上記第１の実施の形態における各駆動ばね１３ａ〜１３ｄの長さよりも短く形成されている。
【００４９】
これら駆動ばね２０ａ〜２０ｄには、それぞれアーム部２１ａ〜２１ｄの一端部が接続されている。これらアーム部２１ａ〜２１ｄのうちアーム部２１ａと２１ｄとは、略９０°折れ曲がったＬ字形状に形成されている。
【００５０】
すなわち、アーム部２１ａは、駆動ばね２０ａに対して略９０°曲がって−Ｘ方向に延びたアーム部片２１−１と、このアーム部片２１−１に対して略９０°曲がって＋Ｙ方向に延びたアーム部片２１−２とが一体的に形成されている。
【００５１】
アーム部２１ｄは、駆動ばね２０ｄに対して略９０°曲がって−Ｙ方向に延びたアーム部片２１−３と、このアーム部片２１−３に対して略９０°曲がって＋Ｘ方向に延びたアーム部片２１−４とが一体的に形成されている。
【００５２】
他の各アーム部２１ｂ及び２１ｃは、それぞれ板状に形成されている。
【００５３】
これらアーム部２１ａ〜２１ｄの先端部には、それぞれヒンジ部２２ａ〜２２ｄが形成されている。
【００５４】
アーム部２１ａと２１ｄとには、これらアーム部２１ａ、２１ｄの他端部（Ｌ型の開口内）に各圧電アクチュエータ１６ａ、１６ｂが設けられている。このうち圧電アクチュエータ１６ａは、アーム部片２１−２に当接し、Ｘ軸方向に伸縮動作する。この圧電アクチュエータ１６ａの伸縮動作によってアーム部２１ａがヒンジ部２２ａを支点として回動するものとなる。
【００５５】
圧電アクチュエータ１６ｂは、アーム部片２１−４に当接し、Ｙ軸方向に伸縮動作する。この圧電アクチュエータ１６ｂの伸縮動作によってアーム部２１ｄがヒンジ部２２ｄを支点として回動するものとなる。
【００５６】
従って、圧電アクチュエータ１６ａ、１６ｂの各伸縮方向と可動部１１の移動方向とは、直交する。
【００５７】
次に、上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【００５８】
可動部１１をＸ軸方向に移動させる場合、圧電アクチュエータ１６ｂに対して所定の電圧値が印加される。この圧電アクチュエータ１６ｂは、電圧印加によって伸縮するが、例えば伸びた場合には、アーム部２１ｄをヒンジ部２２ｄを支点として時計回りに回動させる。
【００５９】
このアーム部２１ｄの回動に伴って駆動ばね２０ｄがＸ軸方向に移動し、これによって可動部１１は、Ｘ軸方向に微小移動する。
【００６０】
このとき、可動部１１に対してＸ軸を中心に軸対称的に各駆動ばね２０ａと２０ｃ、各アーム部２１ａと２１ｃが形成されているので、可動部１１は、回動することなく、Ｘ軸方向に微小移動する。
【００６１】
可動部１１をＹ軸方向に移動させる場合も上記同様に、圧電アクチュエータ１６ａの伸縮動作によってアーム部２１ａがヒンジ部２２ａを支点として回動し、これに伴って駆動ばね２０ａがＹ軸方向に移動し、これによって可動部１１は、Ｙ軸方向に微小移動する。
【００６２】
このとき、可動部１１に対してＹ軸を中心に軸対称的に各駆動ばね２０ｂと２０ｄ、各アーム部２１ｂと２１ｄが形成されているので、可動部１１は、回動することなく、Ｙ軸方向に移動する。
【００６３】
このように上記第２の実施の形態においては、アーム部２１ａ、２１ｄを略９０°折れ曲がったＬ字形状に形成し、これらアーム部２１ａ、２１ｄのＬ型開口内に各圧電アクチュエータ１６ａ、１６ｂを設けたので、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは勿論のこと、微動機構全体を小型化でき、微動機構を設置するスペースの省スペース化を図ることができる。
【００６４】
すなわち、アーム部２１ａ、２１ｄを折り曲げることにより、これらアーム部２１ａ、２１ｄと各圧電アクチュエータ１６ａ、１６ｂとの占有空間を小さくすることができる。
【００６５】
（３）次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００６６】
図３は微動機構の構成図である。この微動機構は、上記図１に示す微動機構と相違するところを説明すると、各駆動ばね１３ｂ、１３ｃ及び各アーム部１４ｂ、１４ｃを無くし、かつ各駆動ばね１３ａ、３ｄの可動部１１への接続位置を中心からそれぞれ距離Ｌｘ、Ｌｙだけずらしたところである。
【００６７】
従って、本実施形態では、Ｘ軸方向の移動方向に対して一組の駆動ばねとアーム部が、又Ｙ軸方向の移動方向に対しても一組の駆動ばねとアーム部が設けられていることになる。
【００６８】
各駆動ばね１３ａ、１３ｄの接続位置について説明する。
【００６９】
例えば、可動部１１をＹ軸方向に移動させる場合、圧電アクチュエータ１６ａに対して所定の電圧値を印加すると、圧電アクチュエータ１６ａは、伸縮動作し、アーム部１４ａがヒンジ部１５ａを支点として回動する。
【００７０】
このアーム部１４ａの回動によって駆動ばね１３ａがＹ軸方向に移動すると共に、この駆動ばね１３ａに接続されている可動部１１もＹ軸方向に微小移動する。
【００７１】
このとき、可動部１１のＸ軸方向に接続されている駆動ばね１３ｄが曲げ変形されるので、可動部１１の移動の抵抗になる。
【００７２】
このとき、図４に示すように可動部１１の左端の変位をＹａ、右端の変位をＹｂとすれば、下記の式が成り立つ。
【００７３】
Ｙａ＝（１／２ｋ）・（ｂ／Ｌ）Ｆ                        …（１）
Ｙｂ｛１／（２ｋ＋Ｋ）｝・（ａ／Ｌ）Ｆ                  …（２）
ここで、ｋはＬ型板ばね１２ａ〜１２ｄのばね定数、Ｌは可動部１１のＸ軸方向の幅、Ｋは駆動ばね１３ｄのばね定数、Ｆは可動部１１を移動させる力、ａ、ｂは駆動部１１のＸ軸方向における駆動ばね１３ｄを接続する位置関係の比を示す。
【００７４】
可動部１１が回動することなくＹ軸方向に真っ直ぐに移動するためには、
Ｙａ＝Ｙｂの関係を満たせばよい。これを満たすには、駆動ばね１３ａの接続位置を下記の式を満たす位置にする。
【００７５】
ｂ＝｛２ｋ／（２ｋ＋Ｋ）｝・ａ                          …（３）
このような位置に駆動ばね１３ａを接続すれば、可動部１１は、回動動作が殆ど無くＹ軸方向に微小移動可能である。
【００７６】
以上の説明はＹ軸方向への移動であるが、Ｘ軸方向への移動についても同様な理由により、可動部１１は、回動動作が殆ど無くＸ軸方向に微小移動可能である。
【００７７】
このように上記第３の実施の形態においては、可動部１１に対する各駆動ばね１３ａ、１３ｄの接続位置を中心からそれぞれ距離Ｌｘ、Ｌｙだけずらした構成としても、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは勿論のこと、上記図１に示す微動機構と比較して各駆動ばね１３ｂ、１３ｃ及び各アーム部１４ｂ、１４ｃを無くすことができる。
【００７８】
（４）次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００７９】
図６は微動機構の構成図である。この微動機構は、上記図２に示す微動機構と相違するところを説明すると、各駆動ばね２０ｂ、２０ｃ及び各アーム部２１ｂ、２１ｃを無くし、かつ各駆動ばね２０ａ、２０ｄの可動部１１への接続位置を中心からそれぞれ距離Ｌｘ、Ｌｙだけずらしたところである。
【００８０】
これら距離Ｌｘ、Ｌｙは、上記第３の実施の形態において求めた距離Ｌｘ、Ｌｙと同様な方法で求められる。
【００８１】
このような微動機構であれば、可動部１１をＸ軸方向に移動させる場合、圧電アクチュエータ１６ｂに対して所定の電圧値が印加されると、圧電アクチュエータ１６ｂは、伸縮し、アーム部２１ｄをヒンジ部２２ｄを支点として回動させる。
【００８２】
このアーム部２１ｄの回動に伴って駆動ばね２０ｄがＸ軸方向に移動し、これによって可動部１１は、Ｘ軸方向に微小移動する。
【００８３】
なお、可動部１１のＹ軸方向に接続されている駆動ばね２０ａが曲げ変形されて可動部１１の移動の抵抗になるが、各駆動ばね２０ａ、２０ｄが可動部１１の中心に対してそれぞれ距離Ｌｘ、Ｌｙだけずらして接続されているので、可動部１１は、回動動作が殆ど無くＸ軸方向に微小移動可能である。
【００８４】
以上の説明はＸ軸方向への微小移動であるが、Ｙ軸方向への移動についても同様な理由により、可動部１１は、回動動作が殆ど無くＹ軸方向に微小移動可能である。
【００８５】
このように上記第４の実施の形態においては、可動部１１に対する各駆動ばね２０ａ、２０ｄの接続位置を中心からそれぞれ距離Ｌｘ、Ｌｙだけずらした構成としても、上記第２の実施の形態と同様の効果を奏することは勿論のこと、上記図２に示す微動機構と比較して各駆動ばね２０ｂ、２０ｃ及び各アーム部２１ｂ、２１ｃを無くすことができる。
【００８６】
次に、本発明の他の特徴とするところについて説明する。
【００８７】
第１の本発明は、移動対象物を取り付ける可動部と、
この可動部の中心部を通る互いに直交する２つの移動軸上の４方向で、それぞれ前記可動部に接続された４つの駆動ばね部と、
これら駆動ばね部に対してそれぞれ接続され、２本ずつ前記２つの移動軸方向に軸対称で、前記２つの移動軸方向に対して交わる方向に設けられた４本のアーム部と、
これらアーム部のうち前記２つの移動軸方向に対応する各１本の前記アーム部に対して１つずつ設けられ、それぞれ前記各アーム部から前記各駆動ばね部を介して前記可動部を微小移動させる伸縮可能な２つの微動素子とを備え、
前記可動部と前記４つの駆動ばね部と前記４本のアーム部とは、板状のベースに一体的に形成された、
ことを特徴とする微動機構である。
【００８８】
第２の本発明は、移動対象物を取り付ける可動部と、
この可動部の中心部を通る互いに直交する２つの移動軸上の２方向で、かつ前記２つの移動軸方向に対して前記可動部を規定の方向に移動させるために変位した位置で、前記可動部にそれぞれ接続された２つの駆動ばね部と、
これら駆動ばね部に対してそれぞれ接続され、前記２つの移動軸方向に対して交わる方向に設けられた２本のアーム部と、
これらアーム部に対して１つずつ設けられ、それぞれ前記各アーム部から前記各駆動ばね部を介して前記可動部を微小移動させる伸縮可能な２つの微動素子とを備え、
前記可動部と前記２つの駆動ばね部と前記２本のアーム部とは、板状のベースに一体的に形成された、
ことを特徴とする微動機構である。
【００８９】
第３の本発明は、上記第２の本発明の微動機構において、前記２つの駆動ばね部は、前記微動素子の伸縮動作により前記各アーム部から前記各駆動ばね部を介して前記可動部が微小移動するとき、前記微動素子の伸縮動作が加わる前記アーム部及び前記駆動ばね部とは他の前記駆動ばね部を支点として前記可動部が回動しない条件を満たす前記可動部の位置に接続されたことを特徴とする。
【００９０】
なお、本発明は、上記第１乃至第４の実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００９１】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００９２】
例えば、上記第１乃至第４の実施の形態における固定台１０に形成する可動部１１、各板ばね１２ａ〜１２、各アーム部１４ａ〜１４ｄ、２１ａ〜２１ｄの形状は、上記図１乃至３及び図６に限定されるものでなく、任意の形状に形成可能である。
【００９３】
又、ワイヤ放電加工機によって固定台１０を切り欠いているが、他の加工機によって固定台１０を切り欠いてもよい。
【００９４】
本願における各アーム部としては、上記各実施の形態のような一本のアームを用いる他に、それぞれ複数本のアームを連結した構成にしてよい。例えば、複数本のアームのそれぞれに変位拡大機構を持たせれば、微動素子（圧電アクチュエータ等）の伸縮変位量を大きく拡大して駆動ばねに伝達することが可能になる。
【００９５】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、高速で、高精度な微小変位が可能で、かつ安価な微動機構を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる微動機構の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明に係わる微動機構の第２の実施の形態を示す構成図。
【図３】本発明に係わる微動機構の第３の実施の形態を示す構成図。
【図４】本発明に係わる微動機構の第３の実施の形態における駆動ばねの接続位置を説明するための図。
【図５】本発明に係わる微動機構の第３の実施の形態における駆動ばねの接続位置を説明するための図。
【図６】本発明に係わる微動機構の第４の実施の形態を示す構成図。
【図７】従来の微動機構の概略構成図。
【図８】同微動機構における問題点である可動部の回動変位を示す図。
【符号の説明】
１０：固定台
１１：可動部
１２ａ〜１２ｄ：板ばね
１３ａ〜１３ｄ：駆動ばね
１４ａ〜１４ｄ：アーム部
１５ａ〜１５ｄ：ヒンジ部
１６ａ，１６ｂ：圧電アクチュエータ
２０ａ〜２０ｄ：駆動ばね
２１ａ〜２１ｄ：アーム部
２２ａ〜２２ｄ：ヒンジ部
【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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