DE19940124A1

DE19940124A1 - Plattform mit einem Verschiebungsverstärkungsmechanismus

Info

Publication number: DE19940124A1
Application number: DE19940124A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Ue
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2000-04-06
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: DE19940124C2; US6346710B1

Abstract

Eine Plattform enthält eine unbewegliche Basis (418), einen beweglichen Tisch (422), ein Paar elastische Abschnitte (426), die an beiden Seiten des Tisches (422) entlang der X-Achse angeordnet sind, ein Paar von elastischen Abschnitten (426''), die an beiden Seiten des Tisches (422) entlang der Y-Achse angeordnet sind, ein Paar von Stellgliedern (442') zum Erzeugen einer Verschiebung für ein Bewegen des Tisches (422) in einer Y-Richtung, ein Paar von Verschiebungsverstärkungsmechanismus (401') zum Verstärken von Verschiebungen der Stellglieder (442'), ein Paar von Stellgliedern (442'') zum Erzeugen von Verschiebungen für ein Bewegen des Tisches (422) in einer X-Richtung, und ein Paar von Verschiebungsverstärkungsmechanismen (401'') zum Verstärken von Verschiebungen der Stellglieder (442''). Der Verschiebungsverstärkungsmechanismus (401') enthält ein Unterstützungsteil (420), das an der unbeweglichen Basis (418) befestigt ist, einen ersten Verstärkungsarm (428), einen ersten elastischen Verbindungsabschnitt (434) zum drehbaren Verbinden des ersten Arms (428) mit dem Unterstützungsteil (420), einem zweiten Verstärkungsarm (432) der sich entlang des ersten Arms (428) erstreckt und mit dem elastischen Abschnitt (426') verbunden ist, ein zweiter elastischer Verbindungsabschnitt (432) zum drehbaren Verbinden des zweiten Arms (432) mit dem Unterstützungsteil (420) und Verbindungsteile (436, 438, 440) zum Verbinden des ersten Arms (428) mit dem zweiten Arm (434). Das Stellglied ...

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bewegungsvorrichtung oder einen Ob jektträger bzw. eine Plattform, der bzw. die zum Beispiel bei einem Abtastmechanismus für ein Rasterelektronenmikroskop, einem Rasterlasermikroskop oder dergleichen und einem Bewegen eines Objekts, das bewegt werden soll, oder einem beweglichen Tisch, mit einer hohen Positionsgenauigkeit verwendet.

Um bei einem Elektronenmikroskop, einer Hochpräzisionsarbeitsmaschine oder dergleichen ein zu messendes oder zu bearbeitendes Objekt mit einer hohen Positions genauigkeit zu bewegen, wird eine Plattform verwendet, die eine elastische Glieder- bzw. Sprungfederführung benutzt. Da die Sprungfederführung keinen Gleitabschnitt aufweist, ist sie nicht von einem Spiel bzw. Lose, einer Reibung oder einer Abrasion betroffen, so daß es möglich ist, eine Positionssteuerung mit einer hohen Genauigkeit durchzuführen.

Die meisten Bühnenvorrichtungen bzw. Plattformen, die die Federführung ver wenden, enthalten im wesentlichen eine Vielzahl von einachsig angetriebenen Plattfor men, die aufeinander geschichtet sind. Jedoch bringt dieser Aufbau eine vergrößerte Größe der Plattform mit sich.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kompakte Plattform zu schaffen, welche eine Federführung benutzt, die eine exzellente Positionierungbarkeit bzw. Positionierungsleistung aufweist, und geeignet ist, unter einem Mikroskop ver wendet zu werden.

Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschrei bung dargelegt und werden zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch der Praxis der Erfindung gelernt werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfin dung können mittels der Instrumente bzw. Vorrichtungen und Kombinationen, die im folgenden besonders hervorgehoben sind, verwirklicht und erzielt werden.

Kurze Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnung

Die beiliegende Zeichnung, welche in der Beschreibung enthalten ist und einen Teil von ihr bildet, veranschaulicht die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und dient zusammen mit der obigen allgemeinen Beschreibung und der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen dazu, das Prinzip der Erfindung zu erläutern. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht, die eine Plattform zeigt, bei welcher ein beweglicher Tisch in die Richtungen von zwei Achsen bewegt werden kann;

Fig. 2 eine schematische Ansicht, die eine andere rechteckige Feder zeigt, welche anstelle der in Fig. 1 gezeigten rechteckigen Feder verwendet werden kann;

Fig. 3 eine schematische Ansicht, die eine Plattform zeigt, bei welcher ein beweglicher Tisch in die Richtungen von drei Achsen bewegt werden kann;

Fig. 4 einen Querschnitt, der entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 gemacht ist;

Fig. 5 eine schematische Ansicht, die die Bewegung einer dünnen U-förmigen Feder zusammen mit der Bewegung des beweglichen Tisches in den XY-Richtungen bei der in Fig. 3 gezeigten Plattform zeigt;

Fig. 6 eine schematische Ansicht, die einen Teil einer Plattform zeigt, die ei nen bevorzugten Verbindungsaufbau zwischen einem Verstärkungsarm und einen Stellglied aufweist;

Fig. 7 einen Querschnitt, der entlang der Linie VII-VII in Fig. 6 gemacht worden ist;

Fig. 8 eine schematische Ansicht, die einen Teil einer Plattform zeigt, welcher einen anderen bevorzugten Verbindungsaufbau zwischen einem Ver stärkungsarm und einem Stellglied aufweist;

Fig. 9 einen Querschnitt, der entlang der Linie IX-IX in Fig. 8 gemacht worden ist;

Fig. 10 eine schematische Ansicht, die einen Teil einer Plattform zeigt, der einen anderen bevorzugten Verbindungsaufbau zwischen einem Ver stärkungsarm und einem Stellglied aufweist;

Fig. 11 einen Querschnitt, der entlang der Linie XI-XI in Fig. 10 gemacht worden ist;

Fig. 12 eine schematische Ansicht, die einen Teil einer Plattform zeigt, welcher einen weiteren bevorzugten Verbindungsaufbau zwischen einem Ver stärkungsarm und einem Stellglied aufweist;

Fig. 13 einen Querschnitt, der entlang der Linie XIII-XIII in Fig. 12 gemacht worden ist;

Fig. 14 eine schematische Ansicht, die eine Plattform zeigt, bei welcher eine drehende Verschiebung beschränkt ist;

Fig. 15 eine schematische Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei welchem eine Last bzw. Belastung F in einer Richtung eines Zusammenpressens eines piezoelektrischen Stellglieds, das aufgrund eines Anlegens einer Span nung verschoben worden ist, auf das piezoelektrische Stellglied ausge übt wird;

Fig. 16 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Belastung F und einer Verschiebung X bei dem in Fig. 15 gezeigten piezoelektrischen Stellglied zeigt;

Fig. 17 eine schematische Ansicht, die einen detaillierten Aufbau einer in Fig. 14 schematisch gezeigten Einstellschraube bzw. Einstellschraube zeigt;

Fig. 18 eine schematische Ansicht, die eine Plattform zeigt, die eine Schrauben feder anstelle eines Arms mit Federeigenschaften benutzt, wie in Fig. 14 gezeigt;

Fig. 19 eine schematische Ansicht, die eine andere Plattform zeigt, bei welcher eine drehbare Verschiebung beschränkt ist;

Fig. 20 eine schematische Ansicht, die einen von den eine Verschiebung ver stärkenden Mechanismen (Verschiebungsverstärkungsmechanismen), die bei der in Fig. 1 gezeigten Plattform verwendet werden, zeigt;

Fig. 21 eine schematische Ansicht, die einen kleinen (small-sized) Verschie bungsverstärkungsmechanismus zeigt;

Fig. 22 eine schematische Ansicht, die ein piezoelektrisches Stellglied zeigt, welches sich durch eine Durchgangsöffnung, die in dem zweiten Ver stärkungsarm ausgebildet ist, erstreckt;

Fig. 23 eine schematische Ansicht, die ein piezoelektrisches Stellglied zeigt, welches sich durch eine Durchgangsnut, die in dem zweiten Verstär kungsarm ausgebildet ist, erstreckt;

Fig. 24 eine schematische Ansicht, die ein Erklärungsmodell zum Erläutern einer Beziehung zwischen einer Ausgangsverschiebung des Verschie bungsverstärkungsmechanismus und der Längen der ersten und zweiten Verstärkungsarme zeigt, welche eine Größe des Verschiebungsverstär kungsmechanismus bestimmen;

Fig. 25 eine schematische Ansicht, die ein Erklärungsmodell zeigt, bei welchem eine Druckkraft des Stellglieds auf einen Druckpunkt des ersten Verstärkungsarms ausgeübt wird;

Fig. 26 eine schematische Ansicht, bei dem eine Kennlinie bzw. Charakteristik der Ausgangsverschiebung in bezug auf die Länge des Verstärkungs arms in dem in Fig. 20 gezeigten Verschiebungsverstärkungsme chanismus und eine Kennlinie der Ausgangsverschiebung in bezug auf die Länge der ersten und zweiten Verstärkungsarme bei dem in Fig. 21 gezeigten Verschiebungsverstärkungsmechanismus zeigt;

Fig. 27 eine schematische Ansicht, die einen anderen kleinen Verschiebungs verstärkungsmechanismus zeigt;

Fig. 28 eine schematische Ansicht, die eine Plattform zeigt, die mit einem kleinen Verschiebungsverstärkungsmechanismus vorgesehen ist;

Fig. 29 eine schematische Ansicht, die einen kleinen Verschiebungsmecha nismus zum Betrachten 1 einer Form eines Gelenks zeigt;

Fig. 30 einen Querschnitt entlang der Linie XXX-XXX in Fig. 29;

Fig. 31 eine schematische Ansicht, die ein bogenförmiges Gelenk zeigt;

Fig. 32 eine schematische Ansicht, die ein Erklärungsmodell zeigt, das ein He belwerk bei dem in Fig. 29 gezeigten Verschiebungsverstärkungsme chanismus zeigt;

Fig. 33 eine schematische Ansicht, die ein Erklärungsmodell zeigt, bei welchem eine Druckkraft des Stellglieds ausgeübt wird;

Fig. 34 eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Bela stung (stress) und einem Formparameter eines bogenförmigen Gelenks entsprechend einem ersten elastischen Verbindungsabschnitt zeigt;

Fig. 35 eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Länge des gesamten Verschiebungsverstärkungsmechanismus und eines Formparameters eines bogenförmigen Gelenks, das einem zweiten ela stischen Verbindungsabschnitt entspricht, zeigt; und

Fig. 36 bis 39 eine schematische Ansicht von verschiedenen Arten von Gelenkformen, welche auf den elastischen Verbindungsabschnitt angewendet werden können.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung PLATTFORM, DIE IN DIE RICHTUNGEN VON ZWEI ACHSEN BEWEGLICH IST

Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, weist eine Plattform, die in Richtung von zwei Achsen beweglich ist, auf: einen beweglichen Tisch 106 auf, der in der Lage ist, in bezug auf eine feste bzw. unbewegliche Basis 118 sich zu bewegen, ein Paar von elastischen Ab schnitten 120, die entlang einer X-Achse des beweglichen Tisches 106 an beiden Seiten des beweglichen Tisches 106 angeordnet sind, ein Paar von elastischen Abschnitten 124, die entlang einer Y-Achse des beweglichen Tisches 106 an beiden Seiten des be weglichen Tisches 106 angeordnet sind, ein Paar von Y-Richtungsstellgliedern (Y- Stellglieder) 116, welche eine Verschiebung zum Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der Y-Richtung erzeugen, ein Paar von Y-Richtungsverschiebungsverstärkungs mechanismen (Y- Verschiebungsverstärkungsmechanismen), welche die Verschiebung eines Paars von Y-Stellgliedern 116 auf ein Paar von elastischen Abschnitten 120 aus dehnen bzw. verstärken und übertragen, ein Paar von X-Stellgliedern 122, welche eine Verschiebung zum Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der X-Richtung erzeugen, und einem Paar von X-Richtungsverschiebungsverstärkungsmechanismen, welche die Verschiebung eines Paars von X-Stellgliedern 122 zu einem Paar von elastischen Ab schnitten 124 ausdehnen und übertragen, auf.

Die elastischen Abschnitte 120 weisen rechteckige Federn mit Hohlabschnitten 120a auf, die sich entlang der Y-Achse erstrecken. Die rechteckigen Federn 120 er strecken sich jeweils symmetrisch zu der X-Mittellinie Lx, die sich durch einen Mittel punkt P des beweglichen Tisches 106 parallel zu der X-Achse erstreckt. Die recht eckigen Federn 120 weisen eine geringe Steifigkeit gegenüber einer Kraft auf, die zum Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der X-Richtung ausgeübt wird, und eine große Steifigkeit gegenüber einer Kraft, die zum Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der Y-Richtung ausgeübt wird.

Die elastischen Abschnitte 124 weisen rechteckige Federn mit Hohlabschnitten 124a auf, die sich entlang der Y-Achse erstrecken. Die rechteckigen Federn 124 er strecken sich jeweils symmetrisch zu einer Y-Mittellinie Ly, die sich durch einen Mit telpunkt P des beweglichen Tisches 106 parallel zu der Y-Achse erstreckt. Die recht eckigen Federn 124 weisen eine große Steifigkeit gegenüber einer Kraft auf, die zum Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der X-Richtung ausgeübt wird, und eine ge ringe Steifigkeit gegenüber einer Kraft, die zum Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der Y-Richtung ausgeübt wird.

In Fig. 1 sind die elastischen Abschnitte 120 bzw. 124 jeweils als rechteckige Federn dargestellt, die sich symmetrisch in bezug auf die Y-Mittellinie Ly und die X- Mittellinie Lx erstrecken, jedoch können sie auch, wie in Fig. 2 gezeigt, als U-förmige Federn vorgesehen werden, die sich lediglich entlang einer Seite in bezug auf die Y- Mittellinie Ly und die X-Mittellinie Lx erstrecken.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist der X-Verschiebungsverstärkungsmechanismus ein Paar von sich entlang der Y-Mittellinie Ly erstreckenden X-Verstärkungsarmen 126, die an beiden Seiten des beweglichen Tisches 106 angeordnet sind. Der X-Verstärkungsarm 126 ist mit einem Ende integral mit der rechteckigen Feder 124 verbunden und mit dem anderen Ende durch einen Gelenkabschnitt 130 integral mit der unbeweglichen Basis 118 verbunden. Der Gelenkabschnitt 130 weist eine Breite auf, die kleiner ist, als die des X-Verstärkungsarms 126, so daß der X-Verstärkungsarm 126 um den Gelenkab schnitt 130 drehend verschoben werden kann.

Weiterhin weist das X-Stellglied 122 ein Ende auf, daß an der unbeweglichen Basis 118 befestigt ist, und sich entlang der X-Achse erstreckt. Das X-Stellglied 122 verschiebt den X-Verstärkungsarm 126 drehend um den Gelenkabschnitt 130, so daß in Übereinstimmung dazu sein anderes Ende eine Seitenoberfläche des X-Verstärkungs arms 126 in der X-Richtung preßt.

Vorzugsweise sind die X-Stellglieder 122 jeweils innerhalb eines mechanisch zu lässigen Bereichs so nahe wie möglich an einer Position nahe dem Gelenkabschnitt 130 angeordnet. Daher erlaubt diese Anordnung des X-Stellglieds 122 nahe dem Gelenkab schnitt 130, daß eine Verschiebung des einen Endes des X-Verstärkungsarms 126, die auf der Grundlage des Hebelgesetzes verstärkt ist, größer zu sein. Wobei das eine Ende ein Verbindungsende zwischen dem X-Verstärkungsarm 126 und der rechteckige Feder 124 darstellt, und die Verschiebung ebenso eine Drehung des einen Endes des X-Ver stärkungsarms 126 um den Gelenkabschnitt 130 darstellt.

Der Y-Verstärkungsmechanismus weist ein Paar von sich entlang der X-Mittel linie Lx erstreckenden Y-Verstärkungsarmen 128 auf, die an beiden Seiten des beweg lichen Tisches 106 angeordnet sind. Der Y-Verstärkungsarm 128 ist derart aufgebaut, daß eines seiner Enden integral mit der rechteckigen Feder 120 und sein anderes Ende integral mit der unbeweglichen Basis 118 durch einen Gelenkabschnitt 132 verbunden ist. Der Gelenkabschnitt 132 weist eine Breite auf, die kleiner ist, als die des Y-Verstär kungsarms 128, und der Y-Verstärkungsarm 128 kann drehbar um den Gelenkabschnitt 130 verschoben werden.

Weiterhin weist das Y-Stellglied 116 ein Ende auf, daß an der unbeweglichen Basis 118 befestigt ist und sich entlang der Y-Achse erstreckt. Das Y-Stellglied 116 verschiebt den Y-Verstärkungsarm 128 drehend um den Gelenkabschnitt 132, so daß in Übereinstimmung dazu, sein anderes Ende eine Seitenoberfläche des Y-Verstärkungs arms 128 in die Y-Richtung preßt.

Vorzugsweise sind die Y-Stellglieder 116 jeweils innerhalb eines mechanisch zu lässigen Bereichs so nahe wie möglich an einer Position nahe dem Gelenkabschnitt 132 angeordnet. Daher ist eine Verschiebung (das heißt, eine Drehung des einen Endes des Y-Verstärkungsarms 128 um den Gelenkabschnitt 132) des einen Endes des Y-Verstär kungsarms 128 (genauer gesagt, ein Verbindungsende zwischen dem Y-Verstärkungs abschnitt 128 und der rechteckigen Feder 120) auf der Grundlage des Hebelgesetzes verstärkt und kann eine größere Ausdehnung des Y-Stellglieds 116 durch ein Anordnen des Y-Stellgliedes 116 nahe dem Gelenkabschnitt 132 erreicht werden.

Wenn eine Druckkraft direkt auf eine Seitenoberfläche des Y-Verstärkungsarms 128 durch das Y-Stellglied 116 ausgeübt wird, wird eine lokale Belastungsspitze bzw. -konzentration auf der Seitenoberfläche des Y-Verstärkungsarms 128 erzeugt, wodurch die Seitenoberfläche des Y-Verstärkungsarms 128 lokal deformiert werden kann. Eine derartige lokale Deformation verhindert eine genaue Drehsteuerung des Y-Verstär kungsarms 128.

Um das obige Problem zu vermeiden, wird ein Pin 134, der aus einem Material hergestellt ist, das härter als ein Material des Y-Verstärkungsabschnitts 128 ist, wie bei spielsweise ein gehärtetes Material oder dgl., an einer Position nahe dem Gelenkab schnitt 132 des Y-Verstärkungsabschnitts 128 preßangepaßt, so daß die Preßkraft des Y- Stellglieds 116 auf den Pin 134 ausgeübt wird. Die auf den Pin 134 ausgeübte Preßkraft wird auf den Y-Verstärkungsarm 128 in Form eines Verteilens auf die Umgebung des Pins 134 übertragen. Demgemäß wird keine lokale Belastungsspitze auf der Seitenober fläche des Y-Verstärkungsarms 128 erzeugt.

Auf die gleiche Art und Weise wird an einer Position nahe dem Gelenkabschnitt 130 des X-Verstärkungsarms 126 ein Pin, der aus einem Material hergestellt ist, das härter als das Material des Y-Verstärkungsarms 126 ist, wie beispielsweise ein gehär tetes Material oder dergleichen an einer Position nahe dem Gelenkabschnitt 130 des X- Verstärkungsarms 126 preßangepaßt, so daß die Preßkraft des X-Stellglieds 122 auf den Pin 136 ausgeübt wird.

In der Zeichnung weisen die Pins 133 und 136 jeweils ringförmige Querschnitte auf, jedoch kann jede Form, welche eine lokale Belastungsspitze verhindert, zum Bei spiel eine Ovalform, eine Halbkreisform und dergleichen, verwendet werden.

Wenn zum Beispiel die Y-Stellglieder 116 zum Ausdehnen angetrieben, wird eine Ausdehnung (eine Ausdehnungskraft und ein Ausdehnungsbetrag) durch den Pin 134 auf den Y-Verstärkungsarm 128 übertragen.

Da die Preßkraft des Y-Stellglieds 116, die auf den Pin 134 ausgeübt wird, auf den Y-Verstärkungsarm 128 in Form eines Verteilens auf die Umgebung des Pins 134 über tragen wird, dreht sich der Y-Verstärkungsarm 128 um den Gelenkabschnitt 132 auf grund des Hebelgesetzes um einen Betrag, der größer ist, als die Ausdehnung des Y- Stellglieds 116, ohne daß eine lokale Belastungsspitze auf seiner Seitenoberfläche er zeugt wird.

Die Drehkraft wird auf den beweglichen Tisch 106 durch jede der rechteckigen Federn 120 übertragen. Da sich die rechteckigen Federn 120 entsprechend der Drehung des Y-Verstärkungsarms 128 deformieren, wird die Drehung des Y-Verstärkungsarms 128 in eine lineare Bewegung für ein Bewegen des beweglichen Tisches 106 parallel zur Y-Richtung durch die rechteckige Feder 120 umgewandelt.

Die rechteckige Feder 120 nimmt eine Kompressions-/Zugkraft in der Y-Richtung auf, da jedoch die rechteckige Feder 120 eine hohe Steifigkeit gegenüber einer Kom pressions-/Zugkraft aufweist, wird sie nur um einen geringen Betrag deformiert, über trägt aber die Rotation des Y-Verstärkungsarms 128 auf den beweglichen Tisch 106 wie sie ist, d. h. unverändert.

Andererseits nimmt jede der rechteckigen Federn 124, die auf beiden Seiten ent lang der Y-Richtung des beweglichen Tisches 106 angeordnet sind, eine Biegekraft in der Y-Richtung auf, da jedoch die rechteckige Feder 124 eine geringe Steifigkeit gegen über der Biegekraft aufweist, wird sie in Bezug auf die Drehung des Y-Verstärkungs arms 128 in einer gleichmäßigen Art und Weise elastisch deformiert. Eine der recht eckigen Federn 124 weist einen Hohlabschnitt 124a auf, der ausgedehnt wird, und die andere der rechteckigen Federn 124 weist einen Hohlabschnitt 124a auf, der kompri miert wird.

Folglich bewegt sich der bewegliche Tisch 106 gleichmäßig parallel zur Y-Rich tung innerhalb der XY-Ebene ohne einem Absinken um einem genauen Betrag entspre chend der Drehung des Y-Verstärkungsarms 128.

Wenn andererseits jeder der X-Stellglieder 122 angetrieben wird und sich aus dehnt, wird durch den Pin 136 übertragen eine Ausdehnung (eine Ausdehnungskraft und ein Ausdehnungsbetrag) auf den X-Verstärkungsarm 126.

Da die Druckkraft des X-Stellgliedes 122, die auf dem Pin 136 ausgeübt wird, auf den Verstärkungsarm 126 in Form eines Verteilens auf eine Umgebung des Pins 136 übertragen wird, dreht sich der X-Verstärkungsarm 126 um den Gelenkabschnitt 130 aufgrund der Hebelwirkung um einen Betrag, der größer ist, als die Ausdehnung des X- Stellgliedes 122, ohne das eine lokale Belastungsspitze auf seiner Seitenoberfläche zu erzeugen.

Die Drehkraft wird durch jede der rechteckigen Federn 124 auf den beweglichen Tisch 106 übertragen. Da sich jede der rechteckigen Federn 124 entsprechend der Dre hung des X-Verstärkungsarms 126 elastisch deformiert, wird die Drehung des X-Ver stärkungsarms 126 in eine lineare Bewegung für ein Bewegen des beweglichen Tisches 106 parallel zur X-Richtung durch die rechteckige Feder 124 umgewandelt.

Die rechteckige Feder 124 nimmt eine Kompressions-/Zugkraft in der X-Richtung auf, da jedoch die rechteckige Feder 124 eine hohe Steifheit gegenüber der Kompre ssions-/Zugkraft aufweist, wird sie nur um einen kleinen Betrag elastisch deformiert, aber überträgt die Drehung des X-Verstärkungsarms 126 zu dem beweglichen Tisch 106 wie sie ist, das heißt unverändert.

Andererseits nimmt jede der rechteckigen Federn 120, die an beiden Seiten ent lang der X-Richtung des beweglichen Tisches 106 angeordnet sind, eine Biegekraft in der X-Richtung auf, da jedoch die rechteckige Feder 120 eine geringe Steifigkeit gegen über der Biegekraft aufweist, wird sie in Bezug auf die Drehung des X-Verstärkungs arms 126 in einer gleichmäßigen Art und Weise elastisch deformiert. Eine der recht eckigen Federn 120 weist einen Hohlabschnitt 120a auf, der ausgedehnt wird, und die andere weist einen Hohlabschnitt 120a auf, der komprimiert wird.

Folglich bewegt sich der bewegliche Tisch 106 gleichmäßig parallel zur X-Rich tung innerhalb der XY-Ebene ohne einem Absinken um einem genauen Betrag ent sprechend der Drehung des X-Verstärkungsarms 126.

In Übereinstimmung mit der Plattform bzw. dem Objektträger wird der beweg liche Tisch in einem relativ weiten Bereich mit einer hohen Genauigkeit positioniert.

PLATTFORM, DIE IN DIE RICHTUNGEN VON DREI ACHSEN BEWEGLICH IST

Im folgenden wird eine Plattform, die in die Richtungen von drei Achsen beweg lich ist, unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 beschrieben. Bei der folgenden Beschrei bung werden Elemente, die ähnlich zu denen bei der zuvor beschriebenen Plattform sind, mit den gleichen Bezugszeichen angegeben und ihre Beschreibung wird weggelas sen.

Die Plattform ist gegenüber der zuvor erwähnten Plattform dahingehend verbes sert, daß der bewegliche Tisch 106 in Richtung von drei Achsen, das heißt, in Richtung X, Y und Z, zu bewegen ist.

Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, benutzt ein elastischer Abschnitt, der an dem Umfang des beweglichen Tisches 106 vorgesehen ist, dünne rechteckige Federn 120', 124', die dünner als die X-Verstärkungsarme 126, die Y-Verstärkungsarme 128 oder der bewegli che Tisch 106 ausgebildet sind, anstelle der rechteckigen Federn 120 und 124 (siehe Fig. 1).

Jede der dünnen rechteckigen Federn 120' ist mit einem Hohlabschnitt 120a' vor gesehen, der sich entlang der Y-Richtung ausdehnt. In diesem Fall ist die dünne recht eckige Feder 120' derart aufgebaut, daß eine stabartige Feder in einer derartigen Weise gebogen ist, daß sie den Hohlabschnitt 120a' ausbildet.

Weiterhin weist die dünne rechteckige Feder 120' eine geringe Steifigkeit gegen über einer Biegekraft, die für ein Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der X- Richtung und der Z-Richtung ausgeübt wird, und eine hohe Steifigkeit gegenüber einer Kompressions-/Zugkraft auf, die für ein Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der Y-Richtung ausgeübt wird.

Jede der dünnen rechteckigen Federn 124' ist mit einem Hohlabschnitt 124a' vor gesehen, der sich entlang der X-Richtung erstreckt. Mit anderen Worten, die dünne rechteckige Feder 124' ist derart aufgebaut, daß eine stabförmige Feder in einer derarti gen Art und Weise gebogen ist, daß sie den Hohlabschnitt 124a' ausbildet.

Weiterhin weist die dünne rechteckige Feder 124' eine geringe Steifigkeit gegen über einer Biegekraft, die für ein Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der Y- Richtung und der Z-Richtung ausgeübt wird, und eine hohe Steifigkeit gegenüber einer Kompressions-/Zugkraft auf, die zum Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der X- Richtung ausgeübt wird.

Da der bewegliche Tisch 106 immer im Zustand einer elastischen Unterstützung an der gleichen Position durch ein Anwenden der dünnen rechteckigen Federn 120' und 124' ist, werden die dünnen rechteckigen Federn 120' und 124' in der gleichen Art und Weise elastisch deformiert und gleichmäßig gebogen, beziehungsweise in dem Fall eines Anwendens der Druckkraft auf den beweglichen Tisch 106 in der Z-Richtung der art, daß der bewegliche Tisch 106 genau und gleichmäßig parallel zur Z-Richtung be wegt wird.

Im Gegensatz dazu wird in dem Fall eines Anwendens der Druckkraft auf den be weglichen Tisch 106 in der X-Richtung und der Y-Richtung, der bewegliche Tisch 106 gleichmäßig in der X-Richtung und der Y-Richtung bewegt, da die dünnen rechteckigen Federn 120' und 124' elastisch deformiert werden und gleichmäßig gebogen werden.

Um zu verhindern, daß der bewegliche Tisch 106 in der Z-Richtung zusammen mit der Bewegung in der X-Richtung und der Y-Richtung absinkt, sind elastische Teile 138 an vier Ecken symmetrisch zu dem Mittelpunkt P des beweglichen Tisches 106 angeordnet.

Jedes der elastischen Teile 138 weist die dünne U-förmige Feder mit einem Hohlabschnitt 138a auf, der sich entlang der Z-Richtung erstreckt. Mit anderen Worten, die dünne U-förmige Feder 138 ist so aufgebaut, daß sie die stabartige Feder für ein Ausbilden des Hohlabschnitts 138a biegt.

Jeder der dünnen U-förmigen Federn 138 weist eine geringe Steifigkeit gegenüber einer Biegekraft auf, die zum Bewegen des beweglichen Tisches in der X- und in der Y- Richtung ausgeübt wird, und eine hohe Steifigkeit gegenüber einer Kompressions-/Zug kraft, die zum Bewegen des beweglichen Tisches 106 in der Z-Richtung ausgeübt wird.

Weiterhin ist jede der dünnen U-förmigen Federn 138 so aufgebaut, daß ihr eines Ende mit dem beweglichen Tisch 106 verbunden ist und das andere Ende über ein nach stehend erwähntes Z-Stellglied mit der unbeweglichen Basis 118 verbunden ist, und der bewegliche Tisch wird durch die unbewegliche Basis 118 durch die dünne U-förmige Feder 138 elastisch unterstützt. Die unteren Endabschnitte 138b der dünnen U-förmigen Feder 138 sind in einem freien Zustand, ohne mit anderen Abschnitten befestigt zu sein, und sind miteinander über ein Verbindungsteil 140 verbunden.

Die unbewegliche Basisplattform 118 ist mit einem Ende der Z-Stellglieder 142 verbunden und das andere Ende jedes der Z-Stellglieder ist an dem beweglichen Tisch 106 durch die dünne U-förmige Feder 138 befestigt.

Wenn der bewegliche Tisch 106 in der X-Richtung oder der Y-Richtung bewegt wird, wird in Übereinstimmung mit diesem verbesserten Aufbau der Hohlabschnitt 138a einer der dünnen U-förmigen Federn 138 ausgedehnt und der Hohlabschnitt 138a der anderen dünnen U-förmigen Feder 138 wird gleichzeitig komprimiert, wie es in Fig. 5 durch die durchgezogene Linie gezeigt ist, wohingegen der untere Endabschnitt 138b von einer Position, die durch eine Zweipunkt gestrichelte Linie in Fig. 5 gezeigt ist, bis zu einer Position, die durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, in der Richtung des beweglichen Tisches 106 in Übereinstimmung mit einem Biegebetrag der dünnen U- förmigen Feder 138 gezogen wird, so daß sich der bewegliche Tisch 106 immer in einer parallelen Art und Weise innerhalb der XY-Ebene ohne einem Absinken bewegt.

Weiterhin sind die Z-Stellglieder 142, zum Beispiel piezoelektrische Stellglieder, jeweils an der unbeweglichen Basisplattform 118 nahe den vier Ecken des beweglichen Tisches 106 befestigt, und können die anderen Enden der dünnen U-förmigen Federn 138 pressen.

Wenn in diesem Fall die Z-Stellglieder 142 verstärkt werden und die Druckkraft auf die anderen Enden der dünnen U-förmigen Federn 138 ausgeübt wird, nehmen die dünnen U-förmigen Federn 138 die Kompression-/Zugkraft in der Z-Richtung auf, da sie jedoch eine hohe Steifigkeit gegenüber der Kompressions-/Zugkraft aufweisen, kann die Ausdehnung der Z-Stellglieder 142 zu dem beweglichen Tisch 106 unverändert ohne ein elastisches Deformieren übertragen werden.

Zu diesem Zeitpunkt nehmen die dünnen rechteckigen Federn 120' und 124' an dem Umfang des beweglichen Tisches 106 jeweils die Biegekraft in der Z-Richtung auf, da sie jedoch eine geringe Steifigkeit gegenüber der Biegekraft aufweisen, werden sie in einer gleichmäßigen Art und Weise in Übereinstimmung mit der auf den beweglichen Tisch 106 ausgeübten Ausdehnung elastisch deformiert.

Folglich bewegt sich der bewegliche Tisch 106 gleichmäßig in einer parallelen Art und Weise um einen genauen Betrag entsprechend der Ausdehnung des Z-Stell gliedes 142.

In Übereinstimmung mit der Plattform, kann der bewegliche Tisch in den Rich tungen der drei Dimensionen mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden.

BEVORZUGTER VERBINDUNGSAUFBAU ZWISCHEN EINEM VERSTÄRKUNGSARM UND EINEM STELLGLIED

Im folgenden wird eine Beschreibung einer Plattform mit einem bevorzugten Ver bindungsaufbau zwischen dem Verstärkungsarm und dem Stellglied unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, die einen Teil davon zeigt, gegeben.

Die Plattform mit einem bevorzugten Verbindungsaufbau ist, wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, vorgesehen mit: einem Verstärkungsarm 216, der integral mit einer unbewegli chen Basis 214 über ein Gelenkabschnitt 212 verbunden ist, wobei der Arm zum Bei spiel aus einer Aluminiumlegierung bestehen kann, einem Stellglied 218 zum Ausüben einer vorbestimmten Druckkraft auf den Verstärkungsarm, zum Beispiel einem piezo elektrischen Stellglied, einem Druckteil 220 zum Übertragen eine Druckkraft des Stell glieds 218 auf den Verstärkungsarm 216, und einem Aufnahmeteil 222, das an dem Verstärkungsarm derart angeordnet ist, daß es mit dem Druckteil 220 in Kontakt steht und die Druckkraft des Stellglieds, die durch das Druckteil 220 übertragen wird, zu verteilen, um die Druckkraft auf den Verstärkungsarm 216 auszuüben.

Das Druckteil 220 weist zum Beispiel einen steifen Ball, der aus einem Material besteht, das härter als der Verstärkungsarm 216 ist, wie beispielsweise einem gehärteten Material, und der steife Ball wird an einem Haltekörper 224 gehalten, der an dem ver schiebenden Ende des Stellglieds 218 angeordnet ist.

Das Aufnahmeteil 222 weist zum Beispiel ein rechteckiges Teil bzw. Stück (Chip) auf, der aus einem Material ist, das härter ist als der Verstärkungsarm 216, wie zum Beispiel das gehärtete Material, und das rechteckige Stück wird an einem Seitenrandab schnitt des Verstärkungsarms 216 in einer teilweisen exponierten Art und Weise ange bracht, so daß ein flacher Abschnitt von ihm mit dem Druckteil oder dem steifen Ball 220 in Kontakt gebracht ist bzw. in Kontakt steht.

Das Stellglied 218 verschiebt das verschiebende Ende durch eine Kontrak tion/Expansion bzw. ein Zusammenziehen/Ausdehnen, welches das Druckteil oder den steifen Ball 220 gegen das Aufnahmeteil 222 preßt, so daß das Stellglied 218 eine ge wünschte Druckkraft auf den Verstärkungsarm 216 ausübt.

Der Verstärkungsarm 216 wird elastisch durch die unbewegliche Basis 214 durch den Gelenkabschnitt 212 unterstützt und wird immer elastisch an einer festen Position gehalten, daß heißt, einer Anfangsposition in einem Zustand, bei der keine Druckkraft von dem Stellglied 218 ausgeübt wird.

Wenn zum Beispiel das Stellglied 218 sich ausdehnt, um das Druckteil 220 gegen das Aufnahmeteil 222 mit einer vorbestimmten Druckkraft zu pressen, wird die Druck kraft auf den verstärkenden Arm 216 in einer verteilten Form durch das Aufnahmeteil 222 ausgeübt. Die Druckkraft, die von dem Stellglied 218 auf den Aufnahmeteil 222 über das Druckteil 220 übertragen wird, wird während einem Verstärken von der recht eckigen Kontaktoberfläche des Aufnahmeteils 222 in Bezug auf den Verstärkungsarm 216 zum Beispiel in einer radial verteilten Form auf den Verstärkungsarm 216 ausgeübt. Demgemäß ist es bevorzugt, den Kontaktbereich des Aufnahmeteils 220 in Bezug auf den Verstärkungsarm 216 zu erhöhen, wodurch ein Verteilungsgrad der Druckkraft er höht werden kann.

Folglich ist es möglich, den Verstärkungsarm 216 um den Gelenkabschnitt um einen Betrag entsprechend der Verschiebung des Stellglieds 218 ohne einer Erzeugung einer Belastungsspitze und einer lokalen Deformation in Bezug auf den Abschnitt, auf welchen die Druckkraft ausgeübt wird, zu drehen. Wenn danach das Stellglied 218 komprimiert wird, dreht der Verstärkungsarm 216 sich in einer Richtung einer Initial- bzw. Anfangsposition aufgrund der elastischen Kraft, die auf den Verstärkungsarm 216 ausgeübt wird. Demgemäß ist es möglich, den Verstärkungsarm 216 an einer bestimm ten Position durch eine Kontraktion/Expansion des Stellglieds 218 genau zu positionie ren.

Da weiterhin der ebene Abschnitt des rechtwinkeligen Aufnahmeteils 222 in Kontakt mit dem Druckteil oder einem steifen Ball 220 steht, wird daher kein unnötiges Biegemoment des Stellglieds 218 während der Kontraktion/Expansion ausgeübt.

Zur weiteren Erläuterung: Das Aufnahmeteil 222 und das Druckteil 220 haben im wesentlichen Punktkontakt und es wird keine Kraft außer von der Kontaktspitze des Druckteils 220 ausgeübt, so daß kein unnötiges Biegemoment auf das Stellglied 218 ausgeübt wird. Bei den anderen konkreten Ausführungsformen wird die Beschreibung von den gleichen Betriebsabschnitten weggelassen.

Wenn eine Verschiebung des Stellglieds 218 auf Y₁, eine Verschiebung des dre henden Endes 216a des Verstärkungsarms 216 auf Y₂, ein Abstand zwischen einer Posi tion, bei welchem das Druckteil 220 in Kontakt mit dem Aufnahmeteil 222 steht, und dem Gelenk 212 auf X₁ und ein Abstand zwischen dem Gelenkabschnitt 212 und dem drehenden Ende 216a des Verstärkungsarm 216 auf X₂ gesetzt bzw. eingestellt wird, gilt die folgende Beziehung.

Y₂ = (X₂/X₁).Y₁ (1)

Demgemäß ist es möglich, durch ein selektives Verändern der Anordnung des Stellgliedes 218 die Drehung des Verstärkungsarms 216 verschiedentlich zu verändern. Zum Beispiel ist es für den Fall ausreichend, daß es gewünscht ist, die Verschiebung Y₂ des drehenden Endes 216a des Verstärkungsarms 216 zu erhöhen, das Stellglied 218 nahe zu dem Gelenkabschnitt 212 zu bewegen. Da durch ein Anordnen des Stellgliedes 218 nahe dem Gelenkabschnitt 212 die Verschiebung des drehenden Abschnitts 218a des Verstärkungsarms 216 aufgrund des Hebelgesetzes verstärkt ist, wird eine Ver schiebung größer als die Ausdehnung des Stellglieds 218 erreicht.

Da weiterhin das Druckteil 220 der steife Ball ist und das Aufnahmeteil 222 der ebene Abschnitt ist, ist es aus folgender Sicht vorteilhaft. Das heißt, zu einem Zeitpunkt eines Anbringens des Stellgliedes 218 und des Druckteils 220 ist es ausreichend, sie so anzubringen, daß der steife Ball an dem ebenen Abschnitt des Aufnahmeabschnitts 222 positioniert wird, wodurch die Vorrichtung bzw. die Plattform leicht aufgebaut werden kann.

Im folgenden wird eine Beschreibung der anderen Plattform mit einem bevorzug ten Verbindungsaufbau unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 gegeben. In der folgen den Beschreibung erhalten die gleichen Elemente, wie die in der zuvor erwähnten Vor richtung, die gleichen Bezugszeichen und ihre Erläuterung wird weggelassen.

Wie es in Fig. 8 und 9 gezeigt ist, wird ein halb-zylindrisches oder zylindrisches Druckteil 220, das aus einem Material ausgebildet ist, das härter als der Verstärkungs arm 216 ist, zum Beispiel ein gehärtetes Material, benutzt und das Druckteil 220 wird an dem verschiebenden Ende des Stellglieds 218 angebracht. In dieser Zeichnung dient der halb-zylindrische Druckteil 220 als ein Beispiel für ein Druckteil.

Weiterhin wird ein halb-zylindrisches oder zylindrisches Aufnahmeteil 222, das aus einem Material ausgebildet ist, das härter als der Verstärkungsarm 216 ist, zum Bei spiel ein gehärtetes Material, benutzt und das Aufnahmeteil 222 ist in einem Seiten randabschnitt des Verstärkungsarms 216 in einer teilweise exponierten Art und Weise angebracht, um mit dem Druckteil 220 mit einer Überkreuzung von ungefähr 90 Grad in Kontakt zu stehen. In dieser Zeichnung dient das zylindrische Aufnahmeteil 222 als ein Beispiel für ein Aufnahmeteil.

Da der Kontaktbereich des Aufnahmeteils 222 in Bezug auf den Verstärkungsarm 216 sich in einer zylindrischen Form ausdehnt, wird die Druckkraft, die von dem Stell glied 218 auf das Empfangsteil 222 über das Druckteil 220 übertragen wird, auf den Verstärkungsarm 216 während eines Verstärkens von der zylindrischen Kontaktoberflä che des Aufnahmeteils 222 in Bezug auf den Verstärkungsarm 216, zum Beispiel in einer radial verteilten Art und Weise, ausgeübt.

Folglich ist es möglich, den Verstärkungsarm 216 um den Gelenkabschnitt um einen Betrag entsprechend der Verschiebung des Stellglieds 218 ohne einem Erzeugen einer Belastungsspitze und einer lokalen Deformation in Bezug auf den Abschnitt, auf welchen die Druckkraft ausgeübt wird, genau zu drehen. Weiterhin wird kein unnötiges Biegemoment auf das Stellglied 218 während der Kontraktion/Expansion ausgeübt, da das zylindrischer Aufnahmeteil 222 und das halb-zylindrische Druckteil 220 miteinan der unter einer relativen Überkreuzung von ungefähr 90 Grad in Kontakt gebracht worden sind bzw. stehen.

Da weiterhin das Druckteil 220 und das Aufnahmeteil 222 in einer halb-zylindri schen Form oder einer zylindrischen Form ausgebildet sind und miteinander unter einer Überkreuzung von ungefähr 90 Grad in Kontakt gebracht worden sind, sind sie in fol gender Hinsicht vorteilhaft. Das heißt, da das Stellglied 218 und das Druckteil 220 mit einer Breite der zylindrischen oder halb-zylindrischen Seitenoberfläche des Druckteils 220 und des Aufnahmeteils 222 zu einem Zeitpunkt eines Anbringens des Stellglieds 218 und des Druckteils 220 positioniert werden können, kann die Vorrichtung leicht aufgebaut werden.

Im folgenden wird eine Beschreibung einer weiteren anderen Plattform mit einem bevorzugten Verbindungsaufbau in Bezug auf die Fig. 10 und 11 gegeben. In der fol genden Beschreibung erhalten die gleichen Elemente, wie die der zuvor erwähnten Plattform, gleiche Bezugszeichen und ihre Erläuterung wird weggelassen.

Wie es in Fig. 10 und 11 gezeigt ist, wird ein zylindrisches Druckteil 220, das aus einem Material ausgebildet ist, das härter als der Verstärkungsarm 216 ist, zum Beispiel ein gehärtetes Material, benutzt und das Druckteil 220 wird an einem Haltekörper 224 gehalten, der in dem verschiebenden Ende des Stellglieds 218 vorgesehen ist.

Weiterhin wird ein zylindrisches Aufnahmeteil 222, das aus einem Material aus gebildet ist, das härter als der Verstärkungsarm 216 ist, zum Beispiel ein gehärtetes Materials, benutzt und das Aufnahmeteil 222 wird in eine Öffnung, die in den Verstär kungsarm 216 gebohrt ist, derart eingefügt, daß es mit dem Druckteil 220 sich unter ungefähr 90 Grad überkreuzt, und wird auf einem inneren Abschnitt des Verstärkungs arm 216 angebracht.

Da das Aufnahmeteil 222 in dem inneren Abschnitt des Verstärkungsarm 216 in der oben beschriebenen Art und Weise angebracht ist, ist ein Öffnungsabschnitt 216b (siehe Fig. 11) zum in Kontakt bringen des Druckteils 220 mit dem Aufnahmeteil 222 in den Verstärkungsarm 216 ausgebildet.

In Übereinstimmung mit dem oben erwähnten Aufbau, wird das zylindrische Auf nahmeteil 222 vollständig in dem inneren Abschnitt des Verstärkungsarm 216 ange bracht. Da die gesamte Umfangsoberfläche des Aufnahmeteils 222 in Kontakt mit dem Verstärkungsarm 216 gebracht worden ist und der Kontaktbereich des Aufnahmeteils 222 in Bezug auf den Verstärkungsarm 216 in einer zylindrischen Form am meisten ausgedehnt ist, wird die Druckkraft, die von dem Stellglied 218 über das Druckteil 220 auf das Aufnahmeteil 222 übertragen wird, auf den Verstärkungsarm 216 von der zylin drischen Kontaktoberfläche des Aufnahmeteils 222 gegen den Verstärkungsarm 260, zum Beispiel in der Form einer radialen Verteilung in einer Umfangsrichtung, ausgeübt.

Folglich ist es möglich, den Verstärkungsarm 216 um den Gelenkabschnitt um einen Betrag entsprechend der Verschiebung des Stellglieds 218 ohne einem Erzeugen einer Belastungsspitze und einer lokalen Deformation in Bezug auf den Abschnitt auf welchem die Druckkraft ausgeübt wird, genau zu drehen. Weiterhin wird kein unnötiges Biegemoment auf das Stellglied 218 während der Kontraktion/Expansion ausgeübt, da das zylindrische Aufnahmeteil 222 und das halb-zylindrische Druckteil 220 miteinan der unter einer relativen Überkreuzung von ungefähr 90 Grad in Kontakt gebracht worden sind.

Im folgenden wird eine Erklärung einer weiteren anderen Plattform mit einem be vorzugten Verbindungsaufbau unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 gegeben. In der folgenden Beschreibung erhalten die gleichen Elemente, wie die bei der zuvor beschrie benen Vorrichtung, die gleichen Bezugszeichen und ihre Erklärung wird weggelassen.

Wie es in Fig. 12 und 13 gezeigt ist, wird ein steifer Ball, der aus einem Material ausgebildet ist, das härter als der Verstärkungsarm 216 ist (zum Beispiel ein gehärtetes Material) benutzt und der steife Ball wird an einen Haltekörper 224 gehalten, der in dem verschiebenden Ende des Stellglieds 218 vorgesehen ist.

Weiterhin wird ein halb-zylindrisches Aufnahmeteil 222, daß durch ein Material ausgebildet ist, das härter als der Verstärkungsarm 216 ist (zum Beispiel ein gehärtetes Material), benutzt und das Aufnahmeteil 222 ist in einem Seitenkantenabschnitt des Verstärkungsarms 216 in einer teilweisen exponierten Art und Weise derart angebracht, daß der ebene Abschnitt in Kontakt mit dem Druckteil bzw. dem steifen Ball 220 steht.

Da der Kontaktbereich des Aufnahmeteils 222 in Bezug auf den Verstärkungsarm 216 in einer halb-zylindrischen Form ausgedehnt ist, wird in Übereinstimmung mit dem oben erwähnten Aufbau die Druckkraft, die von dem Stellglied 218 über das Druckteil 220 auf das Aufnahmeteil 222 übertragen wird, auf den Verstärkungsarm 216 von der halb-zylindrischen Kontaktoberfläche des Aufnahmeteils 222 gegen den Ver stärkungsarm 216, zum Beispiel in Form einer radialen Verteilung, ausgeübt.

Folglich ist es möglich, den Verstärkungsarm 216 um den Gelenkabschnitt mit einem Betrag entsprechend der Verschiebung des Stellglieds 218 ohne einem Erzeugen einer Belastungsspitze und einer lokalen Deformation in Bezug auf den Abschnitt, auf welchen die Druckkraft ausgeübt wird, genau zu drehen. Weiterhin wird kein unnötiges Biegemoment auf das Stellglied 218 während der Kontraktion/Expansion ausgeübt, da der ebene Abschnitt des halb-zylindrischen Aufnahmeteils 222 in Kontakt mit dem Druckteil bzw. dem steifen Ball 220 steht.

Bevorzugte Verbindungskonstruktionen sind nicht auf die oben unter Bezug nahme auf die Zeichnung beschriebenen Konstruktionen beschränkt und jegliche Kon struktion bzw. jeglicher Aufbau kann benutzt werden, soweit sie bzw. er es ermöglicht, die Druckkraft des Stellglieds 218 zu verteilen, um sie so auf den Verstärkungsarm 216 auszuüben. Zum Beispiel kann der Aufbau derartig gemacht sein, daß ein sphärischen Aufnahmeteil 222 in dem Verstärkungsarm 216 angebracht ist, und ein Druckteil 220 kann derart aufgebaut sein, daß ein flacher Abschnitt, der in Kontakt mit den sphäri schen Aufnahmeteil 222 steht, an dem verschiebenden Ende des Stellglieds 218 vorge sehen ist.

PLATTFORM, BEI WELCHER EINE DREHENDE VERSCHIEBUNG BESCHRÄNKT IST

Im folgenden wird eine Beschreibung einer Plattform gegeben, bei welcher eine drehende Verschiebung unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschränkt ist. Die Plattform entspricht einer Plattform, die in der Lage ist, einen beweglichen Tisch in Richtung einer Achse, daß heißt, einer Y-Achsenrichtung, zu bewegen.

Wie es in Fig. 14 gezeigt ist, enthält die Vorrichtung einen beweglichen Tisch 302, ein Paar von rechteckigen Federn 304, ein Paar von rechteckigen Federn 306, ein Paar von Verstärkungsarmen 308 auf und eine ortsfeste bzw. unbewegliche Basis 322. Der bewegliche Tisch 302 wird durch zwei Paare von rechteckigen Federn 304 und 306 unterstützt, von denen jede einen Schlitz aufweist. Die rechteckigen Federn 304 sind direkt mit der unbewegliche Basis 322 verbunden und die rechteckigen Federn 306 sind jeweils über die Verstärkungsarme 308 mit der unbeweglichen Basis 322 verbunden. Die Verstärkungsarme 308 weisen Bogenkerben 316 nahe von Abschnitten auf, die mit der unbeweglichen Basis 322 verbunden sind, und können jeweils um die Kerben dre hen.

Die Vorrichtung weist weiterhin ein Paar von piezoelektrischen Stellgliedern 320 auf. Die piezoelektrischen Stellglieder 320 weisen Enden auf, die mit der unbewegli chen Basis 322 befestigt sind, und die anderen Enden stehen in Kontakt mit Pins 318, die jeweils nahe den bogenförmigen Kerben 316 der Verstärkungsarme 308 angebracht sind.

Weiterhin weisen die Verstärkungsarme 308 Arme 310 auf, die sich jeweils senk recht von den gegenüberliegenden Seiten der Pins 318 nahe den Bogenkerben 316 er strecken. Die Arme 310 weisen Bogenkerben 314 nahe ihrer Mitten auf und Einstell schrauben 312 zum Drücken der vorderen Abschnitte der Bogenkerben 314 sind jeweils in der unbeweglichen Basis 322 vorgesehen.

Die oben erwähnten Elemente sind alle symmetrisch zu einer Antriebsachse (einer Y-Achse) angeordnet.

Der bewegliche Tisch 302, die rechteckigen Federn 304 und 306, die Verstär kungsarme 308, die Arme 310 und die unbewegliche Basis 322 sind durch ein geeigne tes Schneiden aus einem einzigen Metallblock integral hergestellt.

Der bewegliche Tisch 302 wird durch ein Anliegen einer Spannung an die piezo elektrischen Stellglieder 320 angetrieben. Die piezoelektrischen Stellglieder 320 kontra hieren/expandieren in Übereinstimmung mit einem Anliegen einer Spannung und drücken die Verstärkungsarme 308 über die Pins 318 in die Y-Richtung. Demgemäß drehen sich die Verstärkungsarme 308 um die Bogenkerben 316.

Um zu verhindern, daß die Verstärkungsarme 308 die Verschiebung an lokalen Abschnitten, die durch die piezoelektrischen Stellglieder 320 gedrückt werden, absor bieren, bestehen die Pins 318 aus einem Material, das härter ist, als das Material, aus dem die Verstärkungsarme 308 ausgebildet sind. Da Positionen, an welchen die piezo elektrischen Stellglieder 320 die Verstärkungsarme 308 drücken, nahe den Bogenkerben 316 sind, als Gelenkpunkte für eine Drehung dienen und der bewegliche Tisch 302 von denen als Gelenkpunkte dienenden Bogenkerben 318 beabstandet ist, werden die Ver schiebungen der piezoelektrischen Stellglieder 320 in Übereinstimmung mit einem Ver stärkungsprinzip verstärkt und zu dem beweglichen Tisch 302 übertragen.

Die piezoelektrischen Stellglieder 320 erzeugen eine Dispersion in der Verschie bung aufgrund einer individuellen Differenz in Bezug auf die gleiche angelegte Span nung. Wenn zum Beispiel bei einem Antrieb der piezoelektrischen Stellglieder 320 für ein Bewegen des beweglichen Tisches 302 der rechte der piezoelektrischen Stellglieder 320 eine größere Verschiebung als der linke der piezoelektrischen Stellglieder 320 auf weist, wird der bewegliche Tisch in einer Linksrichtung gedreht. Weiterhin wird der bewegliche Tisch 302 ebenso in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen den rechten und linken rechteckigen Federn 306 in einer Y-Richtungssteifigkeit aufgrund eines Arbeitsfehlers oder dergleichen gedreht. Diese Art von Drehverschiebung ist eine unerwünschte Bewegung für eine lineare Bewegung des beweglichen Tisches 302.

Fig. 15 zeigt einen Zustand, bei dem eine Belastung F in einer Richtung eines Drückens des piezoelektrischen Stellgliedes, welches aufgrund des Anliegens einer Spannung verschiebt, auf das piezoelektrische Stellglied ausgeübt wird, und eine Fig. 16 ist eine graphische Darstellung (Graph), die eine Beziehung zwischen der Belastung F und einer Verschiebung X in dem piezoelektrischen Stellglied bei dem obigen Zustand zeigt. In Übereinstimmung mit dem Graphen ist es bekannt bzw. ersichtlich, daß die Verschiebung des piezoelektrischen Stellgliedes durch ein Ausüben einer geeigneten Belastung auf das piezoelektrische Stellglied eingestellt werden kann.

In Fig. 14 dient die in dem Arm 310 ausgebildete Bogenkerbe 314 als eine Feder. Wenn die Einstellschraube (feeding screw) 312 zugeführt wird, wird der Arm 310 ge drückt und die Bogenkerbe 314 wird abgelenkt. Die die Bogenkerbe 314 ablenkende Belastung wird gleichzeitig ebenso auf das piezoelektrische Stellglied 320 in einer Richtung ausgeübt, die diese komprimiert. Durch ein geeignetes Einstellen eines Zu führbetrags der Einstellschraube 312, dient die Bogenkerbe 314 als eine variable vor spannende Feder auf der Grundlage der dem Arm 310 drückenden Belastung, um die auf das piezoelektrische Stellglied 320 ausgeübte Belastung F einzustellen. Mit anderen Worten, der Arm 310 und die Einstellschraube 312 bilden einen Belastungseinstellme chanismus, welcher die Belastung F für ein Ablenken der Bogenkerbe 314 einstellt und es ist möglich, die Verschiebung des piezoelektrischen Stellglieds 320 durch ein Ein stellen des Belastungseinstellmechanismus geeignet einzustellen. Die Verschiebung des piezoelektrischen Stellgliedes 320 kann durch den Verbindungsabschnitt zwischen dem beweglichen Tisch 302 und der rechteckigen Feder 306 überwacht werden. Da die Ver stärkung des piezoelektrischen Stellgliedes verstärkt wird und die Dispersion der seitli chen Verschiebung, die einen Einfluß der Dispersion in Y-Richtung enthält, kann der Ablenkungswiderstand der rechteckigen Feder 306 erkannt werden.

Bei der oben erwähnten Art und Weise ist es möglich, den Tisch 302 durch ein Wiederholen des Anliegens und Abschaltens der Spannung in den piezoelektrischen Stellglied 320 und einem Einstellen der Einstellschraube 312 genau zu speisen bzw. zu bewegen, so daß die rechten und linken Verschiebungen zueinander gleich sind.

Die Einstellschraube 312 wird schematisch in Fig. 14 dargestellt, jedoch weist sie tatsächlich einen Druckschaft 344 und eine Schraube 342 auf, wie es in Fig. 17 gezeigt ist. Der Druckschaft 344 wird in die unbewegliche Basis 322 derart eingefügt, daß er in der Richtung eines Pfeiles frei gleiten kann. Weiterhin ist ein vorderes Ende des Druck schaftes 344 durch ein Bondieren oder dergleichen befestigt.

Der Druckschaft 344 wird in einer Richtung eines Drückens des Arms 310 durch ein Zuführen der Schraube 342 zu der unbeweglichen Basis 322 zugeführt. Da das vor dere Ende des Druckschaftes 344 und des Arms 310 befestigt sind, wird kein feiner Schlupf zwischen dem Druckschaft 344 und dem Arm 310 erzeugt und es wird kein Einstellfehler aufgrund eines Lockerseins der Einstellschraube 312 erzeugt.

Die Einstellschraube 312 in dem Belastungseinstellmechanismus kann durch an dere Elemente ersetzt werden, so lange ein einstellbare Belastung an dem Arm 310 an gelegt werden kann. Der gleiche Effekt kann zum Beispiel durch ein Benutzen eines piezoelektrischen Teils erzielt werden, das derart aufgebaut ist, daß ein Ende an der un beweglichen Basis 322 befestigt ist und das andere Ende in Kontakt mit dem Arm 310 steht. Um weiterhin auf eine manuelle Einstellung verzichten zu können, kann ein Pi comotor (hergestellt durch New Focus Co., Ltd. in USA) für einen Teil der Einstell schraube 312 benutzt werden.

Der Picomotor weist zwei stabförmige Halteteile auf, die parallel zueinander an geordnet sind, sowie ein piezoelektrisches Element, das mit den Halteteilen verbunden ist. Eine Einstellschraube wird zwischen den zwei Halteteilen festgehalten.

Wenn in diesem Zustand das piezoelektrische Element unter einer statischen Be dingung steht, wird die Einstellschraube zwischen den zwei Halteteilen gehalten und befindet sich im Stillstand. Durch ein Antreiben des piezoelektrischen Elements werden die zwei Halteteile in jeweils gegenüberliegende Richtungen entlang der Längsrichtung der Halteteile bewegt und die Einstellschraube wird gedreht. Folglich bewegt sich die Einstellschraube in ihrer Längsrichtung. Bogenkerben-Fdern, die Bogenkerben 314, die zum Einstellen der Belastung verwendet werden, sind integral mit dem beweglichen Tisch 302, den rechteckigen Federn 304 und 306, den Verstärkungsarmen 308 und der unbeweglichen Basis 322 zusammen mit den Armen 310 ausgebildet. Dieser Aufbau verringert die Anzahl an Teilen, macht die Vorrichtung kompakt und einen Aufbau ein fach. Da es weiterhin keinen Reibungsgleitabschnitt gibt, kann eine Reproduzierbarkeit einer Bewegung verbessert werden.

Als die die Belastung einstellende Feder können verschiedene Arten von Federn benutzt werden, solange sie eine Federeigenschaft, wie beispielsweise eine Plattfeder oder eine Sprungfeder anstelle der Bogenkerbenform aufweisen.

Fig. 18 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der in Fig. 14 gezeigten Platt form. In Fig. 18 erhalten die gleichen Elemente, wie solche in Fig. 14, die gleichen Be zugszeichen.

Wie es in Fig. 18 gezeigt ist, hat der Verstärkungsarm 308 keinen mit einer Bo genkerbe 314 versehenen Arm 310 (wie in Fig. 14 gezeigt) und ein Ende der Sprungfe der 324 ist mit der gleichen Seite wie der Pin 318 verbunden. Das andere Ende der Sprungfeder 324 ist mit der Einstellschraube 326 verbunden, die in der unbeweglichen Basis 322 vorgesehen ist.

Die Sprungfeder 324 ist mit dem Verstärkungsarm 308 nahe der rechteckigen Fe der 306 verbunden und zieht den Verstärkungsarm 308 zu der Einstellschraube 326. Demgemäß empfängt das piezoelektrische Stellglied 320 eine Belastung in einer kom primierenden Richtung. Die Belastung, die auf das piezoelektrische Stellglied 320 aus geübt wird, kann durch einen Einstellen der Einstellschraube 326 verändert werden, um so die Dehnung der Sprungfeder 324 einzustellen.

Demgemäß verschiebt sich der bewegliche Tisch 302 linear in der Y-Richtung durch ein gleichförmiges Einstellen der Verschiebungen der rechten und linken piezo elektrischen Stellglieder mittels der Einstellschraube 326.

Die Plattform, die die Sprungfedern in Übereinstimmung mit der modifizierten Ausführungsform verwendet, weist den Vorteil auf, daß ein Entwurf der Vorrichtung und eine Einstellung der Verschiebung leicht durchgeführt werden kann, da die Sprung feder 324 eine lineare Beziehung zwischen einer Ausdehnung und einer Rückstellkraft aufweist.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 19 eine Beschreibung der anderen Plattform gegeben, bei welcher eine drehende Verschiebung beschränkt ist. Die Platt form entspricht einer Plattform, bei welcher ein beweglicher Tisch in Richtung von zwei Achsen bewegt werden kann, daß heißt, in eine X-Achsenrichtung und einer Y-Achsen richtung. In Fig. 19 erhalten die gleichen Elemente, wie die in Fig. 14 gezeigten, die gleichen Bezugszeichen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Plattform derart aufgebaut, daß der gleiche Aufbau, wie bei dem in Fig. 14 gezeigten Antriebsmechanismus in der Y-Ach senrichtung zu einem Antriebsmechanismus in der X-Richtung addiert wird. Dement sprechend ist der Aufbau der rechteckigen Federn 306, der Verstärkungsarme 308, der Arme 310, der Einstellschrauben 312 und der piezoelektrischen Stellglieder 320 genau der gleiche, wie der bei der in Fig. 14 gezeigten Vorrichtung.

Wie es in Fig. 19 gezeigt ist, sind die rechteckigen Federn 304 jeweils über die Verstärkungsarme 328 mit der unbeweglichen Basis 322 verbunden. Die Verstärkungs arme 328 weisen Bogenkerben 336 nahe dem Verbindungsabschnitt in Bezug auf die unbewegliche Basis 322 auf und können um die Bogenkerben drehen.

Die Vorrichtung weist weiterhin ein Paar von piezoelektrischen Stellgliedern 340 auf. Die piezoelektrischen Stellgliedern sind mit einem Ende an der unbeweglichen Basis 322 befestigt und stehen mit dem anderen Ende mit den Pins 338 in Kontakt, die jeweils nahe den Bogenkerben 336 der Verstärkungsarme 328 angebracht sind.

Die Verstärkungsarme 328 weisen weiterhin Arme 330 auf, die sich jeweils rechtwinklig von gegenüberliegenden Seiten der Pins 338 nahe der Bogenkerben 336 erstrecken. Die Arme 330 weisen Bogenkerben 334 nahe ihrer Mitten auf, und Einstell schrauben 332 zum Drücken der vorderen Abschnitten der Bogenkerben 334 sind in der unbeweglichen Basis 322 vorgesehen.

Die oben erwähnten Elemente sind alle symmetrisch in Bezug auf die An triebsachse (die x-Achse) angeordnet.

Die Bogenkerbenfedern (die Bogenkerben 314 und 334) sind integral mit dem beweglichen Tisch 302, den rechteckigen Federn 304 und 306, den Verstärkungsarmen 308 und 328 und der unbeweglichen Basis 322 zusammen mit den Armen 310 und 330 ausgebildet.

Der bewegliche Tisch 302 wird durch ein Anlegen einer Spannung an die piezo elektrischen Stellglieder 320 in der Y-Richtung angetrieben, und durch ein Anlegen einer Spannung an die piezoelektrischen Stellglieder 340 in der X-Richtung. Die piezo elektrischen Stellglieder 320 kontrahieren/expandieren in Übereinstimmung mit einem Anlegen der Spannung um die Verstärkungsarme 308 in der Y-Richtung zu drücken. Demgemäß drehen sich die Verstärkungsarme 308 um die Bogenkerben 316. Weiterhin kontrahieren/expandieren die piezoelektrischen Stellglieder 340 in Übereinstimmung mit einem Anlegen der Spannung, um die Verstärkungsarme 328 in der X-Richtung zu drücken. Demgemäß drehen sich die Verstärkungsarme 328 um die Bogenkerben 336.

Da die Pins 318 und 338, die in Kontakt mit den piezoelektrischen Stellgliedern 320, 340 stehen, in der Nähe der bogenförmigen Kerben 316 und 336 positioniert sind, werden die Verschiebungen der piezoelektrischen Stellglieder 320 und 340 in Überein stimmung mit dem Hebelgesetz verstärkt und auf den beweglichen Tisch 302 über tragen.

Die rechteckigen Federn 306 weisen eine hohe Steifigkeit in der Y-Richtung auf, jedoch weisen sie eine geringe Steifigkeit in Bezug auf die dazu senkrechte X-Richtung auf. Im Gegensatz dazu weisen die rechteckigen Federn 304 ein geringe Steifigkeit in der Y-Richtung auf, jedoch eine hohe Steifigkeit in der X-Richtung.

Demgemäß übertragen die rechteckigen Federn 306 wirksam die Drehverschie bung der Verstärkungsarme 308 auf den beweglichen Tisch 302 und die rechteckigen Federn 304 verhindern nicht, daß der bewegliche Tisch 302 in der Y-Richtung in Über einstimmung dazu bewegt wird. Auf die gleiche Art und Weise, in Bezug auf die Dreh verschiebung der Verstärkungsarme 328, übertragen die rechteckigen Federn 304 wirk sam die Drehverschiebung der Verstärkungsarme 328 zu dem beweglichen Tisch 302 und die rechteckigen Federn 306 verhindern nicht, daß der bewegliche Tisch 302 sich in Übereinstimmung dazu in der X-Richtung bewegt. Demgemäß kann der bewegliche Tisch 302 wirksam bzw. effektiv sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung bewegt werden.

Weiterhin ist es möglich, eine Dispersion aufgrund einer individuellen Differenz zwischen dem Paar von piezoelektrischen Stellgliedern 320 durch ein Einstellen eines Zuführbetrags der Einstellschrauben 312 zu kompensieren, um so eine auf die piezo elektrischen Stellglieder 320 ausgeübte Belastung einzustellen. Weiterhin ist es mög lich, ein Dispersion aufgrund einer individuellen Differenz zwischen dem Paar von pie zoelektrischen Stellgliedern 340 durch ein Einstellen eines Zuführungsbetrags der Ein stellschrauben 332 zu kompensieren, um so eine auf die piezoelektrischen Stellglieder ausgeübte Belastung einzustellen. Demgemäß kann der bewegliche Tisch 302 in sowohl der X- als auch der Y-Richtung mit einer hohen Linerarität bewegt werden.

Das heißt, die Bogenkerben 314 und 334 dienen als eine variable vorspannende Feder aufgrund der auf die Arme 310 und 330 drückenden Belastung und bilden zu sammen mit den Einstellschrauben 312 und 332 einen Belastungseinstellmechanismus zum Einstellen der auf die piezoelektrischen Stellglieder 320 und 340 auszuübende Be lastung F. Es ist somit möglich, die Verschiebung der piezoelektrischen Stellglieder 320 und 340 durch ein Einstellen des Belastungseinstellmechanismus geeignet einzustellen.

PLATTFORM, DIE MIT EINEM KLEINEN VERSCHIEBUNGSVERSTÄRKUNGSMECHANISMUS VORGESEHEN IST

Fig. 20 zeigt schematisch einen auf die in Fig. 1 gezeigte Plattform angewandten Verschiebungsverstärkungsmechanismus. Der Verschiebungsverstärkungsmechanismus weist ein Unterstützungsteil 404, das an der unbeweglichen Basis 402 befestigt ist, und einen Verstärkungsarm 408 auf, der an dem Unterstützungsteil 404 durch eine Gelenk feder 406 verbunden ist, und sich in der X-Richtung erstreckt. Ein Endabschnitt des Verstärkungsarms 408 ist mit dem beweglichen Tisch 412 durch eine rechteckige Feder 410 verbunden, und eine Seitenoberfläche des Verstärkungsarms 408 wird durch das Stellglied 414 in der Y-Richtung gedrückt. Zum besseren Erläuterung wird bei diesem Modell der bewegliche Tisch 412 in der Y-Richtung durch ein Paar von parallelen Fe dern 416 beweglich unterstützt.

Wenn ein Abstand von der Gelenkfeder 406, die als ein Gelenkpunkt B zum Drehen des Verstärkungsarms 408 dient, zu einem Ausgangsende A des Verstärkungs arms 408 auf L gesetzt wird, und ein Abstand von dem Gelenkpunkt B zu einem Druck punkt C des piezoelektrischen Stellgliedes 414 auf b, wird eine Verschiebungsverstär kungsrate des Ausgangsendes A in Übereinstimmung dazu erhöht, daß der Abstand L in Bezug auf den Abstand b erhöht wird, das heißt, in Übereinstimmung dazu, daß eine Hebelwirkung L/b erhöht wird. Folglich ist es möglich, die Verstärkung des bewegli chen Tisches 412 (einen Bewegungsbetrag in der Y-Richtung) zu vergrößern.

Eine Art für ein Vergrößern der Verschiebungsverstärkungsrate ist, die Größe des Verstärkungsarms 408 in der X-Richtung zu erhöhen. Wenn jedoch der lange Ver stärkungsarm 408 verwendet wird, wird der Verschiebungsverstärkungsmechanismus in der X-Richtung um diesen Betrag vergrößert.

Eine andere Art für ein Erhöhen der Verschiebungsverstärkungsrate ist, ein großes piezoelektrische Stellglied 414 zu verwenden, welches einen relativ langen Hub hat, das heißt, das piezoelektrische Stellglied 414 weist eine große Länge in der Y- Richtung auf. Wenn jedoch das lange piezoelektrische Stellglied 414 verwendet wird, wird der Verschiebungsverstärkungsmechanismus in der Y-Richtung um den gleichen Betrag vergrößert.

Fig. 21 zeigt schematisch einen kleinen Verschiebungsverstärkungsmechanismus 401. Der Verschiebungsverstärkungsmechanismus 401 weist auf: ein Unterstützungsteil 420, das integral an der unbeweglichen Basis 418 angebracht ist, einen ersten Verstär kungsarm 428, das ein Ende aufweist, das durch das Unterstützungsteil 420 unterstützt ist, und sich in der X-Richtung erstreckt, einen zweiten Verstärkungsarm 424, der ein Ende aufweist, das durch das Unterstützungsteil 420 unterstützt wird, und sich parallel zu dem ersten Verstärkungsarm 428 erstreckt, eine Verbindungsvorrichtung zum Ver binden des ersten Verstärkungsarms 428 mit dem zweiten Verstärkungsarm 424.

Die Verbindungsvorrichtung weist Gelenkfedern 436 und 438 und ein steifes Verbindungsteil 440 auf, das mit dem ersten Verstärkungsarm 428 und dem zweiten Verstärkungsarm 424 über diese Federn verbunden ist.

Der erste Verstärkungsarm 428 ist derart aufgebaut, daß eine Druckkraft in der Richtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung ist, das heißt, der Y-Richtung, durch das piezoelektrische Stellglied 442 ausgeübt wird. Der zweite Verstärkungsarm 424 ist über die rechteckige Feder 426 mit dem beweglichen Tisch 422 verbunden. Bei diesem Model ist der bewegliche Tisch 412 durch ein Paar von parallelen Federn 430 beweglich in der Y-Richtung unterstützt.

Das Unterstützungsteil 420 kann an der unbeweglichen Basis 418 mit einem Rückenabschnitt angebracht sein oder kann vorher an der unbeweglichen Basis 418 als eine Einheit angebracht sein.

Die rechteckige Feder 426 weist eine relativ große Länge in der Y-Richtung auf, und ist in einer rechteckigen Form mit einem Hohlabschnitt 426a ausgebildet, der sich entlang der Y-Richtung erstreckt. Die rechteckige Feder 426 weist eine hohe Steifigkeit in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Tisch 422, nämlich der Y-Richtung, auf und weist eine geringe Steifigkeit in der Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung, nämlich der X-Richtung, auf.

Der erste Verstärkungsarm 428 weist ein Ende auf, das mit dem Unter stützungsteil 420 durch die erste Gelenkfeder 434 verbunden ist, und das andere Ende ist mit der Seite des anderen Endes des zweiten Verstärkungsarms 424 durch die nach stehend erwähnte Verbindungsvorrichtung verbunden. Weiterhin weist der zweite Ver stärkungsarm 424 ein Ende auf, das mit dem Unterstützungsteil 420 durch die zweite Gelenkfeder 432 verbunden ist, und das andere Ende ist mit dem beweglichen Tisch 422 durch die zuvor erwähnte rechteckige Feder 426 verbunden. Der erste Verstärkungsarm 428 ist um die erste Gelenkfeder 434 drehbar und der zweite Verstärkungsarm 424 ist um die zweite Gelenkfeder 432 drehbar. Die Seite des anderen Endes des zweiten Ver stärkungsarms 424 stellt eine Position dar, die um einen vorbestimmten Betrag von dem anderen Ende des zweiten Verstärkungsarms 424 zu der Seite des einen Endes verscho ben ist.

Das piezoelektrische Stellglied 442 erstreckt sich in Richtung des ersten Ver stärkungsarms 428 unter einem Überkreuzen des zweiten Verstärkungsarms 424 und übt eine Druckkraft, wie sie die Situation erfordert, lediglich auf den ersten Verstärkungs arm 428 aus. Der zweite Verstärkungsarm 424 weist einen Hohlraum auf und das piezo elektrische Stellglied 442 ist durch den Hohlraum durchgeführt. Der Hohlraum weist zum Beispiel eine Durchgangsöffnung 444 auf, die in dem zweiten Verstärkungsarm 424, wie in Fig. 22 gezeigt, ausgebildet ist, oder kann eine Durchgangsnut 446 sein, die in dem zweiten Verstärkungsarm 424, wie es in Fig. 23 Übereinstimmung mit einem anderen Beispiel gezeigt ist, ausgebildet ist.

Wenn für den Fall einer Bewegung des beweglichen Tisches 422 in der Y- Richtung das piezoelektrische Stellglied 422 ausgedehnt wird, um eine Druckkraft auf einen Teil (einem Punkt C) des ersten Verstärkungsarms 428 auszuüben, dreht der erste Verstärkungsarm 428 um die erste Gelenkfeder 434 als ein Gelenkpunkt. Ein Teil (ein Punkt A) des Gelenkabschnittes 436, das ein anderes Ende des ersten Verstärkungsarms 428 mit dem Verbindungsteil 440 verbindet, verschiebt über eine Verschiebung oder eine Ausdehnung des piezoelektrischen Stellgliedes. Da das Verbindungsteil 440 durch die Gelenkfeder 436 gezogen wird und verschiebt, wird ein Teil (ein Punkt G) der Ge lenkfeder 438, die das Verbindungsteil 440 mit der Seite des anderen Endes des zweiten Verstärkungsarms 424 verbindet, durch das Verbindungsteil 440 gezogen und ver schiebt. Der zweite Verstärkungsarm 424 dreht um die zweite Gelenkfeder 432 als ein Gelenkpunkt (ein Punkt E) in Übereinstimmung mit der Verschiebung eines Punkts G. Folglich ist es möglich, den beweglichen Tisch 422, der mit dem anderen Ende des zweiten Verstärkungsarms 424 über die rechteckige Feder 426 verbunden ist, in der Y- Richtung zu bewegen. Eine Verschiebung eines Verbindungspunkts D zwischen dem ersten Verstärkungsarm 424 und der rechteckigen Feder 426 entspricht einer Ausgangs verschiebung des Verschiebungsverstärkungsmechanismus.

Bei dem in Fig. 20 gezeigten Verschiebungsverstärkungsmechanismus wird ein ungenutzter Raum in einer Seite des oberen Abschnitts des Verstärkungsarms 408 aus gedehnt.

Bei dem in Fig. 21 gezeigten Verschiebungsmechanismus 401 ist das relativ lange piezoelektrische Stellglied 442 um den bei den Verschiebungsverstärkungsme chanismus in Fig. 20 gezeigten ungenutzten Raum herum angeordnet, ohne daß eine Größe des gesamten Verschiebungsverstärkungsmechanismus verändert ist. Da es folg lich möglich ist, die Ausgangsverschiebung des piezoelektrischen Stellglieds 442 zu erhöhen, ist es möglich, eine Verschiebungsverstärkungsrate zu erzielen, die aus reichend ist, um auch für den Fall eine Hebelwirkung zu kompensieren, bei dem die Hebelwirkung bei dem Verbindung 43317 00070 552 001000280000000200012000285914320600040 0002019940124 00004 43198spunkt D zwischen dem zweiten Verstärkungsarm 424 und der rechteckigen Feder 426 klein ist.

Mit anderen Worten, bei dem in Fig. 21 gezeigten Verschiebungsverstärkungs mechanismus 401 ist das piezoelektrische Stellglied 442 derart aufgebaut, daß sein eines Ende (der Punkt C) in Kontakt mit dem ersten Verstärkungsarm 428 steht und das an dere Ende mit der unbeweglichen Basis 418 an einer gegenüberliegenden Seite des ersten Verstärkungsabschnitts 428 unter Bezugnahme auf den zweiten Verstärkungsarm 424 befestigt ist. Demgemäß ist es möglich, das piezoelektrische Stellglied 442 zu ver wenden, das länger als der in Fig. 20 gezeigte Verschiebungsverstärkungsmechanismus ist, ohne daß eine Gesamtgröße verändert werden muß, so daß es folglich möglich ist, den beweglichen Tisch 422 mit einer Verschiebungsverstärkungsrate zu bewegen, die größer ist, als die des Verschiebungsverstärkungsmechanismus in Fig. 20.

Da es weiterhin bei diesem Verschiebungsverstärkungsmechanismus möglich ist, den ersten Verstärkungsarm 428 und den zweiten Verstärkungsarm 424 zu verkür zen, ist es möglich, eine kleine Größe des Verschiebungsverstärkungsmechanismus zu erreichen. Da folglich eine Hebelwirkung klein ist, ist es möglich, einen Verschie bungsverstärkungswirkungsgrad zu erhöhen.

Im folgenden wird eine Beschreibung einer Beziehung zwischen der Ausgangs verschiebung des Verschiebungsverstärkungsmechanismus 401 und der Länge des ersten Verstärkungsarms 428 und des zweiten Verstärkungsarms 424, welche die Größe des Verschiebungsverstärkungsmechanismus 401 bestimmen, unter Bezugnahme auf die Fig. 24 und 25 gegeben. In den Fig. 24 und 25 wird ein Analysemodell bzw. Er klärungsmodell entsprechend zu dem Aufbau des Verschiebungsverstärkungsme chanismus 401 in Fig. 21 dargestellt. Um die Analyse zu vereinfachen, wird ein Drehmoment, das in jeder der Gelenkfedern 432, 434, 436 und 438 erzeugt wird, igno riert. Weiterhin stimmen jeweils Bezugszeichen A, B, C, D, E und G, die in Fig. 24 ge zeigt sind, mit Positionen der jeweiligen Teile überein, die in Fig. 21 dargestellt sind.

Wenn in diesem Fall eine Länge zwischen A und B des ersten Verstärkungsarms 428 auf L₁ gesetzt wird, und eine Länge zwischen D und E des zweiten Verstärkungs arms 424 auf L₂, ist eine Position des Druckpunkts C des piezoelektrischen Stellgliedes 442 in Bezug auf den ersten Verstärkungsarm 428 als ein Abstand a von dem Punkt A und als ein Abstand b von dem Punkt B bestimmt. Wenn in diesem Fall die Druckkraft F auf den Druckpunkt C ausgeübt wird, verschiebt sich der erste Verstärkungsarm 428 bzw. der zweite Verstärkungsarm 424, wie es in Fig. 25 gezeigt ist.

Die Belastungen, die auf jeden der Positionen der Teile zu diesem Zeitpunkt ausgeübt wird, wird durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt.

R_A = (b/L₁).F (2)

R_B = (b/L₁).F (3)

R_D = (b/L₁).(e/L₂).F (4)

R_E = (b/L₁).(d/L₂).F (5)

Wenn als nächstes die Steifigkeit in der Y-Richtung aller Teilepositionen auf k_A, k_B, k_C, k_D, k_E und k_G (siehe Fig. 24) gesetzt wird, sind die Verschiebungen an den jewei ligen Teilepositionen durch die folgenden Gleichungen, wie in Fig. 25 gezeigt, ausge drückt.

y_A = (R_A/k_A) + y_G (6)

y_B = (R_B/k_b) (7)

y_C = y_C1 + y_C2 (8)

y_D = R_D/k_D, (9)

y_E = R_E/k_E (10)

y_G = y_G1 + y_G2 (11)

Hierbei ist y_B eine Verschiebung der Gelenkfeder 436, y_C ist eine Verschiebung der ersten Gelenkfeder 434, y_D ist eine Ausgangsverschiebung des zweiten Verstär kungsarms 424, y_E ist eine Verschiebung der zweiten Gelenkfeder 432 und y_G ist eine Verschiebung des Verbindungsabschnitts zwischen dem zweiten Verstärkungsarm 424 und der Gelenkfeder 438.

y_C1 = y_B + [(y_A-y_B)/L₁].b (12)

y_C2 = F/k_C (13)

y_G1 = Y_E + [(Y_D-Y_e)/L₂].e (14)

y_G2 = R_A/k_G (15)

Da weiterhin die obigen Gleichungen aufgestellt sind, kann die folgende Glei chung durch ein Auflösen dieser Gleichungen nach y_C erzielt werden.

Der Druckpunkt C des piezoelektrischen Stellglieds 442 in Bezug auf den ersten Verstärkungsarm 428 deckt sich mit der Verschiebung des piezoelektrischen Stellglieds 442. Wenn in diesem Fall die Verschiebung des piezoelektrischen Stellglieds 442 bei einem Zustand, bei dem keine Druckkraft auf den ersten Verstärkungsarm 428 ausgeübt wird, auf y_PZT gesetzt wird, kann die Verschiebung des piezoelektrischen Stellglieds 442 zu einem Zeitpunkt eines Ausübens der Druckkraft F auf den Druckpunkt C durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.

Die Druckkraft F kann auf der Grundlage der oben erwähnten Gleichungen (16) und (17) berechnet werden.

Eine Ausgangsverschiebung y_D des Verschiebungsverstärkungsmechanismus 401 (eine Ausgangsverschiebung des zweiten Verstärkungsarms 424) zu diesem Zeitpunkt kann auf der Grundlage der vorliegenden Gleichung berechnet werden.

Fig. 26 zeigt eine Beziehung zwischen einer Kennlinie S1 der Ausgangsver schiebung in Bezug auf die Länge des Verstärkungsarms 408 bei dem Verschiebungs verstärkungsmechanismus, der in Fig. 20 gezeigt ist, und eine Kennlinie S2 der Aus gangsverschiebung in Bezug auf die Länge des ersten und zweiten Verstärkungsarme 428 und 424 in dem Verschiebungsverstärkungsmechanismus 401, der in Fig. 21 ge zeigt ist.

Wie es aus einem Vergleich der Kennlinien S1 und S2 miteinander ersichtlich ist, ist es in Übereinstimmung mit dem in Fig. 21 gezeigten Verschiebungsverstär kungsmechanismus 401 möglich, die gleiche Ausgangsverschiebung zu erzielen, wie die bei dem Verschiebungsverstärkungsmechanismus in Fig. 20.

Ein anderer kleiner Veschiebungsverstärkungsmechanimus ist in Fig. 27 gezeigt. In Fig. 27 erhalten die gleichen Elemente, wie solche, die in Fig. 21 gezeigt sind, die gleichen Bezugszeichen.

In Übereinstimmung mit dem Verschiebungsverstärkungsmechanismus ist ein Verhältnis ε = L₂/e zwischen einem Abstand e von der zweiten Gelenkfeder 432 zu der Gelenkfeder 438 und einem Abstand L₂ von der zweiten Gelenkfeder 432 zu dem Ausgangsverschiebungsende des zweiten Verstärkungsarms 424 (dem Verbindungs punkt D zwischen dem zweiten Verstärkungsarm 424 und der rechteckigen Feder 426) auf einen Wert gesetzt, der größer als der bei dem in Fig. 21 gezeigten Verschiebungs verstärkungsmechanismus ist. In Verbindung dazu erstreckt sich das piezoelektrische Stellglied 442 in Richtung des ersten Verstärkungsarms 428 durch den Hohlraum, der in dem Unterstützungsteil 420 ausgebildet ist, zum Beispiel, der Durchgangsöffnung (siehe Fig. 22) und der Durchgangsnut (siehe Fig. 23).

Da bei den Verschiebungsverstärkungsmechanismus 401 in Übereinstimmung mit der modifizierten Ausführungsform ε groß ist, ist es möglich, eine Ausgangsver schiebung zu erzielen, die größer ist als die bei dem Verschiebungsverstärkungsme chanismus, der in Fig. 21 gezeigt ist.

Eine Plattform mit dem in Fig. 21 gezeigten kleinen Verschiebungsverstär kungsmechanismus ist in Fig. 28 dargestellt. In Fig. 28 erhalten die gleichen Elemente, wie in Fig. 21 die gleichen Bezugszeichen.

Die Plattform enthält eine unbewegliche Basis 418, einen in Bezug dazu beweg lichen Tisch 422, ein Paar von rechteckigen Federn 426', die an beiden Seiten des be weglichen Tisches 422 entlang der X-Achse vorgesehen sind, ein Paar von rechteckigen Federn 426", die symmetrisch zu beiden Seiten des beweglichen Tisches entlang der Y- Achse vorgesehen sind, ein Paar von piezoelektrischen Stellgliedern 442', die eine Ver schiebung zum Bewegen des beweglichen Tisches 422 in der Y-Richtung erzeugen, ein Paar von Verschiebungsverstärkungsmechanismen 401', die eine Verschiebung eines Paares von Stellgliedern 442' verstärken und sie auf ein Paar von rechteckigen Federn 426' übertragen, ein Paar von piezoelektrischen Stellgliedern 442", die eine Verschie bung zum Bewegen des beweglichen Tisches 422 in der X-Richtung erzeugen, und ein Paar von Verschiebungsverstärkungsmechanismen 401", die eine Verschiebung eines Paares von Stellgliedern 442" verstärken und sie auf ein Paar von rechteckigen Federn 426" übertragen.

Der Verschiebungsverstärkungsmechanismus 401' und 402' ist grundsätzlich der gleichen wie der zuvor erwähnte Verschiebungsmechanismus 401 und der bewegliche Tisch 422 wir durch die rechteckige Feder 426', die in jedem Paar von Verschiebungs verstärkungsmechanismen 401' symmetrisch angeordnet sind, und der rechteckigen Feder 426", die in jedem Paar von Verschiebungsverstärkungsmechanismen 401" in einer symmetrischen Art und Weise angeordnet ist, elastisch unterstützt, um sich so frei in der XY-Richtung bewegen.

Die rechteckige Feder 426' weist eine relativ große Länge in Y-Richtung auf und weist eine rechteckige Form mit einem Hohlabschnitt 426a' auf, der sich entlang der Y- Richtung erstreckt. Die rechteckige Feder 426 weist eine hohe Steifigkeit in Bezug auf die Y-Richtung auf und eine geringe Steifigkeit in Bezug auf die X-Richtung.

Die rechteckige Feder 426" weist eine relativ große Länge in X-Richtung auf und weist eine rechteckige Form mit einem Hohlabschnitt 426a" auf, der sich entlang der X-Richtung erstreckt. Die rechteckige Feder 426" weist eine hohe Steifigkeit in Be zug auf die X-Richtung und eine geringe Steifigkeit in Bezug auf die Y-Richtung auf.

Da die den beweglichen Tisch 422 elastisch unterstützenden rechteckigen Federn 426' und 426" mit dem Verbindungsteil 440 verbunden sind, entspricht die die Ver schiebung ausgebende Position jedes der Verschiebungsverstärkungsmechanismen 401' und 402' dem Verbindungsteil 440. Demgemäß bildet das Verbindungsteil 440 eine symmetrische Form in Bezug auf die Mittellinie des beweglichen Tisches 422 aus.

Wenn im Falle einer Bewegung des beweglichen Tisches in der X-Richtung die piezoelektrischen Stellglieder 442' eines Paares von Verschiebungsverstärkungsme chanismen 401" sich ausdehnen, um eine Druckkraft auf den ersten Verstärkungsarm 428 auszuüben, verschiebt ein Paar von Verbindungsteilen 440 gleichzeitig über die Verschiebung oder Ausdehnung des piezoelektrischen Stellglieds 442" in der X-Rich tung. Da zu diesem Zeitpunkt die rechteckigen Federn 426", die jeweils mit ein Paar von Verbindungsteilen 440 verbunden sind, eine hohe Steifigkeit gegenüber der Bewe gungsrichtung (der X-Richtung) des beweglichen Tisches 422 aufweisen, bewegen sie sich in der Y-Richtung um einen Betrag, der der Verschiebung des Paars von Verbin dungsteilen 440 entspricht, die kaum eine elastische Deformation durchführen. Folglich ist es möglich, den beweglichen Tisch 422 in der X-Richtung mit einer großen Ver schiebungsverstärkungsrate zu bewegen.

Wenn andererseits im Fall einer Bewegung des beweglichen Tisches in der Y- Richtung die piezoelektrischen Stellglieder 442' eines Paares von Verschiebungsver stärkungsmechanismen 401' sich ausdehnen, um die Druckkraft auf den ersten Verstär kungsarm 428 auszuüben, verschiebt gleichzeitig ein Paar von Verbindungsteilen 440 über die Verschiebung oder Ausdehnung des piezoelektrischen Stellgliedes 442' in der Y-Richtung. Da zu diesem Zeitpunkt die rechteckigen Federn 426', die jeweils mit ein Paar von Verbindungsteilen 440 verbunden sind, eine hohe Steifigkeit gegenüber der Bewegungsrichtung (die Y-Richtung) des beweglichen Tisches (422) aufweisen, be wegen sie sich in der Y-Richtung um einen Betrag, der der Verschiebung eines Paars von Verbindungsteilen 440 entspricht, die kaum eine elastische Deformation durchfüh ren. Folglich ist es möglich, den beweglichen Tisch in der Y-Richtung mit einer großen Verschiebungsverstärkungsrate zu bewegen.

Da die Plattform im Vergleich mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ein längeres piezoelektrisches Stellglied 442 verwenden kann, ist es möglich, den bewegli chen Tisch 422 in die Y-Richtung mit einer großen Verschiebungsrate zu bewegen.

BETRACHTUNG IN BEZUG AUF DIE FORM EINES GELENKS

Es wird eine Beschreibung einer Betrachtung in Bezug auf die Form eines Ge lenks in den kleinen Verschiebungsverstärkungsmechanismus gegeben, die in Fig. 29 gezeigt ist.

Der Verschiebungsverstärkermechanismus ist, wie in Fig. 29 gezeigt, vorgese hen mit: einem Unterstützungsteil 520, das an einer unbeweglichen Basis 534 befestigt ist, einem ersten Verstärkungsarm 522, einem ersten elastischen Verbindungsabschnitt 518, der den ersten Verstärkungsarm 522 mit dem Unterstützungsteil 520 derart verbin det, daß er frei drehen kann, einem zweiten Verstärkungsarm 526, der sich parallel ent lang zu dem ersten Verstärkungsarm 522 erstreckt, einem zweiten elastischen Verbin dungsabschnitt 524, der den zweiten Verstärkungsarm 526 mit dem Unterstützungsteil 520 derart verbindet, daß er frei drehen kann, und einem Verbindungsteil 528, das den ersten Verstärkungsarm 522 mit dem zweiten Verstärkungsarm 526 verbindet.

Ein Stellglied 530, welches eine Verschiebung, die durch den Verschiebungsver stärkungsmechanismus verstärkt werden soll, erzeugt, ist derart aufgebaut, daß ein Ende an der unbeweglichen Basis 534 befestigt ist und sich in Richtung des ersten Verstär kungsarms 522 entlang der Y-Richtung durch eine Durchgangsöffnung (siehe Fig. 30), die in dem Unterstützungsteil 520 ausgebildet ist, erstreckt. Ein freies Ende des Stell gliedes 530 steht in Kontakt mit einem Druckabschnitt 532, der in dem ersten Verstär kungsarm 522 vorgesehen ist.

Der Druckabschnitt 532 ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das eine höhere Steifigkeit als die des ersten Verstärkungsarms 522 aufweist. Weiterhin weist der Druckabschnitt 532 vorzugsweise eine Form auf, welche die Druckkraft des Stellgliedes 530 ohne einem Konzentrieren verteilen kann und auf den ersten Verstär kungsarm 522 übertragen kann, zum Beispiel eine runde Form oder eine im wesent lichen dreieckige Form.

Das Verbindungsteil 528 ist aus einem Verbindungsarm 538 aufgebaut, der sich der y-Richtung erstreckt, und ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitten 540 und 542, die an beiden Enden des Verbindungsarms 538 in der y-Richtung vorge sehen sind; und der Verbindungsarm 538 ist mit den ersten und zweiten Verstärkungs armen 522 und 526 durch die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 540 und 542 verbunden. Konkret ist der Verbindungsarm 538 mit einer Seite eines vorderen Endes des ersten Verstärkungsarms 522 durch den ersten elastischen Verbindungsab schnitt 540 verbunden, und nahe dem zweiten elastischen Verbindungsabschnitt 542 des zweiten Verstärkungsarms 526 durch den zweiten elastischen Verbindungsabschnitt 542 verbunden.

Die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 518 und 524 und die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 540 und 542 weisen bogenför mige Gelenke auf, wie zum Beispiel in Fig. 31 gezeigt. Das bogenförmige Gelenk wird durch ein geeignetes Auswählen eines Radius R eines Bogens und einer minimalen Breite t zwischen den Radii der Bögen als Formparameter zum Setzen bzw. Einstellen der Steifigkeit, wie es oben erwähnt worden ist, erreicht, und das bogenförmige Gelenk weist eine wirksame bzw. effektive Form zum Aufbauen des Verschiebungsverstär kungsmechanismus auf, da die Formparameter genau eingestellt werden können.

In diesem Fall wird berücksichtigt, daß die Dicke über den gesamten Verschie bungsverstärkungsmechanismus gleichmäßig ist, aber wird nicht berücksichtigt, daß eine Dickenrichtung ein Formparameter für das bogenförmige Gelenk ist, jedoch kann die Dickenrichtung als der Formparameter eingestellt werden.

Weiterhin ist in der Zeichnung der Aufbau derart gemacht, daß die ersten und zweiten elastischen Verbindungsteile 518 und 524 integral mit den ersten und zweiten Verstärkungsarmen 522 und 526 und dem Unterstützungsteil 520 verbunden sind, je doch die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 518 und 524 können auch aus einem Material ausgebildet werden, das unabhängig von dem ersten und zweiten Verstärkungsarm 522 und 526 und dem Unterstützungsteil 520 ist. Auf die glei che Art und Weise kann der Aufbau derart gemacht werden, daß die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 540 und 542 integral mit dem Verbindungsarm 538 und dem ersten und zweiten Verstärkungsarmen 522 und 526 verbunden sind, jedoch können die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 540 und 542 auch durch ein Material ausgebildet sein, das unabhängig von dem Verbindungsarm 538 und den ersten und zweiten Verstärkungsarmen 522 und 526 ist.

Wie es in Fig. 33 gezeigt ist, wird in Übereinstimmung mit dem oben erwähnten Aufbau aufgrund der Kontraktion/Expansion des Stellgliedes 530 die Druckkraft des Stellgliedes 530 auf den ersten Verstärkungsarm 522 durch den Druckabschnitt 532 übertragen und ein vorderes Ende 522a des ersten Verstärkungsarms 522 dreht sich um den ersten elastischen Verbindungsabschnitt 518 um einen vorbestimmten Neigungs winkel θ₁. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehbewegung des ersten Verstärkungsarms 522 auf den zweiten Verstärkungsarm 526 durch das oben erwähnte Verbindungsteil 528 übertragen, und folglich ist es möglich, ein vorderes Ende (ein die Verschiebung ausgebendes Ende) 526a des zweiten Verstärkungsarms 526 um den zweiten elastischen Verbindungsabschnitt 524 um einen vorbestimmten Neigungswinkel θ₂ (< θ₁) zu drehen.

Da, wie aus Fig. 33 bekannt, der Neigungswinkel θ₁ des ersten Verstärkungs arms 522 und der Neigungswinkel θ₂ des zweiten Verstärkungsarms 526 unterschiedlich sind (θ₂ < θ₁), sind in dem bogenförmigen Gelenk erzeugte Belastungen, die auf die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 518 und 524 und den ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitt 540 und 542 ausgeübt werden, unterschied lich. In diesem Fall sollten die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 518 und 524 und die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 540 und 542 (das heißt, die bogenförmigen Gelenke 518, 524, 540 und 542) in einer Form eingestellt werden, die nicht über die maximal zulässige Belastung des Materials für die bogenför migen Gelenke 518, 524, 540 und 542 ist. Genauer gesagt, werden die Radii R der Bögen in beiden Seiten der bogenförmigen Gelenke 518, 524, 540 und 542 und der mi nimalen Breite T zwischen den Radii R der Bögen derart eingestellt, daß ein vorbe stimmter Verschiebungsbetrag (das heißt, ein Neigungswinkel θ₂) an dem vorderen Ende (dem die Verschiebung ausgebenden Ende) 526a des zweiten Verstärkungsarms 526 (siehe Fig. 31) erreicht werden kann.

Weiterhin wird auf der Grundlage dieser Einstellungsbedingungen eine Hebel wirkung der ersten und zweiten Verstärkungsarme 522 und 526 eingestellt. Genauer gesagt wird, wie in Fig. 32 gezeigt, jeweils eine Länge L₁ des ersten Verstärkungsarms 522 (genauer gesagt, eine Länge des ersten Verstärkungsarms 522 von dem ersten ela stischen Verbindungsabschnitt 518 zu dem ersten elastischen Verbindungsabschnitt 540), eine Länge b₁ von dem ersten elastischen Verbindungsabschnitt 518 zu dem Druckabschnitt 532, eine Länge L₂ des zweiten Verstärkungsarms 526 (genauer gesagt, eine Länge des zweiten elastischen Verbindungsabschnitts 524 zu dem vorderen Ende (das die Verschiebung ausgebende Ende) 526a des zweiten Verstärkungsarms 526), und eine Länge b2 von dem zweiten elastischen Verbindungsabschnitt 524 zu dem zweiten elastischen Verbindungsabschnitt 542 eingestellt.

Auf der Grundlage einer Hebelwirkung der ersten und zweiten Verstärkungs arme 522 und 526 wird ebenso eine Länge L (siehe Fig. 32) des gesamten Verschie bungsverstärkungsmechanismus in der X-Richtung verändert, jedoch ist es möglich, die Länge L des gesamten Verschiebungsverstärkungsmechanismus in der X-Richtung durch ein Einstellen der Form der bogenförmigen Gelenke 518, 524, 540 und 542 inner halb eines Bereichs, welcher nicht über der maximal zulässigen Belastung des Materials liegt, für die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 518 und 524 und für die ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte 540 und 542 (das heißt, die bogenförmigen Gelenke 518, 524, 540 und 542) auf ein Minimum zu bringen.

Im folgenden wird im Detail eine Beschreibung einer Beziehung zwischen der Form der bogenförmigen Gelenke 518, 524, 540 und 542 und der Länge L des gesamten Verschiebungsverstärkungsmechanismus in der X-Richtung gegeben.

Wenn hierbei eine Einstellung einer Verschiebung des Stellgliedes 530 in der y- Richtung auf y_PZT, eine Verschiebung des vorderen Endes 522a des ersten Verstärkungs arms 522 in der Y-Richtung (genauer gesagt, die Verschiebung des Verbindungsab schnitts zwischen dem ersten Verstärkungsarm 522 und dem ersten elastischen Verbin dungsabschnitt 540) auf y₁, und eine Verschiebung des vorderen Endes (des die Ver schiebung ausgebenden Endes) 526a des zweiten Verstärkungsarms 526 in der Y-Rich tung auf y, werden die folgenden Gleichungen aufgebaut.

Weiterhin können die Neigungswinkel 61 und 62 der ersten und zweiten Verstär kungsarme 522 und 526 zu diesem Zeitpunkt durch die folgenden Gleichungen ausge drückt werden.

Im allgemeinen wird ein Drehmoment M der bogenförmigen Gelenke 518, 524, 540 und 542 durch die folgende Gleichung ausgedrückt.

Wobei E das vertikale Elastizitätsmodul ist und w eine Breite des Verschie bungsverstärkungsmechanismus (siehe Fig. 30).

Wenn hierbei die Radii der Bögen auf beiden Seiten des bogenförmigen Gelenks 518, das dem ersten elastischen Verbindungsabschnitt entspricht, auf R₅₁₈ eingestellt wird, eine minimale Breite zwischen den Radii der Bögen auf t₅₁₈, die Radii der Bögen zu beiden Seiten des bogenförmigen Gelenks 524, das dem zweiten elastischen Verbin dungsabschnitt entspricht, auf R₅₂₄ und eine minimale Breite zwischen den Radii der Bögen auf t₅₂₄ eingestellt wird, können die Drehmomente M₅₁₈ und M₅₂₄ der jeweiligen bogenförmigen Gelenke 518 und 524 durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden.

Da die bogenförmigen Gelenke 540 und 542, die den ersten und zweiten elasti schen Verbindungsabschnitte entsprechen, in der Form geeignet eingestellt sind, bei welcher die vorbestimmte Verschiebung (das heißt, der Neigungswinkel θ₂) an dem vorderen Ende (das die Verschiebung ausgebende Ende) 526a des zweiten Verstär kungsarmes 526, wie oben erwähnt, erreicht werden kann, wird hier keine Erläuterung gegeben.

Wenn weiterhin ein Abschnittsmodul (section modulus) eines minimalen Dicken abschnitts (eines Abschnittes entsprechend der minimalen Breite t₅₁₈) des bogenför migen Gelenks 518, das dem ersten elastischen Verbindungsabschnitt entspricht, auf z₅₁₈ eingestellt wird, und ein Abschnittsmodul eines minimalen Dickenabschnittes (ein Ab schnitt entsprechend der minimalen Breite t₅₂₄) des bogenförmigen Gelenks 524, das dem zweiten elastischen Verbindungsabschnitt entspricht, auf z₅₂₄ eingestellt wird, kön nen die Abschnittsmodule z₅₁₈ und z₅₂₄ der jeweiligen bogenförmigen Gelenke 518 und 524 durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden.

Wenn weiterhin ein Belastungsspitzenfaktor des bogenförmigen Gelenks 518, das dem ersten elastischen Verbindungsabschnitt entspricht, auf α₅₁₈ und ein Bela stungskonzentrationsfaktor des bogenförmigen Gelenks 524, das dem zweiten elasti schen Verbindungsabschnitt entspricht, auf α₅₂₄ eingestellt wird, können die Belastungen σ₅₁₈ und σ₅₂₄ der jeweiligen bogenförmigen Gelenke 518 und 524 durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden.

In diesem Fall ist es erforderlich, daß die Belastungen σ₅₁₈ und σ₅₂₄ der jeweili gen bogenförmigen Gelenke 518 und 524 kleiner oder gleich einer maximal zulässigen Belastung σ_a der jeweiligen bogenförmigen Gelenke 518 und 524 (σ₅₁₈ ≦ σ_a, σ₅₂₄≦ σ_a,) sind.

Berücksichtigt man hierbei das bogenförmige Gelenk 518, das dem ersten elasti schen Verbindungsabschnitt entspricht, ist es bekannt, daß eine Form des bogenförmi gen Gelenks 518, das die maximal zulässige Belastung σ_a zufriedenstellt, lediglich durch die Verschiebung y_PZT des Stellglieds 530 bestimmt ist, wenn b₁ in der Gleichung 29 als Konstante eingestellt wird.

In Fig. 34 ist die Gleichung 29 unter Berücksichtigung des Falls eines Verschie bens des erstens Verstärkungsarms 522 um den Neigungswinkel θ₁ dargestellt, wobei dort eine Beziehung zwischen den Formparametern R₅₁₈ und t₅₁₈ der bogenförmigen Gelenke 518, die dem ersten elastischen Verbindungsabschnitt entsprechen, und der Belastung θ₅₁₈ gezeigt ist. Bei dem Graphen stellt in diesem Fall eine horizontale Achse den bogenförmigen Radius R₅₁₈ und eine vertikale Achse die Belastung σ₅₁₈ dar. Weiter hin zeigen jeweils eine durchgezogene Linie, eine gepunktete Linie und eine gestrichelte Linie den Fall der Veränderung der minimalen Breite t₅₁₈ zwischen den Bogenradii (Er höhung der minimalen Breite in der Richtung eines Pfeils), und die minimale Breite t₅₁₈ wird in der Reihenfolge der durchgezogene Linie, der gepunkteten Linie und der gestri chelten Linie erhöht.

Wie es aus dem Graphen der durchgezogenen Linie, der gepunkteten Linie und der gestrichelten Linie ersichtlich ist, wird, wenn der Bogenradius R₅₁₈ erhöht wird, die Belastung σ₅₁₈ verringert, und wenn die minimale Breite t₅₁₈ zwischen den Bogenradii erhöht wird, die Belastung σ₅₁₈ ebenso erhöht.

Weiterhin bestimmt eine Punkt-Strich-Linie, die sich parallel zu einer horizon talen Achse in der Zeichnung erstreckt, eine maximal zulässige Belastung σ_a eines Ma terials für das bogenförmige Gelenk 518, das dem ersten elastischen Verbindungsab schnitt entspricht, und die Formparameter R₅₁₈ und t₅₁₈ des bogenförmigen Gelenks 518, das als der erste elastische Verbindungsabschnitt verwendet wird, sind notwendiger weise auf die maximal zulässige Belastung σ_a eingestellt. In diesem Fall ist es möglich, die Steifigkeit des bogenförmigen Gelenks 518, das als der erste elastische Verbin dungsabschnitt verwendet wird, innerhalb eines Bereichs, der nicht über der maximal zulässigen Belastung liegt, durch ein geeignetes selektives Kombinieren der Formpara meter R₅₁₈ und t₅₁₈ des bogenförmigen Gelenks 518 zu erhöhen, die an der Punkt-Strich- Linie angeordnet sind, die die maximal zulässige Belastung σ_a zeigt. Wie oben erwähnt, ist die Form des bogenförmigen Gelenks 518 bestimmt.

Um als nächstes eine Länge L des gesamten Verschiebungsverstärkungsme chanismus (siehe Fig. 32) zu bestimmen, werden eine Länge L₁ des ersten Verstär kungsarms 522 (siehe Fig. 32), und eine Länge L₂ des zweiten Verstärkungsarms 526 (siehe Fig. 32) durch ein Verwenden der Formparameter R₅₂₄ und t₅₂₄ des bogenförmigen Gelenks 524 in der nachstehend erwähnten Art und Weise bestimmt.

Die Länge L₁ des ersten Verstärkungsarms 522 (siehe Fig. 32) kann in Überein stimmung mit der Gleichung (30) durch ein Ersetzen der Belastung σ₅₂₄ des bogenför migen Gelenks 518, das dem ersten elastischen Verbindungsabschnitt entspricht, durch die maximal zulässige Belastung σ_a berechnet werden. Insbesondere wenn die Glei chung (30) in Bezug auf L₁ modifiziert wird und σ₅₂₄ durch die maximal zulässige Bela stung σ_a ersetzt wird, kann die Länge L₁ des ersten Verstärkungsarms 522 durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.

Weiterhin kann die Länge L₂ des zweiten Verstärkungsarms 526 (siehe Fig. 32) durch die Gleichungen (21) und (31) berechnet werden. Genauer gesagt, kann L₂ durch ein Ersetzen der Gleichung (31) mit der Gleichung (21) und ein Modifizieren in Bezug auf L₂ ausgedrückt werden, wodurch sie durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird.

Da die Länge L des gesamten Verschiebungsverstärkungsmechanismus (siehe Fig. 32) durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann

L = L₁ + L₂ - b₂ . . . (33)

kann die folgende Gleichung durch ein Ersetzen der Gleichungen (31) und (32) erzielt werden.

In Fig. 35 ist die Gleichung 34 gezeigt, und unter der Annahme einer Verschie bung des zweiten Verstärkungsarms 526 um einen Neigungswinkel θ₂, ist dort eine Be ziehung zwischen dem Formparametern R₅₂₄ und t₅₂₄ des bogenförmigen Gelenks 524, das einem zweiten elastischen Verbindungsteil entspricht, und der Länge L des gesam ten Verschiebungsverstärkungsmechanismus angegeben. Bei diesem Graph stellt in diesem Fall eine horizontale Achse den Bogenradius R₅₂₄ dar und eine vertikale Achse stellt die Länge L des gesamten Verschiebungsverstärkungsmechanismus dar. Weiterhin zeigen jeweils eine durchgezogene Linie, eine punktierte Linie und eine gestrichelte Linie in Fig. 35 den Fall eines Veränderns der minimalen Breite t₅₂₄ zwischen den Bo genradii (Erhöhung der minimalen Breite in Richtung eines Pfeils) und die minimale Breite t₅₂₄ wird in der Reihenfolge der durchgezogenen Linie, der punktierten Linie und der gestrichelten Linie erhöht. In diesem Fall wird angenommen, daß die Beziehungen R₅₂₄< R₅₁₈ und t₅₂₄ < t₅₁₈ erfüllt sind.

Weiterhin zeigt in Fig. 35 die Punkt-Strich-Linie die Länge L des gesamten Ver schiebungsverstärkungsmechanismus für den Fall, daß das bogenförmige Gelenk 518, das einem ersten elastischen Verbindungsabschnitt entspricht, und das bogenförmige Gelenk 524, das dem zweiten elastischen Verbindungsabschnitt entspricht, die gleiche Form aufweisen (R₅₂₄ = R₅₁₈ und t₅₂₄ = t₅₁₈).

Wie es aus dem Graphen ersichtlich ist, weist die Länge L des gesamten Ver schiebungsverstärkungsmechanismus einen Grenzwert in Übereinstimmung mit den Formparametern R₅₂₄ und t₅₂₄ des bogenförmigen Gelenks 524 auf. In Bezug auf den Grenzwert wird eine Überlegung bzw. Betrachtung für einen Vergleich zwischen dem Verschiebungsverstärkungsmechanismus, bei welchem der erste elastische Verbin dungsabschnitt 518 und der zweite elastische Verbindungsabschnitt 524 die gleiche Form aufweisen, und dem Verschiebungsverstärkungsmechanismus, bei welchem der erste elastische Verbindungsabschnitt 518 und der zweite elastische Verbindungsab schnitt 524 unterschiedliche Formeln aufweisen. Folglich ist es ersichtlich, daß es mög lich ist, durch ein geeignetes selektives Kombinieren der Formparameter R₅₁₈, t₅₁₈, R₅₂₄ und t₅₂₄ der jeweiligen bogenförmigen Gelenke 518 und 524 derart, daß die Formen des bogenförmigen Gelenks 518, das dem ersten elastischen Verbindungsabschnitt ent spricht, und des bogenförmigen Gelenks 524, das dem zweiten elastischen Verbin dungsabschnitt entspricht, relativ unterschiedlich sind, die Länge L des gesamten Ver schiebungsverstärkungsmechanismus kleiner als die Länge des Verschiebungsverstär kungsmechanismus zu machen, bei welchem der erste elastische Verbindungsabschnitt 518 und der zweite elastische Verbindungsabschnitt 524 die gleiche Form aufweisen. In diesem Fall gibt es die drei folgenden Verfahren, als Verfahren für eine relative Diffe renzierung bzw. Unterscheidung der Formparameter und jeweiligen bogenförmigen Gelenke 518 und 524.

Ein erstes Verfahren ist ein Verfahren eines gegenseitigen Unterscheidens der minimalen Breiten t518 und t524 durch ein Angleichen der Bogenradien R₅₁₈ und R₅₂₄.

Ein zweites Verfahren ist ein Verfahren der gegenseitigen Unterscheidung der Bogenradien R₅₁₈ und R₅₂₄ durch Angleichen der minimalen Breiten t₅₁₈ und t₅₂₄aneinan der.

Ein drittes Verfahren ist ein Verfahren eines gegenseitigen Unterscheidens der Bogenradien R₅₁₈ und R₅₂₄ und eines gegenseitigen Unterscheidens der minimalen Brei ten t₅₁₈ und t₅₂₄. Wie es oben erwähnt worden ist, ist es möglich, die Länge L des ge samten Verschiebungsverstärkungsmechanismus durch ein geeignetes selektives Kom binieren der Formparameter R₅₁₈, t₅₁₈, R₅₂₄ und t₅₂₄ der jeweiligen bogenförmigen Ge lenke 518 und 524 bedeutend zu verkürzen, so daß die Formen des bogenförmigen Ge lenks 518, das dem ersten elastischen Verbindungsabschnitt entspricht, und dem bogen förmigen Gelenk 524, das dem zweiten elastischen Abschnitt entspricht, relativ unter schiedlich sind.

Da weiterhin das Stellglied 530 sich von der unbeweglichen Basis 534 in Rich tung des ersten Verstärkungsarms 522 durch die Öffnung 536 des Unterstützungsteils 520 erstreckt und sein erstrecktes Ende in Kontakt mit einem Druckabschnitt 532 des ersten Verstärkungsarms 522 steht, ist es möglich, eine Größe H in einer Größen richtung des gesamten Verschiebungsverstärkungsmechanismus (siehe Fig. 32) zu ver ringern.

Da es weiterhin möglich ist, die Steifigkeit der bogenförmigen Gelenke 518 und 524 durch ein Einstellen der Formparameter R₅₁₈, t₅₁₈, R₅₂₄ und t₅₂₄ des bogenförmigen Gelenks 518, das dem ersten elastischen Verbindungsabschnitt entspricht, und dem bo genförmigen Gelenk 524, das dem zweiten elastischen Verbindungsabschnitt entspricht, zu erhöhen, so daß die Belastungen θ₅₁₈ und θ₅₂₄ der jeweiligen bogenförmigen Gelenke 518 und 524, die den ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitten entspre chen, die maximal zulässige Belastung θ_a der bogenförmigen Gelenke 518 und 524 werden. Folglich ist es möglich, einen Verschiebungsverstärkungsmechanismus mit einer hohen Resonanzfrequenz zu realisieren. Wenn in diesem Fall zum Beispiel das vordere Ende (das die Verschiebung ausgebende Ende) 526a des zweiten Verstärkungs arms 526 mit einer Mikroskopplattform bzw. einem Mikroskopobjekttisch verbunden wird, ist es möglich, eine Positionierungsgeschwindigkeit des Mikroskopobjekttisches zu erhöhen.

In der obigen Beschreibung werden erste und zweite elastische Verbindungsab schnitte 518 und 524 und die erste und zweite elastische Verbindungsabschnitte 540 und 542 in Bezug auf den Aufbau erläutert, der mit bogenförmigen Gelenken als einen Bei spiel vorgesehen ist, jedoch können andere Formen benutzt werden.

Als Form für das Kerbengelenk sind bekannte Formen in Fig. 36 bis 39 darge stellt.

Ein lineares symmetrisches bogenförmiges Gelenk, das in Fig. 36 gezeigt ist, und ein lineares nicht-symmetrisches bogenförmiges Gelenk, das in Fig. 37 gezeigt ist, weisen einen kleinen Bogenradius R auf, eine Gelenksteifigkeit, welche mit größer wer denden Gelenkdicke t größer wird, und eine kleine Ausgangsverschiebung.

Diese Eigenschaft kann auf Gelenke mit anderen Formen angewandt werden.

Zum Beispiel weist ein lineares symmetrisches Blattfedergelenk, wie sie in Fig. 38 ge zeigt ist, und ein lineares nicht-symmetrisches Blattfedergelenk, wie sie in Fig. 39 ge zeigt ist, eine kleine Blattfederlänge L auf, besitzt eine Gelenksteifigkeit, welche mit größer werdenden Gelenkdicke t größer wird, und weist eine kleine Ausgangsverschie bung auf.

Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind für einen Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Daher ist die Erfindung in ihren weiteren Aspekten nicht auf die spezifi schen Details und repräsentativen Ausführungsformen, die darin gezeigt und beschrie ben sind, beschränkt. Demgemäß können verschiedene Modifikationen gemacht werden, ohne den Gedanken oder Umfang des allgemeinen Erfindungskonzeptes wie er durch die beiliegenden Ansprüche und ihren Äquivalenten definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Plattform, die einen Verschiebungsverstärkungsmechanismus enthält, welcher eine erste Achse (X) und eine dazu senkrechte zweite Achse (Y) aufweist, wobei die Plattform aufweist:
eine unbewegliche Basis (418, 534);
einen beweglichen Tisch (422), der in Bezug auf die unbewegliche Basis (418, 534) bewegt werden kann;
ein Paar von ersten elastischen Abschnitten (426), die zwischen der unbewegli chen Basis (418, 534) und den beweglichen Tisch (422) angeordnet sind, und in beiden Seiten des beweglichen Tisches (422) entlang der erste Achse (X) sym metrisch vorgesehen sind;
ein Paar von zweiten elastischen Abschnitten (426'), die zwischen der unbeweg lichen Basis (418, 534) und dem beweglichen Tisch (422) angeordnet sind, und in beiden Seiten des beweglichen Tisches (422) entlang an der zweite Achse (Y) symmetrisch vorgesehen sind;
ein Paar von ersten Stellgliedern (442', 530) zum Erzeugen einer Verschiebung zum Bewegen des beweglichen Tisches (422) in einer zweiten Richtung (Y); und
ein Paar von ersten Verschiebungsverstärkungsmechanismen (401), die zwi schen der unbeweglichen Basis (418, 534) und dem Paar von ersten elastischen Abschnitten (426 zum Verstärken der Verschiebung des Paars von ersten Stell gliedern (442', 530) und Übertragen der Verschiebung auf das Paar von ersten elastischen Abschnitten (426'),
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verschiebungsverstärkungsmechanismus (401') einen ersten Verstärkungsarm (428, 522), einen ersten elastischen Ver bindungsabschnitt (434, 518) zum drehbaren Verbinden des ersten Verstär kungsarmes (428, 522) mit der unbeweglichen Basis (418, 534), einen zweiten Verstärkungsarm (424, 526), der sich parallel zu dem ersten Verstärkungsarm (428, 522) erstreckt und mit dem elastischen Abschnitt (426') verbunden ist, einen zweiten elastischen Verbindungsabschnitt (432) zum drehbaren Verbinden des zweiten Verstärkungsarmes (424, 526) mit der unbeweglichen Basis (418, 534) und ein Verbindungsteil (436, 438, 440, 528) zum Verbinden des ersten Verstärkungsarmes (428, 522) mit dem zweiten Verstärkungsarm (424, 526) aufweist, und
das erste Stellglied (442', 530) sich in Richtung des ersten Verstärkungsarmes (428, 522) überkreuzend zu dem zweiten Verstärkungsarm (424, 526) erstreckt.

2. Plattform gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elastische Abschnitt (426') eine relativ geringe Steifigkeit entlang der ersten Achse und eine relativ hohe Steifigkeit entlang der zweiten Achse aufweist, und der zweite elastische Abschnitt (426") eine relativ hohe Steifigkeit entlang der ersten Achse und eine relativ geringe Steifigkeit entlang der zweiten Achse aufweist.

3. Plattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elastische Abschnitt (426') eine lange rechteckige Feder mit einem Hohlabschnitt (426a') entlang der zweiten Achse aufweist, und der zweite elastische Abschnitt (426") eine lange rechteckige Feder mit einem Hohlabschnitt (426") entlang der ersten Achse aufweist.

4. Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verstär kungsarm (424, 526) einen Hohlraum (444, 446, 536) und das sich dadurch er streckende erste Stellglied (442', 530) aufweist.

5. Plattform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (444, 446, 536) ein Durchgangsloch (444) aufweist, das in dem zweiten Verstärkungs arm (424, 526) ausgebildet ist.

6. Plattform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (444, 446, 536) eine Durchgangsnut (446, 536) aufweist, die in dem zweiten Verstär kungsarm (424, 526) ausgebildet ist.

7. Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elastische Verbindungsabschnitt (434) und der zweite elastische Verbindungsabschnitt (432) unterschiedliche Formen aufweisen.

8. Plattform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elastische Verbindungsabschnitt (434) und der zweite elastische Verbindungsabschnitt (432) Formen aufweisen, welche jeweils die Belastung der ersten und zweiten elastischen Verbindungsabschnitte (432, 434) auf weniger als die maximal zu lässige Belastung des Materials der ersten und zweiten elastischen Verbindungs abschnitte (432, 434) unterdrücken.

9. Plattform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (436, 438, 440, 528) aufweist: einen verbindenden Verstärkungsarm (440, 538), einen ersten elastischen Verbindungsabschnitt (436, 540) zum Verbinden des verbindenden Verstärkungsarms (440, 538) mit dem ersten Verstärkungsarm (428, 522) und einem zweiten elastischen Verbindungsabschnitt (438, 542) zum Verbinden des verbindenden Verstärkungsarms (440, 538) mit dem zweiten Ver stärkungsarm (424, 526) und jede der ersten elastischen Verbindungsabschnitte (434), der zweiten elastischen Verbindungsabschnitte (432), der ersten elasti schen Verbindungsabschnitte (436, 540) und der zweiten elastischen Verbin dungsabschnitte (438, 542) ein bogenförmiges Gelenk aufweist.

10. Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstär kungsarm (216, 522) ein Aufnahmeteil (222, 532) enthält, das mit dem ersten Stellglied (218, 530) in Kontakt steht und das Aufnahmeteil (222, 532) eine Kraft des Stellgliedes (218, 530) verteilt und auf den ersten Verstärkungsarm (216, 522) überträgt.

11. Plattform nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (222, 532) aus einem Material hergestellt ist, das härter als das des ersten Ver stärkungsarms (216, 522) ist.

12. Plattform nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Stellglied (218) ein Druckteil (220) aufweist, das an seinem vorderen Ende vorgesehen ist, und das Druckteil (220) in Kontakt mit dem Aufnahmeteil (222) steht.

13. Plattform nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckteil (220) aus einem Material hergestellt ist, das härter als das des ersten Verstärkungsarms (216) ist.

14. Plattform nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eines von dem Druckteil (220) oder dem Aufnahmeteil (222), die miteinander in Kontakt stehen, eine gekrümmte Oberfläche aufweist.

15. Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform weiterhin aufweist:
ein Paar von zweiten Stellgliedern (442", 530) zum Erzeugen einer Verschiebung für ein Bewegen des beweglichen Tisch (422) in einer ersten Richtung (X); und
einem Paar von zweiten Verschiebungsverstärkungsmechanismen (401") zum Verstärken der Verschiebung des Paars von zweiten Stellgliedern (442", 530) und zum Übertragen der Verschiebung auf das Paar von zweiten elastischen Ab schnitten(426"),
wobei die zweiten Verschiebungsverstärkungsmechanismen (401") einen dritten Verstärkungsarm (428, 522), einen dritten elastischen Verbindungsabschnitt (534) zum drehbaren Verbinden des dritten Verstärkungsarms (428, 522) mit der unbeweglichen Basis (418, 534), einen vierten Verstärkungsarm (524, 526), der sich parallel zu dem dritten Verstärkungsarm (428, 522) erstreckt und mit dem elastischen Abschnitt (426") verbunden ist, einen vierten elastischen Verbin dungsabschnitt (432) zum drehbaren Verbinden des vierten Verstärkungsarms (424, 526) mit der unbeweglichen Basis (418, 534) und einem Verbindungsteil (436, 438, 440, 528) zum Verbinden des dritten Verstärkungsarms (428, 522) mit dem vierten Verstärkungsarm (424, 526) aufweist und
das zweite Stellglied (442", 530) sich in Richtung des dritten Verstärkungsarms (428, 522) den vierten Verstärkungsarm (424, 526) überkreuzend erstreckt.

16. Plattform nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Verstär kungsarm (424, 526) einen Hohlraum (444, 446, 536) aufweist und das zweite Stellglied (442", 530) sich dadurch erstreckt.

17. Plattform nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (444, 446, 536) eine Durchgangsöffnung (444) aufweist, die in dem vierten Verstär kungsarm (424, 526) ausgebildet ist

18. Plattform nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (444, 446, 536) eine Durchgangsnut (446, 536) aufweist, die in dem vierten Verstär kungsarm (424, 526) ausgebildet ist.

19. Plattform nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte elastische Verbindungsabschnitt (434) und der vierte elastische Verbindungsabschnitt (432) unterschiedliche Formen aufweisen.

20. Plattform nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte elastische Verbindungsabschnitt (434) und der vierte elastische Verbindungsabschnitt (432) Formen aufweisen, welche jeweils die Belastung der dritten und vierten elastischen Verbindungsabschnitte (432, 434) auf weniger als die maximal zu lässige Belastung der Materialien der dritten und vierten elastischen Verbin dungsabschnitte (432, 434) unterdrücken.

21. Plattform nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (436, 438, 440, 528) einen verbindenden Verstärkungsarm(440, 538), einen dritten elastischen Verbindungsabschnitt (436, 540) zum Verbinden des verbin denden Verstärkungsarms (440, 538) mit dem dritten Verstärkungsarm (428, 522) und eine vierten elastischen Verbindungsabschnitt (438, 542) zum Verbin den des verbindenden Verstärkungsarms (440, 538) mit dem vierten Verstär kungsarm(424, 526) aufweist, und der dritte elastische Verbindungsabschnitt (434), der vierte elastische Verbindungsabschnitt (432), der dritte elastische Verbindungsabschnitt (436, 540) und der vierte elastische Verbindungsabschnitt (438, 542) jeweils ein bogenförmiges Gelenk aufweisen.

22. Plattform nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Verstär kungsarm (216, 522) ein Aufnahmeteil (222, 532) enthält, das in Kontakt mit dem zweiten Stellglied (218, 530) steht, und das Aufnahmeteil (222, 532) eine Kraft des Stellglieds (218, 530) verteilt und auf den dritten Verstärkungsarm (216, 522) überträgt.

23. Plattform nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (222, 532) aus einem Material hergestellt ist, das härter als das des dritten Ver stärkungsarms (216, 522) ist.

24. Plattform nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stellglied (218) ein Druckteil (220) aufweist, das an seinem vorderen Ende vorgesehen ist, und das Druckteil (220) in Kontakt mit dem Aufnahmeteil (222) steht.

25. Plattform nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckteil (220) aus einem Material hergestellt ist, das härter als das des dritten Verstärkungs arms ist.

26. Plattform nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eines von dem Druckteil (220) und dem Aufnahmeteil(222), die in Kontakt miteinander stehen, eine gekrümmte Oberfläche aufweist.

27. Plattform, die ein Verschiebungsverstärkungsmechanismus enthält, welcher eine erste Achse (X) und eine dazu senkrechte zweite Achse (Y) aufweist, wobei die Plattform aufweist:
eine unbewegliche Basis (322);
einen beweglichen Tisch (306), der in Bezug auf die unbewegliche Basis (322) bewegt wird;
ein Paar von ersten elastischen Abschnitten (306), die zwischen der unbewegli chen Basis (322) und dem beweglichen Tisch (302) angeordnet sind, und in beiden Seiten des beweglichen Tisches (302) entlang der ersten Achse (X) sym metrisch vorgesehen sind;
ein Paar von zweiten elastischen Abschnitten (304), die zwischen der unbewegli chen Basis (322) und dem beweglichen Tisch (302) angeordnet sind, und in bei den Seiten des beweglichen Tisches (302) entlang der zweiten Achse (Y) sym metrisch vorgesehen sind;
einem Paar von ersten Stellgliedern (320) zum Erzeugen einer Verschiebung für ein Bewegen des beweglichen Tisches (302) in der zweiten Richtung (Y); und
ein Paar von ersten Verschiebungsverstärkungsmechanismen, die zwischen der unbeweglichen Basis (322) und dem Paar von ersten elastischen Abschnitten (306) angeordnet sind, zum Verstärken der Verschiebung des Paars von ersten Stellgliedern (320) und Übertragen der Verschiebung auf das Paar von ersten elastischen Abschnitten (306),
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verschiebungsverstärkungsmechanismus aufweist: ein Paar von drehbaren ersten Verstärkungsarmen (308) die sich ent lang der ersten Achse (X) erstrecken, wobei der erste Verstärkungsarm (308) mit einem Ende an dem ersten elastischen Abschnitt (306) und mit dem anderen Ende an der unbeweglichen Basis (322) verbunden ist, um so entsprechend einem Drücken durch das erste Stellglied (320) zu drehen, ein Paar von ersten Vorspannfedern (310, 314, 324) und zum Drängen des ersten Verstärkungsarms (308) in einer dem Drücken des ersten Stellgliedes (320) gegenüberliegenden Richtung, und ein Paar von ersten Lasteinstellmechanismen (312, 326) zum Ein stellen der Drängungskraft durch ein Ausüben einer Last auf die erste Vorspann feder (310, 314, 324).

28. Plattform nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elastische Abschnitt (306) eine relativ geringe Steifigkeit entlang der ersten Achse (X) und eine relativ hohe Steifigkeit entlang der zweiten Achse (Y) aufweist, und der zweite elastische Abschnitt (304) eine relativ hohe Steifigkeit entlang der ersten Achse (X) und eine relativ geringe Steifigkeit entlang der zweiten Achse (Y) aufweist.

29. Plattform nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elastische Abschnitt (306) eine lange rechteckige Feder mit einem Hohlabschnitt entlang der zweiten Achse (Y) aufweist, und der zweite elastische Abschnitt (304) eine lange rechteckige Feder mit einem Hohlabschnitt entlang der ersten Achse (X) aufweist.

30. Plattform nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorspannfe der (310, 314, 324) einen ersten Arm (310) aufweist, der sich von dem ersten Verstärkungsarm (308) in einer Seitenrichtung erstreckt und eine Kerbe (314) in der Mitte aufweist, und der erste Lasteinstellmechanismus (312, 326) eine Schraube (312) aufweist, die in der unbewegliche Basis (322) zum Drücken des vorderen Endabschnitts des ersten Arms (310) vorgesehen ist

31. Plattform nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorspannfe der (310, 314, 324) eine Schraubenfeder (324) aufweist, die mit dem ersten Ver stärkungsarm verbunden ist, und der erste Lasteinstellmechanismus (312, 326) eine Schraube (326) aufweist, die in der unbeweglichen Basis vorgesehen ist.

32. Plattform nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstär kungsarm (308) ein Aufnahmeteil (318) enthält, das mit dem ersten Stellglied (320) in Kontakt steht, und das Aufnahmeteil (318) eine Kraft des Stellglieds (320) verteilt und auf den ersten Verstärkungsarm (308) überträgt.

33. Plattform nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (318) aus einem Material hergestellt ist, das härter als das des ersten Verstär kungsarms (308) ist.

34. Plattform nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (318) eine gekrümmte Oberfläche aufweist.

35. Plattform nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin auf weist:
ein Paar von zweiten Stellgliedern (340) zum Erzeugen einer Verschiebung für ein Bewegen des beweglichen Tisches (302) in der ersten Richtung (X); und
ein Paar von zweiten Verschiebungsverstärkungsmechanismen zum Verstärken der Verschiebung des Paars von zwei Stellgliedern (340) und Übertragen der Verschiebung auf das Paar der zweiten elastischen Abschnitte (304),
wobei der zweite Verschiebungsverstärkungsmechanismus aufweist: ein Paar von drehbaren zweiten Verstärkungsarmen (328), die sich entlang der zweiten Achse (Y) erstrecken, wobei der zweite Verstärkungsarm (328) mit einem Ende an dem zweiten elastischen Abschnitt (304) und mit dem anderen Ende an der unbeweglichen Basis (322) verbunden ist, um so entsprechend einem Drücken durch das zweite Stellglied (340) zu drehen, ein Paar von zweiten Vorspann federn (324, 330, 334) zum Drängen des zweiten Verstärkungsarms (328) in einer dem Drücken des zweiten Stellgliedes (340) gegenüberliegenden Richtung, und ein Paar von zweiten Lasteinstellmechanismen (312, 326) zum Einstellen der Drängungskraft durch Ausüben einer Last auf die zweite Vorspannfeder (324, 330, 33).

36. Plattform nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorspann feder (324, 330, 334) einen zweiten Arm (330) aufweist, der sich von dem zweiten Verstärkungsarm (328) in eine Seitenrichtung erstreckt und eine Kerbe (334) in der Mitte aufweist, und der zweite Lasteinstellungsmechanismus (312, 326) eine Schraube (312) aufweist, die in der unbeweglichen Basis (322) zum Drücken des vorderen Endabschnitts des zweiten Arms (330) vorgesehen ist.

37. Plattform nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorspann feder (324, 330, 334) eine Schraubenfeder (324) aufweist, die mit dem zweiten Verstärkungsarm (328) verbunden ist, und der zweite Lasteinstellungsme chanismus (312, 326) eine Schraube (326) aufweist, die an der unbeweglichen Basis (322) vorgesehen ist.

38. Plattform nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verstär kungsarm (328) ein Aufnahmeteil (338) enthält, das mit dem zweiten Stellglied (340) in Kontakt steht, und das Aufnahmeteil (338) eine Kraft des Stellgliedes (340) verteilt und auf den zweiten Verstärkungsarm (328) überträgt.

39. Plattform nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (338) aus einem Material hergestellt ist, das härter als das des zweiten Verstär kungsarms (328) ist.

40. Plattform nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (338) eine gekrümmte Oberfläche aufweist.