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2009年度版日本語カタログ（PDF 7.1MB）
語版 本 日 度 年 009 2 Piezo Nano Positioning Inspirations 2009 Nanopositioning Micropositioning Nanometrology Piezo • Nano • Positioning 目次 Table of Contents 会社概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Company Profile ピエゾアクチュエータ＆コンポーネント . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 Piezo Actuators & Components ピエゾフレクシャーステージ/高速スキャニングシステム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Piezo Flexure Stages / High-Speed Scanning Systems 高速ステアリングミラー/アクティブオプティクス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 Fast Steering Mirrors / Active Optics / Steering Mirrors PiezoWalk® モーター/アクチュエータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70 PiezoWalk® Motors / Actuators リニア、ハイブリッドステージ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83 Linear and Hybrid Stages 静電容量センサー/信号コンディショナー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 Capacitive Sensors / Signal Conditioners ヘキサポッド6軸システム/パラレル制御 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102 Hexapods 6-Axis Systems / Parallel Kinematics ピエゾドライバー/サーボコントローラー Piezo Drivers / Servo Controllers 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108 Piezo • Nano • Positioning Moving the NanoWorld 科学・産業向け精密位置決め NanoAutomation®:科 カールスルーエのPI本社 未来を創るテクノロジーソリューション PIは現在、重要なハイテク市場のすべ てにマイクロ／ナノポジショニング・ ソリューションを提供しています。 半導体技術 光計測、顕微鏡検査 PIは、1ナノメートルを上回る精 度の精密位置決めシステムにお ける最高の技術をもち、マーケ ットリーダーのポジションにあ ります。何百万個ものトランジ スタが1mm四方に収まる世界、分 子が操られる世界、生きた細胞 を観察しながら何千個もの「バ ーチャルスライス」がつくられ る世界、髪の毛の直径にも満た ない光ファイバーの束が6軸で並 べられる世界。ナノの世界には 、ナノメートルレンジの動作制 御が必要不可欠です。 バイオテクノロジー、医療機器 精密自動化、精密実装 精密加工 データストレージ 光通信、光ファイバー、電気通信 ナノテクノロジー ナノワールドと呼ばれる世界 マイクロシステム技術 航空宇宙工学 天文学 PIは、何十年にもわたって続け てきた技術革新と利益の再投資 により、現在のマーケットリー ダーの地位を確立しました。こ の地位はまた、お客さまとの長 期的な関係、アイデアを実行に 移す自由な企業文化の賜物でも あります。 を予見していた人は、当時はほ とんどいませんでした。現在で は精密機械業界にさえ、ナノメ ートルレベルの位置決めシステ ムが必要不可欠です。 重要なテクノロジーは社内で PIは垂直統合戦略をとり、重要 なテクノロジーはすべて社内で 開発し保持しています。ソフト ウェア、精密機構、デジタルお よびアナログ制御エレクトロニ クス、サブナノメートル分解能 のポジションセンサー、ピエゾ セラミック、ピエゾアクチュエ ータなどの分野において、設計 から納入までの全段階を社内で 管理することにより、最高の品 質を確保するとともに、コスト の低減を図っています。 30年を超える経験 PIのレセプションデスク 皆様のご来社をお待ちして おります。 PIがピエゾ位置決め技術を発表 した30年以上前、お客様のほと んどは、レーザー共振器のキャ ビティ調整、ファブリ・ペロー 干渉計、フィルターを扱う研究 所や大学でした。半導体製造や バイオテクノロジーをはじめ、 あらゆる産業分野がナノポジシ ョニングの進歩を活用する未来 3 Piezo • Nano • Positioning PIグループ 高品質・高性能のブランドをグローバルに展開 マサチューセッツ州のPI USA本社 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 PI－世界市場を舞台に 500人余の従業員と柔軟な垂直統 合組織により堅調な成長率を記 録するPIは、革新的な精密位置 決め分野のあらゆる要件を満た し、世界中のお客様に卓越した 製品を供給することができます。 国際的なサービス販売網 PIは、世界で最も重要な市場に 販売サービス子会社を設立し、3 大陸にナノ計測研究所を置いて います。ヨーロッパに主要なR＆ Dセンターと製造施設を構えるほ か、PI上海とPI USAには、現地 市場の特有のニーズに迅速に対 応するための開発製造機能を備 えています。これらの支社に加 え、他の多くの工業国に販売代 理店網を確立しています。有能 なスタッフのネットワークを世 界中に広げ、お客さまとの末永 い信頼関係を築いています。 ブランド・品質ポリシー PIの製品の品質と信頼性は最も 厳格な規格に従っています。顧 客の期待と満足度にも重点を置 くISO 9001認証を、ナノポジシ ョニングテクノロジーの製造企 業として初めて1994年に取得し ました。PIの統合マネジメント システム（IMS）には、環境保全 と作業安全の規格も含まれてい ます（ISO 14001：2004およびOHSAS 4 18001：1999）。このマネジメン トシステムにより、PIのすべて の事業所おいて業務手順すべて の法的遵守を確保するとともに 、継続的改善に取り組んでいま す。 PIは、品質と精度を象徴する世界的なブラ ンドです。 PIのブランドとコーポレートカ ラーは、ハイテクの世界で広く 知られています。PIFOC®は対物 レンズポジショナー全般の代名 詞にもなっており、PICMA®は、 最高の信頼性を誇るピエゾアク チュエータ製品です。 1970 PI ドイツ、カールスルーエ PI (Physik Instrumente) L.P. カリフォルニア州アーバイン マサチューセッツ州オーバーン PI (Physik Instrumente) Ltd. ハ ーペンデン ジャパン株式会社 PIジ 東京 大阪 PIフランスS.A.S パンタンCedex セラミック PIセ ドイツ、レーダーホーゼン PI-Werk ドイ ツ、ローゼンハイム 上海 PI上 上海 PI S.r.I. ミラノ Piezo • Nano • Positioning PI—イノベーションを伝統として 年代 70年 ピエゾエレクトリックトラ ンスレーターの初の商品化 初のプリロード付き産業用 ピエゾトランスレーター 年代 80年 クローズドループ・ピエゾ アクチュエータの初の商品化 フレクシャガイドとピエゾ ドライブ搭載の初のナノポ ジショニングシステム 年代 90年 初のハイブリッドドライブ 搭載ファイバーポジショニ ングシステム 初の一体構造型低電圧ピエ ゾ搭載プリロード付きアク チュエータ コンピューター制御ナノポ ジショニングシステム 初のクローズドループ画像 安定化プラットフォーム PIは過去40年間で、ナノポジシ ョニングテクノロジーの大手製 造企業に成長しました。 宇宙開発とレーザーテクノロジ ーが光学研究を促進した1970年 代、PIはピエゾアクチュエータ を発売し、当時最高の位置決め 精度を科学者に提供しました。 1980年代はマイクロコンピュー ターの発展が第一次半導体ブー ムを生み、電子機器の小型化が 進みます。PIは、それぞれのタ スクに適したナノポジショニン グシステムを発表しました。 1990年代、ベルリンの壁崩壊で 冷戦が終結、境界を超えたコミ ュニケーションの新時代が幕を 開けました。PIにとっても、子 会社PI Ceramicを旧東ドイツに 設立し、新境地を開く時代とな りました。テクノロジーでは光 通信に的を絞り、光ファイバー とファイバーアレイにおいて急 増する精密位置決めのニーズに 対応しました。 20世紀末前後はナノテクノロジ ーが世界的に進歩し、半導体の 製造と検査、バイオテクノロジ ーなど、「より小さく、より精 密」であることが成功のカギを 握る分野でナノテクノロジーの 商品化が急速に進みました。 PIは、かつてないスピードと精 度のナノメートルポジショニン グ、安定化、自動化により、こ れらの分野のタスクに適したソ リューションも提供しています。 初の無摩擦ガイダンス搭載 ハイレベルダイナミクス・ ナノフォーカスシステム サブナノメートル精度を可 能にするリニアライゼーシ ョン機能統合の初の2プレー ト静電容量センサーとコン トローラ パラレル計測とパラレル制 御による初のピエゾナノポ ジショニングシステム 2000 年以降 初のピエゾ駆動ツールサ ーボ PIが独自のピエゾセラミッ クを製造する、初のナノポ ジショニングシステムサプ ライヤーとなる 初のサブミクロン分解能ヘ キサポッド6 DOFポジショニ ングシステム 初の高分解能PiezoWalk® リニアモーター搭載完全自 動ファイバー位置合わせシ ステム 初のアクティブ6Dガイダ ンス搭載ピエゾナノポジシ ョニング 回転中心を完全にバーチャ ル化した初の自動6Dファイ バー位置合わせシステム 初のInputShaping®振動 抑制機能搭載ピエゾコント ローラ 長寿命化セラミック採用、 真空中での気体放出ゼロの 初の多層ピエゾアクチュエ ータ：PICMA® 小型の光・機械コンポーネ ントの操作を可能にするピ エゾモーターミニチュアド ライブの大量生産を開始 従来のモータースピンドル 構造に代わるPILine®コンパ クト超音波ピエゾモーター およびドライブの特許取得 高分解能、高負荷のピエゾ リニアステッピングドライ ブPiezoWalk® の特許取得： NEXLINE®、NEXACT® 初の座標変換機能搭載デジ タル6軸ピエゾコントローラ 初のダイナミックデジタル リニアライゼーションによ るピエゾコントローラ（リ ニアリティが最大1000倍向 上） クローズドループピエゾド ライブ搭載、100 mradビー ム偏向レンジの初のハイレ ベルダイナミクス2軸スキャ ニングミラー 操作顕微鏡用大口径の最速 クローズドループXYナノポ ジショニングステージ 多軸で1nm未満のガイド 精度のスキャニングステー ジ 初の光ファイバーインター フェイス搭載デジタルピエ ゾコントローラ 5 Piezo • Nano • Positioning ピエゾアクチュエータ＆コンポーネント Piezo Actuators & Components Piezo • Nano • Positioning 目次 Table of Contents P-840 / P-841プリロード付き＆クローズドループピエゾアクチュエータ（低電圧タイプ） . . . . . . . . . . . . . . . . .8 Preloaded Open- & Closed-Loop Piezo Translators (LVPZT) P-842 - P-845プリロード付きピエゾアクチュエータ（低電圧タイプ） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 Preloaded Piezo Actuators (LVPZT) with Sensor Option P-212 / P-216PICATMプリロード付きオープン＆クローズドループ高出力ピエゾアクチュエータ（高電圧タイプ） . . . . . .12 Preloaded Open- & Closed-Loop PICA™ Power Piezo Actuators (HVPZT) with Sensor Option P-225 / P-235PICATMプリロード付き高剛性ピエゾアクチュエータ（高電圧タイプ） . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Preloaded PICA™ Power High-Load Piezo Actuators (HVPZT) with Sensor Options P-882 – P888 PICMA® 高性能モノリシック多層ピエゾアクチュエータ（低電圧タイプ） . . . . . . . . . . . . . . . . .16 PICMA® High-Performance Monolithic Multilayer Piezo Actuators (LVPZT) P-010.xxH · P-016.xxH · P-025.xxHPICA™-Thru開口部付きピエゾ空洞積層型アクチュエータ（高電圧タイプ） . . . . . .18 PICA™-Thru Piezo Stack Actuators with Aperture (HVPZT) 7 Piezo • Nano • Positioning P-840 · P-841プリロード付きビエゾアクチュエータ オプションで、位置センサー内蔵タイプを用意 超高真空に対応－最小限のアウ トガス この製品は、ポリマー絶縁がな く、キュリー温度が高いため、 超高真空用に最適です（最小限 のアウトガス／高ベークアウト 温度：最高150℃）。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-840、P-841ピエゾトランスレータ（DIPスイッチは、大きさの比較用） PICMATMピエゾセラミック層による驚異の長寿命 ストローク～90µm コンパクトなケース プッシュフォース～1000N プルフォース～50N サブミリセカンドの応答 サブナノメートルの分解能 オプション：ボールチップ、真空対応バージョン P-840およびP-841シリーズトラ ンスレータは、スタティックお よびダイナミックアプリケーシ ョンのための高分解能のリニア アクチュエータです。これらは 、サブミリセカンドの応答とサ ブナノメートルの分解能を実現 しています。 アプリケーション例 スタティックとダイナミ ックの精密位置決め ディスクドライブ試験 アダプトロニクス スマート構造 アクティブ振動制御 スイッチ レーザーチューニング パッチクランプ ナノテクノロジー 8 設計 P-840およびP-841トランスレー タは、信頼性の高い多層構造の ピエゾセラミック層で構成され 、これらは、内部スプリングで プリロードが加えられた非磁性 ステンレス鋼ケースにより保護 されています。プリロードによ って、ダイナミックアプリケー ションや引っ張り負荷用に最適 です。 長寿命を約束するセラミック絶 縁ピエゾアクチュエータ PICMA ® 多層構造のピエゾアクチ ュエータを使用することで最大 限の信頼性が保証されます。 PICMA ® アクチュエータは、セラ ミックだけで絶縁されている唯 一のアクチュエータです。この セラミック絶縁により、アクチ ュエータは周囲湿度や漏れ電流 に対する耐性があります。この ため、従来のアクチュエータに 比べてはるかに優れた信頼性と 寿命を備えています。 取り付け 取り付けは下部で、5N未満のプ ッシュ／プルフォースによりケ ースをクランプしてアクチュエ ータを保持できます。オプショ ンのボールチップ（P-840.95） は、ピエゾセラミックからトル クと偏心力を除去するために使 用します。磁性アダプタ P- 17 6 . 2 0 は 、 上 部 に 接 着 す る ことにより、磁気カップリング を発生させます。 詳細については、『取り付けお よび取り扱いのガイドライン』 をご覧ください。 クローズドループ動作に適した 高精度 標準モデルP-840は、オープンル ープの位置決めに適しています。 高分解能の歪みゲージ位置セン サーを内蔵するP-841は、クロー ズドループ動作において高精度 を実現しています。（詳細は、 『ナノポジショニングチュート リアル』をご参照下さい。） ビエゾドライバ、コントロー ラ、アンプ 高分解能アンプおよびサーボ制 御エレクトロニクス（デジタル およびアナログ）については、 オーダー情報 P-840.10 プリロード付きビエゾアクチュエー タ、ストローク15µm P-840.20 プリロード付きビエゾアクチュエー タ、ストローク30µm P-840.30 プリロード付きビエゾアクチュエー タ、ストローク45µm P-840.40 プリロード付きビエゾアクチュエー タ、ストローク60µm P-840.60 プリロード付きビエゾアクチュエー タ、ストローク90µm P-841.10 プリロード付きビエゾアクチュエー タ、SGSセンサー付き、ストローク 15µm P-841.20 プリロード付きビエゾアクチュエー タ、SGSセンサー付き、ストローク 30µm P-841.30 プリロード付きビエゾアクチュエー タ、SGSセンサー付き、ストローク 45µm P-841.40 プリロード付きビエゾアクチュエー タ、SGSセンサー付き、ストローク 60µm P-841.60 プリロード付きビエゾアクチュエー タ、SGSセンサー付き、ストローク 90µm 『ビエゾドライバとナノポジシ ョニングコントローラ』をご覧 ください。 P-840、P-841の外形図（単位：mm）長さL：表を参照 Piezo • Nano • Positioning P-841.10の、 ピーク～ピーク 値3nmの方形波制 御入力信号に対 する応答（サー ボ制御のバンド 幅240Hz、設定時 間2msecで測定） 技術データ/購入ガイド モデル P-841.10 P-840.10 P-841.20 P-840.20 オープンループストローク、0～+100V 15 30 45 60 90 µm ±20 % クローズドループストローク 15 / – 30 / – 45 / – 60 / – 90 / – µm SGS / – P-841.30 P-840.30 P-841.40 P-840.40 P-841.60 P-840.60 Units * 内蔵フィードバックセンサー SGS / – SGS / – SGS / – SGS / – ** クローズドループ／オープンループ分解能 0.3 / 0.15 0.6 / 0.3 0.9 / 0.45 1.2 / 0.6 1.8 / 0.9 nm *** 大信号に対する静的剛性 57 27 19 15 10 N/µm ±20 % 最大1000Nのプッシュフォース 1000 1000 1000 1000 1000 N 最大50Nのプルフォース 50 50 50 50 50 N トルク限界値（チップ） 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 Nm 静電容量 1.5 3.0 4.5 6.0 9.0 µF ±20 % 動作電流に対するダイナミック係数（DOCC) 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 µA / (Hz • µm) 無負荷時の共振周波数 18 14 10 8.5 6 kHz ±20 % 動作温度範囲 -20～+80 -20～+80 -20～+80 -20～+80 -20～+80 °C 電圧接続部 LEMO LEMO LEMO LEMO LEMO センサー接続部 LEMO LEMO LEMO LEMO LEMO 質量（ケーブル含まず） 20 28 46 54 62 材料：ケース、端部 N-S N-S N-S N-S N-S 長さL 32 50 68 86 122 g ±5 % mm ±0.3 * クローズドループモデルは、最大0.15%のリニアリティが可能で、性能報告書とともに出荷されます。 ** PIピエゾアクチュエータの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-503アンプによるノイズ相当分の動作です。 *** 小信号に対する動的剛性は、～30%以上です。 推奨コントローラ／アンプ 単一チャネル：E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ、E-62lコントローラモジュール 単一チャネル：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、E-505高出力アンプモジュール）付き、およびE-509コントローラ（オプション） 複数チャネル：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、E-503アンプモジュール（3チャネル）またはE-505高出力アンプ（軸あたり1）付き、および E-509コントローラ（オプション） 9 Piezo • Nano • Positioning P-842 – P-845プリロード付きピエゾアクチュエータ 高負荷および力発生用に、オプションで位置センサー内蔵タイプを用意 P-842/P-843およびP-844/P-845 シリーズピエゾトランスレータ は、スタティックおよびダイナ ミックアプリケーションのため の高分解能のリニアアクチュエ ータです。これらは、サブミリ セカンドの応答とサブナノメー トルの分解能を実現していま す。 設計 P-842/P-843およびP-844/P-845 トランスレータは、PICMA® 多層 構造のピエゾセラミック層で構 成され、これらは、内部スプリ ングでプリロードが加えられた 非磁性ステンレス鋼ケースによ り保護されています。プリロー ドによって、ダイナミックアプ リケーション（精密機械加工、 アクティブ振動制御など）や引 っ張り負荷用に最適です。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-844ピエゾアクチュエータ（バッテリは、大きさの比較用） PICMATMピエゾセラミック層による驚異の長寿命 ストローク～90μm プッシュフォース～3000N プルフォース～700N サブミリセカンドの応答 サブナノメートルの分解能 オプション：真空対応バージョン、防水ケース クローズドループ動作に適した 高精度 P-842およびP-844は、オープ ンループの位置決めアプリケー ション、あるいは外部フィード バックとの使用に適していま す。P-843およびP-845は、高分 解能のSGS位置センサーを内蔵 アプリケーション例 スタティックとダイナミッ クの精密位置決め ディスクドライブ試験 光学 各種計測／干渉計 スマート構造／アダプト ロニクス 精密機構／機械加工 アクティブ振動制御 スイッチ レーザーチューニング し、クローズドループ動作にお いて高精度を実現しています （詳細は、『ナノポジショニン グチュートリアル』をご覧くだ さい）。 長寿命を約束するセラミック絶 縁ピエゾアクチュエータ PICMA®多層構造のピエゾアクチ ュエータを使用することで最大 限の信頼性が保証されます。 技術データ/購入ガイド モデル オープンルー プストロー ク、-0～+100V [µm] ±20% * クローズ ドループ ストローク [µm] ** 内蔵 フィード バックセ ンサー *** クローズドルー プ／オープンルー プ分解能 [nm] 大信号 に対する 静的剛性 [N/µm] ±20 % プッシュ プルフォ ース容量 [N] 静電容量 [µF] ±20 % 1.5 P-842.10 15 – – - / 0.15 57 800 / 300 P-842.20 30 – – - / 0.3 27 800 / 300 3.0 P-842.30 45 – – - / 0.45 19 800 / 300 4.5 P-842.40 60 – – - / 0.6 15 800 / 300 6.0 P-842.60 90 – – - / 0.9 10 800 / 300 9.0 P-843.10 15 15 SGS 0.3 / 0.15 57 800 / 300 1.5 P-843.20 30 30 SGS 0.6 / 0.3 27 800 / 300 3.0 P-843.30 45 45 SGS 0.9 / 0.45 19 800 / 300 4.5 P-843.40 60 60 SGS 1.2 / 0.6 15 800 / 300 6.0 P-843.60 90 90 SGS 1.8 / 0.9 10 800 / 300 9.0 P-844.10 15 – – - / 0.15 225 3000 / 700 6.0 P-844.20 30 – – - / 0.3 107 3000 / 700 12.0 P-844.30 45 – – - / 0.45 75 3000 / 700 18.0 P-844.40 60 – – - / 0.6 57 3000 / 700 24.0 P-844.60 90 – – - / 0.9 38 3000 / 700 36.0 P-845.10 15 15 SGS 0.3 / 0.15 225 3000 / 700 6.0 P-845.20 30 30 SGS 0.6 / 0.3 107 3000 / 700 12.0 P-845.30 45 45 SGS 0.9 / 0.45 75 3000 / 700 18.0 P-845.40 60 60 SGS 1.2 / 0.6 57 3000 / 700 24.0 P-845.60 90 90 SGS 1.8 / 0.9 38 3000 / 700 36.0 10 Piezo • Nano • Positioning PICMA®アクチュエータは、セラ ミックだけで絶縁されている唯 一のアクチュエータです。この セラミック絶縁により、アクチ ュエータは周囲湿度や漏れ電流 に対する耐性があります。この ため、従来のアクチュエータに 比べてはるかに優れた信頼性と 寿命を備えています。 取り付け 取り付けは下部で、100N未満の プッシュ／プルフォースにより ケースをクランプしてアクチュ エータを保持できます。フレキ シブルチップP-176.50/P-176.60 を取り付けることにより、剪断 力からセラミックを保護できま す。詳細については、『取り付 けおよび取り扱いのガイドライ ン』をご覧ください。 P-176.60 P-844/P-845用フレキシブルチッ プ 接続機器として、アダプターケ ーブルおよびコネクタがありま す。『ピエゾ製品』の「アクセ サリ」をご覧ください。 ビエゾドライバ、コントロー ラ、アンプ 高分解能アンプおよびサーボ制 御エレクトロニクス（デジタル およびアナログ）については、 『ビエゾドライバとナノポジシ ョニングコントローラ』をご覧 ください。 P-844、P-845の外形図（単位：mm） 長さL：表を参照上端部の最大トルク：1Nm オプション P-703.20 高真空オプション アクセサリ P-176.50 P-842/P-843用フレキシブルチッ プ 動作電流に対 するダイナ ミック係数 µA / (Hz • µm)] 無負荷時 の共振周 波数 [kHz] ±20% 質量（ケ ーブル含 まず） [g] ±5% 長さL [mm] 12.5 18 31 37 12.5 14 42 55 12.5 10 53 73 P-842、P-843の外形図（単位：mm） 長さL：表を参照。上端部の最大トルク：0.35Nm 12.5 8.5 64 91 12.5 6 86 127 12.5 18 31 37 12.5 14 42 55 12.5 10 53 73 12.5 8.5 64 91 12.5 6 86 127 50 16 84 47 50 12 108 65 50 9 132 83 500 7.5 156 101 50 5.5 204 137 50 16 84 47 50 12 108 65 50 9 132 83 50 7.5 156 101 50 5.5 204 137 電圧接続部：LEMO FFA.00.250、同軸ケーブル、RG 178、PTFE センサー接続部：LEMO FFA.0S.304コネクタ、1m同軸ケーブル（PUR絶縁材） 動作温度範囲：-40～80℃、ケース／末端部：非磁性鉄鋼 * クローズドループモデルは、最大0.15%のリニアリティが可能で、 性能報告書とともに出荷されます。 ** ピエゾアクチュエータの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受 けません。表示されている値は、E-503アンプによるノイズ相当分の 動作です。 *** 小信号に対する動的剛性は、～30%以上です。 推奨コントローラ／アンプ 単一チャネル：E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、 ベンチトップ、E-62lコントローラモジュール 単一チャネル：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、E-505高出 力アンプモジュール付きおよびE-509コントローラ（オプション） 複数チャネル：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、E-503アンプ モジュール（3チャネル）またはE-505高出力アンプ（軸あたり1）付き、 およびE-509コントローラ（オプション） 11 Piezo • Nano • Positioning P-212, P-216 PICATM高出力ピエゾスタックアクチュエータ プリロード付きピエゾアクチュエータ(HVPZT) センサーオプション付き オーダー情報 2 プリロード付きピエゾアクチュエータ、1000V、2000N 6 プリロード付きピエゾアクチュエータ、1000V、4500N 0 センサーなし S SGS位置センサー付き P-21 T 低温用に改良 . V 高温／真空用に改良 1 ストローク15μm 2 ストローク30μm 4 ストローク60μm オプション： 8 ストローク120μm 9 ストローク180μm（P-216のみ） © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 左から：P-212.1Sと.8S、 P-216.9S、.4S、および 1Sピエゾアクチュエータ （CDは大きさの比較用） ストローク～180μm プッシュフォース～4500N プルフォース～500N サブミリセカンドの応答 サブナノメートルの分解能 オプション：真空、高温、および低温 詳細については、「オプションおよびアクセサリ」をご覧ください。 接続器具として、アダプターケーブルおよびコネクタがあります。『 ナノポジショニングでの圧電性物質』の「アクセサリ」をご覧くださ い。 P-177.50 ダイナミックアプリ ケーション（E-481 を使用）：PICATM HVPZT用の温度センサ ーおよび保護用エア オープンループとクローズドルー ルチップは、トルクと中心を外れ プのモデルで最適なダイナミクス た力がトランスレータに加わらな とリニアリティを実現 いことを目的としています。詳細 標準モデルは、オープンループの については、『取り付けと取り扱 位置決めアプリケーションに理想 いのガイドライン』をお読みくだ 的です。このモードでは、アクチ さい。 ュエータの変位は印加電圧にほぼ 比例します。 P-212とP-216のシリーズは、ス これらのアクチュエータは、摩擦 PIのアンプ、ドライバ、およびコ オープンループ動作は、高速応答と タティックとダイナミックのアプ のないPICA TMプリロード付高出力 ケーションのための高分解能のリ アクチュエータを内蔵しています ニアピエゾアクチュエータ（トラ 。プリロードを加えることによっ ンスレータ）です。これらは、サ て精密機械加工やアクティブダン ブミリセカンドの応答とサブナノ ピングなどのダイナミックなアプ メートルの分解能を実現していま リケーションで理想的なアクチュ す。 エータとなります。 ントローラによる高度な柔軟性 、高周波数帯域で高分解能が必須と PIは、低ドライバから高性能アン なるアプリケーションに理想的です プ／コントローラE-481に至る 。オープンループ動作では、コマン まで、広範囲にわたるピエゾアク ドを送信して絶対値でターゲット位 チュエータの制御エレクトロニク 置を読み取ることは重要ではなく、 スを取り揃えています。 必要な場合は外部の位置センサーに クローズドループ動作について よって実施されます。 は、PIは、アナログとデジタルの 最高の位置決め精度と再現性を得 超高信頼性を備えた大きな変位置 さまざまなコントローラを提供し るためには、内蔵の高分解能の歪 アプリケーション例 PICATM高出力アクチュエータは、 ています。E-500のモジュー みゲージ位置センサーを用いてPI 高温の動作条件とサイクル数の高 ル式システムは、アンプからサー 製造工場において設定されたクロ 光学 いダイナミックアプリケーション ボコントローラに至るまで簡単に ーズドループオプションを選択 各種計測／干渉計 アダプトロニクス 用に最適化されています。 アップグレードすることができま し、PIのサーボ制御エレクトロニ すべてのPICA TMピエゾセラミック す。これには各種インターフェイ クスを用いて駆動してください。 は、サイクル数の高いアプリケー 精密工学／マイクロメカ ニクス スやディスプレイのモジュールが 詳細については、『チュートリア ション専用に設計されています。 含まれます。 ル：ナノポジショニングでの圧電 数十年にわたって得られたPIの幅広 性物質』をご覧ください。 アダプティブメカニクス アクティブ振動ダンピング スイッチ クローズドループ用として、真空 いアプリケーション知識によると、 タイプ、防水タイプ、その他各種 性能は信頼性を犠牲にして得られる 工場取り付けオプションがありま ものではありません。使用する材料 機械的な取り付け す。詳細については、「購入ガイ はすべて、堅牢性と寿命に明確に適 取り付けは、5N未満のプッシュ･ ド」をご覧ください。接続器具と 合したものです。PICA TMアクチュエ プルフォースを用いて下部で行い して、アダプターケーブルおよび ータに対する耐久性試験によって、 ますが、ケースをクランプするこ コネクタがあります。『ナノポジ 10億回のサイクル後も性能が安定し とでアクチュエータを保持するこ ショニングでの圧電性物質』の「 ていることが証明されています。 とができます。オプションのボー アクセサリ」をご覧ください。 レーザーチューニング 力の発生／材料試験 ナノテクノロジー 12 Piezo • Nano • Positioning A0-0.05 0.05 A M 9 SW D L 0.5 5.5 0.5 Artikel / Item LID[mm] A SW C 4 9.5 5 11 M4 5 Option Sensor M8 7 A [mm] B [mm] P-212.1X 47 8 18 P-212.2X 60 8 18 P-212.4X 86 8 18 P-212.8X 139 8 18 P-216.1X 47 10 25 P-216.2X 60 10 25 P-216.4X 86 10 25 P-216.8X 139 10 25 P-216.9X 191 10 25 Piezo B 0.1 P-212とP-216の外形図（単位：mm）末端部とケースはステンレス鋼 センサー接続部：LEMO FFA.0S.304、PUR絶縁材付きの1m同軸ケーブル 電圧接続部：LEMO FGG.0B.701.CJA、PUR絶縁材付きの1m同軸ケーブル、2芯、シールド付き 技術データ/購入ガイド モデル P-212.10 P-212.20 P-212.40 P-212.80 P-216.10 P-216.20 P-216.40 P-216.80 P-216.90 単位 動作電圧 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 V クローズドループストローク* 15 30 60 120 15 30 60 120 180 µm クローズドループ分解能*/** 0.3 0.6 1.2 2.4 0.3 0.6 1.2 2.4 3.6 nm 標準 オープンループ分解能** 0.15 0.3 0.6 1.2 0.15 0.3 0.6 1.2 1.8 nm 標準 リニアリティ* 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 % 標準 大信号に対する静的剛性*** 90 60 34 18 210 140 80 50 32 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 17 12 7 4.5 17 12 7 4.5 3 kHz ±20 % 最大 公差 動作および位置決め 機械特性 プッシュプルフォース容量 2000 / 300 2000 / 300 2000 / 300 2000 / 300 4500 / 500 4500 / 500 4500 / 500 4500 / 500 4500 / 500 N 剪断力限界 15 10 10 10 60 36 23 23 23 N トルク限界（チップ） 0.5 0.5 0.5 0.5 1 1 1 1 1 Nm 47 90 180 370 130 250 500 1000 1500 nF 5 5 5 5 13 13 13 13 13 µA/(Hz • µm) ±20 % 110 120 150 210 170 200 250 370 480 g ドライブ特性 静電容量 動作電流に対するダイナ ミック係数 ±20 % その他 質量 ±5 % * SGSセンサーには、SGSセンサーオプションP-177.10が必要です。SGSバージョンは、計測データとともに出荷されます。 ** ピエゾアクチュエータの分解能は、静止摩擦や動的摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-508アンプによるノイズ相当分の動作です。 *** 小信号に対する動的剛性は50%以上です。 ピエゾセラミックタイプ：PICATM高出力 動作温度範囲：-40℃～+80℃ 推奨コントローラ／ドライバ：B、I、J（コード表示） 長寿命を実現するために、750V以上の電圧は短時間だけ印加してください。詳細については、「注意（技術データ）」をご覧ください。 13 Piezo • Nano • Positioning P-225, P-235 PICA™高出力ピエゾスタックアクチュエータ プリロード付き高負荷ピエゾアクチュエータ(HVPZT) センサーオプション付き オーダー情報 2 プリロード付き高負荷ピエゾアクチュエータ、1000V、12500N 3 プリロード付き高負荷ピエゾアクチュエータ、1000V、30000N 0 センサーなし S SGS位置センサー付き P-2 5. T 低温用に改良 V 高温／真空用に改良 1 ストローク15μm オプション： 2 ストローク30μm 4 ストローク60μm 8 ストローク120μm 9 ストローク180μm（P-235のみ） © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 高荷重ピエゾアクチュエータP-235.1S、.4S、および.9S、 P-225.8Sおよび.1S（左から）（CDは大きさの比較用） 超高剛性 プッシュフォース～30,000N プルフォース～3500N ストローク～180μm オプション：真空、高温、低温、および防水ケース付きの 各バージョン P-225とP-235は、スタティック とダイナミックのアプリケーシ ョンのためのプリロード付き高 負荷ピエゾアクチュエータ（ト ランスレータ）です。これらは 、サブミリセカンドの応答とサ ブナノメートルの分解能を実現 しています。 この高発生力リニアアクチュエ ータは、ステンレス鋼ケースに 包まれたPICATM高出力圧電セラ ミック層で構成され、末端部は アプリケーション例 精密工学／マイクロメ カニクス アダプティブメカニクス アクティブ振動ダンピング アダプトロニクス スタティックとダイナ ミックの精密位置決め 力の発生／材料試験 14 ステンレス鋼で、また摩擦のな い内部スプリングでプリロード が加えられています。高負荷能 力とプリロードによって、機械 加工のアプリケーションやアク ティブ振動キャンセルに理想的 なアクチュエータとなります。 超高信頼性を備えた高変位 PICATM高出力アクチュエータは、 高温の動作条件とサイクル数の 高いダイナミックアプリケーシ ョン用に最適化されています。 すべてのPICATMピエゾセラミック は、サイクル数の高いアプリケ ーション専用に設計されていま す。数十年にわたって得られたP Iの幅広いアプリケーションの知 識によると、性能は信頼性を犠 牲にして得られるものではあり ません。使用する材料はすべて 、堅牢性と寿命に明確に適合し たものです。PICATMアクチュエ ータに対する耐久性試験によっ て、10億回のサイクル後も性能 が安定していることが証明され ています。 詳細については、「オプションおよびアクセサリ」をご覧ください。 接続器具として、アダプターケーブルおよびコネクタがあります。『 ナノポジショニングでの圧電性物質』の「アクセサリ」をご覧くださ い。 オープンループとクローズドル ープのモデルで最適なダイナミ クスとリニアリティを実現 標準モデルは、オープンループ の位置決めアプリケーションに 理想的です。このモードでは、 アクチュエータの変位は印加電 圧にほぼ比例します。 オープンループ動作は、高速応 答と、高周波数帯域で高分解能 が必須となるアプリケーション に理想的です。オープンループ 動作では、コマンドを送信して 絶対値でターゲット位置を読み 取ることは重要ではなく、必要 な場合は外部の位置センサーに よって実施されます。 最高の位置決め精度と再現性を 得るためには、内蔵の高分解能 の歪みゲージ位置センサーを用 いてPI製造工場において設定さ れたクローズドループオプショ ンを選択し、PIのサーボ制御エ レクトロニクスを用いて駆動し てください。詳細については、 『チュートリアル：ナノポジシ ョニングでの圧電性物質』をお 読みください。 PIのアンプ、ドライバ、および コントローラによる高度な柔軟 性 PIは、低価格、低電力のピエゾ ドライバから、2000Wのダイナミ ック電力を供給するE-481高性 能アンプ／コントローラまで広 P-177.50 ダイナミックアプリケ ーション（E-481を 使用）：PICATM HVPZT用の温度センサー および保護用エア P-706.00 防水ケース 範囲にわたってピエゾアクチュ エータ用の制御エレクトロニク スを取り揃えています。 クローズドループ動作について は、アナログとデジタルのさま ざまなコントローラをご利用い ただけます。E-500のモジュー ル式システムは、アンプからサ ーボコントローラに至るまで簡 単にアップグレードできます。 これには各種インターフェイス やディスプレイのモジュールが 含まれます。 オプションおよびアクセサリ クローズドループ用として、真 空タイプ、防水タイプ、その他 各種工場取り付けオプションが あります。詳細については、「 購入ガイド」をご覧ください。 接続器具として、アダプターケ ーブルおよびコネクタがありま す。『ナノポジショニングでの 圧電性物質』の「アクセサリ」 をご覧ください。 詳細については、『取り付けと 取り扱いのガイドライン』をお 読みください。 ピエゾドライバ、コントローラ、 アンプ 高分解能アンプおよびサーボ制 御エレクトロニクス（デジタル およびアナログ）については、 『ピエゾドライバとナノポジシ ョニングコントローラ』の項を ご覧ください。 Piezo • Nano • Positioning P-225とP-235の外形図（単位：mm）末端部とケースはステンレス鋼 センサー接続部：LEMO FFA.0S.304、PUR絶縁材付きの1m同軸ケーブル 電圧接続部：LEMO FGG.0B.701.CJA.1173、PUR絶縁材付きの1m同軸ケーブル、2芯、シールド付き 技術データ/購入ガイド モデル P-225.10 P-225.20 P-225.40 P-225.80 P-235.10 P-235.20 P-235.40 P-235.80 P-235.90 単位 動作電圧 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 0～1000 V 公差 動作および位置決め クローズドループストローク* 15 30 60 15 30 60 120 180 µm クローズドループ分解能*/** 0.3 0.6 1.2 2.4 120 0.3 0.6 1.2 2.4 3.6 nm 標準 オープンループ分解能** 0.15 0.3 0.6 1.2 0.15 0.3 0.6 1.2 1.8 nm 標準 リニアリティ* 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 % 標準 大信号に対する静的剛性*** 480 330 200 110 860 600 380 210 150 N/µm ±20 無負荷時の共振周波数 14 10 7 4 14 10 7 3,9 2,8 kHz ±20 % 12500 / 2000 12500 / 2000 12500 / 2000 12500 / 2000 30000 / 3500 30000 / 3500 30000 / 3500 30000 / 3500 30000 / 3500 N 最大 機械特性 プッシュプルフォース容量 剪断力限界 255 152 84 73 707 420 232 147 147 N トルク限界（チップ） 1,5 1,5 1,5 1,5 2 2 2 2 2 Nm 320 630 1300 2600 550 1100 2400 5100 7800 nF 33 33 33 33 65 65 65 65 65 µA/(Hz • µm) ±20 % 410 470 610 900 580 690 940 1400 1900 g ドライブ特性 静電容量 動作電流に対するダイナ ミック係数 ±20 % その他 質量（ケーブル含む） ±5 % * SGSセンサーには、SGSセンサーオプションP-177.10が必要です。SGSバージョンは、計測データとともに出荷されます。 ** ピエゾアクチュエータの分解能は、静止摩擦や動的摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-508アンプによるノイズ相当分の動作です。 *** 小信号に対する動的剛性は50%以上です。 ピエゾセラミックタイプ：PICATM高出力 動作温度範囲：-40℃～+80℃ 推奨コントローラ／ドライバ：B、I、J（コード表示） 長寿命を実現するために、750V以上の電圧は短時間だけ印加してください。詳細については、「注意（技術データ）」をご覧ください 15 Piezo • Nano • Positioning P-882 · P-888 PICMA®多層ピエゾ層アクチュエータ セラミック絶縁高出力アクチュエータ © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 PICMA®ピエゾアクチュエータは、断面積が 2 x 3、3 x 3、5 x 5、7 x 7、および10 x 10mm2からお選びいただけます 過酷な環境でも驚異の長寿命 広範囲の動作温度範囲 優れた耐湿性 優れた温度安定性 高剛性 ピーク電流～20A 超高真空対応～10-9hPa サブミリセカンドの応答／サブナノメートルの分解能 ダイナミックアプリケーションに最適 PICMA®ピエゾ層アクチュエータ （PIモノリシックセラミック多 層アクチュエータ）は、過酷な 環境でも、高い性能と信頼性を いかんなく発揮します。産業ア プリケーションや厳しい条件に おいて、従来の多層アクチュエ アプリケーション例 精密メカニクス／機械加工 高速スイッチング アクティブおよびアダプテ ィブオプティクス アクティブ振動制御 空気圧／水圧バルブ 各種計測／干渉計 16 ライフサイエンス、バイ オテクロノジー ナノテクノロジー ータに比べて優れた性能を備え、 スタティックおよびダイナミック アプリケーションのどちらにおい ても長寿命を実現します。 新しい製造プロセス、最適化さ れたピエゾセラミック PICMA®ピエゾアクチュエータは、 セラミック材料から製造され、剛 性、静電容量、変位、温度安定 性、および寿命というピエゾセ ラミックの特性が最適化されて います。その結果、このアクチ ュエータは、サブミリセカンド の応答とサブナノメートルの分 解能を実現しています。 優れた耐湿性による長寿命 モノリシックセラミックコーテ ィングが施されているため、ポ リマーフィルム絶縁と比較して、 耐湿性に優れています。同時焼 結の外層セラミックコーティン グを施すことにより、水の分子 が絶縁層に拡散することを大幅 に抑えています。このアクチュ エータは共振周波が高いため、 小負荷のダイナミックアプリケ ーションに適しています。負荷 によっては、外付けのプリロー ドをダイナミックアプリケーシ ョンに適用することを推奨しま す。320℃という高いキュリー温 度の結果、PICMA®アクチュエー タは、通常の多層アクチュエー タの使用温度である80℃をはる かにしのぐ、150℃を達成してい ます。従来の多層アクチュエー タの場合、動作周波数に比例す る発熱により、ダイナミックア プリケーションにおいて、動作 周波数やデューティサイクルが 制限されたり、あるいは困難な 冷却対策が求められたりします 。この製品の場合、低温は数ケ ルビンでの使用も可能です（ス トロークを短くする）。 極めて高い安定性とリニアリテ ィを実現します。 ビエゾドライバ、コントロー ラ、アンプ 高分解能アンプおよびサーボ制 御エレクトロニクス（デジタル およびアナログ）については、 『ビエゾドライバとナノポジシ ョニングコントローラ』をご覧 ください。 超高真空に対応－最小限のアウ トガス この製品は、ポリマー絶縁がな く、キュリー温度が高いため、 超高真空用に最適です（最小限 のアウトガス／高ベークアウト 温度：最高150℃）。 クローズドループ動作に最適 アクチュエータのセラミック表 面は、抵抗または光ファイバ歪 みゲージセンサーとの使用に適 しています。このようなセンサ ーは、簡単にアクチュエータ表 面に適用でき、従来のポリマー 絶縁アクチュエータと比較して、 PICMA®アクチュエータ、オプション の0.1m PTFE絶縁リード線、およ び横方向の力を除去するための円形 上端部 PICMA®アクチュエータの外形図（単位：mm） Piezo • Nano • Positioning 寿命試験：PICMA®ピエゾアクチュエータ（下の曲線）と、ポリマー絶縁 の従来の多層アクチュエータ（上の曲線）との比較。PICMA®ピエゾアク チュエータは、高湿度の影響を受けません。従来のピエゾアクチュエー タは、わずか数時間で、漏れ電流が増加しています。漏れ電流は、品質 と寿命の指標となります。 PICMA®アクチュエータの変位は、温度の影響をほとんど受けません。 さらに、熱発生が少ないため、ダイナミックアプリケーションに最適で す。 試験条件：U = 100VDC、T = 25℃、相対湿度= 70% 技術データ/購入ガイド 注文番号* 外径寸法 AxBxL [mm] 標準変位量 [µm @ 100 V] 最大変位量 [µm @ 120 V] ブロッキン グフォース [N @ 120 V] 剛性 [N/µm] 静電容量 [µF] ±20 % 共振周波数 [kHz] 周波数 ±20 % P-882.10 2x3x9 6.5 ±20 % 8 ±20 % 190 24 0.15 135 P-882.30 2 x 3 x 13.5 11 ±20 % 13 ±20 % 210 16 0.22 90 P-882.50 2 x 3 x 18 15 ±10 % 18 ±10 % 210 12 0.31 70 P-883.10 3x3x9 6.5 ±20 % 8 ±20 % 290 36 0.21 135 P-883.30 3 x 3 x 13.5 11 ±20 % 13 ±20 % 310 24 0.35 90 70 P-883.50 3 x 3 x 18 15 ±10 % 18 ±10 % 310 18 0.48 P-885.10 5x5x9 6.5 ±20 % 8 ±20 % 800 100 0.6 135 P-885.30 5 x 5 x 13.5 11 ±20 % 13 ±20 % 870 67 1.1 90 P-885.50 5 x 5 x 18 15 ±10 % 18 ±10 % 900 50 1.5 70 P-885.90 5 x 5 x 36 32 ±10 % 38 ±10 % 950 25 3.1 40 P-887.30 7 x 7 x 13.5 11 ±20 % 13 ±20 % 1700 130 2.2 90 P-887.50 7 x 7 x 18 15 ±10 % 18 ±10 % 1750 100 3.1 70 P-887.90 7 x 7 x 36 32 ±10 % 38 ±10 % 1850 50 6.4 40 P-888.30 10 x 10 x 13.5 11 ±20 % 13 ±20 % 3500 267 4.3 90 P-888.50 10 x 10 x 18 15 ±10 % 18 ±10 % 3600 200 6.0 70 P-888.90 10 x 10 x 36 32 ±10 % 38 ±10 % 3800 100 13.0 40 標準的ピエゾセラミックタイプ：252 *オプションのPTFE絶縁リード線（ピッグテール長さ100mm）について、注文番号の拡張子が.x1に変わりました（例：P-882.11）。 ダイナミックアプリケーションのための推奨プリロード：15MPa 一定力に対する最大プリロード：30MPa 1Vpp時の共振周波数（無負荷、両端フリー）。片側クランプの場合、値は1/2になります。 1Vpp、1kHz時の静電容量 動作電圧：-20～+120V 動作温度範囲：-40～+150℃ 標準メカニカルインターフェイス：セラミック 標準電気インターフェイス：はんだ付け性パッド オプション：歪みゲージセンサー、特殊メカニカルインターフェイスなど。ご要望に応じて、その他の仕様もあります。 17 Piezo • Nano • Positioning P-010.xxH – P-025.xxH PICA™ Thruアクチュエータ 高負荷ピエゾスタックアクチュエータ、開口部あり ニーズに合わない場合は、カス タム製品をお求めください。当 社エンジニアはお客様と協力し て、少量生産であっても、リー ズナブルな価格で最適なソリュ ーションを提供します。当社の カスタム機能の一部を、以下に 紹介します。 およびアナログ）の詳細につき ましては、「ピエゾドライバお よびナノポジショニングコント ローラ」をご覧ください。 カスタム材料 電圧範囲のカスタマイズ カスタム形状（円形、方形、 三角形、層状など） 負荷／発生力範囲のカスタ センター開口部を備えるPICATM Thru ピエゾスタックアクチュエータ © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 透過光アプリケーションまたは機械的与圧に適し たセンター開口部 109サイクルを超えても高信頼性を維持 最大断面直径：56mm 多様な形状を用意 サブミリセカンドの応答性、サブナノメートルの分解能 真空および非磁性対応バージョンを用意 PICATM Thruアクチュエータは、 ピエゾ空洞積層型アクチュエー タです。幅広い標準形状やサイ ズを用意していますが、お客様 のニーズに合わせたカスタム設 計も可能です。この製品は、セ ンター開口部の利点と、スタッ クアクチュエータの強度および 発生力を兼ね備えています。 円筒形のThruアクチュエータ は、静的および動的アプリケー ションに適した高分解能のリニ アアクチュエータです。センタ ー開口部は、透過光アプリケー アプリケーション例 光学 手振れ補正 レーザー調整 高精度メカニクス／加工 共焦点顕微鏡 ナノポジショニング 18 ションの実行を容易にします。 また、静電容量が低いため、電 気消費量を節約できます。 超高精度、高変位量、低消費 電力 PICATMピエゾアクチュエータは、 サイクル数の高いアプリケーシ ョン用に特別設計されていま す。数十年におよぶアプリケー ションに対する知識から、当社 は、信頼性に裏付けられた高性 能の実現方法を知っています。 使用されているすべての材料 は、頑丈性と寿命を特に考慮し ています。PICATMアクチュエータ の耐久試験の結果、10億サイク ルの後でも安定性した性能が実 証されました。高変位量と低静 電容量の組み合わせにより、低 消費電力でありながらすぐれた 動きを実現します。 フレキシビリティ／短いリード タイム PIセラミックのすべての製造プ ロセスは、フレキシビリティに 重点をおいています。当社の標 準的アクチュエータがお客様の マイズ カスタム製品のフラットま たは球状エンドプレート（ア ルミナ、ガラス、サファイア など） 長さに対する厳格な公差 ピエゾセンサーディスクの 組み込み 特別な高／低温バージョン 真空対応バージョン PICATMアクチュエータで使用され ているすべてのピエゾ材料は、 PIセラミックで製造されている ため、リードタイムは短く、品 質は保証付きです。標準品およ びカスタム品ともに、性能試験 シートとともに出荷されます。 ピエゾドライバ、コントロ ーラ、アンプ 高分解能アンプおよびサーボ制 御エレクトロニクス（デジタル カスタムPICATM Thruアクチュエータディスク PICATM Thruアクチュエータ（単位はmm）。 詳細につきましては、技術データ表を参照 してください。 Piezo • Nano • Positioning 標準アクチュエータは、黒色の 熱収縮チューブとともに提供さ れます（モデルP-010.20H）。 カスタムPICATM Thruピエゾアクチュエータ、外径56mm、内径8mm、変位量250μm（ペンは大きさを示すため） 技術データ/購入ガイド 注文番号 変位量 外径 [µm] -10/+20 % [mm] 内径 [mm] 長さ [mm] ±0.5 阻止力 [N] 剛性 [N/µm] 静電容量 [nF] ±20 % 共振周波数 [kHz] P-010.00H 5 10 5 7 1200 230 15 144 P-010.05H 10 10 5 12 1300 130 29 84 P-010.10H 15 10 5 15 1700 110 40 67 P-010.15H 20 10 5 21 1500 76 59 48 P-010.20H 30 10 5 27 1800 59 82 39 P-010.30H 40 10 5 40 1600 40 120 28 P-010.40H 60 10 5 54 1800 29 180 21 P-016.00H 5 16 8 7 2900 580 42 144 P-016.05H 10 16 8 12 3400 340 83 84 P-016.10H 15 16 8 15 4100 270 120 67 P-016.15H 20 16 8 21 3800 190 170 48 P-016.20H 30 16 8 27 4500 150 230 39 P-016.30H 40 16 8 40 4000 100 340 28 P-016.40H 60 16 8 52 4700 78 490 21 P-025.10H 15 25 16 16 7400 490 220 63 P-025.20H 30 25 16 27 8700 290 430 39 P-025.40H 60 25 16 51 9000 150 920 22 P-025.50H 80 25 16 66 9600 120 1200 17 ピエゾセラミックタイプPIC 151 ダイナミック動作に推奨されるプリ ロード：15MPa 一定圧力に対する最大プリロード： 30MPa 1Vpp時の共振周波数、無負荷、両端 フリー。片側水平方向のクランピン グには、値を1/2にする。 1Vpp、1kHz時の静電容量 1000V時の阻止力 動作電圧範囲：0～1000V 動作温度範囲：-20～+85℃ 標準メカニカルインターフェイス （上部と底部）：セラミック、厚さ 0.5～2mm（モデルにより異なる） 標準電気インターフェイス：2本の PTFE絶縁ワイヤピッグテイル長さ 100mm 利用可能なオプション：内蔵型ピエ ゾ力センサーまたは歪みゲージセン サー、非磁性／真空対応 カスタム設計ならびに仕様の詳細に つきましては、お問い合わせくださ い。 19 Piezo • Nano • Positioning ピエゾフレクシャーステージ/高速スキャニングシステム Piezo Flexure Stages / High-Speed Scanning Systems Piezo • Nano • Positioning 目次 Table of Contents P-721ダイレクト計測によるPIFOC® 高速ナノフォーカス／スキャニング用Z軸ドライブ . . . . . . . . . . . . . . . . .22 PIFOC® High-Speed Nanofocusing/Scanning Z-Drives with Direct Metrology P-725ダイレクト計測によるPIFOC® ロングストローク・高速ナノフォーカス用Z軸ドライブ . . . . . . . . . . . . . . .24 PIFOC® Long-Range, High-Speed Nanofocusing Z-Drives with Direct Metrology P-726高剛性PIFOC® 高速顕微鏡対物レンズ用ナノポジショナー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 High-power PIFOC® Fastest Microscope Objective Nanopositioner P-737高解像度サンプルポジショニング＆スキャニング用PIFOC® Z軸顕微鏡用ピエゾステージ . . . . . . . . . . . . . .28 PIFOC® Z-Axis Microscopy Piezo Stage for High-Resolution Sample Positioning and Scanning P-753ダイレクト計測によるLISAピエゾNanoAutomation® ステージ／アクチュエータ . . . . . . . . . . . . . . . . .30 LISA Piezo NanoAutomation® Stages / Actuators with Direct Metrology P-752ダイレクト計測によるピエゾNanoAutomation® ステージ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 Piezo NanoAutomation® Stages with Direct Metrology P-611.1 / P-611.2コンパクトなX、XYピエゾエレクトリックナノポジショニングステージ . . . . . . . . . . . . . . .34/46 Compact X and XY Piezoelectric Nanopositioning Systems P-620.1 – P-629.1ダイレクト計測によるPIHera® 小型、ロングストロークピエゾナノポジショニングステージ . . . . . . .36 PIHera® Miniature Long-Range Piezo Nanopositioning Stages with Direct Metrology P-517 / P-527パラレル計測による多軸ピエゾナノポジショニング／スキャニングステージ . . . . . . . . . . . . . . . .38 Multi-Axis, Piezo Nanopositioning / Scanning Stages with Parallel Metrology P-733.2DD / P-733.3DDパラレル計測による超高速XY/XYZスキャニング顕微鏡用ステージ . . . . . . . . . . . . . . . .40 Ultra-High-Speed, XY / XYZ Scanning Microscopy Stages with Parallel Metrology P-734パラレル計測による超精密軌道制御、XYナノポジショニングステージ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 Ultra-Precision Trajectory, XY Nanopositioning Stages with Parallel Metrology P-541.2SL / P-542.2SL薄型、パラレル制御による顕微鏡用XYピエゾスキャニングステージ . . . . . . . . . . . . . . . .44 Low-Profile, Parallel-Kinematics XY Piezo Scanning Stages for Microscopy P-561 – P-563パラレル計測によるPIMars™ XYZピエゾスキャニング・ナノポジショニングステージ . . . . . . . . . . .48 PIMars™ XYZ Piezo Scanning- and Nanopositioning Stages with Parallel Metrology P-363ナノテクノロジー、SPM、AFM用PicoCube® 高速XY(Z)ピエゾステージ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 PicoCube® High-Speed, XY(Z) Piezo Stages for Nanotechnology, SPM, AFM P-611.ZS / P-611.XZSコンパクトなZ、XZピエゾエレクトリックナノポジショニングステージ . . . . . . . . . . . . . .52 Compact Z and XZ Piezoelectric Nanopositioning Systems P-518 / P-528 / P-558パラレル計測によるZ/チップ/チルトピエゾフレクシャーナノポジショニング/スキャニングステージ . .54 Z/Tip/Tilt Piezo Flexure Nanopositioning / Scanning Stages with Parallel Metrology P-620.Z / P-621.Z / P-622.Zダイレクト計測によるPIHera® 垂直ピエゾナノポジショニングステージ . . . . . . . . . . . .56 PIHera® Vertical Piezo Nanopositioning Stages with Direct Metrology P-587パラレル計測による6軸、ロングストロークピエゾナノポジショニング/スキャニングステージ . . . . . . . . . . . .58 6-Axis, Long-Travel Piezo Nanopositioning / Scanning Stage with Parallel Metrology 21 Piezo • Nano • Positioning P-721 PIFOC®ピエゾフレクシャ対物レンズ用スキャナ 顕微鏡対物レンズ用の高速ナノポジショナー／スキャナ また、歪みゲージセンサー（SGS） モデルも用意されています。歪 みゲージセンサーは、フルブリ ッジで構成されており、熱ドリ フトをなくし、ナノメートルレ ベルの位置決め安定性を可能に しています。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-721.CLQ対物レンズ用ピエゾナノポジショニングシステム、P-721.12Q クイック ロックオプションおよび対物レンズ（アダプターおよび対物レンズは含まれません） 対物レンズをサブナノメートルの分解能でスキャンおよび位置決め ストローク～100μm、ミリセカンドレベルのセットリング時間 モーター駆動のZステージをはるかにしのぐ高速応答と長寿命 パラレル制御の高精度フレクシャガイドによる優れたフォー カス安定性 位置センサーの選択：静電容量によるダイレクト計測（高性能） または歪みゲージ（低コスト） MetamorphTM画像ソフトに対応 PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 クイックロックアダプターによる操作性の向上 P721PIFOC®は、顕微鏡対物レン ズ用の、高速ピエゾ駆動ナノフ ォーカス／スキャニング用デバ イスです。100μmのストローク をサブナノメートルの分解能と 高いリニアリティ（最大0.03%） アプリケーション例 3D画像 高さ方向の断層画像取り込み スクリーニング 干渉計 各種計測 ディスクドライブ検査 オートフォーカスシステム 共焦点顕微鏡 バイオテクノロジー 22 半導体試験 で位置決め／スキャンすること ができます。 オープンループモデルは、高速 応答と超高分解能が必須となる アプリケーションに最適です。 オープンループ動作では、絶対 値を指定あるいは報告すること は重要ではなく、必要な場合は 外部のセンサー、例えば、干渉 計、画像システム、フォトダイ オードPSD（位置検出素子）など によって実施されます。これら のモデルは、高分解能や高速応 答など、ピエゾ固有の利点を備 えています。 P-721.CDQ 高速PIFOC®ピエゾナノポジショニン グZドライブ、100μm、ダイレクト 計測、静電容量センサー、D-Subコ ネクタ、クイックロックスレッドア ダプター対応 P-721.CLQ 高速PIFOC®ピエゾ・ナノポジショニ ングZドライブ、100μm、ダイレク ト計測、静電容量センサー、LEMOコ ネクタ、クイックロックスレッドア ダプター対応 P-721.SL2 高速PIFOC®ピエゾ・ナノポジショニ ングZドライブ、100μm、SGSセンサ ー、LEMOコネクタ、クイックロック スレッドアダプター対応 P-721.0LQ 高速PIFOC®ピエゾ・ナノポジショニ ングZドライブ、100μm、センサー なし、LEMOコネクタ、クイックロッ クスレッドアダプター対応 アクセサリ クイックロックにより簡単に取 り付け PIFOC®は、クイックロックスレ ッドアダプターにより、タレッ トと対物レンズの間に取り付け ることができます。アダプター をタレットにねじ込んだ後、ク イックロックを必要な位置に固 定することができます。PIFOC® クイックロックアダプター クイックロックスレッドアダプター 以下の図を参照 対物レンズ用エクステンションチュ ーブ P-721.90Q エクステンションチューブ 12.5 mm, スレッド W0.8 x 1/36" P-721.91Q エクステンションチューブ 12.5 mm, スレッド M25 x 0.75 P-721.92Q エクステンションチューブ 12.5 mm, スレッド M26 x 0.75 PIFOC®は、最大ストローク460μm のタイプ（P-725）、そして、比 類のないダイナミクスとステッ プ 性 能 を 誇 る タ イ プ （P-726、およびP-725.SDD）が あります。 静電容量センサーによるダイレ クト計測で高精度を実現 上級モデルでは、静電容量セン サーによる位置フィードバック を実行しています。PI独自の静 電容量センサーは、物理的接触 なしに、対象物の位置を直接測 定します。摩擦やヒステリシス がなく、また、位置決めの分解 能が1nmを下回るため、非常に高 レベルのリニアリティが得られ ます。静電容量センサーによる ダイレクト計測のさらなる利点 は、すぐれた位相追従性と最大 10kHzという高周波数帯域です。 オーダー情報 P-721.93Q エクステンションチューブ 12.5 mm, スレッド M27 x 0.75 P-721.94Q エクステンションチューブ 12.5 mm, スレッド M28 x 0.75 P-721.95Q エクステンションチューブ 12.5 mm, スレッド M32 x 0.75 P-721.96Q エクステンションチューブ 12.5 mm, スレッド M26 x 1/36" P-721.98Q エクステンションチューブ 12.5 mm, スレッド M19 x 0.75 P-721.CLQ、.CDQ、.SL2の外形図 （単位：mm（アダプターは別途購入し てください）） クイックロックスレッドアダプター 図をご参照下さい。 Piezo • Nano • Positioning 本体を回す必要がないため、ケ ーブルの巻きつきを気にしなく て済みます。 サーは、メンテナンスフリーで 、摩耗がなく、比類のない信頼 性を実現しています。 高い信頼性と長寿命 コンパクトなPIFOC®システムは 、プリロード式のPICMA®高性能 ピエゾアクチュエータを備えて います。PICMA®アクチュエータ は、FEA設計の洗練されたフレク シャガイドシステムに内蔵され ています。このアクチュエータ は、同時焼成セラミックコーテ ィングが施され、従来のアクチ ュエータに比べて優れた性能と 信頼性を備えています。アクチ ュエータ、ガイド、およびセン コントローラの選択 アナログおよびデジタルピエゾ コントローラには、OEM、ベンチ トップ、および19インチラック マウントバージョンがありま す。 クイックロック P-721.12Q スレッドアダプター展開図、顕微鏡対 物レンズ、およびPIFOC® P-721.CLQ （取り付けツールは含まれますが、ク イックロックアダプターおよび対物レ ンズ含まれません） 技術データ/購入ガイド モデル P-721.CLQ P-721.CDQ P-721.SL2 P-721.0LQ 動作軸 Z Z Z Z 単位 公差 動作および 位置決め 内蔵センサー 静電容量 静電容量 SGS – オープンループストローク、-20～+120V 140 140 140 140 µm 最小 (+20 %/-0%) クローズドループストローク 100 100 100 – µm キャリブレーション済み オープンループ分解能 0.5 0.5 0.5 0.5 nm 標準 クローズドループ分解能 0.7 0.7 5 – nm 標準 リニアリティ、クローズドループ 0.03 0.03 0.2 – % 標準 ±5 ±5 ±10 – nm 標準 13 13 13 13 µrad 標準 100 100 100 100 nm 標準 振れ、 θX, θY 再現性 クロストーク、X, Y 機械特性 動作方向の剛性 0.3 0.3 0.3 0.3 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 580 580 580 550 Hz ±20 % 共振周波数 @ 120 g 235 235 235 235 Hz ±20 % 共振周波数 @ 200 g 180 180 180 180 Hz ±20 % 動作方向のプッシュプルフォース容量 100 / 20 100 / 20 100 / 20 100 / 20 N 最大 ±20 % ドライブ特 性 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 3.1 3.1 3.1 3.1 µF 動作電流に対するダイナミック係数 3.9 3.9 3.9 3.9 µA/(Hz•µm) ±20 % 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 °C 材料 アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム 質量 0.24 0.24 0.22 0.22 kg 対物レンズ最大直径 39 39 39 39 mm m その他 ケーブル長さ 1.5 1.5 1.5 1.5 センサー／電圧接続部 LEMO 特殊D-Sub LEMO LEMO（センサーなし） E-610サーボコ ントローラ／アン プ、E-625サーボコ ントローラ、ベン チトップ、E-665 高出力サーボコ ントローラ、ベン チトップ E-610サーボコン トローラ／アンプ 推奨コントローラ／アンプ E-610サーボコント ローラ／アンプ、 E-500モジュー ル式ピエゾコント ローラシステム、 E-505アンプモ ジュール（高性能） ／E-509サーボコン トローラ付き E-625サーボコン トローラ、ベンチ トップ、E-665 高出力サーボ コントローラ、 ベンチトップ、 E-753単一チャネ ル・デジタル コントローラ （ベンチトップ） ±5 % ±10 mm PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-503アンプによるノイズ相当分の動作です。 23 Piezo • Nano • Positioning P-725 PIFOC®ロングストローク対物レンズスキャナ 顕微鏡対物レンズの高精度ポジショナー／スキャナ P-725.2CL、W0.8 x 1/36インチねじ用の クイックロックスレッドアダプター （P-721.12Q）および対物レンズ （クイックロックスレッドアダプターお よび対物レンズは含まれません） © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 ストローク～460μm モーター駆動Zステージをはるかにしのぐ高速応答と長寿命 静電容量センサーによるダイレクト計測で、高リニアリティ を実現 パラレル制御のフレクシャガイドによりフォーカス安定性アップ MetamorphTM画像ソフトに対応 PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 クイックロックアダプターによる操作性の向上 P725 PIFOC®ナノフォーカスシス テムは、ロングストローク、高 速、ピエゾ駆動の顕微鏡対物レ ンズのナノフォーカス／スキャ ニング用デバイスです。ストロ ークが長く取れる（460μmまで ）一方で、高さ寸法をP-721よ り20%低くすることに成功し、サ ブナノメートルの分解能はその まま維持されています。新開発 の摩擦のないフレクシャガイド システムにより精度が向上した 為、高速位置決め、高速スキャ ン時に非常に高いフォーカス安 定性を得ることができます。 アプリケーション例 3D画像 スクリーニング 干渉計 各種計測 ディスクドライブ検査 オートフォーカスシステム 共焦点顕微鏡 バイオテクノロジー 半導体試験 24 最高速ステップ＆整定：250μm 移動時の整定時間が25msec P-725.2CLを用いて250μmステ ップを1%の精度で行なう際の整 定時間がたったの25msec、150g ロード時でも50msecで整定しま す。 静電容量センサーによるダイレ クト計測で高精度を実現 上級モデルでは、静電容量セン サーによる位置フィードバック を採用しています。PI独自の静 電容量位置センサーは、固定ベ ースと可動部間の実際の距離を 測定します（ダイレクト計測）。 ドライブトレイン、アクチュエ ータ、レバーアーム、またはガ イドシステムの誤差は、測定値 に影響を与えません。この結 果、高いリニアリティと長時間 の安定性を実現しています。ま た、外乱による影響をこのセン サーでいち早く検知できる為、 高剛性で高速応答によるサーボ ループでの制御が可能となりま す。 オープンループモデルは、高速 応答と超高分解能が必須となる アプリケーションに最適です。 オープンループ動作では、絶対 値を指定あるいは報告すること は重要ではなく、必要な場合は 外部のセンサー、例えば、干渉 計、画像システム、または、フ ォトダイオードPSD（位置検出素 子）などによって実施されま す。オープンループモデルは、 高分解能や高速応答など、ピエ ゾ固有の利点を備えています。 クイックロックにより簡単に取 り付け PIFOC®は、クイックロックスレ ッドアダプターにより、タレッ トと対物レンズの間に取り付け ることができます。アダプター をタレットにねじ込んだ後、ク イックロックを必要な位置に固 定することができます。PIFOC® 本体を回す必要がないため、ケ ーブルの巻きつきを気にしなく て済みます。 高い信頼性と長寿命 コンパクトなPIFOC®システム は、プリロード付きのPICMA®高 性能ピエゾアクチュエータを備 えています。PICMA®アクチュエ ータは、FEA設計の洗練されたフ レクシャガイドシステムに内蔵 されています。このアクチュエ ータは、同時焼成セラミックコ ーティングが施され、従来のア クチュエータに比べて優れた性 能と信頼性を備えています。ア クチュエータ、ガイド、および センサーは、メンテナンスフリ ーで、摩耗がなく、比類のない 信頼性を実現しています。 オーダー情報 P-725.1CD PIFOC®ロングスキャニング用ピエゾ ナノフォーカスZドライブ、100μm、 静電容量センサー、D-Subコネクタ、 クイックロックスレッドアダプター 対応 P-725.1CL* PIFOC®ロングスキャニング用ピエゾ ナノフォーカスZドライブ、100μm、 静電容量センサー、LEMOコネクタ、 クイックロックスレッドアダプタ ー対応 P-725.2CD PIFOC®ロングスキャニング用ピエゾ ナノフォーカスZドライブ、250μm、 静電容量センサー、D-Subコネクタ、 クイックロックスレッドアダプタ ー対応 P-725.2CL* PIFOC®ロングスキャニング用ピエゾ ナノフォーカスZドライブ、250μm、 静電容量センサー、LEMOコネクタ、 クイックロックスレッドアダプタ ー対応 P-725.4CD PIFOC®ロングスキャニング用ピエゾ ナノフォーカスZドライブ、400μm、 静電容量センサー、D-Subコネクタ、 クイックロックスレッドアダプタ ー対応 P-725.4CL* PIFOC®ロングスキャニング用ピエゾ ナノフォーカスZドライブ、400μm、 静電容量センサー、LEMOコネクタ、 クイックロックスレッドアダプタ ー対応 *センサーなしのタイプもあります （オープンループ）：P-725.10L、 P725.20L、およびP725.40L アクセサリ 対物レンズ用のクイックロックスレ ッドアダプターおよびエクステンシ ョンチューブ 極めて高いダイナミック性能を特徴とするP-725.2CL PIFOC®：250μmステップをわずか25msで実行 Piezo • Nano • Positioning 試料ステージと高速スキャナ 極めて高いダイナミクスを必要 とするアプリケーションには、 P-726およびP-725.DDをご利用 ください。サンプルにフォーカ スを合わせる必要があるアプリ ケーションには、P-737ピエ ゾZ試料ステージをご利用くださ い。大きな開口部を備えている ため、様々な標本押さえに対応 します。 クイックロックアダプター P-721.12Qクイックロックスレッドア ダプター展開図、顕微鏡対物レンズお よびPIFOC®（取り付けツールは含まれ ます。クイックロックスレッドアダプ ターおよび対物レンズは含まれませ ん） P-725の外形図（単位：mm）（スレッドアダプターは別途購入してください） 技術データ/購入ガイド モデル P-725.1CL, P-725.1CD P-725.2CL, P-725.2CD P-725.4CL, P-725.4CD 駆動軸 Z Z Z 単位 公差 最小(+20 %/0 %) 動作および位置決め 内蔵センサー 静電容量 静電容量 静電容量 オープンループストローク、-20～+120V 150 330 460 µm クローズドループストローク 100 250 400 µm キャリブレーション済み オープンループ分解能 0.3 0.4 0.5 nm 標準 クローズドループ分解能 0.65 0.75 1.25 nm 標準 リニアリティ、クローズドループ 0.03 0.03 0.03 % 標準 標準 再現性 ±5 ±5 ±5 nm 振れ、⍜X 1 6 10 µrad 標準 振れ、⍜Y 20 45 45 µrad 標準 クロストーク、X 20 20 60 nm 標準 クロストーク、Y 20 40 60 nm 標準 機械特性 動作方向の剛性 0.23 0.17 0.12 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 470 330 230 Hz ±20 % 共振周波数 @ 150 g 185 140 120 Hz ±20 % 動作方向のプッシュプル 100 / 20 100 / 20 100 / 20 N 最大 フォース容量 ドライブ特性 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 4.2 6.2 6.2 µF ±20 % 動作電流に対するダイナミック係数 5.2 3.1 1.9 µA/(Hz • µm) ±20 % °C その他 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 材料 アルミニウム アルミニウム アルミニウム 対物レンズの最大直径 39 39 39 mm 質量 0.215 0.23 0.23 kg センサー／電圧接続部 CLバージョン：LEMO CLバージョン：LEMO CLバージョン：LEMO CDバージ CDバージ CDバージ ョン特殊D-Sub ョン特殊D-Sub ョン特殊D-Sub ±5 % 推奨コントローラ／アンプ CLバージョン：E-610サーボコントロー ラ／アンプ：E-500モジュール式ピエゾ コントローラシステム、E-505高性能ア ンプモジュールおよびE-509コントロー ラ付き CDバージョン：E-621コントローラモジ ュール、E-625サーボコントローラ、 ベンチトップ、E-665ディスプレイサ ーボコントローラ、デジタルインターフ ェイス付き、ベンチトップ 単一チャネルデジタルコントローラ： E-753（ベンチトップ） 25 Piezo • Nano • Positioning P-726 PIFOC®高荷重対物レンズスキャナ 大型対物レンズの高ダイナミックピエゾZスキャナ © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 高ダイナミックP-726 PIFOC®、直径60mm超の大型顕微鏡 対物レンズ用 大型対物レンズの高ダイナミックポジショニング／スキャニング 共振周波数1120Hz（210g負荷時560Hz） 標準セットリング時間約6ms ストローク100μm 静電容量センサーによるダイレクト計測で高いリニアリティ、 安定性、ダイナミクスを実現 分解能～0.3nm 摩擦のない精密フレクシャガイドシステムによりフォーカ ス安定性アップ P-726 PIFOC®ナノフォーカスシ ステムは、高分解能が求められ る今日の顕微鏡アプリケーショ ンで使用されている、開口数の 大きい大型対物レンズに対し て、高速ステップ時間を提供す るために開発されました。極め て高い剛性を特徴とするため、 数百グラムの対物レンズを動か す場合でも、優れたセットリン グ時間とスキャニング周波数を 可能にします。高剛性は、複数 のピエゾドライブを円周状に対 アプリケーション例 3D画像 スクリーニング オートフォーカスシステム 顕微鏡 共焦点顕微鏡 表面形状解析 ウェハー検査 26 称配置し、フレクシャとレバー の設計を最適化することにより 生まれました。この結果、比類 のないガイド精度とダイナミク スを実現しています。 きる為、高剛性で高速応答によ るサーボループでの制御が可能 となります。この原理のおかげ で、P-726は、クローズドルー プにおいて0.4nm未満の分解能 と、0.02%のリニアリティを実現 しています。 オーダー情報 クイックロックにより簡単に取 り付け PIFOC®は、クイックロックスレ ッドアダプターにより、タレッ トと対物レンズの間に取り付け ることができます。アダプター をタレットにねじ込んだ後、ク イックロックを必要な位置に固 定することができます。PIFOC® 本体を回す必要がないため、ケ ーブルの巻きつきを気にしなく て済みます。 P-726.04 P-726 PIFOC®スレッドアダプター M28 x 0.75 長寿命を約束するセラミック絶 縁ピエゾアクチュエータ PICMA®多層構造のピエゾアクチ ュエータを使用することで最大 限の信頼性が保証されます。PIC MA®アクチュエータは、セラミッ クだけで絶縁されている唯一の アクチュエータです。このセラ ミック絶縁により、アクチュエ ータは周囲湿度や漏れ電流に対 P-726.1CD 高ダイナミックPIFOC®ピエゾナノフ ォーカスZドライブ、100μm、静電 容量センサー、クイックロックスレ ッドアダプター（アクセサリ） QuickLock Thread Adapter as Accessories: P-726.05 P-726 PIFOC®スレッドアダプター M32 x 0.75 P-726.06 P-726 PIFOC®スレッドアダプター M26 x 1/36インチ P-726.11 P-726 PIFOC®スレッドアダプター M25 x 0.75 P-726.12 P-726 PIFOC®スレッドアダプター W0.8 x 1/36インチ その他特注仕様につきましてもお 問合わせください。 する耐性があります。このた め、従来のアクチュエータに比 べてはるかに優れた信頼性と寿 命を備えています。 さらに、他のPIFOC®シリーズと 同様、P-726には、ダイレクト計 測用の静電容量センサーが備え られ、1ナノメートルをはるかに 上回る分解能を可能にしていま す。 静電容量センサーによるダイレ クト計測で比類のない安定性と 精度を実現 PI独自の静電容量位置センサー は、固定ベースと可動部間の実 際の距離を測定します（ダイレ クト計測）。ドライブトレイ ン、アクチュエータ、レバーア ーム、またはガイドシステムの 誤差は、測定値に影響を与えま せん。この結果、高いリニアリ ティと長時間の安定性を実現し ています。また、外乱による影 響をセンサーでいち早く検出で P-726の外形図（単位：mm）、クイックロックスレッドアダプター付き Piezo • Nano • Positioning P-726、負荷時のセットリング時間 技術データ/購入ガイド モデル P-726.1CD 駆動軸 Z 公差 動作および位置決め 内蔵センサー 静電容量、ダイレクト計測 クローズドループストローク 100 µm クローズドループ分解能 0.4 nm 標準 オープンループ分解能 0.3 nm 標準 リニアリティ、クローズドループ 0.02 % 標準 再現性 ±3 nm 標準 振れ、⍜X, ⍜Y ±5 µrad 標準 クロストーク、X, Y 50 nm 標準 動作方向の剛性 3.4 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 1120 Hz ±20 % 負荷時の共振周波数 560 Hz @ 210 g ±20 % 負荷時の共振周波数 480 Hz @ 310 g ±20 % 動作方向のプッシュプルフォース容量 100 / 50 N 最大 キャリブレーション済み 機械特性 顕微鏡用タレット ドライブ特性 ピエゾセラミックタイプ PICMA® P-885 静電容量 6 µF ±20 % 動作電流に対するダイナミック係数 7.5 µA/(Hz • µm) ±20 % タレットリング その他 動作温度範囲 -20～80 °C 材質 アルミニウム、鋼鉄 外径寸法 直径: 65 mm, 高さ: 50.7 mm 対物レンズの最大直径 M32 質量 575 g ±5 % ケーブル長さ 1.5 m ±10 mm センサー／電圧接続部 特殊D-Sub 推奨コントローラ／アンプ 単一チャネルデジタルコントローラ： E-753（ベンチトップ）, E-625ベンチトップコントローラ , E-665高出力ベンチトップコントローラ, E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム, E-505高出力アンプモジュール およびE-509サーボコントローラ付き タレット用リング PIFOC® 対物レンズ用リング システム特性 システム構成 クローズドループアンプバンド幅、 小信号、10µm クローズドループアンプバンド幅、 大信号 E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、 E-505高出力アンプモジュールおよび E-509サーボコントローラ付き、 負荷310g（対物レンズ質量） 対物レンズ 130 Hz 70 Hz P-726クイックロックスレッドアダプターの展開図、 P-726 PIFOC®に取り付けた状態（取り付けツールは含ま れます） 27 Piezo • Nano • Positioning P-737 PIFOC®試料フォーカシングZステージ 顕微鏡標本用の薄型ロングストロークピエゾZナノポジショナー クローズドループの位置制御に よる精度と安定性の向上 安定性と再現性の向上のため、 P-737ステージは位置フィー ドバック機能を備えています。 高分解能、高速応答の歪みゲー ジセンサー（SGS）が、ドライブ トレイン上の適切な場所に取り 付けられており、コントローラ に対して、高周波数帯域でナノ メートル精度の位置フィードバ ック信号を伝送します。センサ ーはフルブリッジで構成されて おり、熱ドリフトをなくし、ナ ノメートルレンジの最適な位置 の安定性を保証しています。 高分解能顕微鏡用のP-737ピエゾZステージ 高さ方向の高速ピエゾ動作：ストローク～250μm （500μmまでカスタマイズ可能） ナノメートル分解能 大きなセンター開口部によって標本押さえに対応 手動またはモーター駆動のXY OEMステージに機械的に適合 ミリセカンドレンジの応答時間 ストローク～500μm、または、ダ イレクト計測／高分解能静電容量 センサーのカスタマイズが可能です。 高さ方向の高速なステップ移動 による、高速フォーカス制御と 高さ方向の断層画像取り込み ソリッドステートピエゾ駆動の 迅速な応答性により、高さ方向 のステップとセットリングタイ ムを従来のステッピングモータ ー駆動よりも一般的に10～20倍 高速化することができます。こ のため、画像撮影の速度とスル ープットが向上します。 PICMA®アクチュエータは、セラ ミックだけで絶縁されている唯 一のアクチュエータです。この セラミック絶縁により、アクチ ュエータは周囲湿度や漏れ電流 に対する耐性があります。この ため、従来のアクチュエータに 比べてはるかに優れた信頼性と 寿命を備えています。 長寿命を約束するセラミック絶 縁ピエゾアクチュエータ PICMA®多層構造のピエゾアクチ ュエータを使用することで最大 限の信頼性が保証されます。 8,8 138 4,8 65 R 0,5 10,5 11 1 8 R 7 86,5 20,5 XYステージがサンプルの位置を 決める一方で、ピエゾアクチュ エータを用いたP-737が光軸に沿 ってサンプルを移動すること で、すばやく正確にフォーカス を調整します。ナノメートルレ ンジの精度を備えた垂直方向の ステップ移動は、わずか数ミリ セカンドで行われます。 P-737.2SL 顕微鏡標本押さえ用PIFOC®ナノフ ォーカシングZステージ、250μm、 SGS、LEMOコネクタ、メルツホイ ザー製顕微鏡ステージ対応 30 PIFOC® P-737高速垂直位置決め システムは、顕微鏡検査のため のXYステージで使用するように 設計されています。手動ステー ジだけでなく、モーター駆動ス テージにも対応しております。 P-737.1SL 顕微鏡標本押さえ用PIFOC®ナノフ ォーカシングZステージ、100μm、 SGS、LEMOコネクタ、メルツホイ ザー製顕微鏡ステージ対応 優れたガイド精度 FEAで最適化したフレクシャーガ イドをステージに使用していま す。FEA手法により、動作の方向 に対して最大限の剛性と垂直性 が確保され、直線と角度の振れ を最小限に抑えています。フレ クシャには、遊びや摩擦がまっ たくないため、どのような微細 な動きであろうと、極めて高精 度の動きが可能になります。 M3 / 6 tief 5 Erdungsbohrung 0 ,9 5 4 1 160 30 140 148 124,5 90 220,5 1 128,5 156 R 156,6 スライドやマルチウェルプレー トなど、さまざまな標本押さえ に対応できるよう大きな開口部 が設計されています。 eloxalfrei 5 x45¡ 12,5 R アプリケーション例 100 R 蛍光顕微鏡 共焦点顕微鏡 バイオテクノロジー A ,5 R 5 A 8 5 1 R 5 67,5 76 27,3 89,5 94 オートフォーカスシステム 3D画像 4 110 A-A 医療テクノロジー 28 3 8 M3 5 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 オーダー情報 2m 4 5 P-737の外形図（単位：mm） Piezo • Nano • Positioning P-737ピエゾZステージ （マルチウェルプレートを含む）は、 モーター駆動の顕微鏡XYステージ （メルツホイザー製など）と互換性が あります。 サンプルを動かす代わりに、対物レンズを動かすことも可能。 P-725 PIFOC®対物レンズスキャナは、ナノメートルの分解能と ミリセカンドレンジの応答時間で、400μmのストローク を実現します。 技術データ/購入ガイド モデル P-737.1SL P-737.2SL 駆動軸 Z Z 単位 公差 最小(+20 %/-0 %) 動作および位置決め 内蔵センサー SGS SGS オープンループストローク、-20～+120V 150 280 µm クローズドループストローク 100 250 µm オープンループ分解能 0.8 1 nm 標準 クローズドループ分解能 2.5 4 nm 標準 リニアリティ、クローズドループ 0.2 0.2 % 標準 再現性 6 12 nm 標準 振れ⍜X ±36 ±36 µrad 標準 振れ⍜y ±36 ±140 µrad 標準 機械特性 無負荷時の共振周波数 270 210 Hz ±20 % 共振周波数@ 100 g 230 180 Hz ±20 % 共振周波数@ 200 g 210 155 Hz ±20 % 動作方向のプッシュプルフォース容量 50 / 20 50 / 20 N 最大 PICMA® P-885 PICMA® P-885 ドライブ特性 セラミックタイプ 静電容量 6.3 9.3 µF ±20 % 動作電流に対するダイナミック係数 7.9 4.6 µA/(Hz • µm) ±20 % 動作温度範囲 -20～80 -20～80 °C 材料 アルミニウム アルミニウム 外径寸法 220.5 x 138 x 27.3 220.5 x 138 x 27.3 mm 質量 0.7 0.7 kg ±5 % ケーブル長さ 2 2 m ±10 mm センサー接続部／電圧接続部 LEMO LEMO その他 システム特性 システム構成 E-500システム E-500システム E-503アンプ付き (6 W) E-503アンプ付き (6 W) E-509サーボモジュール E-509サーボモジュール クローズドループアンプバンド幅、小信号 60 30 Hz 標準 セットリング時間（10%ステップ幅） 24 30 ms 標準 推奨コントローラ／アンプ 単一チャネル：E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ、E-665高出力サーボコントローラ、ベンチトップ 29 Piezo • Nano • Positioning P-753 LISAリニアアクチュエータおよびステージ 高ダイナミック、超高安定性を誇るピエゾナノポジショナー 自動設定が可能 CDバージョンには、IDチップが 備えられ、個々のステージデー タやサーボ制御パラメータが保 存されています。このデータ は、PIのデジタルピエゾコント ローラのオートキャリブレーシ ョン機能により自動的に読み出 されます。従って、IDチップを 備えるデジタルピエゾコントロ ーラとナノポジショニングステ ージは、いかなる形にも組み合 わせることができます。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-753.11C LISAナノ精度アクチュエータ／ポジショニングステージ 汎用性の高い設計：フレクシャステージまたはアクチュエータ 分解能0.05nm、高速応答 静電容量センサーによる高リニアリティ 摩擦のない精密フレクシャガイドにより、直進性の極めて 高い動きを実現 PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 真空対応および非磁性バージョンを用意 P-753 LISA（リニアステージア クチュエータ） 高速ナノポジシ ョナーはリニアアクチュエータ 、およびステージの両方として ご使用頂けます。このP-753 LISAは静電容量フィードバック センサー、摩擦の無いフレクシ ャガイドシステム、および高性 能ピエゾ駆動（PICMA®）を搭載 アプリケーション例 ディスクドライブ検査 各種計測 ナノポジショニング 走査型顕微鏡 フォトニクス／光集積回路 干渉計 バイオテクノロジー 30 マイクロマニピュレー ション しており、最大駆動レンジが 38μm、超高速セットリングタイ ムと、直進性が非常に高いこと が大きな特徴です。 直動式デザインによる高速応答 本体質量を最小限にすることに 細心の注意を払った直動式デザ インの結果、支持構造における 慣性による反動力を抑え、ま た、システム全体の応答性、ス ループット、ミリセカンドレン ジでのセットリングタイムの安 定性を高めることを可能にしま した。 PI独自の静電容量センサーは、 物理的接触なしに、対象物の位 置を直接測定します。摩擦やヒ ステリシスがなく、また、位置 決めの分解能が1nmを下回るた め、非常に高レベルのリニアリ ティが得られます。静電容量セ ンサーによるダイレクト計測の さらなる利点は、優れた位相追 従性と最大10kHzという高周波数 帯域です。 高い信頼性と長寿命 コンパクトなP-753LISAシステ ムは、プリロード付きのPICMA® 高性能ピエゾアクチュエータを 備えています。PICMA®アクチュ エータは、FEA設計の洗練された フレクシャガイドシステムに内 蔵されています。このアクチュ エータは、同時焼成セラミック コーティングが施され、従来の ピエゾアクチュエータに比べて 優れた性能と信頼性を備えてい ます。アクチュエータ、ガイ ド、およびセンサーは、メンテ ナンスフリーで、摩耗がなく、 比類のない信頼性を実現してい ます。 オーダー情報 P-753.11C LISA高ダイナミックナノポジショニ ングシステム、12μm、ダイレクト 計測、静電容量センサー、LEMOコネ クタ P-753.21C LISA高ダイナミックナノポジシ ョニングシステム、25μm、ダイ レクト計測、静電容量センサー、 LEMOコネクタ P-753.31C LISA高ダイナミックナノポジショ ニングシステム、38μm、ダイレ クト計測、静電容量センサー、 LEMOコネクタ P-753.1CD* LISA高ダイナミックナノポジショ ニングシステム、12μm、ダイレ クト計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ P-753.2CD* LISA高ダイナミックナノポジショ ニングシステム、25μm、ダイレ クト計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ P-753.3CD* LISA高ダイナミックナノポジショ ニングシステム、38μm、ダイレ クト計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ * 10-9hPaまでの真空対応バージョン はP-753.xUD、非磁性真空対応バー ジョンはP-753.xNDです。 Piezo • Nano • Positioning P-753.1の外形図（単位：mm）： M2.5の最大トルクは30Ncm P-753.2の外形図（単位：mm）： M2.5の最大トルクは30Ncm P-753.3の外形図（単位：mm）： M2.5の最大トルクは30Ncm 技術データ/購入ガイド モデル P-753.11C P-753.21C P-753.31C P-753.1CD P-753.2CD P-753.3CD 駆動軸 X X X X X X 内蔵センサー 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 クローズドループストローク 12 25 38 12 25 0.1 0.2 0.05 0.1 単位 公差 38 µm キャリブレーション済み 0.2 nm 標準、フルストローク 標準 動作および位置決め クローズドループ／オープンループ分解能 0.05 リニアリティ、クローズドループ 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 % 再現性 ±1 ±2 ±3 ±1 ±2 ±3 nm 標準 ピッチ／ヨー ±5 ±7 ±10 ±5 ±7 ±10 µrad 標準 動作方向の剛性 45 24 16 45 24 16 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 5.6 3.7 2.9 5.6 3.7 2.9 Hz ±20 % 共振周波数 @ 200 g 2.5 1.7 1.4 2.5 1.7 1.4 Hz ±20 % 100 / 20 100 / 20 100 / 20 100 / 20 100 / 20 100 / 20 N 最大 10 / 2 10 / 2 10 / 2 10 / 2 10 / 2 10 / 2 kg 最大 ±20 % 機械特性 動作方向のプッシュプルフォ ス容量 負荷容量 （垂直／水平取り付け） ドライブ特性 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 1.5 3.1 4.6 1.5 3.1 4.6 µF 動作電流に対するダイナミック係数 12 15 15 12 15 15 µA/(Hz • µm) ±20 % 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 °C 材料 ステンレス鋼 ステンレス鋼 ステンレス鋼 ステンレス鋼 ステンレス鋼 ステンレス鋼 外径寸法 44 x 30 x 15 44 x 30 x 62 44 x 30 x 80 44 x 30 x 15 44 x 30 x 62 44 x 30 x 80 質量 0.15 0.205 0.25 0.16 0.215 0.26 kg ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 m ±10 mm センサー／電圧接続部 LEMO LEMO LEMO 特殊D-Sub 特殊D-Sub 特殊D-Sub その他 mm PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-503アンプによるノイズ相当分の動作です。 推奨コントローラ／アンプ LEMOコネクタ：E-500ピエゾコントローラシステム、E-505高出力アンプおよびE-509サーボモジュール付き 特殊D-Subコネクタ：E-610サーボコントローラ／アンプカード、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ、E-665高出力ディスプレイコントローラ、ベンチトップ、E-753デジタルコントロー 31 Piezo • Nano • Positioning P-752高精度ナノポジショニングステージ 超高ガイド精度を誇る高ダイナミック、高安定性ピエゾスキャナ は、優れた位相追従性と最大 10kHzという高周波数帯域です。 自動設定が可能 CDバージョンには、IDチップが 備えられ、個々のステージデー タやサーボ制御パラメータが保 存されています。このデータ は、PIのデジタルピエゾコント ローラのオートキャリブレーシ ョン機能により自動的に読み出 されます。従って、IDチップを 備えるデジタルピエゾコントロ ーラとナノポジショニングステ ージは、いかなる形にも組み合 わせることができます。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-752.11Cピエゾナノポジショニングシステム 分解能0.1nm、高速応答 ストローク～35μm 静電容量センサーによる高リニアリティ フレクシャガイドにより摩擦のない直進性の高い動きを実現 PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 極めて精密なP-752シリーズ高速 ナノポジショニングステージ は、最大位置決め／スキャニン グレンジが35μm、超高速セット リングタイムと、直進性が非常 に高いことが大きな特徴です。 これらのステージは高速振動、 およびディスクドライブ検査の アプリケーション用として特別 に設計されました。 アプリケーション例 ディスクドライブ検査 各種計測 ナノポジショニング 走査型顕微鏡 フォトニクス／光集積回路 干渉計 バイオテクノロジー 32 マイクロマニピュレー ション 直動式デザインによる高速応答 本体質量を最小限にすることに 細心の注意を払った直動式デザ インの結果、支持構造における 慣性による反動力を抑え、ま た、システム全体の応答性、ス ループット、および安定性を高 めることを可能にしました。例 として、E-612型コントローラと の使用において、荷重300gで 15μmステージのセットリングタ イムが17msec（セットリング条 件は0.1%）となり、これは他の システムと比べてより高速で、 かつ高精密であります。 P725ステージは、静電容量セン サーを備えることにより、サブ ナノメートルの分解能と安定性 を実現しています。PI独自の静 電容量センサーは、物理的接触 なしに、対象物の位置を直接測 定します。摩擦やヒステリシス がなく、また、位置決めの分解 能が1nmを下回るため、非常に高 レベルのリニアリティが得られ ます。静電容量センサーによる ダイレクト計測のさらなる利点 周期的な動作による高精度 PIの最新型デジタルコントロー ラで利用可能なDDLアルゴリズム により、スキャニングアプリケ ーションにおいて最高の動的精 度が得られます。DDLは、トラッ キングエラーを排除し、ダイナ ミックリニアリティおよび有効 バンド幅を最大で3桁向上させま す。 高い信頼性と長寿命 コンパクトなP-752システムは、 プリロード付きのPICMA®高性能 ピエゾアクチュエータを備えて います。PICMA®アクチュエータ は、FEA設計の洗練されたフレク シャガイドシステムに内蔵され ています。このアクチュエータ オーダー情報 P-752.11C 高ダイナミックピエゾナノポジシ ョニングシステム、15μm、ダイ レクト計測、静電容量センサー、 LEMOコネクタ P-752.21C 高ダイナミックピエゾナノポジシ ョニングシステム、30μm、ダイ レクト計測、静電容量センサー、 LEMOコネクタ P-752.1CD 高ダイナミックピエゾナノポジシ ョニングシステム、15μm、ダイ レクト計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ P-752.2CD 高ダイナミックピエゾナノポジシ ョニングシステム、30μm、ダイ レクト計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ は、同時焼成セラミックコーテ ィングが施され、従来のピエゾ アクチュエータに比べて優れた 性能と信頼性を備えています。 アクチュエータ、ガイド、およ びセンサーは、メンテナンスフ リーで、摩耗がなく、比類のな い信頼性を実現しています。 標準0.5μradの双方向軌道再現性（P-752.11Cステージ）は、生産性を2倍にするため プロセスを双方向で処理します。 Piezo • Nano • Positioning P-752.11Cの、振幅3nmの方形波制御信号に対する応答は、真のサブナノメートルの 位置の安定性、インクリメンタル動作、および双方向再現性を意味します（E-501、 E-503.00、E-509.C1コントローラで測定、バンド幅を240Hzに設定）。 技術データ/購入ガイド モデル P-752.11C P-752.1CD P-752.21C P-752.2CD 駆動軸 X X X X 単位 公差 動作および位置決め 内蔵センサー 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 オープンループストローク、-20～+120V 20 20 35 35 µm 最小(+20 %/-0 %) クローズドループストローク 15 15 30 30 µm キャリブレーション済み クローズドループ／オープンループ分解能 0.1 標準 0.1 0.2 0.2 nm リニアリティ、クローズドループ 0.03 0.03 0.03 0.03 % 標準 再現性 ±1 ±1 ±2 ±2 nm 標準、フルストローク ピッチ／ヨー ±1 ±1 ±1 ±1 µrad 標準 動作方向の剛性 30 30 20 20 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 3200 3200 2100 2100 Hz ±20 % 共振周波数 @ 300 g 980 980 600 600 Hz ±20 % 100 / 10 100 / 10 100 / 10 100 / 10 N 最大 30 30 30 30 N 最大 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 2.1 2.1 3.7 3.7 µF ±20 % 動作電流に対するダイナミック係数 17 17 15 15 µA/(Hz • µm) ±20 % 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 °C 材料 ステンレス鋼 ステンレス鋼 ステンレス鋼 ステンレス鋼 外径寸法 66 x 40 x 13.5 66 x 40 x 13.5 84 x 40 x 13.5 84 x 40 x 13.5 mm 質量 0.25 0.25 0.35 0.35 kg ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 1.5 1.5 m ±10 mm センサー／電圧接続部 LEMO 特殊D-Sub LEMO 特殊D-Sub 機械特性 動作方向のプッシュプル フォース容量 負荷容量 ドライブ特性 その他 PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-503アンプによるノイズ相当分の動作です。 推奨コントローラ／アンプ LEMOコネクタ：E-500ピエゾコントローラシステム、E-505高出力アンプおよびE-509サーボモジュール付き 特殊D-Subコネクタ：E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ、E-665高出力ディスプレイコントローラ、ベンチトップ、 E-753デジタルコントローラ 33 Piezo • Nano • Positioning P-611.1ピエゾナノポジショナー 低価格のコンパクトなリニアポジショニングシステム 汎用性、およびモーター駆動ス テージとの組み合わせ ピエゾステージのP-611シリーズ は、単軸および多軸バージョン （X、XY、Z、XZ、およびXYZ）が 豊富に用意されているため、コ ンパクトな手動／モーター駆動 のマイクロポジショニングシス テムと組み合わせて、ロングス トロークの粗動／微動ポジショ ナーを構成できます。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-611.1リニアナノポジショニングシステム、 ストローク100μm、分解能～0.2nm コンパクト設計：設置面積44 x 44mm ストローク～120μm 分解能～0.2nm 低コストの機構／電子システム構成 PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 Zステージ、XY、XZ、およびXYZバージョンを用意 P-611.1ピエゾステージは、設置 面積わずか44 x 44mmのフレクシ ャガイドナノポジショニングシ ステムです。ここに紹介するリ ニアステージは、1～3軸構成が 可能なP-611シリーズポジ ショナーの一部です。このシス テムは、コンパクトなサイズに も拘わらず、サブナノメートル の分解能で最大120μmのストロ ークを実現しています。これら の製品は、干渉計の光路長補 正、顕微鏡や走査アプリケーシ ョンにおけるサンプル位置決め などに適しています。特徴とし て、セラミックコーティングを 施したピエゾドライブ、そして 静止摩擦／動摩擦のないフレク シャガイドシステムを備えてい アプリケーション例 マイクロ機械加工 顕微鏡 マイクロマニピュレーション 半導体試験 34 高い信頼性と長寿命 コンパクトなP-611システムは、 プリロード付きのPICMA®高性能 ピエゾアクチュエータを備えて います。PICMA®アクチュエータ は、FEA設計の洗練されたフレク シャガイドシステムに内蔵され ています。このアクチュエータ は、同時焼成セラミックコーテ ィングが施され、従来のアクチ ュエータに比べて優れた性能と 信頼性を備えています。アクチ ュエータ、ガイド、およびセン ます。P-611ピエゾステージ はすべて、ナノメートルの精度 と比類なき信頼性でミリセカン ドの応答を実現します。 クローズドループおよびオープ ンループバージョン 高分解能、高速応答の歪みゲー ジセンサー（SGS）が、ドライブ トレイン上の適切な場所に取り 付けられており、コントローラ に対して、高周波数帯域でナノ メートル精度の位置フィードバ ック信号を伝送します。センサ ーはフルブリッジで構成されて おり、熱ドリフトをなくし、ナ ノメートルレンジの位置決め安 定性を可能にしています。 オープンループモデルは、高速 応答と超高分解能は重要である が、絶対的な位置決めは必要と しないアプリケーションに最適 です。また、干渉計、PSD（位置 検出素子）、CCDチップ／画像処 理システム、あるいは、オペレ ータの目や手など、外部のフィ ードバックシステムにより位置 を制御する場合にも利用できま す。 P-611.1Sの外形図（単位：mm） オーダー情報 P-611.10 リニアナノポジショニングシステム、 100μm、センサーなし P-611.1S リニアナノポジショニングシステム、 100μm、SGSセンサー サーは、メンテナンスフリー で、摩耗がなく、比類のない信 頼性を実現しています。 Piezo • Nano • Positioning P-611の全シリーズ：X、Z、XY、XZ、 およびXYZステージ シ ステム特性 システム構成 クローズドループアンプバ ンド幅、小信号 P-611.1SおよびE-665.SR コントローラ、荷重30g P-611.1S、 再現性2.7nm 45 Hz セットリングタイム（10%ステップ幅）18 ms 技術データ/購入ガイド モデル P-611.1S P-611.10 動作軸 X X 内蔵センサー SGS – オープンループストローク、-20～+120V 120 クローズドループストローク 100 オープンループ分解能 0.2 クローズドループ分解能 リニアリティ、クローズドループ 再現性 単位 公差 120 µm 最小(+20 %/0 %) – µm キャリブレーション済み 0.2 nm 標準 2 – nm 標準 0.1 – % 標準 <10 – nm 標準 動作および位置決め ピッチ ±5 ±5 µrad 標準 ヨー ±20 ±20 µrad 標準 平坦度 10 10 nm 標準 動作方向の剛性 0.2 0.2 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 400 400 Hz ±20 % 共振周波数 @ 30 g 300 300 Hz ±20 % 共振周波数 @ 100 g 195 195 Hz ±20 % 機械特性 動作方向のプッシュプルフォース容量 15 / 10 15 / 10 N 最大 負荷容量 15 15 N 最大 ±20 % ドライブ特性 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 1.5 1.5 µF 動作電流に対するダイナミック係数 1.9 1.9 µA/(Hz • µm) ±20 % -20～80 -20～80 °C PIピエゾナノポジショナーの 分解能は、動摩擦や静止摩擦 による制限を受けません。表 示されている値は、E-503 アンプによるノイズ相当分の 動作です。 動作電流に対するダイナミッ ク係数は、Hzとμmに対するμ Aで表示されます。例：10Hzで 50μmの正弦波スキャンには、 約0.9mAの駆動電流が必要です その他 動作温度範囲 材料 アルミニウム、鋼鉄 アルミニウム、鋼鉄 外径寸法 44 x 44 x 17 44 x 44 x 17 mm 質量 0.135 0.135 kg ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 m ±10 mm 電圧接続部 LEMO LEMO センサー接続部 LEMO – 推奨コントローラ／アンプ E-610サーボコントローラ／ アンプ、E-625サーボコント ローラ、ベンチトップ、E-665 高出力サーボコントローラ、 ベンチトップ オープンループシステム： E-660ベンチトップ 多軸システム： E-621コントローラモジュール 35 Piezo • Nano • Positioning P-620.1 – P-629.1 PIHera®ピエゾリニアステージ ストロークの長い、コンパクトなナノポジショニングシステムシリーズ PI独自の静電容量センサーは、 物理的接触なしに、対象物の位 置を直接測定します。摩擦やヒ ステリシスがなく、また、位置 決めの分解能は1nm未満のため、 非常に高レベルのリニアリティ が得られます。静電容量センサ ーによるダイレクトな位置計測 のさらなる利点は、すぐれた位 相制御と最大10kHzという高バン ド幅です。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 PIHera®ピエゾナノポジショニングシステムは、ストローク50～1800μmです。 ストローク：50～1800μm 高精度、低コスト 0.1nmの分解能 静電容量センサーを内蔵 0.02%の位置決め精度 摩擦のない高精密フレクシャガイドシステム PICMA®ピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 X、XY、Z、XYZバージョン 真空対応バージョンも用意 単軸のPIHera®システムは、スト ローク50～1800μmのピエゾナノ ポジショニングステージです。 ストロークは長くなりました が、サイズは極めてコンパクト で、高速応答とガイド精度の高 さが特徴です。これらの特徴と ロングストロークは、摩擦のな い、非常に剛性の高いフレクシ ャシステムだからこそ得られる ものです。 PIHera®ピエゾナノポジショニン グシリーズには、ZおよびXYステ ージもあります。 高精度を求めて 摩擦のないフレクシャ部品を使 用し、有限要素法により最適化 した設計を採用することによ り、高い剛性が得られ、その結 果、すぐれたガイド精度とダイ ナミクスを実現しています。そ して、ナノメートルレベルの真 直度と平坦度が得られます。 P-620.1CD* / P-620.1CL* PIHera®高精度ピエゾリニアナノポジ ショニングシステム、50μm、ダイレ クト位置計測、静電容量センサー P-621.1CD* / P-621.1CL* PIHera®高精度ピエゾリニアナノポジ ショニングシステム、100μm、ダイ レクト位置計測、静電容量センサー P-622.1CD* / P-622.1CL* PIHera®高精度ピエゾリニアナノポジ ショニングシステム、250μm、ダイ レクト位置計測、静電容量センサー P-625.1CD* / P-625.1CL* PIHera®高精度ピエゾリニアナノポジ ショニングシステム、500μm、ダイ レクト位置計測、静電容量センサー P-628.1CD* / P-628.1CL* PIHera®高精度ピエゾリニアナノポジ ショニングシステム、800μm、ダイ レクト位置計測、静電容量センサー P-629.1CD* / P-629.1CL* PIHera®高精度ピエゾリニアナノポジ ショニングシステム、1500μm、ダイ レクト位置計測、静電容量センサー *.1CDはD-Subコネクタ付き *.1CLはLEMOコネクタ付き オープンループバージョンは、 P-62x.10Lです。 10～9hPaの真空バージョンは、 P-62x.1UDです。 システム特性 システム構成 ナノメートル精度／ミリセカンド モーター駆動による位置決めス テージに比べてPIHera®ステージ の利点の1つは、入力変化に対す る高速応答と、すばやく正確な セットリング動作です。例とし て、P-622.1CDは、わずか 30msecのうちに10nmの精度で安 定することが可能です（他のPI ステージはさらに高速な応答が 可能です）。 オーダー情報 クローズドループアンプ バンド幅、大信号 セットリング時間 （フルストローク） P-625.1CDおよびE-500モジュール式ピエゾコント ローラシステム、E-505.00Fアンプ、および E-509.C1Aサーボコントローラ付き、250g負荷 30 Hz 31 ms アプリケーション例 干渉計 顕微鏡による検査 ナノポジショニング バイオテクノロジー 品質保証試験 半導体技術 36 静電容量センサーによる最終段 位置計測で高精度を実現 干渉計における光学パス調整、 顕微鏡検査におけるサンプルの 位置決め、正確な位置合わせ、 あるいは光学トラッキングなど のタスクには、PIHera®ナノポジ ショニングステージが提供す る、長いスキャン範囲とナノメ ートル精度が必要です。 E-710コントローラとDDLオプションによる、P-621.1CDの高速スキャニングモーション （コマンドの立上がり時間：5ms）。デジタルダイナミックリニアライゼーションにより、スキ ャン時のトラッキング誤差はほぼ解消されます（< 20nm）。従来のPIコントローラに比べて最 大3桁改善され、スキャニング周波数とともに増大します。 Piezo • Nano • Positioning PIHera® XYZの組み合わせ、 P-62x.2XYピエゾステージ、 P-62x.Z垂直ステージ P-62x.1CD/.1CL/.10Lの外形図（単位：mm） 技術データ/購入ガイド P-620.1CD/ P-620.1CL P-621.1CD/ P-621.1CL P-622.1CD/ P-622.1CL P-625.1CD/ P-625.1CL P-628.1CD/ P-628.1CL P-629.1CD/ P-629.1CL/ P-62x.10L オープンループバージョン X X X X X X X 内蔵センサー 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 – オープンループストローク 60 120 300 600 950 1800 50 100 250 500 800 0.2 / 0.4 0.4 / 0.7 0.5 / 1.4 モデル 動作軸 単位 公差 as P-62x.1CD µm 最小 1500 – µm キャリブレーション済み 0.5 / 1.8 2/3 P-62x.1CDと同じ nm 標準 動作および位置決め -20～+120 クローズドループストローク (+20 %/-0 %) クローズドループ／オープンループ分解能 0.1 / 0.2 リニアリティ、クローズドループ 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03* 0.03** – % 標準 再現性 ±1 ±1 ±1 ±5 ±10 ±14 – nm 標準 ピッチ／ヨー ±3 ±3 ±3 ±6 ±6 ±10 P-62x.1CDと同じ µrad 標準 動作方向の剛性 0.42 0.35 0.2 0.1 0.12 0.13 P-62x.1CDと同じ N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 1100 800 400 215 125 125 P-62x.1CDと同じ Hz ±20 % 共振周波数@ 20 g 550 520 340 180 115 120 P-62x.1CDと同じ Hz ±20 % 共振周波数@ 120 g 260 240 185 110 90 110 P-62x.1CDと同じ Hz ±20 % 10 10 10 10 10 10 P-62x.1CDと同じ N 最大 負荷容量 10 10 10 10 10 10 P-62x.1CDと同じ N 最大 ラテラルフォース 10 10 10 10 10 8 P-62x.1CDと同じ N 最大 ±20 % 機械特性 動作方向のプッシュプ ルフォース ドライブ特性 PICMA P-885 PICMA P-885 PICMA P-885 PICMA P-887 PICMA P-888 P-62x.1CDと同じ 0.35 1.5 3.1 6.2 19 52 P-62x.1CDと同じ µF 0.9 1.9 1.9 1.6 3 4.3 P-62x.1CDと同じ µA/(Hz • µm) ±20 % °C セラミックタイプ PICMA P-883 電気容量 動作電流に対するダイ ナミック係数 ® ® ® ® ® ® その他 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 -20～150 材料 アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム 外径寸法 30 x 30 x 12 40 x 40 x 15 50 x 50 x 15 60 x 60 x 15 80 x 80 x 17 100 x 100 x 22.5 as P-62x.1CD mm 質量 0.11 0.16 0.2 0.24 0.38 0.72 as P-62x.1CD kg ケーブル長さ 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 ±10 mm CDバージョン： 特殊D-Sub CLバージョ ン：LEMO CDバージョン： 特殊D-Sub CLバージョ ン：LEMO CDバージョン： 特殊D-Sub CLバージョ ン：LEMO CDバージョン： 特殊D-Sub CLバージョ ン：LEMO CDバージョン： 特殊D-Sub CLバージョ ン：LEMO CDバージョン： 特殊D-Sub CLバージョ ン：LEMO LEMO （センサー無し） センサー／電圧接続 m ±5 % PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-710コントローラのノイズ等価動作です。 * デジタルコントローラの場合。アナログコントローラの場合、0.05%。 ** デジタルコントローラの場合。アナログコントローラの場合、0.07%。 推奨コントローラ／アンプ CDバージョン：E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ、E-665高出力サーボコントローラ、ベンチトップ 単一チャネルデジタルコントローラ：E-753（ベンチトップ） CLバージョン：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、E-505アンプモジュール付き（高出力）、およびE-509コントローラ オープンループバージョン：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、E-505アンプモジュール付き（高出力 37 Piezo • Nano • Positioning P-517 · P-527多軸ピエゾスキャナ ダイレクト計測機能を備える高ダイナミックナノポジショナー／スキャナ 高い動作性をもつP-517および P-527多軸ピエゾナノポジショ ニングステージは、XYθZ、XY、 およびXYZの構成で、リニアスト ロークが最大200 x 200 x 20μm、 回転レンジは最大4mradの範囲で の位置決めが可能です。66 x 66mm のセンター開口部は光透過式ア プリケーションに最適です。 同じサイズのZ/チップ/チルトバ ージョンとして、モデル P-518、P-528、およびP-558 が有り、また、最大6軸のカスタ ム製品があります。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-527.2CLパラレル制御ナノポジショニングシステム 2軸および3軸バージョン（XYおよびXYθZ） ストローク～200μm サブナノメートルの分解能 摩擦のない精密フレクシャガイドシステム 静電容量センサーによる高いリニアリティ パラレル制御／計測構造による応答性の向上／多軸の精密制御 センター開口部 66 x 66mm PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 静電容量センサーにより高精度 を実現 PI独自の静電容量センサーは、 物理的接触なしに、対象物の位 置を直接測定します。摩擦やヒ ステリシスがなく、また、位置 決めの分解能が1nmを下回るた め、非常に高レベルのリニアリ ティが得られます。静電容量セ アプリケーション例 メトロロジー 干渉計 光学 リソグラフィ ナノポジショニング 走査型顕微鏡 マスストレージ装置試験 レーザーテクノロジー マイクロ機械加工 ンサーによるダイレクト計測の さらなる利点は、すぐれた位相 追従性と最大10kHzという高周波 数帯域です。 技術データ/購入ガイド モデル P-517.2CL P-527.2CL P-517.3CL/ P-517.3CD P-527.3CL/ P-527.3CD P-517.RCD P-527.RCD 動作軸 X, Y X, Y X, Y, Z X, Y, Z X, ⍜Y, ⍜Z ⍜Y, ⍜Z 動作および位置決め 内蔵センサー 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 オープンループストローク、-20～+120V 130 250 130; Z: 25 250; Z: 25 130; ⍜Z: ±1.3 mrad 250; ⍜Z: ±2.5 mrad クローズドループストローク 100 200 100; Z: 20 200; Z: 20 100; ⍜Z: ± 1 mrad 200; ⍜Z: ± 2 mrad オープンループ分解能 0.3 0.5 0.3; Z: 0.1 0.5; Z: 0.1 0.3; ⍜Z: 0.1 µrad 0.5; ⍜ZZ: 0.1 µrad クローズドループ分解能 1 2 1; Z: 0.1 2; Z: 0.1 1; ⍜Z: 0.3 µrad 2; ⍜Z: 0.3 µrad リニアリティ 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 再現性 ±5 ±10 ±5; Z: ±1 ±10; Z: ±1 ±5; 剛性 2 1 2; Z: 15 1; Z: 15 2 無負荷時の共振周波数 450 350 450; Z: 1100 350; Z: 1100 450; 共振周波数 @ 500 g X, Y 250 190 250 190 250 190 共振周波数 @ 2500 g X, Y 140 110 140 110 140 110 動作方向のプッシュプルフォース容量 50 / 30 50 / 30 50 / 30 50 / 30 50 / 30 50 / 30 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 9.2 9.2 9; Z: 6 9; Z: 6 9 9 動作電流に対するダイナミック係数 (DOCC) 11.5 5.8 11.5; Z: 37 5.5; Z: 37 11.5 5.5 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 材料 アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム 質量 0.14 0.14 0.145 0.145 0.14 0.14 センサー／電圧接続部 LEMO LEMO 特殊D-Sub 特殊D-Sub Z: ±0.5 µrad ±10 機械特性 1 Z: 400 350; Z: 300 ドライブ特性 その他 特殊D-Sub 特殊D-Sub （CDバージョン） (CDバージョン) LEMO (CLバージョン) LEMO (CLバージョン) PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-503またはE-710コントローラによるノイズ相当分の動作です。 動作電流に対するリニアダイナミック係数は、Hzとμmに対するμAで表示されます。P-527.2xxの例：10Hzで30μmの正弦波スキャンには、約1.8mAの駆動電流が必要です。回転軸の静電容量とDOCCは、X、Yで別の動きに基づくため、 ここでは記載しません。 推奨コントローラ LEMOコネクタを備えるバージョン：単一チャネル（軸あたり1）：E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ、E-621コントローラモジュール 複数チャネル：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム（、E-503アンプモジュール（3チャネル）またはE-505（軸あたり1、高出力）および、E-509コントローラ付き D-Subコネクタを備えるバージョン：複数チャネルデジタルコントローラ：E-710ベンチトップ、E-712モジュール式、E-725高出力、E-761 PCI基板 38 Piezo • Nano • Positioning ナノメートルレベルの平坦度と 直進度を実現するアクティブお よびパッシブガイド FEAで最適化したフレクシャガイ ドをステージに使用しています 。FEA手法により、動作の方向に 対して最大限の剛性と垂直性が 確保され、直線と角度の振れを 最小限に抑えています。フレク シャには、遊びや摩擦がまった くないため、どのような微細な 動きであろうと、極めて高精度 の動きが可能になります。パラ レル制御設計により、すべての 軸が1つの移動プラットフォーム 上で動作するため、重量が軽減 され、同一の動的挙動が得られ 、累積誤差がありません。また 、スタックやネスト構造と比較 して、よりコンパクトな形状と 高速応答が可能になります。 フレクシャガイドによる高精度 は、“アクティブ軌道制御”に よりさらに強化されます。パラ 単位 µm 公差 最小(+20%/0%) µm nm 標準 nm 標準 % 標準 nm 標準 N/µm ±20% Hz ±20% Hz ±20% Hz ±20% N 最大 µF ±20% µA/(Hz • µm) ±20% レル制御とパラレルダイレクト 計測機能を備える多軸ナノポジ ショニングシステムにより、1つ の固定基準に対して、あらゆる 角度でプラットフォームの位置 を測定できます。このようなシ ステムでは、1つのアクチュエー タによる他のアクチュエータへ の影響（クロストーク）が直ち に検出され、サーボループによ り動的に補正されます。この“ アクティブ軌道制御”により、 ダイナミックな操作において も、軌道からの逸脱を数ナノメ ートル以下に維持できます。 長寿命を約束するセラミック絶 縁ピエゾアクチュエータ PICMA®多層構造のピエゾアクチ ュエータを使用することで最大 限の信頼性が保証されます。 PICMA®アクチュエータは、セラ ミックだけで絶縁されている唯 一のアクチュエータです。この セラミック絶縁により、アクチ ュエータは周囲湿度や漏れ電流 に対する耐性があります。この ため、従来のアクチュエータに 比べてはるかに優れた信頼性と 寿命を備えています。 オーダー情報 P-517.2CL 高精度XYナノポジショニングシステ ム、100x100μm、静電容量センサー、 パラレル計測、LEMOコネクタ P-527.2CL 高精度XYナノポジショニングシステ ム、200x200μm、静電容量センサー、 パラレル計測、LEMOコネクタ P-517.3CL 高精度XYZナノポジショニングシステ ム、100x100x20μm、静電容量センサ ー、パラレル計測、LEMOコネクタ P-517.3CD 高精度XYZナノポジショニングシステ ム、100x100x20μm、静電容量センサ ー、パラレル計測、D-Subコネクタ P-527.2CL 高精度XYナノポジショニングシステ ム、200x200μm、静電容量センサー、 パラレル計測、LEMOコネクタ P-527.3CD 高精度XYZナノポジショニングシステ ム、200 x 200 x 20μm、静電容量 センサー、パラレル計測、D-Subコネ クタ P-517.RCD 高精度XY/回転ナノポジショニン グシステム、100x100μm、2mrad、 静電容量センサー、パラレル計測、 D-Subコネクタ P-527.RCD 高精度XY/回転ナノポジショニングシ ステム、200 x 200μm、4mrad、静 電容量センサー、パラレル計測、 D-Subコネクタ °C kg ±5% P-517、P-527の外形図（単位：mm）、ケーブル長さ1.5m 39 Piezo • Nano • Positioning P-733.2 · P-733.3 XY(Z) ピエゾナノポジショニングステージ 高精度XY（Z）スキャナシリーズ（開口部付き） © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-733.3DD（左側）およびP-733.2DD高速直動式XY（Z）スキャニングステージは、 市販製品のうちで、大きな開口部を備える最速のスキャニングステージです （共振周波数2.2kHz！）。両ユニットともに、設置面積はわずか100 x 100mmです（CDは、大きさの比較用）。 ストローク：XY軸方向に100 x 100μm、高さ方向に～10μm 静電容量センサーにより分解能～0.1nmを実現 直動式の高速バージョン 真空対応および非磁性バージョン パラレル制御によるダイナミクスの向上／多軸の精密制御 パラレル計測によるアクティブ軌道制御 摩擦のない精密フレクシャガイドシステム 透過光アプリケーションに適した50 x 50mmのセンター開口部 P-733 XYおよびXYZピエゾ駆動ス テージは、高速かつ高精度のナ ノポジショニング／スキャニン グシステムです。100 x 100（x10） μmの位置決め／スキャニング範 囲を、サブナノメートルの分解 能で実現し、静電容量センサー を利用したパラレル計測位置フ ィードバック機能により、多軸 制御において優れたリニアリテ ィと再現性を可能にしています 。ガイド精度が高いため、全ス トローク範囲において、振れを1 0nm未満に抑えています。さらに 、 P - 7 3 3 . 3 C D の高速Z軸は、XY軸動作の間、Z 軸の面外偏差を動的に補正しま す。 アプリケーション例 画像処理／安定化 走査型顕微鏡 表面形状解析 各種計測／干渉計 バイオテクノロジー 半導体試験 マスク／ウェハー位置決め 40 マイクロマニピュレー ション 高平坦度／直進度のナノ ポジショニング 高速多軸システム／直動式、薄 型、そして大きな開口部 P-733.2DD/.3DD多軸ピエゾナ ノポジショニングシステムは、 走査型顕微鏡のための、高速か つ超高精度のオープンフレーム ステージです。位置決め／スキ ャニング範囲は、30x30（x10）μm を誇ります。P-733ナノポジ ショニング／スキャニングステ ージは、高さがわずか20mm（0.8 インチ）の薄型です。最新型の 高剛性直動式により、システム の共振周波数は2.2kHzの高さで （競合製品の4倍）、サブナノメ ートルの分解能でミリセカンド のスキャニングを実行します。 パラレル制御／計測による応答 性の向上 パラレル制御の多軸システムで は、すべてのアクチュエータ が、1つのプラットフォーム上で 動作します。つまり、すべての 軸が、1つの最小化された質量を 動かし、同一の動的特性をもち ます。パラレル制御とパラレル ダイレクト計測機能を備える多 軸ナノポジショニングシステム は、1つの固定基準に対して、あ らゆる角度でプラットフォーム の位置を測定できます。このよ うなシステムでは、1つのアクチ ュエータから他のアクチュエー タへの無用な動作（クロストー ク）が直ちに検出され、サーボ ループにより動的に補正されま す。 静電容量センサーによりサブナ ノメートルの分解能を実現 PI独自の静電容量センサーは、 物理的接触なしに、対象物の位 置を直接測定します。摩擦やヒ ステリシスがなく、また、位置 決めの分解能は1nm未満のため、 非常に高レベルのリニアリティ が得られます。静電容量センサ ーによるダイレクト計測のさら なる利点は、優れた位相追従性 と最大10kHzという高周波数帯域 です。クローズドループの分解 能は、XおよびY軸方向に0.3nm、 オプションの高さ方向に0.2nmで す。直動式バージョンは、すべ ての軸について0.1nmです。 オーダー情報 P-733.2DD 高ダイナミック高精度XYナノポジシ ョニングシステム、30 x 30μm、 直動式、静電容量センサー、パラレ ル計測、D-Subコネクタ P-733.3DD 高ダイナミック精密XYZナノポジショ ニングシステム、30 x 30 x 10μm、 直動式、静電容量センサー、パラレ ル計測、D-Subコネクタ P-733.2CD* / P-733.2CL* 高精度XYナノポジショニングシステ ム、100 x 100μm、静電容量セン サー、パラレル計測 P-733.3CD* / P-733.3CL* 精密XYZナノポジショニングシステム 、100 x 100 x 10μm、静電容量セ ンサー、パラレル計測 P-733.2VL* / P-733.2VD* 高精度XYナノポジショニングシステ ム、100 x 100μm、静電容量セン サー、パラレル計測、真空対応 ～10-6hPa P-733.2UD 高精度XYナノポジショニングシス テム、100 x 100μm、静電容量セ ンサー、パラレル計測、D-Subコネ クタ、真空対応～10-9hPa * .xxD：D-Subコネクタ付き * .xxL：LEMOコネクタ付き その他特注仕様につきましてもお 問合わせください。 幅広いアプリケーションに対応 する多様なモデル Z軸のスキャニングアプリケーシ ョンには、ストローク100μmの P-733.ZCDをご利用ください。 最大10-9hPaの超高真空アプリケ ーションには、ナノポジショニ ングシステムとともに、適切な 導入端子などの幅広いアクセサ リをご利用ください。 P-733.2UD、最大10-9hPaのUHV用非磁性 XYZスキャニングステージ Piezo • Nano • Positioning P-733.3の外形図（単位：mm） P-733.xDDの外形図（単位：mm） P-733.2の外形図（単位：mm） 技術データ/購入ガイド モデル P-733.2CD P-733.2CL P-733.3CD P-733.3CL P-733.2DD P-733.3DD 駆動軸 X, Y X, Y, Z X, Y X, Y, Z 単位 公差 最小(+20 %/-0 %) 動作および位置決め 内蔵センサー 静電容量 静電容量 静電容量 オープンループストローク、-20～+120V 115 x 115 静電容量 115 x 115 x 12 33 x 33 33 x 33 x 14 µm クローズドループストローク 100 x 100 100 x 100 x 10 30 x 30 30 x 30 x 10 µm オープンループ分解能 0.2 0.2 (0.1 in Z) 0.1 0.1 nm クローズドループ分解能 0.3 0.3 (0.2 in Z) 0.1 0.1 nm 標準 リニアリティ（X、Y） 0.03 0.03 0.03* 0.03* % 標準 標準 リニアリティ(Z) – 0.03 – 0.03* % 標準 再現性(X, Y) <2 <2 <2 <2 nm 標準 – <1 – <1 nm 標準 ピッチ(X,Y) <±3 <±3 <±5 <±5 µrad 標準 ヨー(X, Y) <±10 <±10 <±10 <±10 µrad 標準 <±5 µrad 標準 4 (高さ方向は10) N/µm ±20 % 再現性(Z) 振れ、θZ (Z方向) <±5 機械特性 剛性 1.5 1.4 (高さ方向は9) 無負荷時の共振周波数 500 460 (高さ方向は1400) 2230 20 1200 (高さ方向は1100) Hz ±20 % 負荷時の共振周波数 @ 120 g 370 340 (高さ方向は1060) - - Hz ±20 % 負荷時の共振周波数 @ 200 g 340 295 (高さ方向は650) 1550 530 (高さ方向は635) Hz ±20 % 動作方向のプッシュプル 50/20 50/20 50/20 50/20 最大 N フォース容量 ドライブ特性 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 6 6 (高さ方向は2.4) 6.2 6.2 (高さ方向は3.3) µF ±20 % 動作電流に対するダイナミック係数 7.5 7.5 (高さ方向は30) 25 25 (高さ方向は41) (Hz • µm) ±20 % µA その他 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 材料 アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム 質量 0.58 0.675 0.58 0.675 kg ±5 % m ±10 mm ケーブル長さ センサー／電圧接続部 1.5 1.5 1.5 1.5 特殊D-Sub (CDバージョン) LEMO (CLバージョン) 特殊D-Sub (CDバージョン) LEMO (CLバージョン) 特殊D-Sub 特殊D-Sub °C *デジタルコントローラの場 合。アナログコントローラ で測定した直動式ステージ のノンリニアリティは、最 大0.1%（標準）。 推奨コントローラ： 単一チャネル（軸あたり1）： E-610サーボコントローラ ／アンプ、E-625サーボコン トローラ、ベンチトップ、 E-621コントローラモジュ ール 複数チャネル： E-500モジュール式ピエ ゾコントローラシステム、 E-503アンプモジュール （3チャネル）または、 E-505（軸あたり1、 高出力）、およびE-509サ ーボコントローラ付き 複数チャネルデジタルコント ローラ：E-710ベンチト ップ、E-712モジュール式、 E-725高出力、E-761 PCI基板 41 Piezo • Nano • Positioning P-734 XY ピエゾスキャナ 振れを極限まで抑える、センター開口部付き高ダイナミックシステム 周期的な動作による高精度 PIの最新型デジタルコントロー ラで利用可能なDDLアルゴリズム により、スキャニングアプリケ ーションにおいて最高の動的精 度が得られます。DDLは、トラッ キングエラーを排除し、ダイナ ミックリニアリティおよび有効 バンド幅を最大で3桁向上させま す。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-734高剛性フレクシャナノ ポジショニングステージ、超精 密軌道制御 表面形状解析および走査型顕微鏡に最適な超精密軌道制御 パラレル制御／計測による応答性の向上／多軸の精密制御 ストローク100 x 100μm、56 x 56mmのセンター開口部 静電容量センサーにより分解能0.4nm未満を実現 PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 P-734高ダイナミックXYピエゾナ ノポジショニングステージは、 サブナノメートルの分解能と平 坦 度 の 高 い 動 き で 、 100x100μm のリニアストローク を実現します。 数 ナノ メ ー ト ルレ ン ジ に おけ る 高い平坦度 P-734オープンフレームXYナノポ ジショニング／スキャニン アプリケーション例 走査型顕微鏡 各種計測／干渉計 半導体試験 マスク／ウェハー位置決め 画像処理／安定化 バイオテクノロジー 42 マイクロマニピュレー ション ナノポジショニング グステージは、極めて平坦度の 高いスキャニングが必須となる ナノ計測に最適です。これらの ステージは、超高精密のフレク シャガイドシステムを特徴と し、XY面の動きを確実なものと し、高さ方向の振れを数ナノメ ートル以下に抑えます。この比 類のない軌道精度が、超高精度 の表面形状解析を実行するため の基本です。P-734は、ナノメー トルおよびサブナノメートルレ ンジの精度／分解能で、100x100 μmの位置決めとスキャニングを 可能にします。 優れたガイド精度 FEAで最適化したフレクシャガイ ドをステージに使用しています 。FEA手法により、動作の方向に 対して最大限の剛性と垂直性が 確保され、直線と角度の振れを 最小限に抑えています。フレク シャには、遊びや摩擦がまった くないため、どのような微細な 動きであろうと、極めて高精度 の動きが可能になります。 ダイレクト計測によるサブナノ メートルの精度 PI独自の静電容量センサーは、 物理的接触なしに、対象物の位 置を直接測定します。摩擦やヒ ステリシスがなく、また、位置 決めの分解能が1nmを下回るた め、非常に高レベルのリニアリ ティが得られます。静電容量セ ンサーによるダイレクト計測の さらなる利点は、優れた位相追 従性と最大10kHzという高周波数 帯域です。 静電容量センサーを利用したパ ラレル制御／計測により高い軌 道追従性を実現 パラレル制御の多軸システムで は、すべてのアクチュエータ が、1つの移動プラットフォーム 上で動作します。つまり、すべ ての軸が、1つの最小化された質 量を動かし、同一の動的特性を もちます。パラレル制御／計測 機能を備えるシステムは、シリ アルスタックやネストタイプと 比較して他にも利点がありま す。例えば、コンパクトな構造 にすることができ、また、他の 軸に起因する累積誤差がありま せん。 オーダー情報 P-734.2CD 振れを極限まで抑える高精度XYナ ノポジショニングシステム、 100 x 100μm、静電容量センサー、 パラレル計測、D-Subコネクタ P-734.2CL 振れを極限まで抑える高精度XYナ ノポジショニングシステム、 100 x 100μm、静電容量センサー、 パラレル計測、LEMOコネクタ パラレル制御システムは、低イ ナーシャと優れたダイナミック 性能を維持しながら、最大6軸が 可能です。パラレル制御とパラ レルダイレクト計測機能を備え る多軸ナノポジショニングシス テムは、1つの固定基準に対し て、あらゆる角度でプラットフ ォームの位置を測定できます。 このようなシステムでは、1つの アクチュエータから他のアクチ ュエータへの無用な動作（クロ ストーク）が直ちに検出され、 サーボループにより動的に補正 されます。 この“アクティブ軌道制御”に より、ダイナミックな操作にお いても、軌道からの逸脱を数ナ ノメートル以下に維持できま す。 長寿命を約束するセラミック絶 縁ピエゾアクチュエータ PICMA®多層構造のピエゾアクチ ュエータを使用することで最大 限の信頼性が保証されます。 PICMA®アクチュエータは、セラ P-734の標準平坦度は、数ナノメートルレンジです。 Piezo • Nano • Positioning ミックだけで絶縁されている唯 一のアクチュエータです。この セラミック絶縁により、アクチ ュエータは周囲湿度や漏れ電流 に対する耐性があります。この ため、従来のアクチュエータに 比べてはるかに優れた信頼性と 寿命を備えています。 P-734の外形図（単位：mm） 技術データ/購入ガイド モデル P-734.2CL P-734.2CD 駆動軸 X, Y X, Y 内蔵センサー 静電容量 静電容量 オープンループストローク、-20～+120V 110 x 110 クローズドループストローク 100 x 100 単位 公差 110 x 110 µm 最小(+20 %/-0 %) 100 x 100 µm 動作および位置決め オープンループ分解能 0.2 0.2 nm 標準 クローズドループ分解能 0.3 0.3 nm 標準 リニアリティ 0.03 0.03 % 標準 再現性 <2.5 <2.5 nm 標準 ピッチ <3 <3 µrad 標準 ヨー <10 <10 µrad 標準 平坦度 <5 <5 nm 標準 剛性 3 3 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 500 500 Hz ±20 % 共振周波数@ 200 g 350 350 Hz ±20 % 共振周波数@ 500 g 250 250 Hz ±20 % 動作方向のプッシュプルフォース容量 300 / 100 300 / 100 N 最大 負荷容量 20 20 N 最大 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 6.2 6.2 µF ±20% 動作電流に対するダイナミック係数 7.8 7.8 µA/(Hz • µm) ±20% °C 機械特性 ドライブ特性 その他 動作温度範囲 -200～80 -20～80 材料 アルミニウム アルミニウム 質量（ケーブル含む） 1.04 1.04 kg ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 m ±10 mm センサー接続部 2x LEMO 特殊D-Sub 電圧接続部 4x LEMO 特殊D-Sub 動作電流に対するダイナミック係 数は、Hzとμmに対するμAで表示 されます。例：10Hzで10μmの正弦 波スキャンには、約7.8mAの駆動電 流が必要です。 推奨コントローラ／アンプ P-734.2CL：E-500モジュール式 ピエゾコントローラシステム、 E-503アンプモジュール （3チャネル）または E-505（軸あたり1、高性能）、 およびE-509コントローラ付き P-734.2CD： 複数チャネルデジタルコントロー ラ：E-710/E-725ベンチトップ、 E-712モジュール式、E-761 PCI基板 43 Piezo • Nano • Positioning P-541.2 – P-542.2ピエゾXYステージ 大型開口部を備える薄型XYナノポジショニングシステム 1つの最小化された集合体を動か し、同一の動的特性をもちます。 パラレル制御／計測機能を備える システムは、シリアルスタックや ネストタイプと比較して他にも利 点があります。例えば、コンパク トな構造にすることができ、ま た、他の軸に起因する累積誤差が ありません。 ナノポジショニングステージの P-541/P-542シリーズは、高さがわずかに 16.5mm、80mm x 80mmの大型開口部を備え、 サブナノメートルの分解能で高精度な動作を実現します。 P-541/P-542ステージは、サイズと開口パターンがすべて同一です。 薄型で組み込みが簡単：16.5mm、センター開口部80mm x 80mm ストローク～200μm x 200μm パラレル制御／計測構造による応答性の向上／多軸の精密制御 高ダイナミクスを誇るダイレクトドライブバージョン センサーの選択が可能：歪みゲージ（低価格）または静電容量 センサー（高性能） PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 ロングストロークの顕微鏡ステージとの組み合わせまたは、 さらに長いストローク 薄型で、顕微鏡検査アプリケーシ ョン用に最適化 P- 5 4 1 / P - 5 4 2 ナ ノ ポ ジ シ ョ ニ ン グ／スキャニングステージは、高 分解能の顕微鏡に簡単に組み込め るように設計されています。この ステージは極めて薄型（16.5mm） で、80mm×80mmという大きな開口 部を備え、サブナノメートル分解 能による高精度な動作を実現して います。 アプリケーション例 レーザーテクノロジー 走査型顕微鏡 マスク／ウェハーの位置決め 干渉計 各種計測 バイオテクノロジー マイクロマニピュレーション 44 幅広いアプリケーションに対応す るため、設置面積は同じで、様々 な機能をもつZステージとZチップ /チルトステージが用意されてい ます。これらは、位置合わせ、ナ ノフォーカス、または各種計測用 途に適しています。 P-541.2DD XYナノポジショニングシステム （大型開口部付き）、高速ダイレク トドライブ、45μm x 45μm、 パラレル制御、静電容量センサー P-541.2CD XYナノポジショニングシステム （大型開口部付き）、 100μm x 100μm、パラレル制御、 静電容量センサー パラレル制御システムは、低慣性 とすぐれたダイナミック性能を維 持しながら、最大6軸が可能です。 パラレル制御とパラレルダイレク ト計測機能を備える多軸ナノポジ ショニングシステムは、1つの固 定基準に対して、あらゆる角度で プラットフォームの位置を測定で きます。このようなシステムで は、1つのアクチュエータによる 他のアクチュエータへの影響（ク ロストーク）が直ちに検出され、 サーボループにより動的に補正さ れます。 P-542.2CD XYナノポジショニングシステム （大型開口部付き）、 200μm x 200μm、パラレル制御、 静電容量センサー P-541.2SL XYナノポジショニングシステム （大型開口部付き）、 100μm x 100μm、歪みゲージセ ンサー P-542.2SL XYナノポジショニングシステム （大型開口部付き）、 200μm x 200μm、歪みゲージ センサー P-541.20L XYナノポジショニングシステム （大型開口部付き）、 100μm x 100μm、オープンループ ニーズに応じた位置測定 内蔵の高分解能位置センサーは、 高速応答と、ナノメートルレンジ の位置決め精度を実現します。上 級モデルは、静電容量センサーを 採用しています。物理的接触なし に変位を直接測定し（ダイレクト 計測）、すぐれたリニアリティを 提供します。また、低価格の歪み ゲージセンサー（SGS）を備えた バージョンもあります。 P-542.20L XYナノポジショニングシステム （大型開口部付き）、 200μm x 200μm、オープンループ 30 20 ドライブの選択：ロングストロー クまたは高速ダイレクトドライブ ストローク100および200μmの高 増幅型XYシステムと、ストローク 45μmのダイレクトドライブXYス キャナがあります。両バージョン ともに1.5kHzの高共振周波数を備 え、高速応答と高スキャンレート を実現し、単一分子の顕微鏡検査 やその他高速応答を必要とするア プリケーションに最適です。 position / m © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 オーダー情報 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 -10 -20 -30 time / ms P-541.2DD ステージのセ ットリング時 間は、50μm ステップでわ ずか3msです。 システム特性 パラレル制御による高速応答 パラレル制御の多軸システムで は、すべてのアクチュエータが1 つのプラットフォーム上で直接作 動します。つまり、すべての軸が システム構成 アンプバンド幅、小信号 P-541.2CDおよびE-500モジュールシス テム、E-503アンプおよびE-509センサー モジュール付き、荷重200g 35 Hz セットリング時間（フルストローク） 28 ms Piezo • Nano • Positioning P-541.2およびP-542.2の外形図（単位：mm） 技術データ/購入ガイド モデル P-541.2CD P-542.2CD P-541.2DD P-541.2SL P-542.2SL P-541.20L P-542.20L 動作軸 X, Y X, Y X, Y X, Y X, Y X, Y X, Y 静電容量 静電容量 静電容量 SGS SGS – – 175 x 175 290 x 290 60 x 60 175 x 175 290 x 290 175 x 175 290 x 290 µm 100 x 100 200 x 200 45 x 45 100 x 100 200 x 200 – – µm 0.4 / 0.7 0.1 / 0.3 0.2 / 2.5 0.4 / 4 0.2 / – 0.4 / – nm 標準 0.03 0.03* 0.2 0.2 – – % 標準 単位 公差 動作および位置決め 内蔵センサー オープンループストローク、 -20～+120V オープンループストローク クローズドループ／オープンループ分解能 0.2 / 0.3 リニアリティ 0.03 最小 (+20 %/0 %) 再現性 <5 <5 <5 <10 <10 – – nm 標準 ピッチ <±5 <±5 <±3 <±5 <±5 <±5 <±5 µrad 標準 ヨー <±10 <±10 <±3 <±10 <±10 <±10 <±10 µrad 標準 機械特性 動作方向の剛性 0.47 0.4 10 0.47 0.4 0.47 0.4 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 255 230 1550 255 230 255 230 Hz ±20 % 共振周波数 @ 100 g 200 190 – 200 190 200 190 Hz ±20 % 共振周波数 @ 200 g 180 – 1230 180 – 180 – Hz ±20 % 共振周波数 @ 300 g 動作方向のプッシュプル フォース容量 負荷容量 150 145 – 150 145 150 145 Hz ±20 % 100 / 30 100 / 30 100 / 30 100 / 30 100 / 30 100 / 30 100 / 30 N Max. 20 20 20 20 20 20 20 N Max. ドライブ特性 セラミックタイプ 軸あたりの静電容量 軸あたりの動作電流に対す るダイナミック係数 PICMA® PICMA® PICMA® PICMA® PICMA® PICMA® PICMA® P-885 P-885 P-885 P-885 P-885 P-885 P-885 4.2 7.5 9 4.2 7.5 4.2 7.5 µF ±20 % 5.2 4.8 25 5.2 4.8 5.2 4.8 µA/(Hz • µm) ±20 % -20～80 -20～80 -20～80 °C その他 動作温度範囲 20～80 20～80 20～80 -20～80 材料 アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム 質量 1100 1150 1210 1050 1100 1050 1100 kg ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 m ±10 mm センサー接続部 特殊D-Sub 特殊D-Sub 特殊D-Sub LEMO LEMO 電圧接続部 特殊D-Sub 特殊D-Sub 特殊D-Sub LEMO LEMO – LEMO – LEMO PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-503またはE-710コントローラによるノイズ相当分の動作です。 動作電流に対するダイナミック係数は、Hzとμmに対するμAで表示されます。例：10Hzで10μmの正弦波スキャンには、約0.48mAの駆動電流が必要です * デジタルコントローラの場合、アナログコントローラで測定するダイレクトドライブステージのノンリニアリティは、最大0.1%です（標準）。 推奨コントローラ／アンプ 単一チャネル（軸あたり1）：E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ、E-621コントローラモジュール 複数チャネル：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、E-503アンプモジュール（3チャネル）またはE-505（軸あたり1、高出力）、およびE-509コントローラ（センサー付きシステム用）付き 複数チャネルデジタルコントローラ：E-710ベンチトップ、E-712モジュール式、E-725高出力、E-761 PCI基板 45 Piezo • Nano • Positioning P-611.XZ · P-611.2 XZ、およびXZナノポジショナー ナノポジショニングのためのコンパクトな2軸ピエゾシステム オープンループモデルは、高速応 答と超高分解能は重要であるが、 絶対的な位置決めは必要としない アプリケーションに最適です。ま た、干渉計、PSD（位置検出素 子）、CCDチップ／画像処理シス テム、あるいは、オペレータの目 や手など、外部のフィードバック システムにより位置を制御する場 合にも利用できます。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-611.XYおよびXZナノポジショニングシステム（左から）、 ストローク100μm、分解能～0.2nm コンパクト設計：設置面積44 x 44mm ストローク～120 x 120μm 分解能～0.2nm 低コストの機構／電子システム構成 摩擦のない精密フレクシャガイドシステム PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 X、ZおよびXYZバージョンを用意 P-611.1ピエゾステージは、 設置面積わずか44 x 44mmのフレ クシャガイドナノポジショニング システムです。ここに紹介するXY およびXZタイプは、1～3軸構成が 可能なP-611シリーズポジショ ナーの一部です。このシステム は、コンパクトなサイズにも拘わ らず、サブナノメートルの分解能 で120μmのストロークを実現して います。これらの製品は、干渉計 の光路長補正、顕微鏡や走査アプ リケーションにおけるサンプル位 アプリケーション例 光ファイバ位置決め 半導体試験 マイクロ機械加工 マイクロマニピュレ ーション MEMS製造／試験 フォトニクス／集積光学 46 置決めなど、オートフォーカスや フォトニクスアプリケーションで のプレーナの位置決めに適してい ます。どちらのバージョンも軸あ たり100μmのストロークが可能で す。P-611ピエゾステージはす べて、セラミックコーティングが 施されたピエゾドライブ、そして 静止摩擦／動摩擦のないフレクシ ャガイドシステムを備え、ナノメ ートルの精度と比類なき信頼性で ミリセカンドの応答を実現しま す。 クローズドループおよびオープン ループバージョン 高分解能、高速応答の歪みゲージ センサー（SGS）が、ドライブト レイン上の適切な位置に取り付け られており、コントローラに対し て、高周波数帯域でナノメートル 精度の位置フィードバック信号を 伝送します。センサーは、フルブ リッジで構成されており、熱ドリ フトをなくし、ナノメートルレン ジの位置決め安定性を可能にして います。 汎用性、およびモーター駆動ステ ージとの組み合わせ ピエゾステージのP-611シリ ーズは、単軸および多軸バージョ ン（X、XY、Z、XZ、およびXYZ） が豊富に用意されているため、コ ンパクトな手動／モーター駆動の マイクロポジショニングシステム と組み合わせて、ロングストロー クの粗動／微動ポジショナーを構 成できます。 高い信頼性と長寿命 コンパクトなP-611システムは、 プリロード式のPICMA®高性能ピエ ゾアクチュエータを備えていま オーダー情報 P-611.2S XYナノポジショニングシステム、 100 x 100μm、SGSセンサー P-611.20 XYナノポジショニングシステム、 100 x 100μm、センサーなし P-611.XZS XZナノポジショニングシステム、 100 x 100μm、SGSセンサー P-611.XZ0 XZナノポジショニングシステム、 100 x 100μm、センサーなし す。PICMA®アクチュエータは、FE A設計の洗練されたフレクシャガ イドシステムに内蔵されていま す。このアクチュエータは、同時 焼成セラミックコーティングが施 され、従来のアクチュエータに比 べて優れた性能と信頼性を備えて います。アクチュエータ、ガイド 、およびセンサーは、メンテナン スフリーで、摩耗がなく、比類の ない信頼性を実現しています。 P-611.2Sの外形図（単位：mm） 全P-611シリーズ： X、Z、XY、XZおよびXYZステージ Piezo • Nano • Positioning P-611.XZSの外形図（単位：mm） 技術データ/購入ガイド モデル P-611.2S P-611.20 P-611.XZS P-611.XZ0 動作および位置決め X, Y X, Y X, Z X, Z 単位 公差 最小(+20 %/0 %) 内蔵センサー 内蔵センサー SGS – SGS – オープンループストローク、-20～+120V 120 20 120 120 µm クローズドループストローク 100 – 100 – µm オープンループ分解能 0.2 0.2 0.2 0.2 nm 標準 クローズドループ分解能 2 – 2 – nm 標準 リニアリティ 0.1 – 0.1 – % 標準 再現性 <10 – <10 – nm 標準 ピッチ、X、Y ±5 ±5 ±5 ±5 µrad 標準 振れ、θX (Z 方向) – – ±10 ±10 µrad 標準 ヨー、X ±20 ±20 ±20 ±20 µrad 標準 ヨー、Y ±10 ±10 – – µrad 標準 振れ、θY (Z 方向) – – ±10 +/-10 µrad 標準 0.2 0.2 0.2 Z: 0.35 0.2 Z: 0.35 N/µm ±20 % 機械特性 剛性 無負荷時の共振周波数 X: 345; Y: 270 X: 345; Y: 270 X: 365; Z: 340 X: 365; Z: 340 Hz ±20 % 共振周波数 @ 30 g X: 270; Y: 225 X: 270; Y: 225 X: 280; Z: 295 X: 280; Z: 295 Hz ±20 % 共振周波数 @ 100 g X: 180; Y: 165 X: 180; Y: 165 X: 185; Z: 230 X: 185; Z: 230 Hz ±20 % 15 / 10 15 / 10 15 / 10 15 / 10 N 最大 15 15 15 15 N 最大 ±20 % 動作方向のプッシュプル フォース容量 負荷容量 ドライブ特性 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 1.5 1.5 1.5 1.5 µF 動作電流に対するダイナミック係数 1.9 1.9 1.9 1.9 µA/(Hz • µm) ±20 % 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 °C 材料 アルミニウム、鋼鉄 アルミニウム、鋼鉄 アルミニウム、鋼鉄 アルミニウム、鋼鉄 外径寸法 44 x 44 x 25 44 x 44 x 25 44 x 44 x 34 44 x 44 x 34 mm 質量 0.235 0.235 0.27 0.27 kg ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 1.5 1.5 m ±10 mm センサー接続部 LEMO – LEMO – 電圧接続部 LEMO LEMO LEMO LEMO その他 PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-503アンプによるノイズ相当分の動作です。 動作電流に対するダイナミック係数は、Hzとμmに対するμAで表示されます。例：10Hzで50μmの正弦波スキャンには、約0.9mAの駆動電流が必要です。 推奨コントローラ／アンプ 単一チャネル（軸あたり1）：E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ、E-621コントローラモジュール 複数チャネル：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム：E-503アンプモジュール（3チャネル）、またはE-505（軸あたり1、高出力）およびE-509コントローラ付き E-664 Nanocube®コントローラ) 47 Piezo • Nano • Positioning P-561 · P-562 · P-563 PIMars™ XYZピエゾシステム 高精度ナノポジショニングステージ、3～ ～6軸 軸 P-562 PIMarsTM多軸パラレル制御ナノポジショニングステージもあります （軸あたりのストローク～340μm）。6軸のカスタムバージョンもあります。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 パラレル制御／計測構造による応答性の向上／多軸の精密制御 ストローク～340 x 340 x 340μm 静電容量センサーによる高いリニアリティ 摩擦のない精密フレクシャガイドシステム 比類のないスキャニング平坦度 高ダイナミックなXYZバージョンを用意、最大6軸の カスタムタイプが可能 センター開口部66 x 66mm PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 UHVバージョン～10-9hPa PIMarsTMオープンフレームピエゾ ステージは、高速かつ高精度の 多軸スキャニング／ナノポジシ ョニングシステムで、ナノメー トルレンジの平坦度と直進度を 誇ります。 66x66mmのセンター開口部は、ニ アフィールド走査／共焦点顕微 鏡やマスク位置決めなどの、光 透過式アプリケーションに最適 です。 アプリケーション例 走査型顕微鏡 マスク／ウェハー位置決め 干渉計 各種計測 バイオテクノロジー 48 マイクロマニピュレーション 豊富なモデル PIMars TM 多軸ナノポジショナー は、様々な構成を取り揃えて います。標準モデルとし て、ロングストロークシステム （～300 x 300 x 300μm）、 高速、および真空対応バージョ ンなどがあります。また、カス タム製品として、回転範囲6mrad の6軸タイプがあります。 静電容量センサーにより高精度 と位置決め安定性を実現 PI独自の静電容量センサーは、 物理的接触なしに、対象物の位 置を直接測定します。摩擦やヒ ステリシスがなく、また、位置 決めの分解能が1nmを下回るた め、非常に高レベルのリニアリ ティが得られます。静電容量セ ンサーによるダイレクト計測の さらなる利点は、すぐれた位相 追従性と最大10kHzという高周波 数帯域です。 ナノメートルレベルの平坦度と 直進度を実現するアクティブお よびパッシブガイド FEAによる設計でワイヤ放電加工 したフレクシャガイドをステー ジに使用しています。FEA手法に より、最大限の剛性が確保され 、直線と角度の振れを最小限に 抑えています。フレクシャガイ ドによる高精度は、“アクティ ブ軌道制御”によりさらに強化 されます。パラレル計測機能を 備える多軸ナノポジショニング システムにより、1つの固定基準 に対して、あらゆる角度でプラ ットフォームの位置を測定できま オーダー情報 P-561.3CD PIMarsTM XYZピエゾナノポジショニン グシステム、100 x 100 x 100μm、 パラレル制御 P-562.3CD PIMarsTM XYZピエゾナノポジショニン グシステム、200 x 200 x 200μm、 パラレル制御 P-563.3CD PIMarsTM XYZピエゾナノポジショニン グシステム、300 x 300 x 300μm、 パラレル制御 P-561.3DD PIMarsTM高ダイナミックXYZナノポ ジショニングシステム、 45x45x15μm、パラレル制御、ダイレ クトドライブ P-561.3CD、P-562.3CD、およびP563.3CDに関して、10-6hPaまでの 真空対応バージョンとして、 P-561.3VD、P-562.3VD、および P-563.3VDが、10-9hPaまでの真空対 応バージョンとして、P-561.3UD、 P-562.3UD、およびP-563.3UDがあ ります。 スーパーインバーおよびチタンバ ージョン、さらに、6軸のカスタ ムタイプもあります。 PIは、真空対応コンポーネント のみで構成される、超高真空ア プリケーション用の製品を用意 しています。セラミックコーテ ィングを施したPICMA®アクチュ エータを使用することで、高ベ ークアウト温度に耐え、アウト ガスも最小限に抑えることがで きます。ご要望があれば、非磁 性バージョンも用意します。 ダイレクトドライブにより、超 高速スキャニングと位置決めを 実現 P-561.3DDバージョンは、共振周 波数が1.0kHzで、サブナノメー トルレンジのスキャニングをミ リセカンドで実行します。 P-561、P-562、P-563の外形図（単位：mm） システム特性 システム構成 P-561.3CD、E-710デジタルコントローラ付き、330g負荷 アンプバンド幅、小信号 25Hz（X、Y）、35Hz（Z） セットリング時間（10%ステップ） 20 ms Piezo • Nano • Positioning す。このようなシステムでは、1 つのアクチュエータによる他の アクチュエータへの影響（クロ ストーク）が直ちに検出され、 サーボループにより動的に補正 されます。この“アクティブ軌 道制御”により、ダイナミック な操作においても、軌道からの 逸脱を数ナノメートル以下に維 持できます。 P-562.3CD（無負荷）、X、Y、Z軸方向に 10ms以内のステップとセットリングが可能 技術データ/購入ガイド モ デル P-561.3CD P-562.3CD P-563.3CD P-561.3DD 動作軸 X, Y, Z X, Y, Z X, Y, Z X, Y, Z 静電容量 単位 単位 最小(+20 %/0 %) 動 作および位 置決め 内蔵センサー 静電容量 静電容量 静電容量 オープンループストローク、-20～+120V 150 x 150 x 150 300 x 300 x 300 340 x 340 x 340 58 x 58 x 18 µm クローズドループストローク 100 x 100 x 100 200 x 200 x 200 300 x 300 x 300 45 x 45 x 15 µm オープンループ分解能 0.2 0.4 0.5 0.1 nm 標準 クローズドループ分解能 0.8 1 2 0.2 nm 標準 リニアリティ 0.03 0.03 0.03 0.01* % 標準 再現性、X, Y, Z 2/2/2 2/2/4 2/2/4 2/2/2 nm 標準 ピッチ、X,Y ±1 ±2 ±2 ±3 µrad 標準 振れx, y (Z 軸動作) ±15 ±20 ±25 ±3 µrad 標準 ヨー、X, Y ±6 ±10 ±10 ±3 µrad 標準 平坦度、X, Y ±15 ±20 ±25 ±10 nm 標準 クロストーク、X, Y (Z 軸動作) ±30 ±50 ±50 ±20 nm 標準 190 / 190 / 380 160 / 160 / 315 140 / 140 / 250 920 / 920 / 1050** Hz ±20 % 145 / 145 / 275 120 / 120 / 215 860 / 860 / 950 Hz ±20 % 140 / 140 / 300 130 / 130 / 195 110 / 110 / 170 500 / 500 / 470 Hz ±20 % 200 / 200 / 50 120 / 120 / 50 100 / 100 / 50 200 / 200 / 50 N 最大 30 / 30 / 30 30 / 30 / 30 30 / 30 / 30 30 / 30 / 30 50 50 50 50 N 最大 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA®P-885 Z P-888（XY） 静電容量、X Y Z 5.2 / 5.2 / 10.4 7.4 / 7.4 / 14.8 7.4 / 7.4 / 14.8 38 / 38 / 6 µF ±20 % 6.5 / 6.5 / 13 4.6 / 4.6 / 9.25 3.1 / 3.1 / 6.1 106 / 106 / 50 µA/ ±20 % (Hz • µm) °C 機 械特性 無負荷時の共振周波数、X , Y, Z 共振周波数 @ 100 g, X, Y, Z 共振周波数 @ 30 g, X, Y, Z 動作方向のプッシュフォース 容量、X、Y、Z 動作方向のプルフォース - 容量、X、Y、Z 負荷容量 ド ライブ特性 動作電流に対するダイナ ミック係数 DOCC そ の他 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 材料 アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム 質量 1.45 1.45 1.45 1.55 kg ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 1.5 1.5 m ±10 mm センサー／電圧接続部 特殊D-Sub 特殊D-Sub 特殊D-Sub 特殊D-Sub PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-710コントローラによるノイズ相当分の動作です。 * デジタルコントローラの場合、アナログコントローラで測定するダイレクトドライブステージのノンリニアリティは、最大0.1%です（標準）。 推奨コントローラ 複数チャネルデジタルコントローラ：E-710ベンチトップ、E-712モジュール式、E-725高出力、E-761 PCI基板 49 Piezo • Nano • Positioning P-363 PicoCube™ XY(Z) ピエゾスキャナ 走査型プローブ顕微鏡用の高ダイナミックナノスキャナ 長時間安定性、および位相追従 性を実現することができました。 また、外乱による影響をこのセ ンサーでいち早く検知できる為 、高剛性で高速応答によるサー ボループでの制御が可能となり ます。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-363.2CDおよび.3CD（後方） PicoCubeTM高性能ピエゾポジショニン グシステム／スキャニングシステム。 AFM/STMおよびナノマニピュレーショ ンに最適（スマートメディアカード は、大きさの比較用）。 AFM/SPMのための超高性能クローズドループスキャナ バイオ／ナノテクノロジーに適したコンパクトな操作 共振周波数9.8kHz 最高精度を実現する静電容量センサー パラレル計測によりガイドエラーを自動補正 50ピコメートルの分解能 ストローク5 x 5 x 5μm 真空対応バージョン P-363 PicoCubeTM XY/XYZは、超 高性能のクローズドループピエ ゾスキャニングシステムです。A FM、SPM、およびナノマニピュレ ーションへの利用を目的とした この製品は、超低慣性の高速XY/ XYZピエゾスキャナを内蔵し、非 接触、直接計測、そしてパラレ ル計測の静電容量フィードバッ クにより、50ピコメートルの分 解能を実現しています。このよ うな比類のない高精度に加え、 PicoCubeTMシステムは、小型で 堅牢性に優れています。大きさ はわずかに30 x 30 x 40mm（脱着 アプリケーション例 SPM、AFM、STM、ナノリソグラ フィ、ナノインプリント、ナノ 計測 PicoCubeTMは、SPM、AFM、および STM用に現在利用されているオー プンループスキャナの限界を打 ち破るために開発されました。 これらのアプリケーションに加 え、PicoCubeTMは、ナノインプ リント、ナノリソグラフィ、超 高分解能用途、ニアフィールド 測定、走査型光学顕微鏡、およ びナノ表面計測アプリケーショ ンにも適しています。 走査型プローブ顕微鏡 （SPM） バイオテクノロジー マイクロマニピュレーション ナノポジショニング ナノインプリント ナノ計測 ナノリソグラフィ 50 式上面プレート含む、XYバージ ョンは30 x 30 x 28mm）で、あら ゆるスキャニング装置に容易に 組み込むことができます。 静電容量センサーを利用したパ ラレル計測により高精度を実現 PicoCubeTMは、直接測定を特徴と する静電容量位置センサー（パ ラレル計測）を備える、独自の 超高速ピエゾ駆動スキャナです。 従来のセンサーと異なり、固定 フレームとステージの可動部分 間の実際の距離を測定します。 この結果、高いリニアリティ、 PI独自の静電容量センサーは、 物理的接触なしに、対象物の位 置を直接測定します。摩擦やヒ ステリシスがなく、また、位置 決めの分解能が1nmを下回るた め、非常に高レベルのリニアリ ティが得られます。静電容量セ ンサーによるダイレクト計測の さらなる利点は、すぐれた位相 追従性と最大10kHzという高周波 数帯域です。 パラレルダイレクト計測機能を 備える多軸ナノポジショニング システムは、1つの固定基準に対 して、あらゆる角度でプラット フォームの位置を測定できます 。このようなシステムでは、1つ のアクチュエータから他のアク チュエータへの無用な動作（ク ロストーク）が直ちに検出さ れ、サーボループにより動的に 補正されます。この“アクティ ブ軌道制御”により、ダイナミ ックな操作においても、軌道か オーダー情報 P-363.3CD PicoCubeTM高精度XYZナノポジショ ニングシステム、5x5x5μm、パラ レル計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ P-363.3UD PicoCubeTM高精度XYZナノポジショ ニングシステム、5x5x5μm、パラ レル計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ、真空対応～10-9hPa P-363.2CD PicoCubeTM高精度XYナノポジショニン グシステム、5x5μm、パラレル計測、 静電容量センサー、D-Subコネクタ P-363.2UD PicoCubeTM高精度XYナノポジショ ニングシステム、5x5μm、パラ レル計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ、真空対応～10-9hPa P-363.3CL PicoCubeTM高精度XYZナノポジショ ニングシステム、5x5x5μm、パラ レル計測、静電容量センサー、 LEMOコネクタ P-363.2CL PicoCubeTM高精度XYナノポジショ ニングシステム、5x5μm、パラ レル計測、静電容量センサー、 LEMOコネクタ P-363は、1msのセ ットリングが1nm 以内（100nmステ ップ、XおよびY軸 方向、Z軸方向は より高速応答）。 P-363による300ピ コメートルステッ プ（0.3nm）。外 付けの高分解能静 電容量測定システ ムにより測定。 Piezo • Nano • Positioning らの逸脱を数ナノメートル以下 に維持できます。 30ピコメートルの分解能で、1ミ リセカンド以内にナノメートル の精度を実現 PicoCubeTMシステムは、30ピコメ ートル以下の分解能が可能です。 超高速のXY/XYZピエゾドライブ は、Z軸方向に9.8kHz、XとY軸方 向に3kHz以上の共振周波数を提 供します。高い共振周波数と高 周波数帯域の静電容量フィード バックにより、1ミリセカンド以 内に1%精度のステップとセット リングを実現します。 頑丈な設計 原子レベルで移動と位置決めが 可能であるにも関わらず、PicoC ube TMは、現実世界のアプリケー ションに適した頑丈な設計にな っています。すぐれた安定性と 軽量性を得るため、本体は、熱 処理して応力を解放したチタン から精密加工されています。摩 擦の生じない先進設計のため、 脱着式上部プレートにより、内 部のアクチュエータ／センサー が汚れから保護されます。 コントローラ ダイナミックなスキャニングを 目的として、E-725.3CM高 出力デジタルコントローラは、 先進のリニアライゼーションア ルゴリズムにより、サブナノメ ートルの精度を実現していま す。 分解能と出力に特化したバージ ョンとして、アナログE-536 PicoCubeTMコントローラも用意し ています。オプションとして E-517 24ビットインターフェイ スモジュールもあります。 P-363.3Cxの外形図（単位：mm）、脱着式上面プレート P-363.2Cxの外形図（単位：mm）、脱着式上面プレート 技術データ/購入ガイド P-363.3CD P-363.2CD X, Y, Z X, Y 内蔵センサー オープンループストロークX、Y、-250～+250V 静電容量 ±3 静電容量 ±3 µm オープンループストローク、-250～+250V クローズドループストロークX、Y ±2.7 ±2.5 – ±2.5 µm µm クローズドループストローク オープンループ分解能 ±2.5 0.03* – 0.03* µm nm クローズドループ分解能 リニアリティ 0.1 0.05 0.1 nm 0.05 % 再現性 ピッチ／ヨー、X、Y 1** 0.5 1** 0.5 nm µrad 振れθX、θY（Z軸動作） 直進度、X、Y 0.2 3 – 3 µrad nm 平坦度、X、Y クロストーク、X、Y（Z軸動作） <10 5 <10 – nm nm 機械特性 無負荷時の共振周波数、X、Y 3.1 4.2 kHz 無負荷時の共振周波数（Z） 共振周波数、X、Y 9.8 1.5 (20 g) – 2.1 (20 g) kHz kHz 負荷容量 セラミックタイプ 10 PICA™, PICA™ Shear 10 PICA™ Shear N モデル 動作軸 動作および位置決め 単位 その他 動作温度範囲 -20～80 -20～80 °C 材料 外径寸法 チタニウム 30 x 30 x 40 チタニウム 30 x 30 x 28 mm 質量 ケーブル長さ 225 1.5 190 1.5 g m センサー／電圧接続*** 推奨コントローラ PicoCubeTM D-Subコネクタ PicoCubeTM D-Subコネクタ E-536 PicoCubeTM コントローラ E-536 PicoCubeTM コントローラ PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、 E-536コントローラによるノイズ相当分の動作です。 * E-536.3xHコントローラを使用。 ** Z軸方向に10%ストローク、Z軸方向に100%ストロークの場合は50nm *** P-363.xCLバージョンはLEMOコネクタ システム特性 システム構成 セットリング時間（10%ステップ幅） P-363.3CD（Z軸）、20g負荷、E-536サーボコントローラ 1 ms 51 Piezo • Nano • Positioning P-611.ZピエゾZステージ コンパクトナノポジショナー 汎用性、およびモーター駆動ス テージとの組み合わせ ピエゾステージのP-611シ リーズは、単軸および多軸バー ジョン（X、XY、Z、XZ、およびX YZ）が豊富に用意されているた め、コンパクトな手動／モータ ー駆動のマイクロポジショニン グシステムと組み合わせて、ロ ングストロークの粗動／微動ポ ジショナーを構成できます。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-611 Z軸ナノポジショニングステージ、 クローズドループストローク100μm、分解能～0.2nm コンパクト設計：設置面積はわずか44 x 44mm ストローク～120μm 分解能～0.2nm 低コストの機構／電子システム構成 摩擦のない精密フレクシャガイドシステム PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 X、XY、XZ、およびXYZバージョンを用意 P-611.Zステージは、設置面 積がわずかに44 x 44mm、クロー ズドループストローク100μmを 特徴とする、ピエゾベースのナ ノポジショニングシステムで す。ここに紹介するステージ は、1～3軸構成が可能な P-611シリーズポジショナー の一部です。P-611ピエゾステー ジはすべて、セラミックコーテ ィングが施されたピエゾドライ ブ、そして静止摩擦／動摩擦の ないフレクシャガイドシステム を備え、ナノメートルの精度と 比類なき信頼性でミリセカンド の応答を実現します。 アプリケーション例 フォトニクス／集積光学 マイクロ機械加工 52 マイクロマニピュレー ション 半導体試験 高い信頼性と長寿命 コンパクトなP-611システ ムは、プリロード式のPICMA®高 性能ピエゾアクチュエータを備 えています。PICMA®アクチュエ ータは、FEA設計の洗練されたフ レクシャガイドシステムに内蔵 されています。このアクチュエ ータは、同時焼成セラミックコ ーティングが施され、従来のア クチュエータに比べて優れた性 能と信頼性を備えています。ア P-611.Zは、顕微鏡、オートフ ォーカス、フォトニクスパッケ ージングなどのアプリケーショ ンに最適です。 ク ロ ー ズド ル ー プ お よ び オ ー プ ンループバージョン 高分解能、高速応答の歪みゲー ジセンサー（SGS）が、ドライブ トレイン上の適切な位置に取り 付けられており、コントローラ に対して、高周波数帯域でナノ メートル精度の位置フィードバ ック信号を伝送します。センサ ーは、フルブリッジで構成され ており、熱ドリフトをなし、ナ ノメートルレンジの位置決め安 定性を可能にしています。 オープンループモデルは、高速 応答と超高分解能は重要である が、絶対的な位置決めは必要と しないアプリケーションに最適 です。また、干渉計、PSD（位置 検出素子）、CCDチップ／画像処 理システム、あるいは、オペレ ータの目や手など、外部のフィ ードバックシステムにより位置 を制御する場合にも利用できま す。 P-611.ZSの外形図（単位：mm） オーダー情報 P-611.Z0 垂直ナノポジショニングステージ、 100μm、センサーなし P-611.ZS 垂直ナノポジショニングステージ、 100μm、SGSセンサー クチュエータ、ガイド、および センサーは、メンテナンスフリ ーで、摩耗がなく、比類のない 信頼性を実現しています。 Piezo • Nano • Positioning P-611.Zの負荷30g時のセットリング時間は26ms。干渉計で測定。 全P-611シリーズ：X、Z、XY、XZ、およびXYZステージ 技術データ/購入ガイド モデル P-611.ZS P-611. Z0 動作軸 Z Z SGS - 単位 公差 最小(+20 %/0 %) 動作および位置決め 内蔵センサー オープンループストローク、-20～+120V 120 クローズドループストローク 100 120 µm - µm オープンループ分解能 0.2 0.2 nm 標準 クローズドループ分解能 2 - nm 標準 リニアリティ 0.1 - % 標準 再現性 <10 - nm 標準 振れ、θZ（Z方向） ±5 ±5 µrad 標準 振れ、θX（Z方向） ±20 ±20 µrad 標準 振れ、θY（Z方向） ±5 ±5 µrad 標準 機械特性 剛性 0.45 0.45 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 460 460 Hz ±20 % 共振周波数 @ 30g 375 375 Hz ±20 % 共振周波数 @ 100g 265 265 Hz ±20 % 動作方向のプッシュプルフォース容量 15 / 10 15 / 10 N 最大 PICMA® P-885 PICMA® P-885 ドライブ特性 セラミックタイプ 静電容量 1.5 1.5 µF ±20 % 動作電流に対するダイナミック係数 1.9 1.9 µA/(Hz • µm) ±20 % °C その他 動作温度範囲 -20～80 -20～80 材料 アルミニウム、鋼鉄 アルミニウム、鋼鉄 外径寸法 44 x 44 x 27 44 x 44 x 27 mm 質量 176 176 g ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 m ±10 mm センサー接続部 LEMO LEMO 電圧接続部 LEMO LEMO PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-503アンプによるノイズ相当分の動作です。 推奨コントローラ／アンプ E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ、E-665高出力サーボコントローラ、ベンチトップ、オープンループシステム用 E-660ベンチトップ システム特性 システム構成 P-611.1SおよびE-665.SRコントローラ、荷重30g アンプバンド幅、小信号 40 Hz セットリング時間（10%ステップ） 25 ms 53 Piezo • Nano • Positioning P-518, P-528, P-558ピエゾZ/チップ/チルトステージ 大型のセンター開口部により高ダイナミクスを実現 置を直接測定します。摩擦やヒ ステリシスがなく、また、位置 決めの分解能が1nmを下回るた め、非常に高レベルのリニアリ ティが得られます。静電容量セ ンサーによるダイレクト計測の さらなる利点は、すぐれた位相 追従性と最大10kHzという高周波 数帯域です。 P-528 Z/チップ/チルトピエゾナノポジショニングシステム © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 1軸および3軸バージョン クローズドループの垂直／チルトレンジ～200μm/2mradを実現 （オープンループは～240μm/2.4mrad） パラレル制御／計測構造による応答性の向上／多軸の精密制御 摩擦のない精密フレクシャガイドシステム PICMATMピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 センター開口部 66 x 66mm 静電容量センサーによる高いリニアリティ P-5x8シリーズ、Z/チップ/チル トナノポジショナー／スキャナ は、オープンフレームの高分解 能ピエゾ駆動ステージで、最大 240μmおよび2.4mradの動作範囲 と、最大0.5nmおよび50nradの分 解能を実現します。また、 66x66mmのセンター開口部は、 光透過式アプリケーションに最 適です。 同じフォームファクタのXYおよ びXYZ多軸バージョンとして、モ デルP-517およびP-527が、 また、最大6軸のカスタム製品が あります。 静電容量位置センサーにより高 精度を実現 PI独自の静電容量センサーは、 物理的接触なしに、対象物の位 各種計測 干渉計 光学 光学 走査型顕微鏡 マスストレージ装置試験 レーザーテクノロジー マイクロ機械加工 54 平坦度と直進度は、“アクティ ブ軌道制御”によりさらに強化 されます。パラレル制御とパラ レルダイレクト計測機能を備え る多軸ナノポジショニングシス テムにより、1つの固定基準に対 して、あらゆる角度でプラット フォームの位置を測定できます。 このようなシステムでは、1つの アクチュエータによる他のアク チュエータへの影響（クロスト ーク）が直ちに検出され、サー ボループにより動的に補正され ます。この“アクティブ軌道制 P-558.ZCD 高精度ナノポジショニングZステー ジ、50µm、ダイレクト計測、静電 容量センサー、D-Subコネクタ P-558.ZCL 高精度ナノポジショニングZステー ジ、50µm、ダイレクト計測、静電 容量センサー、LEMOコネクタ P-518.ZCD 高精度ナノポジショニングZステ ージ、100µm、ダイレクト計測、 静電容量センサー、D-Subコネクタ P-518.ZCL 高精度ナノポジショニングZステ ージ、100µm、ダイレクト計測、 静電容量センサー、LEMOコネクタ P-528.ZCD 高精度ナノポジショニングZステー ジ、200µm、ダイレクト計測、静 電容量センサー、D-Subコネクタ P-528.ZCL 高精度ナノポジショニングZステー ジ、200µm、ダイレクト計測、静 電容量センサー、LEMOコネクタ P-558.TCD 高精度ナノポジショニングZ/チップ /チルトステージ、50µm、0.6mrad、 パラレル計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ P-518.TCD 高精度ナノポジショニングZ/チップ /チルトステージ、100µm、1.4mrad、 パラレル計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ P-528.TCD 高精度ナノポジショニングZ/チップ /チルトステージ、200µm、2.4mrad、 パラレル計測、静電容量センサー、 D-Subコネクタ 御”により、ダイナミックな操 作においても、軌道からの逸脱 を数ナノメートル以下に維持で きます。 アプリケーション例 すぐれたガイド精度 FEAで最適化したフレクシャガイ ドをステージに使用しています 。FEA手法により、動作の方向に 対して最大限の剛性と垂直性が 確保され、直線と角度の振れを 最小限に抑えています。フレク シャには、遊びや摩擦がまった くないため、どのような微細な 動きであろうと、極めて高精度 の動きが可能になります。 オーダー情報 P-558、P-518、P-528の外形図（単位：mm） 周期的な動作による高精度 PIの最新型デジタルコントロー ラで利用可能なDDLアルゴリズム により、スキャニングアプリケ ーションにおいて最高の動的精 度が得られます。DDLは、トラッ キングエラーを排除し、ダイナ ミックリニアリティおよび有効 バンド幅を最大で3桁向上させま す。 Piezo • Nano • Positioning 長寿命を約束するセラミック絶 縁ピエゾアクチュエータ PICMA®多層構造のピエゾアクチ ュエータを使用することで最大 限の信頼性が保証されます。 PICMA®アクチュエータは、セラ ミックだけで絶縁されている唯 一のアクチュエータです。この セラミック絶縁により、アクチ ュエータは周囲湿度や漏れ電流 に対する耐性があります。この ため、従来のアクチュエータに 比べてはるかに優れた信頼性と 寿命を備えています。 技術データ/購入ガイド モデル P-558.ZCD/ P-558.ZCL P-558.TCD P-518.ZCD/ P-518.ZCL P-518.TCD P-528.ZCD/ P-528.ZCL P-528.TCD 動作軸 Z Z, x, y Z Z, x, y Z Z, x, y 単位 単位 最小 動作および 位置決め 内蔵センサー 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 静電容量 オープンループストローク、 60 60 140 140 240 240 µm オープンループチップ／チルト角、-20～+120V – ±0.3 mrad – ±0.7 mrad – ±1.2 mrad mrad クローズドループストローク 50 50 100 100 200 200 µm クローズドループチップ／チルト角 – ±0.25 mrad - ±0.5 mrad – ±1 mrad mrad オープンループ分解能標準値 0.2 0.2 0.2 0.4 0.6 0.6 nm 標準 0.02 – 0.04 – 0.06 µrad 標準 0.5 0.8 0.8 1 1 nm 標準 0.05 – 0.05 – 0.1 µrad 標準 標準 -20～+120V (+20 %/-0 %) オープンループチップ／チルト角分解能 – クローズドループ分解能 0.5 クローズドループチップ／チルト角分解能 – min. (+20 %/-0 %) リニアリティ、x, y – 0.03 – 0.03 – 0.03 % 再現性 ±5 ±5 ±5 ±5 ±10 ±10 nm 標準 再現性、x, y – ±0.03 – ±0.05 – ±0.1 µrad 標準 振れz (Z 軸動作) <10 <10 <10 <10 <20 <20 µrad 標準 振れx, y (Z 軸動作) <50 <50 <50 <50 <100 <100 µrad 標準 剛性 4 4 2.7 2.7 1.5 1.5 N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数（Z） 570 570 500 500 350 350 Hz ±20 % 機械特性 無負荷時の共振周波数(x, y) - 610 - 530 - 390 Hz ±20 % 共振周波数 @ 30g Z軸 410 410 350 350 210 210 Hz ±20 % 共振周波数 @ 500g X、Y軸 - 430 - 370 - 250 Hz ±20 % 共振周波数 @ 2500g Z軸 245 245 200 200 130 130 Hz ±20 % 共振周波数 @ 2500gx, y - 240 - 190 - 115 Hz ±20 % プッシュプルフォース容量 100 / 50 100 / 50 100 / 50 100 / 50 100 / 50 100 / 50 N 最大 セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 6 6 8.4 8.4 14.8 14.8 µF ±20 % 動作電流に対するダイナミック係数 15 15 10.5 10.5 9.2 9.2 µA/ ±20% (Hz•µm) -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 °C ドライブ特 性 その他 動作温度範囲 -20～80 -20～80 材料 アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム 外径寸法 150 x 150 x 30 150 x 150 x 30 150 x 150 x 30 150 x 150 x 30 150 x 150 x 30 150 x 150 x 30 mm 質量 1380 1380 1400 1400 1420 1420 g ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 m ±10 mm センサー／電圧接続部 CDバージョン： 特殊D-Sub CDバージョン： 特殊D-Sub CDバージョン： 特殊D-Sub 特殊D-Sub 特殊D-Sub 特殊D-Sub CLバージョン： CLバージョン： CLバージョン： LEMO LEMO LEMO PIピエゾナノポジショナーの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。表示されている値は、E-503またはE-710コントローラによるノイズ相当分の動作です。 推奨コントローラ CDバージョン： 単一チャネル（軸あたり1）：E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ 単一チャネルデジタルコントローラ：E-753（ベンチトップ） CLバージョン： 単一チャネル：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、E-505高出力アンプモジュール、およびE-509サーボコントローラ付き 複数チャネルバージョン： 複数チャネルデジタルコントローラ：E-710（ベンチトップ）、E-712モジュール式、E-725高出力、E-761 PCI基板 55 Piezo • Nano • Positioning P-620.Z – P-622.Z PIHera®高精度Zステージ 最終段位置計測と長いストロークを特徴とするナノポジショニングシステムシリーズ ダイレクト計測静電容量センサ ーで高精度を実現 干渉計における光学パス調整、 顕微鏡検査におけるサンプルの 位置決め、正確な位置合わせ、 あるいは光学トラッキングなど のタスクには、PIHera®ナノポジ ショニングステージが提供す る、長いスキャン範囲とナノメ ートル精度が必要です。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-620.ZCL、P-621.ZCL、およびP-622.ZCL（左から）。 PIHera®ピエゾナノエレベーションステージ、50～400μm（CDは大きさを示すため） 垂直方向ストローク：50～400μm 高精度、低コスト 0.1nmの分解能 静電容量センサーを内蔵 0.02%の位置決め精度 摩擦のない高精密フレクシャガイドシステム PICMA®ピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 X、XY、Z、XYZバージョン 真空対応バージョンも用意 Z軸PIHera®システムは、ストロ ークが最大400μm、サブナノメ ートルの分解能を提供する、低 価格のピエゾナノポジショニン グステージです。ストロークは 長くなりましたが、サイズは極 めてコンパクトで、サブナノメ ートルの分解能を実現していま す。ロングストロークは、摩擦 のない、非常に剛性の高いフレ アプリケーション例 干渉計 顕微鏡検査 ナノポジショニング バイオテクノロジー 品質保証試験 半導体技術 56 PI独自の静電容量センサーは、 物理的接触なしに、対象物の位 置を直接測定します。摩擦やヒ ステリシスがなく、また、位置 決めの分解能は1nm以下のため、 非常に高レベルのリニアリティ が得られます。静電容量センサ ーによるダイレクトな位置計測 のさらなる利点は、すぐれた位 相制御と最大10kHzという高バン ド幅です。 P-620.ZCD PIHera®高精度垂直ナノポジショニ ングステージ、50µm、静電容量セ ンサー、D-Subコネクタ P-620.ZCL PIHera®高精度垂直ナノポジショニ ングステージ、50µm、静電容量セ ンサー、LEMOコネクタ P-621.ZCD PIHera®高精度垂直ナノポジショニ ングステージ、100µm、静電容量セ ンサー、D-Subコネクタ P-621.ZCL PIHera®高精度垂直ナノポジショニ ングステージ、100µm、静電容量セ ンサー、LEMOコネクタ P-622.ZCD PIHera®高精度垂直ナノポジショニ ングステージ、250µm、静電容量セ ンサー、D-Subコネクタ P-622.ZCL PIHera®高精度垂直ナノポジショニ ングステージ、250µm、静電容量セ ンサー、LEMOコネクタ 高精度を求めて 摩擦のないフレクシャ部品を使 用し、有限要素法により最適化 した設計を採用することによ り、高い剛性が得られ、その結 果、すぐれたガイド精度とダイ ナミクスを実現しています。そ して、ナノメートルレベルの真 直度と平坦度が得られます。 クシャシステムだからこそ得ら れるものです。また、このシス テムは、高速応答とガイド精度 の高さも特徴です。 PIHera®ピエゾナノポジショニン グステージには、XおよびXYステ ージもあります。 ミリセカンドでナノメートル精 度 モーター駆動による位置決めス テージに比べてPIHera®ステージ の利点の1つは、入力変化に対す る高速応答と、すばやく正確な セットリング動作です。例とし て、P-622.1CDは、わずか30msec のうちに10nmの精度で安定する ことが可能です（他のPIステー ジはさらに高速な応答が可能で す）。 オーダー情報 P-62x.ZCD/.ZCL/.Z0Lの外形図（単位：mm） オープンルー プバージョンは 、 P62x.Z0L-です。 Piezo • Nano • Positioning システム特性 システム構成 P-621.ZCD、E753デジタルコントローラ付き、荷重30g アンプバンド幅、小信号 25 Hz アンプバンド幅、大信号 25 Hz セットリング時間（フルストローク） 15 ms PIHera® XYZの組み合わせ 技術データ/購入ガイド モデル P-620.ZCD P-620.ZCL P-621.ZCD P-621.ZCL P-622.ZCD P-622.ZCL 単位 P-62x.Z0L オープンループバージョン 動作軸 Z Z Z Z 内蔵センサー 静電容量 静電容量 静電容量 – オープンループストローク -20～+120V 65 140 400 P-62x.ZCDと同じ µm クローズドループストローク 50 100 250 – µm 公差 動作および位置決め 最小 (+20 %/-0 %) オープンループ分解能 0.1 0.2 0.5 P-62x.ZCDと同じ nm 標準 クローズドループ分解能 0.2 0.3 1 – nm 標準 リニアリティ 振れθX, θY) 再現性 0.02 0.02 0.02 – % 標準 ±1 ±1 ±1 – nm 標準 <20 <20 <80 P-62x.ZCDと同じ µrad 標準 機械特性 剛性 0.5 0.6 0.24 P-62x.ZCDと同じ N/µm ±20 % 無負荷時の共振周波数 1000 790 360 P-62x.ZCDと同じ Hz ±20 % 共振周波数 @ 30g 690 500 270 P-62x.ZCDと同じ Hz ±20 % プッシュプルフォース 0/5 10 / 8 10 / 8 P-62x.ZCDと同じ N 最大 負荷容量 10 10 10 P-62x.ZCDと同じ N 最大 ラテラルフォース 10 10 10 P-62x.ZCDと同じ N 最大 ±20 % ドライブ特性 セラミックタイプ PICMA® P-883 PICMA® P-885 PICMA® P-885 P-62x.ZCDと同じ 電気容量 0.7 3 6.2 P-62x.ZCDと同じ µF 動作電流に対するダイナミック係数 1.8 3.8 3.1 P-62x.ZCDと同じ µA/(Hz • µm) ±20 % 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 -20～150 °C 材料 アルミニウム アルミニウム アルミニウム アルミニウム 質量 0.12 0.17 0.24 P-62x.ZCDと同じ g ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 1.5 P-62x.ZCDと同じ m ±10 mm CDバージョン： 特殊D-Sub CLバージョン： LEMO CDバージョン： CDバージョン： LEMO（センサー無し） 特殊D-Sub 特殊D-Sub CLバージョン： CLバージョン： LEMO LEMO その他 センサー／電圧接続 推奨コントローラ CDバージョン： E-610サーボコントローラ／アンプ、E-625サーボコントローラ、ベンチトップ、E-665高出力サーボコントローラ、ベンチトップ 単一チャネルデジタルコントローラ：E-753（ベンチトップ） CLバージョン： E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、E-505アンプモジュール付き（高性能）、およびE-509コントローラ オープンループバージョン： E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、E-505アンプモジュール付き（高性能） 57 Piezo • Nano • Positioning P-587 6軸高精度ピエゾステージ 長いスキャニングレンジ、位置の直接測定 を最小限に抑えています。フレ クシャには、遊びや摩擦がまっ たくないため、どのような微細 な動きであろうと、極めて高精 度の動きが可能になります。こ の結果、ナノメートルレンジの 平坦度と直進度が得られ、表面 計測アプリケーションに適して います。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 P-587ピエゾ駆動パラレル制御ナノポジショニング／スキ ャニングステージ、E-710.6CD 6軸デジタルコントローラ付き 表面計測について、6軸すべてのスキャニングと位置決めが可能 リニアストローク800 x 800 x 200μm 最大8mradの回転レンジ パラレル制御／計測構造による応答性の向上／多軸の精密制御 静電容量センサーを利用したパ ラレル制御／計測により高い軌 道制御を実現 パラレル制御の多軸システムで は、すべてのアクチュエータ が、1つの移動プラットフォーム 上で動作します。つまり、すべ ての軸が、1つの最小化された質 量を動かし、同一の動的特性を もちます。パラレル制御システ ムは、シリアルスタックタイプ と比較して他にも利点がありま す。例えば、コンパクトな構造 にすることができ、また、個々 の軸に起因する累積誤差があり ません。 静電容量センサーでのダイレクト計測により優れたリニアリ ティを実現 PICMA®ピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 摩擦のない精密フレクシャガイドシステム 6軸すべてのアクティブ軌道制御 P-587.6CDは、ピエゾフレクシ ャ駆動に基づく、独自の高精度 6軸スキャニング／ポジショニン グシステムです。800x800x200μm のリニアストロークレンジと最 大8mradの回転レンジを誇ります （XとY軸については最大3mrad）。 アプリケーション例 干渉計 各種計測 ナノインプリント 半導体試験 半導体製造 58 ダイレクト計測機能を備える多 軸ナノポジショニングシステム は、1つの固定基準に対して、あ らゆる角度でプラットフォーム の位置を測定できます。このよ うなシステムでは、1つのアクチ ュエータから他のアクチュエー ダイレクト計測によるナノメー トルレベルの精度 PI独自の静電容量センサーは、 物理的接触なしに、対象物の位 置を直接測定します。摩擦やヒ ステリシスがなく、また、位置 決めの分解能が1nmを下回るた め、非常に高レベルのリニアリ ティが得られます。静電容量セ ンサーによるダイレクト計測の さらなる利点は、すぐれた位相 追従性と最大10kHzという高周波 数帯域です。 すぐれたガイド精度 FEAで最適化したフレクシャガイ ドをステージに使用していま す。FEA手法により、動作の方向 に対して最大限の剛性と垂直性 が確保され、直線と角度の振れ P-587の外形図（単位：mm） オーダー情報 P-587.6CD ロングストロークの6軸ナノポジショ ニングシステム、800x800x200μm、 ±0.5mrad、パラレル計測、静電容量 センサー タへの無用な動作（クロストー ク）が直ちに検出され、サーボ ループにより動的に補正されま す。この“アクティブ軌道制御 ”により、ダイナミックな操作 においても、軌道からの逸脱を 数ナノメートル以下に維持でき ます。 自動設定が可能 IDチップを備えるPIのデジタル ピエゾコントローラおよびナノ ポジショニングステージは、コ ントローラのオートキャリブレ ーション機能を利用して、いか なる形にも組み合わせることが できます。IDチップには、個々 のステージデータや最適化され たサーボ制御パラメータが保存 され、デジタルコントローラに より自動的に読み出されます。 Piezo • Nano • Positioning 技術データ/購入ガイド P-587.6CD 動作 および位置 決め X, Y, Z, θX, θY, θZ 内蔵センサー 静電容量 クローズドループストロークX、Y 800 µm クローズドループストローク 200 µm クローズドループチップ／チルト角 ±0.5 mrad クローズドループθZ角 ±0.5 mrad モデ ル 動作軸 公差 クローズドループ／オープンループ分解能X、Y 0.9 / 2.2 nm 標準 クローズドループ／オープンループ分解能θX, θY 0.05 / 0.1 µrad 標準 クローズドループ／オープンループ分解能Z 0.4 / 0.7 nm 標準 クローズドループ／オープンループ分解能θZ 0.1 / 0.3 µrad リニアリティθX, θY, θZ 0.01 % 標準 0.1 % 標準 ±3 nm 標準 リニアリティX、Y、Z 再現性X、Y 標準 再現性θX, θY ±2 nm 標準 ±0.1 µrad 標準 再現性θZ ±0.15 µrad 標準 平坦度 <15 nm 標準 再現性 機械 特性 剛性X、Y、Z 0.55 / 0.55 / 1.35 N/µm 無負荷時の共振周波数X、Y、Z 103 / 103 / 235 Hz ±20 % 共振周波数 @ 500g、X、Y、Z 88 / 88 / 175 Hz ±20 % 共振周波数 @ 2000g、X、Y、Z 65 / 65 / 118 Hz ±20 % 動作方向のプッシュプルフォース容量 50 / 10 N 最大 ドラ イブ特性 セラミックタイプ PICMA® 静電容量X、Y、Z 81 / 81 / 18.4 µF ±20 % 動作電流に対するダイナミック係数 12.6 µA/(Hz • µm) ±20 % 11.5 µA/(Hz • µm) ±20 % （DOCC）、X、Y、θZ （DOCC）、Z、θX, θY 動作電流に対するダイナミック係数 その 他 動作温度範囲 -20～80 °C 材料 アルミニウム 外径寸法 240 x 240 x 50 mm 質量 7.2 kg ±5 % ケーブル長さ 1.5 m ±10 mm センサー／電圧接続部 特殊D-Sub x 2 推奨コントローラ／アンプ E-710.6CDまたは E-712.6CDデジタ θZ方向の最大回転角は8mrad、XとYに対するチルト角は3mrad。 パラレル制御のため、ステージが最高位置にあるとき、リニアモーションは不可能です。 ルコントローラー 59 Piezo • Nano • Positioning 高速ステアリングミラー/アクティブオプティクス Fast Steering Mirrors / Active Optics / Steering Mirrors Piezo • Nano • Positioning 目次 Table of Contents S-224 / S-226高速小型ピエゾチルトミラー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 High-Speed Miniature Piezo Tilt Mirror S-310 – S-316高速多軸チップ/チルトプラットフォーム、Z軸ポジショナー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64 High-Speed Multi-Axis Tip/Tilt Platforms and Z Positioners S-334超ロングストロークピエゾチップ/チルトミラー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 Ultra-Long-Range Piezo Tip/Tilt Mirror S-330高ダイナミック、大動作角ピエゾチップ/チルトプラットフォーム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 High-Dynamics Large-Angle Piezo Tip/Tilt Platforms 61 Piezo • Nano • Positioning S-224 · S-226チルトミラー 高速小型ピエゾチルトミラー 解能 のフィードバックセンサー に基づいて、絶対位置制御、高 リニアリティ、および再現性が 可能となります。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 高速ビームステアリング及び画像安定化用の ピエゾチップ/チルトミラーS-224 サブμradの分解能 サブミリセカンドの応答 光ビームの偏向～4.4mrad リニアリティ向上のためのクローズドループバージョン BK7ミラーを内蔵 摩擦のないフレクシャガイドシステム S-224/S-226小型チルトプラット フォームは、極めて高速でコン パクトなチルトユニットであり 、2.2mradのチルトレンジとサブ ミリセカンドの応答を実現して います。S-224とS-226は、 φ15×4mmのBK7ガラスミラーが 付属しています。 ュートリアル』の4-17ページを 参照）。オープンループ動作 は、外部の光センサーやCCDカメ ラなどが提供するデータによっ て位置を制御するアプリケーシ ョンに理想的です。 クローズドループバージョン （S-226）では、内蔵の超高分 オープンループとクローズドル ープの動作 S-224は、オープンループ動作用 に特別に設計されています。 S-226はクローズドループバージ ョンであり、最高の精度と再現 性が得られます。オープンルー プ動作では、プラットフォーム の角度位置は駆動電圧にほぼ比 例しています（オープンループ ピエゾの動作については、『チ アプリケーション例 62 レーザービームステアリン グおよびスキャニング ビームスイッチング ポリゴンスキャナ誤差の補 正 レーザービームの安定化 S-224、S-226の外形図（単位：mm） 動作原理／寿命 S-224/S-226小型チルトプラット フォームには、長寿命の、セラ ミックコーティングが施された 高性能のPICMA®ピエゾドライブ が備わり、摩擦のないフレクシ ャ搭載プラットフォームを駆動 しています。フレクシャは、動 摩擦／静止摩擦をゼロにするた め、また、優れたガイド精度を 得るため、FEA（有限要素解析） 設計されています。またこれ は、ピボットポイントとしても 機能し、ピエゾアクチュエータ 用に予圧が加えられています。 ドライブとガイドは、摩擦がな く、消耗がないため、極めて高 度の信頼性が実現されています。 注意 他のステアリングミラーとの比 較については、3-8ページの『選 択ガイド』を参照してください。 コンピューター制御と手動制御 のための、低ノイズでモジュー ル式のOEM制御エレクトロニクス の全製品系列については、『ピ 購入ガイド S-224.00 ピエゾチルトプラットフォーム 2.2mrad（光学式4.4mrad）ミラー を装備、オープンループ S-226.00 ピエゾチルトプラットフォーム 2.0mrad（光学式4.4mrad）ミラ ーを装備、クローズドループ その他特注仕様につきましてもお 問合せ下さい。 エゾドライバとナノポジショニ ングコントローラ』を参照して ください。 Piezo • Nano • Positioning 技術データ/購入ガイド モデル 駆動軸 S-224.00 ⍜X S-226.00 ⍜X 単位 * オープンループチルト角（0～100V） 2.2 2.2 mrad ±20% * クローズドループチルト角 - 2.0 mrad 内蔵フィードバックセンサー - 歪みゲージ ** クローズドループ／オープンループ分解能 - / 0.05 0.1 / 0.05 µrad クローズドループリニアリティ（標準値） - 0.2 % 再現性（フルレンジ）（標準値） - ±3 µrad 静電容量 1.5 1.5 µF ±20% *** 動作電流に対するダイナミック係数（DOCC） 0.1 0.1 µA/(Hz x µrad) 共振周波数（無負荷時） 9.0 9.0 kHz ±20% 7.5 7.5 kHz ±20% 5.7 5.7 kHz ±20% 共振周波数 φ15 x 4mmガラスミラー付き 共振周波数 φ15×4mm銅ミラー付き 4 4 プラットフォームの慣性モーメント 215 215 g · mm2 動作温度範囲 -20～80 -20～80 °C 電圧接続部 VL VL センサー接続部 - L 重量（ケーブル含まず） 98 98 材料（ケース／プラットフォーム） N-S / N-S N-S / N-S 推奨アンプ／コントローラ G, C H, D 距離（ピボットポイントからプラットフォーム面まで（T）） mm g ±5% * メカニカルチルト。光ビームの偏向は大きさが2倍になります。 ** キャリブレーションの詳細については、3-7ページを参照してください。 PZTチップ／チルトプラットフォームの分解能は、動摩擦や静止摩擦による制限を受けません。 E-503アンプによるノイズ相当分の動作。 *** 動作電流に対するダイナミック係数は、Hzとµmに対するµAで表示されます。例：10Hzで100µradの正弦波スキャンには、約0.1mAの駆動電流が必要です。 63 Piezo • Nano • Positioning S-310 – S-316ピエゾZ／チップ／チルトスキャナ センター開口部を備える高速システム S-310.10、S-316.10ピエ ゾシステム：スキャニング、 光学位置合わせ、およびミラーシフ タ位置合わせ用 ションには、S-310～S-315オープ ンループモデルが最適です。 S-316.10モデルには、高分解能 の歪みゲージセンサーが備えら れ、絶対位置制御、リニアリテ ィ、および再現性が向上していま す。 オーダー情報 豊富なタイプ S-314.10 ピエゾアクチュエータ、センター 開口部、12µm、LEMOコネクタ S-310.10 S-314.10 オープンループZプラットフォー ム：3個すべてのピエゾリニアア クチュエータが並列に電気接続さ れ、トップリングの垂直位置決め （ピストン動作）を実施します。 必要なのは、1つの駆動チャネル のみです。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 S-311.10 S-315.10 10mmのセンター開口部 トライポッド型ピエゾ素子設計 光ビームの偏向～2.4mrad 最大12μmのピストン動作（位相シフタ） サブミリセカンドの応答、サブマイクロラジアンの分解能 精度向上のためのクローズドループバージョン 光学、ミラー、またはその他のコンポーネントに最適 摩擦のない精密フレクシャガイドシステム パラレル制御によるダイナミクスの向上と多軸の精密制御 S-310～S-316多軸チップ／チルト プラットフォームおよびZポジシ ョナーは、トライポッド型ピエゾ 素子設計に基づく、高速かつコン パクトなユニットです。最大 12μmのピストン動作、および 1.2mradのチルト動作（2.4mradの 光ビームの偏向）を、サブミリセ アプリケーション例 画像処理／安定化 干渉計 レーザースキャニング／ ビームステアリング レーザーチューニング 光学フィルタ／スイッチ ビーム安定化 64 カンドの応答／セットリング時間 で実行します。トライポッド設計 は、幅広い温度範囲で、最適な角 度安定性を実現します。 これらのシステムは、最大直径 25mmのミラーや光学系用に設計さ れ、任意の方向に取り付けること ができます。また、センター開口 部が備えられ、透過光アプリケー ション（光フィルタなど）に最適 です。 オ ープンループおよびクローズド ループ動作 オープンループモードの場合、チ ップ／チルト角は、ほぼ印加電圧 に比例します。絶対角度位置が最 重要事項でない場合（トラッキン グなど）、あるいは、外部センサ ーによりフィードバックが実施さ れる場合（CCD、PSDなど）など、 高速および高分解能のアプリケー オープンループZ／チップ／チル トポジショナー：3個すべてのピ エゾリニアアクチュエータが、3 チャネルアンプにより、独立して （または並列的に）動きます。垂 直位置決め（ピストン動作）、お よびチップ／チルト位置決めが可 能です。 S-316.10 クローズドループZ／チップ／チ ルトポジショナー：3個すべての ピエゾリニアアクチュエータに、 歪みゲージ位置フィードバックセ ンサーが備えられ、位置サーボコ S-315、ケーブル構成 S-316、ケーブル構成 S-310.10 ピエゾアクチュエータ、センター 開口部、6µm、LEMOコネクタ S-311.10 ピエゾZ／チップ／チルトプラットフ ォーム、センター開口部、600µrad、 6µm、LEMOコネクタ S-315.10 ピエゾZ／チップ／チルトプラットフ ォーム、センター開口部、1.2mrad、 12µm、LEMOコネクタ S-316.10 ピエゾZ／チップ／チルトプラットフ ォーム、センター開口部、1.2mrad、 12µm、SGS、LEMOコネクタ S-316.10 ピエゾZ／チップ／チルトプラットフ ォーム、センター開口部、1.2mrad、 12µm、SGS、D-Subコネクタ ントローラを利用して、3チャネ ルアンプにより、独立して（また は並列的に）動きます。垂直位置 決め（ピストン動作）、およびチ ップ／チルト位置決めが可能です 。内蔵の位置フィードバックセン サーは、サブミクロラジアンの分 解能と高い再現性を実現します。 Piezo • Nano • Positioning 高い信頼性と長寿命 コンパクトなS-310～S-316 システムは、プリロード付きの PICMA®高性能ピエゾアクチュエー タを備えています。PICMA®アクチ ュエータは、FEA設計の洗練され たフレクシャガイドシステムに内 蔵されています。このアクチュエ ータは、同時焼成セラミックコー ティングが施され、従来のピエゾ アクチュエータに比べて優れた性 能と信頼性を備えています。アク チュエータ、ガイド、およびセン サーは、メンテナンスフリーで、 摩耗がなく、比類のない信頼性を 実現しています。 S-310～S-316の外形図（単位：mm） 技術データ/購入ガイド S-310.10 S-314.10 S-311.10 S-315.10 S-316.10 Z Z Z, ⍜X, ⍜Y Z, ⍜X, ⍜Y Z, ⍜X, ⍜Y – 6/– – – – 0.1 – 12 / – – – – 0.2 – – – – – – – 6/– 600 – – 0.1 0.02 – – – – 12 / – 1200 – – 0.2 0.05 – – – 20 9.5 6.5 10 5.5 4.4 20 9.5 6.5 6.1 4.2 – 単位 公差 SGS 12 / 12 1200 12 1200 0.2 0.05 0.4 0.1 0.2 µm µrad µm mrad nm µrad nm µrad % 最小(+20 %/-0 %) 最小(+20 %/-0 %) 標準 標準 標準 標準 標準 10 5.5 4.1 10 5.5 4.1 N/µm kHz kHz ±20 % ±20 % ±20 % 6.1 3.4 3.4 kHz ±20 % – 5 5 5 mm ±1 mm – – 150 150 150 g • mm² ±20 % PICMA® P-882 PICMA® P-882 PICMA® P-882 PICMA® P-882 PICMA® P-882 0.39 8 0.93 10 0.39 8 0.93 10 0.93 10 µF ±20 % µA / (Hz • mrad) ±20 % 動作温度範囲 材料 -20～80 ステンレ ス鋼 -20～80 ステンレ ス鋼 -20～80 ステンレ ス鋼 -20～80 ステンレ ス鋼 -20～80 ステンレ ス鋼 °C 質量 ケーブル長さ センサー接続部 電圧接続部 0.45 2 – LEMO 0.55 2 – LEMO 0.45 2 – LEMO 0.55 2 – LEMO 0.55 2 LEMO LEMO kg m モデル 駆動軸 動作および位置決め Inte内蔵センサー オープンループストローク、0～+100V *オープンループチルト角、0～+100V クローズドループストローク *クローズドループチルト角 オープンループ分解能 オープンループチップ／チルト角分解能 クローズドループ分解能 クローズドループチップ／チルト分解能 リニアリティ 機械特性 剛性 無負荷時の共振周波数（Z） 共振周波数 （15 x 4mmガラスミラー） 共振周波数 （20 x 4mmガラスミラー） ピボットポイントとプラット フォーム面との距離 プラットフォームの慣性モーメント ドライブ特性 セラミックタイプ 静電容量 動作電流に対するダイナミック係数 その他 ±5% ±10 mm PIピエゾチップ／チルトプラット フォームの分解能は、動摩擦や静 止摩擦による制限を受けません。 E-503アンプによるノイズ相当 分の動作。 *メカニカルチルト、光ビームの偏 向は2倍になります。最大チルト レンジの場合、3個すべてのピエ ゾアクチュエータのバイアス電圧 を50Vにする必要があります。パ ラレル制御設計のため、リニアス トロークとチルト角は互いに影響 します。記載されている値は、純 粋な直線／角度運動を前提として います。 推奨コントローラ／アンプ 単一チャネル（軸あたり1）： E-610サーボコントローラ／ア ンプ、E-625サーボコントロー ラ、ベンチトップ 複数チャネル：E-500モジュール 式ピエゾコントローラシステム、 E-503アンプモジュール （3チャネル）またはE-505 （軸あたり1、高出力）付き、 およびE-509コントローラ （オプション）、E-516インター フェイスモジュール（オプション） 65 Piezo • Nano • Positioning S-334コンパクトピエゾチップ／チルトミラー 最大偏向120mradの高速ステアリングミラー より、60mradという比類のない チップ／チルトレンジ（クロー ズドループの場合は50mrad、 100mradの光ビーム偏向と同等） と、ミリセカンドレンジの高速 応答を実現しました。これらの 数字は、ピエゾ駆動チップ／チ ルトミラーシステムの市場にお いて、本製品を特別の存在にし ています。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 S-334チップ／チルトミラーシステム／スキャナは、 最大偏向角120mradを実現します。 コンパクト設計 光ビームの偏向～120mrad（～6.8˚） 同一平面回転軸と固定ピボットポイントが分極回転を回避 ミラーは工場取り付け済み ミリセカンドの応答、0.5μradの分解能 クローズドループ位置サーボコントローラにより高精度を実現 直径最大12.5mm（0.5インチ）のミラー用 摩擦のない精密フレクシャガイドシステム パラレル制御によるダイナミクスの向上と多軸の精密制御 S-334ピエゾチップ／チルトミ ラー／スキャナは、小型パッケ ージながら、大きな偏向角が可 能です。この高速ステアリング ミラーシステムは、2つの同一平 面直交軸と1つの固定ピボットポ イントを特徴とする、先進のパ ラレル制御設計に基づいていま す。 すぐれた動き特性による大きな チップ／チルトレンジ イナーシャを最小限に抑えた先 進のフレクシャ／レバー設計に アプリケーション例 画像処理／安定化 インターレーシング、 ディザリング レーザースキャニング／ ビームステアリング 光学 光学フィルタ／スイッチ 走査型顕微鏡 ビーム安定化 S-334の外形図（単位：mm） 66 サブマイクロラジアンの分解能 広角と高ダイナミクスに加え、 S-334は、サブマイクロラジ アンの分解能を実現していま す。内蔵されている高分解能の フルブリッジ歪みゲージセンサ （SGS）が、絶対位置制御、すぐ れた再現性、そして高リニアリ ティ（全ストローク範囲にわ たり0.25%以上）を可能にしま す。 差動ドライブによる安定性とダ イナミクスの向上 S-334は、同一平面に回転軸を 備えたパラレル制御設計と単一 の移動プラットフォームに基づ いています。独立駆動の2ペアの ピエゾアクチュエータにより、 幅広い温度範囲にわたり、最高 のダイナミクスと位置の安定性 を実現します。 積み重なった（2ステージ）ピエ ゾまたはガルボスキャナと比較 して、単一プラットフォーム設 計は、両方の軸で同じダイナミ ック性能、より小さなパッケー ジで高速応答と良好なリニアリ オーダー情報 S-334.2SD 高ダイナミックピエゾチップ／チル トプラットフォーム、50mrad、 SGS、D-Subコネクタ、ミラー含む S-334.2SL 高ダイナミックピエゾチップ／チル トプラットフォーム、50mrad、 SGS、LEMOコネクタ、ミラー含む ティなどの利点があります。ま た、分極回転も回避します。 高い信頼性と長寿命 コンパクトなS-334システムは、 プリロード付きのPICMA®高性能 ピエゾアクチュエータを備えて います。PICMA®アクチュエータ は、FEA設計の洗練されたフレク シャガイドシステムに内蔵され ています。このアクチュエータ は、同時焼成セラミックコーテ ィングが施され、従来のピエゾ アクチュエータに比べて優れた 性能と信頼性を備えています。 アクチュエータ、ガイド、およ びセンサーは、メンテナンスフ リーで、摩耗がなく、比類のな い信頼性を実現しています。 工場取り付け済みのミラー S - 3 3 4 は、 直 径 1 0 m m 、 厚 さ 2 m m のミラーが工場で取り付けられ ています（平坦度λ/5、500nm～ 2μmにおいて反射率98%超）。 Piezo • Nano • Positioning S-334.2SLケーブル構成 技術データ/購入ガイド モデル S-334.2SL S-334.2SD 駆動軸 X, Y X, Y 内蔵センサー SGS SGS *オープンループチルト角、-20～+120V 60 *クローズドループチルト角 50 オープンループ分解能 0.5 0.5 µrad 標準 クローズドループ分解能 5 5 µrad 標準 リニアリティ 0.05 0.05 % 標準 再現性 5 5 µrad 標準 1.0 1.0 kHz ±20 % 0.8 0.8 kHz ±20 % 負荷容量 0.2 0.2 N 最大 ピボットポイントとプラットフォーム面との距離 6 6 mm ±1 mm プラットフォームの慣性モーメント 1530 1530 g x mm² ±20 % 直径：10 mm、 厚さ：2 mm, BK7, λ/5, R > 98% (λ = 500 nm ～ 2 µm) 直径：10 mm、 厚さ： 2 mm, BK7, λ/5, R > 98% (λ = 500 nm ～ 2 µm) セラミックタイプ PICMA® P-885 PICMA® P-885 静電容量 6 6 µF ±20 % 動作温度範囲 -20～80 -20～80 °C ケース材料 チタニウム チタニウム 単位 公差 60 mrad 最少(+20 %/-0 %) 50 mrad 動作および位置決め 機械特性 負荷時の共振周波 （標準ミラー） 共振周波数 （直径12.5mm、厚さ2mmのミラー） 標準ミラー（取り付け済み） ドライブ特性 その他 質量 0.065 0.065 kg ±5 % ケーブル長さ 2 2 m ±10 mm センサー／電圧接続部 LEMOコネクター 25ピンD-Subコネクター 推奨コントローラ／アンプ E-500モジュール式ピエゾ チップ／チルトミラー コントローラシステム、 システム用のE-616コン E-503.00Sアンプモジュール トローラ) （3チャネル）または E-505.00S x 1および E-505 x 2（高速アプリケ ーション）付き、および E-509コントローラ （オプション） オープンループ： E-663 3チャネルアンプ PIピエゾチップ／チルトプラット フォームの分解能は、動摩擦や静 止摩擦による制限を受けません。 E-503アンプによるノイズ相当 分の動作。 *メカニカルチルト、光ビーム偏向 は120mrad（オープンループ） および100mrad（クローズドル ープ）です。 67 Piezo • Nano • Positioning S-330ピエゾチップ／チルトプラットフォーム 高ダイナミック、大動作角のピエゾチップ／チルトプラットフォームにより高速のステアリングミラーが可能 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 軸を備えたパラレル制御設計と 単一の移動プラットフォームに 基づいています。独立駆動の2ペ アのピエゾアクチュエータによ り、幅広い温度範囲にわたり、 最高の角度安定性を実現します。 積み重なった（2ステージ）ピエ ゾまたはガルボスキャナと比較 して、単一プラットフォーム設 計は、両方の軸で同じダイナミ ック性能、より小さなパッケー ジで高速応答と良好なリニアリ ティなどの利点があります。ま た、分極回転も回避します。 S-330チップ／チルトプラットフォーム、オプションのビーム偏向4、10、20mrad 分解能～20nrad、優れた位置安定性 光ビームの偏向～20mrad（＞1°） パラレル制御設計によるダイナミクス、安定性、 およびリニアリティの向上 同一平面回転軸と固定ピボットポイントが分極回転を回避 サブミリセカンドの応答 直径最大50mmのミラー用 リニアリティ向上のためのクローズドループバージョン 優れた温度安定性 S-330ピエゾチップ／チルトプ ラットフォームは高速でコンパ クトなチップ／チルトユニット であり、2つの直交軸を中心とし アプリケーション例 クローズドループ動作 安定性と再現性を向上させるた め、絶対計測の歪みゲージセン サー（SGS）が、ドライブトレイ ン上の適切な位置に取り付けら れており、コントローラに対し て、高バンドの位置フィードバ ック信号を伝送します。センサ ーは、フルブリッジで構成され ており、熱ドリフトをなくし、 S-330.2SL 高ダイナミックピエゾチップ／チ ルトプラットフォーム、2mrad、 SGS、LEMOコネクタ S-330.2SD 高ダイナミックピエゾチップ／チ ルトプラットフォーム、2mrad、 SGS、D-Subコネクタ S-330.20L 高ダイナミックピエゾチップ／チ ルトプラットフォーム、2mrad、 オープンループ、LEMOコネクタ S-330.4SL 高ダイナミックピエゾチップ／チ ルトプラットフォーム、5mrad、 SGS、LEMOコネクタ S-330.4SD 高ダイナミックピエゾチップ／チ ルトプラットフォーム、5mrad、 SGS、D-Subコネクタ S-330.40L 高ダイナミックピエゾチップ／チ ルトプラットフォーム、5mrad、 オープンループ、LEMOコネクタ S-330.8SL 高ダイナミックピエゾチップ／チ ルトプラットフォーム、10mrad、 SGS、LEMOコネクタ S-330.8SD 高ダイナミックピエゾチップ／チ ルトプラットフォーム、10mrad、 SGS、D-Subコネクタ S-330.80L 高ダイナミックピエゾチップ／チ ルトプラットフォーム、10mrad、 オープンループ、LEMOコネクタ 最適な位置の安定性を保証して います。オープンループシステ ムも用意されています。 画像処理／安定化 インタレーシング、ディ ザリング レーザースキャニング／ ビームステアリング 光学 光フィルタ ビーム安定化 68 たトッププラットフォームの角 度の動きを正確に実現します。 これらのフレクシャガイドのピ エゾプラットフォームは、他の アクチュエータに比べて大きな 加速度を実現することができ、 サブミリセカンドレンジのステ ップ応答時間が実現されます。 高速なピエゾセラミックド ライブ 摩擦のない、フレクシャガイド のピエゾセラミックドライブ は、ボイスコイルなど、他のア クチュエータよりもすぐれた加 速性があり、ミリセカンド以下 の応答が可能です。ピエゾアク チュエータは、位置を保持する ためのエネルギーを必要としま せん。従って、熱発生が低く、 天文学で使用される赤外線画像 システムなどで大きな強みにな ります。 オーダー情報 最大10mrad（20mradの光偏向） で3種類のチルトレンジを備えた クローズドループとオープンル ープのバージョンがあります。 パラレル制御設計により、安定 性、リニアリティ、およびダイ ナミクスを改善 PIのピエゾチップ／チルトミラ ーシステムは、同一平面に回転 S-330.xSLクローズドループバージョンの回路図とケーブル構成。S330.xSDモデルは、 1個のD-Subコネクタを備え、E-616コントローラで操作可能です。 Piezo • Nano • Positioning 長寿命を約束するセラミック絶 縁ピエゾアクチュエータ PICMA®多層構造のピエゾアクチ ュエータを使用することで最大 限の信頼性が保証されます。 PICMA®アクチュエータは、セラ ミックだけで絶縁されている唯 一のアクチュエータです。この セラミック絶縁により、アクチ ュエータは周囲湿度や漏れ電流 に対する耐性があります。この ため、従来のアクチュエータに 比べてはるかに優れた信頼性と 寿命を備えています。 S-330の外形図（単位：mm） 技術データ/購入ガイド モデル S-330.2SL S-330.4SL S-330.8SL S-330.2SD S-330.4SD S-330.8SD S-330.20L S-330.40L S-330.80L 駆動軸 ⍜X, ⍜Y ⍜X, ⍜Y ⍜X, ⍜Y ⍜X, ⍜Y ⍜X, ⍜Y – 単位 公差 最小 動作および位 置決め 内蔵センサー SGS SGS SGS SGS オープンループチップ／チルト角、-20～+120V 3.5 7 15 SLタイプと同じ SLタイプと同じ mrad クローズドループチップ／チルト角 2 5 10 SLタイプと同じ – mrad オープンループチップ／チルト角分解能 0.02 0.1 0.2 SLタイプと同じ SLタイプと同じ µrad 標準 クローズドループチップ／チルト分解能 0.05 0.25 0.5 SLタイプと同じ – µrad 標準 リニアリティ、⍜X, ⍜Y 0.1 0.2 0.25 SLタイプと同じ – % 標準 再現性、⍜X, ⍜Y 0.15 0.5 1 SLタイプと同じ – µrad 標準 無負荷時の共振周波数(⍜X, ⍜Y) 3.7 3.3 3.1 SLタイプと同じ SLタイプと同じ kHz ±20 % 負荷時の共振周波数、⍜X, ⍜Y （25 x 8mmガラスミラー） 2.6 1.6 1.0 SLタイプと同じ SLタイプと同じ kHz ±20 % 機械特性 ピボットポイントとプラットフォーム面との距離 6 プラットフォームの慣性モーメント 1530 6 6 6 6 mm ±1 mm 1530 1530 1530 1530 g x mm2 ±20 % ドライブ特性 セラミックタイプ PICMA® PICMA® PICMA® PICMA® PICMA® 静電容量 3/axis 6/axis 12.5/axis SLタイプと同じ SLタイプと同じ µF ±20 % 動作電流に対するダイナミック係数 0.22/axis 0.4/axis 0.8/axis SLタイプと同じ SLタイプと同じ µA//Hz • mrad) ±20 % °C その他 動作温度範囲 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 -20～80 ケース材料 ステンレス鋼 ステンレス鋼 ステンレス鋼 ステンレス鋼 ステンレス鋼 プラットフォーム材料 インバー インバー インバー インバー インバー 質量 0.2 0.38 0.7 SLタイプと同じ SLタイプと同じ kg ±5 % ケーブル長さ 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 m ±10 mm センサー／電圧接続部 LEMO LEMO LEMO D-Subコネクター LEMO 推奨コントローラ／アンプ LEMOコネクタを備えるバージョン：E-500モジュール式ピエゾコントローラシステム、 E-503.00Sアンプモジュール（3チャネル）またはE-505.00S x 1およびE-505 x 2（高速アプリケーション）付き、およびE-509コントローラ（オプション） 69 Piezo • Nano • Positioning PiezoWalk® モーター/アクチュエータ PiezoWalk® Motors / Actuators Piezo • Nano • Positioning 目次 Table of Contents ピエゾウォークドライブ技術資料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 PiezoWalk Drives Technical Documents N-214 / N-215 NEXLINE® 高負荷ピエゾナノポジショニングステッピングドライブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 NEXLINE® High-Load Piezo Nanopositioning Stepping Drive N-111 NEXLINE® OEM用ピエゾナノポジショニングステッピングドライブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 NEXLINE® OEM Piezo Nanopositioning Stepping Drive N-310ロングストロークでコンパクトなNEXACT® OEM用ピエゾステッピングドライブ . . . . . . . . . . . . . . . . .78 Compact NEXACT® OEM Piezo Stepping Drives with Long Travel Ranges N-510 / P-911K072 NEXLINE®ピエゾヘキサポッド‐非磁性6軸精密ポジショニングシステム＆ピエゾトライポッドステージ .80 NEXLINE® Piezo Hexapod - Non Magnetic 6-Axis Precision Positioning System & Piezo Tripod Stage E-755 NEXLINE® ナノポジショニングリニアドライブ用デジタルコントローラー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82 Digital Controller for NEXLINE® Nanopositioning Linear Drives 71 Piezo • Nano • Positioning ナノメートル精度のアクチュエータ PiezoWalk®の高精度ドライブ - ミリメートルストローク、ナノメートル分解能、高出力 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 PiezoWalk®ドライブは、従来の ナノポジショニングアクチュエ ータの限界を打ち破るものです。 基本的に無制限のストロークを 実現しつつ、ピエゾアクチュエ ータの特性も兼ね備えていま す。すなわち、30ピコメートル のオープンループ分解能、ダイ ナミック動作のための極めて大 きな剛性、および力の発生を備え カスタム品PiezoWalk®リニアアクチュ エーター PiezoWalk®ドライブの機能と利点 極めて高分解能（通常はセン サーによってのみ制限されま す）。微調整のアナログモー ドでは、30ピコメートルの分 解能が実証されています。 高出力の発生力と剛性。NEXLINE®ドライブは、最大600N の出力を発生させ、それを保 持することができます（NEXACT® ～15N）。 PiezoWalk®ドライブは、電源 オフのモードで、ナノメート ルレベルで安定した位置を保 持します。アクチュエータの 設計により、静止時に最大ク ランピング力が加わります。 位置はゼロ動作電圧で保持で きるため、漏れ電流がピエゾ ドライブの整合性に影響を及 ぼすことはありません。 72 ています。PIは、さまざまなバ ージョンのPiezoWalk®原理に基 づいて2つの製品ラインNEXLINE® とNEXACT®を提供しています。ど ちらもアプリケーションに応じ て特定の利点を備えています。 ています。動作は、2種類のモー ドが可能です。単一ステップ内 の高分解能で高ダイナミックの アナログモードと、実質的にス トロークが無制限のステップモ ードです。 PiezoWalk®ピエゾステッピング ドライブは通常、複数の個別の ピエゾアクチュエータからなり、 クランピングのオン／オフと剪 断の動作サイクル（ステップ） を連続的に連係させることによ り、動きを構築します。各サイ クルはわずか数ミクロンの移動 ですが、数百ヘルツで実行され るため、ドライブは、mm／秒レ ンジの連続した動作となります。 PiezoWalk®の動作原理により、 出力性能、分解能、および再現 性が向上します。このような特 性は通常、慣性駆動や超音波モ ーターに比べてピエゾステッピ ングアクチュエータの方が優れ NEXLINE®ドライブによる50ピコメートルの ステップ。外付けの超高分解能の静電容量 センサーで測定。この性能は、次世代ナノ テクノロジーのアプリケーションに大きな 安全マージンをもたらします。 PiezoWalk®ドライブは、超伝 導の実験など、非磁性アプリ ケーションで利用可能です。 ドライブが磁場を生成したり 、磁場の影響を受けたりする ことはありません。 PiezoWalk®ドライブのアクテ ィブ部品は、真空対応のセラ ミックで製作されています。 ドライブは紫外線環境でも機 能します。 NEXLINE®ドライブは、輸送 中の数gの衝撃負荷に耐えるこ とができます。 PiezoWalk®ドライブは、OEM としての柔軟性を確保するた め、3つの組み込みレベルでご 利用いただけます。すなわ ち、OEMドライブ、パッケー ジ化されたアクチュエータ、 および複雑な位置決めシステ ム（多軸並進や6自由度ヘキサ ポッドなど）への組み込みで す。 強磁場で使用する、N-215ベースのNEXLINE®高負荷アクチュエータを備 える6軸非磁性ヘキサポッド NEXLINE®リニアアク チュエータの原理 Piezo • Nano • Positioning NEXLINE®ナノポジショニング用 の高出力ドライブ NEXLINE®システムは、極めて頑 丈で高効率の剪断／クランピン グアクチュエータを利用したも ので、予圧機構を内蔵すること で、最大600Nの押力と保持力を 可能にし、高寿命を実現してい ます。数百ヘルツの共振周波数 を備えた堅牢設計により、極め て剛性の高い構造物を構築する ことができ、振動を抑制しやす くなります。アナログ動作モー ドを使用すれば、ディザリング やアクティブ振動を相殺するこ とができます。 600Nの保持力と200mmのストロークを持つ、 N-215 NEXLINE® 高負荷リニアドライブ 中出力用のコンパクトなNEXACT® ドライブ NEXACT®ドライブは、フィードフ ォワードとクランピングのサイ クルを組み合わせた曲げアクチ ュエータを使用しています。ま た、40Vの低電圧動作かつ10mm/s 以上の最大速度で最大15Nの押力 ／引力を提供します。コンパク トでコスト効率に優れたNEXACT® ドライブは、ステッピングモー ドでのオープンループ動作のた めのコスト効率に優れたOEMドラ イブから、高分解能でクローズ ドループのリニア並進ステージ のためのE-861高機能サーボコン トローラに至るまで、さまざま な駆動エレクトロニクスでご利 用いただけます。 E-861サーボコントローラ付きのN-310アクチュエータ （駆動エレクトロニクス内蔵） 73 Piezo • Nano • Positioning N-214, N-215 NEXLINE®リニアモーター／アクチュエータ 長距離ナノポジショニング用の高保持力PiezoWalk®ドライブ ック調整を必要とするような場 合に理想的な製品です。これは アクティブ振動制御の場合と同 じです。長さ方向と剪断方向の ピエゾ素子の特性を変えること により、ステップサイズ、ダイ ナミック動作範囲（アナログの ストローク）、クランピング 力、速度、そして剛性を、個々 のアプリケーションに合わせて 最適化できます。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 N-215 NEXLINE® 高負荷アクチュエータ ストローク：20mm 分解能：0.03nm（オープンループ）と5nm（クローズドループ） プッシュプルフォース～400Nおよび600Nの保持力 静止時の自動ロック、発熱なし 非磁性および真空対応の動作原理 互換性のある動作原理 革新的なN-214/N-215 NEXLINE® OEMリニアドライブは、ストロー ク～20mmでプッシュプルフォー ス～400Nの、超高精度ナノポジ ショニングアクチュエータです 。特許取得済みの新しいNEXLINE ®PiezoWalk®ドライブの設計は、 ロングストロークと機械的な高 剛性およびピエゾクラスの分解 能（0.1nm未満）を兼ね備えてい ます。 アプリケーション例 半導体製造 半導体の試験 ウェハーの検査 ナノリソグラフィ ナノインプリント ナノ計測 アクティブ振動ダンピング 強磁場での動作 74 PiezoWalk®は、2種類の動作モー ドをサポートしています。高分 解能、高ダイナミックのショー トレンジ（アナログ）モード と、実質的にストロークが無制 限のステップモードです。 N-214クローズドループモデ ルとN-215オープンループモデル の2つのバージョンがあります。 ど ち ら も 高 機 能 E - 7 5 5 NEXLINE®モーションコントロー ラ で 動 作 可 能 で す 。 N-214には、ロングレンジでの 位置制御のための5nm分解能のリ ニアエンコーダが装備されてい ます。低ノイズの24ビットD/Aコ ンバータにより、E-755コント ローラは、高ダイナミックのシ ョートレンジ／ディザリングモ ードにおいてピコメートルレベ ルの分解能を示すことができま す。 アプリケーションの柔軟性を確 保するためのNEXLINE®動作原理 NEXLINE®PiezoWalk®ドライブ は、長距離にわたって極めて正 確に高負荷な対象物を位置決め し、次に小さな振幅のダイナミ NEXLINE®PiezoWalk®ピエゾセラ ミックのクランピングと剪断の 要素は、移動対象物に結合され た移動ランナーに対して直接作 用します。ステップモードで は、ランナーは長距離を移動で きますが、1ステップ未満の距離 でのアナログモードでは、1ナノ メートルをはるかに下回る分解 能で、高ダイナミックな位置決 めが可能になります。特許取得 済みのPiezoWalk®は、従来のナ ノポジショニングアクチュエー タの制約をなくし、ロングスト ロークと高分解能および高剛性 を兼ね備えています。 高分解能のダイナミック動作 アナログモードでの動きは、極 めて高剛性の剪断要素によって のみ達成されるもので、動きの 方向において数キロヘルツの共 振周波数を提供します。ここで の動きの分解能は、駆動エレク トロニクスの安定性によっての み、あるいはクローズドループ 動作の場合にはセンサーによっ てのみ制限されます。 基本的に無制限のストローク ステップモードでは、剪断とク ランピングの動きを連係させた シーケンスが必要となります。 オーダー情報 N-214.00 NEXLINE®高負荷アクチュエータ、 20mm、200N、リニアエンコーダ、 分解能5nm N-215.00 NEXLINE®高負荷アクチュエータ、 20mm、400N、オープンループ これが、ピエゾステッピングド ライブにストローク制限がない 理由であり、フレキシブルにド ライブを使用することができま す。最大ステップ周波数は100Hz で、これはコントローラによっ て決まります。ステップサイズ やアナログ範囲に応じて、速度 は最大1mm/sまで可能です。 無制限の寿命 NEXLINE®ドライブのアプリケー ション環境は、ほとんどの場合、 機械内部のアクセスの難しいと ころです。この領域では、ナノ メートル範囲の調整、および振 動の解消が必要となります。 したがって、長寿命が、NEXLINE® アクチュエータの基本条件とな ります。長寿命を促進するた め、コントローラは、いずれの 位置においても、すべてのピエ ゾ素子の動作電圧をゼロに低減 することができ、しかも全保持 力を維持することができます。 注意 本書に掲載した製品は部分的に 以下の特許で保護されています。 ドイツ特許No. 10148267 米国特許No. 6,800,984 N-215 NEXLINE®アクチュエータを用いた、オープンループのアナログモードにおけ る一連の1nmステップ Piezo • Nano • Positioning NEXLINE®リニアアクチュエータの動作原理 強磁場で使用する、N-215ベースのNEXLINE®高負荷アクチュ エータを備える6軸非磁性ヘキサポッド 技術データ/購入ガイド N-214.00 N-215.00 X X ストローク ステップサイズ（ステップモード） 20 mm 10 nm～6 µm 20 mm 10 nm～6 µm 内蔵センサー センサー分解能 リニアエンコーダー 5 nm – – アナログモードストローク オープンループ分解能 3 µm 0.03 nm 3 µm 0.03 nm クローズドループ分解能 ステップ周波数 5 nm 100 Hz* – 100 Hz* オープンループ速度** クローズドループ速度** 0.3 mm/s 0.15 mm/s 0.3 mm/s – 機械特性 動作方向の剛性 75 N/µm 150 N/µm 駆動力（アクティブ） 保持力（パッシブ） 200 N 300 N 400 N 600 N ドライブ特性 ドライブタイプ NEXLINE®リニアドライブ NEXLINE®リニアドライブ ±250 V ±250 V 動作温度範囲 材料 -40～80 °C AI（黒アルマイト処理）、鋼鉄 -40～80 °C Al（黒アルマイト処理）、鋼鉄 質量 ケーブル長さ 1050 g 4.0 m 1150 g 2.0 m D-Sub NEXLINE® コネクタ、1チャネル E-755.1A1 D-Sub NEXLINE® コネクタ、1チャネル E-755.101 モデル 駆動軸 動作および位置決め 動作電圧 その他 コネクタ 推奨コントローラ／ドライバ * 制御エレクトロニクスにより異なります ** 制御エレクトロニクスにより異なります。ステップモードの最高速度は、ステップ動作時に速度変動を生じない最高速度に設定されています。 75 Piezo • Nano • Positioning N-111 NEXLINE® OEMリニアモーター／アクチュエータ 長距離ナノポジショニング用のPiezoWalk®ドライブ NEXLINE® PiezoWalk®ピエゾセラ ミックのクランピングと剪断の 要素は、移動対象物に結合され た移動ランナーに対して直接作 用します。ステップモードで は、ランナーは長距離を移動で きますが、1ステップ未満の距離 でのアナログモードでは、1ナノ メートルをはるかに下回る分解 能で、高ダイナミックな位置決 めが可能になります。特許取得 済みのPiezoWalk®は、従来のナ ノポジショニングアクチュエー タの制約をなくし、ロングスト ロークと高分解能および高剛性 を兼ね備えています。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 N-111コンパクト高負荷OEMナノ ポジショニングアクチュエータ ストローク：5mm 分解能：0.025nm（オープンループ）と5nm （クローズドループ） プッシュプルフォース～40Nおよび60Nの保持力 静止時の自動ロック、発熱なし 非磁性および真空対応の動作原理 N-111 NEXLINE® OEMドライブ は、ストローク～5mm、高分解能 、および発生力～40Nの、コンパ クトなナノポジショニング用ア クチュエータです。 2 つのバージョンのN-111.3Aクロ ーズドループモデルとN-111.30 オープンループモデルがありま す。どちらも高機能E-755NEXLINE®モーションコントローラで アプリケーション例 半導体製造 半導体の試験 ウェハーの検査 ナノリソグラフィ ナノインプリント ナノ計測 アクティブ振動ダンピング 強磁場での動作 76 動作可能です。N-111.3Aには、 長距離の位置制御のための5nm分 解能のリニアエンコーダが装備 されています。低ノイズの24ビ ットD/Aコンバータにより、E755コントローラは、高ダイナミ ックのショートレンジ／ディザ リングモードにおいてピコメー トルレベルの分解能を持ってい ます。 アプリケーションの柔軟性を確 保するためのNEXLINE®動作原理 NEXLINE® PiezoWalk®ドライブ は、長距離にわたって極めて正 確に高負荷を位置決めし、小さ な振幅のダイナミック調整を必 要とするような場合に理想的な 製品です。これはアクティブ振 動制御の場合と同じです。長さ 方向と剪断方向のピエゾ素子の 特性を変えることにより、ステ ップサイズ、ダイナミック動作 範囲（アナログのストローク） 、クランピング力、速度、そし て剛性を、個々のアプリケーシ ョンに合わせて最適化できま す。 オーダー情報 N-111.30 NEXLINE® OEMナノポジショニングド ライブ、5mm、40N N-111.3A NEXLINE® OEMナノポジショニングド ライブ、5mm、40N、クローズドルー プ、分解能5nm カスタム製品につきましては、お問い 合わせください。 PiezoWalk®ピエゾステッピング ドライブの利点 NEXLINE®とNEXACT®のドライブ は、従来のドライブテクノロジ ーに比べて、以下に示すい くつかの利点があります。 ピコメートルレンジの分解能 コンパクトなサイズ 10ニュートン（NEXACT®）～数 百ニュトン(NEXLINE®)までの 高ドライブ出力 応答がサブマイクロセカンド の高ダイナミック性能 電源オフ時の自動ロック、保 持電流が不要 ゼロバックラッシュ、摩耗が なくメンテナンスフリー、歯 車やボールねじなどの機械部 品なし 非磁性および真空対応の操作 原理 NEXLINE®アクチュエータは、以 下に示す独自の優れた機能を備 えています。 クリーンルーム対応 真空対応 磁気ドライブの使用が禁じら れた条件の下での動作 注意 本書に掲載した製品は部分的に 以下の特許で保護されていま す。 ドイツ特許No. 10148267 米国特許No. 6,800,984 NEXLINE®ドライブおよび位置センサーを備えるZ／チップ／チルトプラットフォーム、直 径300mm（12インチ）、荷重容量200N、ストローク1.3mm、チルトレンジ10mrad Piezo • Nano • Positioning 5,5 64 57,8 4 6 M3 8 g6 3,4 6,5 3,4 30 2,5x45¡ 8 72 61 82 1 3 2 4 38 46 N-111の外形図（単位：mm） 技術データ/購入ガイド N-111.30 N-111.3A X X ストローク ステップサイズ（ステップモード） 5 mm 10 nm～5 µm 5 mm 10 nm～5 µm 内蔵センサー センサー分解能 – – リニアエンコーダ 5 nm アナログモードストローク オープンループ分解能 2.5 µm 0.025 nm 2.5 µm 0.025 nm クローズドループ分解能 ステップ周波数 – 100 Hz* 5 nm 100 Hz* オープンループ速度** クローズドループ速度** 0.2 mm/s – 0.2 mm/s 0.1 mm/s モデル 動作軸 動作および位置決め 機械特性 動作方向の剛性 15 N/µm 15 N/µm プッシュプルフォース（アクティブ） 保持力（パッシブ） 40 N 60 N 40 N 60 N ドライブ特性 ドライブタイプ NEXLINE®リニアドライブ NEXLINE®リニアドライブ ±250 V ±250 V 動作温度範囲 材料 -40～80 °C （黒アルマイト処理）、鋼鉄 -40～80 °C （黒アルマイト処理）、鋼鉄 質量 ケーブル長さ 115 g 1.5 m 135 g 1.5 m D-Sub NEXLINE® コネクタ、1チャネル E-755.101 D-Sub NEXLINE® コネクタ、1チャネル E-755.1A1 動作電圧 その他 コネクタ 推奨コントローラ／ドライバ 公差 最大 標準 ±20 % 最大 最小 ±5 % ±10 mm * 制御エレクトロニクスにより異なります。 ** 制御エレクトロニクスにより異なります。ステップモードの最高速度は、ステップ動作時に速度変動を生じない最高速度に設定されています。 77 Piezo • Nano • Positioning N-310 NEXACT® OEMミニチュアリニアモーター／アクチュエータ コンパクトで高速なPiezoWalk®ドライブ ゼロバックラッシュ、摩耗が なくメンテナンスフリー、歯 車やボールねじなどの機械部 品なし 非磁性および真空対応の操 作原理 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 E-861サーボコントローラ付きのN-310アクチュエータ （駆動エレクトロニクス内蔵） 20mmの標準ストローク コンパクトでコスト効率に優れた設計 0.03nmの分解能** プッシュプルフォース～10N 低動作電圧 静止時の自動ロック、発熱なし、ナノメートル精度の安定性 非磁性および真空対応の動作原理 N-310 NEXACT® PiezoWalk®リニ アドライブは、わずか25 x 25 x 12mmのコンパクトなパッケージ に、20mmのストロークと10Nのプ ッシュプルフォースの性能を備 えています。高分解能により、N EXACT®ドライブは、長いストロ ークにわたる高精度の位置決め に理想的です。 アプリケーション例 半導体製造 ウェハーの検査 ナノリソグラフィ 表面測定手法 側面計測 顕微鏡による検査 強磁場での動作 78 N-310は、オープンループとク ローズドループのモードで動作 可能です（位置センサーを外付 け）。さまざまなNEXACT®コント ローラによって、マイクロまた はナノの位置決めアプリケーシ ョンに容易に組み込めるように なります。 PiezoWalk®ピエゾステッピング ドライブの利点 NEXLINE®とNEXACT®のドライブは 、従来のドライブテクノロジー に比べて、以下に示すいくつか の利点があります。 ピコメートルレンジの分解能 コンパクトなサイズ 10N（NEXACT®）～数百N (NEXLINE®)までの高ドライブ 出力 応答がサブマイクロ秒の高ダ イナミック性能 電源オフ時の自動ロック、 保持電流が不要 アプリケーションの柔軟性のた めの動作原理 NEXACT® PiezoWalkテクノロジー は、従来のナノポジショニング ドライブの制限を克服し、極め て小さなパッケージに、ほぼ無 制限のストロークと高い剛性 を兼ね備えています。さらに、 NEXACT®のアクチュエータは、ピ エゾ同等の分解能（1ナノメート ルをはるかに上回る）とミリセ カンドの応答性を実現していま す。特殊なドライブ設計によ り、動作電圧は40V以下に低減さ れています。 動作中、ピエゾセラミックの曲 がる要素がランナーに作用しま す。ランナーはアプリケーショ ンの可動部に結合されています 。ランナーの長さによってスト ロークが決まります。発生力性 能、分解能、および速度は、ピ エゾの形状と駆動エレクトロニ クスによって決まり、拡張／縮 小が可能です。より長い距離に わたってランナーを移動するに は、ステッピングモーターを使 用しますが、1ステップよりも短 い距離については、リニア（ア ナログ）モードにより、1ナノメ ートルをはるかに上回る分解能 で、高ダイナミックな位置決め が可能になります。 摩耗がなくメンテナンスフリー 通常のDCモーターやステッピン グモーターのドライブとは異な り、PiezoWalk®ドライブは、直 接、直線動作をもたらします。 機械的な要素（歯車、ボールね じ、ナットなど）を用いて回転 を変換する必要がありません。 したがって、バックラッシュや 摩耗などの機械的制約がなくな り、ドライブはメンテナンスフ リーとなります。 オーダー情報 N-310.01 NEXLINE® PiezoWalk® OEMリニア ドライブ、20mm、10N カスタム製品につきましては、お問い 合わせください。 自動ロックのPiezoWalk®ピエゾ ステッピングドライブ NEXLINE®とNEXACT®は、高い剛性 を示し、またシステム内のピエ ゾアクチュエータのクランピン グ作用により電源オフ時であっ ても自動ロックされます。この ため、静止時にナノメートルの 位置安定性が得られ、熱の発生 やサーボによるブレがありませ ん。 各アプリケーションに最適化さ れたコントローラおよびドライ バ NEXACT®アクチュエータは、複雑 なステッピングシーケンスを制 御するために特殊な駆動エレク トロニクスが必要となります。 E-860シリーズのNEXACT®コ ントローラは、さまざまなオー プンループとクローズドループ のバージョンで利用可能です。 たとえば、E-861には、低ノイズ ドライバと高出力DSPを備えるNE XACT®サーボコントローラ一式が 含まれています。E-860 には、簡単に統合できるよう、 また極めて効率的にコンピュー タを制御できるよう、豊富なソ フトウェアも付属しています。 高分解能を必要としないアプリ ケーションの場合には、OEMボー ドに至るまでの低価格の駆動エ レクトロニクスをご注文いただ けます。 本書に掲載した製品は部分的に 以下の特許で保護されています。 ドイツ特許No. P4408618.0 Piezo • Nano • Positioning 3 6,1M 8 5,71 3 6 54,5 21 52,0 8,5 N-310 NEXACT®ドライブを備える並進ステージ。 ポジショナーは、分解能25nmのエンコーダで、 ストローク20mmを実現します。 60 25 18,5 61 52 4 2,7 5 N-310.01アクチュエータの外形図（単位：mm） 技術データ/購入ガイド モデル 動作軸 動作および位置決め N-310.01 公差 X ストローク ステップサイズ（ステップモード） 20 mm 5 nm～5 µm アナログモードストローク オープンループ分解能 7 µm 0.03 nm** 最大 標準 オープンループ分解能 最高速度 1.5 kHz* 10 mm/s* 最大 最大 機械特性 プッシュプルフォース（アクティブ） 10 N ドライブ特性 ドライブタイプ 動作電圧 その他 NEXACT®リニアドライブ -10 V ～ +45 V 動作温度範囲 本体材料 0～50 °C ステンレス鋼、非磁性 質量 ケーブル長さ 50 g 1.5 m コネクタ 推奨コントローラ／ドライバ 最大 ±5 % ±10 mm HD D-Sub 15 ピンコネクタ、1チャネル E-860シリーズ * 制御エレクトロニクスにより異なります。 ** ドライブエレクトロニクスにより異なります。E-861では1nm。 79 Piezo • Nano • Positioning E-755デジタルNEXLINE®コントローラ ピコメートル精度のアクチュエータ／ポジショナー用のコントローラ サポートしているセンサーは、 ナノメートル以上の分解能を提 供します。E-755ファームウェ アの電源停止ルーチンは、現在 の位置を保存することで、次回 に電源がオンになったときに、 参照することなくクローズドル ープシステムを直ちに使用でき るようにしています。 N-214ナノポジショナーを備えるE-755デ ジタルNEXLINE®コントローラ、ストローク20mm © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 NEXLINE®ナノポジショニングリニアモータアクチュエータ用の特 殊な制御アルゴリズム 32ビットデジタルフィルタ 24ビットDAC分解能 完全にプログラム可能なローパスフィルタとノッチフィルタ ユーザーが設定した最新の位置データで安定 最大16軸のデイジーチェーンネットワークが可能 PIのGCS（汎用コマンドセット）に対応 E-755デジタル1軸ナノポジシ ョニングコントローラは、特許 取得済みのNEXLINE®ナノポジシ ョニングリニアドライブを駆動 するための製品です。高度な制 御テクノロジーおよびセンサー 信号処理と、特殊な駆動アルゴ リズムとを組み合わせたE755は、数百ミリメートルにわ たってピコメートルレンジの分 解能で高精度なモーションコン トロールを達成することができ ます。剪断とクランピングのピ エゾ素子の作用を連係させるこ とで、NEXLINE®は、従来のナノ アプリケーション例 半導体製造 半導体産業における品質 保証試験 天体望遠鏡 トラス構造体 アクティブ振動制御 80 素粒子物理、核融合、およ び超伝導などにおける、高 磁場での位置合わせ ポジショニングアクチュエータ の壁を打ち破ることができます。 E-755は、NEXLINE®ウォーキ ングドライブ用に2つの異なる 制御モードを備えています。 1つは、基本的に分解能に制限 のない、高分解能で高ダイナミ ックの直接ピエゾモード（アナ ログモード）、もう1つは、理 論的にストロークに制限のない 、長距離ステッピングモードで す。 高分解能のサーボ制御 E-755コントローラは、強力 な32ビットDSPに基づいたもの で、オープンループとクローズ ドループの2つのバージョンが あります。どちらのバージョン も、単軸のNEXLINE®ドライブ の制御に必要な、出力範囲が ±250Vの4つの高分解能（24ビ ット）リニアアンプを備えてい ます。クローズドループモデル の場合、高分解能のインクリメ ンタル位置センサー（サブナノ メートルの分解能）が、特別な 励起と読み出しのエレクトロニ クスによってサポートされてい ます。 アプリケーションの柔軟性を確 保するためのNEXLINE®動作原理 NEXLINE® PiezoWalk®ドライブ は、長距離にわたって極めて正 確に高荷重を位置決めし、次に 小さな振幅のダイナミック調整 を必要とするような場合に理想 的な製品です。これはアクティ ブ振動制御の場合と同じです。 クランピングと剪断のピエゾ素 子の特性を変えることにより、 ステップサイズ、ダイナミック 動作範囲（アナログのストロー ク）、クランピング力、速度、 そして剛性を、個々のアプリケ ーションに合わせて最適化でき ます。 NEXLINE® PiezoWalk®ピエゾセ ラミックのクランピングと剪断 の要素は、移動対象物に結合さ れた移動ランナーに対して直接 作用します。ステップモードで は、ランナーは長距離を移動で きますが、1ステップ未満の距 離でのアナログモードでは、1 オーダー情報 E-755.1A1 NEXLINE®ナノポジショニング・リニ アドライブ用のデジタルコントロー ラ、インクリメンタルセンサー E-755.101 NEXLINE®ナノポジショニングリニア ドライブ用のデジタルコントローラ カスタム製品につきましては、お問 い合わせください。 ナノメートルをはるかに下回る 分解能で、高ダイナミックな位 置決めが可能になります。この ように、特許取得済みのPiezoW alk®は、従来のナノポジショニ ングアクチュエータの制約をな くし、ロングストロークと高分 解能および高剛性を兼ね備えて います。 長寿命を誇るアクチュエータ 従来、ピエゾドライブの寿命を制 限していた、長時間におよぶオフ セット電圧を排除するた め、E-755コントローラは特別 な方法を採用し、いずれの位置に おいても、すべての動作電圧をゼ ロに低減することができ、しかも 完全な保持力を維持できます。 長寿命を誇るNEXLINE®ナノポジ ショニングアクチュエータは、 複雑な機器の奥深くアクセスの 困難な場所で、ナノメートル精 N-214 NEXLINE®ナノポジショナーとE-755.1A1コントローラで構成されるシステムによる 5nmステップ（高分解能の干渉計により測定）。連続した5nmステップコマンドに対するシ ステムの優れた応答性がわかります。このケースでは、クローズドループの分解能は、 N-214のリニアエンコーダ（5nm/インクリメント）によって制限されます。つまり、E-755 は、サブナノメートル分解能のリニアエンコーダで動作可能ということです。 Piezo • Nano • Positioning 度の位置合わせや振動の解消を必要 とするアプリケーションに最適です。 リニアライゼーション E-755で制御されたナノポジシ ョニングシステムは、優れたリニア す。このデータシートに掲載した製 品は部分的に以下の特許で保護され ています。 リティを実現しています。これはデ ジタル多項式のリニアライゼーショ ンによって達成されます。このリニ アライゼーションによって、ストロ ーク全体にわたって0.001%にまでリ ニアリティを向上することができま 強磁場で使用する、 N-215ベースのNEXLINE® 高負荷アクチュエータを備え る6軸非磁性ヘキサポッド。 このシステムは、6台の E-755コントローラと追加 のハードウェア／ファームウ ェアにより駆動され、パラレ ルメカニズムにより必要な座 標変換を実行します。 ドイツ特許No. 10148267 米国特許No. 6,800,984 オープンループモードにおけるNEXLINE®ドライブによる50ピコメートルス テップ（超高分解能の外付け静電容量センサーにより測定） 技術データ/購入ガイド E-755.1A1 E-755.101 NEXLINE®ナノポジショニングリニアドライブ用 のデジタルコントローラ、インクリメンタルエン コーダ付き NEXLINE®ナノポジショニングリニア ドライブ用のデジタルコントローラ 軸 1 1 プロセッサ DSP 32ビット浮動小数点、50 MHz DSP 32ビット浮動小数点、50 MHz モ デル 機能 セ ンサ ー センサーチャネル 1 – サーボ更新時間 0.2 ms – センサーサンプリング時間 0.1 ms – 動的サイクル時間 0.2 ms 0.1 ms サーボ特性 P-I、ノッチフィルタ – センサータイプ インクリメンタルセンサー – アンプチャネル 4 4 出力電圧 -250 ～ +250 V -250 ～ +250 V チャネルあたりのピーク出力 5.5 W 5.5 W チャネルあたりの平均出力 3W、温度センサーにより制限 3W、温度センサーにより制限 ピーク電流 44 mA 44 mA ア ンプ チャネルあたりの平均電流 25mA、温度センサーにより制限 25mA、温度センサーにより制限 電流制限機能 短絡保護 短絡保護 分解能（DAC） 24ビット 24ビット インターフェイスおよびオペレーション 通信インターフェイス RS-232 RS-232 ピエゾコネクタ 特殊D-Sub 特殊D-Sub センサーコネクタ D-Sub 15ピン – コントローラネットワーク デイジーチェーン接続、最大16ユニット デイジーチェーン接続、最大16ユニット コマンドセット GCS GCS ユーザーソフトウェア PIMikroMove™, NanoCapture™ , PITerminal PIMikroMove™, NanoCapture™ , PITerminal ソフトウェアドライバ LabVIEWドライバ、DLL LabVIEWドライバ、DLL サポート機能 NEXLINE®制御アルゴリズム（クローズドルー プ）、データレコーダ、位置ストレージ NEXLINE®制御アルゴリズム（オープンループ）、 データレコーダ ディスプレイ ステータスLED ステータスLED リニアライゼーション 4次多項式 4次多項式 動作温度範囲 5～50 °C 5～50 °C 過熱保護 70℃でシャットダウン 70℃でシャットダウン 外径寸法 264 x 260 x 47 mm 264 x 260 x 47 mm そ の他 質量 2.3 kg 2.3 kg 動作電圧 24V（電源含む） 24V（電源含む） 消費電力 48W、最大2A 48W、最大2A 81 Piezo • Nano • Positioning N-515K非磁性ピエゾヘキサポッド 軸精密位置決めシステム NEXLINE®リニアドライブを用いた6軸 N-215 NEXLINE®高負荷アクチュエータを内蔵した6軸パ ラレル制御（ヘキサポッド）、強磁場でのアプリケー ションに最適 ストロークレンジ：リニア10mm、回転6ﾟ 大きなセンター開口部：φ202mm 非磁性 ナノメートル分解能 薄型：わずか140mmの高さ パラレル制御によるダイナミクスの向上と多軸の精密制御 力の発生～500N 静止時に自動ロック。発熱なし モデル ストロークレンジ 負荷容量 N-515KNPH NEXLINE®ピエゾ ヘキサポッド X, Y, Z: 10 mm θX, θY, θZ: 6° 50 kg 外形寸法 ベースプレート外径φ380mm 移動プラットフォーム（上部）φ300mm 高さ：140mm N-510高出力NEXLINE®Z／チップ／チルトプラットフォーム © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 半導体産業用のウェハー位置合わせのためのナノメートル精度 3つのドライブ（トライポッド設計）を内蔵したZチ ップ／／チルトナノポジショニングプラットフォーム 静止時に自動ロック。発熱なし 真空対応および非磁性の設計が実現可能 パラレル制御によるダイナミクスの向上と多軸の精密制御 摩擦のないNEXLINE® Piezo Walking Drive 負荷容量：200N 内蔵の5nmインクリメントセンサーとピコメートル分解能のディ ザリングモードで高精度を実現 モデル ストローク 負荷容量 リニア速度 N-510 NEXLINE® Z, チップ、チルトプ ラットフォーム 1,3 mm 垂直レンジ 10 mrad 200 N 0.2 mm/s φ300mm （12インチ） センター開口部φ 外形寸法 チルト角 N-510K高剛性NEXLINE® Zステージ 静電容量センサーによる高精度位置決め 静止時に自動ロック。発熱なし ハイブリッドドライブ：PiezoWalk®＋PICMA® ストロークレンジ：400μm（粗動）＋40μm（微動） サブナノメートルの分解能 ダイレクト計測： 静電容量センサーによる単一制御ループ 高プッシュフォースと高保持力～25N 摩擦のないPiezo Walking Drive、またPICMA®ピエゾアクチュエータによる驚異の長寿命 モデル N-510KHFSハイブリッドドライブナノポジショナーに より、半導体の検査アプリケーションで最高精度を実現 82 垂直ストロ ーク ピッチ／ヨー N-510KHFS 400 µm（粗動）1 mm/sec ハイブリッドフ 40 µm（微動） ォーカスシステム 双方向再現性 負荷容量 外形寸法 50 nm 25 N （フルストローク） φ300mm 高さ 68.5 mm Piezo • Nano • Positioning リニア、ハイブリッドステージ Linear and Hybrid Stages Piezo • Nano • Positioning 目次 Table of Contents ハイブリッド技術資料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85 Hybrid Technical Documents M-686PILine® XYピエゾリニア‐モーターステージ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86 PILine® XY Piezo Linear-Motor Stage M-714.Hybridハイブリッドドライブによる高負荷ナノポジショニングシステム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 Heavy-Duty Nanopositioning System with Hybrid Drive M-511.HDナノメートル精度でのハイブリッド、ロングストローク、高負荷ポジショニングステージ . . . . . . . . . . . .90 Hybrid Long-Travel, High-Load Translation Stage with Nanometer Precision C-702ハイブリッドナノポジショニングシステム用コントローラー－ハイブリッド技術への鍵 . . . . . . . . . . . . . . .92 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 Controller for Hybrid Nanopositioning Systems – Key to Hybrid Technology 84 Piezo • Nano • Positioning PIのハイブリッドナノポジショニングテクノロジー ピエゾとサーボの組み合わせにより、ナノメートル精度でロングストローク 置決め精度は、フィードバック センサーの選択によって決まり ます。PIハイブリッドシステム は、現在、分解能が2nmの光リニ アエンコーダを使用しています。 ステージに応じて、最小インク リメントモーションまたは4nmの 再現性が全ストロークレンジに わたって得られます。 M-511.HDの動作原理。プラットフォーム は、ピエゾアクチュエータとフレクシャガイ ドによってモータードライブトレインから分 離されます。 また、これによってピエゾ駆動のプラット フォームの慣性が低減 され、高速な応答 が可能になります。 起動時とセットリング時にスティック／スリップのアクティブ補償 バックラッシュのアクティブ補償 優れた速度制御 ナノメートル精度でミリ秒のセットリング 最小インクリメントの確実な実行 最小電力で大きな駆動力と保持力 することができる単一の高分解 能エンコーダとコントローラを 使用しています。このため、起 動からセットリングまで、各動 作は、モーター駆動のアクチュ エータとピエゾアクチュエータ の両方に固有の利点を得ること ができます。 両方の駆動系にわたる内蔵のサ ーボ制御 従来のモーター駆動のマイクロ ポジショナーと高分解能ピエゾ アクチュエータとを結びつける という基本的な考え方は、新し い概念ではありません。たとえ ば、PIは、高位置分解能を備え た多軸ピエゾシステム（P-611 Nanocube®）に並べて搭載した、 6自由度のマイクロポジショナー （F-206）からなるファイバスキ ャニングとカップリングのシス テムを提供しています。 これは、機械側で、マイクロポ ジショナーのモーターのボール ねじドライブからハイブリッド 位置決めステージのモーション プラットフォームを分離するこ とによって達成されます。この 分離は、摩擦のないフレクシャ と剛性のある高速応答のピエゾ アクチュエータによって可能に なります。 ピエゾアクチュエータを直接マ イクロポジショニングステージ に組み込むことにより、数百ミ リメートルのストロークとナノ メートルレンジの分解能とを兼 ね備えることが可能になります。 システムのサーボ制御は単一の 高分解能位置フィードバックセ ンサー（パラレル計測）を利用 しているため、全ストロークに わたって高分解能を使用するこ とができます。このため、ハイ ブリッドシステムは、インシデ ントの位置を読み出して正確に 再構築することが必要なアプリ ケーション、あるいは外部から 指定したターゲット位置を数ナ ノメートル以内に命中させるこ とが必要なアプリケーション（ 表面の検査や計測など）に理想 的です。ハイブリッドテクノロ ジーを実装する場合の課題は、 位置決めステージの機械設計だ けでなく、長いストロークにわ たる高分解能センサーの使用、 得られる高周波数信号の処理、 およびハイブリッド設計の利点 を十分に活用するための特殊制 御アルゴリズムの設計がありま す。 このような積み重なったシステ ムでのサーボ制御アルゴリズム は、一般的に独立して動作する ため、ピエゾシステムが起動さ れるのは、モーター駆動のポジ ショナーが完全に停止してから です。別々の位置センサーが使 われているため、絶対精度（分 解能ではない）は、モーター駆 動のロングストロークポジショ ナーの精度によって制限されま す。 新しいPIハイブリッドシステム は、両方の駆動系に同時に作用 コントローラは常に、実際のプ ラットフォームの位置（内蔵の リニアエンコーダの読み取りに よる）とリアルタイムに計算し たスムーズな軌道とを比較しま す。ピエゾアクチュエータは、 モーター駆動のドライブトレイ ンによって生じるプラットフォ ームの不規則な動きをアクティ ブに補償します。 1つのモーションシステムに1つ のコントローラ PIのハイブリッドシステムで は、モーターの親ねじとピエゾ アクチュエータは完全に統合さ れて1つのモーションシステムを 形成しています。モーターとピ エゾは常に同時に動作します。 このため粗調整／微調整システ ム以上の結果が得られます。起 動時のスティック／スリップや バックラッシュなどの影響を完 全に補償することができ、速度 の一定したモーションプロファ イルに追従することができます。 ピエゾは高剛性であるため、数 ナノメートルの設定はわずか数 ミリ秒で行うことができ、従来 のイナーシャの大きなリニアモ ーター駆動のステージよりも大 幅に高速になります。さらに、 センサーの分解能のレンジで最 小インクリメントを確実に実行 することができます。100mm/sec を超える速い速度とナノメート ルレンジのインクリメンタル分 解能を達成するためには、位置 情報を送信して極めて迅速に処 理する必要があり、また複雑な 制御アルゴリズムが必要となり ます。PIのC-702は、ハイブリッ ドシステムに特別に合わせたPWM 信号発生器、ピエゾアンプ、お よび制御アルゴリズムを提供す るコントローラです。 絶対精度 モーター駆動とピエゾ駆動の両 方のサーボ制御ループが同じポ ジショナーセンサーを使用しま す。結果としてストロークは数 百ミリメートルですが、ピエゾ ベースのナノポジショナーの精 度も備えています。分解能と位 85 Piezo • Nano • Positioning M-686 PILine® XYリニアモーターステージ 高速、薄型、および大開口部で、直接位置計測 高精度のナノポジショニングシ ステムは、アプリケーションに 応じて、高速XYスキャナ（蛍光 顕微鏡検査用）、垂直Zポジショ ナー（3D画像処理）、あるいは 最大6軸を備えたシステムとして 利用可能です。 オーダー情報 M-686.D64 クローズドループPILine®ピエゾモー タードライブ付きのXYオープンフレ ームステージ、25×25mm、7N、 0.1μmリニアエンコーダ カスタム製品につきましては、お問 い合わせください。 クローズドループピエゾモーター付きのM-686.D64オープンフ レームステージは、25×25mmのストローク長があります。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 内蔵のクローズドループピエゾモーター駆動により、 100mm/sの高速化を実現 ストローク：25×25mm 分解能0.1μmのリニアエンコーダを内蔵 コンパクトな設計：断面高さ32mm、設置面積170×170mm センター開口部：78×78mm、66×66mm（最大拡大時） 静止時に自動ロック PIピエゾナノポジショニング/スキャニングステージに適合 リミット／基準スイッチ 機器の保護のため、非接触ホー ル効果のリミット／基準スイッ チを取り付けます。方向を検知 する基準スイッチは、高度な自 動化アプリケーションを高精度 でサポートします。 PILine®マイクロポジショニング システムの利点 PILine®超音波セラミックドライ ブは、従来のモーターおよびド ライバにはない利点があります。 コンパクト 電源オフ時の自動ロック、 保持電流が不要 最大5gまで高加速 最高速度500mm/s ボールねじ、ギア、その他 の機械部品なし、摩耗がなく メンテナンスフリー 注油不要 非磁性および真空対応の操 作原理 M-686オープンフレームのピ エゾモーターステージは、主と して顕微鏡検査における自動位 置決めアプリケーション用に設 計されたものです。高さがわず か32mmという薄型で最適化され たフォームファクタと、標準化 された取り付けパターンによ り、PIの標準ナノポジショニン グシステムとの組み合わせが可 能になります。 アプリケーション例 バイオテクノロジー 顕微鏡による検査 走査型顕微鏡 共焦点顕微鏡 半導体試験 ハンドリング 86 省スペースのピエゾモーター 従来のモーター駆動の並進ステ ージと比べて、M-686は薄型で、 設置面積はより小さくなってい ます。コンパクトなPILineピエ ゾリニアモーターと高分解能リ ニアエンコーダにより、従来の ステージで使われていたボール ねじダクトやフランジの付いた 大型のステッパモーターが不要 となります。また、ピエゾモー ターは静止時に自動ロックし、 安定した位置でステージを保持 し、温度上昇はありません。 PI の ナノ ポ ジシ ョ ニン グ とス キ ャニングステージに適合 多くの標準PIピエゾフレクシ ャ シ ス テ ム ス テ ー ジ （設置面積150×150mm）を直接 M-686のオープンフレームステ ージに搭載することができま す。この高度に専門化された超 P-561 to P-563 最大ストロークが3 0 0 μ m の PIMars TMXYZナノポジショニング システム 注意 ナノポジショニングステージは 直接M-686に取り付けます： P-541.2 to P-542.2 顕微鏡検査用の薄型のXYスキャ ナ P-541.Z 顕微鏡検査用の薄型のZ／チップ ／チルトピエゾナノポジショニ ングステージ 顕微鏡検査用の／チルトピエゾ ナノポジショニングステージ 顕微鏡検査用の／チルトピエゾ ナノポジショニングステージ 設置面積の大きなカスタムタイプのM-686ステージは、 ピエゾZスキャナを内蔵しています。P-541ピエゾ スキャナを組み合せた高 さは、わずかに33mmです。 Piezo • Nano • Positioning M-686.D64の寸法はミリで表示されており、最少面積は、 両軸の最も広い位置でも66 x 66 mmになります。 技術データ/購入ガイド モデル M-686.D64 駆動軸 XY 動作および位置決め ストローク 25 x 25 mm 内蔵センサー リニアエンコーダー センサー分解能 0.1 µm 設計分解能 0.1 µm 最小インクリメント動作 0.3 µm 双方向再現性 0.3 µm ピッチ／ヨー ±50 µrad 最高速度 100 mm/s 機械特性 負荷容量* 50 N 最大プッシュプルフォース 7N 最大ラテラルフォース 4N ドライブ特性 モータータイプ 1軸あたりPILine® P-664×2 動作電圧 190 V (ピークtoピーク)** 67 V (RMS)** 電力 10 W / axis*** M-686オープンフレームステージは、上部にP-541.2DD ピエゾスキャナを備え、分解能は0.1nm、スキャン範囲は 30×30μmです。P-541 XY（またはZ）ピエゾ スキャナを組み合せても、システムの高さ はわずかに48mmです。 その他 動作温度範囲 -20～+50 °C 材料 アルミ（黒アルマイト処理） 質量 1.2 kg ケーブル長さ 1.5 m コネクタ MDRコネクタ×2、14ピン 推奨コントローラ／ドライバ C-866.D64単軸コントローラ／ドライバ×2 外付けサーボコントローラ用のC-185.D64 駆動エレクトロニクス×2 * 最高速度時は10N ** ピエゾモーターの動作電圧は、12VDCで動作する駆動エレクトロニクスにより供給 されます。 *** 駆動エレクトロニクス用 M-686による0.3μmステップ 87 Piezo • Nano • Positioning M-714ナノメートル精度のリニアステージ 高いガイド精度を誇る高剛性／高精度のハイブリッドDC／ ／ピエゾドライブ 内蔵のピエゾフレクシャドライ ブは、高剛性とサブミリセカン ドの高速応答性を特徴とするた め、起動時とセットリング時に スティック／スリップをダイナ ミックに補償することができま す。この結果、安定して再現性 のあるナノメートルレベルの位 置決めインクリメントが可能に なります。また、ボールねじに よって生じる不安定な動きを相 殺することにより、速度制御機 能を大幅に向上させています。 ハイブリッドZポジショナーM-714.HD © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 ピエゾフレクシャドライブとDCサーボ／ボールねじドライブの利 点を融合 垂直方向のストローク：7mm、荷重容量：10kg 高い保持力でありながら少ない消費電力 分解能2nmの高精度リニアエンコーダを内蔵 バックラッシュやスティック／スリップのアクティブ補償 摩擦のないピエゾドライブおよびフレクシャデカップリング ボールねじを装備 ミリセカンドのセットリング時間でナノメートルの高精度を実現 M-714は、ハイブリッドドライ ブ技術を採用するために一から 設計を開始しました。ハイブリ ッド設計は、ピエゾフレクシャ ドライブの利点（無制限の分解 能と超高速応答）と、サーボモ ーター／ボールねじの長いスト ローク／高い保持力を兼ね備え ることにより、従来の高精度ポ ジショニングシステムの限界を 克服しました。M-714は、 垂直または水平方向7mmにわた り、ナノメートルの高精度で最 大10kgの荷重を位置決めできま す。高分解能の磁性リニアドラ イブと比較して、ハイブリッド の原理は、荷重を平衡させるこ となく、少ない消費電力で高い 保持力を可能にします。角度偏 差は、全ストローク7mmにわたり ±10μrad未満を維持します。 システムのサーボ制御は、単一 の高分解能位置フィードバック センサーを使用しています（最 終段位置計測）。つまり、ピエ ゾ固有の精度が7mmのストローク 全体にわたり利用でき、より長 いストロークが基本的に実現可 能です。分解能と位置決め精度 は、主として、フィードバック センサーの選択により決まりま す。 ハ イ ブリ ッ ド コ ン ト ロ ーラ テ ク ノロジーが成功への鍵 PIの高度に専門化されたC-702 ハイブリッドナノポジショニン グコントローラは、実際のプラ ットフォームの位置（内蔵のリ ニアエンコーダの読み取りによ る）と、あらかじめ計算済みの 基準軌道をリアルタイムで比較 します。その複雑な制御アルゴ リズムは、ピエゾとサーボモー オーダー情報 M-714.2HD 超高精度ハイブリッド・ナノポジシ ョニングステージ、ストローク：7mm、 リニアエンコーダ分解能：2nm カスタム製品につきましては、お問 い合わせください。 タードライブの両方を継続的に 起動することにより、最高の性 能が得られるようにしています。 このため、ハイブリッドシステ ムは、極めてスムーズな動きを 必要とするアプリケーション、 インシデントの位置を読み出し て正確に再構築することが必要 なアプリケーション、あるいは 、外部から指定したターゲット 位置を数ナノメートルで位置決 めするアプリケーション（表面 検査や測定など）に理想的で す。 注意 M-714.2HDナノポジショニング システムは、垂直方向に最適化 されています。水平方向の動作 が必要なアプリケーションは、 注文時に確認が必要です。 ナノメートル精度で長いストロ ーク ハイブリッドテクノロジーの課 題は、位置決めステージの設計 だけでなく、長いストロークに わたる高分解能センサーの使 用、得られる高周波数信号の処 理、およびハイブリッドの概念 を十分に活用するための特殊制 御アルゴリズムの設計がありま す。 アプリケーション例 表面検査 顕微鏡による検査 レーザー技術 干渉計 各種測定 88 これは、機械側で、ポジショナ ーのモーターのボールねじドラ イブから移動プラットフォーム を分離することによって達成さ れます。この分離は、摩擦のな いフレクシャと剛性のある高速 応答のピエゾアクチュエータに よって可能になります。 M-714、単位はmm、D-Sub 26ピンコネクタ、3mケーブル Piezo • Nano • Positioning Motor + Piezo Integrated Sensor PI Hybrid M-714による10nmステップ。C-702デジタルコントローラからのコマンド。 干渉計により測定 PIのハイブリッドドライブは、モーター駆動のピエゾポジショニ ングシステムと、内蔵の高分解能センサーを1つの制御ループで 併用しています。 技術データ/購入ガイド モデル M-714.2HD 動作および位置決め ストローク 7 mm 内蔵センサー リニアエンコーダ センサー分解能 0.002 µm 設計分解能 0.002 µm 最小インクリメント動作 0.004 µm プラットフォームのヒステリシス 0.01 µm 単方向再現性 0.01 µm 精度 <0.05 µm ピッチ ±10 µrad ヨー ±10 µrad 最高速度 0.2 mm/s 原点再現性 1 µm 機械特性 駆動ねじ ボールねじ ガイド クロスローラベアリング ねじピッチ 1 mm/rev. ギア比 80:1 ベルトドライブ伝達比 3:1 最大プッシュプルフォース 100/100 N 自己抑制 100 N 最大ラテラルフォース 200 N ドライブ特性 ドライブタイプ ハイブリッドドライブ：DCモーターが低慣性のフレクシャにより分離されたピエゾ駆動ステージプラットフォーム モータータイプ DCモーター、ギアヘッド 動作電圧（モーター） 24 V 電力 13 W ピエゾドライブタイプ フレクシャを備えるPICMA®マルチレイヤピエゾ ピエゾ電圧 ±36 V リミットおよび基準スイッチその他 ホール効果 その他 動作温度範囲 -20 °C～+65 °C 材料 Al（黒アルマイト処理） 質量 2.1 kg 推奨コントローラ／ドライバ C-702ハイブリッドモーターコントローラ 89 Piezo • Nano • Positioning M-511.HDナノ精度の高剛性ステージ ／ピエゾのハイブリッド高精度ステージ、高速、2nm分 分解能 DC／ アクティブ補償を提供でき、ま た安定して再現性のあるナノメ ートルレベルの位置決めインク リメントを達成するための鍵と なります。また、ボールねじに よって生じる不規則な動きを相 殺し、速度制御を大幅に改善し ます。 M-511.HDハイブリッドナノポジショナー © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 ピエゾフレクシャドライブとDCサーボ／ボールねじドライブの利 点を融合 ストローク：100mm、最大速度：125mm/sec 再現性のあるナノメートルレベルのインクリメントを実行 分解能2nmを誇るリニアエンコーダを内蔵 ナノメートル精度でミリセカンドのセットリングタイム 摩擦のないピエゾ駆動およびフレクシャデカップリングボー ルねじ バックラッシュやスティック／スリップ効果のアクティブ補償 優れた速度制御 M-511.HDは、PIの実績のあるM5x1高精度マイクロポジショニン グステージシリーズの発展した ものです。新しいハイブリッド システムは、ピエゾフレクシャ ドライブの利点（無制限の分解 能と超高速応答）とサーボモー ター／ボールねじ配列のロング ストローク／高保持力を兼ね備 えることにより、従来の高精度 位置決めシステムの制限を克服 しています。M-511.HDは、 2nmのエンコーダ分解能と水 平動作の負荷容量50kgにて 125mm/sの速度に対応可能です。 アプリケーション例 表面検査 顕微鏡による検査 レーザーテクノロジー 干渉計 各種計測 90 ナノメートルの精度でロングス トローク ハイブリッドテクノロジーを実 装する場合の課題は、位置決め ステージの設計だけでなく、長 いストロークにわたる高分解能 センサーの使用、得られる高周 波数信号の処理、およびハイブ リッドの概念を十分に活用する ための特殊制御アルゴリズムの 設計があります。 システムのサーボ制御は、単一 の高分解能の位置フィードバッ クセンサーを使用しています （最終段位置計測）。これは、 ピエゾ固有の精度が100mmのスト ローク全体にわたって利用でき るということであり、また、よ り長いストロークが基本的に実 現可能であるということです。 分解能と位置決め精度は主とし てフィードバックセンサーの選 択によって決まります。 ハイブリッドコントローラテク ノロジーが成功への鍵 PIの高度に専用化された C-720ハイブリッドナノポ ジショニングコントローラは、 実際のプラットフォームの位置 （内蔵のリニアエンコーダの読 み取りによる）とリアルタイム に計算したスムーズな軌道とを 比較します。その複雑な制御ア ルゴリズムは常にピエゾとサー ボモータードライブの両方を駆 オーダー情報 M-511.HD 超高精度ハイブリッド並進ステージ、 100mmストローク、2nm分解能（リニ アエンコーダ） カスタム製品につきましては、お問 い合わせください。 動させて、全体として最適な性 能が得られるようにしています。 このため、ハイブリッドシステ ムは、極めてスムーズな動きを 必要とするアプリケーション、 インシデントの位置を読み出し て正確に再構築することが必要 なアプリケーション、あるいは 外部から指定したターゲット位 置を数ナノメートル以内に制御 させることが必要なアプリケー ション（表面の検査や計測 など）に理想的です。 これは、機械側で、ポジショナ ーのモーターのボールねじドラ イブから移動プラットフォーム を分離することによって達成さ れます。この分離は、摩擦のな いフレクシャと剛性のある高速 応答のピエゾアクチュエータに よって可能になります。 内蔵のピエゾフレクシャドライ ブは、高剛性とサブミリセカン ドレンジの瞬時の応答性を備え ている為、起動時とセットリン グ時にスティック／スリップの M-511.HDの外形図（ 単 位：m m）。 D－Sub 26ピン、3m ケーブル Piezo • Nano • Positioning PIのハイブリッドドライブは、モーター駆動とピエゾの位置決めシステム と、内蔵の高分解能センサーを1つの制御ループの中で併用しています。 M-511.HDの動作原理。プラットフォームは、ピエゾアクチュエータと フレクシャガイドによってモータードライブトレインから分離されます。 また、これによってピエゾ駆動のプラットフォームの慣性が低減され、高 速な応答が可能になります。 技術データ/購入ガイド モデル M-511.HD 駆動軸 X 動作および位置決め ストローク 100 mm 内蔵センサー リニアエンコーダ センサー分解能 0.002 µm 設計分解能 0.002 µm 最小インクリメント動作 0.004 µm プラットフォームのヒステリシス 0.01 µm 単方向再現性 0.01 µm 精度 <0.05 µm ピッチ ±25 µrad ヨー ±25 µrad 直線性 1 µm 平坦性 1 µm 最高速度 50 mm/s 原点再現性 1 µm 機械特性 駆動ねじ 循環式ボールねじ ガイド 高精度リニアガイドレール、循環式ボールベアリング ねじピッチ 2 mm/rev. 最大負荷 500 N 最大プッシュプルフォース 80/80 N 最大ラテラルフォース 200 N ドライブ特性 ドライブタイプ ハイブリッドドライブ：DCモーターが低慣性のフレクシャにより分離されたピエ ゾ駆動ステージプラットフォーム モータータイプ DCモーター 動作電圧（モーター） 24 V 電力 30 W ピエゾドライブタイプ PICMA® フレクシャを備えるマルチレイヤピエゾ ピエゾ電圧 ±36 V リミットおよび基準スイッチ ホール効果 その他 動作温度範囲 -20～+65 °C 材料 Al（黒アルマイト処理） 質量 5.1 kg 推奨コントローラ／ドライバ C-702ハイブリッドモーターコントローラ 91 Piezo • Nano • Positioning C-702ハイブリッド･システム･コントローラ ナノメータ精度のハイブリッドDC//ピエゾ･ナノポジショニング･システムのための高速安定性 ケーブルを使用すれば、SSIイン ターフェースを介してサーボコ ントロールに干渉計などの外部 センサ･シグナルを利用できる。 C-702ハイブリッド･コントローラ © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 クローズドループDCサーボモータとピエゾ･アクチュエー タの同期操作用モーション･コントローラ＆ドライバ 2 チャンネル サンプリング周波数 10 kHz ピエゾ解像度 24ビット 増分高解像度センサ用高速シリアルバス リアルタイム･オペレーティング･システム インターフェース：TCP/IPイーサネット、RS-232、VGA、 キーボード C-702デジタル･ハイブリッド ･モーション･コントローラは、 ナノポジショニングステージ M-511.HDおよびM-714、を正確に 制御するために開発した製品で ある。いずれも、ワンモーショ ン･サーボコントロール･システ ムを実現するために、ピエゾエ レクトリクスとモータドライブ･ コンポーネントを内蔵したPI社 のハイブリッド･ドライブ･テク ノロジを基盤としている。その 結果、数ミリメータの変位に関 して、ナノメータレベルの精度 と高い速度安定性のあるモーシ ョン･プロフィール追跡が可能な アプリケーション例 表面検査 顕微鏡検査 レーザ･テクノロジ 干渉分光法 計測学 92 シングルモーション･システムの ためのコントローラ PI社ハイブリッド･システムは、 モータ･リードスクリュとピエゾ ･アクチュエータを内蔵したシン グルモーション･システムになっ ている。モータとピエゾは、随 時、共同して作動しているた め、粗調整/微調整システムより もかなり優れたシステムになっ ている。スタートアップのステ ィック/スリップやバックラッシ ュといった効果を完全に補正 し、高い速度安定性でモーショ ン･プロフィールを追跡できる。 ピエゾ剛性が高いため、数ナノ オーダー情報 C-702.00 超高精度ハイブリッド･コントロー ラ、2チャンネル メータのセッティングに数ミリ 秒しかかからず、従来の高慣性 リニアモータ駆動型ステージよ りもかなり高速の処理が可能で ある。さらに、当該センサ解像 度範囲における増分を最低限に 抑えたため、信頼性の高い実行 が可能となった。100mm/秒以下 の高速およびナノメータ･レベル の漸進的な解像度を可能にする には、位置情報を非常に迅速に 伝送および処理しなければなら ないため、複雑なコントロール･ アルゴリズムが必要である。 高負荷用ポジショニング･システ ムが生まれた。 複雑なドライブ･テクノロジに 対応した高性能サーボコントロ ール ピエゾ･エレクトロニクスとモー タドライブ･コンポーネント間の 相互作用を最適化し、シングル モーションを実現するには、強 力な制御アルゴリズムだけでな く、高速センサが必要である。 このために、リアルタイム･オペ レーティング･システムを搭載 し、最新CPUを基盤としたデジタ ル2チャンネルC-702コントロー ラを開発した。実質的に応答遅 延時間を生じることなく位置デ ータを読み込み、即座にデータ を処理することが可能である。 内蔵ピエゾ増幅器に高解像度の 24ビットDACを採用することによ り、高位置解像度のピエゾ･アク チュエータが実現した。光学リ ニアエンコーダ用の新型超高速 広帯域SSIインターフェースによ り、解像度2nmでステージ速度30 0mm/秒が可能となった。特殊な PI社ハイブリッド･サーボコントローラはポジショニング･コマンド中に出力を行う。同コントロ ーラが高解像度エンコーダからシステム･ポジションを読み込み、モータと電動ピエゾ･アクチュ エータの両方が同時に作動するため、両ドライブの長所を生かしたシステムとなっている。 干渉計による計測同様、M-714ステージでは10nmごと Piezo • Nano • Positioning Motor + Piezo Integrated Sensor PI Hybrid M-511.HDハイブリッド･ステージ(左)、 M-714.00(右フロント)およびC-702コントローラ(リア) PI社ハイブリッドドライブは、DCモータとピエゾアクチュエータを一体化し、 高解像度センサを1つのサーボループとして内蔵した製品である。 技術データ/購入ガイド モデル C-702.00 機能 ハイブリッド･ナノポジショニング･システム用モータ･コントローラ ドライブ･タイプ DCモータ(PWM)/ピエゾ チャンネル 2 モーション＆コントロール サーボ特性 PID V-ffフィルタ、ノッチ･フィルタ、ヒステリシス･セッティング(モータ)、ノッチ･フ ィルタ(ピエゾ)を使ったプロポーショナル･インテグラル(P-I)アルゴリズム サンプリング周波数 10 kHz トラジェクトリ･プロフィール･モード 台形、S型曲線 プロセッサ 32ビットIntel Celeron ポジション･レンジ 32ビット リミット･スイッチ 1軸あたり2ライン リフェレンス･スイッチ 1軸あたり1ライン モータ制動 ソフトウエアでプログラミング可能 電気特性 動作電圧 24VDC(M-500.PSワイドレンジ電源経由*) 出力/チャンネル PWM：19.5kHz、解像度：10ビット ピエゾ電圧 ±36V(解像度：24ビット) 消費電力 25W未満 インターフェース＆オペレーション コミュニケーション･インターフェース TCP/IP、RS-232、VGA、キーボード モータ･コネクタ D-subコネクタ、26ピン** エンコーダ入力 増分エンコーダ用シリアルSSIインターフェース コントローラ･ネットワーク TCP/IP経由 I/Oポート TTL入力8個、TTL出力8個 コマンド･セット ASCII、PIジェネラル･コマンド･セット(GCS) ユーザ･ソフトウエア PIMikroMove® ソフトウエア･ドライバ GCS(PIジェネラル･コマンド･セット)-DLL、LabVIEWTMドライバ 支援機能 オートスタート･マクロ、ユーザがプログラム可能なマクロ その他 動作温度範囲 +10～+50 °C 質量 1.35 kg 寸法 130 x 205 x 76 mm * M-500.PSワイドレンジ電源：100から250VACへ、50から60Hzへ ** D-subコネクタ26には、モータ、ピエゾ、リフェレンス･スイッチ、リミット･スイッチおよびサイレント･ファン付きセンサ内蔵ヒートシンクの接続が含まれ る。 93 Piezo • Nano • Positioning 静電容量センサー/信号コンディショナー Capacitive Sensors / Signal Conditioners Piezo • Nano • Positioning 目次 Table of Contents 静電容量センサー技術資料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96 Capacitive Sensor Technical Documents D-510サブナノメートル分解能のPISeca™ 単一電極静電容量センサー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100 PISeca™ Single-Electrode Capacitive Sensors for Sub-Nanometer Precision Measurements 95 Piezo • Nano • Positioning 静電容量位置計測 概要 1および2プレートのセンサー 静電容量センサーにより、幾何 学量（距離、変位、間隔、位 置、長さ、またはその他のサブ ナノメートル精度の直線寸法） を非接触に測定しています。PI は、ユーザーのアプリケーショ ンに組み込んで最高性能が得ら れる2プレートコンデンサバージ ョンの静電容量センサーを、ま た、より柔軟かつ簡単に組み込 めるPISecaTM単電極センサーを提 供しています。 PISecaTMセンサ電極型静電容量センサー付き信号 コンディショナのエレクトロニクスE-852 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 PIセンサーの特性 測定範囲：10～500μm以上 サブナノメートルの位置分解能 変位／動き／振動の非接触絶対測定 摩耗や破壊に対する耐性 多軸アプリケーションに理想的 ILS信号エレクトロニクスによるリニアリティの向上 高バンド幅～10kHz 移動インターフェイスの位置を測定（最終段位置計測） 高温および長期にわたる安定性（< 0.1nm/3h） 真空対応 1～2電極のコンパクトなセンサー、カスタム設計 ガードリング電極により境界効果を解消 最高の温度安定性を確保したインバール製バージョン （5 x 10-6/K） （左から）標準品D-015、D-050、D-100 2電極型 センサー及びカスタム品センサー群 96 測定原理 どちらの場合も測定原理は同じ です。すなわち、2つの導電面に よって一様な電場を形成します。 2つのプレートの変位の変化は、 信号コンディショナの出力に比 例します。デュアルプレートセ ンサーは、表面が慎重に位置合 わせされた特定の2つのセンサー プレート間の距離を測定します。 これにより高精度な電場が形成 されるので最適な結果が得られ ます。単一プレートの静電容量 センサーは、導電性の基準（金 属板など）に対する静電容量を 測定するもので、取り付けや接 続が非常に簡単です。 ナノポジショニングとナノ計測 PIは、広範囲にわたる高ダイナ ミックで高分解能のナノポジシ ョニングシステムを世界中に提 供しています。達成された精度 と再現性は、最高度の分解能測 定デバイスがなければ不可能で す。静電容量センサーは、最も 要求の厳しいナノポジショニン グアプリケーション用に選択さ れた計測システムです。センサ ー、およびそれに劣らず重要な 励起と読み出しのエレクトロニ クスは、長年にわたる豊富な経 験を備えたPIの専門家チームに よって開発および製造されたも のです。 試験とキャリブレーション PIのナノ計測キャリブレーショ ンの各研究所は、地震、電磁 気、および熱から隔離されてお り、最新の国際規格に適合して います。 PIは、あらゆる静電容量測定シ ステムのキャリブレーションを 個別に行っており、顧客のアプ リケーションに合わせて性能を 最適化しています。この精密さ は、すべてのPI製品（標準およ びカスタマイズ）の基礎であり 、多様なアプリケーションで最 適な結果が保証されます。 Piezo • Nano • Positioning 機能、特性、利点 ントローラによって制御できま す。このモジュールは、最大3 つの位置センサーを接続するこ とができ、スタンドアロンとし て、またはモーションシステム への組み込み用として利用可能 です。クローズドループ動作に より、ピエゾアクチュエータに 影響を及ぼすドリフトやヒステ リシスが解消されます。 最も精度の要件が厳しいナノポ ジショニング作業のため、PIは 最高級のデジタルコントローラ を用意しています。 取扱い容易な LEMOコネクター 付きD-510.050 2電極静電容量センサー D-100（2ペア)、D-050、D-015 精度 精度、リニアリティ、分解能、 安定性、およびバンド幅は、LVD Tや歪みゲージセンサーなどの従 来のナノ計測センサーよりもは るかに優れています。 非接触動作であるためアプリケ ーションに影響する寄生力がな く、また摩擦とヒステリシスの ない測定が可能になります。 ガードリ ング設計に よりリニア リティを向上 センサーの設計は、リニアリテ ィに大きく影響します。PIの優 れた設計では、ガードリング電 極を使用し、センサーの電極に よる境界効果を解消していま す。これにより、測定ゾーンに 一様な電場を確保し、高度な測 定リニアリティを実現していま す。 単一チャ ネルと複数 チャネルの エレクトロニクス PIの信号コンディショナのエレ クトロニクスは、高バンド幅、 リニアリティ、および超低ノイ ズを実現するために特別に設計 されたものであり、さまざまな PIセンサーのプローブに完全に 整合します。PIは、信号コンデ ィショナのエレクトロニクスと1 ～3チャネルのコントローラを提 供しています。E-509マルチチャ ネルモジュールがモジュール式 のE-500/E-501コントローラの筐 体に挿入されています。バンド 幅と測定レンジは、各アプリケ ーションの特定ニーズに合わせ て工場で設定することができま す。PISecaTM単一プレートセンサ ー用の、E-852の1チャネル信号 コンディショナのエレクトロニ クスは、ユーザーが選択可能な バンド幅とレンジの設定を備え たスタンドアロンシステムとし て設計されており、複数チャネ ルのアプリケーションで動作す るように同期されています。 ILSエレクトロニクスによるリニ アリティの向上 PIの信号コンディショニングエ レクトロニクスにはすべて、非 並列処理による誤差を最小限に 抑えるPI独自のILSリニアライゼ ーション回路が搭載されていま す。 取り扱いと組み込みが容易 PISecaTM単電極センサーは、測定 システムへの取り付けが特に容 易です。単一チャネルの電極上 のLEDバーが、さまざまな測定レ ンジの設定に対する、プローブ とターゲット間の最適なギャッ プを示します。複数チャネルの エレクトロニクスはモジュール 上のディスプレイやPCインター フェイスとともに同じハウジン グ内にオプションとして搭載さ れます。 クローズドループのピエゾナノ ポジショニングに最適 クローズドループのナノポジシ ョニングシステムは、PIのE-500 シリーズのセンサー／サーボコ 0.1nmまでの位置解像度を提供する静電容量センサー 内蔵のピエゾナノポジショニングシステムP-752.11C 97 Piezo • Nano • Positioning 静電容量位置センサーのアプリケーション © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 ナノメートル精度の変位の測定 静電容量変位センサーは、最高 の信頼度で最短距離を測定しま す。測定する量は、一様な電場 を使用した、センサープレート とターゲット表面の間の静電容 量の変化です。通常、サブナノ メートルレンジの精度が得られ ます。十分に調整されてキャリ ブレーションが行われたシステ ムであれば、絶対測定が可能で す。 高分解能変位測定の1つのアプリ ケーションがナノポジショニン グ用の測定です。2プレートの静 電容量センサーによって距離、 したがって移動物体の位置を優 れた精度で測定できます。セン サーは高バンド幅であるため、 高ダイナミックアプリケーショ ンでのクローズドループ制御が 可能です。 真直度と平坦度の測定／アクテ ィブクロストーク補償 平面度の測定／等高スキャン／ 真円度の測定 長いストロークにわたる真直度と 平坦度の測定における優れた分解 能は、単一電極静電容量センサー で達成されます。1つのアプリケ ーションとして、ナノポジショニ ングでのクロストークの測定があ ります。クロストーク（あるアク チュエータの動きの方向における 別のアクチュエータの軸外れの動 き）は、直ちに検出され、サーボ ループによってアクティブに補償 されます。センサーの高バンド幅 によって優れたダイナミック性能 が得られます。 98 ナノポジショニング／クローズ ドループシステム たとえば、等高スキャンや白色 光干渉計における揺動および振 動の動作の補償が、静電容量セ ンサーが特に適しているアプリ ケーションです。 パラレル計測／高精度の多軸測定 クローズドループの多軸ナノポ ジショニング作業は、最終段位 置計測とパラレル制御を利用す る高性能のポジショナーで実現 されます。これにより、同時に すべての自由度を測定でき、ガ イド誤差を補償します（アクテ ィブ軌道制御の概念）。ここで は、静電容量ゲージが利用可能 な最も高精度の測定システムで あり、最高の位置分解能の結果 が得られます。 チップ／チルト測定と補償 静電容量センサーをシステムに 組み込むことが、チップ／チル トの動きを高精度に測定する最 良の方法です。移動物体の傾き 角は差分で測定され、必要なら 補償されます。 Piezo • Nano • Positioning 振動、平坦度、厚み PISeca 静電容量ゲージシステ ムの高ダイナミクス性により、 揺動や振動も優れた分解能で測 定することが可能です。回転す る加工品の平坦度や厚みの差を ナノメートルレンジで検知する ことができます。アプリケーシ ョンとして、ディスクドライブ の製造や振動のアクティブ補償 があります。 TM マイクロニュートンの感度を備 えた力センサー 単一電極静電容量センサーは、 ある距離からの変位を非接触で 測定するものであり、高分解能 の力センサーとして頻繁に使用 されます。適切で明確な剛性を 備えたシステムでは、測定され た変位は、マイクロニュートン レンジの分解能で力に変換され 、測定プロセスに影響すること はありません。 サブミクロン精度の層の厚み 移動する導電面（たとえば回転 するドラム）上の非導電材料の 膜や層の厚みの測定は、非接触 動作と高ダイナミック性能を備 えた静電容量センサーの理想的 な用途です。 99 Piezo • Nano • Positioning D-510 PISeca™静電容量センサー サブナノメートルの高精度測定のためのPISecaTM単一電極静電容量センサー ガードリングのコンデンサによ りリニアリティを向上 センサーの設計がリニアリティ に大きく影響します。動作原理 が理想的な平行プレートのコン デンサの動作に基づいているか らです。PIの卓越した設計で は、センサーの電極を境界効果 から保護するガードリング電極 を使用しています。これによ り、測定ゾーンに一様な電場を 確保し、測定のリニアリティを 向上しています。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 PISecaTM高精度静電容量センサーのプローブ、E-852信号コンディショ ナのエレクト ロニクス付き。センサーヘッド（左から）：D-510.100（標準測定範囲100μm）、 D-510.050（標準測定範囲50μm）、D-510.020（標準測定範囲20μm） 距離／動き／振動の非接触測定 絶対位置検知 サブナノメートルの分解能 測定範囲～500μm 組み込みが容易 高周波数帯域対応 PIの新しいPISecaTM単一電極静電 容量センサーは、任意の導電性 ターゲットに対する距離、位置 、または動きを非接触で測定す るものです。このセンサーには 最大限の分解能とリニアリティ が備わっています。 PISecaTM単一電極静電容量ゲージ は、基本的に温度に対して極め て安定しており、優れたダイナ ミクスを備え、取り扱いが容易 です。 アプリケーション例 半導体製造／試験およ び測定 データストレージ 自動車産業 各種計測 精密機械加工 100 最大限の精度と寿命を誇る静電 容量位置センサー 単一電極静電容量センサーは、 直接的な位置計測デバイスです。 このセンサーは、物理的に接触 することなく、電場を利用して プローブと導電性ターゲット表 面間の静電容量の変化を測定し ます。これにより、摩擦やヒス テリシスがなくなり、位相の正 確さと周波数帯域特性が向上し ています。 適切なセンサーエレクトロニク ス（E-852.10）と組み合わせる ことで、サブナノメートルレン ジ の 分 解 能 と 1 0 k H z ま でのバンド幅を達成することがで きます。高ダイナミック測定の 場合、最大10kHzのバンド幅 での測定が可能で、分解能は 1nmレンジを実現します。十分な 取り付け精度により、優れたリ ニアリティが得られます（最大 0.1%）。 取り扱いと組み込みが容易 PISecaTMセンサープローブはすべ て、一体型のLEMOコネクタを装 備しているので、現場での取り 付けと交換が簡単に行えます。 標準の軸径を使用している為、 互換性と柔軟性を有していま す。 工場でのキャリブレーションに よりリニアリティを改善 センサープローブおよび信号コ ンディショナのエレクトロニク スは、ともに工場でキャリブレ ーションを行っており、最大限 のリニアリティと精度を達成し ています。工場でのキャリブレ ーションはILS（リニアライゼー ション）、ゲイン、およびオフ セットなどのパラメータも最適 化することができ、ケーブルの 静電容量の影響をなくしていま す。E-852.10では、オプショ ンとしてキャリブレーション済 みの2つの拡張した測定範囲も利 用可能です。 オーダー情報 D-510.020 PISecaTM単一電極静電容量センサ ーのプローブ、直径8mm、標準測定 範囲20μm D-510.050 PISecaTM単一電極静電容量センサ ーのプローブ、直径12mm、標準測定 範囲50μm D-510.100 PISecaTM単一電極静電容量センサ ーのプローブ、直径20mm、標準測定 範囲100μm カスタム製品につきましては、お 問い合わせください。 することができます。カスタム のエレクトロニクスを備えたシ ステムもご利用いただけます。 究極の性能が必要な場合は、 D-100シリーズの2プレート 静電容量センサーをお勧めしま す。 高精度の機械加工 PISecaTMセンサーの測定表面は、 最新のプロセス制御手法を使用 し、ダイヤモンド工具を用いて 機械加工されています。結果と して、最高の分解能を達成する ために必要な、滑らかで極めて 平坦な鏡面が得られます。標準 材質はステンレススチールです。 カスタムセンサー/2プレートセ ンサー ここに挙げた標準センサーに加 えて、PIは、異なる測定範囲、 形状、材質の適合など、さまざ まなカスタムバージョンを用意 D-510.050、取り扱いの容易な LEMOコネクタ付き Piezo • Nano • Positioning D-510.020、D-510.050、およびD-510.100静電容量センサーのプ ローブ（単位：mm）センサー結合部LEMO FFC00.650.CLA.543、3軸、ケーブル長1m 技術データ/購入ガイド モデル D-510.020 D-510.050 D-510.100 センサータイプ 単一電極、 静電容量 単一電極、 静電容量 単一電極、 静電容量 標準測定範囲* 20 50 100 µm 最小ギャップ 10 25 50 µm 最大ギャップ 150 375 750 µm 静的分解能** <0.001 <0.001 <0.001 動的分解能** <0.002 <0.002 <0.002 リニアリティ*** <0.2 <0.1 <0.1 % センサー有効直径 3.8 6 8.4 mm センサー有効面積 11.2 27.9 56.1 mm2 センサー直径 8 12 20 mm センサー面積 50.3 113.1 314.0 mm2 取り付け軸直径 8 8 8 mm 動作温度範囲 -20～+100 -20～+100 -20～+100 °C 材料 ステンレス鋼 ステンレス鋼 ステンレス鋼 質量 8 10 16 推奨コントローラ E-852.10 E-509.E E-852.10 E-509.E E-852.10 (p. 3-10) E-509.E (p. 3-12) 単位 公差 測定精度 測定範囲に対 する% 標準 測定範囲に対 する% 標準 機械特性 その他 g ±5 % * E-852コントローラによりキャリブレーションを実施すると、測定範囲の拡張が可能 ** 静的分解能：バンド幅10Hz、動的分解能：バンド幅10kHz（E-852.10コントローラを使用） *** 標準測定範囲全体におけるリニアリティ 101 Piezo • Nano • Positioning ヘキサポッド6軸システム/パラレル制御 Hexapods 6-Axis Systems / Parallel Kinematics Piezo • Nano • Positioning 目次 Table of Contents ヘキサポッド導入実績（ALMA天文台） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104 Hexapod Introduction Results (ALMA Astronomical Observatory) M-810高剛性を実現する小型ヘキサポッド6軸精密ポジショニングシステム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106 Miniature Hexapod 6-Axis Precision Positioning System Provides High Forces M-880.PD液晶用薄型XYθZステージ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108 Low-Profile XY θZ Stage for LCD 103 Piezo • Nano • Positioning PIがALMAミリメートル電波望遠鏡用の実質的なヘキサポッド契約 を勝ち取る ALMA望遠鏡二次反射鏡用6軸耐候性 ヘキサポッド G e n e ra l D y n a mi c s 社の 子 会 社 であ る © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 Vertex Antennentechnik社は、大規模配 置の電波望遠鏡用の高精度マイクロポジ ショナーを25台発注しました。 ALMA（Atacama Large Millimeter Array）国際パートナーシップは、最大 64のアンテナ配列で構成される電波望遠 鏡を建築中であり、将来これを運用する 予定です。このパートナーシップは、北 米（米国とカナダ）、欧州、および日本 で構成され、チリと協力関係にあります 。PIは、望遠鏡の二次反射鏡を高精度に 位置合わせするために、合計で25台のヘ キサポッドシステムを2011年までにドイ ツのデュースブルクのVertex Antennentechnikに供給する予定です。ヘキサポ ッドは、天文学での多軸位置合わせ作業 のための位置決めシステムの最初の選択 肢になります。ヘキサポッドは、極めて 大きな剛性と非常に大きな開口部を提供 することができ、またケーブル管理の問 題がありません。 PIのヘキサポッドは、200kgの負荷容量 に、サブミクロンのリニア分解能とマイ クロラジアンレベルの角度分解能を組み 合わせています。高度先進技術のデジタ ルコントローラは、ユーザーがプログラ ム可能な仮想ピボットポイント（複雑な 位置合わせアプリケーションに極めて重 要）などの高度な機能を提供しています 。6スペースのターゲット位置がユーザ ーフレンドリな座標に入力され、ベクト 104 ル化されたスムーズなモーションによっ てその位置に到達します。これにより、 システムを統合する際に貴重なプログラ ミング時間を節約することができます。 PIの類似の6軸マイクロポジショニング システムは、ALMA VertexRSI試験アンテ ナとAtacama Pathfinder Experiment（APEX） 電波望遠鏡において、その動作の信頼性 をすでに実証しています。ミリメートル およびサブミリメートルの天文学では、 従来、無線波から赤外線にまで広がるス ペクトル範囲にて宇宙を調査しています。 ALMAは、このスペクトル範囲で使用し、 初期の宇宙や銀河系の構造、その発達段 階における星や惑星の構造を調査する予 定です。ALMAは、高度が5000mを超える チリのアタカマ砂漠（地球上で最も乾燥 した場所の1つ）に建築されています。 このような場所は、ミリメートル波が大 気中の水蒸気によって吸収される為、最 良の観察を行うための好条件となります。 ALMAの各アンテナには、直径が12mの一 次反射鏡（4階建ての家より大きい）が 備わっています。モバイルアンテナが、 さまざまな配置で、単一望遠鏡としてと もに使用されます。アンテナアレイの広 がりは、150mと12km（最大）の間になり ます。2011年に完成予定のALMAは、世界 で最大かつ最強の電波望遠鏡になり、分 解能はハッブル宇宙望遠鏡の10倍以上も 優れています。 6軸ヘキサポッドとその高性能コントロ ーラを供給する際に、Physik Instru - Piezo • Nano • Positioning menteは、高精度位置決めにおける長年 の豊富な経験によってALMAプロジェクト に大きく貢献しています。PIは、米国ニ ューメキシコにあるALMA VertexRSI試験 アンテナで、そのシステムの信頼性と正 確性を実証することができました。ALMA の技術上の先駆的プロジェクトである、 チリのAPEX電波望遠鏡は、すでに同じPI のマイクロポジショニングシステムを正 常に使用しています。PIは、天体望遠鏡 用として、ヘキサポッド、マイクロポジ ショニングアクチュエータ、およびアク ティブオプティクスを15年以上にわたっ て供給しています。これには、ハワイの マウナケア山のいくつかの赤外線望遠鏡 や、チリ、南アフリカ、およびカナリア 諸島の望遠鏡があります。 http://www.alma.nrao.edu http://www.eso.org/projects/alma http://www.apextelescope.org http://www.pi.ws 105 Piezo • Nano • Positioning M-810 6軸ステージ ミニチュアヘキサポッド仮データシート 新しいM-810ミニチュアヘキサ ポッドは、実績のあるパラレル 制御システムのすべての利点を 最小のパッケージに結合したも のです。直径がわずか10cmで高 さが11.8cmのM-810は、XY 面で最大40mm、高さ方向で 13mmのストロークを実現してい ます。特殊な高分解能の磁気エ ンコーダと高性能のブラシレ スモーターによって、優れ たアクチュエータ分解能 （< 100nm）が得られています。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 ミニチュアM-810ヘキサポッドは、 コンパクトなデザインにも拘わらず、 ロングストロークをご提供します。 ナーの場合と同様、6つの高分解 能アクチュエータが単一の移動 プラットフォームに直接結合さ れています。ユーザーは、簡単 なソフトウェアのコマンドを用 いて、プラットフォームの動き とは関係なく回転の中心（ピボ ットポイント）を定義すること ができます。従来の積み重なっ た多軸システムとは異なり、ガ イドとレバーアームの誤差が累 積することはありません。 サイズは小さいものの、ヘキサ ポッドは最大5kgの負荷を10mm/s の速度で確実に位置決めするこ とができます。スペースが限ら れているため、エンコーダ、モ ーター、およびリミットスイッ チのための新しいテクノロジー を使用することが必要となりま す。それでもなお、制御は、以 前のPIの標準ヘキサポッドに対 して100%の互換性があります。 PIの他のパラレル制御ポジショ 仮データ：M-810 D = 100 mm H = 118 mm 最大負荷 = 5 kg 最大速度 = 10 mm/s ストローク X, Y ± 20 ストローク Z ± 20 ストローク U, V ± 20 ストローク W ± 20 mm mm mm mm アプリケーション例 光位置合わせ オートメーション 品質保証試験 試験機器 仮データ 106 M-810 Piezo • Nano • Positioning パラレル制御XYθZステージ（トライポッド）LCDと半導体の検 査用 テージのチルトを±10秒に抑え ています。 極めて大きな静的負荷容量 ステージは、150kgまでのスタテ ィックな負荷に耐えうるように 設計されています。これによ り、たとえば、検査と検査の間 に、加工品を別のサポートに移 すことなく、ステージを静止さ せて製造ステップを実施するこ とできます。 20kgまでの平面負荷を サブミクロン 単位で精度制御するM-880.PD ストローク 20x20 mm/8° 150kgまでの静的耐荷重 ActiveDrive™サーボモーター パラレル制御で薄型 大口径開口部 高機能コントローラー含む システムには、並進ステージと 高性能のPCベースのコントロー ラが含まれており、3つのアクチ ュエータにコマンドを送信する のに必要な座標変換を実施しま す。 パラレル制御 - 薄型であると同 時に高負荷容量で高精度 新しいM-880.PD マイクロポジシ ョニングステージは、3つの自由 度があり、パラレル制御の多軸 システムの利点をすべて備え、 面内で20kgの負荷をダイナミッ クに位置決めすることができま す。160mmのセンター開口部を備 えた500 x 500mmの移動プラット フォームは、光透過式アプリケ ーションに最適です。 すべてのアクチュエータが同じ 移動プラットフォームに直接接 続されている為、わずか105mmの 薄型化が可能となっています。 これは、ヘキサポッドシステム の設計に対する、PIの豊富な経 験によって導かれた原理です。 3つのActiveDriveTM DCモーター が最大20mm/sの線速度を提供し ます。センターポイントからの ストローク±10mmと、Z軸のまわ りの回転±4ﾟが可能であり、最 小ステップサイズは0.75μmです。 高精度のベアリングにより、高 剛性を確保し、平面に対するス M-880 107 Piezo • Nano • Positioning ピエゾドライバー/サーボコントローラー Piezo Drivers / Servo Controllers Piezo • Nano • Positioning 目次 Table of Contents E-710ダイナミックリニアリゼーション付き多軸デジタルピエゾコントローラー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110 Multi-Channel Digital Piezo Controllers with Dynamic Linearization E-725最大3軸、コンパクトなデジタルピエゾコントローラー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112 Compact Digital Piezo Controller for up to 3 Axes E-712高性能ピエゾコントローラー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114 High Performance Piezo Controller 最大6軸、モジュール式デジタルピエゾコントローラーシステム Modular Digital Piezo Controller System, up to 6 Axes E-500 – E-501モジュール式ピエゾコントロールシステム（高電圧＆低電圧タイプ） Modular Piezo Control Systems (HVPZT & LVPZT) . . . . . . . . . . . . . . . . . .116 E-665高速RS232インターフェース付き低電圧ピエゾアンプ／サーボコントローラー . . . . . . . . . . . . . . . . . .120 LVPZT Piezo Amplifier / Servo-Controller with Fast RS-232 Interface E-612 / E-661高速NanoAutomation® ピエゾコントローラー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122 High-Speed NanoAutomation® Piezo Controllers 109 Piezo • Nano • Positioning E-710デジタル･ピエゾ･コントローラ 3～6軸、最高レベルの精度のために E-710.6CD 6軸ピエゾ･コントローラ(E-710ファミリ･トップモデル)カスタム･スーパー ･インバー6-DOFピエゾ・フレクシュア･ナノポジショニング･ステージで表示 静電容量フィードバック･センサ搭載ナノポジショニング･システ © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 ム用 全ての制御パラメータはソフトウエアで設定可能である 3、4および6チャンネル･バージョン リニアリゼーション･ファームウエア：ダイナミック･デジタル･リ ニアリゼーション(DDL)オプションにより、スキャニング･リニア リティが向上する パラレル･キネマティクス/メトロロジ･システムのための座標変換 コントローラとメカニクスの互換性のためのIDチップ･ステージか らのキャリブレーション･データのオートローディング インターフェース･オプション：高速パラレルI/Oインターフェー スおよびアナログ入力 高帯域用ノッチ･フィルタ 広範なソフトウエア･サポート オプション：離間距離15m以上のデジタル･センサ･シグナル･トラ ンスミッション機能 E-710デジタル･ピエゾ･コント ローラは、洗練された機能を、様 々なコンフィギュレーションで提 供する。強力32ビットDSP(デジタ ル･シグナル･プロセッサ)をベー スに、ピエゾ･アクチュエータ用 低ノイズ強力増幅器および超高解 像度容量性ポジション･センサ用 励起/出力エレクトロニクスを内 蔵している。E-710では、最大8個 のピエゾ･ドライバ･チャンネルお よび7個のセンサ･チャンネルが使 用可能で、パラレル･キネマティ クス･システムなど最大6個の論理 軸を調整制御できる処理能力を有 する。 110 高精度のためのデジタル･リニア リゼーションおよび制御アルゴリ ズム 高次多項式をベースにしたリニア リゼーション･アルゴリズムによ り、容量性センサのポジショニン グ精度が0.01%以上、すなわち従来 型コントローラのほぼ10倍に向上 した。センサ･サンプリング速度25 kHzの高速プロセッサを採用したこ とにより、設定時間をミリ秒以下 に短縮することが可能となった。 高解像度DAコンバータおよび高性 能電圧増幅器により、高度なダイ ナミクス･オペレーションに非常に 適したコントローラとなっている。 単なるコントローラとしての みならず：トラジェクトリ･コン トロールおよびデータ･レコーデ ィング ダイナミック･デジタル･リニアリ ゼーション(DDL、E-710.SCN)を導 入することにより、スキャニング ･アプリケーションなどの周期的 高速モーション中の追跡精度をさ らに向上できる。オプションで利 用可能なこのコントロール･アル ゴリズムにより、追跡エラーを最 大1/1000まで低減でき、ダイナミ ック･スキャン中の空間的一時的 追跡が可能となる。内蔵されたウ エブ･ジェネレータから周期的な モーション･プロフィールを出力 することが可能である。正弦波お よび三角波以外にも、不定期なユ ーザー定義のモーション･プロフ ィールの作成および保存も可能で ある。フレキシブルなコンフィギ ュレーションが可能なデータ･レ コーダの導入により、関連データ の記録と出力を同期して行うこと が可能となった。 離間距離15m迄のセンサ･シグナル ･トランスミッション メカニクスとエレクトロニクスと の距離が10mを超える場所にある アプリケーションには、リモート ･センサ･インターフェース･ボッ クスを利用できる。デジタル･セ ンサ･シグナル･トランスミッショ ン(DST)オプションは、互換性の あるE-710コントローラを含み、 アナログ･センサのシグナルの励 起と出力との距離が10mを超える 場合のパフォーマンスの低下の原 因となる干渉を低減するようにデ ザインされている。センサ･ボッ クスとコントローラの間の接続 は、同接続により伝送されるデジ タル･シグナルの堅牢性を確保す るため、離間距離15m以下とする ことが望ましい(要望があれば、 これ以上長い離間距離にも対応可 能)。 シンプルなシステム統合 全てのパラメータのチェックおよ びリセットは、ソフトウエアを介 して行われる。システムのセット アップおよびコンフィギュレーシ ョンは、内蔵されたユーザー･イ ンターフェース･ソフトウエア オーダー情報 次ページの「発注情報/インターフェ ース･オプション」をご参照下さい オプションおよび付属品 E-710.SCN DDL(ダイナミック･デジタル･リニア リゼーション)ファームウエア更新 E-710.3X3 E-710.3CD用拡張ケーブル(3m)、 D-subコネクタ3個 E-710.3X5 E-710.3CD用拡張ケーブル(5m)、 D-subコネクタ3個 E-710.1X3 E-710用拡張ケーブル(3m)、 D-subコネクタ1個 E-710.DST4 E-710.6SD用DST(デジタル･シグ ナル･トランスミッション)ケー ブル(8m) NanoCaptureTMおよびPIMikroMoveTM により実行済みである。カスタム ･ソフトウエアとの接続は、内蔵L abVIEWドライバおよびDLLにより 円滑に行われる。システム･プロ グラミングにより、全てのPI社コ ントローラ同様、多様なコントロ ーラを搭載したシステムを支障な く制御できる。 Piezo • Nano • Positioning 発注情報/インターフェース･オプション 軸 3 4 コネクタ(ピエゾ メカニクス) 基本モデル パラレルI/Oイン ターフェース アナログ入力* アナログ入力* + ＋パラレルI/Oインター フェース側 E-710.3CD E-710.P3D E-710.A3D E-710.APD LEMO 4個 E-710.4CL E-710.P4L – – 特殊D-subコネクタ4個、1チャンネル E-710.4CD E-710.P4D – – – 特殊D-subコネクタ1個、3チャンネ E-710.C4D E-710.4PD – – – E-710.6CD – 標準 – DSTボックスへE-710.6SD アナログ入力 特殊D-subコネクタ1個、. 3チャンネル DST**＋アナログ入力* パラレルI/Oインターフェー スを含む、E-710.AP – ル＋特殊D-subコネクタ1個、1チャンネル 6 特殊D-subコネクタ2個、3チャンネル * LEMOコネクタ ** デジタル･シグナル･トランスミッション デジタル･センサ･シグナル･トランスミッション(DST)では、ポジショニン グ･ユニットとコントローラの離間距離15mまで対応可能 技術データ/購入ガイド モデル E-710.3CD / E-710.P3D / E-710.A3D E-710.APD / E-710.APS E-710.4CD / E-710.4CL / E-710.C4D E-710.4PD / E-710.P4D / E-710.P4L E-710.6CD / E-710.6SD 機能 静電容量センサ搭載多軸ナノポジシ ョニング･システム用デジタル･ピエ ゾ･コントローラ 静電容量センサ搭載多軸ナノポジシ ョニング･システム用デジタル･ピエ ゾ･コントローラ 静電容量センサ搭載多軸ナノポジシ ョニング･システム用デジタル･ピエ ゾ･コントローラ 6 軸数 3 4 プロセッサ 32ビット･フローティング･ポイントDSP 32ビット･フローティング･ポイントDSP 32ビット･フローティング･ポイントDSP サンプリング速度(サーボ･コントロール) 200 µs / 5 kHz 200 µs / 5 kHz 200 µs / 5 kHz サンプリング速度(センサ) 50 µs / 20 kHz 50 µs / 20 kHz 40 µs / 25 kHz センサ サーボ特性 P-I、ノッチ･フィルタ2個 P-I、ノッチ･フィルタ2個 P-I、ノッチ･フィルタ2個 センサ･タイプ 静電容量 静電容量 静電容量 センサ･チャンネル数 3 4 6 センサ解像度 16ビット 16ビット 16ビット 拡張同期 対応 対応 対応 増幅器 出力電圧 -20～110 V -20～110 V -20～110 V 増幅器チャンネル数 4 4 8 1チャンネルあたりの最大出力電力 25 W 25 W 25 W 1チャンネルあたりの平均出力電力 6W 6W 6W 1チャンネルあたりの最大電流＜20ms 200 mA 200 mA 200 mA 1チャンネルあたりの平均電流＞20ms 60 mA 60 mA 60 mA 電流制御 短絡保護 短絡保護 短絡保護 DAC解像度 20ビット 20ビット 20ビット RS-232; IEEE 488 インターフェースおよびオペレーション別表をご参照下さい RS-232：IEEE 488、 RS-232：IEEE 488、 ラレルI/O(E-710.Pxx/.xPxのみ) ラレルI/O(E-710.Pxx/.xPxのみ) コマンド･セット GCS GCS ユーザー･ソフトウエア PIMikroMove™, PZTControl™, PIMikroMove™, PZTControl™, PIMikroMove™, PZTControl™, NanoCapture™ NanoCapture™ NanoCapture™ コミュニケーション･インターフェース GCS ソフトウエア･ドライバ LabVIEWドライバ、DLL LabVIEWドライバ、DLL LabVIEWドライバ、DLL 支援機能 ウエブ･ジェネレータ、データ･レコーダ ウエブ･ジェネレータ、データ･レコーダ ウエブ･ジェネレータ、データ･レコーダ ディスプレイ 強力LED 強力LED 強力LED リニアリゼーション 4次多項式、DDL(オプション) 4次多項式、DDL(オプション) 4次多項式、DDL 動作温度範囲 5～50 °C 5～50 °C 5～50 °C 寸法 450×88×343mm＋ハンドル 450×88×343mm＋ハンドル 450×88×343mm＋ハンドル 質量 7 kg 7 kg 7 kg その他 動作電圧 90～120あるいは220～264VAC、50～60Hz 90～120あるいは220～264VAC、50～60Hz 90～120あるいは220～264VAC、50～60Hz 最大消費電力 60 W 60 W 120 W 111 Piezo • Nano • Positioning E-725デジタル･ピエゾ･コントローラ 3軸高速精密ポジショニング･システム用 オーダー情報 E-725.3CD デジタル･マルチ･チャンネル･ピエ ゾ･コントローラ、3チェンネル、 静電容量センサ用D-subコネクタ P-528 Z/tip/tiltナノポジショニン グ･システム搭載E-725デジタ ル3チァンネル･コントローラ 静電容量センサ搭載ナノポジショニング･システム用 3チャンネル･バージョン 強力デジタル･コントローラ：DSP 32ビット･フローティング･ポ イント、225MHz：20kHzサンプリング速度：24ビットDAC イーサネット、USB、RS-232を介して通信 メカニクスおよびエレクトロニクスのための4次多項式リニアリゼ © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 ーション ダイナミック･デジタル･リニアリゼーション(DDL)パス精度向上用 オプション コントローラとメカニクスの互換性のためのIDチップ･ステージか らのキャリブレーション･データのオートローディング 追加高帯域アナログ制御入力/センサ入力 オプショナル高速パラレルI/Oインターフェース フレキシブル･ウエブ･ジェネレータ タスク･トリガリング用デジタルI/Oライン 広範なソフトウエア･サポート E-725デジタル･ピエゾ･コント ローラは、最大3軸のナノポジシ ョニング･システムに対応可能な コンパクトな高性能ドライブ･エ レクトロニクスである。強力増 幅器を採用しているため、広範 なピエゾ･システムあるいはダイ レクト･ドライブのためのダイナ ミック･スキャンが可能である。 最新のプロセッサ技術により、 オペレーティング･パラメータが 最適化され、直線性および追跡 精度が改善される。高解像度D/A コンバータを採用しているた め、その名に恥じないナノポジ ショニングが可能である。 E-725.3CMは、PI社が初めて提 供する、原子力顕微鏡用高精度 スキャナP-363 PicoCubeTMのため のデジタル･コントローラで ある。 112 オプション･インターフェースお よびアナログ入出力により、外 部センサあるいは制御値の処理 が可能となる。 高精度のデジタル･リニアリゼー ションおよび制御アルゴリズム 高次多項式をベースにしたリニ アリゼーション･アルゴリズムに より、容量性センサのポジショ ニング精度が0.01%以上、すなわ ち従来型コントローラのほぼ10 倍に向上した。 単なるコントローラとしてだけ ではなく：トラジェクトリ･コン トロールおよびデータ･レコーデ ィング ダイナミック･デジタル･リニア リゼーション(DDL、E-710.SCN) を導入することにより、スキャ ニング･アプリケーションなどの E-725.3CM デジタル･マルチ･チャンネル･ピ エゾ･コントローラ、PicoCubeTM および静電容量センサ用 カスタム･デザインに関する質問 周期的高速モーション中の追跡 精度をさらに向上できる。オプ ションで利用可能なこのコント ロール･アルゴリズムにより、追 跡 エ ラ ー を 最 大 1/1000まで低減でき、ダイナミ ック･スキャン中の空間的一時的 追跡が可能となる。内蔵された ウエブ･ジェネレータから周期的 なモーション･プロフィールを出 力することが可能である。正弦 波および三角波以外にも、不定 期なユーザー定義のモーション･ プロフィールの作成および保存 も可能である。フレキシブルな コンフィギュレーションが可能 なデータ･レコーダの導入により 、関連データのレコーディング と出力を同期して行うことが可 能となった。 広範なソフトウエア･サポート コントローラは、Windowsオペレ ーション･ソフトウエアをインス トール済みの状態で納品してい る。自動制御には、内蔵DLLおよ びLabVIEWドライバが利用で きる。 オート･コンフィギュレーション IDチップを装備したPI社のデジ タル･ピエゾ･コントローラおよ びナノポジショニング･ステージ は、コントローラのオート･キャ リブレーション機能に支援され て、あらゆる組み合わせで操作 できる。各ステージ･データおよ び最適化されたサーボ制御パラ メータは、IDチップに保存さ れ、デジタル･コントローラが自 動的に読み出す。 Piezo • Nano • Positioning 技術データ/購入ガイド E-725.3CD E-725.3CM 静電容量センサ搭載多軸ピ エゾ･ナノポジショニング･シ ステム用デジタル･コ ントローラ 静電容量センサ搭載多軸ピ エゾ･ナノポジショニング･シ ステム用デジタル･コ ントローラ 軸数 3 3 プロセッサ DSP32ビット･フローティング ･ポイント、225 MHz DSP32ビット･フローティング ･ポイント、225 MHz モデル 機能 公差 サンプリング速度(サーボ･コントロール) 20 kHz 20 kHz サンプリング速度(センサ) 20 kHz 20 kHz サーボ特性 P-I、ノッチ･フィルタ2個 P-I、ノッチ･フィルタ2個 センサ･タイプ 静電容量 静電容量 センサ･チャンネル数 3 3 センサ帯域(-3dB) 5.6 kHz 5.6 kHz センサ解像度 18ビット 18ビット 拡張同期 対応 対応 出力電圧 -30～135V -250～250V 増幅器チャンネル数 4 4 1チャンネルあたりの最大出力電力 25 W 47 W 最大 1チャンネルあたりの平均出力電力* 10 W 10 W 最大 1チャンネルあたりの最大出力電流 190 mA 190 mA 最大 1チャンネルあたりの平均出力電流* 120 mA 60 mA 最大 センサ 最大 増幅器 電流制御 短絡保護 短絡保護 DAC解像度 24ビット 24ビット コミュニケーション･インターフェース イーサネット、USB、RS-232 イーサネット、USB、RS-232 ピエゾ/センサ接続 D-sub特殊コネクタ D-sub特殊コネクタ アナログ入力 Lemo 1個、±10V、18ビット Lemo 1個、±10V、18ビット MDR20; 2 x IN, 8 x OUT ±3 V インターフェースおよびオペレー ション デジタル入出力 MDR20：入力2個、出力8個 コマンド･セット PI社ジェネラレル･コマンド･セット(GCS) PI社ジェネラレル･コマンド･セット(GCS) ユーザー･ソフトウエア NanoCaptureTM、PI社MikroMoveTM NanoCaptureTM、PI社MikroMoveTM ソフトウエア･ドライバ LabVIEWドライバ、DLL LabVIEWドライバ、DLL 支援機能 ウェイブ･ジェネレータ、トリガーI/O ウェイブ･ジェネレータ、トリガーI/O ディスプレイ 電源用LED、オンターゲット、 エラー、Cmd 電源用LED、オンターゲット、 エラー、Cmd 4次多項式、DDL(ダイナミ 4次多項式、DDL(ダイナミ ック・デジタル・リニアリ ック・デジタル・リニアリ ゼーション) ゼーション) あり あり 動作温度範囲 動作温度範囲 動作温度範囲 過熱保護 最大71℃ 最大71℃ ピエゾ電圧出力がシャットダウン ピエゾ電圧出力がシャットダウン リニアリゼーション 分離式保護用グラウンドコネクタ その他 質量 3.5 kg 3.6 kg 寸法 263 x 89 x 302 mm 263 x 89 x 302 mm (ハンドルを含む) (ハンドルを含む) 電力消費量 70 W 70 W 動作電圧 外部電源から24VDC 外部電源から24VDC (製品に含む) (製品に含む) 最大 * 過電流を避けるために、4つの増幅器チャンネル全ての総出力は、34.5Wを超えてはならない(E-725には、3.15 AMフューズが装備されている)。 113 Piezo • Nano • Positioning E-712デジタルピエゾコントローラ 最大6軸、またはより高精度を実現するためのモジュール式システム 速モーションの間に、ダイナミ ックデジタルリニアライゼーシ ョン（DDL、E-710.SCN）を用 いてトラッキング精度をさらに 向上させることができます。こ のオプションで利用可能な制御 アルゴリズムにより、最大1000 分の1にトラッキング誤差を低減 します。 最大6軸のナノポジショニングシステム用の E-712デジタルコントローラ 最新世代のデジタルコントローラ：タクトレート600MHz、 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 サーボ更新レート最大50kHz、高い安定性を誇る20ビットD/Aコン バータ リアルタイムオペレーティングシステムにより優れた軌道 制御を実現 モジュール式設計により、顧客の要求に対応する柔軟性 ステージのIDチップからキャリブレーションデータが自動ロー ディングされるため、コントローラとステージの交換が可能 汎用インターフェイスを利用可能：イーサネット、USB、RS-232 オプションの高バンド幅アナログ入力／出力 拡張ソフトウェアによるサポート E-712デジタルピエゾコントロー ラは、多軸ナノポジショニング システムに対する最も要求の厳 しい精度やダイナミック性能の 要件に対応する際に理想的です 。高性能のリアルタイムオペレ ーティングシステムによ り、多軸（さらにパラレル制御 システム）のサーボ制御の連係 が可能になるため、複雑な動き の間も、優れた軌道制御が実行 されます。モジュール式設計に より、アプリケーションに必要 な複数の軸とチャネルをサポー トするシステムを構成すること ができます。顧客のニーズに対 応する際の使い勝手もインター フェイス設計に取り込まれてい ます。オプションのアナログ入 力／出力は、外付けセンサーや 制御信号の処理、および外付け アンプの駆動に利用できます。 114 デジタルリニアライゼーション と制御アルゴリズムで最高の精 度を実現 高次多項式に基づくリニアライ ゼーションアルゴリズムによ り、静電容量センサーの場合、 位置決め精度が0.01%以下にな り、標準でも、従来のコントロ ーラに比べて精度が10倍向上し ます。高速プロセッサは、セン サーのサンプリングレートが 50kHzで、ミリセカンド以下のセ ットリング時間を実現します。 このコントローラは、高分解能 のDAコンバータと高性能の電圧 アンプにより、動的な操作環境 に適しています。 単なるコントローラ以上―軌道 制御とデータの記録 スキャニングアプリケーション では一般的ですが、定期的な高 この制御アルゴリズムにより、 動的なスキャンにおいても、断 続的なトラッキングが可能にな ります。内蔵の波形発生器は、 周期的な動作プロファイルを出 力します。正弦波や三角波に加 え、ユーザー指定の任意の動作 プロファイルを作成し、保存す ることができます。フレキシブ ルに構成可能なデータレコーダ により、対応するデータを同時 に記録および読み出しできます。 フレキシブルなアナログ入力 4つのアナログ入力により、様々 な構成が可能になります。例え ば、入力した電圧を、Control In として動作軸の1つに関連させ、 ターゲット値を提供できます。 また、入力を外付けセンサー信 号用の入力ラインとして構成す ると、内蔵センサー用でなくオ ートフォーカス用に使用できま す。 簡単なシステム統合 すべてのパラメータはソフトウ ェアを介して確認、リセットで μF単位の容量に基づくE-712の動作限界グラフ オーダー情報 E-712.3CD モジュール式デジタル複数チャネ ルピエゾコントローラ、3チャネル、 静電容量センサー E-712.3CDA モジュール式デジタル複数チャネ ルピエゾコントローラ、3チャネル、 静電容量センサー、アナログ入出力 E-712.6CD モジュール式デジタル複数チャネ ルピエゾコントローラ、6チャネル、 静電容量センサー E-712.6CDA モジュール式デジタル複数チャネ ルピエゾコントローラ、6チャネル、 静電容量センサー、アナログ入出力 カスタム製品につきましては、お問 い合わせください。 オプションおよびアクセサリ E-710.SCN DDL（ダイナミックデジタルリニ アライゼーション）ファームウェ アアップグレード E-711.i1B E-711.IA4用アナログケーブル、 BNCコネクタ、1.5m E-711.i10 E-711.IA4用アナログケーブル、 はんだ付け可能、1.5m きます。システムのセットアッ プと構成は、付属のNanoCaptureTM とPIMikroMoveTMのユーザーイン ターフェイスソフトウェアで行 うことができます。顧客のソフ Piezo • Nano • Positioning トウェアへのインターフェイス は、付属のLabViewドライバとDL Lを用いて簡単に接続することが できます。システムのプログラ ミングは、すべてのPIコントロ ーラの場合と同じであり、さま ざまなコントローラでシステム を簡単に制御することができま す。 技術データ/購入ガイド E‑712.3CD/E‑712.3CDA E‑712.6CD/E‑712.6CDA 静電容量センサーを備える多軸ピエゾ・ナノ ポジショニングシステムのための モジュール式デジタルコントローラ 静電容量センサーを備える多軸ピエゾ・ナノ ポジショニングシステムのための モジュール式デジタルコントローラ 軸 3 6 プロセッサ PCベースの600MHzリアルタイムオ ペレーティングシステム PCベースの600MHzリアルタイムオ ペレーティングシステム サンプリングレート、サーボ制御 50 kHz 20 kHz サンプリングレート、センサー 50 kHz 20 kHz モデル 機能 センサー サーボ特性 P-I、ノッチフィルタを2個装備 P-I、ノッチフィルタを2個装備 センサータイプ 静電容量 静電容量 センサーチャネル 3 6 センサーバンド幅（-3dB） 5.6 kHz 5.6 kHz センサー分解能 16ビット 16ビット 外部同期 あり あり 出力電圧 -30～+135V -30～+135V アンプチャネル 4 8 チャネルあたりのピーク出力 6W 6W アンプ チャネルあたりの平均出力 3.5 W 3.5 W ピーク電流 140 mA 140 mA チャネルあたりの平均電流 60 mA 60 mA 電流制限機能 短絡保護 短絡保護 分解能（DAC） 20ビット 20ビット インターフェイスおよびオペレーション 通信インターフェイス イーサネット、USB、RS-232 イーサネット、USB、RS-232 ピエゾセンサーコネクタ 特殊D-Sub、PicoCubeTM 特殊D-Sub、PicoCubeTM アナログ入出力 E-712.3CD：なし E-712.3CDA：LEMO×4、±10V E-712.3CD：なし E-712.3CDA：LEMO×4、±10V デジタル入出力 MDR20、IN×2、OUT×8、TTL MDR20、IN×2、OUT×8、TTL コマンドセット PI汎用コマンドセット（GCS） PI汎用コマンドセット（GCS） ユーザーソフトウェア NanoCapture™, PIMikroMove® NanoCapture™, PIMikroMove® ソフトウェアドライバ LabVIEWドライバ、DLL LabVIEWドライバ、DLL サポート機能 波形発生器、トリガーI/O 波形発生器、トリガーI/O ディスプレイ オンターゲット、エラー、電源用LED オンターゲット、エラー、電源用LED リニアライゼーション 4次多項式、DDL（ダイナミックデジ タルリニアライゼーション） 4次多項式、DDL（ダイナミックデジ タルリニアライゼーション） 5～50℃ 5～50℃ 最大75℃、 ピエゾ電圧出力がシャットダウン 最大75℃、 ピエゾ電圧出力がシャットダウン 5.35 kg/5.53 kg 5.78 kg/5.96 kg 9.5インチシャーシ、 36×132×296mm + ハンドル （長さ47mm） 9.5インチシャーシ、 36×132×296mm + ハンドル （長さ47mm） その他 動作温度範囲 過熱保護 質量 外径寸法 消費電流 最大100W 最大100W 動作電圧 90～240VAC、50～60Hz 90～240VAC、50～60Hz 115 Piezo • Nano • Positioning E-500 · E-501モジュール式ピエゾコントローラ ピエゾアクチュエータおよびナノポジショナーのためのフレキシブルなシステム 構成例：E-500シャーシ＋オプションモジュール：E-503ピエゾアン プ（3x）、E-509.S3 SGSセンサー用サーボコントローラ、E-517.i3 24ビットインターフェイス／ディスプレイモジュール © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 最大3軸、カスタマイズにより12軸以上が可能 低電圧（～135V）および高電圧（～1100V）用のアンプモジュー ルを選択可能（ピーク出力14～400W） SGSおよび静電容量センサー用の位置サーボ制御モジュールを選 択可能（1～3チャネル） PCインターフェイス／ディスプレイモジュールを選択可能 高電圧および低電圧ピエゾシステムに対応 19および9 1/2インチシャーシを用意 E-500モジュール式ピエゾコント ローラシステムは、使用するナ ノポジショニングシステムおよ びアクチュエータに合わせて、 コントローラモジュールを幅広 く選択できます。例えば、異な る特性を備える最大3チャネルの ピエゾアンプや位置サーボコン 構成例：E-501シャーシ＋オプションモジュール：E-503ピエゾアンプ、E-509.C2A静 電容量位置センサー用サーボコントローラ、E-517.i3 24ビットインターフェイス／ ディスプレイモジュール トローラモジュール、さらに、 ディスプレイやインターフェイ スモジュールなどを選ぶことが できます。フレキシブルな構造 となっているため、様々なアプ リケーションに利用できます。 E-500システムは、注文により組 み立てをおこない、試験を実施 します。サーボコントローラを 備えている場合は、対応するピ エゾ装置によりキャリブレーシ ョンを実施します。 コンピュータインターフェイス を介したリモート制御 E-517コンピュータインターフェ イス／ディスプレイモジュール （20ビット分解能）を取り付け ると、ホストPCから制御が可能 になります。 E-500.621シャーシ3基で構成される 30チャネルコントローラ。各シャー シには、最大12台のE-621モジュー ルを設置可能。 オプションとして、外付けD/Aコ ンバータによるデジタル制御も 可能です。ナショナルインスツ ルメンツ製の一部D/A基板用に、 PIは、LabVIEWドライバを提供し ています。このドライバは、す べてのPIコントローラが使用す る コ マ ン ド セ ッ ト 、 P I オーダー情報 E-500.00 モジュール式ピエゾコントローラシ ステム用の19インチシャーシ、1～3チ ャネル E-501.00 モジュール式ピエゾコントローラシ ステム用の9 1/2インチシャーシ、 1～3チャネル E-500.ACD アナログコントローラ用のLabVIEWド ライバ E-500.HCD システムの分解能を向上させる HyperBitTM機能（所定のD/A基板を サポート） カスタム製品につきましては、お問 い合わせください。 汎用コマンドセット（GCS）に対 応しています。さらに、システ ムの分解能を向上させる特許取 得済みのHyperBitTM技術をオプシ ョンで用意しています。 2種類のシャーシ： E-500.00、19インチラックマウ ントシャーシは、互換性のある すべてのモジュール（アンプ、 技術データ/購入ガイド T技 モデル E-500.00 E-501.00 機能 ピエゾコントローラシステム用の19インチシャーシ：アンプモジュ ール、センサー／サーボ制御モジュール、インターフェイス／ディスプレイモジュール ピエゾコントローラシステムのための9.5インチシャーシ：アンプモジュール、 センサー／サーボ制御モジュール、インターフェイス／ディスプレイモジュール チャネル 1、2、3（最大3台のアンプモジュール） 1、3（1台のアンプモジュール） 外径寸法 450×132×296mm + ハンドル 236×132×296mm + ハンドル 動作電圧 90～264VAC、50～60Hz 90～120/220～264/VAC、50～60Hz 最大消費電力 180 W 80 W 116 Piezo • Nano • Positioning E-500 · E-501モジュール式ピエゾコントローラ モジュール概略及び注文情報 サーボコントローラ、ディスプ レイ／インターフェイスモジュ ール）に、動作電圧を供給しま す（システム構成を参照）。 よりコンパクトな9 1/2バージョ ンのE-501.00も用意していま す。このシャーシには、アンプ モジュール1台（1または3チャネ ルユニットが可能）、サーボ制 御モジュール1台（1または3チャ ネル）、およびディスプレイ／ インターフェイスモジュール1台 （1または3チャネル）を設置で きます。 E-500/E-501シャーシには、以下のモジ ュールを設置できます。 外付けピエ ゾアンプの ためのサー ボ 制御用モジュール アンプモジュール E-503.00 ピ エ ゾ ア ン プ モ ジ ュ ー ル 、 20～120V、3チャネル E-515.E3 外付けピエゾアンプによるサーボ制御 用入出力モジュール、3チャネル 注：このモジュールは、E-509サーボコ ントローラモジュールとのみ使用可能 で、アンプのスロットに設置されます。 E-504.00F 高出力ピエゾアンプモジュール、1チャ ネル、ピーク出力280W、平均出力100W、 -30～135V E-505.00 ピエゾアンプモジュール、200W、 -20～120V、1チャネル インターフェイス／ディスプレイモ ジュール E-517.i1 インターフェイス／ディスプレイモジ ュール、24ビットD/A、TCP/IP、USB、 RS-232、1チャネル E-508.00 HVPZTピエゾアンプモジュール、1100V E-517.i3 センサーおよびサーボ制御モジュー インターフェイス／ディスプレイモジ ュール、24ビットD/A、TCP/IP、USB、 RS-232、3チャネル ル E-509.C1A E-515.01 センサー／ピエゾ・サーボ制御モジュ ール、静電容量センサー、1チャネル ピエゾ電圧および変位ディスプレイモ ジュール、1チャネル E-509.C2A E-515.03 センサー／ピエゾ・サーボ制御モジュ ール、静電容量センサー、2チャネル ピエゾ電圧および変位ディスプレイモ ジュール、3チャネル E-509.C3A センサー／ピエゾ・サーボ制御モジュ ール、静電容量センサー、3チャネル E-509.S1 センサー／ピエゾ・サーボ制御モジュ ール、SGSセンサー、1チャネル E-509.S3 センサー／ピエゾ・サーボ制御モジュ ール、SGSセンサー、3チャネル E-509.E3 (see p. 3-12) E-508 E-505 E-503 E-515 E-517 E-509 単一電極静電容量センサーのプローブ 用PISeca TMセンサー／ピエゾ・サーボ 制御モジュール、3チャネル E-509.E03 (see p. 3-12) 単一電極静電容量センサーのプローブ 用PISeca TMモジュール式信号コンディ ショナのエレクトロニクス、3チャネル 117 Piezo • Nano • Positioning E-500 · E-501モジュール式ピエゾコントローラ システム構成 E-500 19"シャーシモジュール E-500 19"シャーシモジュール アンプスロ ット2 コントローラ スロット1 アンプスロ ット3 コントローラ スロット2 コントローラ スロット3 E-500シャーシは、 オプションとして次のモジュールが有ります。 E-503LVPZTアンプ、 E-509ピエゾサーボコントローラ3台 （SGSセンサータイプ：E-509.S1 静電容量センサータイプ： E-509.C1A）、 DACインターフェース/ディスプレイ アンプスロ ット1 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 インストール可能なアンプモジュール E-503.00 (-20 ～ 120 V, 3 ch) / E-503.00S* E-504.00 (-30 ～ 135 V, 1 ch) / E-504.00S* E-505.00 (-20 ～ 120 V, 1 ch) / E-505.00S* E-508.XX (+3 ～ 1100 V, 1 ch) インストール可能なセンサー＆ポジションサーボコントロールモジュール E-509.C1A (静電容量, 1 ch) E-509.S1 (SGS, 1 ch) E-509.C2A (静電容量, 2 ch) E-509.C3A (静電容量, 3 ch) E-509.S3 (SGS, 3 ch) インストール可能なディスプレイ/インターフェースモジュール E-515 (1 / 3 ch) E-517 (1 / 3 ch) 最小構成 ピエゾアンプ機能のみ 拡張構成 ポジションサーボコントローラを加えたピエゾアンプ 拡張構成 ポジションサーボコントローラを加えたピエゾアンプ 拡張構成 サーボコントローラ及び、ディスプ レイ/インターフェースを加えたピエゾアンプ E-500にインストール可能 E-501或いはE-500にインストール可能 ** チップ/チルトシステム用には、1つのチャンネルから+100Vに固定された電圧が出力されます。 118 ディスプレイ/インター フェーススロット Piezo • Nano • Positioning 構成例 低電圧ピエゾアンプ、3チ チャネル 、中程度のダイナミクス、 （14W）、 ディスプレイなし： 2 x E-505.00 ピエゾアンプモジュール、200W、 -20～120V、1チャネル 1 x E-501.00 モジュール式ピエゾコントローラシ ステム用の9 1/2インチシャーシ、 1～3チャネル 1 x E-509.C2A センサー／ピエゾ・サーボ制御モジ ュール、静電容量センサー、2チャネ ル 1 x E-503.00 ピエゾアンプモジュール、 -20～120V、3チャネル PICATM用高電圧ピエゾアンプ、 チャネル、PCイ インターフェイス 3チ およびディスプレイ付き： 1 x E-500.00 モジュール式ピエゾコントローラシ ステム用の19インチシャーシ、1～3 チャネル 1 x E-517.i3 インターフェイス／ディスプレイモ ジュール、24ビットD/A、TCP/IP、 USB、RS-232、3チャネル 3 x E-508.00 HVPZTピエゾアンプモジュール、 1100V 1 x E-509.S3 センサー／ピエゾ・サーボ制御モジ ュール、SGSセンサー、3チャネル 1 x E-517.i3 インターフェイス／ディスプレイモ ジュール、24ビットD/A、TCP/IP、 USB、RS-232、3チャネル 1 x E-509.C3A センサー／ピエゾ・サーボ制御モジ ュール、静電容量センサー、3チャネ ル 高電圧ピエゾアンプ／サーボコント ローラ（歪みゲージセンサー）、3チ チ ャネル、PCイ インターフェイスおよび ディスプレイ付き： 1 x E-500.00 モジュール式ピエゾコントローラシ ステム用の19インチシャーシ、1～3 チャネル ナノポジショニングス P-734.2CL XYナ テージの位置フィードバック制御 （静電容量位置センサー）、最小応 答時間、アナログ制御： ナノポジショニングス P-733.2CL XYナ テージの位置フィードバック制御 （静電容量位置センサー）、 P-721.CLQ PIFOC®対物レンズ用ポジ ショナー（静電容量位置センサー）、 中程度のダイナミクス、PC制 制御、コ ンパクト設計： 1 x E-503.00 ピエゾアンプモジュール、 -20～120V、3チャネル 1 x E-517.i3 インターフェイス／ディスプレイモ ジュール、24ビットD/A、TCP/IP、 USB、RS-232、3チャネル チップ／チルトプラットフォ S-325チ ームの位置フィードバック制御（歪 みゲージセンサー）、最小応答時間、 アナログ制御： 1 x E-500.00 モジュール式ピエゾコントローラシ ステム用の19インチシャーシ、1～3 チャネル 2 x E-505.00 ピエゾアンプモジュール、200W、 -20～120V、1チャネル 1 x E-505.00S チップ／チルトシステムのためのオ フセット電圧源、+100V固定電圧1つ ナノポジショニングス P-733.2CL XYナ テージの位置フィードバック制御（ 静電容量位置センサー）、および P-721.CLQ®対物レンズ用ポジショナ ー（静電容量位置センサー）、最小 応答時間、アナログ制御： 1 x E-500.00 モジュール式ピエゾコントローラシ ステム用の19インチシャーシ、1～3 チャネル 3 x E-505.00 ピエゾアンプモジュール、200W、 -20～120V、1チャネル 1 x E-509.C2A センサー／ピエゾ・サーボ制御モジ ュール、静電容量センサー、2チャネ ル 1 x E-501.00 モジュール式ピエゾコントローラシ ステム用の9 1/2インチシャーシ、 1～3チャネル 3 x E-508.00 HVPZTピエゾアンプモジュール、 1100V 1 x E-509 .S1 センサー／ピエゾ・サーボ制御モジ ュール、SGSセンサー、1チャネル 台のP-841.10ピ ピエゾトランスレータ 3台 の位置フィードバック制御（歪みゲ ージセンサー）、中程度のダイナミ クス、アナログ制御、高出力／高ダ イナミックアンプE-505の の将来のアッ プグレードオプション付き（大型シ ャーシ）： 1 x E-500.00 モジュール式ピエゾコントローラシ ステム用の19インチシャーシ、1～3 チャネル 1 x E-503.00 ピエゾアンプモジュール、 -20～120V、3チャネル 1 x E-509.S3 センサー／ピエゾ・サーボ制御モジ ュール、SGSセンサー、3チャネル オプション： 1 x E-515.03 ピエゾ電圧および変位ディスプレイ モジュール、3チャネル 1 x E-509.S3 センサー／ピエゾ・サーボ制御モジ ュール、SGSセンサー、3チャネル 1 x E-500.00 モジュール式ピエゾコントローラシ ステム用の19インチシャーシ、1～3 チャネル 119 Piezo • Nano • Positioning E-665ピエゾアンプ／サーボコントローラ ディスプレイ、アナログおよびデジタルインターフェイス トリガー信号入力により1ポイン トずつ、または全ポイント連続 で動作するようにプログラミン グすることも可能です。このよ うに、軌道プロファイルを、簡 単に作成し、高い信頼性で再現 することができます。 © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 E-665.SRFピエゾサーボコントローラは、デジタル高速インターフェイスを 介して、またはアナログ入力により直接制御されます。 20ビット高速RS-232インターフェイスを内蔵 追加アナログインターフェイスを装備 最大12チャネルのネットワーク機能 36Wのピーク出力 高周波数帯域用のノッチフィルタを装備 歪みゲージまたは静電容量センサーによる位置制御が可能 ユーザー指定の曲線を表示可能 E665は、高速20ビット・コンピ ュータインターフェイスおよび、 高バンド幅アナログインターフ ェイスを備える、ベンチトップ タイプのピエゾリニアアンプで す。低ノイズのピエゾアンプを 内蔵し、低電圧ピエゾアクチュ エータに対して360mAのピーク電 流を入出力します（-30～135V）。 静電容量またはSGSセンサーを備 える、位置センシング用のサー ボコントローラバージョンもあ ります。 クローズドループ・ピエゾ ポジ ショニング PIは、独自の位置センサーを採 用することにより、高速応答で ありながら、ナノメートル以下 の位置決め分解能と安定性を実 現しました。ハイエンドアプリ ケーションには、静電容量セン サーが、直接的かつ非接触の位 置フィードバックを提供します （最終段位置計測）。コストを 節約する必要のあるアプリーケ ーションには、歪みゲージセン サー（SGS）を利用できます。 ピエゾコントローラは、位置セ ンシングとサーボ制御のための 120 追加回路を構成します。クロー ズドループ位置制御モードの場 合、ピエゾの変位量は、アナロ グ信号に対して非常に直線的に 比例します。サーボは、位置セ ンサーの信号に基づき、アンプ の出力電圧を変えます。従って 、ピエゾ装置とセンサーのタイ プによっては、位置決め精度と 再現性を、サブナノメートルま で向上させることができます。 最大12チャネルの多軸ネットワ ーク 静電容量またはSGSセンサーのた めに、最大で12台のE-665をネッ トワーク接続し、1つのRS232インターフェイスを介して制 御できます。リンクを介して様 々なユニットをパラレル接続し （デイジーチェーン接続でな い）、シリアルリンク以上の高 いデータレートを実現します。 拡張ソフトウェアのサポート ドライバモジュールは、Windows のオペレーティングソフトウェ アとともに提供されます。DLLお よびLabVIEWドライバを利用し て、自動制御ソフトの作成が可 能です。 拡張コマンドセットは、ハード ウェアに依存しない汎用コマン ドセット（GCS）に基づいていま す。これは、ナノポジショニン グシステムおよびマイクロポジ ショニングシステムの両方に関 して、現行のすべてのPIコント ローラに共通で使用できます。 GCSを利用すると、複雑な多軸位 置決めタスクや、様々なPIコン 高い分解能を誇るデジタルイン ターフェイス RS-232デジタルインターフェイ スには、高精度の20ビットD/Aお よびA/Dコンバータが備えられ、 最適な位置決め安定性と分解能 を実現すると同時に、毎秒最大 300回の双方向リード／ライト動 作により、ホストコンピュータ との高速通信をサポートします。 軌道メモリー 内蔵のデータポイント設定機能 により、ユーザー指定の制御位 置座標（データポイント）のセ ットを保存できます。これらの 位置へ移動するための電圧を連 続的に出力することも（あるい は、外部信号入力時に出力）、 μF単位の容量に基づくE-665の動作限界グラフ オーダー情報 E-665.CR ピエゾアンプ／サーボコントローラ、 1チャネル、RS-232、-30～135V、静 電容量センサー、拡張電圧範囲 E-665.SR ピエゾアンプ／サーボコントローラ、 1チャネル、RS-232、-30～135V、SGS センサー、拡張電圧範囲 E-665.C0 PIFOC®ピエゾアンプ／サーボコント ローラ、1チャネル、静電容量センサ ー、拡張電圧範囲 E-665.S0 PIFOC®ピエゾアンプ／サーボコントロ ーラ、1チャネル、SGSセンサー トローラを使用したシステムア ップグレードにおけるプログラ ミングの労力が軽減されます。 GCSコマンドは、コントローラ端 末において、LabVIEW（Vl）、Wi ndowsダイナミックリンクライブ ラリ（DLL）、およびCOMオブジ ェクトの、マクロや汎用ドライ バセットにより使用できます。 Piezo • Nano • Positioning 内蔵のPZT制御ソフトウェアのスクリーンショット。エディタのコマ ンドは、PIの汎用コマンドセット（GCS）と互換性があります。 技術データ/購入ガイド モデル E-665.SR, E-665.CR 機能 ピエゾアンプおよび位置サーボコントローラ、デジタルインターフェイス装備 軸 1 センサー サーボ特性 P-I（アナログ）、ノッチフィルタ センサータイプ SGS（.SRF）／静電容量（CRF） アンプ 入力電圧 -2～+12 V 最小出力電圧 -20～120 V ピーク出力電圧、< 20ms 36 W 平均出力 12 W ピーク電流、< 20ms 360 mA 平均電流 120 mA 電流制限機能 短絡保護 ノイズ、0～100kHz 0.5 (.SR) / 4.0 (.CR) mVrms 電圧利得 10 ±0.1 入力インピーダンス 100 kΩ インターフェイスおよびオペレーション 通信インターフェイス RS-232、20ビットDAC/ADC、9.6～115.2kBaud ピエゾコネクタ LEMO ERA.00.250.CTL（.SRF）/特殊D-Sub（.CRF） センサーコネクタ LEMO EPL.0S.304.HLN（.SRF）/特殊D-Sub（.CRF） アナログ入力 BNC センサーモニターソケット BNC コントローラネットワーク 最大12チャネル、パラレル サポート機能 波形テーブル、64データポイント、100Hz、外部トリガー ディスプレイ 2行×4 1/2桁、LED DCオフセット 10回転つまみ、Control Inに0～10Vを印加 その他 動作温度範囲 5～50℃ 過熱保護 70℃（.SRF）/85℃（.CRF）でシャットダウン 外径寸法 236×88×273mm + ハンドル 質量 2.5 kg 動作電圧 90～120/220～240VAC、50～60Hz（リニア電源） 最大消費電流 50 W 121 Piezo • Nano • Positioning E-612ピエゾ・コントローラモジュール／システム 高速パラレルポートを備える1～ ～4チ チャネルのシステム オーダー情報 E-612.C0 高速パラレルインターフェイスを備え るピエゾコントローラ、OEMモジュー ル、-20～120V、静電容量センサー E-501.10 9.5インチシャーシ（電源含む）、最 大4台のE-612.C0モジュールを設置可 能 E-612モジュール、E-661デスクトップ装置、および、最大4台の E-612モジュールを設置可能なE-501.10シャーシ（電源含む） © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。また全てのデータは最新のリリー スによって置き換えられるものとします。 最新のリリースはwww.pi.ws よりダウンロードしてご利用頂く事が出来ます。 CatJp 09/01.3 10μsの高速パラレルコマンドポートを装備 追加アナログインターフェイスを装備 静電容量センサーを備えるピエゾステージに対応 高周波数帯域用にノッチフィルタを装備 ピエゾパワーアンプを内蔵 汎用設計：複数チャネルシャーシまたは単一チャネルベンチトッ プ装置用のモジュールを用意（E-661） E-612高速ピエゾ・コントローラ モジュールは、静電容量位置フ ィードバックセンサー内蔵のナ ノポジショニングシステムのた めの製品です。低ノイズのピエ ゾアンプを内蔵し、80mAのシン クおよびソース電流により -20～120Vを供給します。 高速インターフェイス このコントローラは、光入力部 を備える高速パラレルコマンド ポートと、超低ノイズの16ビッ ト・リニアD/Aコンバータを特徴 としています。特別なトリガー オプションにより、リアルタイ ムの位置フィードバックを実現 します。さらに、ブロードバン ドアナログインターフェイスを 備えています（0～10V）。 ミリセカンドでナノメートルの 分解能 E-612高性能コントローラは、高 精度と稼働率が求められるナノ ポジショニングタスクのための 製品です。この製品に、P-726対 物レンズ用ポジショナー、また はP-753 LISATMアクチュエータを 組み合わせると、ナノメートル 精度の位置決めと、数ミリセカ 122 ンド以内のセットリング時間を 実現できます。ハイテク分野で は、“ミリセカンドでナノメー トルの分解能”がますます求め られています。顕微鏡／製薬の 研究、あるいはリード／ライト ヘッドの品質試験など、ミリセ カンド単位の節約がスループッ トを向上させ、コスト削減につ ながる分野に、E-612は最適で す。 単一および複数チャネルシステ ム 1基のE501.10に、最大4台の E-612.C0ピエゾ・コントローラ モジュールを設置できます。1つ のパラレルコマンドポートか ら、内部アドレスバスを介して 、すべてのモジュールを制御で きます。また、コンパクトな単 一チャネル・ベンチトップバー ジョンも用意しています（モデ ルE-661.CP）。このモデルに は、EMI保護用の金属ケースおよ び外付け電源が付属しています。 詳細につきましては、「キャリ ブレーション情報」を参照して ください。 Piezo • Nano • Positioning 技術データ/購入ガイド（コントローラー） モデル E-612.C0 機能 高速ピエゾ・コントローラモジュール チャネル 1 静電容量センサー回路 クロック周波数 1.6 MHz バンド幅 1.5 kHz アンプ 出力電圧 -20～+120 V 平均出力 8W 平均電流 80 mA 電流制限機能 短絡保護（5分でシャットダウン） バンド幅（負荷なし） >500 Hz デジタル回路 データ 16ビット 入力レベル TTL タイミング THmin 10 µs; TLmin 10 µs 入力電流 10 mA オン－ターゲット表示 オン：ターゲット位置±0.025%～0.2%、ジャンパ選択可能 アナログ入力／出力 制御入力電圧 -2～12 V 入力インピーダンス 27 kΩ, 1 nF センサーモニター出力 電圧範囲 -12～+12V（ジャンパ選択可能） 出力インピーダンス 10 Ω (10 nF) バンド幅 1.5 kHz コネクタ デジタルインターフェイス 25ピン D-Sub ピエゾ LEMO ERA.00.250 センサー LEMO EPL.00.250 センサーモニター出力 SMB アナログ入力 SMB 消費電力 +5 V, 0.12 A, ± 15 V, 0.16 A, +130 V, 80 mA max.; -27 V, 80 mA max 外径寸法 ユーロ基板（64ピンリアコネクタ、拡張カード：Mod.P-896.00） 技術データ/購入ガイド（シャーシ＆電源） モデル E-501.10 機能 1～4台のE-612.C0ピエゾ・コントローラモジュール用シャーシ 動作電圧 90–120 VAC, 50–60 Hz; 220–264 VAC, 50–60 Hz 電源 リニア安定化電源、内蔵 P/S出力電圧 +130 V, 0.2 A; -27 V, 0.2 A; +24 V, 1 A; ±15 V, 0.5 A; +5 V, 1 A 最大消費電力 50 W 1次側ヒューズ 0.63 A スロータイプ 外径寸法 236×132×296mm + ハンドル 123 Piezo • Nano • Positioning ピー ア イ・ ジャ パ ン株 式会 社 本社・東京営業所 〒190-0012 東京都立川市曙町2-38-5 立川ビジネスセンタービル5F Tel: 042-526-7300 Fax: 042-526-7301 [email protected] www.pi-japan.jp 大阪営業所 〒532-0011 大阪府大阪市淀川区 西中島4-11-27 花原第2ビル703号 Tel: 06-6304-5605 Fax: 06-6304-5606 [email protected] www.pi-japan.jp Headquarters GERMANY PI Ceramic GmbH Lindenstr. 07589 Lederhose Tel: +49 (36604) 882-0 Fax: +49 (36604) 882-25 [email protected] www.piceramic.de Subsidiaries Request the hardbound PI Catalog pi_080294_katalogtitel_ok.qxp 17.09.2008 15:01 Uhr USA (East) & CANADA USA (West) & MEXICO PI (Physik Instrumente) L.P. 16 Albert St. Auburn, MA 01501 Tel: +1 (508) 832 3456 Fax: +1 (508) 832 0506 [email protected] www.pi-usa.us PI (Physik Instrumente) L.P. 5420 Trabuco Rd., Suite 100 Irvine, CA 92620 Tel: +1 (949) 679 9191 Fax: +1 (949) 679 9292 [email protected] www.pi-usa.us CHINA UK & IRELAND Physik Instrumente (PI Shanghai) Co., Ltd. Building No. 7-301 Longdong Avenue 3000 201203 Shanghai, China Tel: +86 (21) 687 900 08 Fax: +86 (21) 687 900 98 [email protected] www.pi-china.cn PI (Physik Instrumente) Ltd. Lambda House Batford Mill Harpenden, Hertfordshire AL5 5BZ Tel: +44 (1582) 711 650 Fax: +44 (1582) 712 084 [email protected] www.physikinstrumente.co.uk FRANCE ITALY PI France S.A.S. 32 rue Delizy 93694 Pantin Cedex Tel: +33 (1) 57 14 07 10 Fax: +33 (1) 41 71 18 98 [email protected] www.pifrance.fr Physik Instrumente (PI) S.r.l. Via G. Marconi, 28 20091 Bresso (MI) Tel: +39 (02) 665 011 01 Fax: +39 (02) 873 859 16 [email protected] www.pionline.it Seite 1 Piezo Nano Positioning Inspirations 2009 Nanopositioning Micropositioning Nanometrology Call or go to: http://www.pi.ws Program Overview Piezoelectric Actuators Piezo Nanopositioning Systems and Scanners Active Optics / Tip-Tilt Platforms Capacitive Sensors Piezo Electronics: Amplifiers and Controllers Hexapods Micropositioners Positioning Systems for Fiber Optics, Photonics and Telecommunications Motor Controllers PILine® High-Speed Ceramic Linear Motors © Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG 2009. 本記載内容は予告無しに変更をさせて頂く事がございます。 CatJp 09/01.3 Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG Auf der Römerstr. 1 76228 Karlsruhe/Palmbach Tel: +49 (721) 4846-0 Fax: +49 (721) 4846-100 [email protected] · www.pi.ws