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ピエゾステージについての概要、用途、原理などをご説明します。また、ピエゾステージのメーカー18社一覧や企業ランキングも掲載しております。ピエゾステージ関連企業の2025年3月注目ランキングは1位:神津精機株式会社、2位:THKインテックス株式会社、3位:エドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社となっています。
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水晶やある種のセラミックに電圧を印加すると変形する現象をピエゾ効果（逆圧電効果）と呼びます。この現象を直線運動や回転などの位置変化に利用したステージを、一般的にピエゾステージと呼びます。
ピエゾステージはナノメートルオーダーの微細な移動および位置分解能と、精確な位置再現性が最大の特長で、エンコーダと組み合わせることで精密なフィードバックシステムの構築が可能なため、科学研究分野や工業分野で広く活用されています。
ピエゾステージは微細な移動と位置分解能、精確な位置再現性、さらには応答が非常に速く、寿命が長いことが特長です。
また、エンコーダを利用し絶対的な位置情報を得ることで、精密なフィードバックシステムを構築することができます。
科学研究および工業分野で、下記のような用途に利用されています。
ある種のセラミックに電圧を印加すると変形する現象をピエゾ効果（逆圧電効果）と呼び、ピエゾ効果を示す物質を特にピエゾ素子と呼びます。
ピエゾ素子に見られる変形は、変化量が印加電圧に比例し、応答が非常に速く、可逆的であるという特徴を持ちます。
ピエゾ素子を位置決め用メカニズムとして形成したものをピエゾアクチュエータと呼び、ピエゾアクチュエータを組み込んだステージを一般的にピエゾステージと呼びます。
ピエゾステージは通常のモーターを利用したステージとは異なり、高い位置分解能と位置再現性、少ない消費電力での高負荷、速い位置応答という特徴があり、精確で速い位置決めが必要な場所で広く活用されています。
また磁石を利用しないので、周囲の磁場の影響をうけず、逆に周辺環境に磁場の影響を与えません。
真空中でも使用可能です。
一方で大きな移動量が必要な場合には機械的サポートを付加する必要があります。
またピエゾ素子の発熱と変形量の温度依存性には注意が必要です。
参考文献
https://www.rockgateco.com/product/scate/pos-ecs
http://www.keystone-intl.co.jp/products/encyclopedia/index.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 神津精機株式会社 |
15.6%
|
| 2 | THKインテックス株式会社 |
12.5%
|
| 3 | エドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社 |
9.4%
|
| 4 | 株式会社メステック |
9.4%
|
| 5 | 株式会社フィジックステクノロジー |
6.3%
|
| 6 | ピーアイ・ジャパン株式会社 |
6.3%
|
| 7 | 株式会社日本レーザー |
6.3%
|
| 8 | 翔栄システム株式会社 |
6.3%
|
| 9 | ロックゲート株式会社 |
6.3%
|
| 10 | THKプレシジョン株式会社 |
6.3%
|
項目別
ドライブの種類
PICMA PILine移動範囲 µm
0 - 50 50 - 100 100 - 200 200 - 500 500 - 1,000 1,000 - 50,000分解能 nm
0 - 0.5 0.5 - 1 1 - 2 2 - 3 3 - 11共振周波数 Hz
0 - 200 200 - 400 400 - 600 600 - 1,000 1,000 - 2,000 2,000 - 10,000 10,000 - 20,000剛性 N/μm
0 - 0.5 0.5 - 1 1 - 2 2 - 3 3 - 5双方向再現性 nm
0 - 1 1 - 2 2 - 10 10 - 20直線性誤差 %
0 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.3 0.3 - 0.5電気容量 µF
0 - 1 2 - 5 5 - 10 10 - 50回転クロストーク µrad
0 - 1 1 - 5 5 - 10 10 - 50 50 - 100 100 - 200 200 - 1,000
ピーアイ・ジャパン株式会社
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■応用分野 ・干渉計 ・顕微鏡 ・ナノポジショニング ・バイオテクノロジー ・テストアプリケーション ・半導体技術 ・フォトニクス ・ファイバーポジショニン...
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■応用分野 ・度量衡 ・干渉計 ・フォトニクス/集積光学 ・リトグラフ ・ナノポジショニング ・走査型顕微鏡 ・サンプルアライメント ・マイクロマシニング ■...
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■応用分野 ・干渉計 ・顕微鏡 ・ナノポジショニング ・バイオテクノロジー ・テストアプリケーション ・半導体技術 製品概要 ■PICMA®ピエゾアクチュエータに...
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■特徴 ・移動範囲50～1,800µm ・0.1nmまでの分解能 ・位置決め精度 0.02% ・静電容量センサーによる直接位置測定 ・X、XY、Z、XYZバージョン ■応用分野 ・干...
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■特徴 ・最大20nrad の分解能、優れた位置安定性 ・4mradまでの光ビーム偏向 ・プラットフォームとミラーの間のCTEを調整するためのさまざまな材料 ・より高...
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■特徴 ・先端/傾斜角10mrad、光学偏向角20 mrad (>1°) ・1.6kHz (1インチミラー) までの高い共振周波数により、ダイナミックな動きと高速なステップアンドセ...
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■特徴 ・移動範囲はXおよびYで100µm×100µm ・静電容量センサーによる分解能0.1nm ・ダイレクトドライブを備えた高速バージョン ・真空対応および非磁性バージ...
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■特徴 ・先端/傾斜角は最大 5 mrad、光学的偏向角は最大10mrad (0.57°) ・10 kHz (0.5インチミラー) までの高い共振周波数により、ダイナミックな動きと高速...
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■特徴 ・コンパクト：面60mm×60mm ・100μm×100μm閉ループ移動範囲 (130μm×130μm、開ループ) ・コスト重視のアプリケーション向け ・有効口径20mm×20mm ・平...
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高解像度顕微鏡用の安価なナノポジショニング システム ■特徴 ・ピエゾ抵抗センサーを使用した安価なコスト最適化設計 ・移動範囲は最大200 µm × 200 µm ×20...
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■応用分野 ・マイクロマシニング ・フォトニクス ・ファイバーポジショニング ・テスト手順と品質保証 ■PICMAピエゾアクチュエータによる優れた寿命® 特許取...
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■特徴 ・平坦度5nm、表面分析および走査型顕微鏡に最適 ・平行運動学による応答時間の短縮と多軸精度の向上 ・移動範囲100μm×100μm ・有効口径56mm×56mm ・容...
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超解像顕微鏡用の静電容量式位置測定 ■特徴 ・最高レベルの安定性と再現性 ・移動範囲は最大200 µm × 200 µm ×200 µm ・E-727USBコントローラーおよびソフト...
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■特徴 ・コンパクトな設計: 高さわずか32mm、リードスクリューダクトやフランジ付きモーターは不要 ・分解能100nmの直接測定リニアエンコーダ ・セルフロック...
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■特徴 ・2軸で高速位置決め ・省スペースかつ軽量 ・高い案内精度 ・10nmの高いセンサー分解能 ・セルフロック、静止時発熱なし ・低騒音運転 ■精密級XYステ...
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製品概要 ■PICMAピエゾアクチュエータによる優れた寿命® 特許取得済みのPICMAピエゾアクチュエータは、オールセラミック絶縁されています。これにより、漏れ...
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■LDなど光学部品の精密ポジショニング及びスキャニング用途に適した、安定性に優れたピエゾ駆動の高精度ステージ ・X, Z, XY, XYZ, 5軸, 回転 ・最大1,500μm...
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株式会社東京インスツルメンツ
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■概要 1軸～3軸までのピエゾステージをお取り扱いしています。コンパクト、堅牢性、帯域幅、解像度、非常に細かい位置決めや閉ループ制御のためのひずみゲー...
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