ピエゾステージとは
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。
ピエゾステージの使用用途
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。
- 直動ステージ
- 回転ステージ
- あおり/倒れステージ
- さまざまな機器の精確な移動と位置確保
- 除振動システム
- 高速精密シャッターシステム
ピエゾステージの原理
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