| 主权项 |
1.一种操作一设备之方法,其包含: (A)启动一微致动器以相对于一支撑结构来平移一 物件,其中该微致动器系连结在该支撑结构上;以 及 (B)在微致动器启动期间,至少可实质上防止动量由 该微致动器转移至该支撑结构上。2.如申请专利 范围第1项之方法,其中该微致动器系包含一压电 致动器,其具有第一及第二相对端,其中该物件系 在启动步骤期间与该压电致动器之第一端部一起 移动,且其中该防止步骤系包含将该压电致动器连 结至该支撑结构,使得在启动步骤期间,该压电致 动器系可平移该物件而不会施加任何净力于该支 撑结构上。3.如申请专利范围第2项之方法,其中该 微致动器系进一步包含1)一第一可挠曲安装件,其 系将该压电致动器之第一端部安装至该支撑结构, 以及2)一第二可挠曲安装件,其系将该压电致动器 之第二端部安装至该支撑结构,且其中该第一及第 二安装件系可随着该压电致动器之启动而挠曲。4 .如申请专利范围第2项之方法,其中该防止步骤系 包含防止动量由该压电致动器转移至该支撑结构 。5.如申请专利范围第4项之方法,其中 所有随着该压电致动器之第一端部之运动而移动 之结构系具有一第一总和质量M1,且所有随着该压 电致动器之第二端部之运动而移动之结构系具有 一第二总和质量M2,其中 该第一及第二安装件系分别具有K1及K2之坚硬度, 其中 K1系小于K2,且其中 该防止步骤系包含满足以下之方程式: M1K1=M2K2。6.如申请专利范围第5项之方法,其中 在压电致动器运动期间,该压电致动器之第一及第 二端部系分别以第一及第二速度V1及V2来移动,且 其中 该防止步骤系包含满足以下之方程式: M1V1=M2V2。7.如申请专利范围第6项之方法,其进一步 包含藉由改变该质量M2且同时监视该设备相对于 该质量改变所产生之频率共振特征,以及决定一至 少在微致动器激发频率之整个范围中不会产生共 振及逆共振之质量M2,而决定出该可以满足M1V1=M2V2 之质量M2値。8.如申请专利范围第6项之方法,其进 一步包含藉由一阻尼材料而防止该压电致动器之 运动,其中该阻尼材料系与该压电致动器相接触。 9.如申请专利范围第2项之方法,其中 该压电致动器系包含一第一压电致动器,其系在启 动步骤期间施加作用力于该支撑结构,其中 该致动器组件系进一步包含一第二压电致动器,且 其中 该防止步骤系包含在该第一压电致动器启动期间 启动该第二压电致动器,以施加净力在该支撑结构 上,其中该净力系1)大致与该由第一压电致动器施 加在支撑结构上之力量的量値相等,且2)其方向系 与由该第一压电致动器施加至支撑结构上之作用 力的方向相反。10.如申请专利范围第1项之方法, 其进一步包含藉由一与该微致动器相接触之阻尼 材料而防止该微致动器产生运动。11.如申请专利 范围第10项之方法,其中该阻尼材料系一种聚合材 料。12.如申请专利范围第1项之方法,其中该设备 系包含一种探针式测量设备,且进一步包含: (A)藉由该设备之探针来扫描一样本之表面,其中一 由该探针及样本其中一者所构成之可平移元件系 安装在该微致动器上,且该微致动器系安装在该支 撑结构上; (B)监视该探针/样本之相互作用在该探针上所形成 之结果;以及 (C)依照该监视步骤而在回馈控制下启动该微致动 器。13.如申请专利范围第12项之方法,其中 该微致动器系包含一Z致动器,其系可使该可平移 元件沿着一相对于该样本之轴线而移动,其中 该支撑结构系包含一XY致动器组件,其系可使该可 移动元件在一大致垂直于该轴线之平面上平移,且 进一步包含藉由使用一与该XY致动器组件相接触 之阻尼材料而防止该XY致动器组件产生运动。14. 如申请专利范围第1项之方法,其中 该微致动器系在启动步骤期间施加作用力于该支 撑结构,且其中 该防止步骤系包含在启动期间施加净力在该支撑 结构上,其中该净力系1)大致与该由微致动器施加 在支撑结构上之力量的量値相等,且2)其方向系与 由该微致动器施加至支撑结构上之作用力的方向 相反。15.一种方法,其包含: (A)藉由一探针来扫描一样本之表面,其中一由该探 针及样本其中一者所构成之可平移元件系安装在 该微致动器上,且该微致动器系安装在该支撑结构 上,该致动器组件系包括一压电致动器,其系具有 一第一连接点可使该可平移元件支撑于其上,且具 有一第二连接点; (B)监视该探针/样本之相互作用在该探针上所形成 之结果;以及 (C)依照该监视步骤而在回馈控制下启动该微致动 器;以及 (D)在压电致动器启动期间,控制在该致动器组件与 该支撑结构之间的相互作用,以防止任何净力由该 压电致动器作用在该支撑结构上,因而藉由防止在 该支撑结构中之引致共振而增加探针频宽。16.一 种方法,其包含: (A)藉由一探针来扫描一样本之表面,其中一由该探 针及样本其中一者所构成之可平移元件系支撑在 该具有第一及第二端部之压电致动器之第一端部 上,且该压电致动器之第一端部系经由一第一可挠 曲安装件而安装在该压电致动器之第一端部上,且 该压电致动器之第二端部则系经由一第二可挠曲 安装件而安装在该支撑结构上。 (B)监视该探针/样本之相互作用在该探针上所形成 之结果; (C)依照该监视步骤而在回馈控制下启动该微致动 器,以使得该探针/样本之相对运动系可以维持至 少一探针操作参数保持固定,其中在该启动步骤期 间,该第一及第二安装件系以相反方向来加以挠曲 ,且该压电致动器系会扩张而不会在该支撑结构上 施加任何净力,因而藉由防止在该支撑结构中之引 致共振而增加探针频宽。17.如申请专利范围第16 项之方法,其中 所有随着该压电致动器之第一端部之运动而移动 之结构系具有一第一总和质量M1,且所有随着该压 电致劝器之第二端部之运动而移动之结构系具有 一第二总和质量M2,其中 在压电致动器运动期间,该压电致动器之第一及第 二端部系分别以第一及第二速度V1及V2来移动,且 其中 该防止步骤系包含设定该质量M1及M2,而使其彼此 可以满足以下之方程式: M1V1=M2V2。18.如申请专利范围第17项之方法,其进一 步包含藉由改变该质量M2且同时监视该设备相对 于该质量改变所产生之频率共振特征,以及决定一 至少在微致动器激发频率之整个范围中不会产生 共振及逆共振之质量M2,而决定出该可以满足M1V1=M2 V2之质量M2値。19.一种设备,其包含: (A)一致动器支撑结构; (B)一物件;以及 (C)一致动器组件,可使该物件支撑于其上,且该致 动器组件系支撑在该致动器支撑结构上,该致动器 组件系包括一微致动器,其系设计成可以与该致动 器支撑结构相互作用,使得不会有任何由该微致动 器启动后所产生之净力施加在该致动器支撑结构 上。20.如申请专利范围第19项之设备,其中该致动 器组件系进一步包含一可挠曲安装件配置,其系用 以将该微致动器连接至该致动器支撑结构。21.如 申请专利范围第19项之设备,其中该微致动器系包 含一压电致动器,其系具有至少第一及第二连接点 。22.如申请专利范围第21项之设备,其中该致动器 支撑结构系具有一凹室形成于其中,且其中该压电 致动器系至少部分地位在该凹室中,且其中该致动 器组件系进一步包含一可挠曲安装件,其系由该压 电致动器延伸至该凹室之周缘表面上。23.如申请 专利范围第22项之设备,其中该安装件系一第一可 挠曲安装件,其系由该压电致动器之第一连接点延 伸至该凹室之周缘表面,且其中该致动器组件系进 一步包含一第二可挠曲安装件,其系由该压电致动 器之第二连接点延伸至该凹室之周缘表面。24.如 申请专利范围第23项之设备,其中两安装件系具有 大致相同之坚硬度。25.如申请专利范围第23项之 设备,其中该物件系安装在该第一安装件,其中该 第二安装件系比第一安装件还坚硬,且其中该致动 器组件系进一步包含一额外的质量,其系位在该第 二安装件上,使得该第二安装件及额外质量之总和 质量M2系比该第一安装件与该物件之总和质量M1还 要重,而使得M1对M2之比値系至少相等于该第一安 装件之坚硬度对第二安装件之坚硬度之比値。26. 如申请专利范围第22项之设备,其中该压电致动器 系一第一压电致动器,其系具有第一及第二连接点 ,且该安装件系一第一可挠曲安装件,其中该致动 器支撑结构系进一步包含一较坚硬之横杆,其系延 伸通过该凹室,且其系具第一及第二相对侧边,其 中该第一压电致动器之第二连接点系安装在该横 杆之第一侧边,且该物件系安装在该第一压电致动 器之第一连接点,其中该致动器组件进一步包含1) 一第二压电致动器,其系具有一连接点,其系安装 在该横杆之第二侧边,以及2)一第二可挠曲安装件, 其系由该第二压电致动器延伸至该凹室之周缘表 面。27.如申请专利范围第21项之设备,其中该致动 器组件系进一步包含一阻尼材料,其系配置在该凹 室中而与该压电致动器相接触。28.如申请专利范 围第19项之设备,其中该致动器组件系进一步包含 一阻尼材料,其系与该致动器相接触。29.如申请专 利范围第28项之设备,其中该阻尼材料系包含一聚 合材料。30.如申请专利范围第19项之设备,其中该 物件系包含一探针,其系用以测量一样本之特征。 31.如申请专利范围第30项之设备,其中该微致动器 系包含一Z致动器,其系可使该探针沿着一相对于 该样本之轴线而移动,且其中该支撑结构系包含一 XY致动器组件,其系可使该探针在一大致垂直于该 轴线之平面上平移,且该Z致动器系安装在该平面 上。32.如申请专利范围第31项之设备,其进一步包 含一聚合阻尼器,其系与该XY致动器组件相接触。 33.如申请专利范围第30项之设备,其中该设备系一 种扫描式探针显微镜。34.一种设备,其包含: (A)一致动器支撑结构,其系具有一凹室形成于其中 ; (B)一样本支撑件; (C)一探针;以及 (D)一致动器组件,可使该探针支撑于其上,且该致 动器组件系至少部分地安装在该凹室中,该致动器 组件系包括 (1)一微致动器,其系设计成可以相应于由于探针/ 样本相互作用而造成之探针操作变化之回馈控制 下,使该探针产生位移,以及 (2)一可挠曲安装件,其系由该致动器延伸至该凹室 之周缘表面,其中该致动器组件系设计成可以与该 致动器支撑结构相互作用,使得不会有任何由该微 致动器启动后所产生之净力施加在该致动器支撑 结构上。35.一种自动力显微镜,其包含: (A)一骨架; (B)一样本支撑件,其系连接至该骨架; (C)一探针; (D)一电脑; (E)一感应器,其系可以监视该探针之操作,且其系 可以将讯号传送至该电脑; (F)一XY致动器组件,其系安装在该骨架上,且其系具 有一自由端,该自由端系可以在X-Y平面上移动; (G)一Z致动器组件,其系安装在该XY致动器组件之自 由端,且于其上系安装一可平移元件,该可平移元 件系由该探针及样本之其中一者所构成,该Z致动 器组件系包括一Z致动器,其系设计成可以在该电 脑之回馈控制下使该可平移元件在一垂直于X-Y平 面之Z方向上移动,使得在该探针/样本之相对移动 期间可以使一指定之探针操作参数保持固定不变, 其中该Z致动器组件系设计成可以与该XY致动器组 件相互作用,使得不会有任何由于该Z致动器启动 后而由Z致动器组件所产生之净力施加在该XY致动 器组件。图式简单说明: 第一图系概要地显示一AFM,其系采用本发明之一较 佳实施例; 第二图系显示第一图之AFM之结构元件,其系略微概 要性地显示第一图之结构; 第三图系概要地显示一理论性之设计,其系用以防 止净力由第一图及第二图之AFM之Z致动器组件转移 至其支撑结构; 第四图系一截面视图,其中显示一致动器组件之一 部分的第一实用实施例,其包括一微致动器,其系 设计成可以达到第三图之理论性组件之功效; 第五图系一致动器组件之一部分的截面视图,其系 包括一依照本发明之第二实用实施例所建构之微 致动器; 第六图系一致动器组件之一部分的截面视图,其系 包括一依照本发明之第三实用实施例所建构之微 致动器;及 第七图A至第七图C系频率共振图,其中显示不同微 致动器质量相对于激发频率之变化的反应。 |
