다자유도 정밀 스테이지 장치에 있어서,외부 프레임과 스테이지 이동부 사이의 결합 요소로 구성되는 유연 힌지(flexure hinge); 및상기 외부 프레임에 설치되어 다수 방향의 이동 자유도로 스테이지를 이동시키기 위한 다수의 압전 소자 구동기(piezoelectric actuator)를 포함하고,3차원 프린터를 이용하여 서로 다른 물성을 가진 둘 이상의 재료로 일체식 구조(monolithic structure)의 스테이지가 제작되고,상기 다수의 압전 소자 구동기는 X축 방향으로 설계된 제1 압전 소자 구동기, 및 서로 대칭되는 Y축 방향으로 설계된 제2 압전 소자 구동기와 제3 압전 소자 구동기로 구성되고,상기 제1 압전 소자 구동기가 움직이면 상기 스테이지가 X축 방향으로 이동하고,상기 제2 압전 소자 구동기와 상기 제3 압전 소자 구동기가 같은 방향으로 움직이면 상기 스테이지가 Y축 방향으로 이동하고,상기 제2 압전 소자 구동기와 상기 제3 압전 소자 구동기가 서로 다른 방향으로 움직이면 상기 스테이지가 θ축 방향으로 이동하고,상기 다자유도 정밀 스테이지 장치는,상기 제1 압전 소자 구동기와 상기 제2 압전 소자 구동기 및 상기 제3 압전 소자 구동기가 설치된 상기 외부 프레임에 설치되어 상기 스테이지의 이동 방향에 대한 변위를 측정하기 위한 변위 센서를 더 포함하고,상기 변위 센서는 상기 압전 소자 구동기에 대응하여 설치되는 정전용량형 센서(capacitive sensor)를 포함하되,상기 제1 압전 소자 구동기에 대응하여 설치된 제1 정전용량형 센서를 이용하여 X축 방향에 대한 변위를 측정하고,상기 제2 압전 소자 구동기에 대응하여 설치된 제2 정전용량형 센서와 상기 제3 압전 소자 구동기에 대응하여 설치된 제3 정전용량형 센서를 이용하여 Y축 방향과 θ축 방향에 대한 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 장치.

제1항에 있어서,상기 유연 힌지의 구조물에는 제1 물성을 지닌 제1 재료가 사용되고, 상기 스테이지의 레버 구조물에는 상기 제1 물성보다 강성의 제2 물성을 지닌 제2 재료가 사용되는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 장치.

제1항에 있어서,상기 유연 힌지의 구조물에는 나일론 필라멘트(nylon filament)가 사용되고, 상기 스테이지의 레버 구조물에는 PLA 필라멘트(polylactic acid filament)가 사용되는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 장치.

제1항에 있어서,상기 유연 힌지는 리프 스프링(leaf spring)과 노치(notch)를 가진 힌지 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 장치.

제1항에 있어서,상기 유연 힌지는 나일론 필라멘트(nylon filament)의 리프 스프링(leaf spring)과 PLA 필라멘트(polylactic acid filament)의 노치(notch)를 가진 힌지 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 장치.

제1항에 있어서,상기 3차원 프린터는 서로 다른 재료를 출력 가능한 FDM(fused deposition modeling) 방식의 프린터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 장치.

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다자유도 정밀 스테이지 제작 방법에 있어서,다자유도 정밀 스테이지는 외부 프레임과 스테이지 이동부 사이의 결합 요소로 구성되는 유연 힌지(flexure hinge); 및 상기 외부 프레임에 설치되어 다수 방향의 이동 자유도로 스테이지를 이동시키기 위한 다수의 압전 소자 구동기(piezoelectric actuator)를 포함하고,상기 다자유도 정밀 스테이지 제작 방법은,서로 다른 둘 이상의 재료를 출력하는 3차원 프린터를 상기 다자유도 정밀 스테이지에 대한 3차원 디자인에 따라 제어함으로써 상기 3차원 프린터에서 출력된 복합 재료로 일체식 구조(monolithic structure)의 스테이지를 제작하고,상기 다수의 압전 소자 구동기는 X축 방향으로 설계된 제1 압전 소자 구동기, 및 서로 대칭되는 Y축 방향으로 설계된 제2 압전 소자 구동기와 제3 압전 소자 구동기로 구성되고,상기 제1 압전 소자 구동기가 움직이면 상기 스테이지가 X축 방향으로 이동하고,상기 제2 압전 소자 구동기와 상기 제3 압전 소자 구동기가 같은 방향으로 움직이면 상기 스테이지가 Y축 방향으로 이동하고,상기 제2 압전 소자 구동기와 상기 제3 압전 소자 구동기가 서로 다른 방향으로 움직이면 상기 스테이지가 θ축 방향으로 이동하고,상기 다자유도 정밀 스테이지는,상기 제1 압전 소자 구동기와 상기 제2 압전 소자 구동기 및 상기 제3 압전 소자 구동기가 설치된 상기 외부 프레임에 설치되어 상기 스테이지의 이동 방향에 대한 변위를 측정하기 위한 변위 센서를 더 포함하고,상기 변위 센서는 상기 압전 소자 구동기에 대응하여 설치되는 정전용량형 센서(capacitive sensor)를 포함하되,상기 제1 압전 소자 구동기에 대응하여 설치된 제1 정전용량형 센서를 이용하여 X축 방향에 대한 변위를 측정하고,상기 제2 압전 소자 구동기에 대응하여 설치된 제2 정전용량형 센서와 상기 제3 압전 소자 구동기에 대응하여 설치된 제3 정전용량형 센서를 이용하여 Y축 방향과 θ축 방향에 대한 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 제작 방법.

제9항에 있어서,상기 유연 힌지의 구조물에는 제1 물성을 지닌 제1 재료가 사용되고, 상기 스테이지의 레버 구조물에는 상기 제1 물성보다 강성의 제2 물성을 지닌 제2 재료가 사용되는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 제작 방법.

제9항에 있어서,상기 유연 힌지의 구조물에는 나일론 필라멘트(nylon filament)가 사용되고, 상기 스테이지의 레버 구조물에는 PLA 필라멘트(polylactic acid filament)가 사용되는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 제작 방법.

제9항에 있어서,상기 유연 힌지는 나일론 필라멘트(nylon filament)의 리프 스프링(leaf spring)과 PLA 필라멘트(polylactic acid filament)의 노치(notch)를 가진 힌지 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 제작 방법.

제9항에 있어서,상기 3차원 프린터는 서로 다른 재료를 출력 가능한 FDM(fused deposition modeling) 방식의 프린터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도 정밀 스테이지 제작 방법.

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