JP2012247805A - ステージ及び顕微鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】曲げ軸を有する顕微鏡のステージが、予測可能な曲げ特性および制限されたクロスカップリング平行移動を提示する。
【解決手段】Ｚアクチュエータに隣接するＺプレートのＺ移動は、実質的に直線状であり、Ｚプレートの遠位側は、曲げコンポーネントに関連するヒンジ軸に対して回転させることが可能であり得る。顕微鏡のステージは、光学軸に実質的に直交して配置されるプレート（１２０）と、該プレートの近位側に動作可能なように結合されたアクチュエータ（１３０）であって、該近位側を該光学軸に実質的に平行な方向に平行移動するように動作可能である、アクチュエータ（１３０）と、該プレートの遠位側に動作可能なように結合された曲げコンポーネント（１６０）であって、ヒンジ軸（１７０）に対するプレートの回転を可能にするように動作可能である、曲げコンポーネント（１６０）とを備えている。
【選択図】図３

Description

（関連出願の引用）
本出願は、２００５年４月８日に出願され「ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ ＳＴＡＧＥ ＷＩＴＨ ＦＬＥＸＵＲＡＬ ＡＸＩＳ」と題された米国仮特許出願第６０／６６９，８２１号の利益を主張し、本明細書によって、該出願の開示は、その全体が参考として援用される。

（発明の分野）
本発明の局面は、概して、ステージに関し、特に、予測可能なＺ平行移動特性および限定されるクロスカップリング平行移動を提示する顕微鏡のステージに関する。

（背景）
顕微鏡のステージは、通常、高い精度であること、および全ての移動軸に沿って反復可能であることが所望される。典型的に、顕微鏡のステージは、３つの直交する軸：Ｘ、ＹおよびＺを有し、これらは、通常、顕微鏡の光学軸によって定義される。大抵のアプリケーションに対して、Ｚ軸に沿った移動は、例えば、約０．１０μｍ未満のステップ距離のような高い解像度、および例えば、同一のターゲットされるＺ軸の位置に対する複数の訪問（ｖｉｓｉｔ）間の約０．２０μｍ未満のエラーのような高い反復性によって特徴付けられるべきである。さらに、顕微鏡システムは、通常、ＺならびにＸおよびＹ座標軸における移動間のクロスカップリングを最小にすることを試みる。なぜならば、このようなクロスカップリングは、画像化動作の間にキャプチャされたデータを歪ませる傾向があり、このことは次に、収集されるデータの質および有用性を減少させるからである。顕微鏡スライドの典型的なＺ走査は、Ｚの全変位１３μｍに対して、０．２０μｍ間隔で得られる６５個の点からなり得る。理想的には、このようなアプリケーションにおけるＸまたはＹにおけるクロスカップリング移動は、約０．４０μｍに制限されるか、または全体を通して全部で１３μｍ未満のＺ走査に制限される。

その開示が本明細書によって、全体が参考として援用される、譲渡人の特許文献１および特許文献２に例示される従来のステージ技術に従って、従来の顕微鏡システムのステージは、一連の直線のスライドをランプ構成で使用する。スライドおよびランプは、協力して、Ｚ次元にステージ上に配置された顕微鏡のスライドをガイドする。Ｚ平行移動を生成するために要求されるこのような複数の直線のスライドの構成は、やむをえず、過制約される（ｏｖｅｒ−ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ）。従って、パーツの許容範囲、仕様および組み立て方法は、非常に正確でなければならず、そうでなければ、スライドは移動の間に互いに「戦う（ｆｉｇｈｔ）」。このことがＺ軸に沿った結合を引き起こし得、高い反復性のエラーを生じる。

米国特許第６，７８１，７５３号明細書 米国特許第５，８１２，３１０号明細書

さらに、従来のシステムは、典型的に、付随する高いコストに関連し、このことは、前述の仕様、許容範囲および組み立て要求から生じる。例えば、６つの別個の直線のスライドおよび複数のカスタムの（ｃｕｓｔｏｍ）機械加工されたプレートまたはスライドマウントが、従来のシステムにおけるＺ軸の平行移動を可能にするために要求される。

（概略）
本発明の実施形態は、従来技術の上記および様々な他の欠点を克服する。本発明は、予測可能なＺ平行移動特性、限定されたクロスカップリング平行移動、高い反復性およびより高い単純性を提示する顕微鏡のステージを提供する。
また、本発明の実施形態は、以下の態様を提供する。
（１）ステージであって、
光学軸に実質的に直交して配置されたプレートと、
該プレートの近位側に動作可能なように結合されたアクチュエータであって、該近位側を、該光学軸に実質的に平行な方向に平行移動するように動作可能である、アクチュエータと、
該プレートの遠位側に動作可能なように結合された曲げコンポーネントであって、該プレートのヒンジ軸に対する回転を可能にするように動作可能である、曲げコンポーネントと
を備えている、ステージ。
（２）前記ヒンジ軸は、前記光学軸を介して見られる対象と実質的に同じ平面に配置される、（１）に記載のステージ。
（３）前記曲げコンポーネントは、曲げヒンジを備えている、（１）に記載のステージ。
（４）前記曲げヒンジは、
第１のカップリングであって、該曲げヒンジが、前記プレートに堅く取り付けられることを可能にする、第１のカップリングと、
第２のカップリングであって、該曲げヒンジが、前記光学軸に沿った所定の位置に固定された構造に取り付けられることを可能にする、第２のカップリングと
を備えている、（３）に記載のステージ。
（５）前記曲げヒンジは、金属、金属合金、プラスチック、複合材料またはポリマからなるグループから選択された１つ以上の材料からなる、（３）に記載のステージ。
（６）前記ヒンジコンポーネントは、ピアノヒンジを備えている、（１）に記載のステージ。
（７）前記ピアノヒンジは、
第１のカップリングであって、該ピアノヒンジが、前記プレートに堅く取り付けられることを可能にする、第１のカップリングと、
第２のカップリングであって、該ピアノヒンジが、前記光学軸に沿って、所定の位置に固定された構造に取り付けられることを可能にする、第２のカップリングと
を備えている、（６）に記載のステージ。
（８）前記ピアノヒンジは、金属、金属合金、プラスチック、複合材料またはポリマからなるグループから選択された１つ以上の材料からなる、（６）に記載のステージ。
（９）前記アクチュエータは、リードネジデバイスを備えている、（１）に記載のステージ。
（１０）前記アクチュエータは、圧電アクチュエータを備えている、（１）に記載のステージ。
（１１）前記アクチュエータは、駆動アクチュエータに結合するベローズを備えている、（１）に記載のステージ。
（１２）前記アクチュエータは、ステージフレームと結合されている、（１）に記載のステージ。
（１３）前記アクチュエータは、直線のスライドを介して、前記プレートに動作可能なように結合されている、（１）に記載のステージ。
（１４）前記アクチュエータは、運動学的手段を介して、前記プレートに動作可能なように結合されている、（１）に記載のステージ。
（１５）ステージであって、
光学軸に実質的に直交して配置されたプレートであって、ヒンジ軸に対する該プレートの回転が可能なように動作可能な遠位曲げ部分を備えている、プレートと、
該プレートの近位側に動作可能なように配置されたアクチュエータであって、該近位側を該光学軸に実質的に平行な方向に平行移動するように動作可能であるアクチュエータと
を備えている、ステージ。
（１６）ステージの移動を提供する方法であって、該方法は、
光学軸に実質的に直交して配置されたプレートを提供することと、
該プレートの近位側を、該光学軸に実質的に平行な方向に平行移動することと、
該プレートがヒンジ軸に対して回転することを可能にすることと
を包含する、方法。
（１７）前記平行移動することは、アクチュエータを前記プレートの前記近位側に結合することを包含する、（１６）に記載の方法。
（１８）前記ヒンジ軸に対する前記アクチュエータの位置を選択的に調節することをさらに包含する、（１７）に記載の方法。
（１９）前記平行移動することは、直線のアクチュエータ機構を利用することをさらに包含する、（１７）に記載の方法。
（２０）前記提供することは、前記プレートを曲げコンポーネントに結合することを包含する、（１６）に記載の方法。
（２１）前記提供することは、前記プレートをピアノヒンジに結合することを包含する、（１６）に記載の方法。
（２２）前記提供することは、前記ヒンジ軸を前記プレートに組み込むことを包含する、（１６）に記載の方法。
（２３）前記提供することは、前記ヒンジ軸を、前記光学軸を介して観測された対象と実質的に同一の平面に配置することを包含する、（１６）に記載の方法。

かかる本願発明によれば、予測可能なＺ平行移動特性、限定されたクロスカップリング平行移動、高い反復性およびより高い単純性を提示することができる。

図１は、予測可能なＺ平行移動および限定されたクロスカップリング平行移動を提示する顕微鏡のステージの一実施形態の簡略化された平面図である。 図２は、予測可能なＺ平行移動および限定されたクロスカップリング平行移動を提示する顕微鏡のステージの一実施形態の簡略化された断面図である。 図３は、予測可能なＺ平行移動および限定されたクロスカップリング平行移動を提示する顕微鏡のステージの一実施形態の簡略化された断面図である。 図４は、図２に図示される顕微鏡のステージおよび曲げコンポーネントの詳細な断面図である。 図５は、曲げコンポーネンとの一実施形態の斜視図である。 図６は、５μｍの走査間隔で得られる１５０μｍのＺ走査の間に収集されたＸ−Ｚ平面における点広がり関数テスト結果（ＰＳＦ）を図示する。 図７は、５μｍの走査間隔で得られる１５０μｍのＺ走査の間に収集されたＸ−Ｚ平面における点広がり関数テスト結果（ＰＳＦ）を図示する。 図８は、５μｍの走査間隔で得られる１５０μｍのＺ走査の間に収集されたＸ−Ｚ平面における点広がり関数テスト結果（ＰＳＦ）を図示する。 図９は、Ｚの移動範囲全体にわたって３点において、曲げステージ上で得られるＰＳＦを図示する。 図１０は、Ｚの移動範囲全体にわたって３点において、曲げステージ上で得られるＰＳＦを図示する。 図１１は、Ｚの移動範囲全体にわたって３点において、曲げステージ上で得られるＰＳＦを図示する。

（詳細な説明）
様々な実施形態の前述および他の局面は、添付する図面と関連して、それらの以下の詳細な記載の調査をすると明らかになる。

本発明の特定の実施形態に従って構成され、動作可能な顕微鏡のステージは、Ｚ軸の動きまたは平行移動に対する曲げ設計を利用し、そのような例示的な実施形態においては、１枚のＺプレートが、枢動可能に（ｐｉｖｏｔａｌｌｙ）取り付けられることにより、それが一方の端部において１つ以上の曲げコンポーネント上で旋回することが可能にされ得、一方でもう一方の端部は、Ｚ軸に実質的に平行に、Ｚ次元において平行移動される。特に小さいＺ平行移動に対して、Ｘ軸と呼ばれる、Ｚ回転軸に垂直な１つの軸におけるクロスカップリングが無視され得ることが認識される。一部の実施形態において、例えば、１３μｍのＺ走査は、Ｘにおいて、ほんの約０．０１３μｍのクロスカップリングの平行移動という結果を生じ得る。これは、ステージのジオメトリに部分的に基づいた理論値ベースであり、幾つかの実践的なアプリケーションにおいて、Ｘ軸およびＹ軸の両方に沿った期待されるクロスカップリングの平行移動は、他のステージの効果によって、典型的にはより大きくなり得る。

Ｚ次元に平行移動するための曲げコンポーネントの使用は、顕微鏡のステージの設計を非常に簡単にし得、組み立て時間およびコンポーネントのコストを減少させ得る。伝統的なＺ平行移動のインプリメンテーションにおいて現在使用される６個の直線のスライドおよびサポート構造は、本発明の特定の実施形態においては省略され得る。

ここで図面を参照して、図１は、予測可能なＺ平行移動の特徴および限定されたクロスカップリングの平行移動を提示する顕微鏡のステージの１つの例示的な実施形態の簡略された平面図であり、図２および図３は、該実施形態の簡略化された断面図である。図４は、顕微鏡のステージおよび図２〜図３に図示された曲げコンポーネントの１つの実施形態の詳細な断面図である。図５は、曲げコンポーネントの１つの実施形態の斜視図である。

図１〜図３に描かれるインプリメンテーションに従って、例示的な顕微鏡のステージ１００は、Ｘ−Ｙ平行移動テーブルベース１１０と、Ｚプレート１２０と、Ｚアクチュエータ１３０と、ＸおよびＹアクチュエータ１４０と、ステージフレーム１５０と、１つ以上の曲げコンポーネント１６０とを含み得る。例えば、Ｚアクチュエータ１３０またはＸおよびＹアクチュエータ１４０のようなアクチュエータは、手動の、機械的な、電気的な、電気機械的な、または他のデバイスまたはコンポーネントを備えることにより、移動をもたらす。曲げコンポーネント１６０のような曲げコンポーネントは、ヒンジ軸に対する回転をもたらすデバイスまたはコンポーネントを備え得る。典型的な顕微鏡システムは、例えば、計測フレーム（図示されない）のような追加のエレメントを含み得、これに対して、様々な描かれるエレメントが、しっかりと、または移動可能に取り付けられ得ることが認識される。例えば、光学部品、画像およびデータ収集装置、電気的または電子的制御システムならびに関連する顕微鏡のステージコンポーネントのような従来の顕微鏡システムの一般的なエレメントが、明確さのために図面から省略されている。

Ｚアクチュエータ１３０は、曲げコンポーネント１６０と対向する顕微鏡ステージ１００の側に配置され得ることが認識される。多くのアプリケーションに対して、Ｚアクチュエータ１３０は、ステップモータ駆動のリードネジデバイスまたは直流（ＤＣ）モータ駆動のリードネジデバイスのいずれかに組み込まれ得るか、または上記デバイスを備え得、上記デバイスは、例えば、現在利用可能、または公知の原理に従って開発され、動作可能な、圧電アクチュエータ機構、駆動アクチュエータシステムと結合するベローズあるいは任意の他のリニアアクチュエータ機構のようなものである。ＸおよびＹにおける、すなわち、曲げコンポーネント１６０のヒンジ軸１７０（図５を参照）に対するＺアクチュエータの位置または配向（および結果とステージに及ぼされるトルク）は、調節され得るか、そうでなければ選択的に変更され得ることにより、完全設計の性能を最適化する。一部の実施形態において、Ｚアクチュエータ１３０は、例えば、ステージフレーム１５０に、しっかりとまたは堅く取り付けられ得る。あるいは、Ｚアクチュエータ１３０は、Ｘ−Ｙ平行移動テーブルベース１１０またはＺプレート１２０に、しっかりとまたは堅く取り付けられ得る。特定の実施形態において、Ｚアクチュエータ１３０は、Ｚ平行移動を提供するためにランプ構成における直線のスライドを使用するように構成され得る。Ｚプレート１２０の光学軸（Ｚ軸）に沿った移動は、ヒンジ軸１７０に対してＺプレート１２０が純粋に旋回運動することによって実現される。

動作において、Ｚアクチュエータ１３０は、例えば、Ｚプレート１２０と動作可能に結合され得、Ｚ次元における平行移動を提供するために使用され得る。Ｚアクチュエータ１３０は、例えば、Ｚプレート１２０の平面上を滑る球状のアクチュエータチップを有するＺアクチュエータのような運動学的手段を介して、あるいはＺプレート１２０に動作可能なように取り付けられるＸ−Ｙ直線スライドと接触し、Ｚアクチュエータチップに対して移動するＺアクチュエータチップを介して、Ｚプレート１２０と動作可能なように結合され得る。図２に最良に図示されるように、Ｚアクチュエータ１３０の近位側でのＺプレート１２０のＺ次元における動作は、実質的に直線状、すなわちＺ軸に平行であり得、逆に、Ｚプレート１２０の遠位側は、Ｚプレート１２０のＺアクチュエータ１３０に対向する側に位置する曲げコンポーネント１６０と関連するヒンジ軸１７０（図５を参照）に対して回転することが可能にされ得る。Ｘ次元における移動は、特に、全てのＺの平行移動が小さくなることが予期される場合には、多くの顕微鏡画像化処理に対して許容可能であり得る。上記のように、多くの顕微鏡のアプリケーションに対するＺの移動（ｔｒａｖｅｌ）の全範囲は、典型的に、約１．０ｍｍのオーダであることが期待されるが、本明細書において図示され、記載されるような顕微鏡のステージは、さらに大きなＺの移動が認識される場合には、有効性を有し得る。

特定の実施形態において、曲げコンポーネント１６０は、Ｘ−Ｙベースカップリング１８０、Ｚプレートカップリング１９０およびヒンジ軸１７０によって特徴付けられ得る。図４および図５に図示されるように、Ｘ−Ｙベースカップリング１８０は、曲げコンポーネント１６０が、Ｘ−Ｙ平行移動ベース１１０に堅く取り付けられることを可能にし得、Ｘ−Ｙ平行ベース１１０は、典型的にＺ次元に固定される。同様に、Ｚプレートカップリング１９０は、曲げコンポーネント１６０が、Ｚプレート１２０に堅くまたはしっかりと取り付けられることを可能にし得る。動作の間、Ｚプレート１２０が、Ｚアクチュエータ１３０によって平行移動される場合には、本明細書において記述されたように構成され、動作可能な、曲げコンポーネント１６０は、Ｚプレート１２０がヒンジ軸１７０に対して回転することを可能にし得る。Ｘ−Ｙベースカップリング１８０およびＺプレートカップリング１９０に対するヒンジ軸１７０の距離および配向は、全体のＺ平行移動の要求、材料の剛性率、Ｚプレート１２０の設計または前述および他の因子の組み合わせに従って、選択的に調節され得る。特定の実施形態において、ヒンジ軸１７０は、対象、試験体または観測されるサンプルが配置される面と実質的に同一の面に配置される。

特に、曲げコンポーネント１６０に関連する構成および構造エレメントは、様々な変更を受けやすいことに留意されたい。サイズ、形状、材料選択およびＸ−Ｙベースカップリング１８０およびＺプレートカップリング１９０のそれぞれの構成が、例えば、ステージの設計およびシステムの要求全体に適応するように変更され得る。

図２〜図５に図示される例は、特定の実施形態を用い、これらにおいて、曲げコンポーネント１６０は、曲げタイプのヒンジ、換言すると、作動力に応答して曲がるヒンジを備えている。適切な曲げヒンジは、アルミニウム、鋼鉄、チタン、ニッケル、真ちゅう、他の金属、ならびに適切な堅さ、剛性率、熱伝導特性および他の特性を提示する様々な金属合金、またはこれらの組み合わせから製造され得る。金属または合金の実施形態は、例えば、使用される材料のタイプ、曲げヒンジの形状の複雑さ、またはこれらおよび他の要因の組み合わせに依存してフォージされ（ｆｏｒｇｅｄ）得るか、またはミルされ（ｍｉｌｌｅｄ）得る。さらに、またはあるいは、曲げヒンジの様々なセクションまたは全体は、プラスチック、ポリマまたは複合材料からなり得るか、またはプラスチック、ポリマまたは複合材料を組み込み得、これらは強度、剛性率、熱伝導特性、および金属の実施形態に関して上記された他の特性に従って選択され得る。当業者は、適切な曲げヒンジに対する金属の選択および製造技術が、アプリケーション特有であり得、これと関連して曲げヒンジが使用され得るステージに対する多数の使用に依存し得ることが意図されることを認識する。

特定の実施形態に対して、曲げヒンジは、より単純な製造を円滑化し得、かつ持続性のある曲げ特性を有するヒンジを生成し得る。なぜならば、多くの顕微鏡アプリケーションに対する予期される移動の全範囲が、典型的には、相対的に小さくなる（典型的には約１．０ｍｍのオーダ）ことが予期されるからである。Ｚ次元におけるさらなる予期される平行移動に対して、ロバストなピアノヒンジまたはピアノヒンジアセンブリが交互に使用され得る。

特定の実施形態において、曲げコンポーネントは、伝統的なタイプのヒンジによって具体化され得る。別名をピアノヒンジという伝統的なタイプのヒンジは、軸またはピンを備えており、これに対して、他のパーツが互いに対して移動し得る。適切なピアノヒンジは、曲げヒンジに対して上記される様々な材料から製造され得る。当業者は、適切なピアノヒンジに対する材料選択および製造技術が、アプリケーション特有であり得、例えば、これと関連して曲げヒンジが使用され得るステージに対する多数の使用に依存し得ることが意図されることを認識する。

特定の実施形態において、曲げヒンジ１６０は、Ｚプレート１２０またはＸ−Ｙ平行移動テーブルベース１１０のいずれかに組み込まれ得る。このような実施形態において、別個の曲げコンポーネント１６０が省略され得る。曲げコンポーネント１６０の代わりに、ヒンジ軸１７０がＺプレート１２０、Ｘ−Ｙ平行移動テーブルベース１１０、またはＺプレート１２０およびＸ−Ｙ平行移動テーブルベース１１０の両方に組み込まれ得る。ヒンジ軸１７０の組み込みは、例えば、様々な位置で様々な程度で、Ｚプレート１２０、Ｘ−Ｙ平行移動テーブルベース１１０、またはＺプレート１２０およびＸ−Ｙ平行移動テーブルベース１１０の両方を機械加工することを介して達成され得、その結果Ｚプレート１２０、Ｘ−Ｙ平行移動テーブルベース１１０、またはＺプレート１２０およびＸ−Ｙ平行移動テーブルベース１１０の両方が典型的に予測可能な曲げ特性を提示する。

本明細書において図示され記載された曲げヒンジコンポーネントを組み込むステージの設計の一実施形態は、実験室の顕微鏡システムにおける使用でテストされた。評価される主なエリアは、Ｚ走査およびポイント訪問を行った。結果は２つの異なる伝統的なタイプのステージを用いて得られた結果と比較された。通常は、曲げステージのテストプロトコルからの結果は、従来のステージを用いて得られる結果と少なくとも同程度良好であった。

テスト変数を最小化するために、大きな作動距離を提供する（大きなＺ走査を可能にする）ために、４０倍のｗａｔｅｒ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅを用いて、全てのデータは収集される。全てのステージは、曲げステージに対するＺ軸を除いて、同一な直線の平行移動のアクチュエータ機構を用いて動作され、これは異なるアクチュエータ機構の形式およびモデルを使用される。

（Ｚ ＰＳＦテスト）
点広がり関数（ＰＳＦ）テストを行うために、Ｚ走査は、ステージの作業用ボリュームの様々な位置に配置されたビーズスライドを用いて得られた。Ｘ−Ｚ断面上の曲げステージの設計の効果の可能性を決定するために、テストの１つの局面が検索された。図６〜図８は、ＰＳＦが、５μｍの走査間隔で得られる１５０μｍのＺ走査の間に収集されたことを図示する。

図６〜図８の画像は、テスト下の各ステージ上の１５０μｍのＺ走査を表す。これらの走査は、５μｍの走査間隔で得られた。これらのタイプの画像は、非対称の画像、チルトする画像、または両方の提示によって証明された、任意の超過したステージのクロスカップリングの検出を助け得る。走査はまた、１５０μｍの移動範囲全体にわたる点対称の変化を探すために使用され、これは様々なＺ性能を示す。全部で３つのステージが類似の画像対称性を示し、Ｚ断面化の性能が類似することを示す。

図９〜図１１は、ＰＳＦが、Ｚ移動範囲全体にわたる３点における曲げステージ上で得られたことを図示する。これらの走査は、標準の０．２０μｍの走査間隔で、１３μｍの距離であった。Ｚの原点は、水平に（または光学軸に垂直に）配置されたＺプレートとして定義された。３つの名目上の走査位置は、Ｚ＝−２００μｍ、Ｚ＝０（原点）およびＺ＝＋２００μｍであった。これは、４００μｍのＺ範囲を覆い、これはプロトタイプの曲げステージ設計の能力を示す。これらの走査はまた、Ｚの移動エンベロープ全体にわたるＺ断面図における不規則性を探すために使用された。全部で３つのビーズが、ほぼ同一の光学的深さにおいて走査された。ＸおよびＹの位置はまた、各点に対して変化するが、プロトタイプ設計の制限によって、移動は、約８ｍｍ平方のエリアに制限された。このエリアは、Ｘ軸のスライドに対する移動条件の終了を含み、これはＺの安定性に対する最小の堅さ（最悪の場合）のシナリオを生成した。全部で３つの点が予期される対称性を示し、Ｘ−Ｚクロスカップリングがデータの質に認識可能な効果を有さないことを示す。

Ｙ−Ｚ画像をテストする部分として、ＰＳＦはまた作成された。これらはＸ−Ｚ画像と類似するように見えた。

（Ｘ−Ｙ−Ｚポイント訪問テスト）
この一連のテストは、典型的なポイント訪問実験の間のステージ反復性を有効にするために行われた。実験は、３点の走査を構成し、各点は１０回訪問された。各点が訪問された場合に、Ｚ走査はまた行われた。各走査シーケンスに対する全部のＸ−Ｙステージ動作は、約４ｍｍであった。

追加のポイント訪問テストはまた、図１〜図５を参照して図示および上記された曲げステージ上で行われ、これは多くのシーケンス当たりのポイント（１０まで）を含み、実験はまた、訪問された各点において、１３μｍのＺ部分を得た。通常、Ｘ−Ｙの反復性エラーは、所与のＸ−Ｙ位置において収集された全ての点に対して０．３５μｍを超えない。このエラーの値は、熱ドリフトおよび「騒がしい」環境からの影響の可能性を示した。

本発明は、制限するためではなく、例示のためにのみ、特定の実施形態を参照して詳細に図示され、記載されている。当業者は、例示的な実施形態に対する様々な変更が、本開示の範囲および期待の範囲内であることを認識する。従って、他の実施形態は、添付する特許請求の範囲の範囲内である。

１２０ Ｚプレート
１３０ Ｚアクチュエータ
１６０ 曲げコンポーネント
１７０ ヒンジ軸

Claims (12)

1. 光学軸に実質的に直交するヒンジ軸に対してプレートが純粋に旋回運動することによって前記プレートの前記光学軸に沿った移動が実現されることを特徴とする精密なステージ。
2. 前記プレートの近位側に動作可能なように結合されたアクチュエータであって、該近位側を、該光学軸に実質的に平行な方向に平行移動するように動作可能である、アクチュエータと、
   前記プレートの遠位側に動作可能なように結合された曲げコンポーネントであって、該プレートのヒンジ軸に対する回転を可能にするように動作可能である、曲げコンポーネントと
   を備えている、請求項１に記載のステージ。
3. 前記ヒンジ軸は、前記光学軸を介して見られる対象と実質的に同じ平面に配置される、請求項１に記載のステージ。
4. 前記曲げコンポーネントは、曲げヒンジを備えている、請求項１に記載のステージ。
5. 前記曲げヒンジは、
   第１のカップリングであって、該曲げヒンジが、前記プレートに堅く取り付けられることを可能にする、第１のカップリングと、
   第２のカップリングであって、該曲げヒンジが、前記光学軸に沿った所定の位置に固定された構造に取り付けられることを可能にする、第２のカップリングと
   を備えている、請求項３に記載のステージ。
6. 前記曲げヒンジは、金属、金属合金、プラスチック、複合材料またはポリマからなるグループから選択された１つ以上の材料からなる、請求項３に記載のステージ。
7. 前記ヒンジコンポーネントは、ピアノヒンジを備えている、請求項１に記載のステージ。
8. 前記アクチュエータは、リードネジデバイス、圧電アクチュエータ、又は駆動アクチュエータに結合するベローズを備えている、請求項１に記載のステージ。
9. 前記アクチュエータは、ステージフレームと結合されている、請求項１に記載のステージ。
10. 前記アクチュエータは、直線のスライド又は運動学的手段を介して、前記プレートに動作可能なように結合されている、請求項１に記載のステージ。
11. 前記ヒンジ軸に対する前記プレートの回転が可能なように動作可能な遠位曲げ部分を備えている、請求項１に記載のステージ。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項のステージを有する顕微鏡システム。