(57)【要約】  光学的検査器具（２）に対して検査されるべきサンプル（８）を位置決めするサンプル位置決め用ステージ（４）である。ステージは、検査されるサンプルが支持され得る第１の概ね平らな本体（１８）と、第１の本体（１８）に直接に連結される第２の本体（２０）とを備え、第１の本体及び第２の本体の間に、少なくとも１つの剛性のベアリング（４３,４５）及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリング（４７）が介されている。少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、互いに概ね対向して配列されている。第１の本体及び第２の本体は、ベアリングを介して、第１の概ね平らな本体の平面にほぼ平行な方向で互いに対して予圧されている。ステージはさらに、第１の本体及び第２の本体を互いに対して第１の平面において位置入力装置から受け取られた要求相対位置に向けて駆動すべく作動可能な動力駆動システム(９８)を備えている。ステージはまた、第１の本体及び第２の本体の相対位置の測定値をもたらす位置検知装置を備えている。
2010515943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的検査装置に対して検査されるべきサンプルを位置決めするサンプル位置決め用ステージであって、該ステージは、
検査されるべきサンプルが支持され得る第１の概ね平坦な本体、
第２の本体であって、第１の本体と第２の本体との間に設けられた少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングを介して、第１の本体に直接的に連結され、該少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは概ね互いに対向して配列され、且つ、該第１の本体及び第２の本体は、該第１の概ね平坦な本体の平面に実質的に平行な方向にベアリングを介して互いに対し予圧され、及び該第２の本体に対する該第１の本体の移動が、ベアリングを介して、該第１の本体の平面に実質的に平行な第１の平面に拘束されるように構成されている第２の本体、
位置入力装置から受け取られる要求された相対位置に向けて、該第１の本体及び第２の本体を互いに該第１の平面内で駆動すべく作動可能な動力駆動システムであって、その駆動力を、該少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも該少なくとも１つの剛性のベアリングの近くで該ステージに付与する動力駆動システム、及び
該少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも該少なくとも１つの剛性のベアリングの近くの、該第１の本体及び第２の本体の少なくとも１つにおいて、該第１の本体及び第２の本体の相対位置の計測値を提供する位置検知装置、
とを備えることを特徴とするサンプル位置決め用ステージ。
【請求項２】
該少なくとも１つの剛性のベアリングは、該第１の本体及び第２の本体の１方に少なくとも１つのトラックと、該第１の本体及び第２の本体の他方に該トラックとベアリング係合する少なくとも１つのランナーとを備えることを特徴とする請求項１に記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項３】
該動力駆動システムは、相対移動を生じさせるためにべく該トラックに作用することを特徴とする請求項２に記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項４】
該動力駆動システムは、該トラックのベアリング表面に作用することを特徴とする請求項３に記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項５】
該トラックに該動力駆動システムにより印加される力の方向は、ベアリングの接触ラインに実質的に平行に延在していることを特徴とする請求項４に記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項６】
該動力駆動システムがトラックのベアリング表面に作用している点は、ベアリングの接触ライン上に実質的に存在していることを特徴とする請求項４又は５に記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項７】
第１の本体及び第２の本体の相対的な移動は、ベアリングを介して、該第１の本体の平面に実質的に平行に存する第１の自由度に拘束されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項８】
該第１の自由度の方向に沿って互いから離間された少なくとも２つの剛性のベアリングを備え、動力駆動システムが該少なくとも２つの剛性のベアリングの間の点で、第１の本体又は第２の本体に作用することを特徴とする請求項７に記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項９】
第１の本体又は第２の本体は、互いに対し直線方向に移動可能であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項１０】
該第１の本体はプレートであり、該第２の本体はキャリッジであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項１１】
該トラックは摩擦ロッドであり、ランナーはホイールであることを特徴とする請求項２ないし１０のいずれかに記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項１２】
動力駆動システムは、モーター本体、及びモーター本体から延在する駆動軸を備え、該駆動軸は摩擦ロッドに摩擦係合し、該駆動軸の回転が該摩擦ロッドの該駆動軸に対する移動を生じさせることを特徴とする請求項１１に記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項１３】
該弾性的に従順なベアリングは、本体間の相対的な移動を容易にするベアリング部と、該ベアリング部の弾性的に従順な移動に備える弾性的に従順な取り付け部とを備えることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項１４】
該弾性的に従順な取り付け部は、ベアリングをベアリング係合へと偏倚させることを特徴とする請求項１３に記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項１５】
該位置検知装置は、第１の本体及び第２の本体の一方のスケールと、該第１の本体及び第２の本体の他方のスケールリーダーとを備え、該スケール及びスケールリーダーは各々、該少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも該少なくとも１つの剛性のベアリングの近くに存することを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項１６】
第３の本体であって、第２の本体と第３の本体との間に設けられた少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングを介して、第２の本体に直接的に連結され、該少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは概ね互いに対向して配列され、且つ、第２の本体に対する第１の本体の移動を、該第１の本体の平面に実質的に平行な平面に存し、第１の自由度の方向に実質的に直交して延在する第２の自由度の方向に拘束するために、該第２の本体及び第３の本体を互いに対し予圧するように構成されている第３の本体、及び
位置入力装置から受け取られる要求された相対位置に向けて、該第１の本体及び第２の本体を互いに該第２の自由度の方向に沿って駆動すべく構成された第２の動力駆動システムであって、その駆動力を、該第２の自由度の方向における相対移動を生じさせるべく該少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも該少なくとも１つの剛性のベアリングの近くで該ステージに付与する第２の動力駆動システム、
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項１７】
該少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも該少なくとも１つの剛性のベアリングの近くの、該第２の本体及び第３の本体の少なくとも１つにおいて、該第２の本体及び第３の本体の相対位置の計測値を提供する第２の位置検知装置をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載のサンプル位置決め用ステージ。
【請求項１８】
光学的検査器具と、
該光学的検査器具に対して検査されるべきサンプルを位置決めする、請求項１ないし１７に記載のサンプル位置決め用ステージと、
を備えることを特徴とする光学的検査装置。
【請求項１９】
顕微鏡装置のためのサンプル位置決め用ステージであって、該ステージは、
実質的に対向し、互いに平行である、第１の直線状トラック及び第２の直線状トラックを有する第１の概ね平坦な本体であって、少なくとも第１の直線状トラックが剛的に固定されている第１の本体、
第２の本体であって、第１の本体に対して自由度方向に移動できるように該第１の本体に直接的に連結され、該自由度方向を定めるように、第１の直線状トラックに沿って離間された点で第１の直線状トラックにベアリング係合する少なくとも第１及び第２の剛的に取付けられたランナーを有し、また、第２の直線状トラックにベアリング係合する少なくとも１つの弾性的に従順なランナーを有し、これらのランナー及びトラックが第２の本体に対する第１の本体の移動を、第１の本体の平面に実質的に平行な第１の平面に拘束している第２の本体、
位置入力装置から受け取られる要求された相対位置に向けて、第１の本体及び第２の本体を互いに自由度方向に沿って駆動するように、自由度方向に第２の本体に対して固定され、第１及び第２の剛的に取付けられたランナーが第１の直線状トラックに係合する間の点で第１の直線状トラックに作用すべく構成された動力駆動システム、及び
第１の本体及び第２の本体の少なくとも１つにおいて、弾性的に従順なランナーよりも剛的に取付けられたランナーに近い本体の側に設けられ、該第１の本体及び第２の本体の相対位置の計測値を提供する位置検知装置、
を備えることを特徴とする顕微鏡装置のためのサンプル位置決め用ステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的検査装具、例えば顕微鏡又は分光器による検査のために、サンプルを位置決めするのに用いられるステージのような、サンプル位置決め用ステージに関する。
【背景技術】
【０００２】
サンプル位置決め用ステージは、例えば、顕微鏡及び分光器に対してサンプルを位置決めするために用いられ、そして、検査されるサンプルが置かれ得るプレートを備えることができる。概ね平らなプレートが少なくとも１つのキャリッジに一般的に取り付けられ、このプレートは少なくとも１つのほぼ水平方向の自由度でキャリッジに対して動くことができる。このプレート及びキャリッジは、一般的に、協働するベアリング部材を有し、結果として、プレート及びキャリッジは、動力化された駆動機構の制御の下に、少なくとも１つの自由度で互いに対して移動され得る。プレート又はキャリッジは、もう１つの自由度での該プレートの移動を容易にするベアリングを介して、さらなるキャリッジに結合されることができる。プレートの位置決めの精度と反復性は、例えば、検査器具に対して、プレート上のサンプルの精確で繰り返し可能な位置決めを可能にするために重要である。
【０００３】
電子的な入力装置から受信した信号に応えて、サンプル位置決め用ステージのプレートとキャリッジとを互いに対し駆動するためのモーターを用いることは知られている。ステージを駆動するモーターを用いることは、多くの理由から有利である。例えば、それらはステージの移動の自動化を可能にする（例えば、検査されるサンプルの、又はサンプルのモンタージュが得られるように、複数の異なる位置に自動的にに置かれる）。モーターの使用はまた、ステージのいっそう精確な位置決めをもたらすことができる。モーターはまた、操作者がステージに近づくのが可能でないとき、ステージの移動を容易にすることができる。
【０００４】
プレート及びキャリッジのベアリングの間にほとんど、あるいは全く遊びがないこと、すなわち、プレート及びキャリッジが動くように意図されている以外の方向でのプレート及びキャリッジのベアリングの間に、ほとんど、あるいは全く運動の自由がないということを確実にすることが重要である。プレート及びキャリッジが、協働するベアリング部材の相互作用によってのみ、共に保持されている場合には特にそうである。協働するベアリング部材の間の力が、プレートとキャリッジを互いに対し移動させることを難しくするようにはあまり大きくならないのを確実にすることもまた重要である。これは、あまりに大きな負荷が駆動機構に掛けられるという結果になるか、あるいはベアリング部材を動かなくすることさえ生じさせるからである。
【０００５】
これらの望ましくない状況は製造の不正確さのために生じ得る。上に言及された状況を避けるために、調節可能なベアリングを設けることが知られており、その位置は、例えば調整ねじの使用を通じて、ステージの作動の前に設定され得る。ステージにおける非均一性を補償し、それによって調節可能なベアリングの必要性を避ける、プレートとキャリッジの間にばね負荷されたベアリングを設けることもまた知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ばね負荷されたベアリングを備えるステージはそれほど正確ではなくて、そしてベアリングの全てが剛性であるステージよりも、より低い反復移動性をもたらすということが判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、サンプル位置決め用ステージの改良に関し、特に、ステージの可動の本体間に延在し且つ偏倚された剛性のベアリング及び従順なベアリングを有するサンプル位置決め用ステージを提供する。これにおいて、動力駆動システムが剛性のベアリングの近くで本体に作用するように構成され、且つ、本体の相対位置の計測値を提供する位置計測装置が弾性的に従順なベアリングよりも剛性のベアリングに、より近付けて位置されている。
【０００８】
したがって,第１の形態では、本発明は、光学的検査装置に対して検査されるべきサンプルを位置決めするサンプル位置決め用ステージであって、該ステージは、検査されるべきサンプルが支持され得る第１の概ね平坦な本体と、第２の本体であって、第１の本体と第２の本体との間に設けられた少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングを介して、第１の本体に直接的に連結され、該少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは概ね互いに対向して配列され、且つ、該第１の本体及び第２の本体は、該第１の概ね平坦な本体の平面に実質的に平行な方向にベアリングを介して互いに対し予圧され、及び該第２の本体に対する該第１の本体の移動が、ベアリングを介して、該第１の本体の平面に実質的に平行な第１の平面に拘束されるように構成されている第２の本体と、位置入力装置から受け取られる要求された相対位置に向けて、該第１の本体及び第２の本体を互いに該第１の平面内で駆動すべく作動可能な動力駆動システムであって、その駆動力を、該少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも該少なくとも１つの剛性のベアリングの近くで該ステージに付与する動力駆動システムと、該少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも該少なくとも１つの剛性のベアリングの近くの、該第１の本体及び第２の本体の少なくとも１つにおいて、該第１の本体及び第２の本体の相対位置の計測値を提供する位置検知装置と、を備えることを特徴とするサンプル位置決め用ステージを提供する。
【０００９】
動力駆動システムを、従順なベアリングよりも剛性のベアリングの近くで本体に作用するように構成し、位置検知装置を従順なベアリングよりも剛性のベアリングの近くに位置させることは、ステージの移動の精度と反復性を改良するということで利点である。
【００１０】
第１の本体及び第２の本体の相対的な移動は、ベアリングを介して、第１の本体の平面に実質的に平行に横たわる第１の自由度の方向に拘束される。第１の自由度は直線状の自由度であり得る。選択肢として、該自由度は回転方向の自由度であってもよい。
【００１１】
本発明に用いられる適切なベアリング（剛性のベアリング、あるいは弾性的に従順なベアリングのいずれか一方あるいは両方に用いられる）は、すべりベアリングとクロス‐ローラー・ベアリングのようなローラーベアリングとを含む。例えば、剛性の、そして弾性的に従順なベアリングの少なくとも１つは、第１の本体及び第２の本体のトラックの間に配置されたボールベアリングのような、ローラーベアリングを備えてもよい。
【００１２】
好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングのそれぞれが、第１の本体の第１のベアリング構成、及びベアリングを形成するために協働する第２の本体の第１のベアリング構成を備える。該ベアリング構成は、第１の平面で本体の間での相対的な運動を容易にするベアリング部を備えることができる。該ベアリング構成はまた、取付け部を備えることができ、これを介して、ベアリング部が第１の本体及び第２の本体の１つに取り付けられる。例えば、第１及び第２のベアリング構成は、第１の本体及び第２の本体の一方のトラック、及び該トラックと協働するための、他方のランナーを備えることができる。理解されるように、トラックは、他方の本体のランナーが追随すべく形成される経路を画成する、本体の一方の如何なる適切な形態であってもよい。トラックは、例えば歯付きで、輪郭が定められてもよい。この場合、ランナーは、トラックとランナーがラック・ピニオン機構と同様に係合するように、歯付き形状となろう。好ましくは、トラックは滑らかである。この場合、ランナーは、それがトラックに沿って滑り得るように、トラックに係合すべく形成されよう。選択肢として、ランナーは、トラックに沿って回動するべく形成されるローラーであってもよい。例えば、ランナーはホイールであることができる。
【００１３】
理解されるように、ベアリングのタイプの異なる組合せが、少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に圧縮可能なベアリングのために用いられ得る。例えば、少なくとも１つの剛性のベアリングはすべりベアリングであり、そして少なくとも１つの弾性的に圧縮可能なベアリングがローラーベアリングであることができる。好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に圧縮可能なベアリングのそれぞれのために同じタイプのベアリングが用いられる。好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に圧縮可能なベアリングのそれぞれが、トラックとトラックに沿って回動するローラーを備えている。好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリングのためのトラックと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングのためのトラックは、同じ本体、例えば第１の本体に設けられている。したがって、好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリングのためのランナーと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングのためのランナーは、同じ本体、例えば第２の本体に設けられる。第１の自由度が回転である実施形態では、少なくとも１つの剛性のベアリングのランナーは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングのランナーと同じトラックに係合するであろう。
【００１４】
トラックは、第１又は第２の本体での少なくとも１つの凹部によってもたらされ得る。トラックは、第１又は第２の本体での少なくとも１つの突部によってもたらされ得る。トラックの長さに直交してとられたトラックの輪郭は、湾曲され、例えば少なくとも部分的に楕円、好ましくは部分的に円形、例えば半円であってもよい。トラックは、第１及び第２の本体の１つの一体的な部分として与えられてもよい。例えば、トラックとそれが与えられている本体とは、１つの部品として形成されてもよい。トラックは、別部品として与えられてもよく、第１の本体及び第２の本体の１つに取り付けられる。例えば、第１の本体及び第２の本体第１の本体及び第２の本体の１つが、トラックのための取り付け部を備えてもよい。好ましくは、取り付け部は実質的にその長さに沿ってトラックを支持する。
【００１５】
第２の本体に相対的な第１の本体の移動は、ベアリングを介して、第１の本体の平面にほぼ平行な第１の平面に拘束される。 したがって、第１の本体及び第２の本体は、ベアリングを介して、第１の本体の平面と直交する方向への互い対する移動が拘束される。少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングを形成するために協働する、第１の本体及び第２の本体のベアリング構成は、第１の本体及び第２の本体が互いに対して第１の本体の平面と直交する方向に移動するのを妨げている、協働する構成を備えている。例えば、ベアリング構成は、突起と溝の配列のような、相互に係合する構成を有し、それは第１の本体及び第２の本体が第１の本体の平面と直交する方向に互いに対して移動するのを阻止する。選択肢として、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングを形成するために協働する、第１の本体及び第２の本体のベアリング構成は、ベアリングを介して、第１の本体及び第２の本体が第１の本体の平面と直交する方向に互いに対して移動するのを阻止するために、予圧の下に摩擦的に係合すべく形成されてもよい。
【００１６】
理解されるように、少なくとも１つの剛性のベアリングは、第１の自由度での第１の本体及び第２の本体の相対的な移動を可能にするが、全ての他の自由度での相対的な運動を妨げるように十分に剛い。第１の本体及び第２の本体に設けられ、剛性のベアリングを提供しているベアリング構成は、それらの位置が、それらが設けられている本体に対して動くことができないように、十分に剛くすることができる。ベアリング構成がベアリング部と取付け部とを備えている実施形態では、好ましくは、ベアリング部と取付け部はそれらの位置が、それらが設けられている本体に対して動くことができないように、十分に剛い。
【００１７】
例えば、剛性のベアリングが本体の一方のトラックと他方のランナーを備えている実施形態では、好ましくは、それらの位置が、それらが設けられている本体に対して動くことができないように、トラック及びランナーの両方が固定されている。もちろん、理解されるように、ランナーがローラー、例えばホイールである実施形態では、当該ローラーは、そのベアリングの回りをそれが設けられている本体に対して回転することが可能であろう。一部が第１の本体及び第２の本体での構成の間に延在している、例えば、ローラーベアリングが本体のそれぞれのトラックの間に延在している実施形態では、当該一部はまた十分に剛く、且つ第１の本体及び第２の本体の第１の自由度での相対的な移動を可能にするが、他の全ての自由度での相対的な移動を妨げるように、形状及び寸法付けられている。
【００１８】
対照的に、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、第１の自由度での第１の本体及び第２の本体の相対的な移動を可能にし、そしてまた、少なくとも１つの他の自由度で弾性的に従順であることができる。これは、弾性的に従順なベアリングが、それらが互いに対して動くとき、第１の本体及び第２の本体の形状と寸法及び／又は弾性的に従順なベアリングのベアリング構成における非均一性をも補償することを可能にする。好ましくは、弾性的に従順なベアリングは第１の自由度では従順ではない。特に、好ましくは、弾性的に従順なベアリングは、ベアリングにおいて、第１の自由度に実質的に直交して延在する方向にのみ従順なだけである。好ましくは、弾性的に従順なベアリングは、第１の本体の平面に実質的に直交して延在する方向では剛性である。好ましくは、弾性的に従順なベアリングは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングと少なくとも１つの剛性のベアリングとを共に含んでいる平面に沿って延在する方向に弾性的に従順である。
【００１９】
理解されるように、第１の本体及び第２の本体に設けられるベアリング構成のいずれか又は両者は、弾性的な従順性を提供することができる。例えば、ベアリングが本体の一方のトラックと他方のランナーによって与えられている実施形態では、トラック側は弾性的に従順であってもよい。好ましくは、ランナー側が弾性的に従順である。選択肢として、トラック側とランナー側の両方が弾性的に従順であってもよい。いずれにしても、好ましくは、弾性的に従順な構成は、ランナー及びトラックを共に偏倚させるように、トラックの長さ方向に実質的に直交して延在する方向でランナーにおいて弾性的に従順である。好ましくは、弾性的に従順な構成は他の全ての自由度では剛性である。
【００２０】
同じく理解されるように、これらの場合、ベアリング部それ自体は弾性的に従順であることができる。例えば、トラックそれ自体は、弾性的に従順であることができる。例えば、ベアリング部がランナーである実施形態では、ランナーそれ自体は弾性的に従順であることができる。さらにまだ、ベアリング構成がローラーベアリングを備える実施形態では、ローラーベアリングそれ自体は弾性的に従順であることができる。選択肢として、ベアリング構成がベアリング部と取付け部を備える実施形態では、取付け部は弾性的に従順であることができる。好ましくは、ベアリング部それ自体は剛性である。例えば、好ましくは、トラックは本体に取り付けられ、本体にそれが弾性的に従順な取付け部によって設けられている。ベアリング構成がランナーを備える実施形態では、好ましくは、ランナーは本体に取り付けられ、本体にそれが弾性的に従順な取付け部によって設けられている。
【００２１】
弾性的に従順な取付け部は、本体に別個の構成部品として与えられてもよい。例えば、弾性的に従順な取付け部は、ベアリング構成と該ベアリング構成が設けられている本体の間に作用する、コイルばねのような、ばね装置であることができる。この場合、ベアリング構成は、ベアリング構成を支持するように、少なくとも１つのアームによって本体に連結され得る。アームは、アームとベアリング構成が本体に対して動くことを可能にするように、本体にヒンジ付けられてもよい。選択肢として、アームは、アームとベアリング構成が本体に対して動くことを可能にするように、変形可能であってもよい。
【００２２】
好ましくは、弾性的に従順な取付け部と本体は１つの部品として形成される。いっそう好ましくは、弾性的に従順な取付け部と本体は同じ材料から形成される。これは、必要とされる構成部品の数を減らすので、ステージの複雑性を減らすことができる。これは、製造コストを減少させ、またステージの信頼性を改善することができる。
【００２３】
弾性的に従順な取付け部は、第１の本体及び第２の本体が共に組み立てられたときに変形すべく形成されている少なくとも１つの所定の弱点を有するべく形成され得る。これは、弾性的に従順な取付け部の変形が所定の方法で制御され得ることを可能にする。
【００２４】
好ましくは、弾性的に従順な取付け部は、ベアリング部材を本体から懸架するために、本体とベアリング構成の間に延在する少なくとも１つの第１のアームを備える。第１のアームは、第１のアームが本体に連結する点において変形すべく形成されてもよい。したがって、第１のアームは、実質的にその全部の長さに沿ってその形を維持するであろうが、しかし本体とのその連結部において曲がるであろう。
【００２５】
好ましくは、弾性的に従順な取付け部は、さらに、ベアリング構成を本体から懸架するために、本体とベアリング構成の間に延在する少なくとも第２のアームを備える。特に好ましくは、弾性的に従順な取付け部は、ベアリング構成を本体から懸架するために、本体とベアリング構成の間に延在する少なくとも第３のアームをさらに備える。最も好ましくは、弾性的に従順な取付け部は、ベアリング構成を本体から懸架するために、本体とベアリング構成の間に延在する少なくとも第４のアームをさらに備える。
【００２６】
単一の剛性のベアリングと単一の弾性的に従順なベアリングのみが存するときは、好ましくは、それらは互いに直接的に対向して配置される。好ましくは、剛性のベアリングと弾性的に従順なベアリングは、ベアリングを結んでいる直線がベアリングにおける第１の自由度方向に直交して延在するように、配置される。しかしながら、理解されるように、少なくとも１つの剛性のベアリング、及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、必ずしも互いに直接的に対向して配置される必要はない。理解されるように、複数の剛性のベアリング、及び／又は複数の弾性的に従順なベアリングが存するときは、第１の本体及び第２の本体の間で、種々の好ましいベアリングの配置があり得る。
【００２７】
好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、少なくとも１つの剛性のベアリングが影響下にある正味の偏倚力の方向が、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングが影響下にある正味の偏倚力の方向に対向するように、実質的に対向して配置される。
【００２８】
好ましくは、第１の本体及び第２の本体の間で、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの従順なベアリングを、ベアリング係合に偏倚すべく形成された偏倚機構が設けられている。理解されるように、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは概ね互いに対向して配置されているから、偏倚機構は少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングを互いに離れて、あるいは互いに向かって偏倚させる傾向があるであろう。偏倚機構は、弾性的に変形可能な装置、例えばばねを備えることがあり得る。弾性的に変形可能な装置は、第１の本体及び第２の本体の１つあるいは両方によって与えられることもあり得る。例えば、第１の本体及び第２の本体の１つあるいは両方が、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングとに対応している、少なくとも第１の部分と第２の部分を備え、そして偏倚機構がベアリングをベアリング係合へと偏倚させるように、これらの部分を偏倚させるべく形成され得る。
【００２９】
好ましくは、偏倚力は少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングによって与えられる。したがって、好ましくは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングが、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングをベアリング係合へと偏倚させる。この場合、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、それが偏倚されている標準的な形状を有することができる。好ましくは、ステージ装置は、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングがその偏倚に対してその標準的な形状から離れて押圧されるように形成される。好ましくは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、第１の本体及び第２の本体の間での相互作用によって、その偏倚に対してその標準的な形状から離れて押圧されている。
【００３０】
上述のように、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、第１の自由度において本体の間の相対的な移動を容易にするベアリング部を備えることができ、そして該ベアリング部は、取付け部を介して、第１の本体及び第２の本体の１つに取り付けられ得る。少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングのベアリング部は弾性的に従順であることができる。選択肢として、ベアリング部と少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングの取付け部との両方が、弾性的に従順であることができる。好ましくは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングの取付け部が弾性的に従順である。ステージ装置は、弾性的に従順な取付け部が偏倚された状態にあり、弾性的に従順な取付け部がその偏倚に抗してその標準的な形状から離れて押圧されるように、形成されてもよい。好ましくは、弾性的に従順な取付け部は、第１の本体及び第２の本体とベアリングとの間の相互作用を通じて、その偏倚に抗してその標準的な形状から離れて押圧される。
【００３１】
理解されるように、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングがベアリング係合状態にあるとき、それらは第１の本体及び第２の本体の間の相対的な移動を容易にする。例えば、剛性のベアリングが、以下により詳細に論じられるように、トラックとランナーとを備える実施形態では、トラックとランナーとが、ランナーがトラックに沿って案内され得るように互いとの係合へと偏倚されているときに、剛性のベアリングはベアリング係合状態にある。好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングとが係合状態であるとき、ベアリングには第１の自由度以外の運動の自由度は実質的にない。
【００３２】
好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングが偏倚力をもたらしている実施形態において、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングのそれぞれがベアリング係合で少なくとも１つの剛性のベアリングを偏倚すべく形成されるように、配置される。好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングによって与えられる正味の力が、剛性のベアリングのそれぞれをベアリング係合へと偏倚させるように、配置される。好ましくは、少なくとも１つの弾力性の従順なベアリングと少なくとも１つの剛性のベアリングは、剛性のベアリングのそれぞれへ弾性的に従順なベアリングの偏倚によって与えられる力が実質的に同じであるように、形成される。
【００３３】
理解されるように、少なくとも２つの弾性的に従順なベアリングが設けられ得る。
【００３４】
動力駆動システムは、少なくとも１つの剛性のベアリングに近いステージのいずれもの部分に(第１の自由度方向における第１の本体及び第２の本体間の相対移動を生じさせるための)駆動力を付与することができる。動力駆動システムは少なくとも１つの剛性のベアリングに作用し得る。動力駆動システムは第１の本体に作用し得る。動力駆動システムは第２の本体に作用し得る。この場合、動力駆動システムが作用しない本体は、第１の自由度における移動に抗して保持され得る。選択肢として、動力駆動システムは、相対移動を生じさせるべく第１の本体及び第２の本体に作用し得る。動力駆動システムは、少なくとも第１の自由度において本体の一方に対して固定されてもよく、そして第１の自由度において相対移動を生じさせるために、本体の他方に作用するように形成される。
【００３５】
好ましくは、ｉ)動力駆動システムが第１の本体又は第２の本体にその駆動力を付与する点とそれの少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングの最も近い点、及びｉｉ)動力駆動システムが第１の本体又は第２の本体にその駆動力を付与する点とそれの少なくとも１つの剛性のベアリングの最も近い点の間の最小の直線距離の比は、１：１より大きく、より好ましくは、２：１より大きく、特に好ましくは、５：１より大きく、例えば最も好ましくは、１０：１より大きい。
【００３６】
第１の自由度が線形である実施形態では、好ましくは、ｉ)動力駆動システムが第１の本体又は第２の本体にその駆動力を付与する点とそれの少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングの最も近い点、及びｉｉ)動力駆動システムが第１の本体又は第２の本体にその駆動力を付与する点とそれの少なくとも１つの剛性のベアリングの最も近い点の間の距離の比は、１：１より大きく、より好ましくは、２：１より大きく、特に好ましくは、５：１より大きく、例えば最も好ましくは、１０：１より大きい。
【００３７】
第１の自由度が回転方向の自由度である実施形態では、好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、回転軸を完全に包含し、弾性的に従順なベアリングによりもたらされている正味の偏倚に直交して延在している平面の一方の側に弾性的に従順なベアリングのすべてが存し、そしてその結果、少なくとも１つの剛性のベアリングのすべてが平面の他方の側に存するように、配置されている。この場合、好ましくは、動力駆動システムは、少なくとも１つの剛性のベアリングのすべてが位置されている平面の側で本体に作用する。
【００３８】
第１の自由度が線形の自由度である実施形態では、好ましくは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングのすべてが、第１の自由度に平行に延在している平面の１方の側に設けられ、そして少なくとも１つの剛性のベアリングのすべてが第１の自由度に平行に延在している平面の他方の側に設けられている。特に、好ましくは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングのすべてがステージの一方の側に向けて位置され、そして少なくとも１つの剛性のベアリングのすべてが、第１の自由度に直交する方向におけるステージの対向している側に向けて位置されている。これらの場合、好ましくは、動力駆動システムは少なくとも１つの剛性のベアリングのすべてが位置されている、ステージの側に作用する。
【００３９】
動力駆動システムは、動力駆動ユニットを制御するコントローラーを備えることができる。したがって、この場合、動力駆動ユニットは第１の本体又は第２の本体に駆動力を付与し、そしてコントローラーが位置入力装置から受け取られる要求された相対位置に応じて動力駆動ユニットの作動を制御する。
【００４０】
本発明に用いられる適切な動力駆動ユニットは、ベルト駆動装置、リードスクリュー、ラックアンドピニオン駆動装置、リニアー駆動装置及び直接的駆動装置を含んでいる。特に好ましい実施形態では、動力駆動ユニットはモーター本体を備え、それから、モーター本体による駆動軸の回転が駆動軸とモータートラックとの間で、モータートラックの長さに沿う相対移動を生じさせるように、モータートラックに係合する駆動軸が延在している。好ましくは、動力駆動ユニットは、駆動軸の回転が駆動軸とモータートラックとの間で、駆動軸の回転軸に直交する方向の相対移動を生じさせる。好ましくは、駆動軸は摩擦ロッドに摩擦係合するように形成されている。
【００４１】
好ましくは、ベアリングがトラックを備える実施形態では、動力駆動ユニットは、相対移動を生じさせるためにトラックに作用する。このことは、ステージがより小型且つ軽量に作られるのを可能にするので有利である。それはまた、少なくとも１つの剛性のベアリングの近くで、モーターによって本体に加えられるトルクの量を減らす。例えば、動力駆動システムが、摩擦ロッドに係合する駆動軸を有するモーターを備える実施形態では、好ましくは、駆動軸がトラックに摩擦的に係合する。したがって、トラックは摩擦ロッドであることができる。
【００４２】
好ましくは、動力駆動システムによりトラックに加えられる力は、動力駆動システムがトラックに作用する点において、第１の本体及び第２の本体の相対移動の第１の自由度と実質的に同じ方向である。より好ましくは、動力駆動システムはトラックのベアリング表面に作用する。理解されるように、ベアリング表面は、協働しているランナーが係合する表面であってもよい。好ましくは、動力駆動システムとトラックのベアリング表面との間に少なくとも１つの接触点が存在する。例えば、動力駆動システムとトラックのベアリング表面との間に２つの接触点があってもよい。好ましくは、動力駆動システムによりトラックに加えられる力の方向は、トラックの長さに実質的に平行に延在し、そしてランナーとトラックとの間で接触点を包含しているベアリング接触線に実質的に平行に延在する。より好ましくは、動力駆動システムがトラックのベアリング表面に作用する点がベアリング接触線上に存する。したがって、動力駆動システムによりトラックに加えられる力の方向は、実質的にベアリング接触線に沿って延在することが好ましい。理解されるように、トラックが真直ぐである実施形態では、好ましくは、動力駆動システムによりトラックに加えられる力の方向及びベアリング接触線は実質的に同軸である。さらにまた理解されるように、例えば、ランナーとトラックとの間に少なくとも２つの接触点がある実施形態では、１つ以上のベアリング接触線もあり得る。これらの実施形態では、動力駆動システムが、少なくとも２つのベアリング接触線の少なくとも２つに沿って延在する力を加えるように、トラックに作用する。
【００４３】
第１の本体及び第２の本体の間に設けられる少なくとも２つの剛性のベアリングが設けられ得る。例えば、第１の本体及び第２の本体の一方に、その他方に設けられた剛性のトラックに係合する、少なくとも２つの剛性のランナーが設けられ得る。理解されるように、剛性のランナーはトラックの長さに沿って離間され得る。この場合、好ましくは、動力駆動システムは、少なくとも２つの剛性のランナーの間の点でトラックに作用する。例えば、動力駆動システムが、摩擦ロッドに摩擦係合する駆動軸を備える実施形態では、好ましくは、駆動軸 は剛性のランナーの間の点でトラックに係合する。好ましくは、動力駆動システムは隣接する剛性のランナーの間のほぼ中間点でトラックに作用する。
【００４４】
動力駆動システムは、相対移動を生じさせるべくステージに作用する動力駆動システムの一部が、動力駆動システムが接触点で第１の自由度の方向に直交する方向において固定されている本体に対して移動することができない、ということで剛性であり得る。好ましくは、相対移動を生じさせるべくステージに作用する動力駆動システムの一部は弾性的に従順である。相対移動を生じさせるべくステージに作用する動力駆動システムの一部は、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングが従順である方向をも全体として包含している従順な平面内に全体として包含されている方向において、弾性的に従順である。好ましくは、相対移動を生じさせるためにステージに作用するその一部は、それが作用する本体へ偏倚されている。例えば、動力駆動システムがトラックに係合する駆動軸を備えている実施形態においては、好ましくは、駆動軸をトラックに摩擦係合へと偏倚させる偏倚機構が設けられている。好ましくは、偏倚機構は弾性的に従順である。偏倚機構は、動力駆動機構が第１の自由度に対して固定されている本体と駆動軸との間で作用する。
【００４５】
好ましくは、ｉ)位置検知装置が第１の本体及び第２の本体の相対位置を決定する第１の本体又は第２の本体の点とそれの少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングの最も近い点、及びｉｉ) 位置検知装置が第１の本体及び第２の本体の相対位置を決定する第１の本体又は第２の本体の点とそれの少なくとも１つの剛性のベアリングの最も近い点の間の最小の直線距離の比は、１：１より大きく、より好ましくは、２：１より大きく、特に好ましくは、５：１より大きく、例えば最も好ましくは、１０：１より大きい。
【００４６】
第１の自由度が線形である実施形態では、好ましくは、ｉ) 位置検知装置が第１の本体及び第２の本体の相対位置を決定する第１の本体又は第２の本体の点とそれの少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングの最も近い点、及びｉｉ) 位置検知装置が第１の本体及び第２の本体の相対位置を決定する第１の本体又は第２の本体の点とそれの少なくとも１つの剛性のベアリングの最も近い点の間の距離の比は、１：１より大きく、より好ましくは、２：１より大きく、特に好ましくは、５：１より大きく、例えば最も好ましくは、１０：１より大きい。
【００４７】
第１の自由度が回転方向の自由度である実施形態では、好ましくは、少なくとも１つの剛性のベアリングと少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは、回転軸を完全に包含し、弾性的に従順なベアリングによりもたらされている正味の偏倚に直交して延在している平面の一方の側に弾性的に従順なベアリングのすべてが存し、そしてその結果、少なくとも１つの剛性のベアリングのすべてが平面の他方の側に存するように、配置されている。この場合、好ましくは、位置検知装置は、少なくとも１つの剛性のベアリングのすべてが位置されている平面の側の点において第１の本体及び第２の本体の相対的な位置を測る。
【００４８】
第１の自由度が直線状の自由度である実施形態では、好ましくは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングのすべてが、第１の自由度に平行に延在している平面の１方の側に設けられ、そして少なくとも１つの剛性のベアリングのすべてが第１の自由度に平行に延在している平面の他方の側に設けられている。特に、好ましくは、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングのすべてがステージの一方の側に向けて位置され、そして少なくとも１つの剛性のベアリングのすべてが、第１の自由度に直交する方向におけるステージの対向している側に向けて位置されている。これらの場合、好ましくは、位置検知装置は、少なくとも１つの剛性のベアリングのすべてが位置されているステージの側の点で、第１の本体及び第２の本体の相対的な位置を測る。
【００４９】
位置検知装置は、第１の本体及び第２の本体の一方のスケールと、そして第１の本体及び第２の本体の他方のスケールリーダーを備えることができる。この場合、好ましくは、スケールとスケールリーダーは少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも剛性のベアリングにより近くに位置される。特に、好ましくは、スケールリーダーは少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも少なくとも１つの剛性のベアリングにより近い点でスケールを読む。
【００５０】
適切なスケールは、それらの間の相対移動を決定するために、読取りヘッドによって読まれるパターンを画成している指標を有しているものを含む。例えば、スケールは、スケールと読取りヘッドの間で相対移動が生じるとき、読取りヘッドにおいて周期的な信号を発生させる周期的なパターンを画成している目盛線（scale mark）を有するインクリメントスケールであってもよい。これらの周期的な信号は、スケールと読取りヘッドの間の変位量が決定されるのを可能にするアップ／ダウンのカウントを生じさせる。例えば、このような適切なスケールは、欧州特許出願第０２０７１２１号に説明されており、その全体の内容は、この参照によって本出願の明細書内に取り入れられる。該スケールは読取りヘッドによって検知可能な基準指標を有することができるので、スケールに対しての読取りヘッドの正確な位置を決定することができる。例えば、このようなスケールは国際特許出願公開ＷＯ ２００５/１２４２８２に開示されており、その全体の内容は、この参照によって本出願の明細書内に取り入れられる。選択肢として、スケールは、読取りヘッドが所定の位置から徐々にカウントする必要なしでスケールに対して正確な絶対位置を決定することができるようにする目盛線を有する絶対スケールであることができる。このようなスケールは、典型的に、唯一の位置データを画成する目盛線を有している。データは、例えば、疑似乱数の連鎖あるいは不連続のコードワードの形態であってもよい。このようなスケールは、国際特許出願ＰＣＴ / ＧＢ２００２ / ００１６２９に開示されており、その全体の内容は、この参照によって本出願の明細書内に取り入れられる。
【００５１】
位置検知装置からの位置データは、第１の本体及び第２の本体の相対的な位置を決定するために用いられ得る。これは、例えばユーザーインタフェースディスプレイを介して、ユーザーに相対位置の読み出しを与えるために用いられ得る。選択肢として、位置データは、第１の本体及び第２の本体が互いに対して移動しているときを検出するために、制御アルゴリズムにおいて用いられ得る。さらに、位置検知装置からの位置情報は動力駆動システム、例えば、動力駆動システムのコントローラーにより、 第１の本体及び第２の本体を互いに対して要求される相対位置に正確に駆動するために、サーボループの一部として用いられる。
【００５２】
好ましくは、第１の本体及び第２の本体は概ね平らである。好ましくは、第１の本体及び第２の本体の一方が他方の間に延在する。好ましくは、ベアリングは本体の両側に向けて設けられる。好ましくは、本体の１つがベアリングによってもう１つの本体の中に保持される。特に、好ましくは、本体の一方が、本体の両側から垂下している第１及び第２の側壁を有し、そしてその間に、他方の本体がベアリングによって本体の平面と直交する方向の相対移動に抗して保持されている。好ましくは、第１及び第２の側壁は直線状である。好ましくは、第１及び第２の側壁は互いに平行である。好ましくは、第１及び第２の壁のそれぞれがトラックを提供している。したがって、好ましくは、他方の本体の係合側が、対応するトラックに係合する少なくとも１つのランナーを提供する。
【００５３】
好ましくは、第１の本体及び第２の本体（及び、もし存在するなら第３の本体）のそれぞれの少なくとも一部分は光の伝達を許容する。理解されるように、光は、可視の、赤外の、又は紫外の光であることができる。このことは、それが第１の本体の上に置かれたサンプルの照明を可能にするので有利である。その部分は、本体の透明又は半透明の部分であってもよい。選択肢として、その部分は本体での開口であってもよい。好ましくは、第１の自由度が線形である実施形態では、好ましくは、第１の本体及び第２の本体の少なくとも一方のその部分は細長い。その部分は、第１の本体及び第２の本体が互いに対して移動することができる直線状の自由度と直交する方向に細長い。第２の本体が第３の本体に直接に連結されている実施形態では、好ましくは、第２の本体のその部分が、第２の本体及び第３本体が互いに対して移動することができる直線状の自由度に平行な方向に細長い。
【００５４】
ステージ装置は、第３の本体であって、第２の本体と第３の本体との間に設けられた少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングを介して、第２の本体に直接的に連結され、該少なくとも１つの剛性のベアリング及び少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングは概ね互いに対向して配列され、且つ、第２の本体に対する第１の本体の移動を、該第１の本体の平面に実質的に平行な平面に存し、第１の自由度の方向に実質的に直交して延在する第２の自由度の方向に拘束するために、該第２の本体及び第３の本体を互いに対し予圧するように構成されている第３の本体をさらに備えることができる。第２の動力駆動システムが設けられてもよく、そして位置入力装置から受け取られる要求された相対位置に向けて、第１の本体及び第２の本体を互いに第２の自由度の方向に沿って駆動すべく構成されている。好ましくは、動力駆動システムは、その駆動力を、第２の自由度の方向における相対移動を生じさせるべく少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも少なくとも１つの剛性のベアリングの近くでステージに付与するべく構成されている。
【００５５】
ステージはさらに、少なくとも１つの弾性的に従順なベアリングよりも少なくとも１つの剛性のベアリングの近くの、第２の本体及び第３の本体の少なくとも１つにおいて、第２の本体及び第３の本体の相対位置の計測値を提供する第２の位置検知装置をさらに備えることができる。
【００５６】
ステージは、顕微鏡あるいは分光器のような検査装置における使用のためであることができる。好ましくは、ステージは、高い分解能システムでの使用のためである。例えば、ステージは、第１の本体の第２の本体への位置決めの分解能が、第１の本体及び第２の本体が互いに対して移動することができるレンジより少なくとも４桁、より好ましくは少なくとも５桁、特に好ましくは少なくとも６桁高い高分解能システムにおける使用のためであってもよい。
【００５７】
好ましくは、位置入力装置は電子式位置入力装置である。適切な電子式位置入力装置は、ユーザーが要求される相対位置を入力すべく操作可能な、ジョイスティック、トラックボール、又は他の装置を含む。電子式位置入力装置は、予め保存された要求相対位置を包含している記憶装置であってもよい。選択肢として、位置入力装置は、プロセッサユニットであり、例えば、要求相対位置をコンピューター・プログラムから提供できる汎用コンピュータである。したがって、ユーザーが、ステージ装置の位置を制御するために、プログラムが実行する位置のシーケンスをプログラムすることができる。
【００５８】
本発明の第２の形態によれば、光学的検査器具と、該光学的検査器具に対して検査されるべきサンプルを位置決めする、請求項１ないし１７に記載のサンプル位置位置決め用ステージと、を備える光学的検査装置が提供される。
【００５９】
本発明の第３の形態によれば、顕微鏡装置のためのサンプル位置決め用ステージであって、該ステージは、実質的に対向し、互いに平行である、第１の直線状トラック及び第２の直線状トラックを有する第１の概ね平坦な本体であって、少なくとも第１の直線状トラックが剛的に固定されている第１の本体と、第２の本体であって、第１の本体に対して自由度方向に移動できるように該第１の本体に直接的に連結され、該自由度方向を定めるように、第１の直線状トラックに沿って離間された点で第１の直線状トラックにベアリング係合する少なくとも第１及び第２の剛的に取付けられたランナーを有し、また、第２の直線状トラックにベアリング係合する少なくとも１つの弾性的に従順なランナーを有し、これらのランナー及びトラックが第２の本体に対する第１の本体の移動を、第１の本体の平面に実質的に平行な第１の平面に拘束している第２の本体と、位置入力装置から受け取られる要求された相対位置に向けて、第１の本体及び第２の本体を互いに自由度方向に沿って駆動するように、自由度方向に第２の本体に対して固定され、第１及び第２の剛的に取付けられたランナーが第１の直線状トラックに係合する間の点で第１の直線状トラックに作用すべく構成された動力駆動システムと、第１の本体及び第２の本体の少なくとも１つにおいて、弾性的に従順なランナーよりも剛的に取付けられたランナーに近い本体の側に設けられ、該第１の本体及び第２の本体の相対位置の計測値を提供する位置検知装置、とを備える顕微鏡装置のためのサンプル位置決め用ステージが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
本発明の実施形態が添付図面を参照して説明される。
【図１】本発明によるサンプル位置決め用ステージを有する光学的検査装置の斜視図である。
【図２】図１に示された光学的検査装置の立側面図である。
【図３】図１に示されたサンプル位置決め用ステージのプレートの斜視図である。
【図４】図１に示されたサンプル位置決め用ステージの斜視底面図であり、第１のキャリッジ及びプレートを示している。
【図５ａ】図４に示されたキャリッジの平面図である。
【図５ｂ】図４に示されたキャリッジの斜視図である。
【図６ａ】図１に示されたサンプル位置決め用ステージの斜視底面図であり、第１及び第２のキャリッジ及びプレートを示している。
【図６ｂ】孤立状態の第２のキャリッジの斜視頂面図である。
【図７】図１に示されたサンプル位置決め用ステージ内に取り付けられた駆動機構の詳細図である。
【図８ａ】図７に示された駆動機構の斜視図である。
【図８ｂ】図７に示された駆動機構の斜視図である。
【図９】図７に示された駆動機構のベアリング部材の斜視図である。
【図１０】サンプル位置決め用ステージのキャリッジのランナー取付け部の変形を図解している。
【図１１】本発明によるサンプル位置決め用ステージに連結された制御システム及び入力装置の模式図である。
【図１２】図１１に示された制御システムの位置維持モジュールの動作方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１１に示された衝突／ドラッグ検出モジュールの動作方法を示すフローチャートである。
【図１４】本発明によるサンプル位置決め用ステージの第２の実施形態の斜視底面図である。
【図１５ａ】図１ないし１４に示された第１及び第２のキャリッジの第２の案内ロッド、駆動シャフト及びベアリングホイールの模式的底面図である。
【図１５ｂ】図１５ａに示された駆動シャフト及び案内ロッドの模式的断面図である。
【図１５ｃ】図１５ａに示されたベアリングホイール及び案内ロッドの模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
今、図１及び２を参照するに、サンプル位置決め用ステージ４（以後、「ステージ」と称す）及び顕微鏡６の形態の光学的検査器具を備える光学的検査装置２が示されている。
【００６２】
顕微鏡６は、対物レンズ１０、第１の接眼レンズ１２と第２の接眼レンズ１４、及びサンプル位置決め用ステージ４を支持するアーム１６を備えている。
【００６３】
理解されるように、光学的検査器具は必ずしも顕微鏡である必要はなく、ステージ４の上に置かれたサンプル８を調べるのにふさわしいどのような器具であってもよい。例えば、検査器具は分光器であることができる。さらに、全く光学的検査器具である必要はないことが理解されるであろう。例えば、ステージ４は肉眼によって検査されるサンプル８を支持するために用いられよう。
【００６４】
特に図２から図５までを参照するに、ステージ４は、プレート１８、第１のキャリッジ２０、及び第２のキャリッジ２２を備えている。理解されるように、サンプル位置決め用ステージ４は、プレート１８が水平に配置されるように、典型的には形成されるであろう。
【００６５】
第２のキャリッジ２２は、顕微鏡６に対して固定されていて、そして特に、Ｘ及びＹ方向において対物レンズ１０に対して固定されている。
【００６６】
プレート１８は、ほぼ平らで、且つほぼ長方形の上面２４を有している。記載された実施形態では、検査されるべきサンプル８を受け入れるために、くぼみ領域２６の形態での構成が与えられている。同じく、プレート１８の下に位置された（不図示の）光源が、くぼみ領域２６に位置されたサンプル８を照明できるように貫通した開口２７が与えられている。プレート１８の両側から、第１のスカート２８及び第２のスカート３０が垂下している。
【００６７】
ほぼ円筒形状のハンドル４０がプレート１８の１つの角から垂下している。ハンドル４０は、アーム１６に対しプレート１８の末端側に置かれている。これは、ハンドル４０へのアクセス可能性を援助する。ユーザーの親指を受け入れるために、凹部４２がプレート１８の上面２４に設けられている。ハンドル４０及び凹部４２は、ユーザーによるプレート１８の把持を容易にする。
【００６８】
第１の位置測定器具が、プレート１８の裏側に設けられた第１のスケール３１（その一部が図４に示されている）の形態で設けられており、これは第１のキャリッジ２０に取り付けられている第１の読取りヘッド３３（図５ａ及び図５ｂに示されている）によって読まれる。 第１の読取りヘッド３３は、ケーブル１４６内のライン（不図示）を介して制御システム（不図示）に電気的に接続されていて、そして第１のキャリッジ２０に対するプレート１８の位置を決定するために、該制御システムによって用いられ得る信号を出力することができる。適切なスケールは、Ｒｅｎｉｓｈａｗ社から入手可能な製品番号ＲＧＳ４０の下に販売されているスケールである。それの適切な読取りヘッドは、Ｒｅｎｉｓｈａｗ社から入手可能な製品番号ＲＧＨ３４下に販売されている読取りヘッドである。
【００６９】
図４、図５及び図６ａと図６ｂとを参照するに、第１のキャリッジ２０は、プレート１８の第１のスカート２８と第２のスカート３０の間にぴったりと嵌め合わされるように、形状及び寸法が定められている本体２１を有している。
【００７０】
第１のキャリッジ２０の本体２１は、細長い開口６４と参照数字６５によって指示されたもののような複数の減少された深さの部分を有している。開口６４は、以下により詳細に説明されるように、本体２１を通る光の通過を許し、そして減少された深さの部分６５は、本体２１の重量を減少させる。
【００７１】
第２の位置測定器具が、第１のキャリッジ２０の裏側に設けられた第２のスケール３５の形態で設けられており、これは第２のキャリッジ２２に取り付けられている第２の読取りヘッド３７によって読まれる。 第２の読取りヘッド３７は、ケーブル１４６内のライン（不図示）を介して制御システム２００に電気的に接続されていて、そして第２のキャリッジ２２に対する第１のキャリッジ２０の位置を決定するために、該制御システム２００によって用いられ得る信号を出力することができる。適切なスケールは、Ｒｅｎｉｓｈａｗ社から入手可能な製品番号ＲＧＳ４０の下で販売されているスケールである。それの適切な読取りヘッドは、Ｒｅｎｉｓｈａｗ社から入手可能な製品番号ＲＧＨ３４の下に販売されている読取りヘッドである。
【００７２】
第３のスカート６６及び第４のスカート６８が本体２１から垂下し、第１のホイール４４、第２のホイール４６及び第３のホイール４８が取り付けられている第１の側部と第２の側部との間に延在している。第３のスカート６６は、第３の案内ロッド７２を受け入れるためにその長さ方向に沿って延在する第３の細長い凹部７０を有している。第４のスカート６８は、第４の案内ロッド７６を受け入れるためにその長さ方向に沿って延在する第４の細長い凹部７４を有している。第３の案内ロッド７２及び第４の案内ロッド７６は、第３の細長い凹部７０及び第４の細長い凹部７４内に保持されている。
【００７３】
全体として４３及び４５によって指示されている、第１及び第２の剛性のベアリングは、ステージ４の１つの側でプレート１８と第１のキャリッジ２０の間に設けられている。全体として４７によって指示されている、第１の弾性的に従順なベアリングは、ステージ４の反対側でプレート１８と第１のキャリッジ２０の間に設けられている。ベアリング４３、４５及び４７は、Ｘ方向でのプレート１８と第１のキャリッジ２０の相対的な移動を容易にする。
【００７４】
ベアリング４３、４５及び４７は、以下にさらに詳細に説明されるように、プレート１８及びキャリッジ２０に与えられた、協働するベアリング構成によって提供されている。
【００７５】
第１のスカート２８は、第１の案内ロッド３４を受け入れるべく、その長さ方向に沿って延在している第１の細長い凹部３２を有している。第１の案内ロッド３４は、第１の剛性のベアリング４３及び第２の剛性のベアリング４５ののための、プレート１８におけるベアリング構成についてのベアリング部を提供している。第２のスカート３０は、第２の案内ロッド３８を受け入れるべく、その長さ方向に沿って延在している第２の細長い凹部３６を有している。第２の案内ロッド３８は、第１の弾性的に従順なベアリング４７のための、プレート１８におけるベアリング構成についてのベアリング部を提供している。
【００７６】
第１のキャリッジ２０は、第１のキャリッジ２０の第１の側に、間隔を空けて位置された第１の剛性のホイール４４と第２の剛性のホイール４６を有している。第１の剛性のホイール４４と第２の剛性のホイール４６は、第１の剛性のベアリング４３及び第２の剛性のベアリング４５のための、第１のキャリッジ２０におけるベアリング構成についてのベアリング部を提供している。第１のキャリッジ２０はまた、第１の側と反対の、第１のキャリッジ２０の第２の側に位置された剛性の第３ホイール４８を有している。剛性の第３ホイール４８は、第１の側の第１の剛性のホイール４４と第２の剛性のホイール４８の間の途中に存するように、第２の側の長さ方向に沿って位置されている。剛性の第３ホイール４８は、第１の弾性的に従順なベアリング４７のための、第１のキャリッジ２０におけるベアリング構成についてのベアリング部を提供している。
【００７７】
第１の剛性のホイール４４と第２の剛性のホイール４６は、それらの一部分が本体２１の境界を越えて延在するように、本体２１の第１の円形の凹部５８と第２の円形の凹部６０内に取り付けられている。これは、図４に示されるように、サンプル位置決め用ステージが組み立てられたとき、第１のホイール４４と第２のホイール４６が第１の案内ロッド３４に係合し、それによって、第１の剛性のベアリング４３と第２の剛性のベアリング４５を提供するためである。同じく、第３の剛性のホイール４８は、その一部が本体２１の境界を越えて延在するように、本体２１の第３の円形の凹部６２内に取り付けられている。サンプル位置決め用ステージが組み立てられたとき、第３の剛性のホイール４８は第２の案内ロッド３８に係合し、それによって、第１の弾性的に従順なベアリング４７を提供する。
【００７８】
プレート１８と第１のキャリッジ２０は、それらが共に組み立てられたとき、第１のキャリッジ２０におけるホイールと検査プレートのそれぞれの案内ロッドにおける力が、第１のキャリッジ２０が案内ロッドに沿ってプレート１８の中で動くことが自由であるべく十分に低いが、プレート１８と第１のキャリッジ２０の間に全ての他の方向において遊びがなく十分に高いように形成されている。
【００７９】
第１の剛性のホイール４４、第２の剛性のホイール４６及び第３の剛性のホイール４８はそれぞれ円形の開口を有し、そしてホイールは、第１の円形の凹部５８、第２の円形の凹部６０及び第３の円形の凹部６２の中に、第１の正方形ペグ５２、第２の正方形ペグ５４及び第３の正方形ペグ５６と締まり嵌めを形成している開口によって取り付けられる。正方形のペグと共に円形の開口を用いることで、ホイールとペグとの間の正確で安全な取付け部を可能にしている。第１のホイール４４、第２のホイール４６及び第３のホイール４８は、ホイールがペグに対して回転することを可能にするベアリングを包含している。第１の剛性のホイール４４、第２の剛性のホイール４６及び第３の剛性のホイール４８の外周縁には、ホイールがそれらのそれぞれの案内ロッドの周りを部分的に包囲することができるように、溝が形成されている。このことは、ホイール、及びそれ故にキャリッジがプレートに対してＺ方向、すなわち、プレート１８の平面と直交して動くことを妨げる。
【００８０】
第１のペグ５２と第２のペグ５４は、それらは本体２１に対して移動することができないように、第１のキャリッジ２０に取り付けられている。これと対照的に、第３のペグ５６は、サンプル位置決め用ステージ４が組み立てられたとき、それがプレート１８の第２の案内ロッド３８の長さ方向に直交する方向に本体２１に対して弾性的に動くことができるように、第１のキャリッジ２０に取り付けられている。
【００８１】
特に、第３のペグ５６は、第１の開口９２、第２の開口９４及び第３の開口９６を画成している第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０によって、本体２１に連結されている平らなベース８２に取り付けられている。第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０は弾性的に変形可能であり、そして、平らなベース８２に矢印Ａで示された方向に力が加えられたとき、平らなベース８２、及びそれに取り付けられているペグ５６及びホイール４８が、本体２１の中に矢印Ａで示された方向に移動するのを許容する。第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０は、図１０（説明された実施形態においてアームが実際に変形するであろう量を誇張して示している）に示すように、それらの長さに従って変形すべく形成されている。
【００８２】
ステージ４は、プレート１８と第１のキャリッジ２０が共に組み立てられたとき、第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０が変形されるように形成されている。したがって、それらの弾性の故に、第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０は、第３の剛性のホイール４８を第２の案内ロッド３８に向けて偏倚させるであろう。このことは、順に、第１の剛性のホイール４４と第２の剛性のホイール４６を、第１の案内ロッド３４に向けて偏倚させるであろう。
【００８３】
説明された実施形態で、ステージ４は、平らなベース８２に関する力（第２の案内ロッド３８との係合よる第３のホイール４８での力によって起こされる）が、第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０の降伏応力よりも大きくなるように形成されている。したがって、第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０は、プレート１８と第１のキャリッジ２０の組み付けのときに、柔軟に変形される。
【００８４】
図６ａ、図６ｂ及び図７を参照するに、第２のキャリッジ２２は本体２３を有し、この本体２３は、第１のキャリッジ２０の第３のスカート６６と第４のスカート６８の間にぴったりと嵌り合うように、形状及び寸法付けられている。第２のキャリッジ２２は、（以下により詳細に説明されるように、第２のキャリッジ２２を通しての光の通過を許容する）開口６７の形状が細長いよりむしろ円形であることを別として、第１のキャリッジ２０とほぼ同じである、これは、第１のキャリッジ２０はＹ方向に第１のキャリッジ２０に対して動くことができるが、第２のキャリッジ２２は光源に対して固定されるであろうから、可能である。
【００８５】
全体として、８１及び８３によって指示されている第３及び第４の剛性のベアリングは、ステージ４の一側の第１のキャリッジ２０と第２のキャリッジ２２の間に設けられている。全体として、８５によって指示されている第２の弾性的に従順なベアリングは、第３の剛性のベアリング８１及び第４の剛性のベアリング８３が設けられている側と反対のステージ４の側で、第１のキャリッジ２０と第２のキャリッジ２２の間に設けられている。ベアリング８１、８３及び８５は第１のキャリッジ２０と第２のキャリッジ２２のＹ方向での相対的な運動を容易にする。
【００８６】
ベアリング８１、８３及び８５は、以下にさらに詳細に説明されるように、第１のキャリッジ２０及び第２のキャリッジ２２に与えられた、協働するベアリング構成によって提供されている。
【００８７】
第１のキャリッジ２０に設けられた第４の案内ロッド７８は、第３の剛性のベアリング８１と第４の剛性のベアリング８３のための、第１のキャリッジにおけるベアリング構成についてのベアリング部を提供している。第１のキャリッジ２０に設けられた第３の案内ロッド７２は、第２の弾性的に従順なベアリング８５のための、第１のキャリッジ２０におけるベアリング構成についてのベアリング部を提供している。
【００８８】
第１のキャリッジ２０と同じように、第２のキャリッジ２２は、第２のキャリッジ２２の第１の側に間隔を空けて位置された第１の剛性のホイール７７と第２の剛性のホイール７９を有している。 第１の剛性のホイール７７と第２の剛性のホイール７９は、第３の剛性のベアリング８１と第４の剛性のベアリング８３のための、第２のキャリッジ２２におけるベアリング構成についてのベアリング部を提供している。第２のキャリッジ２２はまた、第２のキャリッジ２２の第１の側と反対の第２の側に位置された第３の剛性のホイール８０を有している。剛性の第３ホイール８０は、第１の側の第１の剛性のホイール７７と第２の剛性のホイール７９の間の途中に存在するように、第２の側の長さ方向に沿って位置されている。剛性の第３のホイール８０は、第３の弾性的に従順なベアリング８５のための、第２のキャリッジ２２におけるベアリング構成についてのベアリング部を提供している。
【００８９】
第１のキャリッジ２０と第２のキャリッジ２２は、それらが共に組み立てられたとき、第２のキャリッジ２２のホイールと第１のキャリッジ２０のそれぞれの案内ロッドにおける力が、第２のキャリッジ２２が案内ロッドに沿って第１のキャリッジ２０の中で動くことが自由であるべく十分に低いが、第１のキャリッジ２０と第２のキャリッジ２２の間に他の方向において遊びがなく十分に高いように形成されている。
【００９０】
第１の剛性のホイール７７と第２の剛性のホイール７９は、それらが本体２３に対して動かされ得ないように、第２のキャリッジ２２に取り付けられている。それと対照的に、剛性の第３のホイール８０は、サンプル位置決め用ステージ４が組み立てられたとき、それが本体２３に対してプレート１８の第４の案内ロッド７２の長さに直交する方向に動くことができるように、第２のキャリッジ２２に取り付けられている。
【００９１】
特に、剛性の第３ホイール８０はペグ８７を介して取り付けられ、該ペグ８７は順に、第１の開口９９、第２の開口１０１及び第３の開口１０３を画成する第１のアーム９１、第２のアーム９３、第３のアーム９５及び第４のアーム９７によって本体２３に連結されている平らなベース８９に取り付けられている。第１のアーム９１、第２のアーム９３、第３のアーム９５及び第４のアーム９７はそれらの長さに従って弾性的に変形可能であり、平らなベース８９、そしてペグ８７及びそれに取り付けられている第３のホイールが、平らなベース８９に矢印Ｂで示された方向に力が加えられたときに、本体２３の中に矢印Ｂで示された方向に移動するのを許容する。
【００９２】
ステージ４は、第１のキャリッジ２０と第２のキャリッジ２２が共に組み立てられたとき、第１のアーム９１、第２のアーム９３、第３のアーム９５及び第４のアーム９７が変形されるように、形成されている。したがって、それらの弾性の故に、第１のアーム９１、第２のアーム９３、第３のアーム９５及び第４のアーム９７は、第３の剛性のホイール８０を第３の案内ロッド７２に向けて偏倚させるであろう。これは、順に、第１の剛性のホイール７７と第２の剛性のホイール７９を第４の案内ロッド７８に向けて偏倚させるであろう。
【００９３】
説明された実施形態で、ステージ４は、平らなベース８９に関する力（第３の案内ロッド７２との係合よる第３のホイール８０での力によって起こされる）が、第１のアーム９１、第２のアーム９３、第３のアーム９５及び第４のアーム９７の降伏応力よりも大きくなるように形成されている。したがって、第１のアーム９１、第２のアーム９３、第３のアーム９５及び第４のアーム９７は、第１のキャリッジ２０と第２のキャリッジ２２の組み付けのときに、柔軟に変形される。
【００９４】
図６ａ、図６ｂ及び図７を参照するに、第１のキャリッジ２０をサンプル位置決め用ステージに対してＸ方向に駆動する第１の駆動ユニット９８が、第１のキャリッジ２０に第１のキャリッジの第３ホイール４８に隣接して取り付けられ、そして第２の案内ロッド３８に摩擦係合している。第２のキャリッジ２２を第１のキャリッジ２０に対してＹ方向に駆動する第２の駆動ユニット１００が、第２のキャリッジの第１のホイール７７と第２のホイール７９の間で第２のキャリッジ２２に取り付けられ、そして第４の案内ロッド７８に摩擦係合している。第１の駆動ユニット９８と第２の駆動ユニット１００は同一である。
【００９５】
駆動ユニットと位置測定装置を剛性のベアリングが位置されている側に設けることは、ステージ位置決めの精度と反復性を改善することが判明した。図１４は、図１から図１３までに関連して説明されたステージ４と実質的に同一であり、同一項目が同一の参照数字を共有するステージ１００４の実施形態を示している。しかしながら、プレート１８と第１のキャリッジとの間の相対的な運動のために備える第１の駆動ユニット９８が弾性的に従順なベアリング（不図示）の側にあるより、どちらかと言うと、それは剛性のベアリングの側に位置されている（それらの第１の剛性のベアリング４３のみが見え、第２の剛性のベアリングは見えない）。図１から１３に関連して説明されたステージ４のケースのように、第１のキャリッジ２０と第２のキャリッジ２２の間の相対的な運動のために備える第２の駆動ユニット１００は、今なお剛性のベアリング（それらの第１の剛性のベアリング８３のみが見える）の側に設けられている。
【００９６】
図７ないし図９を参照するに、第２の駆動ユニット１００は、モーター本体１０２及びモーター本体１０２から延在する駆動軸１０４を備え、駆動軸１０４はモーター本体１０２によって回転させられ得る。モーター本体１０２は、１２ボルトＤＣ直接駆動モーターである。モーター本体１０２は（不図示の）動力源から（不図示の）電気ケーブルを介して電力を受け取る。
【００９７】
駆動軸１０４は、第１の錐体部１０６及び 第２の錐体部(不図示) を有し、そのそれぞれは駆動軸１０４の長さの中心に向かって縮径部に収束している。サンプル位置決め用ステージ４が組み立てられたとき、第１の錐体部１０６と第２の錐体部は共に第４の案内ロッド７８に接触する。したがって、駆動軸１０４は案内ロッド７８とに２つの接触点を有している。図１５ａないし図１５ｃに図解されるように、第１の接触点１０５及び第２の接触点１０７は、第２のキャリッジ２２の第１のホイール７７及び第２のホイール７９と第４の案内ロッド７８との間の接触点を包含している、破線１０９で示されたベアリング接触平面上に存する。特に、駆動軸１０４と案内ロッド７８の下方側との接触点１０５は、第１のホイール７７と案内ロッドの下方側との間の接触点１１１及び第２のホイール７９と案内ロッドの下方側との間の接触点１１３を包含する下方のベアリング接触ライン上に存している。さらに、駆動軸１０４と案内ロッド７８の上方側との間の接触点１０７は、第１のホイール７７と案内ロッドの上方側との間の接触点１１５及び第２のホイール７９と案内ロッドの上方側との間の接触点（不図示）を包含する上方のベアリング接点ライン上に存している。
【００９８】
第２の駆動ユニット１００は取付アーム１０８を備えている。モーター本体１０２は取付アームに固定され、それらが互いに対して動くことができないようにされている。取付アーム１０８は、モーター本体１０２が第１のねじ１１２及び第２のねじ１１４によって固定されるベース部分１１０と、第４の案内ロッド７８の長さ方向に沿ってモーター本体１０２から離れて延在するアーム部分１１６を有している。モーター本体１０２から離れたアーム部分１１６の端部端部は、開口１２０を画成している延長部１１８を有している。
【００９９】
取付アーム１０８は、ばね１２２を介して第２のキャリッジ２２に取り付けられている。ばね１２２は、ねじ１２４を介して第２のキャリッジ２２に固定され、そして開口１２０を通してばねの端部が引っ掛けられて取付アーム１０８に固定されている。したがって、このように、取付アーム１０８が第２のキャリッジに取り付けられている結果、取付アーム１０８、従ってモーター本体１０２及び駆動軸１０４は、駆動軸１０４の回転軸線Ｂによって規定される方向以外の全ての方向に、第２のキャリッジに対して動くことが自由である。取付アーム１０８、従ってモーター本体１０２及び駆動軸１０４の回転は、第１の方向においてばね１２２で拘束され、そして第１の方向と反対の第２の方向においては延長部１１８が第２のキャリッジ２２の本体２３に対して当接することによって拘束されている。
【０１００】
第２の駆動ユニット１００はさらに、駆動軸１０４を第４の案内ロッド７８に偏倚させる偏倚機構１２６を備えている。偏倚機構１２６は、ヘッド１３０及びアーム１３２を有する本体１２８と、サンプル位置決め用ステージ４が組み立てられたとき、ヘッド１３０と第２のキャリッジ２２の本体２３との間で作用するばね１４４を備えている。
【０１０１】
ヘッド１３０は、第１のベアリング１３４、第２のベアリング１３６、第３のベアリング１３８及び第４のベアリング１４０を有している。サンプル位置決め用ステージ４が組み立てられたとき、これらのベアリングは駆動軸１０４に係合し、そしてヘッド１３０に対しての駆動軸１０４の回転を容易にする。
【０１０２】
アーム１３２の第１の端部がヘッド１３０に固定され、そしてアーム１３２はヘッド１３０から遠位の第２の端部に向けて開口１４１を有している。偏倚機構１２６は、アーム１３２の開口１４１を通って延在し且つ本体２３のねじ穴に係合するボルト１４２を介して、本体２３に連結されている。アーム１３２は、ヘッド１３０が第２の案内ロッド７８に対し偏倚され得るように、柔軟である。
【０１０３】
サンプル位置決め用ステージ４を組み立てるために、第１のキャリッジ２０がプレート１８の中に滑らせられる結果、第１のホイール４４と第２のホイール４６が第１の案内ロッド３４に係合し、且つ第３のホイール４８及び第１の駆動ユニット９８（上述の方法で第１のキャリッジ２０に取り付けられている）の駆動軸１０４が第２の案内ロッド３８に係合する。
【０１０４】
プレート１８及び第１のキャリッジ２０の寸法は、プレート１８内に受け入れられるべき第１のキャリッジ２０のために、第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０が変形される結果、受け入れられる第３のホイール４８が第１のキャリッジ２０の本体２１に押し付けられるようにされている。さらに、説明された実施形態で、第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０は、第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０をプラスチックのように変形させる程度にまで変形される。したがって、第１のキャリッジ２０がプレート１８に受け入れられるとき、第１のアーム８４、第２のアーム８６、第３のアーム８８及び第４のアーム９０は、第３のホイール４８を第２の案内ロッド３８に対し偏倚させる。
【０１０５】
さらに、ばね１４４は第１の駆動ユニット９８の駆動軸１０４とプレート１８の第２の案内ロッド３８との間の相互作用によって圧縮されるので、駆動軸１０４は第２の案内ロッド３８に偏倚される。
【０１０６】
第２のキャリッジ２２は、その後、第１のキャリッジ２０とプレート１８との関係で上に説明されたのと同様の方法で、第１のキャリッジ２０内に滑らされる。
【０１０７】
第２のキャリッジ２２は、その後、対物レンズ１０に対してＸ方向及びＹ方向に動くことができないように、顕微鏡６に固定される。したがって、プレート１８の位置は、対物レンズ１０に対して、第１の駆動システム９８の作動によってＸ方向に、第２の駆動システムの作動によってＹ方向に移動され得る。
【０１０８】
光源（不図示）はサンプル位置決め用ステージ４の下に位置されてもよい。光源からの光は、プレート１８の上に位置されているサンプル８を照明するために、第２のキャリッジ２２の開口６７、第１のキャリッジの開口６５及びプレート１８の開口２７を通ることができる。
【０１０９】
図１１に示されるように、サンプル位置決め用ステージ４は、（ケーブル１４６の）入力／出力ライン２０２を介して制御システム２００に接続されている。制御システム２００は、初期化モジュール２０４、位置維持モジュール（ＰＭＭ）２０６、及び衝突／ドラッグ検知モジュール２０８を備えている。制御システム２００は入力／出力ライン２１２を介して入力装置２１０に接続されている。
【０１１０】
制御システム２００の基本的な作動が、今、図１２に関連して説明される。制御システム２００が最初にオンされたとき、位置維持モジュール２０６がステップ３００において始める。スタート時、位置維持モジュール２０６はステップ３０２において初期化プロセスを実行する。これは、サンプル位置決め用ステージ４を較正する較正ルーチンを初期化モジュール２０４から呼び出すことを含んでいる。較正ルーチンが完了すると、位置維持モジュール２０６は、第１のキャリッジ２０に対してのプレート１８のＸ方向における現在の位置、及び第２のキャリッジ２２に対しての第１のキャリッジ２０（そして、それ故プレート１８）のＹ方向における現在の位置を受け取り、そして、現在の位置変数値にこのデータを入れる。また、初期化プロセス３０２の一部として、位置維持モジュール２０６は、その初期値が現在の位置変数値と同じであるという状態で、要求される位置変数値をセットアップする。
【０１１１】
要求される位置変数値は、入力装置２１０を介して、新しい要求位置を入力するユーザーによって変えられ得る。特に、ユーザーは、入力装置２１０を介して制御システムに、要求されるＸ位置及び要求されるＹ位置を入力することができる。説明された実施形態では、ユーザーは要求される絶対位置（すなわち、プレート１８をあるＸ／Ｙ位置に動かすこと）を入力する。しかしながら、制御システム２００へ入力される要求位置は、相対位置（すなわち、プレート１８をＸ／Ｙ方向にある量だけ動かすこと）であってもよいことは理解されよう。
【０１１２】
位置維持モジュールは、第１の読取りヘッド３３及び第２の読取りヘッド３７からの出力を間断なくモニターして、そして位置の変更の検出に基づき現在の位置変数値を最新のものにする。
【０１１３】
ステップ３０４において、位置維持モジュール２０６は要求された位置と現在の位置が同じであるかどうかを見るべく間断なく調べる。もしそうでなければ、その後、位置維持モジュール２０６は、プレート１８を要求された位置に向かって動かすために必要とされるだけ、第１の駆動システム９８及び第２の駆動システム１００のモーター本体１０２のいずれか、又は両方に、ＤＣ出力電圧（「Ｖ」）を印加する。出力電圧Ｖは、プレート１８を要求された位置に向けて進行させるべく最大出力電圧にまで増大され得る。プレート１８が動かされるとき、現在の位置変数値はその現在の実際の位置を反映するように間断なく最新のものにされる。このプロセスは、  現在の位置変数値が要求された位置変数値と同じになるまで継続する。
【０１１４】
ユーザーは、プレート１８に力を加えることによって、手動でプレート１８をＸ及び／又はＹ方向にドラッグすることができる。ユーザーはハンドル４０を操作することによって、このような力をプレート１８に加えることができる。
【０１１５】
衝突／ドラッグ検知モジュール２０８は位置維持モジュール２０６に並行して動作し、プレート１８が手動でユーザーによってドラッグされているか、あるいはプレート１８が対象物に衝突しているかを決定するために用いられる。もし衝突／ドラッグ検知モジュール２０８がこのような状況を検知すると、それは、第１の駆動システム９８及び第２の駆動システム１００のいずれか、又は両者のモーター本体１０２を不作動にし、外力に対するそれらの駆動を停止させる。衝突／ドラッグ検知モジュール２０８の作動が図１３に関連して説明される。
【０１１６】
制御システム２００がオンにされたとき、衝突／ドラッグ検知モジュール２０８はステップ５００において始まる。ステップ５０２において、ステップ３０６で位置維持モジュール２０６により印加された出力電圧Ｖは、それがその最大レベルにあるかを見るために間断なくモニターされる。
【０１１７】
図１２から分かるように、プレート１８が対象物に衝突するか、又は要求された位置から手動でドラッグ（引き離）されたときには、位置維持モジュールは、現在の位置を要求された位置により近づけるように、第１の駆動ユニット９８及び第２の駆動ユニット１００のいずれか、又は両方のモーター本体１０２に印加されている出力電圧（「Ｖ」）を最大電力に増大することにより、衝突／引き離しに対抗しようと試みるであろう。したがって、現在の位置が要求された位置と同じではないときには、出力電圧Ｖはその最大レベルにのみあるであろう。
【０１１８】
もし、出力電圧Ｖが最大電圧にあるのなら、プロセスはステップ５０４に進む。ステップ５０４において、位置の誤差が可変の「位置誤差０」に記録され、そしてタイマー（「ｔ」）がスタートされる。位置の誤差とは、要求された位置と現在の位置との間の差である。
【０１１９】
制御はステップ５０６へ進み、ここでは、タイマーがその最大値（「Ｔ」）の半分に達するまで間断なくインクリメントされる。説明される実施形態では、「Ｔ」は２５ｍＳである。したがって、およそ１２.５ｍＳの後に、出力電圧Ｖがまだ最大レベルにあるかが決定される。もし、出力電圧Ｖがその最大レベルにないなら、これは、プレート１８への外力が除去されたことを意味し、そこでプロセスは再スタートする。
【０１２０】
もし出力電圧Ｖがまだその最大レベルにあるなら、制御はステップ５０８に進み、位置の誤差が可変の「位置誤差１」に記録される。
【０１２１】
ステップ５１０において、タイマーｔはその最大値Ｔまで間断なくインクリメントされる。したがって、タイマーｔのスタートからおよそ２５ｍＳ後に、出力電圧Ｖがまだ最大レベルにあるかが決定される。もし出力電圧Ｖがその最大レベルにないなら、これはプレート１８への外力が除去されたことを意味し、そこでプロセスは再スタートする。
【０１２２】
もし出力電圧Ｖがまだその最大レベルにあるなら、制御はステップ５１２に進み、位置の誤差が可変の「位置誤差２」に記録される。
【０１２３】
ステップ５１４において、プレート１８への外力が加えられているかが決定される。もし、サンプル位置決め用ステージ４が対象物に衝突して失速しているなら、スタートされているタイマーｔと最大数のインクリメント値Ｔに到達しているタイマーｔとの間で、プレート１８の位置は著しくは変化していない。したがって、もし「位置誤差０」における位置と「位置誤差２」における位置との間の差が、所定の最大移動閾値Ｘより小さいなら、それからこの方法はステップ５１８に進む。当該所定の最大移動閾値Ｘは、たとえプレート１８が「位置誤差０」及び「位置誤差２」の記録の間の小さな距離を移動するとしても、まだ衝突が検知されるのを可能にしている。説明された実施形態では、該所定の閾値Ｘは、１００μｍである。
【０１２４】
もしステップ５１４において、該方法がプレート１８の対象物との衝突を決定しなければ、該方法はステップ５１６に進み、ここでプレート１８が手動でドラッグされているかが決定される。
【０１２５】
ステップ５１６においては、次のいずれかが真実であるかが決定される：
・０＞「位置誤差０」＞「位置誤差１」＞「位置誤差２」
・０＜「位置誤差０」＜「位置誤差１」＜「位置誤差２」
これらの条件は、プレート１８がその要求される位置からドラッグされているときはいつでも真実である。これらの条件のいずれかが真実であるなら、プロセスはステップ５１８に進む。もしこれらの条件のいずれが真実ではないなら、プロセスはステップ５０２に戻る。
【０１２６】
ステップ５１８において、モーター本体１０２はターンオフされる（止められる）。これは、位置維持モジュール２０６を遮って、駆動ユニットに印加されているＤＣ出力電圧Ｖをゼロに減らす衝突／ドラッグ検知モジュール２０８によってなされる。 したがって、モーター本体１０２は、最早、要求された位置にプレート１８を駆動しようとすることはなく、駆動ユニット１００はユーザーによって容易に戻し駆動され得る。
【０１２７】
制御はその後ステップ５２０に進み、ここではタイマーＶｏｆｆがスタートされる。タイマーＶｏｆｆは１秒の最大値を有している。ステップ５２２において、プレート１８が静止しているかが決定される。もし、検査プレートが静止していないなら、制御はステップ５２０に戻り、そしてタイマーＶｏｆｆがゼロにリセットされる。
【０１２８】
もし、プレート１８が静止していることが決定されると、制御はステップ５２６へ進み、Ｖｏｆｆがその最大値（すなわち１秒）に達したかが決定される。もしそうでなければ、制御はそれからステップ５２２に戻り、そして、ステップ５２２が、タイマーＶｏｆｆがスタートされた後、再度、２００μＳ毎に実行するようにプロセスが構成されている。もし、Ｖｏｆｆがその最大値に達していたなら（すなわち１秒）、それから制御はステップ５２８に進み、その時点において、要求された位置変数値が現在の位置としてセットされ、そして位置維持モジュール２０６が（ステップ３０４から）再開される。
【０１２９】
図１３との関係で説明されたプロセスは、第１の駆動ユニット９８及び第２の駆動ユニット１００の各々に関連して独立して実行される。
【０１３０】
理解されるように、上に説明された方法以外の他の機構が、モーター１００及び１０４を、プレート１８を要求される位置に外力に抗して駆動しないよう、いつターンオフするかを決定するために用いられ得る。例えば、プレート１８を要求された位置に駆動しようとする１つのモードと、ユーザーが手動でプレート１８を位置決めするために駆動ユニット９８と１００を自由に戻し駆動するのを許容するもう１つのモードとの間で、ユーザーが作動モードを切り替えるために、スイッチがステージ４に設けられてもよい。このようなスイッチは、ステージ４に、例えばボタンによって、設けられ得る。例えば、ボタンはプレート１８の凹部４２の位置に置かれてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【国際調査報告】
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