JP2014502051A - 浮上マイクロマニピュレーターシステム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
Claims (34)
- 少なくとも第1の層の独立したゾーン内に配置された導電トレースを有する回路基板と、
前記回路基板の第1の表面上に位置する反磁性層と、
磁性層に隣接して配置され、前記ゾーン内を移動可能であり、磁性を有し、磁場を介して制御可能な少なくとも2つのマニュピュレーターと、
前記導電トレースに電気的に接続され、前記磁場を発生させるための信号を生成するために配置されたコントローラーとを含むことを特徴とするシステム。 - 前記導電トレースは、直交駆動信号が前記マニュピュレーターに供給されるよう構成された繰り返しパターンを形成する請求項1に記載のシステム。
- 前記回路基板は、導電トレースの複数の層を有し、前記各層は、前記導電トレースのパターンを有している請求項1に記載のシステム。
- 前記システムは、異なるジャンパーセットの接続が、前記導電トレースの異なるパターン間を接続するように構成されたジャンパーをさらに含む請求項3に記載のシステム。
- 前記回路基板の前記第1の表面から離れている前記層は、前記回路基板の前記第1の表面により近い層よりも高電流で駆動されるよう構成されている請求項3に記載のシステム。
- 前記導電トレースは、ビアパターン、回転パターン、円形パターンおよび格子パターンのいずれか1つの繰り返しパターンを形成する請求項1に記載のシステム。
- 前記導電トレースは、少なくとも2つの分離した層内に平行配線パターンで形成されている請求項1に記載のシステム。
- 前記平行配線パターンは、交互配置されたパターンを含む請求項7に記載のシステム。
- 前記交互配置されたパターンは、2つの交互配置されたパターンを有する第1の導電層を含み、第2の平行配線パターンは、第1の平行配線パターンから、第1の方向に空間的にオフセットしている請求項8に記載のシステム。
- 前記第2の平行配線パターンは、前記第1の平行配線パターンから、前記第1の配線パターンのトレース間距離の半分の距離、空間的にオフセットしている請求項9に記載のシステム。
- 前記システムは、前記第1の層の外側に接続するためのビアを有する第2の層をさらに含み、前記ビアは、第1の平行配線パターンと第2の平行配線パターンとが接触するであろう領域に配置されている請求項7に記載のシステム。
- 前記システムは、前記第1および第2の平行配線パターンに対して、90度回転された第3の平行配線パターンおよび第4の平行配線パターンを有する第3の層をさらに含み、前記第4の平行配線パターンは、前記第3の平行配線パターンから、空間的にオフセットしている請求項11に記載のシステム。
- 前記導電トレースは、ジグザグパターン状に配置されている請求項7に記載のシステム。
- 前記ジグザグパターンは、
前記回路基板の前記第1の層内の第1のジグザグパターンと、
前記第1のジグザグパターンから、第1の方向に空間的にオフセットしている、前記回路基板の第2の層内の第2のジグザグパターンと、
前記第1のジグザグパターンに対して90度回転され、前記回路基板の第3の層内の第3のジグザクパターンと、
前記第3のジグザグパターンから、第2の方向に空間的にオフセットしている、前記回路基板の第4の層内の第4のジグザグパターンとを含む請求項13に記載のシステム。 - 前記システムは、前記第1のジグザグパターンの角部の1つおきに対して、直線状に配置されている角部を有する回転パターンをさらに含む請求項14に記載のシステム。
- 前記システムは、前記反磁性層上に位置する電流ダンピング層をさらに含む請求項1に記載のシステム。
- 前記システムは、前記回路基板の前記第1の層に隣接して配置された機械的な止め具をさらに備える請求項1に記載のシステム。
- 前記機械的止め具は、前記反磁性層上の電流ダンピング層上に配置されている請求項17に記載のシステム。
- 前記システムは、少なくとも1つのセンサーをさらに備える請求項1に記載のシステム。
- 前記導電トレースは、少なくとも1つの前記マニュピュレーターの位置を誘導的に感知するよう構成された前記センサーに電気的に接続された少なくとも1つの導電トレースを備える請求項19に記載のシステム。
- 前記システムは、第2の回路基板をさらに含み、前記信号は、前記第1の回路基板から前記第2の基板に、少なくとも1つの前記マニュピュレーターを移動させるよう構成されている請求項1に記載のシステム。
- 前記システムは、前記回路基板の前記第1の表面上に研磨された表面をさらに含み、前記マニュピュレーターは、前記研磨された表面上を移動するよう配置されている請求項1に記載のシステム。
- 前記研磨された面は、前記マニュピュレーターの浮上距離よりも小さい粗さを有する請求項22に記載のシステム。
- 前記回路基板は、前記トレース内の電流を制御するよう構成された電気部品を含む請求項1に記載のシステム。
- 前記マニュピュレーターは、同じ動作平面内で他のマニュピュレーターを反発するよう構成されている請求項1に記載のシステム。
- 前記マニュピュレーターは、ゼロネット磁気双極子モーメントを有する請求項1に記載のシステム。
- 前記マニュピュレーターは、前記マニュピュレーターの前記磁気モーメントをゼロとし、他のマニュピュレーターを反発するように構成された、外側の極が打ち消されている中央の磁石を含む請求項1に記載のシステム。
- 請求項1に記載のシステム内の前記回路基板上の磁気マニュピュレーターを推進させる方法であって、
前記コントローラーを用いて駆動信号を生成する工程と、
前記駆動信号を、前記回路基板内に配置された少なくとも2つの導電トレースに供給する工程とを含むことを特徴とする方法。 - 前記導電トレースは、交互配置された2つのトレースセットが、第1の方向に空間的にオフセットされたパターン状で配置され、前記駆動信号を供給する工程は、前記第1の方向と平行に前記マニュピュレーターを移動させるようなタイムシーケンスで前記駆動信号を供給する工程を含む請求項28に記載の方法。
- 前記導電トレースは、第1の方向に空間的にオフセットされたジグザグパターン状に配置され、前記駆動信号を供給する工程は、前記第1の方向に前記マニュピュレーターを移動させるようなタイムシーケンスで前記駆動信号を供給する工程を含む請求項28に記載の方法。
- 前記導電トレースに前記駆動信号を供給する工程は、離散ステップで、前記駆動信号を供給する工程を含み、前記離散ステップは、正の電流または負の電流のいずれか一方を前記導電トレースのそれぞれに対し、独立に供給した結果生じる請求項28に記載の方法。
- 前記駆動信号を供給する工程は、前記離散ステップの間の中間位置を実現するため、前記トレースの1つにおける電流がゼロに設定されるマイクロステッピングを含む請求項31に記載の方法。
- 前記駆動信号を供給する工程は、
第1のゾーン内に第1の電流を生成するために、前記第1のゾーン内でトレースを駆動する工程と、
第2のゾーン内に第2の電流を生成するために、前記第2のゾーン内でトレースを駆動する工程と、
前記第1および第2のゾーン間に連続した磁場パターンを発生させるために、前記第1および前記第2の電流を使用する工程とを含む請求項28に記載の方法。 - 前記駆動信号を供給する工程は、
特定の位置の第1の側面側で、前記回路基板の前記表面に平行な第1の方向に、正の電流を供給する工程と、
前記特定の位置の第2の側面側で、前記第1の方向と反対の方向であって、前記回路基板の前記表面に平行な第2の方向に、負の電流を供給する工程と、
前記特定の位置の第3の側面側で、前記回路基板の前記表面に平行な第3の方向に、正の電流を供給する工程と、
前記特定の位置にマニュピュレーターを定常的に保持するため、前記特定の位置の第4の側面側で、前記第3の方向と反対の方向であって、前記回路基板の前記表面に平行な第4の方向に、負の電流を供給する工程とを含む請求項28に記載の方法。
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