JP2022539205A - ホルダーを位置付けるための変形可能なデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
-フレームと、
-物体を保持するホルダーであって、ホルダーは、所与の方向に従って、フレームに対して移動可能である、ホルダーと、
-第1の点から第2の点に延在するメインレバーであって、当該メインレバーは、メインレバーの第1の点で、メインレバー及びフレームを接続する第1の枢動リンクを介して、フレームに回転可能に取り付けられている、メインレバーと、を備え、
メインレバーは、第2の枢動リンクを介して、第3の点でホルダーに接続され、第3の点は、第1の点と第2の点との間に配置され、それにより、メインレバーの第2の点がフレームに対して所与の方向に従って変位すると、ホルダーが当該方向に変位し、ホルダーの当該変位は、第2の点の変位の振幅よりも小さい振幅を有し、
-デバイスは、第3の枢動リンクを介してホルダーに接続された二次レバーを含み、二次レバーは、第4の枢動リンクを介してメインレバーに接続され、第5の枢動リンクを介してフレームに回転可能に取り付けられ、第3の枢動リンクは、第4の枢動リンクと第5の枢動リンクとの間に配置されている。
-デバイスは、別のメインレバーを含み、2つのメインレバーは、ホルダーの2つの対面する側に配置されており、それにより、別のメインレバーは、当該別のメインレバーの別の第1の点から当該別のメインレバーの別の第2の点に延び、当該別のメインレバーは、別の第1の点で、別のメインレバー及びフレームを接続する別の第1の枢動リンクを介して、フレームに回転可能に取り付けられ、別のメインレバーは、別の第1の点と他の第2の点との間に配置された当該別のメインレバーの別の第3の点で、ホルダーに接続され、それにより、別の第2の点がフレームに対して所与の方向に従って変位すると、ホルダーが当該方向に変位し、ホルダーの当該変位は、別の第2の点の変位の振幅よりも小さい振幅を有し、
-各メインレバーは、ホルダーの両側に対称的に配置されており、
-第1の枢動リンク及び/又は第2の枢動リンクは、ねじりバネ(単数又は複数)であり、
-デバイスは、単一の材料片で作製され、材料は、金属とポリマーとの間で特に選択され、好ましくは、材料は、100MPaを超える極限引張強さを有し、
-第1の枢動リンク及び/又は第2の枢動リンクは、メインレバーに対する材料の狭窄部であり、
-デバイスは、別の二次レバーを含み、二次レバーは、ホルダーの2つの対面する側に配置されており、それにより、別の二次レバーは、別の第3の枢動リンクを介して、ホルダーに接続され、別の二次レバーは、別の第4の枢動リンクを介して、メインレバーに接続され、別の第5の枢動リンクを介して、フレームに回転可能に取り付けられ、別の第3の枢動リンクは、別の第4の枢動リンクと別の第5の枢動リンクとの間に配置され、二次レバーは、ホルダーの両側に対称的に配置されており、
-デバイスは、第2の点でメインレバー(単数又は複数)に接続された可動部分を備え、可動部分は、アクチュエータによって所与の方向に変位するように適合されている。
-アクチュエータは、先端を有する電動ねじであり、先端は、可動部に接触して配置されており、それにより、ねじを作動させると、第2の点(単数又は複数)が所定の方向に変位し、
-アクチュエータは、フレームに固定された第1の部分と、第1の部分に対して移動可能である第2の部分とを含み、デバイスは、第2の部分に取り付けられた磁石と、第2の部分の動きによって引き起こされる磁場の変化を検出するように適合された磁場センサとを更に備える。
図1、図2、及び図3を参照すると、デバイス1は、所与の方向2に従って物体を位置決めするように適合されている。デバイス1は、好ましくは地面に固定されるように構成されたフレーム3を備える。デバイス1はまた、ホルダー4を備える。ホルダー4は、デバイス1によって精密に作動されるべき任意の物体を保持することができる。好ましくは、ホルダー4は、光学機器を保持するように構成されている。光学機器は、好ましくは顕微鏡対物レンズ19である。フレーム3及びホルダー4は、ホルダー4が所与の方向2に移動可能であるように構成されている。
デバイス1は、好ましくは、メインレバー5に関連付けられた二次レバー11を少なくとも備える。二次レバー11は、第3の枢動リンク12を介して、ホルダー4に接続されている。二次レバー11はまた、第4の枢動リンク13を介してメインレバー5に接続され、第5の枢動リンク14を介してフレーム3に回転可能に取り付けられている。第3の枢動リンク12は、第4の枢動リンク13と第5の枢動リンク14との間に配置されている。したがって、第3の点8及び第3の枢動リンク12を通過する線に沿ったホルダー4の動きを回避又は最小限に抑えることが可能である。実際、所与の方向2を横切るホルダー4に適用される力成分は、それ自体を打ち消す。二次レバー11は、ホルダー4の横方向の運動を回避すること、及び/又は所与の方向2に対するホルダー4の移動中でのホルダー4の傾斜を回避することを可能にする。
デバイス1は、好ましくは、ホルダー4の2つの対面する側に配置された2つのメインレバー5を備える。したがって、デバイス1を作動させたときに、メインレバー5及びホルダー4の横方向の運動を回避することが可能である。また、デバイス1が作動されたときにホルダー4が傾斜することを回避することも可能になる。
デバイス1の少なくとも1つの枢動リンク(好ましくは、第1の枢動リンク9、第2の枢動リンク10、第3の枢動リンク12、第4の枢動リンク13、第5の枢動リンク14、及び/又はメインレバー5を可動部分16に接続する枢動リンク)は、ねじりバネであり得る。したがって、デバイス1の製造が簡略化される。ねじりバネを使用する別の効果は、デバイスの作動を簡素化することである。所与の方向2に対するホルダー4の変位は、所与の方向2に対するメインレバー5の作動によって発生し、所定の方向と反対の方向へのホルダー4の変位は、各ねじりバネの逆作用のためにアクチュエータを押し戻すときに発生する。
所与の方向2に対して長さdzにわたりホルダー4が並進する場合、第2の点7(及び好ましくは、可動部分16)は、長さz=r.dzだけ並進する必要がある。最大ねじれは、第4の枢動リンク13で発生し、次のように表される:θ=(2.z)/L2、θはねじりバネのねじれであり、バネの一方の端ともう一方の端との角度差によって定義され、デバイス1が作動していないときの状態(つまり、θ=0)を基準にしている。
所与の方向2に従って物体の位置を測定するためのアセンブリは、デバイス1と、メインレバー5を第2の点7及び/又は可動部分16で、少なくとも当該所与の方向2に移動させるように構成されたアクチュエータ15と、を備える。
図5及び図6を参照すると、アクチュエータ15は、好ましくは、マイクロメトリックねじ24を備える。ねじ24は、デバイス1のメインレバー5及び/又は可動部分16と接触するように適合された先端18を有し、その結果、所与の方向2に従ってデバイス1に力が適用され得て、所与の方向2に第2の点(単数又は複数)の変位をもたらすことができる。
システムの温度の変化は、様々な構成要素の材料の拡張を伴い、したがって、顕微鏡対物レンズ19と観察される物体との間の距離を変化させる。
図12を参照すると、所与の方向2に従うホルダー4の位置の制御は、好ましくは、マイクロコントローラ501、センサ20、及びモータ電圧コントローラ503を使用して達成される。
モータ25は、好ましくは、連続運動を可能にするためにDCモータである。モータ25は、好ましくは、強度(又は電流)によって制御される。したがって、モータ25の電力(及びトルクも)は一定に維持され、エネルギー消費が最適化される。
ホルダー4の機械的安定性は、本発明のデバイス1及びホルダー4を作動させるための先行技術の圧電デバイスを使用して測定される。
-全てのノイズ源(熱ドリフト、機械的ノイズ、光学測定ノイズ)を包含する、3.3nmの生信号の標準偏差
-高周波機械ノイズ及び光学ノイズの寄与を含む、1.1nmの生信号の高周波標準偏差(低い熱ドリフトからフィルタリングされる)、
-光学ノイズに対応する、0.3nmの補正信号(b)の標準偏差。
-低周波ノイズ(残留熱ノイズ)を含む全ての機器ノイズが含まれる、0.5nmの生信号の標準偏差、
-0.3nmの生信号の高周波標準偏差、及び
-正しい信号に対する0.3nmの標準偏差。
Claims (13)
- 所与の方向(2)に従って物体を位置付けるデバイス(1)であって、
-フレーム(3)と、
-前記物体を保持するホルダー(4)であって、前記ホルダー(4)は、前記所与の方向(2)に従って、前記フレーム(3)に対して移動可能である、ホルダー(4)と、
-第1の点(6)から第2の点(7)に延びるメインレバー(5)であって、前記メインレバー(5)は、前記メインレバー(5)の前記第1の点(6)で、前記メインレバー(5)及び前記フレーム(3)を接続する第1の枢動リンク(9)を介して、前記フレーム(3)に回転可能に取り付けられている、メインレバー(5)と、を備え、
前記メインレバー(5)は、第2の枢動リンク(10)を介して、第3の点(8)で前記ホルダー(4)に接続され、前記第3の点(8)は、前記第1の点(6)と前記第2の点(7)との間に配置され、それにより、前記メインレバー(5)の前記第2の点(7)が前記フレーム(3)に対して前記所与の方向(2)に従って変位すると、前記ホルダー(4)が前記方向(2)に変位し、前記ホルダー(4)の前記変位は、前記第2の点(7)の前記変位の振幅よりも小さい振幅を有し、
前記デバイス(1)は、第3の枢動リンク(12)を介して前記ホルダーに接続された二次レバー(11)を含み、前記二次レバー(11)は、第4の枢動リンク(13)を介して前記メインレバー(5)に接続され、第5の枢動リンク(14)を介して前記フレームに回転可能に取り付けられ、前記第3の枢動リンク(12)は、前記第4の枢動リンク(13)と前記第5の枢動リンク(14)との間に配置されている、デバイス(1)。 - 前記第1の枢動リンク(9)及び/又は前記第2の枢動リンク(10)は、ねじりバネである、請求項1に記載のデバイス。
- 単一の材料片で作製され、前記材料は、金属とポリマーとの間で特に選択され、好ましくは、材料が、100MPaを超える極限引張強さを有する、請求項1又は2に記載のデバイス。
- 前記第1の枢動リンク(9)及び/又は前記第2の枢動リンク(10)は、前記メインレバー(5)に対する前記材料の狭窄部である、請求項3に記載のデバイス。
- 前記第2の点(7)で前記メインレバー(5)に接続された可動部分(16)を更に備え、前記可動部分(16)は、アクチュエータ(15)によって前記所与の方向(2)に変位するように適合されている、請求項1から4のいずれか一項に記載のデバイス。
- 別のメインレバー(5)を含み、前記メインレバーが、前記ホルダー(4)の2つの対面する側に配置されている、請求項1から5のいずれか一項に記載のデバイス。
- 各メインレバー(5)は、前記ホルダー(4)の両側に対称的に配置されている、請求項1から6のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記ホルダー(4)の2つの対面する側に配置された2つの二次レバー(11)を含み、各二次レバー(11)が、前記ホルダー(4)の両側に対称的に配置されている、請求項1から7のいずれか一項に記載のデバイス。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載のデバイスを備えるアセンブリであって、各第2の点(7)を少なくとも前記所与の方向(2)に移動させるように構成されたアクチュエータ(15)を更に備える、アセンブリ。
- 前記アクチュエータ(15)は、先端(18)を有する電動ねじであり、前記先端(18)は、前記可動部(16)に接触して配置されており、それにより、前記ねじを作動させると、前記第2の点(7)が前記所定の方向(2)に変位する、請求項9に記載のアセンブリ。
- 前記アクチュエータ(15)は、前記フレーム(3)に固定された第1の部分と、前記第1の部分に対して移動可能である第2の部分とを備え、前記デバイスは、前記第2の部分に取り付けられた磁石と、前記第2の部分の動きによって引き起こされる磁場の変化を検出するように適合された磁場センサとを更に備える、請求項9又は10に記載のアセンブリ。
- 請求項1から8のいずれかに記載のデバイス(1)又は請求項11若しくは12に記載のアセンブリを備え、顕微鏡対物レンズを更に備え、前記対物レンズは前記ホルダー(4)によって保持される、システム。
- 光学対物レンズに焦点を合わせるための、請求項1から8のいずれか一項に記載のデバイス又は請求項9から11のいずれか一項に記載のアセンブリ又は請求項12に記載のシステムの、使用。
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