JP4838135B2 - マイクロ流体素子およびこれを撮像するための方法および装置 - Google Patents
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Description
本出願は、2003年5月20日出願の米国特許仮出願番号60/472,226、2003年7月28日出願の米国特許仮出願番号60/490,666、および2003年7月28日出願の米国特許仮出願番号60/490,584の優先権を主張し、ここに引用して援用するものである。
該当なし。
該当なし。
流体チップの製造方法
流体層用金型の製造方法
制御層の製造方法
として定義される初期位置に合わされる。このプロセス4810では、基準マークの画像がキャプチャされる。一実施形態では、この画像は、ライカ(Leica)社製DC500などのデジタルカメラでキャプチャする。他の実施形態では、この画像は低解像度である。例えば、この画像は、大きさが640×480ピクセルであり、色深度は16ビットである。他の実施例では、ピクセルおよび色深度は、システム性能を最適化するように変化させる。画像を取得すると、この画像は、照明の強度と色の変化とを補正するように調整される。この補正は、画像正規化という形式をとってもよい。なお、この画像のホワイトバランスをとるために、この画像の赤、青、および緑の色成分を調節することができる。画像のホワイトバランスは、中間値補正または他の既知の技術を用いてとってもよい。
に戻り、ステージを第2の選択したz方向にΔzずつステッピングにより進める。例えば、この第2のz方向は、第1のz方向と逆向きである。ステップ量Δzは、どちらの方向に対しても均一であってもよく、また、方向または
からの距離の関数として変化させてもよい。この第2の方向に対する1回のステップ移動ごとに、プロセス4810、4820、4830、および4840を実行する。プロセス4850は、プロセス4840で基準マークが見つかったと判定されるまで、あるいはステージが、第2のz方向への移動範囲の終点に達するまで繰り返す。基準マークの位置が、移動範囲内で見つからない場合は、エラーメッセージが発生する。さらに他の実施形態では、プロセス4850で、ステージは、x方向、またはy方向、またはz方向、あるいはそれらを組み合わせた方向に移動する。
で表される。基準マークの実際の位置を表すベクトル
は、次のように書くこともできる。
は、画像処理ルーチンで自動的に検出される。
で表すことができる。基準マークの設計上の位置を表す設計ベクトル
は、次のように書くこともできる。
と測定した位置
との差分は、
として求めることができる。
を用いる。このベクトル
は、x軸、y軸、およびz軸方向への、設計上の位置に対する位置が見つかった基準マークの平行移動を表す。
のxおよびy成分のスカラ値を用いて、この位置が見つかった基準マークをx−y平面上の所定の位置に合わせるように、撮像システムのステージ位置を、x−y平面内で調整することができる。なお、
のz成分のスカラ値を用いて、基準マークをz平面上の選択した位置に合わせるように、ステージ位置を、z平面内で調整することができる。このz軸方向の焦点合わせは、x−y平面内での調整の前、または後、または同時に、あるいはそれらを組み合わせて行ってもよい。
および
を測定できる。
および
を測定する。また、基準マーク4522に対し、
および
を測定する。さらに、基準マーク4524に対し、
および
を測定する。他の実施形態では、4つ以上のグローバル基準マークの位置を探し、測定する。
に基づき決定する。
の大きさと方向とに影響を及ぼす。従って、測定したベクトルの、設計上のベクトル
からの偏差は、マイクロ流体素子の媒体の線型および非線型歪みを表す。差分ベクトル
を用いて、設計空間と測定空間との間で変換を行うことができる。この変換は、折れ、伸び、曲げ、および他の歪み、さらに、マイクロ流体素子の変形と関係する。また、この変換は、線型成分、または非線型成分、あるいはその両方を備えてもよい。
は、計測セル4710の基準マークの設計位置4715を指し、測定ベクトル
は、同じ計測セル4730の同じ基準マークの測定位置4735を指す。測定ベクトル
の先端は、設計ベクトル
から誤差ベクトル
だけずれている。この誤差ベクトルは、3次元全てに成分を有することができる。設計空間から測定空間への変換を用いれば、誤差ベクトルを考慮することにより、計測セルの近似的な実際の位置を計算することができる。撮像システムのステージは、x方向、またはy方向、またはz方向、あるいはそれらを組み合わせた方向に移動し、撮像を行えるように計測セルの位置を合わせることができる。
Claims (26)
- ハンドリング基板の機能を果たすことができる表面領域を有する剛性基板材料と、
前記表面領域と結合した変形可能な流体層と、
前記変形可能な流体層の第1の部分に形成された1つまたは複数の井戸領域であって、流体を中に保持することができる1つまたは複数の井戸領域と、
前記変形可能な流体層の第2の部分に形成された1つまたは複数のチャネル領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域の少なくとも1つと結合した1つまたは複数のチャネル領域と、
前記変形可能な流体層に形成された使用領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域を含む使用領域と、
前記変形可能な流体層に形成された未使用領域であって、前記第1の部分および前記第2の部分の外側に形成された未使用領域と、
前記1つまたは複数の井戸領域の少なくとも1つと関連した場所に各々別々に配置された少なくとも3つの基準マークと、
前記変形可能な流体層と結合した制御層であって、1つまたは複数の制御領域を含む制御層とを備える基板であって、
前記少なくとも3つの基準マークのうちの少なくとも1つは、前記剛性基板材料または前記制御層内に位置し、
前記少なくとも3つの基準マークのうちの少なくとも2つは、前記変形可能な流体層の前記未使用領域内に位置する基板。 - 前記少なくとも3つの基準マークは、前記1つまたは複数の井戸領域の少なくとも1つの近傍に配置される請求項1に記載の基板。
- 前記剛性基板材料は、ガラス、プラスチック、金属、および複合材料から選択される請求項1に記載の基板。
- 前記剛性基板材料は、透明とみなされる請求項1に記載の基板。
- 前記変形可能な流体層は、シリコーン、高分子、ゴム、プラスチック、およびPDMSから選択される材料から作製される請求項1に記載の基板。
- 前記変形可能な流体層は、光学的に透明である請求項1に記載の基板。
- 前記少なくとも3つの基準マークは、各々が、所定の陥凹部とみなされる請求項1に記載の基板。
- ハンドリング基板の機能を果たすことができる表面領域を有する剛性基板材料を設け、
変形可能な流体層であって、
前記変形可能な流体層の第1の部分に形成された1つまたは複数の井戸領域であって、流体を中に保持することができる1つまたは複数の井戸領域と、
前記変形可能な流体層の第2の部分に形成された1つまたは複数のチャネル領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域の少なくとも1つと結合した1つまたは複数のチャネル領域と、
前記変形可能な流体層に形成された使用領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域を含む使用領域と、
前記変形可能な流体層に形成された未使用領域であって、前記第1の部分および前記第2の部分の外側に形成された未使用領域と、
前記1つまたは複数の井戸領域の少なくとも1つと関連した場所に各々別々に配置された少なくとも3つの基準マークとを備える変形可能な流体層を、前記剛性基板の前記表面領域に結合し、
1つまたは複数の制御領域を含む制御層を、前記変形可能な流体層に結合することを含む基板の作製方法であって、
前記少なくとも3つの基準マークのうちの少なくとも1つは、前記剛性基板材料または前記制御層内に形成され、
前記少なくとも3つの基準マークのうちの少なくとも2つは、前記変形可能な流体層の前記未使用領域内に形成される方法。 - 前記少なくとも3つの基準マークは、前記1つまたは複数の井戸領域の少なくとも1つの近傍に配置される請求項8に記載の方法。
- 前記剛性基板材料は、ガラス、プラスチック、複合材料、および金属から選択される請求項8に記載の方法。
- 前記剛性基板材料は、透明とみなされる請求項8に記載の方法。
- 前記変形可能な流体層は、シリコーン、ゴム、高分子、プラスチック、およびPDMSから選択される材料から作製される請求項8に記載の方法。
- 前記変形可能な流体層は、光学的に透明である請求項8に記載の方法。
- 前記3つの基準マークは、各々が、所定の陥凹部とみなされる請求項8に記載の方法。
- マイクロ流体システムであって、
ハンドリング基板の機能を果たすことができる表面領域を有する剛性基板材料と、
前記表面領域と結合した変形可能な流体層と、
前記変形可能な流体層の第1の部分に形成された1つまたは複数の井戸領域であって、流体を中に保持することができる1つまたは複数の井戸領域と、
前記変形可能な流体層の第2の部分に形成された1つまたは複数のチャネル領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域の少なくとも1つと結合した1つまたは複数のチャネル領域と、
前記変形可能な流体層に形成された使用領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域を含む使用領域と、
前記変形可能な流体層に形成された未使用領域であって、前記第1の部分および前記第2の部分の外側に形成された未使用領域と、
前記未使用領域に形成され、かつ前記1つまたは複数のチャネル領域の少なくとも1つと関連した第1の位置に配置された第1の基準マークと、
前記未使用領域に形成され、かつ前記1つまたは複数の井戸領域の少なくとも1つと関連した第2の位置に配置された第2の基準マークと、
前記変形可能な流体層と結合した制御層であって、1つまたは複数の制御領域を含む制御層と、
前記制御層に形成された第3の基準マークとを備えるシステム。 - 前記第1の基準マークは、第1のチャネル基準マークと、第2のチャネル基準マークとを含み、この第1のチャネル基準マークは、この第2のチャネル基準マークとは離れた場所に配置される請求項15に記載のシステム。
- 第3の基準マークは、第1の制御基準マークと、第2の制御基準マークとを含み、この第1の制御基準マークは、この第2の制御基準マークとは離れた場所に配置される請求項15に記載のシステム。
- 前記第1の基準マークと、前記第2の基準マークと、前記第3の基準マークとは、前記表面領域に沿って、互いに離れた場所に配置される請求項15に記載のシステム。
- 前記第1の基準マークは、100μmよりも大きく、250μm未満の空間的寸法であることを特徴とする請求項15に記載のシステム。
- マイクロ流体システムであって、
ハンドリング基板の機能を果たすことができる表面領域を有する剛性基板材料と、
前記表面領域と結合した変形可能な流体層と、
前記変形可能な流体層の第1の部分に形成された1つまたは複数の井戸領域であって、流体を中に保持することができる1つまたは複数の井戸領域と、
前記変形可能な流体層の第2の部分に形成された1つまたは複数のチャネル領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域の少なくとも1つと結合した1つまたは複数のチャネル領域と、
前記変形可能な流体層に形成された使用領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域を含む使用領域と、
前記変形可能な流体層に形成された未使用領域であって、前記第1の部分および前記第2の部分の外側に形成された未使用領域と、
前記変形可能な流体層と結合した制御層であって、1つまたは複数の制御領域を含む制御層と、
前記1つまたは複数の井戸領域の少なくとも1つと関連した場所に各々別々に配置された少なくとも3つの基準マークであって、
前記変形可能な流体層の一部にあるグローバル位置合わせ基準マークと、
前記変形可能な流体層にある第1の基準マークと、
前記制御層にある第2の基準マークとを少なくとも含む少なくとも3つの基準マークとを備え、
前記グローバル位置合わせ基準マークは、前記第1の基準マークまたは前記第2の基準マークよりも大きな空間的寸法を有するシステム。 - マイクロ流体システムであって、
表面領域を備える基板と、
前記基板の前記表面領域と結合した変形可能な層であって、少なくとも第1の材料から作製される変形可能な層と、
制御層であって、少なくとも前記基板と、前記変形可能な層と、この制御層とを含むサンドイッチ構造を形成するために前記変形可能な層と結合し、少なくとも第2の材料から作製される制御層と、
少なくとも3つの基準マークであって、これら少なくとも3つの基準マークのうち少なくとも1つの基準マークは、前記基板または前記制御層内に設けられ、かつ、これら少なくとも3つの基準マークのうち少なくとも2つの基準マークは、前記変形可能な層に設けられ、これら少なくとも3つの基準マークは、それぞれ、少なくとも前記基板、または前記第1の材料、または前記第2の材料によって、全体的にまたは部分的に囲まれた体積を有する少なくとも3つの基準マークと、
前記少なくとも3つの基準マークのうち1以上の前記体積内に配置された流体であって、前記基板、前記第1の材料、および前記第2の材料の屈折率よりも低い屈折率を有する流体とを備えるシステム。 - 前記屈折率は、空気と関連する請求項21に記載のシステム。
- 前記流体は、空気の混合物を含む請求項21に記載のシステム。
- 前記流体は、空気を含む請求項21に記載のシステム。
- 前記体積は、陥凹部であることを特徴とする請求項21に記載のシステム。
- 前記基板は、シリコン、石英、ガラス、または剛性プラスチックから選択される請求項21に記載のシステム。
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