DOF-5
DOF-5
1. DOF 対物レンズフォーカシングステージについて
2. 「ナノポジショニング」とは?
3. ナノポジショニング顕微鏡の利点
4. 性能プロット
5. 低ジッター / 高スループットステップ
6. 用途例
1. DOF 対物レンズフォーカシングステージについて
DOF-5 対物レンズフォーカシングステージ
Dover Motion社の新しい対物レンズフォーカシング（DOF）ステージは、光学イメージングアプリケーション用に最適化された低コストで高性能のナノ位置決めステージです。
DOF-5は、一般的にフォーカスに使用される弾性ヒンジ型ピエゾステージと比較すると、より大きな移動量(5mm)とより高い帯域幅(>225 Hz)を提供し、画像の安定性を維持しながら高速のステップと安定を提供します。もう一つのDOF-5の大きな特徴として、コントローラーが内蔵されている点にあります。
一般的に、外付けのドライバー・位置制御機器が別途必要になりますが、本機はこれらを内蔵しているため導入は不要です。
煩雑なケーブルも不要となりますので、顕微鏡回りはスッキリとすることもメリットとなります。
「DOF-5 仕様諸元」
| パラメーター | 仕様値 | 単位 |
|---|---|---|
| 全ストローク | ≧5 | mm |
| ペイロード | 0~900 ※1 | 9 |
| 位置精度(全ストローク, 2σ) ※2,3 | 5 | ㎛ |
| 繰返し位置精度(全ストローク, 一方向, 2σ) ※2,3 | 1 | ㎛ |
| 繰返し位置精度(100nm, 一方向, 2σ) | ≦25 | nm |
| 繰返し位置精度(ホーム位置, 2σ) | ≦1 | ㎛ |
| 最小移動距離 | 15 | nm |
| サーボバンド幅 ※3 | >225 | Hz |
| 静動時間(100nm step, ±15nm) ※3 | ≦15 | ms |
| 静動時間(250nm step, ±15nm) ※3 | ≦15 | ms |
| サーボ安定性 | ≦5 | nm(rms) |
| 最大速度(フィードバック分解能1.25nm時) | 30 | mm/s |
| 最大速度(フィードバック分解能5nm時) | 125 | mm/s |
| 最大加速度(1kg ペイロード時) | 6 | m/s^2 |
| 外形寸法 | 77Hx82Wx30D | mm |
※1.他のペイロードにも対応可能
※2.IS0230-2の規定に準じて実施
※3.試験は、ペイロード250gで実施
※通信オプション：RS232, RS485, CAN, Step & Direction
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以下の図は、DOF-5の寸法図です。
■「DOF-5 その他の機能」
DOF-5が2019年にLEAP Awardを受賞し、2019年 PRISM Awards for Optics & Optomechanicsのファイナリストにも選出されました。
DOF-5 Microscope Nanopositioning Stage
DOF-5のカタログ(和文)をご用意しております。
上記DOF-5 Microscope Nanopositioningをクリックの上、ご入手ください。
2. 「ナノポジショニング」とは?
マイクロポジションという用語は、高精度の位置決めシステムが日常的にミクロンレベルで動作していたことに由来しています。この分野のメーカーは、繰返し位置精度、精度、安定性などの主要な仕様をミクロンレベルで指定していました。このようなシステムは、ライフサイエンスや診断学から、非接触計測、半導体、データストレージ、フラットパネルディスプレイなどの技術分野に至るまで、業界の需要を十分に満たしました。
現代において、もはやそのようなシステムでは十分ではありません。
顕微鏡やバイオテクノロジーにおける業界のニーズの進化により、精密位置決め装置メーカーにはさらに進化したレベルの性能が求められています。
市場全体で関心のある機能が小さくなるにつれて、ナノメートルレベルで位置付ける能力が市場の必須事項となっています。
Dover Motion社は、革新的なDOF-5 SmartStage™ Z 軸システムや SmartStage Linearシリーズの単軸および XY システムなどの画期的な製品により、ナノポジショニングのこの新たなフロンティアの最先端をリードしています。
この最新世代の製品は、ナノメートルレベルで測定される再現性、安定性、ステップ整定性能を備えており、予測可能な業界のニーズに十分にお答えします。したがって、最先端の機器開発が従来の回折限界の広視野蛍光顕微鏡に基づいているかどうか。共焦点レーザー走査型顕微鏡などの解像度を向上したアプローチ、または構造化照明顕微鏡などの超解像技術を利用して、Dover Motion社の前述のDOF-5 SmartStage Z軸ステージは、必要なすべての客観的なナノ位置決め性能をご提供する準備が整っています。
3. ナノポジショニング顕微鏡の利点
ピエゾアクチュエータに基づく専用のZ 軸ステージの使用は現在、高性能および高精度のイメージングに最も一般的に適用されている技術です。
ただし、ピエゾ駆動アクチュエータは、自動顕微鏡焦点合わせ市場において現在優勢であるにもかかわらず、多くの点で非常に明確な制限があります。
以下の表は、ピエゾステージの機能限界を表し、新しいDOF-5 対物ステージの機能と比較しています。
※表をクリックすると拡大できます。
性能プロット
■高速
■正確
■100nm稼働
※表をクリックすると拡大できます。
上記図にあります上の階段上のプロットは、10 回連続して100 nmで上向きに移動し、その後10回連続して100nmで下向きに移動した場合の位置と時間を示しています。
プロットのデータは、レーザー干渉計と300gの対物レンズの底に取り付けられた平面ミラーを使用して、10kHzのサンプルレートに基づいています。
この階段状のプロットは、焦点合わせ用途において一般的な非常に高速で正確且つ反復可能な小さな動きを実行する DOF-5の能力を示しています。
5. 低ジッター / 高スループットステップ
階段プロットから単一の100nmステップを拡大した上記の図は、DOF-5 Z 軸ステージの高スループット機能を示しています。
上記の移動では、初期位置安定性 <±3nmで、対物レンズは100nmステップを実行し、3mm秒未満で±7nmウィンドウ内に安定してその範囲内に留まります。
※表をクリックすると拡大できます。
6. 用途例
本製品は、自動デジタル顕微鏡のスループット、解像度、安定性の要件の増大に応えて開発されました。
最新の生物医学、ライフサイエンス、診断機器は、自動化されたデジタル顕微鏡技術が欠かせません。
DNAシーケンサー、細胞イメージング機器、デジタル病理スキャナーなどは、デジタル顕微鏡ソリューションの数多くのアプリケーションのほんの一部です。 当社は、以下のような用途をサポートするために、何千もの対物フォーカシングステージを手掛けてきました。
● NGS (Next-generation sequencing)
● デジタル細胞形態学
● 光学機器計測
● 半導体およびナノテクノロジーイメージング
● ハイコンテンツイメージング
● 自動細胞計数 他
※NGSとは、数千から数百万ものDNA分子を同時に配列決定可能な強力な基盤技術であり、がんなどの病気やその他の生物学的現象に関連するさまざまな要因を研究するために、DNAやRNAの配列を決定することができます。
複数個体を同時に配列決定できるなど高度かつ高速な処理が可能であることから、医療、遺伝性疾患、および臨床診断学などの分野に変革をもたらしています。
