対物レンズピエゾ位置決めステージの紹介と顕微鏡用途例

ピーアイ・ジャパン株式会社（本社 Physik Instrumente 社） 対物レンズピエゾ位置決めステージ 私たちの PIFOC©対物レンズピエゾ位置決めステージは、顕微鏡を用いた生体観察、スキャ ニング解析、フォーカシング、干渉計測など、生産ライン、計測装置、研究機関など多く利 用されています。通常フォーカスには、手動で合わせる場合やモーターを利用した自動制御 がありますが、使用する光（波長）やフォーカス速度、駆動動作方法によっては適応するこ とができません。これらを解決する方法は、ピエゾを用いた駆動ステージが最適です。 (Ziess)

顕微鏡使用例：高分解能 3D イメージング ＜共焦点顕微鏡＞は、細胞診断、眼科、皮膚科などで使用されています。例えば組織構 造の仮想切片を生成するために、焦点面を精度よく移動させることでサンプル構造観察す ることができます。ここでのピエゾステージの役割は、対象試料を 1 µm 以下ごとにフォ ーカス（焦点）位置を決めることができます。得られたそれぞれの断面画像を重ね合わせ ることで、高分解能 3D 画像を構築することができます。 ＜全反射蛍光顕微鏡（TIRFM）＞は、レーザー光をスライドガラスに平行に照射しガラ スの全反射面の裏側にエバネッセント光を励起光源として利用する顕微鏡です。このわず かな励起光を利用することで通常の光学顕微鏡の解像度を大きく上回ることが可能です。 このフォーカシングや、サンプルホルダーの位置決めにも、高分解能、高精度位置決めが 可能なピエゾステージは必須製品となります。

＜白色干渉計システム＞は、表面検査装置で多く使われており、測定物からの反射光 と、参照光を重ねた時に発生する干渉縞を用いたピコメールの分解能を持った検査装置シ ステムです。高分解能の動作、高速フォーカシング、ステージの高安定性が要求されま す。私たちは、対物レンズ 1 つだけのフォーカシングではなく、レボルバー全体を高速駆 動できるピエゾシステムも提供しています。 Nikon ＜ライトシート顕微鏡（LSFM）＞は、薄い光シートの励起光をサンプルの側面から照 射する顕微鏡です。数百 nm の光シートで細胞をスキャンすることで、光毒性を抑え、試 料の断面像を高速撮影し、高解像度 3D 画像を取得することが可能です。いろいろな手法 が確立されていますが、対物レンズのフォーカス移動、試料の回転や移動などにもピエゾ ステージや精密移動ステージが使われています。 (Image: HHMI, Janel ia Research Campus / Kel ler Lab) (Image: Morgridge Institute for Research, Madison, WI)

＜研究例＞ 様々な分野で、PI 社の精密位置決めステージは利用されています。 大きな生体観察には、観察したいポイントにフォーカスを変えていくアクティブな動作が必要 になります。この場合、生体は、XYZ 軸のリニアな方向だけではフォーカス位置を合わせる ことができないため、回転を加えた 6 軸駆動ヘキサポッドステージが利用されています。 このヘキサポッドはモーター駆動で、天板を 6 軸方向に滑らかに駆動させ、回転中心を任意 に変更ができるため、生体サイズの変化にも柔軟に対応することができます。また、フォーカ スには、対物ピエゾステージを使用することで、生体の拍動や微弱な振動など追随動作や、キ ャンセル駆動なども行うことが可能です。 小型ヘキサポッド H-811 型 駆動軸 6 軸：XYZ θxθyθz ストローク ±17, ±16, ±6.5mm ±10, ±10, ±21° 最小移動量 XY=0.2µm、Z=0.08µm θxy＝2.5µrad, θz＝5µrad 最大速度 10mm／秒 耐荷重 5Kg サイズ φ136mm x 114mm エンコーダー ロータリーエンコーダ ※ 回転中心：任意設定可能

＜対物レンズピエゾステージ 簡易比較表＞ P-721.xD 型 P-725.xC 型 P-725.DD 型 P-726.1CD 型 ND72Z2LAQ 型 ストローク 100 µm 100～400µm 18µm 100µm 2000µm 内蔵センサー 静電容量型 静電容量型 静電容量型 静電容量型 リニア ／歪ゲージ ／歪ゲージ エンコーダー 分解能 0.7／5nm 0.2～1.25nm 0.2nm 0.4nm 5nm 再現性 ±5／±10nm ±5nm ±1.5／±5nm ±3nm ― リニアリティ 0.03／0.2％ 0.01～0.03％ 0.04／0.5％ 0.02％ ― 共振周波数 580Hz 230～680Hz 1180Hz 1120Hz ― 備考 高速スキャンニン 長距離高速スキャン 超高速スキャニン 高負荷、超高速ス 長距離位置決め向 グ、位置決め ニング、位置決め グ向き キャニング向き き （上記対応各種コントローラ、そのほか開口付き試料 Z 軸ステージなどございます） ＜各種お問い合わせご相談＞ ピーアイ・ジャパン 株式会社 〒212-0013 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 ソリッドスクエア西館17F 電 話： 044-280-7676 email：info@pi-japan.jp、HP：www.pi-japan.jp