特許 7137373 ステージ装置及び顕微鏡システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-06

(45)【発行日】2022-09-14

(54)【発明の名称】ステージ装置及び顕微鏡システム

(51)【国際特許分類】

   G02B 21/26 20060101AFI20220907BHJP

   G12B 5/00 20060101ALI20220907BHJP

【ＦＩ】

G02B21/26

G12B5/00 T

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2018120029

(22)【出願日】2018-06-25

(65)【公開番号】P2020003527

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2021-06-03

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、国立研究開発法人日本医療研究開発機構「未来医療を実現する医療機器・システム研究開発事業 医療情報の高度利用による医療システムの研究開発」「がん診断・治療ナビゲーションシステムの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000104630

【氏名又は名称】キヤノンプレシジョン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】特許業務法人大塚国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100134175

【弁理士】

【氏名又は名称】永川 行光

(72)【発明者】

【氏名】森谷 章

(72)【発明者】

【氏名】小林 大毅

(72)【発明者】

【氏名】井垣 正彦

(72)【発明者】

【氏名】岡本 卓治

(72)【発明者】

【氏名】會津 誠世

(72)【発明者】

【氏名】三上 英子

【審査官】堀井 康司

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１０８６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１４４５７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－０１３２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１９７７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ １９／００－２１／００

Ｇ０２Ｂ ２１／０６－２１／３６

Ｇ１２Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部装置に取り付け可能な取付面を有するベースプレートと、第一の開口部を有し前記ベースプレートに対して相対的に移動可能な第一の可動プレートと、を有するステージ装置であって、
前記ベースプレートは、前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第一の案内部を有し、
前記第一の可動プレートは、前記第一の案内部との組合せにより直動案内機構を構成し、前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第二の案内部を有し、
前記第一の案内部と前記第二の案内部とが、前記取付面側に配置されており、前記ベースプレートが、前記第一方向、及び前記第一方向と交差する第二方向、及び前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記第一の可動プレートの前記第一の開口部内に配置されていることを特徴とするステージ装置。

【請求項2】

前記第一の可動プレートに対して相対的に移動可能な第二の可動プレートを更に有し、
前記第一の可動プレートは、前記第一方向に交差する前記第二の可動プレートの第二方向における移動を案内する第三の案内部を更に有し、
前記第二の可動プレートは、前記第三の案内部との組合せにより直動案内機構を構成し、前記第二の可動プレートの第二方向における移動を案内する第四の案内部を更に有することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

【請求項3】

前記第二の可動プレートは第二の開口部を有し、
前記第一の可動プレートが、前記第一方向、及び前記第二方向、及び前記第三方向において、前記第二の可動プレートの前記第二の開口部内に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。

【請求項4】

前記第三の案内部と前記第四の案内部とは、前記取付面側に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載のステージ装置。

【請求項5】

外部装置に取り付け可能な取付面を有するベースプレートと、第一の開口部を有し前記ベースプレートに対して相対的に移動可能な第一の可動プレートと、第二の開口部を有し前記第一の可動プレートに対して相対的に移動可能な第二の可動プレートと、を有するステージ装置であって、
前記ベースプレートは、前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第一の案内部を有し、
前記第一の可動プレートは、
前記第一の案内部との組合せにより直動案内機構を構成し、前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第二の案内部と、
前記第一方向に交差する前記第二の可動プレートの第二方向における移動を案内する第三の案内部と、を有し、
前記第二の可動プレートは、前記第三の案内部との組合せにより直動案内機構を構成し、前記第二の可動プレートの第二方向における移動を案内する第四の案内部を有し、
前記第一の案内部と前記第二の案内部、並びに、前記第三の案内部と前記第四の案内部が、前記取付面側に配置されており、
前記ベースプレートが、前記第一方向、及び、前記第一方向と交差する第二方向、及び、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記第一の可動プレートの前記第一の開口部内に配置され、前記第一の可動プレートが、前記第一方向、及び前記第二方向、及び前記第三方向において、前記第二の可動プレートの前記第二の開口部内に配置されていることを特徴とするステージ装置。

【請求項6】

外部装置に取り付け可能な取付面を有するベースプレートと、第一の開口部を有し前記ベースプレートに対して相対的に移動可能な第一の可動プレートと、を有するステージ装置であって、
前記ベースプレートは、前記取付面と隣接し互いに対向する第一の側面にそれぞれ設けられ、前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第一の案内部を有し、
前記第一の可動プレートは、前記第一の側面に対向する第二の側面にそれぞれ設けられ、前記第一の案内部との組合せにより直動案内機構を構成し、前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第二の案内部を有し、
前記第一の側面と前記第二の側面には、それぞれに形成された溝内の転動体を介して第一方向における移動を案内する前記第一の案内部と前記第二の案内部とが形成されており、
前記ベースプレートが、前記第一方向、及び、前記第一方向と交差する第二方向、及び、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記第一の開口部内に配置されていることを特徴とするステージ装置。

【請求項7】

前記第一の可動プレートに対して相対的に移動可能な第二の可動プレートを更に有し、
前記第一の可動プレートは、前記第一方向に交差する前記第二の可動プレートの第二方向における移動を案内する第三の案内部を更に有し、
前記第二の可動プレートは、前記第三の案内部との組合せにより直動案内機構を構成し、前記第二の可動プレートの第二方向における移動を案内する第四の案内部を更に有することを特徴とする請求項６に記載のステージ装置。

【請求項8】

前記第二の可動プレートは第二の開口部を有し、
前記第一の可動プレートが、前記第一方向、及び前記第二方向、及び前記第三方向において、前記第二の可動プレートの前記第二の開口部内に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のステージ装置。

【請求項9】

前記第三の案内部は、前記第一の可動プレートの前記第二の側面を有する部材に対して交差する部材の外周側に位置する第三の側面にそれぞれ配置されており、
前記第四の案内部は、前記第三の案内部に対向するように配置されていることを特徴とする請求項７または８に記載のステージ装置。

【請求項10】

前記ベースプレートと前記第一の可動プレートとの間には、前記第一の可動プレートを前記第一方向に駆動するための第一駆動手段が配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のステージ装置。

【請求項11】

前記第一の可動プレートと前記第二の可動プレートとの間には、前記第二の可動プレートを前記第二方向に駆動するための第二駆動手段が配置されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のステージ装置。

【請求項12】

前記第一の可動プレートと前記第二の可動プレートとの間には、前記第二の可動プレートを前記第二方向に駆動するための第二駆動手段を更に有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のステージ装置。

【請求項13】

前記第二の可動プレートに配置され、前記第一方向及び前記第二方向に周期的に形成されたパターンを有するスケールを更に有し、
前記第二の可動プレートは、更に、前記ベースプレートに対して相対的に移動可能であり、
前記ベースプレートは、
前記ベースプレートに対する前記第二の可動プレートの前記第一方向に対する位置を前記パターンの検知に基づいて検出する第一検出手段と、
前記ベースプレートに対する前記第二の可動プレートの前記第二方向に対する位置を前記パターンの検知に基づいて検出する第二検出手段と、
を有することを特徴とする請求項２または７に記載のステージ装置。

【請求項14】

光学系と、取付面を介してステージ装置を保持する保持部と、を備えた顕微鏡システムであって、
前記光学系と、前記保持部との間に前記ステージ装置が保持され、
前記ステージ装置は、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のステージ装置であることを特徴とする顕微鏡システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステージ装置及び顕微鏡システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、プレートと、プレートを一定方向に移動させるための駆動ユニットとを有するステージ装置は、顕微鏡、検査装置、計測装置など各種装置に載置されている。特許文献１には、固定ベースプレート１１の上に中テーブル１２を組み付け、更に中テーブル１２の上に設置テーブル１３を組み付けた構造を有するステージ装置が開示されている。

【0003】

特許文献２には、固定枠１の枠内のＸ軸用直動案内装置４を介して配置された移動枠２と、移動枠２の枠内のＹ軸用直動案内装置７を介して配置されたステージ３とを備え、移動枠２を移動させる駆動装置５を固定枠１の上に配置し、ステージ３を移動させるための駆動装置８を移動枠２の上に配置したステージ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－２４７２４５号公報

【文献】特開２０１７－１３２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１により開示されるステージ装置では、一方の軸方向のテーブルの上部に他方の軸方向のテーブルを積層した構造であるため、ステージ装置を固定する固定ベースプレートから設置テーブル１３まで、各軸方向のテーブル及び移動機構の高さが必要とされる。また、特許文献２により開示されるステージ装置では、ステージを移動させるための駆動装置をステージ上に配置して構成されるため、ボールネジや軸受ブロックなどを有する駆動装置をステージ上に配置するため、プレート及び駆動装置の高さが必要とされる。

【0006】

本発明は、高さを極力押えた構成のステージ装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によるステージ装置は以下の構成を備える。すなわち、ステージ装置は、外部装置に取り付け可能な取付面を有するベースプレートと、第一の開口部を有し前記ベースプレートに対して相対的に移動可能な第一の可動プレートと、を有するステージ装置であって、
前記ベースプレートは、
前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第一の案内部を有し、
前記第一の可動プレートは、
前記第一の案内部との組合せにより直動案内機構を構成し、前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第二の案内部を有し、
前記第一の案内部と前記第二の案内部とが、前記取付面側に配置されており、前記ベースプレートが、前記第一方向、及び前記第一方向と交差する第二方向、及び前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記第一の可動プレートの前記第一の開口部内に配置されていることを特徴とする。

【0008】

また、本発明の他の態様によるステージ装置は以下の構成を備える。すなわち、外部装置に取り付け可能な取付面を有するベースプレートと、第一の開口部を有し前記ベースプレートに対して相対的に移動可能な第一の可動プレートと、第二の開口部を有し前記第一の可動プレートに対して相対的に移動可能な第二の可動プレートと、を有するステージ装置であって、
前記ベースプレートは、
前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第一の案内部を有し、
前記第一の可動プレートは、
前記第一の案内との組合せにより直動案内機構を構成し、前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第二の案内部と、
前記第一方向に交差する前記第二の可動プレートの第二方向における移動を案内する第三の案内部と、を有し、
前記第二の可動プレートは、
前記第三の案内部との組合せにより直動案内機構を構成し、前記第二の可動プレートの第二方向における移動を案内する第四の案内部を有し、
前記第一の案内部と前記第二の案内部、並びに、前記第三の案内部と前記第四の案内部が、前記取付面側に配置されており、
前記ベースプレートが、前記第一方向、及び、前記第一方向と交差する第二方向、及び、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記第一の可動プレートの前記第一の開口部内に配置され、前記第一の可動プレートが、前記第一方向、及び前記第二方向、及び前記第三方向において、前記第二の可動プレートの前記第二の開口部内に配置されていることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の他の態様によるステージ装置は以下の構成を備える。すなわち、外部装置に取り付け可能な取付面を有するベースプレートと、第一の開口部を有し前記ベースプレートに対して相対的に移動可能な第一の可動プレートと、を有するステージ装置であって、
前記ベースプレートは、
前記取付面と隣接し互いに対向する第一の側面にそれぞれ設けられ、前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第一の案内部を有し、
前記第一の可動プレートは、
前記第一の側面に対向する第二の側面にそれぞれ設けられ、前記第一の案内部との組合せにより直動案内機構を構成し、前記第一の可動プレートの第一方向における移動を案内する第二の案内部を有し、
前記第一の側面と前記第二の側面には、それぞれに形成された溝内の転動体を介して第一方向における移動を案内する前記第一の案内部と前記第二の案内部とが形成されており、
前記ベースプレートが、前記第一方向、及び、前記第一方向と交差する第二方向、及び、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記第一の開口部内に配置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、高さを極力押えた構成のステージ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図2】第２実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図3】第３実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図4】第３実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図5】第４実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図6】第４実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図7】第５実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図8】第５実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図9】第６実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図10】第７実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図11A】第７実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図11B】第７実施形態におけるステージ装置の分解斜視図。

【図12】第８実施形態のステージ装置を装置に設置した状態を示す図。

【図13】従来のクロスローラガイドを有するステージを例示する図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を適用できるステージ装置及び顕微鏡システムの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0013】

（第１実施形態）
第１実施形態で説明するステージ装置は、外部装置に取り付け可能な取付面を有するベースプレートと、第一の開口部を有しベースプレートに対して相対的に移動可能な第一の可動プレートと、を有するステージ装置であり、直動案内機構が、取付面側に配置され、ベースプレートが、第一の可動プレートの第一の開口部内に配置されている構成について説明する。

【0014】

図１は第１実施形態におけるステージ装置の分解斜視図であり、図１（ａ）はステージ装置２１０の直動案内機構を示す分解斜視図である。また、図１（ｂ）はステージ装置２１０を下方から見た斜視図である。図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ－Ａに沿って切断したステージ装置２１０の断面図である。

【0015】

ステージ装置２１０は、ベースプレートユニット２０８と、可動プレートユニット２０９とを有する。

【0016】

ベースプレートユニット２０８は、ステージ装置２１０を、顕微鏡、検査装置、計測装置など各種装置（外部装置）に取り付け可能な取付面２１１ａを有するベースプレート２１１を含み、ベースプレート２１１には第一の直動案内部（固定レール２１６、２１７）が配置されている。

【0017】

また、可動プレートユニット２０９は、開口部２２２（第一の開口部）を有する第一の可動プレート２２３を含み、第一の可動プレート２２３には第二の直動案内部（固定レール２２４と調整レール２２５）が配置されている。

【0018】

ここで、第一の直動案内部（固定レール２１６、２１７）は、第一の可動プレート２２３の第一方向における移動を案内し、第二の直動案内部（固定レール２２４と調整レール２２５）は、第一の直動案内部との組合せにより直動案内機構ＬＭ１１、ＬＭ１２を構成し、第一の可動プレート２２３の第一方向における移動を案内する。

【0019】

取付面２１１ａには顕微鏡、検査装置、計測装置など各種装置（外部装置）などにステージ装置２１０を取り付けるための取付部２１２、２１３、２１４、２１５が形成されている。ステージ装置２１０の取り付け精度を確保するため、各取付部２１２、２１３、２１４、２１５における平面度及び平行度は、より高い精度で形成されている。

【0020】

また、取付面２１１ａには、第一の直動案内部である固定レール２１６、２１７を取り付けるための直動案内設置部２１８、２１９が形成されており、直動案内設置部２１８、２１９に、固定レール２１６、２１７が配置されている。直動案内設置部２１８、２１９は、相互の平面度と平行度が確保されていないと、第一の直動案内部を構成する固定レール２１６、２１７が曲がって取り付けられ、位置決め性能に影響するため、マイクロメートルレベルの高い精度で形成されている。取付部２１２、２１３、２１４、２１５と直動案内設置部２１８、２１９は略同一平面であり、同時または関連して平面加工が可能である。

【0021】

固定レール２１６、２１７は、高精度に加工された治具（不図示）を用いてマイクロメートルレベルの平行度を出した状態で、固定部材である固定ねじ（不図示）を用いて、ベースプレート２１１に形成された丸穴２２０と長丸穴２２１で治具との位置出しをして、ベースプレート２１１に固定される。

【0022】

ベースプレート２１１に配置される第一の直動案内部（固定レール２１６、２１７）では、高精度な位置決めが可能な固定レール２１６、２１７を用いた配置構成であるため、取付部２１２、２１３、２１４、２１５やベースプレート２１１に対する第一の直動案内部の位置と平行度の取り付け精度を確保することができる。

【0023】

第一の可動プレート２２３に配置される第二の直動案内部（固定レール２２４、調整レール２２５）では、ベースプレート２１１に対する相対的な位置を調整がしやすいように、固定レール２２４と調整レール２２５とを併用した構成になっている。調整レールは、位置の調整が可能なレールであり、例えば、一方の固定レール２２４で配置位置が固定されると、他方側の調整レール２２５で取付位置の誤差を吸収するような微調整を行うことができる。

【0024】

第一の可動プレート２２３の取付面側に配置されている第二の直動案内部（固定レール２２４、調整レール２２５）は、上述した第一の直動案内部（固定レール２１６、２１７）と協働し、第一の可動プレート２２３の第一の方向の移動を案内する。すなわち、第一の直動案内部と第二の直動案内部とが、ベースプレート２１１の取付面２１１ａ側に配置されており、第二の直動案内部は、第一の直動案内部との組合せにより直動案内機構ＬＭ１１、ＬＭ１２を構成し、第一の可動プレート２２３の第一方向における移動を案内する。

【0025】

第一の可動プレート２２３には、第二の直動案内部である固定レール２２４、調整レール２２５を取り付けるための直動案内設置部２２６、２２７が形成されており、直動案内設置部２２６、２２７に、固定レール２２４、調整レール２２５が配置されている。直動案内設置部２２６、２２７は、相互の平面度と平行度が確保されていないと、第二の直動案内部を構成する固定レール２２４、調整レール２２５が曲がって取り付けられ、位置決め性能に影響するため、マイクロメートルレベルの高い精度で形成されている。

【0026】

固定レール２２４は、高精度に加工された治具（不図示）にてマイクロメートルレベルの真直度を出した状態で、固定部材である固定ねじ（不図示）を用いて、第一の可動プレート２２３に形成された、丸穴２２８と長丸穴２２９で治具との位置出しをして、第一の可動プレート２２３に固定される。また、調整レール２２５は、固定ねじ（不図示）を用いて、第一の可動プレート２２３に仮固定しておく。

【0027】

図１（ｂ）はベースプレート２１１の取付面２１１ａから見た位置決めステージ装置２１０の斜視図である。第一の直動案内部（固定レール２１６、２１７）と、第二の直動案内部（固定レール２２４、調整レール２２５）とが、取付面２１１ａ側に配置されており、ベースプレート２１１が、第一の可動プレート２２３の開口部２２２（第一の開口部）内に配置されている。

【0028】

ベースプレートユニット２０８と可動プレートユニット２０９とを組立てる際には、固定レール２１６と固定レール２２４との間、固定レール２１７と調整レール２２５との間に、不図示の転動体（例えば、ボール、ローラ、円柱形状のコロなど）を挿入する。調整レール２２５は仮固定の状態で転動体の挿入を妨げない。また転動体の挿入は、転動体に予圧が掛からない状態で、転動体を各レールの所定位置まで挿入する。転動体を各レールの所定位置まで挿入したら、治具（不図示）にて転動体に予圧を与えるように、固定ねじを締めしていく。作業方法としては、転動体が存在する位置に所定の予圧を与えて、固定ねじ（不図示）で第一の可動プレート２２３に固定する。可動プレートユニット２０９を移動させて転動体の位置を変え、転動体が存在する位置の固定ねじ（不図示）を所定のねじ締めトルクで固定していきながら、直動案内全部の固定を行う。

【0029】

第一の直動案内部（固定レール２１６、２１７）と、第二の直動案内部（固定レール２２４、調整レール２２５）との間、すなわち、固定レール２１６と固定レール２２４との間、固定レール２１７と調整レール２２５との間に転動体を挿入した状態で固定することにより、第一の可動プレート２２３は、ベースプレート２１１に対して、第一方向に移動可能となる。ベースプレート２１１に対する第一の可動プレート２２３の移動方向を図１（ｂ）の矢印で示す。開口部２２２（第一の開口部）の移動方向の開口寸法ａと、ベースプレート２１１の寸法ｂとの差分が、ステージ装置２１０の移動可能距離となる。

【0030】

ベースプレート２１１が、第一の可動プレート２２３の開口部２２２（第一の開口部）内に配置されている入れ子状構造とすることにより、ベースプレート２１１の底面（外部装置に取り付け可能な取付面２１１ａ）から第一の可動プレート２２３の上面までの高さを極力押えた位置決めステージ装置２１０を提供することができる。

【0031】

（第２実施形態）
第２実施形態で説明するステージ装置は、外部装置に取り付け可能な取付面を有するベースプレートと、第一の開口部を有しベースプレートに対して相対的に移動可能な第一の可動プレートと、を有するステージ装置であり、直動案内機構が、ベースプレートと第一の可動プレートとの間の側面部に形成され、ベースプレートが、第一の可動プレートの第一の開口部内に配置されている構成について説明する。

【0032】

図２は第２実施形態におけるステージ装置の分解斜視図であり、図２（ａ）はステージ装置１４０の直動案内機構を示す分解斜視図である。また、図２（ｂ）ステージ装置１４０を下方から見た斜視図である。図２（ｃ）は図２（ｂ）のＢ－Ｂに沿って切断した断面図である。

【0033】

ステージ装置１４０は、ベースプレート１４１と、第一の可動プレート１４２とを有する。

【0034】

ベースプレート１４１は、外部装置に取り付け可能な取付面１４１ａを有し、取付面１４１ａと隣接し互いに対向する第一の側面１４３、１４４にそれぞれ設けられ、第一の可動プレート１４２の第一方向における移動を案内する第一の直動案内部（固定レール１４５、１４６）を有する。

【0035】

また、第一の可動プレート１４２は、第一の側面１４３、１４４に対向する第二の側面１５４、１５５にそれぞれ設けられ、第一の直動案内部（固定レール１４５、１４６）との組合せにより直動案内機構ＬＭ２１、ＬＭ２２を構成し、第一の可動プレート１４２の第一方向における移動を案内する第二の直動案内部（固定レール１５６、調整レール１５７）を有する。

【0036】

ベースプレート１４１の第一の側面１４３、１４４と、第一の側面１４３、１４４に対向する、第一の可動プレート１４２の第二の側面１５４、１５５には、それぞれ溝が形成され、形成された溝内の転動体を介して第一の可動プレート１４２の第一方向における移動を案内する第一の直動案内部（固定レール１４５、１４６）と第二の直動案内部（固定レール１５６、調整レール１５７）とが形成される。

【0037】

図２（ｂ）はベースプレート１４１の取付面１４１ａから見たステージ装置１４０の斜視図である。ベースプレート１４１が、第一の可動プレート１２の開口部１６６内（第一の開口部内）に配置されている。

【0038】

ベースプレート１４１の取付面１４１aには、顕微鏡、検査装置、計測装置など各種装置（外部装置）などにステージ装置１４０を取り付けるための装置取付部１６２、１６３、１６４、１６５が形成されている。また、ベースプレート１４１の側面（第一の側面）１４３、１４４の２面には高精度なＶ字状の断面形状を有する溝（Ｖ溝）が形成され、第一の側面に形成された溝が第一の直動案内部の固定レール１４５、１４６として機能する。

【0039】

第一の可動プレート１４２は、複数のプレート１４７、１４８、１４９、１５０を有しており、複数のプレートを複数のねじ１５１により締結することにより構成される。必要に応じてプレート間における隙間調整のため調整部材であるシム１５２、１５３を用いることが可能である。

【0040】

第一の可動プレート１４２の組み立て方法は、まず、プレート１４７に対して、プレート１４９、１５０を固定しておく。ベースプレート１４１の第一の側面１４３に設けられた固定レール１４５と、プレート１４７の第二の側面１５４に設けられた固定レール１５６との間、ベースプレート１４１の第一の側面１４４に設けられた固定レール１４６とプレート１４８の第二の側面１５５に設けられた調整レール１５７との間に転動体（例えば、ボール、ローラ、円柱状のコロなど）を所定の位置に挿入した状態で、プレート１４８を複数のねじ１５１で仮固定する。

【0041】

プレート１４９の長さｃとプレート１５０の長さｄで、ローラに適宜予圧を与えるが、必要に応じてシム１５２、１５３を挟み、複数のねじ１５１を所定のねじ締めトルクで本締めして固定する。プレート１４７、１４８は第二の側面１５４、１５５にマイクロメートルレベルの高い精度で溝加工をするのに適した形状をしている。またプレート１４９、１５０と当接する側面（第二の側面を含まない部分）１５８、１５９、１６０、１６１においてもマイクロメートルレベルの高い精度で平面加工をするのに適した形状をしている。

【0042】

ここで、第一の可動プレート１４２を構成するプレート１４７、１４８の側面（第二の側面）１５４、１５５の２面には高精度なＶ字状の断面形状を有する溝（Ｖ溝）が形成され、第二の側面に形成された溝が第二の直動案内部の固定レール１５６、調整レール１５７として機能する。

【0043】

プレート１４７の側面１５８、１５９と、プレート１４８の側面１６０、１６１には溝でなく、高精度な平面が形成されている。プレート１４９、１５０の長さｃ、ｄも高精度な寸法で形成され、直動案内機構ＬＭ２１、ＬＭ２２の転動体（不図示）をレールの所定位置にて挟んだ状態で、ねじ１５１で固定することにより、直動案内機構ＬＭ２１、ＬＭ２２の転動体に対して所望の予圧を作用させることができる。

【0044】

尚、本実施形態ではＶ溝を形成しているが、溝の断面形状は、例えば、Ｕ字など様々な形態の溝であってもよい。また、転動体にはボール、ローラ、円柱形状のコロなどを用いることが可能である。例えば、円柱形状のコロを使用する場合、ボールに比較して剛性に優れ、予圧に強い直動案内機構ＬＭ２１、ＬＭ２２を構成することができる。

【0045】

第一の直動案内部（固定レール１４５、１４６）と、第二の直動案内部（固定レール１５６、調整レール１５７）との間、すなわち、固定レール１４５と固定レール１５６との間、固定レール１４６と調整レール１５７との間に転動体を挿入した状態で固定することにより、第一の可動プレート１４２は、ベースプレート１４１に対して、第一方向に移動可能となる。ベースプレート１４１に対する第一の可動プレート１４２の移動方向を図２（ｂ）の矢印で示す。第一の可動プレート１４２の開口部１６６内にベースプレート１４１が入る、入れ子構造で、開口部１６６（第一の開口部）の移動方向の開口寸法ｅとベースプレート１４１の寸法ｆとの差分が、ステージ装置１４０の移動可能距離となる。

【0046】

ベースプレート１４１が、第一の可動プレート１４２の開口部１６６（第一の開口部）内に配置されている入れ子状構造とすることにより、ベースプレート１４１の底面（外部装置に取り付け可能な取付面２１１ａ）から第一の可動プレート１４２の上面までの高さを極力押えたステージ装置１４０を提供することができる。

【0047】

（第３実施形態）
第３実施形態で説明するステージ装置は、外部装置に取り付け可能な取付面を有するベースプレートと、第一の開口部を有しベースプレートに対して相対的に移動可能な第一の可動プレートと、第二の開口部を有し第一の可動プレートに対して相対的に移動可能な第二の可動プレートと、を有するステージ装置である。ベースプレートと第一の可動プレートとの間の直動案内機構、および、第一の可動プレートと第二の可動プレートとの間の直動案内機構が、取付面側に配置され、ベースプレートが、第一の可動プレートの第一の開口部内に配置され、第一の可動プレートが、第二の可動プレートの第二の開口部内に配置されている構成について説明する。

【0048】

図３は第３実施形態におけるステージ装置２６の分解斜視図である。ステージ装置２６は、ベースプレートユニット２７、中間プレートユニット（第一の可動プレートユニット)２８、上面プレートユニット(第二の可動プレートユニット)２９を有する。

【0049】

ベースプレートユニット２７は、ベースプレート１を含み、ベースプレート１には、第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール６、７）が配置されている。第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール６、７）は第一の可動プレート１１の第一方向（Ｙ方向）における移動を案内する。

【0050】

中間プレートユニット２８は、第一の開口部１０を有する第一の可動プレート１１を含み、第一の可動プレート１１には、第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール１２、Ｙ軸調整レール１３）と、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール１４、１５）が配置されている。ここで、第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール１２、Ｙ軸調整レール１３）は、第一の直動案内部との組合せにより直動案内機構ＬＭ３１、ＬＭ３２を構成し、第一の可動プレート１１の第一方向における移動を案内する。また、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール１４、１５）は、第一方向に交差する第二の可動プレート２０の第二方向における移動を案内する。

【0051】

上面プレートユニット２９は、第二の開口部３０を有する第二の可動プレート２０を含み、第二の可動プレート２０には、第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール２１、Ｘ軸調整レール２２）が配置されている。ここで、第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール２１、Ｘ軸調整レール２２）は、第三の案内部との組合せにより直動案内機構ＬＭ３３、ＬＭ３４を構成し、第二の可動プレート２０の第二方向における移動を案内する。

【0052】

図３に示すように、ベースプレート１は、ステージ装置２６を、顕微鏡、検査装置、計測装置など各種装置（外部装置）に取り付け可能な取付面１ａを有し、取付面１ａには外部装置などにステージ装置２６を取り付けるための取付部２、３、４、５が形成されている。取付部２、３、４、５は、相互の平面度と平行度が確保されていないと装置への取り付けに支障が出るので、より高い精度で形成されている。

【0053】

取付面１ａには第一の直動案内部であるＹ軸固定レール６、７を取り付けるための直動案内設置部８、９が形成されている。直動案内設置部８、９は、相互の平面度と平行度が確保されていないと、第一の直動案内部を構成するＹ軸固定レール６、７が曲がって取り付けられ、位置決め性能に影響するため、マイクロメートルレベルの高い精度で形成されている。取付部２、３、４、５と直動案内設置部８、９は略同一平面であり、同時または関連して平面加工が可能である。

【0054】

また、第一の可動プレート１１には、第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール１２とＹ軸調整レール１３)、および第三の直動案内部(Ｘ軸固定レール１４、１５)を取り付けるための直動案内設置部１６、１７、１８、１９が取付面側に形成されている。互いに組になる直動案内設置部１６、１７の２つの設置部、および直動案内設置部１８、１９の２つの設置部は、相互の平面度と平行度が確保されていないと、第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール１２、Ｙ軸調整レール１３)、および第三の直動案内部(Ｘ軸固定レール１４、１５)が曲がって取り付けられ、位置決め性能に影響するため、マイクロメートルレベルの高い精度で形成されている。直動案内設置部１６、１７、１８、１９は同時または関連して平面加工が可能なように略同一平面に形成されている。

【0055】

ステージ装置２６が取り付けられる装置が顕微鏡の場合、第一の方向を、図３に示すＹ軸方向に設定すると、Ｙ軸方向から延設される顕微鏡の保持部（例えば図１２（ｃ）の４４０）との干渉を回避しつつ、ステージ装置２６の高さを極力押さえることが可能になる。顕微鏡の保持部を跨ぐ構成で第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール６、７）を配置することが可能になり、その分、ステージ装置２６の高さを薄くできる構造上の利点がある。

【0056】

第二の可動プレート(上面テーブルプレート)２０には、第四の直動案内部(Ｘ軸固定レール２１、Ｘ軸調整レール２２)を取り付けるための直動案内設置部２３、２４が取付面側に形成されている。直動案内設置部２３、２４は同時または関連して平面加工が可能なように略同一平面に形成されている。

【0057】

ベースプレート１と第一の可動プレート１１との間の直動案内機構ＬＭ３１、ＬＭ３２および、第一の可動プレート１１と第二の可動プレート２０との間の直動案内機構ＬＭ３３、ＬＭ３４が、取付面側に配置される。すなわち、第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール６、７）と第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール１２、Ｙ軸調整レール１３)、並びに、第三の直動案内部(Ｘ軸固定レール１４、１５)と第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール２１、Ｘ軸調整レール２２）が、ベースプレート１の取付面１ａ側に配置されている。

【0058】

ここで、図３に示すように、ベースプレート１が、第一の可動プレート１１の第一の開口部１０内に配置され、第一の可動プレート１１が、第二の可動プレート２０の第二の開口部３０内に配置されている。

【0059】

第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール６、７）と、第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール１２、Ｙ軸調整レール１３)との間、すなわち、Ｙ軸固定レール６とＹ軸固定レール１２との間、Ｙ軸固定レール７とＹ軸調整レール１３との間に転動体を挿入した状態で固定することにより、第一の可動プレート１１は、ベースプレート１に対して、第一方向に移動可能となる。

【0060】

同様に、第三の直動案内部(Ｘ軸固定レール１４、１５)と、第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール２１、Ｘ軸調整レール２２）との間、すなわち、Ｘ軸固定レール１４とＸ軸固定レール２１との間、Ｘ軸固定レール１５とＸ軸調整レール２２との間に転動体を挿入した状態で固定することにより、第二の可動プレート２０は、第一の可動プレート１１に対して、第二方向に移動可能となる。

【0061】

第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール１２、Ｙ軸調整レール１３）と、第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール６、７）との組合せにより構成される直動案内機構ＬＭ３１、ＬＭ３２、また、第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール２１、Ｘ軸調整レール２２）と、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール１４、１５）との組合せにより構成される直動案内機構ＬＭ３３、ＬＭ３４としては、例えば、非循環のボールを用いたクロスローラガイドやボールガイド、ボールが循環するセパレート形直動ガイドがステージ薄型化のために適用可能である。

【0062】

図３に示すように、第一の開口部１０のＹ方向の開口寸法とベースプレート１のＹ方向寸法の差分が、第一方向(Ｙ方向)の移動可能距離となり、開口部３０のＸ方向の開口寸法と第一の可動プレート１１のＹ方向寸法の差分が、第二方向(Ｘ方向)の移動可能距離となる。前述した直動案内機構の構成、各部材の加工や、平面度、平行度の精度については各実施形態についても同様のことが言える。

【0063】

次に、ステージ装置２６の組立て方法について説明する。まず、ベースプレートユニット２７の第一の直動案内部であるＹ軸固定レール６、７は、ベースプレート１に固定されている。Ｙ軸固定レール６、７は治具にてマイクロメートルレベルの平行度を出した状態で固定部材である固定ねじ（不図示）でベースプレート１に固定される。

【0064】

中間プレートユニット２８の第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール１４、１５）は、相互に治具（不図示）にてマイクロメートルレベルの平行度を出した状態で、固定ねじ（不図示）にて第一の可動プレート１１に固定される。

【0065】

次に、第二の直動案内部の一方のＹ軸固定レール１２は、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール１４、１５）のどちらか一方のレールを基準とし、治具（不図示）にてマイクロメートルレベルの直角度を出した状態で、固定ねじ（不図示）にて第一の可動プレート１１に固定される。

【0066】

第二の直動案内部のもう一方のＹ軸調整レール１３は、まず、仮固定の状態で第一の可動プレート１１に固定しておく。

【0067】

ベースプレート１のＹ軸固定レール６と第一の可動プレート１１のＹ軸固定レール１２との間、ベースプレート１のＹ軸固定レール７と第一の可動プレート１１のＹ軸調整レール１３との間に、不図示の転動体を挿入した後、治具にて転動体に予圧を与えた状態で、Ｙ軸調整レール１３を固定ねじ（不図示）で固定する。

【0068】

上面プレートユニット２９の第四の直動案内部の一方のＸ軸固定レール２１はマイクロメートルレベルの真直度で、第二の可動プレート２０に固定される。

【0069】

第四の直動案内部のもう一方のＸ軸調整レール２２は、まず、仮固定の状態で第二の可動プレート２０に固定しておく。

【0070】

そして、第一の可動プレート１１のＸ軸固定レール１４と第二の可動プレート２０のＸ軸固定レール２１との間、第一の可動プレート１１のＸ軸固定レール１５と第二の可動プレート２０のＸ軸調整レール２２との間に、不図示の転動体を挿入した後、治具にて転動体に予圧を与えた状態でＸ軸調整レール２２を固定ねじ（不図示）で固定する。

【0071】

図３のステージ装置２６は、マイクロメートルレベルの平行度で配置する２本のＹ軸固定レール７、Ｘ軸固定レール１５の外側に、Ｙ軸調整レール１３、Ｘ軸調整レール２２が配置されるので、ステージ装置２６の外部から、Ｙ軸調整レール１３、Ｘ軸調整レール２２に対する予圧調整をすることが可能になる。

【0072】

ステージ装置２６の直動案内設置部８、９、１６、１７、１８、１９、２３、２４には、プレートに直動案内部を当接させて位置決めする部分が無く、平面加工に適するプレート形状にしている。直動案内部を当接させて位置決めする部分が無い代わりに、治具にて直動案内部を組み立てることが可能である。

【0073】

従来の調整レールの設置には図１３（ｂ）に示す調整ねじ穴７６を有する背板７７をステージ６４に形成する必要があった。本実施形態では、図３に示す第一の可動プレート１１および第二の可動プレート２０には背板が無い。調整ねじ穴を有する背板が無い構造により、第一の可動プレート１１および第二の可動プレート２０の形状が簡素になり加工の簡便化と軽量化、ステージ装置２６の小型化を図ることが可能になる。また、図１３（ａ）に示す複数の調整ねじ６８を不要とすることで、部品コストの削減を図ることが可能になる。

【0074】

図４は第３実施形態におけるステージ装置２６の斜視図であり、図３で説明したベースプレートユニット２７（ベースプレート１）、中間プレートユニット２８（第一の可動プレート１１）、上面プレートユニット２９（第二の可動プレート２０）を組み立て、駆動部であるモータを配置した構成を示している。

【0075】

ベースプレート１に対し、第一の可動プレート１１は第一の方向（Ｙ方向）に相対的に移動可能であり、第二の可動プレート２０は、第一の可動プレート１１に対し第二の方向（Ｘ方向）に移動可能である。また、ベースプレート１を基準とした場合、第二の可動プレートは、ベースプレート１に対して相対的に移動可能である。

【0076】

図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ－Ｃに沿って切断した断面図である。ベースプレート１と第一の可動プレート１１との間には、第一の可動プレート１１を第一の方向（Ｙ方向）に駆動するための第一駆動部（第一駆動モータ２０１、２０２）が配置されている。第一駆動モータ２０１、２０２として、例えば、リニア型超音波モータを使用することが可能である。ベースプレート１の側面に圧電素子(固定子)を配置し、圧電素子(固定子)に対向するように第一の可動プレート１１の側面に摩擦材(可動子)を配置し、圧電素子(固定子)と摩擦材(可動子)との間で生成される第一方向の駆動力に基づいて、第一の可動プレート１１を第一方向に駆動することができる。図４（ｂ）では、第一駆動モータ２０１、２０２として、２つのリニア型超音波モータを用いた双発型の構成を例示したが、この例に限らず、どちらか一方の単発型でもよい。尚、固定子と可動子の配置の配置位置を入れ替えて、第一の可動プレート１１に対してベースプレート１を第一方向に駆動することも可能である。

【0077】

図４（ｃ）は図４（ａ）のＤ－Ｄに沿って切断した断面図である。第一の可動プレート１１と第二の可動プレート２０との間には、第二の可動プレート２０を第二の方向（Ｘ方向）に駆動するための第二駆動部（第二駆動モータ２０３、２０４）が配置されている。第二駆動モータ２０３、２０４は、第一駆動モータ２０１、２０２と同様に、リニア型超音波モータを使用することが可能である。

【0078】

第一の可動プレート１１の側面に圧電素子(固定子)を配置し、圧電素子(固定子)に対向するように第二の可動プレート２０の側面に摩擦材(可動子)を配置し、圧電素子(固定子)と摩擦材(可動子)との間で生成される第二方向の駆動力に基づいて、第二の可動プレート２０を第二方向にすることができる。図４（ｃ）では、第二駆動モータ２０３、２０４として、２つのリニア型超音波モータを用いた双発型の構成を例示したが、この例に限らず、どちらか一方の単発型でもよい。また、固定子と可動子の配置位置を入れ替えて、第二の可動プレート２０に対して第一の可動プレート１１を第二方向に駆動することも可能である。

【0079】

本実施形態で説明した第一駆動部（第一駆動モータ２０１、２０２）、第二駆動部（第二駆動モータ２０３、２０４）の構成例は、先に説明した第１および第２実施形態、後に説明する各実施形態に適用することが可能である。

【0080】

また、第一駆動部（第一駆動モータ２０１、２０２）、第二駆動部（第二駆動モータ２０３、２０４）の構成として、手動機構を用いたもの、電動機構を用いたもの、手動機構と電動機構を組み合わせることも可能である。手動機構としては、例えば、ワイヤとプーリを用いたものやラックとピニオンを用いたものが挙げられる。電動機構としては、例えば、リニア型超音波モータやコアレスコイルとマグネットによるリニアモータを適用することが可能である。また、回転型モータのうち、コギングの少ないコアレスモータや超音波モータでワイヤ駆動する機構を高精度位置決めとステージの薄型化のために適用することが可能である。手動機構と電動機構を組み合わせたものとしては、上記の手動機構と電動機構を組み合わせ、手動自動モードと自動モードの切換え部（制御部）を有したものである。

【0081】

従来のステージ装置は、取付面から上面テーブルプレートまでの間に、固定ベースプレート、中間プレート、上面テーブルプレート、Ｘ軸レール、Ｙ軸レールが配置された積層構造であり、ステージ装置の高さは、これら各部の全ての厚さの和となる。

【0082】

本実施形態では、図４に示すように、ベースプレート１が、第一の可動プレート１１の第一の開口部１０内に配置されている入れ子状構造とし、第一の可動プレート１１が、第二の可動プレート２０の開口部３０（第二の開口部）内に配置されている入れ子状構造とすることにより、ベースプレート１の底面（外部装置に取り付け可能な取付面１ａ）から第一の可動プレート１１及び第二の可動プレート２０の上面までの高さを極力押えたステージ装置２６を提供することができる。

【0083】

尚、ステージ装置を構成する各プレートに関して、ベースプレート１、第一の可動プレート１１、第二の可動プレート２０の材料は、熱膨張の関係から同一材料にするのが好ましい。ステージ装置の薄型化を図るため、ステージ装置の高さ方向の寸法を極力低減する必要がある。また、移動ストロークを確保するため、開口部が大きい部材形状にする必要も生じ得る。ステージ装置を構成する各プレートは撓みやすい部材形状となるが、各プレートの撓みを低減するため、各部材のヤング率（弾性係数）は、より高い材料を使用することが好ましい。

【0084】

ベースプレート１に開口部１２６を設けたステージ装置２６を顕微鏡に用いた場合、取付面側から照明光学系の光路を形成することができる。また薄型のステージ装置であるため、第二の可動プレート２０に観察用スライド積載台、クレンメルや各種調整機構を付加しても、対物レンズとの距離を十分確保することが可能である。

【0085】

（第４実施形態）
第４実施形態では、ステージ装置が、位置検出用のスケールと、プレートの位置を検出する検出部とを有する構成について説明する。

【0086】

図５は第４実施形態におけるステージ装置の分解斜視図であり、図６（ａ）は図５と異なる視点から見たステージ装置の分解斜視図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）のステージ装置を組み立てた状態で、Ｅ-Ｅに沿って切断したときの断面図であり、図６(ｃ)は図６（ａ）のステージ装置を組み立てた状態で、Ｆ-Ｆに沿って切断したときの断面図である。

【0087】

本実施形態のステージ装置１３０において、第二の可動プレート５０には、第一の方向（Ｙ方向）及び第二の方向（Ｘ方向）に周期的に形成されたパターンを有するスケール５５が配置されている。

【0088】

また、ステージ装置１３０において、ベースプレート３１には、ベースプレート３１に対する第二の可動プレート５０の第一方向（Ｙ方向）に対する位置をスケール５５のパターンの検知に基づいて検出する第一検出部５７が配置されている。また、ベースプレート３１には、ベースプレート３１に対する第二の可動プレート５０の第二方向（Ｘ方向）に対する位置をスケール５５のパターンの検知に基づいて検出する第二検出部５６が配置されている。

【0089】

上面プレートユニット１３３は第二の可動プレート５０を含み、第二の可動プレート５０には、スケール５５と、第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール５１、Ｘ軸調整レール５２）とが配置されている。スケール５５と第四の直動案内部との配置面は、ベースプレート３１の取付面３１ａ側に対応するもので、第二の可動プレート５０の上面５９に対する裏面側に対応するものである。

【0090】

第二の可動プレート５０の取付面側には、第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール５１、Ｘ軸調整レール５２）を取り付けるための直動案内設置部５３、５４は、同時または関連して平面加工が可能なように略同一平面に形成されている。

【0091】

Ｘ軸固定レール５１はマイクロメートルレベルの真直度で、第二の可動プレート５０に固定されている。Ｘ軸調整レール５２は、まず仮固定の状態で第二の可動プレート５０に固定しておく。そして、第一の可動プレート４１のＸ軸固定レール４６と第二の可動プレート５０のＸ軸固定レール５１との間、第一の可動プレート４１のＸ軸固定レール４７と第二の可動プレート５０のＸ軸調整レール５２との間に、不図示の転動体を挿入した後、治具にて転動体に予圧を与えた状態でＸ軸調整レール５２を固定ねじで固定する。ここで、固定ネジは、例えば、後述する第５実施形態の背板２６３を固定する固定ねじ２６４と同様のねじを使用することが可能である。

【0092】

本実施形態のステージ装置１３０においても、ステージ装置２６の外部から、Ｘ軸調整レール５２に対する予圧調整をすることが可能になる。

【0093】

ステージ装置１３０の直動案内設置部３８、３９、４４、４５、４８、４９、５３、５４には、プレートに直動案内部を当接させて位置決めする部分が無く、平面加工に適するプレート形状にしている。直動案内部を当接させて位置決めする部分が無い代わりに、治具にて直動案内機構を組み立てる。図５に示すように、第二の可動プレート５０には裏面反射型のＸＹスケールであるスケール５５が配置されている。ベースプレート３１に配置されている第一検出部５７は、ベースプレート３１に対する第二の可動プレート５０の第一方向（Ｙ方向）に対する位置をスケール５５のパターンの検知に基づいて検出する。また、ベースプレート３１に配置されている第二検出部５６は、ベースプレート３１に対する第二の可動プレート５０の第二方向（Ｘ方向）に対する位置をスケール５５のパターンの検知に基づいて検出する。

【0094】

スケール５５を裏面反射のＸＹスケールにすることで、スケール５５と、第一検出部５７（Ｙ軸）及び第二検出部５６（Ｘ軸）との間のギャップを詰めることが可能になる。これにより、ベースプレート３１の取付面３１ａから、第二の可動プレート５０の上面５９までの高さを薄くすることが可能となる。第一検出部５７（Ｙ軸）及び第二検出部５６（Ｘ軸）への配線のためのフレキシブル基板５８が設置されている。このフレキシブル基板５８に代わりリード線などによる配線を用いることも可能である。

【0095】

図５及び図６に示すステージ装置１３０では、ベースプレート３１が、第一の可動プレート４１の開口部４０内に配置された構造（入れ子構造）であるが、第一の可動プレート４１と第二の可動プレート５０とは入れ子構造になっていない。このため、第３実施形態のステージ装置２６の構成に比べてステージ装置の高さが高くなるが、開口部４０や第一の可動プレート４１のＸ方向寸法に関係なくＸ方向の移動可能距離を大きく取れるのが構造上の特徴である。

【0096】

顕微鏡用のステージ装置に要求される移動可能距離は、スライドガラスの形状により、Ｙ方向（第一の方向）の移動可能距離が短く、Ｘ方向（第二の方向）の移動可能距離が長い。そのため移動可能距離が小さいＹ軸（第一の）方向は入れ子構造にして薄型化を図り、Ｘ軸（第二の）方向は移動可能距離が大きく取れるように、入れ子構造としないステージ装置１３０の構造を顕微鏡システムに適用することが可能である。

【0097】

また、顕微鏡システムにステージ装置１３０を適用する場合、ステージ装置１３０の第二の可動プレート５０のＸ軸固定レール５１を顕微鏡鏡基側にして、Ｘ軸調整レール５２を操作側手前に配置することにより、顕微鏡への取り付けと、直動案内部の予圧調整を作業上容易に行うことが可能になる。

【0098】

ステージ装置１３０では、第一の可動プレート４１の開口部４０の大きさは、ベースプレート３１が全部入る大きさでなくても、第一検出部５７（Ｙ軸）及び第二検出部５６（Ｘ軸）とスケール５５との間に必要な大きさの開口部を設けて、ベースプレートユニット１３１と対面する部分を薄くして逃げ、薄型化を図るステージ構造でもよい。図６に示すように、ステージ装置１３０の第二の可動プレート５０には第一の可動プレート４１が入る開口部は形成されていないが、第一の可動プレート４１と対向する第二の可動プレート５０の面を薄くして逃げ、薄型化を図るステージ構造でもよい。

【0099】

図５及び図６に示すステージ装置１３０の構成例では、第二の可動プレート５０は開口部を有さず、スケール５５を有している例を説明しているが、この例に限定されない。例えば、図３で示した第二の可動プレート２０の開口部３０（第二の開口部）の近傍に、第一の方向（Ｙ方向）及び第二の方向（Ｘ方向）に周期的に形成されたパターンを有するスケールを配置し、このスケールのパターンをベースプレート１に配置された、第一の方向（Ｙ方向）の検出部及び第二の方向（Ｘ方向）の検出部で検出するようにしてもよい。この場合は、開口部の配置位置や配置形状に対応して、第一検出部５７（Ｙ軸）及び第二検出部５６（Ｘ軸）の配置やフレキシブル基板５８の配置を行えばよい。本実施形態で説明したスケール５５や第一検出部５７（Ｙ軸）及び第二検出部５６（Ｘ軸）の構成は、他の実施形態においても適用することは可能である。

【0100】

（第５実施形態）
第５実施形態では、第４実施形態で説明したステージ装置における直動案内機構の組立て手順とは異なるステージ装置の構成について説明する。図７及び図８は、第５実施形態におけるステージ装置の構成を説明する斜視図である。

【0101】

図７（ａ）は第５実施形態におけるステージ装置２３０の分解斜視図である。ステージ装置２３０はベースプレートユニット２３８、中間プレートユニット２４９、上面プレートユニット２５９を有する。基本的なステージ装置の構成は第４実施形態で説明した構成と同様であるが、直動案内機構の組立て用として着脱可能な背板２６３が配置可能である点で相違する。

【0102】

図７（ｂ）～（ｄ）は、第５実施形態におけるステージ装置２３０の直動案内機構の組立て手順を説明する図である。図７（ｃ）および図７（ｄ）において背板２６３、固定ねじ２６４、調整ねじ２６５について説明する。

【0103】

図７（ｂ）は第５実施形態におけるステージ装置２３０のベースプレートユニット２３８の斜視図である。ベースプレート２３１の取付面２３１ａには、顕微鏡、検査装置、計測装置など各種装置（外部装置）などにステージ装置１４０を取り付けるための取付部２３２、２３３、２３４、２３５が形成されている。ステージ装置２１０の取り付け精度を確保するため、各取付部２３２、２３３、２３４、２３５における平面度及び平行度は、より高い精度で形成されている。

【0104】

ベースプレート２３１の取付面２３１ａには、第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール２３６、２３７）が配置されており、第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール２３６、２３７）は、相互にマイクロメートルレベルの平行度で、ベースプレート２３１に固定されている。第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール２３６、２３７）は、治具（不図示）にて平行を出した状態で、固定部材である固定ねじ（不図示）でベースプレート２３１に固定される。

【0105】

図７（ｃ）は第５実施形態におけるステージ装置２３０の中間プレートユニット２４９の斜視図である。説明のため背板２６３、固定ねじ２６４、調整ねじ２６５を図示している。

【0106】

第一の可動プレート２４１の取付面側に、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール２４６、２４７）が配置されており、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール２４６、２４７）は、相互はマイクロメートルレベルの平行度で、第一の可動プレート２４１に固定されている。第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール２４６、２４７）は、治具（不図示）にて平行を出した状態で、固定部材である固定ねじ（不図示）で第一の可動プレート２４１に固定される。

【0107】

次に、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール２４６、２４７）のどちらか一方のレールを基準として、治具（不図示）にてマイクロメートルレベルの直角度で、Ｙ軸固定レール２４２（第二の直動案内部）を固定ねじ（不図示）で第一の可動プレート２４１に固定する。Ｙ軸調整レール２４３（第二の直動案内部）は、最初に固定ねじ（不図示）で仮固定の状態で第一の可動プレート２４１に固定しておく。図７（ｃ）では固定ねじは不図示であるが、背板２６３を固定する固定ねじ２６４と同様のねじである。

【0108】

第一の可動プレート２４１に配置されているＹ軸調整レール２４３（第二の直動案内部）の直動案内設置部２４５には背板２６３を固定する固定ねじ２６４のためのねじ穴２４８が形成されている。背板２６３は、Ｙ軸調整レール２４３（第二の直動案内部）に隣り合うように固定ねじで配置される。尚、背板２６３の固定には、ねじ穴２４８でなく、ボルト穴を用いても良い。第一の可動プレート２４１に高い平面度で形成された直動案内設置部２４５に背板２６３を設置することで、背板２６３の曲がりや歪みを最小限に押えることが可能な構造となる。

【0109】

背板２６３にはボルト穴２６１と調整ねじ穴２６２が形成されている。尚、ボルト穴２６１でなく、ねじ穴で第一の可動プレート２４１に固定する方法でもよい。複数ある調整ねじ穴２６２にはそれぞれ調整ねじ２６５が取り付けられ、図８（ａ）で説明する直動案内のレールや転動体に適宜予圧を与えてガタ取りを行う。

【0110】

図７（ｄ）は第５実施形態におけるステージ装置２３０の上面プレートユニット２５９の斜視図である。説明のため背板２６３、固定ねじ２６４、調整ねじ２６５を図示している。上面プレートユニット２５９の第二の可動プレート２５０には、Ｘ軸固定レール２５１（第四の直動案内部）がマイクロメートルレベルの真直度で、第二の可動プレート２５０に固定ねじ（不図示）で固定されている。Ｘ軸調整レール２５２（第四の直動案内部）は、最初に仮固定の状態で第二の可動プレート２５０に固定しておく。背板２６３は、Ｘ軸調整レール２５２（第四の直動案内部）に隣り合うように配置される。図７（ｄ）では固定ねじは不図示であるが、背板２６３を固定する固定ねじ２６４と同様のねじである。

【0111】

第二の可動プレート２５０に配置されているＸ軸調整レール２５２（第四の直動案内部）の直動案内設置部２５４には背板２６３を固定する固定ねじ２６４のためのねじ穴２５５が形成されている。背板２６３は、Ｘ軸調整レール２５２（第四の直動案内部）に隣り合うように固定ねじで配置される。尚、背板２６３の固定には、ねじ穴２５５でなく、ボルト穴を用いても良い。第二の可動プレート２５０に高い平面度で形成された直動案内設置部２５４に背板２６３を設置することで、背板２６３の曲がりや歪みを最小限に押えることが可能な構造となる。

【0112】

図８（ａ）は第５実施形態におけるステージ装置２３０に脱着可能な背板２６３を取り付けた状態の斜視図である。第一の可動プレート２４１には、Ｙ軸調整レール２４３（第二の直動案内部）に隣り合うように背板２６３が配置されており、第二の可動プレート２５０には、Ｘ軸調整レール２５２（第四の直動案内部）に隣り合うように背板２６３が配置されている。

【0113】

各直動案内部のレールに転動体を挿入する際、背板２６３を取り付けた状態で行う。背板２６３に設けられている調整ねじ穴２６２には、調整ねじ２６５が装着されている。

【0114】

まず、最初に、ベースプレート２３１と第一の可動プレート２４１との間で構成される直動案内機構ＬＭ８１、ＬＭ８２の組立てについて説明する。ベースプレート２３１のＹ軸固定レール２３６と第一の可動プレート２４１のＹ軸固定レール２４２との間、及び、ベースプレート２３１のＹ軸固定レール２３７と第一の可動プレート２４１のＹ軸調整レール２４３との間に転動体（不図示）を挿入する。

【0115】

Ｙ軸調整レール２４３は仮固定の状態で転動体の挿入を妨げない。また転動体の挿入は、Ｙ軸調整レール２４３に隣り合って配置されている背板２６３の調整ねじ２６５で転動体に予圧が掛からない状態に緩めておき、転動体をレールの所定位置まで挿入する。

【0116】

転動体をレールの所定位置まで挿入したら、Ｙ軸調整レール２４３に隣り合って配置されている背板２６３の調整ねじ２６５で転動体に適宜予圧を与えるため、調整ねじ２６５でＹ軸調整レール２４３を押した状態で、固定ねじ（不図示）でＹ軸調整レール２４３を第一の可動プレート２４１に固定していく。

【0117】

作業方法としては、転動体が存在する位置の調整ねじ２６５を、所定のねじ締めトルクで締め、第一の可動プレート２４１を移動させて転動体の位置を変え、転動体が存在する位置の調整ねじ２６５を締めて予圧を与えていきながら直動案内機構ＬＭ８１、ＬＭ８２の全域のガタ取りを行う。ピックテスタやダイヤルゲージでガタを見ながら行うことも可能である。

【0118】

調整ねじ２６５によるガタ取りを終えたら、仮固定のＹ軸調整レール２４３を固定ねじ（不図示）を用いて、転動体が存在する位置で所定のねじ締めトルクによりねじ固定する。図８（ａ）では、Ｙ軸調整レール２４３の固定ねじは不図示であるが、図７（ｃ）の固定ねじ２４６と同様のねじでＹ軸調整レール２４３を固定することが可能である。Ｙ軸調整レール２４３の本締め固定を終えたら、Ｙ軸調整レール２４３に隣り合って配置されている背板２６３の調整ねじ２６５を緩めた後、図７（ｃ）の固定ねじ２６４を取り外して、第一の可動プレート２４１から背板２６３を取り外す。以上がベースプレート２３１と第一の可動プレート２４１との間で構成される直動案内機構ＬＭ８１、ＬＭ８２の組立ての概要である。

【0119】

次に、第一の可動プレート２４１と第二の可動プレート２５０との間で構成される直動案内機構ＬＭ８３、ＬＭ８４の組立てについて説明する。第一の可動プレート２４１のＸ軸固定レール２４６と第二の可動プレート２５０のＸ軸固定レール２５１との間、及び、第一の可動プレート２４１のＸ軸固定レール２４７と第二の可動プレート２５０のＸ軸調整レール２５２との間に転動体（不図示）を挿入する。

【0120】

Ｘ軸調整レール２５２は仮固定の状態で転動体の挿入を妨げない。また転動体の挿入は、Ｘ軸調整レール２５２に隣り合って配置されている背板２６３の調整ねじ２６５で転動体に予圧が掛からない状態に緩めておき、転動体をレールの所定位置まで挿入する。

【0121】

転動体をレールの所定位置まで挿入したら、Ｘ軸調整レール２５２に隣り合って配置されている背板２６３の調整ねじ２６５で転動体に適宜予圧を与えるため、調整ねじ２６５でＸ軸調整レール２５２を押した状態で、固定ねじ（不図示）でＸ軸調整レール２５２を第二の可動プレート２５０に固定していく。

【0122】

作業方法としては、転動体が存在する位置の調整ねじ２６５を、所定のねじ締めトルクで締め、第二の可動プレート２５０を移動させて転動体の位置を変え、転動体が存在する位置の調整ねじ２６５を締めて予圧を与えていきながら直動案内機構ＬＭ８３、ＬＭ８４の全域のガタ取りを行う。ピックテスタやダイヤルゲージでガタを見ながら行うことも可能である。

【0123】

調整ねじ２６５によるガタ取りを終えたら、仮固定のＸ軸調整レール２５２を固定ねじ（不図示）を用いて、転動体が存在する位置で所定のねじ締めトルクによりねじ固定する。図８（ａ）では、Ｘ軸調整レール２５２の固定ねじは不図示であるが、図７（ｄ）の固定ねじ２６４と同様のねじでＸ軸調整レール２５２を固定することが可能である。Ｘ軸調整レール２５２の本締め固定を終えたら、Ｘ軸調整レール２５２に隣り合って配置されている背板２６３の調整ねじ２６５を緩めた後、図７（ｄ）の固定ねじ２６４を取り外して、第二の可動プレート２５０から背板２６３を取り外す。以上が第一の可動プレート２４１と第二の可動プレート２５０との間で構成される直動案内機構ＬＭ８３、ＬＭ８４の組立ての概要である。尚、上記の方法は組み立ての一例で、他の方法を用いて直動案内機構ＬＭ８１～ＬＭ８４を組立てることも可能である。

【0124】

図８（ｂ）は第５実施形態におけるステージ装置２３０をベースプレート２３１の取付面側から見た斜視図である。組立てが完了したステージ装置２３０には、図１３（ｂ）に示す、調整ねじ穴７６を有する背板７７が無い。代わりにねじ穴２４８を有する直動案内設置部２４５と、ねじ穴２５５を有する直動案内設置部２５４が形成されている。第５実施形態のステージ装置２３０では、背板２６３で調整レール（Ｙ軸調整レール２４３、Ｘ軸調整レール２５２）の与圧調整をしつつ、調整レールを最終的に固定し、調整ねじ穴を有する背板をステージ装置から着脱できることを特徴としている。

【0125】

調整ねじ穴を有する背板２６３を再利用することが可能であり、コスト低減を図ることができる。また背板２６３を外した分、ステージ装置２３０の小型化と軽量化が可能になる。

【0126】

直動案内機構の転動体に予圧を与えガタ取りをするために従来のステージに要した凸部を含む複雑な部品形状は必要なく、穴加工と平面加工のみの簡素な形状で、加工の簡便化とコスト低減を図ることができる。凸部を含む複雑な形状を高精度に加工する加工機は高価であり、加工機の調整や加工形状の検査も複雑である。本実施形態を適用すれば、穴加工と平面加工機による別形状のステージ製作の汎用使用が容易であり、加工後の部品検査も簡便になる。

【0127】

（第６実施形態）
第６実施形態では、駆動部を配置したステージ装置の構成例について説明する。図９（ａ）は第６実施形態におけるステージ装置２７０の分解斜視図であり、図９（ｂ）は、ステージ装置２７０を組立てた状態の斜視図であり、図９（ｃ）は、ステージ装置を組み立てた状態（図９（ｂ））で、Ｇ-Ｇに沿って切断したときの断面図である。

【0128】

図９のステージ装置２７０では、駆動部の構成として、電動機構であるコアレスコイルとマグネットによる円筒型リニアモータを用いた例を示している。ステージ装置２７０はベースプレートユニット２７１、中間プレートユニット２７２、上面プレートユニット２７３を有している。

【0129】

第一の方向にＹ方向、第二の方向にＸ方向を設定し、第一の直動案内部としてＹ軸固定レール２３６、２３７を用い、第二の直動案内部としてＹ軸固定レール２４２、Ｙ軸調整レール２４３を用いている。また、第三の直動案内部としてＸ軸固定レール２４６、２４７を用い、第四の直動案内部としてＸ軸固定レール２５１と、Ｘ軸調整レール２５２を用いている。

【0130】

図９（ａ）において、ベースプレートユニット２７１は、図７（ｂ）のベースプレートユニット２３８に、穴２７５を有するＹ軸コイル２７６を、コイル取付板２７７で固定したものである。中間プレートユニット２７２は、図７（ｃ）の第一の可動プレート２４１に、穴２７８を有するＸ軸コイル２７９を、コイル取付板２８０で固定したものである。更にＹ軸マグネット棒２８１を２つのマグネット棒取付具２８２、２８３で固定したものである。また、上面プレートユニット２７３は、図７（ｄ）の第二の可動プレート２５０に、マグネット取付板２８４を固定し、マグネット取付板２８４に対して、Ｘ軸マグネット棒２８５を２つのマグネット棒取付具２８６、２８７で固定したものである。

【0131】

Ｙ方向駆動部は、Ｙ軸コイル２７６とＹ軸マグネット棒２８１で構成される。組み立ての際は、Ｙ軸コイル２７６の穴２７５の中にＹ軸マグネット棒２８１を通し、マグネット棒取付具２８２、２８３でＹ軸マグネット棒２８１は第一の可動プレート２４１に固定される。Ｙ方向駆動部により、ベースプレート２３１に対して第一の可動プレート２４１が第一方向（Ｙ方向）に相対移動する。ステージ装置２７０の組立てにおいて、Ｙ方向移動可能距離の全域でＹ軸コイル２７６の穴２７５と、Ｙ軸マグネット棒２８１が接触しないように位置調整される。

【0132】

Ｘ方向駆動部は、Ｘ軸コイル２７９とＸ軸マグネット棒２８５で構成される。組み立ての際は、Ｘ軸コイル２７９の穴２７８の中にＸ軸マグネット棒２８５を通し、マグネット棒取付具２８６、２８７でＸ軸マグネット棒２８５は、第二の可動プレート２５０のマグネット取付板２８４に固定される。Ｘ方向駆動部により、第一の可動プレート２４１に対して第二の可動プレート２５０が第二方向（Ｘ方向）に相対移動する。ステージ装置２７０の組立てにおいて、Ｘ方向移動可能距離の全域でＸ軸コイル２７９の穴２７８と、Ｘ軸マグネット棒２８５が接触しないように位置調整される。

【0133】

図９（ｂ）は第６実施形態におけるステージ装置２７０の斜視図であり、Ｙ軸固定レール２３６、２３７、２４２、Ｙ軸調整レール２４３、Ｘ軸固定レール２４６、２４７、２５１、Ｘ軸調整レール２５２で囲まれた内側に、ベースプレート２３１の取付面２３１ａが位置している。ベースプレート２３１の取付面２３１ａには、顕微鏡、検査装置、計測装置など各種装置（外部装置）などにステージ装置１４０を取り付けるための取付部２３２、２３３、２３４、２３５が形成されている。

【0134】

第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール２３６、２３７）、及び第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール２４６、２４７）に挟まれた領域の外側領域に、第一方向(Ｙ方向)の駆動部の電気子であるＹ軸コイル２７６と、第二方向（Ｘ方向）の駆動部の電気子であるＸ軸コイル２７９とが配置されているのが第６実施形態によるステージ装置２７０の特徴である。

【0135】

第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール２３６、２３７）、及び第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール２４６、２４７）に挟まれた領域の外側領域に、第一方向(Ｙ方向)の駆動部と第二方向(Ｘ方向)の駆動部の電気子（Ｙ軸コイル２７６、Ｘ軸コイル２７９）を配置することで、ステージ装置２７０を分解することなく、ステージ装置２７０の外部から修理や調整、検査をすることが容易な構造となる。

【0136】

図９（ｃ）は第６実施形態におけるステージ装置２７０を組み立てた状態（図９（ｂ））で、Ｇ-Ｇに沿って切断したときの断面図である。第二方向（Ｘ方向）の駆動部であるＸ軸コイル２７９がＸ軸固定レール２４６の外側に配置されている。また、Ｙ軸固定レール２３６はＹ軸固定レール２４２に隠れてしまっているが、Ｙ軸固定レール２３６の外側に第一方向（Ｙ方向）の駆動部であるＹ軸コイル２７６が配置されている。図９（ｃ）ではＹ軸固定レール２４２で取付面が隠れてしまっているが、図９（ｂ）を参照し、取付部２３２、２３３、２３４、２３５は、Ｘ軸固定レール２４６、２４７の直動案内設置部の位置として、上面プレートユニット２７３の上面２８８までの高さを見ることができる。

【0137】

また、図９（ｂ）および図９（ｃ）を参照して、ステージ装置２７０は、第二方向（Ｘ方向）の駆動部であるＸ軸コイル２７９と第一方向(Ｙ方向)の駆動部の電気子であるＹ軸コイル２７６を設けても、ベースプレート２３１の取付面２３１ａにある取付部２３２、２３３、２３４、２３５から上面プレートユニット２７３の上面２８８までの高さに、駆動部の高さが加算されない構造であり、薄型のステージ装置を実現することが可能になる。

【0138】

尚、図９（ａ）～（ｃ）では、駆動部の構成として、円筒型リニアモータによる電動機構の例を示したが、駆動部の構成として手動機構を用いたもの、電動機構を用いたもの、手動機構と電動機構を組み合わせたもののいずれの組合せでもよい。駆動部の構成を、第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール２３６、２３７）、及び第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール２４６、２４７）に挟まれた領域の外側領域に配置することにより、ステージ装置２７０の外部から修理や調整、検査をすることが容易なステージ装置の構造となる。

【0139】

（第７実施形態）
第７実施形態では、駆動部を配置したステージ装置の構成例について説明する。図１０は第７実施形態におけるステージ装置３００の分解斜視図である。ステージ装置３００は、ベースプレートユニット３０１、中間プレートユニット３０２、上面プレートユニット３０３を有する。

【0140】

図１１Ａ（ａ）はベースプレートユニット３０１、中間プレートユニット３０２、第一方向(Ｙ方向)の駆動部の電気子ユニットであるＹ方向コイルユニット３１３の分解斜視図である。図１１Ａ（ｂ）はステージ装置３００に脱着可能な背板３５２を取り付けた状態を示す斜視図であり、図１１Ａ（ｃ）はステージ装置３００を組立てた状態の斜視図である。また、図１１Ｂ（ｄ）は、ステージ装置を組み立てた状態（図１１（ｃ））で、Ｈ-Ｈに沿って切断したときの断面図であり、図１１Ｂ（ｅ）はステージ装置を組み立てた状態（図１１Ａ（ｃ））で、Ｉ-Ｉに沿って切断した断面図である。

【0141】

ベースプレートユニット３０１は、ステージ装置３００を、外部装置等に取り付け可能な取付面３０４ａを有するベースプレート３０４を含み、ベースプレート３０４は、第一の直動案内部（Ｙ軸固定レール３０７、３０８）と、第一方向（Ｙ方向）の駆動部(Ｙ方向コイルユニット３１３)とを有する。

【0142】

中間プレートユニット３０２は、開口部３４５を有する第一の可動プレート３１６、３１７、３１８、３１９と、第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール３２３、Ｙ軸調整レール３２４）と、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３４、３３５）と、第二方向（Ｘ方向）の駆動部(Ｘ方向コイルユニット３２９)とを有する。

【0143】

上面プレートユニット３０３は、第二の可動プレート３３７と、第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３６、Ｘ軸調整レール３３８）とを有する。

【0144】

ベースプレートユニット３０１を構成するベースプレート３０４の第一の直動案内部(Ｙ軸固定レール３０７、３０８)は、取付面３０４ａと隣接し互いに対向する第一の側面３０５、３０６にそれぞれ設けられ、第一の可動プレート３１６、３１７の第一方向における移動を案内する。第一の直動案内部(Ｙ軸固定レール３０７、３０８)の構成として、第一の側面３０５、３０６には、高精度なＶ溝が形成されている。

【0145】

取付面３０４ａには顕微鏡、検査装置、計測装置など各種装置などへステージ装置３００を取り付けるための取付部３０９、３１０、３１１、３１２が形成されている。取付部３０９、３１０、３１１、３１２は、相互の平面度と平行度が悪いと装置への取り付けに支障が出るので高い精度で形成されている。

【0146】

また、ベースプレート３０４には、第一方向(Ｙ方向)の駆動部(Ｙ方向コイルユニット３１３)が配置されており、Ｙ方向コイルユニット３１３は複数のコイル３１４と板部材３１５とを有し、板部材３１５とベースプレート３０４はねじ（不図示）で固定され、脱着可能である。

【0147】

中間プレートユニット３０２は、第一の可動プレート３１６、３１７、３１８、３１９を有し、第一の可動プレート３１６、３１７、３１８、３１９の組立方法については第２実施形態と同様である。第一の可動プレートを組み立てた状態で、第一の可動プレート３１６、３１７、３１８、３１９は、開口部３４５を有している。

【0148】

第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール３２３、Ｙ軸調整レール３２４）は、ベースプレート３０４の第一の直動案内部に対向し、第一の可動プレート３１６、３１７、３１８、３１９の第二の側面３２１、３２２に設けられている。第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール３２３、Ｙ軸調整レール３２４）は第一の直動案内部(Ｙ軸固定レール３０７、３０８)と協働して、第一の可動プレートの移動(第一方向（Ｙ方向）への移動)を案内する。すなわち、第一の可動プレートは、第一の側面３０５、３０６に対向する第二の側面３２１、３２２にそれぞれ設けられ、第一の直動案内部との組合せにより直動案内機構ＬＭ１１０、ＬＭ１１１を構成し、第一の可動プレートの移動(第一方向（Ｙ方向）を案内する。第二の直動案内部（Ｙ軸固定レール３２３、Ｙ軸調整レール３２４）の構成として、第二の側面３２１、３２２には、高精度なＶ溝が形成されている。第一の側面３０５、３０６と第二の側面３２１、３２２には、それぞれに形成された溝内の転動体を介して第一の可動プレートの移動(第一方向（Ｙ方向）を案内する第一の直動案内部と第二の直動案内部とが形成される。

【0149】

第一の可動プレート３１６、３１７のうち、第二の側面を含まない側面３２５、３２６、３２７、３２８は高精度な平面が形成されている。また、第一の可動プレートを構成する第一の可動プレート３１８、３１９の長さｇ、ｈも高精度な寸法で形成され、直動案内機構ＬＭ１１０、ＬＭ１１１の転動体（不図示）をレールの所定位置に挟んだ状態で、図１１Ａ（ａ）に示す複数のねじ３４６で固定することにより、直動案内機構ＬＭ１１０、ＬＭ１１１の転動体に対して所望の予圧を作用させることができる。予圧調整のため図１１Ａ（ａ）に示すように必要に応じて調整部材であるシム３４７、３４８を挟むことも可能である。

【0150】

第一の可動プレート３１６にはマグネット３２０が固定され、Ｙ方向コイルユニット３１３とマグネット３２０とで第一方向(Ｙ方向)の駆動部を構成し、第一方向(Ｙ方向)の駆動部は、ベースプレートユニット３０１のベースプレート３０４に対して第一の可動プレートを第一の方向（Ｙ方向）に駆動する。

【0151】

また、中間プレートユニット３０２には、第二方向（Ｘ方向）の駆動部（Ｘ方向コイルユニット３２９）が配置されており、Ｘ方向コイルユニット３２９は複数のコイル３３０と板部材３３１とを有し、板部材３３１と中間プレートユニット３０２の第一の可動プレート３１８とは、ねじ（不図示）で固定され、脱着可能である。

【0152】

中間プレートユニット３０２における第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３４、３３５）は、第一の可動プレートの、互いに対向する一対の側面３３２、３３３にそれぞれ設けられている。第一の可動プレート３１８、３１９の外周の側面（第三の側面）３３２、３３３の２面には、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３４、３３５）の構成として、それぞれ高精度なＶ溝が形成されており、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３４、３３５）は第二の可動プレート３３７の第二方向（Ｘ方向）における移動を案内する。そして、ベースプレート３０４と第一の可動プレート３１６、３１７、３１８、３１９とを組立てた状態で、ベースプレート３０４が、第一の可動プレートの開口部３４５内に配置される。第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３４、３３５）は、第一の可動プレートの第二の側面を有する部材（３１６、３２２）に対して交差する部材（３１８、３１９）の外周側に位置する第三の側面にそれぞれ配置されている。

【0153】

上面プレートユニット３０３の第二の可動プレート３３７には、第三の直動案内部と協働して、第二の可動プレート３３７の第二の方向（Ｘ方向）における移動を案内する、第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３６、Ｘ軸調整レール３３８）が配置されている。すなわち、第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３６、Ｘ軸調整レール３３８）は、第三の案内部に対向するように配置されており、第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３６、Ｘ軸調整レール３３８）は、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３４、３３５）との組合せにより直動案内機構ＬＭ１１２、ＬＭ１１３を構成し、第二の可動プレート３３７の第二の方向（Ｘ方向）における移動を案内する。

【0154】

第二の可動プレート３３７にはスケール３４１が配置されている。このスケール３４１は、第一の方向及び第二の方向に周期的に形成されたパターンを有する。ベースプレート３０４が、第一の可動プレートの開口部３４５内に配置され、ベースプレート３０４と、第一の可動プレートが略同一平面に配列されているので、図１１Ａ（ａ）に示す、Ｘ軸位置検出部（第二位置検出部）３４９、Ｙ軸位置検出部（第一位置検出部）３５０とスケール３４１によって、ベースプレート３０４に対する第二の可動プレート３３７のＸＹ座標（第一方向と第二方向に対する位置）を検出することができる。すなわち、Ｙ軸位置検出部（第一位置検出部）３５０は、ベースプレート３０４に対する第二の可動プレート３３７の第一方向に対する位置をスケール３４１のパターンの検知に基づいて検出することが可能である。また、Ｘ軸位置検出部（第二位置検出部）３４９は、ベースプレート３０４に対する第二の可動プレート３３７の第二方向に対する位置をパターンの検知に基づいて検出することが可能である。

【0155】

フレキシブル基板３５１はＸ軸位置検出部３４９とＹ軸位置検出部３５０への配線のために設置されているが、フレキシブル基板３５１に代わりリード線などによる配線を用いることも可能である。

【0156】

マグネット３４３が板部材３４４に固定されたマグネットユニット３４２が、第二の可動プレート３３７に固定される。Ｘ方向（第二方向）のＸ方向コイルユニット３２９とマグネットユニット３４２とで第二の方向(Ｘ方向)の駆動部（第二方向駆動部）を構成し、第二方向駆動部は、第一の可動プレート３１６、３１７、３１８、３１９に対し、第二の可動プレート３３７を第二の方向に駆動する。

【0157】

第二の可動プレート３３７に配置されている第四の直動案内部であるＸ軸固定レール３３６は、第三直動案内部に対向するように配置され、マイクロメートルレベルの真直度で、第二の可動プレート３３７に固定されている。また、第二の可動プレート３３７には第四の直動案内部であるＸ軸調整レール３３８が固定され、Ｘ軸調整レール３３８の直動案内設置部３３９には、図１１Ａ（ｂ）に示す背板３５２を取り付けるためのねじ穴３４０を有する。尚、背板３５２の固定には、ねじ穴３４０でなく、ボルト穴を用いても良い。

【0158】

本実施形態では第四の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３６，Ｘ軸調整レール３３８）は、第二の可動プレート３３７の取付面側に配置されているが、第二の可動プレートの第四の直動案内部は、第三の直動案内部（Ｘ軸固定レール３３４、３３５）に対向するように第二の可動プレートの側面に設けてもよい。更に、第二の可動プレートに第二の開口部を形成し、第一の可動プレートが、第二の可動プレートの第二の開口部内に配置されるようにしてもよい。

【0159】

この場合、例えば、第二の可動プレートの開口部（第二の開口部）の近傍に、第一の方向（Ｙ方向）及び第二の方向（Ｘ方向）に周期的に形成されたパターンを有するスケールを配置し、このスケールのパターンをベースプレート３０４に配置された、Ｘ軸位置検出部（第二位置検出部）３４９、Ｙ軸位置検出部（第一位置検出部）３５０で検出するようにしてもよい。この場合は、開口部の配置位置や配置形状に対応して、Ｘ軸位置検出部（第二位置検出部）３４９、Ｙ軸位置検出部（第一位置検出部）３５０の配置やフレキシブル基板の配置を行えばよい。

【0160】

図１１Ａ（ｂ）は、第７実施形態におけるステージ装置３００に脱着可能な背板３５２を取り付けた状態を示す斜視図である。Ｘ軸調整レール３３８（第四の直動案内部）は、まず、仮固定の状態で第二の可動プレート３３７に固定しておく。

【0161】

Ｘ軸固定レール３３５（第三の直動案内部）とＸ軸固定レール３３６（第四の直動案内部）との間、Ｘ軸固定レール３３４（第三の直動案内部）とＸ軸調整レール３３８（第四の直動案内部）との間に、転動体（不図示）を挿入した後、背板３５２の複数の調整ねじ３５５にて適宜転動体に予圧を与えた状態でＸ軸調整レール３３８を固定ねじ（不図示）で固定する。

【0162】

背板３５２にはボルト穴３５３と調整ねじ穴３５４が形成されている。複数のボルト穴３５３に固定ねじ３５６を取り付け、背板３５２を第二の可動プレート３３７に固定する。尚、ボルト穴３５３でなく、ねじ穴で第二の可動プレート３３７に固定する方法でもよい。

【0163】

複数の調整ねじ穴３５４にはそれぞれ調整ねじ３５５が取り付けられ、図８（ａ）で説明した方法と同様にして直動案内部のレールや転動体に適宜予圧を与えるガタ取りを行う。

【0164】

図１１Ａ（ｃ）は第７実施形態おけるステージ装置３００を組立てた状態の斜視図である。ステージ装置３００の斜視図である。Ｙ軸固定レール３０７、３０８（第一の直動案内部）で挟まれた領域の外側領域に、Ｙ方向（第一の方向）の駆動部の電気子であるコイル３１４とＸ方向（第二の方向）の駆動部の電気子であるコイル３３０が配置されているのが第７実施形態におけるステージ装置３００の特徴である。ステージ装置３００のコイル３１４とコイル３３０の全ての電気子が、取付部３０９、３１０、３１１、３１２の反対側の面となる図１１Ｂ（ｄ）に示す上面３５７側のどの面からも面外に出ていない構造である。

【0165】

図１１Ｂ（ｄ）はステージ装置を組み立てた状態（図１１Ａ（ｃ））で、Ｈ-Ｈに沿って切断したときの断面図であり、第一の直動案内部のＹ軸固定レール３０７、３０８と第二の直動案内部のＹ軸固定レール３２３およびＹ軸調整レール３２４の断面部分を示す。第一の方向の駆動部のＹ方向コイルユニット３１３は複数のコイル３１４と板部材３１５から成り、Ｙ方向コイルユニット３１３とマグネット３２０とで第一の方向であるＹ方向の駆動部を構成している。第一の直動案内部のＹ軸固定レール３０７、３０８に挟まれた領域の外側領域に、第一の方向（Ｙ方向）の駆動部のＹ方向コイルユニット３１３があることにより、ステージ装置３００における取付部３０９、３１０の取付面側からＹ方向コイルユニット３１３の修理や調整、検査をすることが容易なステージ装置の構造となる。

【0166】

ここでは、Ｙ方向コイルユニット３１３とマグネット３２０を、Ｙ軸固定レール３０７の外側に配置した単発型の駆動部を示したが、Ｙ軸固定レール３０８の外側に配置した単発型の駆動部や、Ｙ軸固定レール３０７の外側とＹ軸固定レール３０８の外側に駆動部を配置する双発型のステージ装置の構成も可能である。

【0167】

ステージ装置３００の第一の方向（Ｙ方向）の駆動部が、取付部３０９、３１０から見て、上面プレートユニット３０３の上面３５７までの高さ方向に対して出っ張らない構造(上面より厚み方向に突出していない構造)のため、顕微鏡用ステージに用いた場合、ステージ装置の上方に位置する対物レンズに干渉しない利点がある。

【0168】

図１１Ｂ（ｅ）はステージ装置を組み立てた状態（図１１Ａ（ｃ））で、Ｉ-Ｉに沿って切断した断面図であり、第三の直動案内部のＸ軸固定レール３３４、３３５と、第四の直動案内部のＸ軸固定レール３３６およびＸ軸調整レール３３８の断面部分を示す。第二の方向（Ｘ方向）の駆動部のＸ方向コイルユニット３２９は複数のコイル３３０と板部材３３１から成る。マグネット３４３が板部材３４４に固定されたマグネットユニット３４２とＸ方向コイルユニット３２９とで第二の方向（Ｘ方向）の駆動部を構成している。第一の直動案内部のＹ軸固定レール３０７、３０８に挟まれた領域の外側領域に、第二の方向（Ｘ方向）の駆動部のＸ方向コイルユニット３２９があることにより、ステージ装置３００における取付部３１０、３１２の取付面側からＸ方向コイルユニット３２９の修理や調整、検査をすることが容易なステージ装置の構造となる。

【0169】

図１１Ｂ（ｄ）および図１１Ｂ（ｅ）を参照して、ステージ装置３００は、Ｘ方向の駆動部とＹ方向の駆動部を付加しても、ベースプレート３０４の取付面３０４a（取付部３０９、３１０、３１１、３１２）から上面プレートユニット３０３（第二の可動プレート３３７）の上面３５７までの高さに、駆動部の高さが加算されない構造であり、薄型のステージ装置を実現することが可能になる。

【0170】

（第８実施形態）
第８実施形態では、ステージ装置を組み込んだ装置４００の構成について説明する。ここでは、装置４００として顕微鏡にステージ装置を組み込んだ顕微鏡システムの構成を例として示すが、装置４００は、精密工作機器、測定器（計測装置）、検査装置というマイクロメートル単位での精度で位置決めが必要な装置に適用可能である。本実施形態では、ステージ装置の構成として、第７実施形態のステージ装置３００を用いているが、第１実施形態から第６実施形態のいずれのステージ装置を用いてもよい。

【0171】

図１２（ａ）はステージ装置３００を装置４００に設置した側面図であり、図１２（ｂ）は装置４００の代表例としての顕微鏡（ステージ装置３００の取付前）を示す斜視図である。図１２（ｃ）、（ｄ）はステージ装置３００を装置４００に設置した斜視図である。

【0172】

装置４００（顕微鏡）は、ステージ装置３００と、光学系である対物レンズ４０１、接眼レンズ４０７、鏡筒４０８と、焦準系であるハンドル（つまみ）４０２、ステージ装置３００を保持する保持部であるステージ設置部４０４、アーム（鏡柱）４０９、鏡脚４１０とで構成されている。

【0173】

光源である反射鏡（照明系）や、調整ねじ等の一部部材は省略されている。観察光学系は対物レンズ４０１、接眼レンズ４０７、鏡筒４０８から構成されている。観察光学系は、観察対象である試料を観察するために設けられ、このような観察光学系を介して、試料の観察像を得ることができる。焦準系（ハンドル４０２）は、回転させる量に対応して上下方向（Ｚ方向）に移動し、試料に焦点距離を合わせることができる。

【0174】

アーム（鏡柱）４０９、鏡脚４１０（ベース部材）は、上述した観察光学系、照明系、焦準系を保持している。ステージ設置部４０４は保持部の一部である。ステージ装置３００は、光学系を構成する対物レンズ４０１と、保持部であるステージ設置部４０４との間に配置され、装置４００のステージ設置部４０４にステージ装置３００の取付面を合わせ、ねじ４０５で固定され、配置されている。装置４００の対物レンズ４０１はハンドル４０２により、矢印４０３に示す方向（Ｚ方向）に移動可能である。

【0175】

ステージ装置３００の上面３５７に対して、矢印４０３に示す対物レンズ４０１の可動範囲は有限で、この可動範囲を大きく取ろうとすると、装置４００全体の大きさや、対物レンズ４０１の可動機構が大型になる。装置４００のステージ設置部４０４から対物レンズ４０１までの距離Ｊの間に、ステージ装置３００が設置される。そのためステージ装置３００は、ステージ設置部４０４からステージ装置３００の上面３５７までを極力薄くすることが求められる。

【0176】

本実施形態の小型・薄型のステージ装置３００を配置することで、対物レンズの可動範囲が大きくとれるため、測定範囲の拡大が期待できる。

【0177】

図１２（ｃ）を参照し、ステージ装置３００を装置４００に設置する際は、ステージ装置３００のＸ軸固定レール３３６と、装置４００のステージ位置決めの基準となる部分である、鏡基４０６とを基準として、治具（不図示）にて位置出しをすると、配置の際に精度が高くなるため好適である。Ｘ軸固定レール３３６と鏡基４０６で位置出しをすることにより、ステージ装置３００の第二の方向であるＸ方向と装置４００位置出しが容易となる。

【0178】

ステージ装置３００を組み込んだ顕微鏡システムにおいては、Ｘ方向の移動可能距離がＹ方向より大きく、顕微鏡観察でステージ装置３００をＸ方向に駆動した際、斜行を極力少なくするように設置することができる。

【0179】

ステージ装置３００が装置４００に設置された時、第二の方向の駆動部の電気子であるＸ方向コイルユニット３２９が、装置操作者が操作する際に、手前側に配置されるため、保守や点検、調整の際、好適である。

【0180】

図１２（ｄ）を参照し、ステージ装置３００は、装置４００に設置した状態のままで、第一の方向の駆動部の電気子であるＹ方向コイルユニット３１３、および第二の方向の駆動部の電気子であるＸ方向コイルユニット３２９の修理や調整を容易にすることができる。

【0181】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。ステージ装置の構成も上記の実施形態に限定されず、種々の変形及び変更が可能である。

【0182】

（変形例１）
例えば、第３実施形態では、ベースプレートと第一の可動プレートとの間で構成される直動案内機構と、第一の可動プレートと第二の可動プレートとの間で構成される直動案内機構は、いずれも、ベースプレートの取付面側に配置された構成を説明したが（図３）、いずれか一方の直動案内機構をプレートの側面に設ける構成にしてもよい。

【0183】

例えば、第一の可動プレートと第二の可動プレートとの間で構成される直動案内機構を、図２に示すように、第一の可動プレートの側面と、この側面に対向する第二の可動プレートの側面に設けることも可能である。

【0184】

また、第一の可動プレートとベースプレートとの間で構成される直動案内機構を、例えば、図２に示すように、第一の可動プレートの側面と、この側面に対向するベースプレートの側面に設けることも可能である。

【0185】

（変形例２）
第７実施形態で説明したステージ装置の構成において、ベースプレートと第一の可動プレートとの間で構成される直動案内機構と、第一の可動プレートと第二の可動プレートとの間で構成される直動案内機構は、いずれも、プレート間の対向面に配置される構成を説明したが（図１１Ａ、図１１Ｂ）、いずれか一方の直動案内機構をベースプレートの取付面側に設ける構成にしてもよい。

【0186】

例えば、第一の可動プレートと第二の可動プレートとの間で構成される直動案内機構を、図１に示すように、ベースプレートの取付面側に設けることも可能である。

【0187】

また、第一の可動プレートとベースプレートとの間で構成される直動案内機構を、例えば、図１に示すように、ベースプレートの取付面側に設けることも可能である。

【符号の説明】

【0188】

２０８：ベースプレートユニット、２１０：ステージ装置、２１１：ベースプレート、２１６：固定レール（第一の直動案内部（第一の案内部）、２１７：調整レール（第一の直動案内部（第一の案内部）、２２２：開口部、２２３：第一の可動プレート、２２４：固定レール（第二の直動案内部（第二の案内部））、２２５：調整レール（第二の直動案内部（第二の案内部））、２１１ａ：取付面、ＬＭ１１：直動案内機構（２１６、２２４）、ＬＭ１２： 直動案内機構（２１７、２２５）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】