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實時自動對焦系統(tǒng)中的壓電驅(qū)動器用于質(zhì)量控制的高速顯微鏡
（文獻部分內(nèi)容摘抄）
在質(zhì)量控制過程中，必須對大量大表面物體進行檢查，以查明只有在顯微鏡下才能看到的細微細節(jié)。由于微型化程度高，半導(dǎo)體和電子產(chǎn)品生產(chǎn)中對微觀測試過程的需求很大。其他領(lǐng)域，例如生物技術(shù)或制藥，也有類似的要求，例在微并板中篩選樣品。特別是在需要高分辨率時，傳統(tǒng)的顯微鏡工藝無法跟上自動化技術(shù)的發(fā)展，這很常見。
由于新的高通量顯微鏡系統(tǒng)，這一點現(xiàn)在已經(jīng)改變。壓電致動器驅(qū)動您的實時自動對焦系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用?，F(xiàn)在研究者生產(chǎn)技術(shù)研究所(IPT)開發(fā)了一種新的圖像記錄過程可以在幾秒鐘內(nèi)將大表面物體完全縮小。這是一次可以在工業(yè)環(huán)境中進行100%的顯微鏡測試。
高架速率的實時測量
在圖像記錄過程中，臺階以恒定速度連續(xù)移動物體，這與傳統(tǒng)的“停轉(zhuǎn)方法形成鮮明對比。這使得樣品可以在高幀率下進行數(shù)字化，根據(jù)PCO.edge相機的不同，可以設(shè)置每秒100多幀。因為對象是由閃光燈照亮的，所以圖像也沒有運動模糊。時間優(yōu)化的掃描過程與實時數(shù)據(jù)處理和圖像處理步驟相結(jié)合。即使是CPU密集型的任務(wù)，例如縫合過程，也幾乎沒有任何延遲。即使在測量過程中單個圖像也可以無縫合并到整體圖像中。當然，這主要歸功于系統(tǒng)的處理能力和復(fù)雜的軟件，但所使用的硬件也對此做出了貢獻。
在連續(xù)掃描期間相應(yīng)地調(diào)整焦點非常重要。表面拓撲結(jié)構(gòu)超過了顯微物鏡的焦深，無論這是由于生物技術(shù)中使用的注塑塑料微孔板的凹凸不平，還是由于板上的元件高度不同，或者在電子制造過程中整個芯片的傾斜。只有在及時調(diào)整焦距時，才有可能對表面進行銳利聚焦。因此，實時自動對焦功能是必要的，為微顯微鏡圖像記錄;必須對焦距沿光軸方向進行動態(tài)高精度調(diào)節(jié)。
壓電致動器及其特性
壓電驅(qū)動系統(tǒng)負責這些任務(wù)。旅行范圍約為500它們非常適合自動對焦的應(yīng)用而且，當考慮到精度，特別是動態(tài)，他們遠遠優(yōu)于步進電機。此外，壓電驅(qū)動器還具有有利于顯微鏡的其他特性:壓電材料將電能直接轉(zhuǎn)換為機械能，反之亦然。當電壓施加到壓電材料上時所產(chǎn)生的運動對定位很重要。基于這種壓電效應(yīng)的致動器可以執(zhí)行高分辨率的電子運動，掃描頻率高達幾百千赫茲。運動基于晶體效應(yīng)，因此沒有摩擦，也沒有旋轉(zhuǎn)部件;因此，壓電致動器幾乎不需要維護，而且沒有磨損。
對于控制，IPT使用E-709數(shù)字控制器與線性化算法。它可以簡單地通過一個模擬接口連接到整個系統(tǒng)。用于驅(qū)動器的適配器還允許輕松集成。將適配器擰入旋轉(zhuǎn)機頭后，將驅(qū)動器固定到所需的方向。因為目標定位器本身不需要旋轉(zhuǎn)，所以布線不再是問題。直徑為29 mm的螺紋插件版本可用于需要特別大的光學(xué)性能的應(yīng)用這為工業(yè)條件下的顯微鏡開辟了全新可能性;壓電驅(qū)動器對此作出了貢獻。
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