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實(shí)時(shí)自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)中的壓電驅(qū)動(dòng)器用于質(zhì)量控制的高速顯微鏡
（文獻(xiàn)部分內(nèi)容摘抄）
在質(zhì)量控制過程中，必須對(duì)大量大表面物體進(jìn)行檢查，以查明只有在顯微鏡下才能看到的細(xì)微細(xì)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(duì)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(shí)，傳統(tǒng)的顯微鏡工藝無法跟上自動(dòng)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(diǎn)現(xiàn)在已經(jīng)改變。壓電致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)您的實(shí)時(shí)自動(dòng)對(duì)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(jìn)行100%的顯微鏡測試。
高架速率的實(shí)時(shí)測量
在圖像記錄過程中，臺(tái)階以恒定速度連續(xù)移動(dòng)物體，這與傳統(tǒng)的“停轉(zhuǎn)方法形成鮮明對(duì)比。這使得樣品可以在高幀率下進(jìn)行數(shù)字化，根據(jù)PCO.edge相機(jī)的不同，可以設(shè)置每秒100多幀。因?yàn)閷?duì)象是由閃光燈照亮的，所以圖像也沒有運(yùn)動(dòng)模糊。時(shí)間優(yōu)化的掃描過程與實(shí)時(shí)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(gè)圖像也可以無縫合并到整體圖像中。當(dāng)然，這主要?dú)w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(duì)此做出了貢獻(xiàn)。
在連續(xù)掃描期間相應(yīng)地調(diào)整焦點(diǎn)非常重要。表面拓?fù)浣Y(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(gè)芯片的傾斜。只有在及時(shí)調(diào)整焦距時(shí)，才有可能對(duì)表面進(jìn)行銳利聚焦。因此，實(shí)時(shí)自動(dòng)對(duì)焦功能是必要的，為微顯微鏡圖像記錄;必須對(duì)焦距沿光軸方向進(jìn)行動(dòng)態(tài)高精度調(diào)節(jié)。
壓電致動(dòng)器及其特性
壓電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)這些任務(wù)。旅行范圍約為500它們非常適合自動(dòng)對(duì)焦的應(yīng)用而且，當(dāng)考慮到精度，特別是動(dòng)態(tài)，他們遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。此外，壓電驅(qū)動(dòng)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(jī)械能，反之亦然。當(dāng)電壓施加到壓電材料上時(shí)所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)對(duì)定位很重要。基于這種壓電效應(yīng)的致動(dòng)器可以執(zhí)行高分辨率的電子運(yùn)動(dòng)，掃描頻率高達(dá)幾百千赫茲。運(yùn)動(dòng)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(dòng)器幾乎不需要維護(hù)，而且沒有磨損。
對(duì)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(gè)模擬接口連接到整個(gè)系統(tǒng)。用于驅(qū)動(dòng)器的適配器還允許輕松集成。將適配器擰入旋轉(zhuǎn)機(jī)頭后，將驅(qū)動(dòng)器固定到所需的方向。因?yàn)槟繕?biāo)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(dòng)器對(duì)此作出了貢獻(xiàn)。
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