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本期向大家推介的是18新利体育 机电工程学院钟博文副教授团队的项目：自动对焦扫描的高通量生化显微平台
钟博文副教授，18新利体育 机电工程学院
主要研究方向：1.压电驱动和控制技术；2.跨尺度精密定位技术；3.高通量显微检测技术
自动对焦扫描的高通量生化显微平台
技术成熟度：小批量生产
应用产业领域：生物技术与医药、半导体、装备制造
专利情况：授权专利4项
成果简介：
本发明主要利用压电陶瓷致动器作为精密定位元器件来对显微设备进行精密操控。压电陶瓷是利用逆压电效应来工作，仅依靠外加电场就能实现驱动。压电陶瓷致动器作为新型微位移器件，具有体积小，驱动力大，分辨率高，响应快，易于控制等优点，可在低温、真空环境下使用，故而在精密机械当中得到广泛的应用。针对物镜驱动台，本团队是将物镜驱动台通过设置固定在底座上的铰链机构，并将物镜环设置在铰链机构的移动平台上，将安装环固定在底座上，利用压电陶瓷进行精密定位的控制和操作。通过在基座上设置若干三轴直线运动平台，提供了更灵活的观察视角，丰富了观察维度。人工对焦选取显微图像窗口效率低，本团队利用计算机算法程序，实现了显微图像中的对焦窗口高效选择，具有智能化特征。
创新要点：
❶ 利用压电陶瓷致动器使得铰链机构进行无间隙，无耦合，将压电陶瓷微位移传动的运动放大，有效地提高了运动放大倍数以及保证了体积的紧凑型（高精度）。团队前瞻性地采用了自动对焦的智能化技术，能够有效避免电机驱动和手动调节所带来的响应慢、体系大、精度低等缺点。这种新型物镜驱动台能够提供高效且精准的智能观察技术。
L型和U型物镜驱动台
高精度定位，智能自动对焦
❷ 研发显微对焦系统，获取目标显微图像，通过两种可选的实现方式将目标显微图像划分为多个窗口图像，确定每个窗口图像中显为对象的分布情况，根据需要确定对焦窗口。该方法提高了分析险为对象的准确性，并且提高了用户期望对焦窗口的效率。系统可单次扫描2500余张以上显微图像，提供了更为便捷和丰富的观测素材。
显微对焦系统
图中显微镜采用三轴直动平台
技术指标：
❶ 单点对焦速度：对焦范围为24um，对焦精度为0.2um的条件下，对焦1s。
❷ 图像像素分辨率：40X物镜下，0.29um／像素。
❸ 切片扫描速度：40X物镜，15mmx15mm的样本，扫描时间小于100s。
❹ 单次扫描采集图片数量：不小于2500张。
