Focusaandrijvingen en controllers voor gemotoriseerde Z-focussystemen

Kies ProScan III wanneer het systeem meer nodig heeft dan alleen basisbeweging op de XY/Z-assen, encoderopties, programmeerbare TTL-I/O of toekomstige uitbreidbaarheid. De basiseenheid ondersteunt een configuratie met drie assen voor tafel en focus, en de controller kan tot negen assen aansturen, waaronder zes configureerbare OEM-assen, met uitbreidingsmodules voor extra functies. OptiScan ES11 is de eenvoudigere keuze wanneer de regeling beperkt blijft tot de X-, Y- en Z-as en er geen behoefte is om via dezelfde controller verlichting of sample-handlingfuncties toe te voegen. Stel in de praktijk eerst de volledige hardwarelijst op, inclusief focusfeedback, filterwielen, shutters en triggers. Zo voorkomt u dat u een controller kiest die een latere beeldvormingssequentie niet kan ondersteunen.

Volgens de specificatie van ProScan III bedraagt de minimale Z-opdrachtstap 0,002 µm en de typische herhaalnauwkeurigheid voor focus- en tafelsystemen minder dan 1 µm. De waarde van 0,002 µm is de kleinste aanstuurbare stap, en geen garantie dat het specimenvlak met een absolute nauwkeurigheid van 2 nm beweegt of stabiliseert. De uiteindelijke beweging in het voltooide systeem wordt bepaald door de mechanische koppeling, de overbrengingsverhouding van de focus, speling, belasting, de constructie van de microscoop en de encoderconfiguratie. Voor kwantitatief Z-stack- of metrologiewerk moet u de prestaties verifiëren op de geassembleerde microscoop, met het beoogde objectief, verplaatsingsbereik en bewegingsprofiel. Opdrachtresolutie, herhaalnauwkeurigheid en metrische nauwkeurigheid moeten als afzonderlijke acceptatiecriteria worden beschouwd.

Kies voor een focusconfiguratie met encoder wanneer de mechanische Z-positie niet betrouwbaar alleen uit de motorrotatie kan worden afgeleid, met name bij indirecte koppelingen, mechanismen die gevoelig zijn voor speling of lange time-lapse-runs. ProScan III ondersteunt encoderfeedback op motorassen en kan closed-loop-regeling gebruiken om te controleren of de gevraagde positie is bereikt. Dat vergroot het vertrouwen in de mechanische terugkeer naar positie, maar meet niet rechtstreeks de optische scherpte op het sample. Thermische beweging van het specimen, objectief of de microscoopstructuur kan het optimale focusvlak nog steeds verschuiven, zelfs wanneer de encoder dezelfde Z-coördinaat rapporteert. Als de optische focus behouden moet blijven, combineer dan geschikte Z-feedback met een autofocusstrategie en valideer de interactie tussen beide regellussen.

De PS3H122R wordt op het fijnfocusmechanisme van de microscoop gemonteerd met een modelspecifieke huls of direct-couplingkit; daarom moet de microscoopinterface vóór bestelling worden vastgesteld. Sommige configuraties motoriseren alleen de fijnfocusknop en laten de groffocus handmatig, terwijl een directe koppeling de flexibiliteit van de overbrenging kan verminderen als de microscoop dat ondersteunt. De focushardware wordt aangesloten op de 15-polige FOCUS-poort van de controller; bij een H31ZFE-configuratie wordt de gecombineerde FOCUS/FILTER 1-aansluiting gebruikt. De voeding moet zijn uitgeschakeld voordat focus-, tafel-, encoder- of joystickkabels worden aangesloten of losgekoppeld. Na het inschakelen worden ondersteunde accessoires gedetecteerd en geconfigureerd, maar de bewegingsrichting, limieten en het veilige Z-bereik moeten nog steeds worden gecontroleerd voordat een kostbaar objectief of specimen wordt geplaatst.

Beide controllerfamilies ondersteunen computerbesturing via USB of RS232, terwijl ProScan III daarnaast een SDK, toegang via ASCII-commando’s en programmeerbare TTL-I/O biedt. Het seriële protocol gebruikt een 8-bits woord, één stopbit, geen pariteit en geen handshake, met ondersteunde snelheden van 9.600, 19.200, 38.400 en 115.200 baud. De vier programmeerbare TTL-in- en uitgangen kunnen tafel- of focusacties coördineren met camera’s, shutters en andere externe apparatuur. Voor deterministische acquisitie bepaalt u of de sturende gebeurtenis moet uitgaan van de beeldvormingssoftware, de controller of een extern triggerapparaat. Test op de werkbank de voltooiing van commando’s, triggerpolariteit en timingmarges, omdat de Latency van seriële commando’s en mechanische uitdemping losstaan van de elektrische triggerovergang.

Gebruik CS200Z wanneer de operator een speciale fysieke bediening voor de Z-as nodig heeft, vooral tijdens het zoeken naar specimens, het instellen van de focus of handmatig scannen. De afzonderlijke CS200XY- en CS200Z-units kunnen los of samen worden gebruikt, zodat de gebruiker met de ene hand de tafel positioneert en met de andere de focus bijstelt. Met een zijdelings geplaatste snelheidsknop wordt het responsbereik aangepast, zodat dezelfde bediening geschikt is voor zowel grove benadering als fijnere afstelling. TS200 is geschikter wanneer de operator ook een touchscreeninterface nodig heeft voor systeembrede bediening en parameterconfiguratie. Kies bij het ontwerpen van de werkplek tussen tactiele bediening en touchscreenbediening op basis van handschoengebruik, beschikbare werkruimte en hoe vaak instellingen moeten worden gewijzigd.

ProScan III is ontworpen om te starten met een drieassig tafel- en focussysteem en kan worden uitgebreid met extra modules voor filterwielen, shutters of configureerbare OEM-assen. De gepubliceerde architectuur ondersteunt maximaal negen assen, waarvan er zes aan OEM-functies kunnen worden toegewezen, en indien nodig kunnen meerdere uitbreidingsmodules worden toegevoegd. De hoofdcontroller is een kubus van 177 × 177 × 177 mm en weegt 3 kg, terwijl een uitbreidingsmodule 59 mm toevoegt en 1 kg weegt. OptiScan ES11 moet daarentegen worden gezien als een vaste XY/Z-controller en niet als uitbreidingsplatform. Houd tijdens het systeemontwerp rekening met ruimte in de behuizing, toegang tot connectoren en de buigradius van kabels, vooral als de controller onder een schap of in een instrumentframe wordt geplaatst.