國科會專題研究計畫

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應用於微光機電系統結構之視覺化檢測設計與應用(1/3)(2/3)(3/3)
執行期間:92/ 8/ 1 ~ 95/ 7 / 31
NSC 92-2212-E-035-006-  
第一年經費:582200
NSC 93-2212-E-035-002  
第二年經費:560600
NSC 94-2212-E-035-001  
第三年經費:582200


中文摘要
關鍵詞:微光機電系統,視覺化檢測, 光碟型生物晶片,數位微鏡面器件

本研究計畫著重在應用於微光機電系統結構之視覺化檢測設計與應用之開發,強調產學合作、創新與實務並重,計畫中將推導設計許多視覺化檢測功能模組,並將其應用在光碟型生物晶片之快速檢驗視覺化檢測系統之視覺化檢測系統與光碟式微流體生物晶片之加工檢測、數位微鏡面器件(DMD)微光機電結構機器視覺化三維(3D)特性量測系統裝置上。在生物晶片與DMD微光機電結構3D特性量測這兩項應用主軸裡,將可驗證本計畫之成果,茲說明如下:

第一應用場合為光碟型生物晶片之快速檢驗視覺化檢測系統之視覺化檢測系統與光碟式微流體生物晶片之加工檢測。在光碟型生物晶片之快速檢驗視覺化檢測系統之視覺化檢測系統,將採用百萬畫素之USB 2.0 PC Camera取像,有效抑制雜訊,而不會產生誤判。此外,在光碟式微流體生物晶片雷射加工檢測的部分,將評估不同之雷射加工參數對於表面品質之影響,未來將使用AFM取得表面相關之數據。

第二應用場合為DMD微光機電結構機器視覺化3D特性量測系統裝置。利用DMD元件進行3D量測,配合光源、透鏡組、偏光分光鏡、DMD等件,組合成比傳統機器視覺3D量測更精密的3D特性檢測系統。

在這兩項應用場合裡,同樣使用視覺化檢測影像處理技術,同樣有許多業界的支援與協力合作,也同樣要用到光學設計技術來優化視覺化檢測設備的光學佈置,另外,DMD機器視覺化3D特性量測系統可以自動評估本計畫所設計及製造之生物晶片結構,使其製程更為可靠,由這些可看出整體計畫充分的整合性。

本研究計畫為期三年,在第一年中,將開發出微光機電結構視覺化檢測功能軟體模組。在應用方面,一為完成生物晶片之檢測設備架構雛型模擬,二為進行光碟式微流體生物晶片之加工表面自動化評估作業,三為完成DMD微光機電結構之光學佈置模擬與理論推導。

第二年,將所開發出之視覺化檢測功能系統,致力於既有的視覺檢測裝置改良。在應用方面,一為架設生物晶片之檢測設備,整合脈衝光源、顯微鏡頭、伺服馬達之架構與控制器,二為光碟式微流體生物晶片之雷射加工參數之修正工作與資料庫建立,三為完成DMD之3D機器視覺化特性量測系統架構雛型,除了利用金屬中心微光機電視覺檢測系統進行測試外,並嘗試在逢甲大學自控系組裝簡易型之DMD微光機電結構機器視覺特性量測系統之微鏡片結構之3D檢測裝置。

第三年,以加強檢測系統穩定性為訴求。在應用方面,一為完成生物晶片檢測設備之光學設計優化,再則為加強光碟式微流體生物晶片之加工之穩定性,三為生物晶片之檢測之實施與程式改良,續則加強DMD微光機電結構3D檢測之各種問題解決方案之視覺化專家系統,並作系統校正與檢驗數據比較分析,在此也提出專利申請一至四篇。

本研究計畫工作目標如下:

一、完成三篇以上創新論文

二、真正使用於微光機電廠商之生產線

三、完成三項以上專利之申請

四、完成一項以上業界廠商專利技術移轉

也唯有在產學合作、理論創新與智慧財產方面,本計畫成果都能互相交融,而有所斬獲,如此亦才能驗證其成功。