一种操控方法、声镊装置和应用该声镊装置的显微设备制造方法及图纸

本申请提供了一种操控方法、声镊装置和应用该声镊装置的显微设备，所述操控方法包括：获取操控平面内操控对象的初始位置；通过声镊装置形成多个焦点均在所述初始位置的聚焦声场；所述声镊装置包括至少一对相互对置的换能器，所述换能器用于形成所述聚焦声场；通过调节各个所述聚焦声场的焦点位置，调节所述换能器的相对激励延时，形成操控声阱；其中，所述操控声阱的中心位置为所述初始位置，所述操控对象被捕获在所述操控声阱的中心位置；通过调节所述操控声阱的中心位置，控制所述操控对象移动至预设位置。本申请技术方案通过操控声阱的中心位置捕获单个操控对象，实现了对单个操控对象的选择性操控。对象的选择性操控。对象的选择性操控。

【技术实现步骤摘要】
一种操控方法、声镊装置和应用该声镊装置的显微设备


[0001]本申请涉及微纳米颗粒操控领域，更具体的说，涉及一种操控方法、声镊装置和应用该声镊装置的显微设备。

技术介绍

[0002]声镊是利用声波与物质相互作用所产生的非线性效应实现对指定对象无接触操控的声学技术。由于声镊的操控对象无需标记，且声波对于生物体组织的良好适应性，声镊被广泛的应用于生物医学研究。现有声镊设备采用叉指换能器作为声波激发装置，在操控区域形成波节与波腹交替的表面驻波声场，所述操控对象被捕获在波节处或波腹处。通过调节换能器的发射相位或发射声波的频率，改变驻波声场的波节位置和波腹位置，实现对操控对象的无接触移动。
[0003]现有基于驻波声场的声镊装置，可以有效的控制大小不同的操控对象，但是无法实现对于单个特定对象的选择性操控，因此，如何在不影响其他操控对象的前提下，对单个特定对象进行选择性操控成为本领域亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种操控方法、声镊装置和应用该声镊装置的显微设备，实现对单个操控对象的选择性操控。
[0005]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0006]一种操控方法，其特征在于，所述操控方法包括：
[0007]获取操控平面内操控对象的初始位置；
[0008]通过声镊装置形成多个焦点均在所述初始位置的聚焦声场；所述声镊装置包括至少一对相互对置的换能器，所述换能器用于形成所述聚焦声场；
[0009]通过调节各个所述聚焦声场的焦点位置，调节所述换能器的相对激励延时，形成操控声阱；其中，所述操控声阱的中心位置为所述初始位置，所述操控对象被捕获在所述操控声阱的中心位置；
[0010]通过调节所述操控声阱的中心位置，控制所述操控对象移动至预设位置。
[0011]可选的，获取所述操控对象的初始位置的方法包括：
[0012]通过图像采集组件获取所述操控平面的图像，基于所述图像确定所述操控对象的初始位置。
[0013]可选的，通过声镊装置形成多个焦点均在所述初始位置的聚焦声场，包括：
[0014]基于所述聚焦声场的焦距与所述换能器中阵元对应激励延时的设定关系，形成所述聚焦声场；
[0015]其中，所述焦距与所述操控对象的所在位置相关。
[0016]可选的，通过调节各个所述聚焦声场的焦点位置，调节所述换能器的相对激励延时，形成操控声阱，包括：
[0017]基于所述聚焦声场的焦距与所述换能器中阵元对应激励延时的设定关系，调节各个所述聚焦声场的焦点位置，调节所述换能器的相对激励延时，形成操控声阱；
[0018]其中，所述焦距与所述操控对象的所在位置相关。
[0019]可选的，通过调节所述操控声阱的中心位置，控制所述操控对象移动至预设位置，包括：
[0020]基于所述聚焦声场的焦距与所述换能器中阵元对应激励延时的设定关系，调节所述聚焦声场的焦点位置，使得所述操控声阱的中心位置移动至所述预设位置；
[0021]其中，所述焦距与所述操控对象的所在位置相关。
[0022]可选的，所述换能器具有多个线阵排布的所述阵元；
[0023]对于同一所述换能器，所述聚焦声场的焦距与所述阵元对应激励延时的设定关系为：
[0024][0025]其中，t
n
表示距离所述换能器中心阵元的第n个阵元的激励延时；F为设定平面与聚焦声场焦点的距离，所述设定片面为所有阵元中心连线所在平面，且垂直于所述操控平面；d为两个相邻阵元的中心间距；c为声速；t0为所述中心阵元的发射声波的时间。
[0026]本申请实施例还提供了一种声镊装置，所述声镊装置包括：
[0027]至少一对相互对置的换能器，用于在操控平面内形成聚焦声场；
[0028]控制组件，用于调节所述聚焦声场的焦点位置，形成操控声阱，并控制所述操控声阱发生移动，以使得所述操控声阱捕获的操控对象进行移动。
[0029]可选的，所述控制组件还用于控制所述换能器发射声波的频率和/或聚焦声束的焦比，控制所述操控声阱对所述操控对象的捕获能力。
[0030]可选的，所述超声换能器包括多个线阵排布的阵元；其中，所述阵元位于所述操控平面，垂直于所述操控平面的高度不大于1cm。
[0031]本申请还提供了一种显微设备，所述显微设备包括：
[0032]上述任一声镊装置；
[0033]位于所述声镊装置一侧的图像采集组件，用于对所述操控平面进行成像；
[0034]位于所述声镊装置背离所述图像采集组件一侧的承载组件，用于承载所述声镊装置。
[0035]通过上述描述可知，本申请技术方案提供的操控方法、声镊装置和应用该声镊装置的显微设备，通过操控声镊装置形成多个聚焦声场，通过控制聚焦声场的焦点位置，调节换能器的相对激励延时，形成操控声阱，操控声阱的中心位置捕获操控对象，并通过调节操控声阱的中心位置的移动，控制操控对象进行移动。本申请技术方案通过操控声阱的中心位置捕获单个操控对象，实现了对单个操控对象的选择性操控。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0037]本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。
[0038]图1为本申请实施例提供的一种操控方法的流程示意图；
[0039]图2为本申请实施例提供的一种操控声阱的声强分布图；
[0040]图3为本申请实施例提供的一种声镊装置的结构示意图；
[0041]图4为本申请实施例提供的另一种声镊装置的结构示意图；
[0042]图5为本申请实施例提供的一种显微设备的结构示意图。
具体实施方式
[0043]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0044]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0045]参考图1，图1为本申请实施例提供的一种操控方法的流程示意图。本申请实施例提供了一种操控方法，所述操控方法包括：
[0046]步骤S101：获取操控平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种操控方法，其特征在于，包括：获取操控平面内操控对象的初始位置；通过声镊装置形成多个焦点均在所述初始位置的聚焦声场；所述声镊装置包括至少一对相互对置的换能器，所述换能器用于形成所述聚焦声场；通过调节各个所述聚焦声场的焦点位置，调节所述换能器的相对激励延时，形成操控声阱；其中，所述操控声阱的中心位置为所述初始位置，所述操控对象被捕获在所述操控声阱的中心位置；通过调节所述操控声阱的中心位置，控制所述操控对象移动至预设位置。2.根据权利要求1所述的操控方法，其特征在于，获取所述操控对象的初始位置的方法包括：通过图像采集组件获取所述操控平面的图像，基于所述图像确定所述操控对象的初始位置。3.根据权利要求1所述的操控方法，其特征在于，通过声镊装置形成多个焦点均在所述初始位置的聚焦声场，包括：基于所述聚焦声场的焦距与所述换能器中阵元对应激励延时的设定关系，形成所述聚焦声场；其中，所述焦距与所述操控对象的所在位置相关。4.根据权利要求1所述的操控方法，其特征在于，通过调节各个所述聚焦声场的焦点位置，调节所述换能器的相对激励延时，形成操控声阱，包括：基于所述聚焦声场的焦距与所述换能器中阵元对应激励延时的设定关系，调节各个所述聚焦声场的焦点位置，调节所述换能器的相对激励延时，形成操控声阱；其中，所述焦距与所述操控对象的所在位置相关。5.根据权利要求1所述的操控方法，其特征在于，通过调节所述操控声阱的中心位置，控制所述操控对象移动至预设位置，包括：基于所述聚焦声场的焦距与所述换能器中阵元对应激励延时的设定关系，调节所述聚焦声场的焦点位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：马腾，胡颀，郑海荣，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：