[發明專利]用于控制顯微鏡的電路和方法

有效

• 申請號: 201310183408.2
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103424860B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 索爾斯騰·科斯特
• 申請（專利權）人: 萊卡微系統CMS有限責任公司
• 主分類號: G02B21/32
• 分類號: G02B21/32;G05B19/042
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 宋融冰

技術領域

本發明涉及用于通過控制器控制顯微鏡的電路，以及用于通過控制器控制顯微鏡的方法。

背景技術

目前，通常使用的顯微鏡常常具有能夠控制顯微鏡的控制器?？煽貐蛋ǎ豪纾@微鏡的照明激光束，照明激光束的各個波長或波長帶，顯微鏡的光路中的可控分束器以及檢測器件。其中一些參數在相對較長的時間段內保持不變，而其它參數變化頻繁。

一個特別的應用是共聚焦顯微鏡。在共聚焦顯微鏡中，典型地以迂回的方式沿著圖像行掃描樣品。為此，照明激光束被引導至樣品上，來自樣品的檢測光束通過檢測器件被檢測。檢測光束可以通過照明激光束在樣品的反射或熒光效應產生。當樣品被單向掃描時，檢測光束只有在照明激光束沿一個方向運動期間被檢測到。當雙向地進行掃描時，檢測光束在照明激光束沿兩個方向運動期間被檢測到。取決于共聚焦顯微鏡的設計，在單向模式中每秒可以掃描高達8000行及以上，而在雙向模式中每秒可以掃描高達16000行及以上。

當檢查活的樣品時，必須注意在掃描操作期間不能將過多的能量傳遞至樣品以避免損傷樣品。因此，在預計感興趣的以及照明光束被激活的樣品區域限定所謂的感興趣區域(ROI)。控制器基于待照明的圖像點的位置激活照明激光束。為此，控制信息是可被控制器所利用的，控制器基于這點控制顯微鏡的參數(在這種情況下為顯微鏡的照明激光束)。

圖1示意性地示出現有技術中已知的一種用于控制顯微鏡的電路。圖1的電路具有例如雙倍數據速率隨機訪問存儲器(DDR-RAM)形式的低速存儲器。數據載入器B發送地址至低速存儲器A，請求存儲在該地址的控制信息，以及接收來自低速存儲器A的控制信息。該控制信息被存儲在可以為硬件寄存器的形式的高速存儲器C中。高速存儲器C典型地實施為行緩沖器，即高速存儲器C包括在樣品的照明期間用于圖像行的所有圖像點的控制信息。存儲在高速存儲器C中的控制信息通過控制器D被檢索以及用于控制顯微鏡。原則上高速存儲器只可能被寫入而不能被讀取。

用于一個圖像點的控制信息典型地包括多個元素。在由申請人推向市場的共聚焦顯微鏡中，64個單獨位被存儲作為用于一個圖像點的控制信息以及通過控制器被評估。一位可以控制，例如照明激光束或照明激光線在圖像點處是否開啟或關閉。

在圖1所示的電路的操作期間，用于一行的控制信息在兩個圖像行的主動相位(active phase)之間從低速存儲器加載至高速存儲器。通常，照明激光束在掃描區域以恒定的速率橫穿樣品被掃描。當照明激光束離開掃描區域時，照明激光束減速且沿著下一個圖像行上的相反方向返回至掃描區域的起點。當雙向地進行掃描時，當照明激光束橫穿樣品返回時掃描下一個圖像行。當單向地進行掃描時，激光束在關閉狀態時返回，改變方向，直至照明激光束移回時才掃描下一個圖像行。這導致在圖像行的掃描的結束和照明激光束的重定位之間的掃描暫停。該掃描暫停用于加載控制信息至高速存儲器。

現有的電路是有問題的，因為大容量的數據必須在很短的時間段內從低速存儲器加載至高速存儲器。為此，電路的各個元件速度必須足夠快，從而當被加載的控制信息在下一個圖像行的起點被訪問時，完成加載操作。如果待加載的數據容量增大，例如，因為將要通過通道處理的控制信息不是恰好為二進制信息，而是具有多位分辨率的控制信息，現有的電路出故障。如果電路的速度不能或者不應進一步提升，掃描速度必須降低，即必須通過延長兩個圖像行的掃描之間的暫停增加加載操作的時間。

發明內容

因此本發明的目的是改進上述類型的電路和方法使得大容量數據在較短的時間段內可以被處理且可被控制器所利用的。另外，在此所描述的電路和方法應當是盡可能可擴展的。

為了實現上述目的，本發明提供了一種用于通過控制器控制顯微鏡的電路，所述電路具有用于存儲控制信息的低速存儲器，所述控制器配置用于基于所述控制信息控制顯微鏡參數，其中，所述電路具有數據載入器和至少兩個高速存儲器，所述數據載入器配置為使得將所述控制信息從所述低速存儲器交替地寫入所述至少兩個高速存儲器中的一個；所述電路具有多路復用器，所述多路復用器允許所述控制器以交替的方式訪問所述至少兩個高速存儲器中的一個以讀取所述控制信息；以及所述數據載入器配置用于控制所述多路復用器使得所述數據載入器的寫操作和所述控制器的讀操作不在同一個高速存儲器中同時發生。