[發明專利]一種熒光光學顯微成像中基于TDI-CCD的雙向掃描成像方法

有效

• 申請號: 201610812435.5
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN106645045B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 曾紹群;呂曉華;白柯;尹芳芳;黃凱
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 42201 華中科技大學專利中心
• 代理人: 廖盈春

本發明提供了一種熒光光學顯微成像中基于TDI?CCD的雙向掃描成像方法，包括：S1設置觸發窗口信息；S2通過給TDI?CCD施加第一電平控制信號，使得TDI?CCD實現正向掃描；S3根據觸發窗口信息控制三維精密移動控制平臺沿X軸正向移動，并根據三維精密移動控制平臺的移動位置給出觸發信號控制TDI?CCD沿正向掃描方向實現曝光成像；S4通過給TDI?CCD施加與第一電平控制信號的方向相反的第二電平控制信號，使得TDI?CCD能夠實現反向掃描；S5根據觸發窗口信息控制三維精密移動控制平臺沿X軸反向移動；并根據三維精密移動控制平臺的移動位置給出觸發信號控制TDI?CCD沿反向掃描方向實現曝光成像。本發明不僅能夠較好的探測熒光弱信號，還能提高整體成像速度，縮短整個熒光光學成像的周期。

技術領域

本發明屬于熒光光學顯微成像技術領域，更具體地，涉及一種熒光光學顯微成像中基于TDI-CCD的雙向掃描成像方法。

背景技術

TDI(Time Delay Integration)CCD即時間延時積分CCD是一種線陣掃描方式的成像器件，是基于對同一物體的多次曝光的概念發展而來，通常用來對一些高速物體進行成像。現在工業監測，空間探測，航天遙感等領域都有廣泛的應用。

目前，TDI-CCD在熒光光學成像領域也有了一定的發展，特別是用于探測熒光弱信號，其幀轉移器件中的一堆線陣像素與待成像物體的運動對準且與待成像物體的運動同步，隨著圖像從一行像素移向另一行，積分電荷也隨著移動，用這種方式對運動物體進行連續的成像輸出，在弱光時提供了比普通線掃面相機更高的分辨率。但是，在生物熒光信號成像領域，使用傳統的TDI-CCD對生物組織樣本進行單向線掃描成像也要求樣本進行沿指定方向運動，當需要覆蓋更大的成像范圍時，則樣本需要沿相反方向完成回程運動，并沿垂直方向移動一定距離后，再沿指定方向進行運動成像，獲取相鄰成像視野的圖像。在上述過程中，回程運動所消耗的時間被浪費，而不能用于進行成像。對于大樣本的成像，會需要較長的周期。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提出基于TDI-CCD的雙向掃描方法，實現對生物組織樣品的更快速的成像，旨在解決使用熒光顯微成像對生物組織樣品成像周期長，效率低的問題。

本發明提供了一種熒光光學顯微成像中基于TDI-CCD的雙向掃描成像方法，包括下述步驟：

S1：設置觸發窗口信息；

S2：通過給TDI-CCD施加第一電平控制信號，使得TDI-CCD實現正向掃描；

S3：根據所述觸發窗口信息控制三維精密移動控制平臺沿X軸正向移動，并根據三維精密移動控制平臺的移動位置給出觸發信號控制TDI-CCD沿正向掃描方向實現曝光成像；

S4：通過給TDI-CCD施加與所述第一電平控制信號的方向相反的第二電平控制信號，使得TDI-CCD能夠實現反向掃描；

S5：根據所述觸發窗口信息控制三維精密移動控制平臺沿X軸反向移動；并根據三維精密移動控制平臺的移動位置給出觸發信號控制TDI-CCD沿反向掃描方向實現曝光成像。

更進一步地，在步驟S1中，所述觸發窗口信息包括：觸發信號頻率，觸發窗口起始位置及觸發窗口行程。

更進一步地，所述觸發信號頻率f0＝v0/s0，其中v0為三維精密移動控制平臺的移動速度，s0為三維精密移動控制平臺的觸發距離。

更進一步地，所述觸發信號頻率小于50kHz。

通過本發明所構思的以上技術方案，由于使用TDI-CCD對生物組織樣品進行雙向掃描成像，與現有的TDI-CCD單向線掃描成像技術相比，在都能夠較好的探測熒光弱信號基礎上，還能提高整體成像速度，縮短了整個熒光光學成像的周期。

附圖說明

圖1為熒光顯微成像系統結構示意圖。