[发明专利]一种共焦扫面显微镜光源调制方法

说明书

本发明公开了一种共焦扫面显微镜光源调制方法，包括如下步骤：在图像窗口取扫描窗口中间的线性部分的步骤；根据快速共振扫描镜窗口及图像采集窗口，通过利用电子硬件产生一个调制信号来实现对成像光源的实时打开或关闭。采用本发明，通过调制在快速扫描方向上的光源功率，实现光源辐射量在生物样本表面达到线性分布的要求，同时，在未采样数据的扫面区域关闭光源，从而实现样本表面的光辐射量最小化的目的。

技术领域

本发明涉及共聚焦扫描光学成像仪器技术，尤其涉及一种共焦扫面显微镜光源调制方法，能够用于对生物样本(如皮肤、眼底等生物组织，可简称为“样本”)进行二维扫描，得到生物样本的高清晰二维图像。

背景技术

共焦扫面显微成像光学系统，通常使用一个快速共振扫描反射镜和在正交方向上使用一个慢速线性扫描反射镜，进行样本的二纬扫描来获取样本的二维图像。

图1A显示了一个典型的扫描镜工作方式。如图1A所示，快速共振镜11以正弦方式不间断连续地在第一方向扫描样本，其中任何一个正弦扫描周期可以分解为正向扫描111和逆向扫描112。快速共振镜11的正弦曲线的振幅直接决定了快速扫描方向的光学视场大小。

快速共振镜11每扫描一个周期，慢速线性扫描镜12在第二方向快速共振镜正交(90°)的方向，位移增加一步121。慢速线性扫描镜正向扫描121 的步数以及步子尺寸，直接决定了慢速扫描方向的光学视场大小。

慢速线性扫描镜根据系统设置完成正向扫描121之后，接着完成逆向扫描122。逆向扫描122的步子经常比正向扫描121的步子大，以便慢速线性扫描镜可以快速返回原始位置开始新的一帧图像。这种情况下，成像系统的数据采集模块经常仅仅采样来自正向扫描121的数据。

慢速线性扫描镜正向扫描121和逆向扫描122的步子和步数也可以一样大，这种情况下，成像系统的数据采集模块采样所有来自正向慢速扫描121 和逆向扫描122的数据。

图1B显示了另一个典型的扫描镜工作方式。如图1B所示，类似于传统的电视系统中的图像交织工作模式。快速共振镜11以正弦方式不间断连续在第一方向扫描样本，其中任何一个正弦扫描周期可以分解为正向扫描 111和逆向扫描112。图像的奇数行来自快速共振镜的正向扫描111，图像的偶数行来自快速共振镜的逆向扫描112。快速共振镜11正弦曲线的振幅直接决定了快速扫描方向的光学视场大小。

快速共振镜11每扫描半个周期，慢速线性扫描镜12在第二方向与快速共振镜正交(90°)的方向，位移增加一步121。慢速线性扫描镜正向扫描 121的步数以及步子尺寸，直接决定了慢速扫描方向的光学视场大小。

慢速线性扫描镜根据系统设置完成正向扫描121之后，接着完成逆向扫描122。逆向扫描122的步子经常比正向扫描121的步子大，以便慢速线性扫描镜可以快速返回原始位置开始新的一帧图像。这种情况下，成像系统的数据采集模块经常仅仅采样来自正向扫描121的数据。

慢速线性扫描镜正向扫描121和逆向扫描122的步子和步数也可以一样大，成像系统的数据采集模块采样所有来自慢速镜正向扫描121和逆向扫描 122的数据。

图1A与图1B的快速共振镜11每扫描一个完整周期，相应的电子部件实时输出一个的行同步时钟信号(H-Sync)。图1A与图1B的慢速线性扫描镜12每扫描一个完整周期，相应的电子部件实时输出一个场同步时钟信号(V-Sync)。

行同步时钟信号(H-Sync)和场同步时钟信号(V-Sync)通常用作成像系统数据采集模的同步输入信号，对模拟信号的图像进行数字化。

快速共振镜的运动轨迹通常可以用公式(1)的时空关系来表述。

x(t)＝A－A·cos(ωt) (1)

这里，A是快速共振镜的振幅，ω是快速共振镜的角速度，t是时间变量， x(t)是快速共振镜的扫描空间位置。