[发明专利]一种面阵相机连续扫描成像的控制方法

说明书

本发明涉及成像技术领域，具体涉及一种面阵相机连续扫描成像的控制方法。针对现有技术中线阵相机和面阵相机的成像方法均不能够满足生物医药领域对成像速度的需求，本发明提供的面阵相机连续扫描的控制方法主要包括如下步骤：(1)确定面阵相机开始采图的位置阵列(X_i，Y_i，Z_i)，(2)控制系统发出控制信号使位移装置驱动面阵相机或被扫描目标根据X_i和Y_i的值，在X轴和Y轴方向上保持恒速运动，并完成对被扫描目标的扫描；采图具体包括如下步骤：(a)调焦装置完成焦距调节；(b)面阵相机完成采图成像。本发明能够提供面阵相机的扫描成像速度，特别适用于生物医药领域中，需要对生物样品进行放大的显微成像过程。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，具体涉及一种面阵相机连续扫描成像的控制方法。

背景技术

随着互补金属氧化物半导体(CMOS)技术和相机成像技术的发展，成像应用已经普及到工业和医疗等各个领域。

从成像产品形态角度，目前市面上分为面阵相机和线阵相机两个主要形态。线阵相机由一行或数行感光单元(CCD/CMOS)组成，感光区域成线型，一般芯片上只有数K感光单元(像素点)。面阵相机一般是由数百行到数千行感光单元组成，感光区域成矩形，一般芯片上有数十K～数十M感光单元(像素点)。

线阵相机(如图1所示)中，线阵CCD/CMOS图像传感器是由一列MOS(金属—氧化物—半导体)光敏单元和一列CCD/CMOS移位寄存器并行而构成的。如果要用线阵CCD/CMOS获取二维图像，必须配以扫描运动，而且为了能确定图像每一像素点在被测件上的对应位置，还必须配以光栅等器件以记录线阵CCD/CMOS每一扫描行的坐标。

由于感光单元排列是一维的，所以每次曝光仅仅是目标上的一条线被成像，形成一行图像，随着目标物体与摄像机之间的相对运动，摄像机连续曝光，最后形成一幅二维图像。一般只有在两种情况下使用这种相机：(1)被测视野为细长的带状，比如滚筒上检测的问题；(2)需要极大的视野或极高的精度。

采用线阵相机进行扫描成像的方法的优点是：每一行扫描的像素数可以是512～12000，总像元数相对面阵CCD/CMOS相机较少，而且像元尺寸比较灵活，帧幅数高，特别适用于一维动态目标的测量。但是，由于线阵相机每次只能对一行或数行成像，线阵相机的扫描对相机或者目标移动的精度较高。且存在扫描速度过慢的问题，限制了其应用。

面阵相机(如图2所示)中，面阵CCD/CMOS图像传感器按照一定的方式将一维线阵CCD/CMOS的光敏单元及移位寄作器排列成二维阵列。其传输和读出的方式有不同的类型，基本构成有帧转移方式、行间转移方式两种。

面阵摄像机的感光单元按二维阵列排列，阵列中的每个感光单元对应一个像素，被拍摄的目标的一个面被成像，目标与摄像机之间可以是静止的，也可以是相对运动的。

CCD/CMOS面阵图像传感器主要用来装配轻型摄像机供工业监视及民用，主要优点是分辨率高、弥散性低、噪声小，可以获取二维图像信息，测量图像直观。缺点是像元总数多，而每行的像元数一般相对线阵CCD/CMOS较少，帧幅率受到限制。此外，对于成像面积较大的情况，目前面阵相机连续成像时需要将运动中的相机或者目标短暂停留，不断重复“停止-拍照”的动作直到完成全部拍照成像，存在成像速度较慢的缺陷。

对于成像技术，由于应用领域不同，对成像的要求也不一样，因而通常需要根据对成像的要求选择合适的成像相机和方法。在生物医药领域，大都是把样品放大几十倍到几百倍的显微模式下成像，对成像速度有很高要求，现有的线阵相机扫描和面阵相机拍照模式都不能满足成像速度进一步提升的需求。

发明内容

针对现有技术中线阵相机和面阵相机的成像方法均不能够满足生物医药领域对成像速度的需求，本发明提供一种面阵相机连续扫描成像的控制方法，其目的在于：提高面阵相机的成像速度使其能够用于生物医药领域的成像。