一种基于sCMOS的卷帘快门相机及控制方法技术

本发明专利技术公开一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法，通过获取激光扫描光束的扫描速度和扫描宽度，以及相机的曝光时间和最小行周期，并根据根据激光扫描光束的扫描速度和扫描宽度以及相机的曝光时间和最小行周期得到相机的单行时延时间差，从而通过相机的单行时延时间差调整传感器行周期的时间，即能够对像素的读出时间以及像素的曝光宽度进行控制，在更灵活的行时间范围内控制有效曝光区域和外部照明的同步，即曝光过程与成像系统中的扫描照明光束无缝同步，能够隔绝焦面外的噪音，进而提高图像的信噪比，提升图像质量。提升图像质量。提升图像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于sCMOS的卷帘快门相机及控制方法


[0001]本专利技术涉及扫描成像
，特别是涉及一种基于sCMOS的卷帘快门相机及其控制方法。

技术介绍

[0002]图像生命科学研究往往要求在不影响生物活性的前提下，实现更大视野、更高分辨率、更高速度的三维成像。然而传统的宽场荧光显微镜存在以下问题：引入额外的光毒性，影响生物样品活性，甚至造成生物细胞死亡；成像焦平面以外的干扰信号进入图像，导致图像分辨率和反差降低。
[0003]随着光学显微成像技术发展迅速，并不断突破传统极限。发展出来了与传统显微镜不同的激发光的照明方式，如光片显微镜。其照明光是一张与成像面平行的薄薄的“光片”，只有焦平面的样品被照亮。提高了图像背景的反差和轴向分辨率，具备和共聚焦显微镜类似的切片功能；减少了光漂白和光毒性。并且，光片显微镜可以利用高QE(Quantum Efficiency，量子效率)的sCMOS(scientific Complementary Metal Oxide Semiconductor，科学互补性金属氧化物半导体)相机卷帘扫描的特点实现卷帘快门控制模式成像。
[0004]但传统的sCMOS的卷帘快门控制行周期都是固定的一个行周期(1个Line time)和固定的正向扫描即从传感器的顶部向底部扫描。如图1所示卷帘快门的图像传感器的感光像素在曝光后是逐行读出的，每行读出所需要的时间是一定的，由芯片设计所固有的时间决定(例如10μs)，这称为“行时间(Line time)”。意味着生成的图像在每行之间都具有小的时间延迟。每一行像素要经历三个流程：复位、曝光、读出。而在固定的扫描周期下，用户无法控制读出信号之间的延时和扫描方向复位。使得相机与照明设备之间无法同步匹配，导致图像成像效果较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于sCMOS的卷帘快门相机及其控制方法，提高图像信噪比，从而提升图像质量。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法，包括步骤：
[0008]获取激光扫描光束的扫描速度和扫描宽度，并获取相机的曝光时间和最小行周期；
[0009]根据所述激光扫描光束的扫描速度和所述最小行周期得到相机的单行时延时间差，或根据所述所述激光扫描光束的扫描速度和所述相机的曝光时间得到相机的单行时延时间差；
[0010]根据所述相机的单行时延时间差调整传感器行周期的时间。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一技术方案为：
[0012]一种基于sCMOS的卷帘快门相机，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0013]获取激光扫描光束的扫描速度和扫描宽度，并获取相机的曝光时间和最小行周期；
[0014]根据所述激光扫描光束的扫描速度和所述最小行周期得到相机的单行时延时间差，或根据所述所述激光扫描光束的扫描速度和所述相机的曝光时间得到相机的单行时延时间差；
[0015]根据所述相机的单行时延时间差调整传感器行周期的时间。
[0016]本专利技术的有益效果在于：通过获取激光扫描光束的扫描速度和扫描宽度，以及相机的曝光时间和最小行周期，并根据根据激光扫描光束的扫描速度和扫描宽度以及相机的曝光时间和最小行周期得到相机的单行时延时间差，从而通过相机的单行时延时间差调整传感器行周期的时间，即能够对像素的读出时间以及像素的曝光宽度进行控制，在更灵活的行时间范围内控制有效曝光区域和外部照明的同步，即曝光过程与成像系统中的扫描照明光束无缝同步，能够隔绝焦面外的噪音，进而提高图像的信噪比，提升图像质量。
附图说明
[0017]图1为现有技术中卷帘快门的曝光读出的原理图；
[0018]图2为本专利技术实施例中的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法的步骤流程图；
[0019]图3为本专利技术实施例中的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法的时延模式界面示意图；
[0020]图4为本专利技术实施例中的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法的时延增加原理图；
[0021]图5为本专利技术实施例中的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法的行高模式界面示意图；
[0022]图6为本专利技术实施例中的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法的扫描界面示意图；
[0023]图7为本专利技术实施例中的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法的Down模式扫描示意图；
[0024]图8为本专利技术实施例中的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法的Up模式扫描示意图；
[0025]图9为本专利技术实施例中的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法的Down
‑
Up Cycle模式扫描示意图；
[0026]图10为本专利技术实施例中的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法顺序扫描指令界面示意图。
具体实施方式
[0027]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0028]请参照图1，一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法，包括步骤：
[0029]一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法，包括步骤：
[0030]获取激光扫描光束的扫描速度和扫描宽度，并获取相机的曝光时间和最小行周
期；
[0031]根据所述激光扫描光束的扫描速度和所述最小行周期得到相机的单行时延时间差，或根据所述所述激光扫描光束的扫描速度和所述相机的曝光时间得到相机的单行时延时间差；
[0032]根据所述相机的单行时延时间差调整传感器行周期的时间。
[0033]由上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：通过获取激光扫描光束的扫描速度和扫描宽度，以及相机的曝光时间和最小行周期，并根据根据激光扫描光束的扫描速度和扫描宽度以及相机的曝光时间和最小行周期得到相机的单行时延时间差，从而通过相机的单行时延时间差调整传感器行周期的时间，即能够对像素的读出时间以及像素的曝光宽度进行控制，在更灵活的行时间范围内控制有效曝光区域和外部照明的同步，即曝光过程与成像系统中的扫描照明光束无缝同步，能够隔绝焦面外的噪音，进而提高图像的信噪比，提升图像质量。
[0034]进一步地，所述根据所述相机的单行时延时长调整传感器行周期的时间包括：
[0035]判断是否接收到启动延时模式指令，若是，则根据所述相机的单行时延时间差获取对应数量的单位时延；
[0036]根据对应数量的所述单位时延以及所述最小行周期得到新行周期时间；
[0037]根据所述对应数量的所述单位时延以及所述相机的曝光时间得到曝光像素的行数。
[0038]由上述描述可知，当接收到启动延时模式指令时，根据相机的单行时延时间差获取对应数量的单位时延，并结合对应数量的单位时延以及最小行周期得到新行周期时间，并自动计算对应的曝光像素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法，其特征在于，包括步骤：获取激光扫描光束的扫描速度和扫描宽度，并获取相机的曝光时间和最小行周期；根据所述激光扫描光束的扫描速度和所述最小行周期得到相机的单行时延时间差，或根据所述所述激光扫描光束的扫描速度和所述相机的曝光时间得到相机的单行时延时间差；根据所述相机的单行时延时间差调整传感器行周期的时间。2.根据权利要求1所述的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法，其特征在于，所述根据所述相机的单行时延时长调整传感器行周期的时间包括：判断是否接收到启动延时模式指令，若是，则根据所述相机的单行时延时间差获取对应数量的单位时延；根据对应数量的所述单位时延以及所述最小行周期得到新行周期时间；根据所述对应数量的所述单位时延以及所述相机的曝光时间得到曝光像素的行数。3.根据权利要求1所述的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法，其特征在于，所述根据所述所述激光扫描光束的扫描速度和所述相机的曝光时间得到相机的单行时延时间差包括：判断是否接收到启动行高模式指令，若是，则获取像素元尺寸以及物镜放大倍数；根据所述激光扫描光束的扫描宽度和所述像素元尺寸以及物镜放大倍数得到对应数量的单位扫描宽度；根据对应数量的所述单位扫描宽度以及所述相机的曝光时间得到对应数量的单位时延；根据所述对应数量的所述单位扫描宽度得到曝光像素的行数。4.根据权利要求1所述的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法，其特征在于，还包括：获取激光扫描光束的扫描方向；根据所述激光扫描光束的扫描方向改变相机的扫描方向；所述激光扫描光束的扫描方向与所述相机的扫描方向一致。5.根据权利要求4所述的一种基于sCMOS的卷帘快门控制方法，其特征在于，所述相机的扫描方向包括从传感器的顶行至底行扫描或底行至顶行扫描或顶行与底行交替扫描。6.一种基于sCMOS的卷帘快门相机，包括存储器、处理器及...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兵，邹兴文，范大宇，
申请(专利权)人：福州鑫图光电有限公司，
类型：发明
国别省市：