一种时间延迟积分(TDI)传感器(22)，包括编号为1至N的一系列单元(42，44，42，44)。所述TDI传感器(22)配置为经由编号为2至N-1的单元将电荷从编号为1的单元转移至编号为N的单元。所述一系列单元中的每个单元(42；44)在以下意义上是敏感的或不敏感的：当所述TDI传感器(22)由具有第一光谱的光(46)均匀照明时，入射于任何不敏感单元(44)上的所述光(46)的强度最多为入射于任何敏感单元(42)上的所述光(46)的强度的90％。所述一系列单元(42，44，42，44)以下面顺序包括：第一敏感单元(42)、至少一个不敏感单元(44)、以及第二敏感单元(42)。还公开了包括TDI传感器的成像系统和对目标进行成像的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
在第一方面，本专利技术涉及时间延迟积分(TDI)传感器，该传感器包括编号为1至N 的一系列单元，该TDI传感器配置为经由编号为1至N-I的单元从编号为1的单元向编号为N的单元传输电荷。在第二方面，本专利技术涉及成像系统。在第三方面，本专利技术涉及成像方法。
技术介绍
在荧光成像中，经常需要同时探测给定样本中的多个荧光标签(荧光团)的存在。 可以采用各种方法来区别荧光标签。在第一方法中，标签发射的光根据波长分束到多个传感器上，例如通过使用二向色镜进行分束。另一方法使用不同标签通常对用于激发的光的不同波长敏感的事实。波长各自不同的一组光源，例如激光器，以交替方式操作。每个光源典型地激发特定组荧光标签。通过在切换至下一光源之前，即在改变照明光的频率之前，读出每个探测器，能够获得各标签的分开的图像。该技术是时间共享或时域复用的范例。优点是其容许使用一个探测器探测不同频率的光。该技术从而避免了对每个波长提供分开的探测器的需要。该两个方法能够组合，以增大使用固定数量的光源可以探测的荧光团的数量。应当注意，能够被独立探测的荧光团的总数量可以大于不同光源的数量和探测器的数量。在利用时域复用的扫描显微镜中，与每个传感器探测单个类型的荧光团相比，每个扫描的总的积分时间增大了。然而，由于至少两个原因，时域复用仍然比对相同区域进行多个扫描有利。首先，较少时间损失于用于扫描样本的‘开销(overhead)’(例如，用于反转扫描方向或将样本移动回开始位置用于下一个扫描)。其次，系统随时间的变化对从不同激发和/或荧光波长获得的图像的相互对准具有较小的影响。除其它外，时域复用适合用于共焦扫描(使用例如非像素化传感器)、简单的线传感器和全帧传感器。在线传感器和连续地移动的样本的情况下，通常在每次读出像素行时切换光源，使得在单个扫描后，获取了相同目标的两个或更多不同全图像。时间延迟和积分(TDI)是已知的通常比使用简单线传感器快的成像方法。其能够应用于亮场和其它成像形态。TDI典型地使用具有多个相邻像素行的电荷耦合器件(CCD)。 因为在传感器上连续扫描目标(object)的图像，所以传感器上累积的电荷以同步方式从每行像素移动至下一行像素。每次，仅读出来自最后一行像素的信号并将其存储在存储器中。以此方式，在相同扫描速度，信号更有可能累积于具有长得多的积分时间的传感器上而不是简单的线传感器上。总之，对于扫描荧光成像的各应用，同时探测研究的目标上的多个荧光团通常视为有利的。为此目的，能够采用发射不同波长的光的多个光源。能够操作光源，使得能够以交替方式将目标暴露于不同波长的光。探测来自目标的荧光的传感器可以在两个连续的照4明时段之间被读出。图1示例TDI成像的原理。目标12由光源(未示出)照明并以恒定速度沿目标路径14移动。在图中，仅图形地描绘目标12的范例性发光点。包括例如透镜或透镜系统的成像光学器件20在TDI传感器22上生成目标12的光学图像M。随着目标12沿目标路径12移动，其图像M沿图像路径沈移动越过TDI传感器22。在示出的范例中，目标路径14是直线，但是可以设想其它路径，取决于TDI传感器22的设计。在示出的范例中，图像路径沈也是直线。需要注意，目标12和其图像M以相反方向移动，如箭头14J6所指示的。传感器22包括多个平行箭头观，每一行包括多个像素(单元)。箭头22包括第一行30和最后行32。虽然目标12位于如图中所示的初始位置，但是目标12发射的光16入射在第一行30上。随着目标12处于最终位置(对应于箭头14的尖端)，目标发射的光18 入射在传感器22的最后行32上。电荷作为光学图像M的强度和像素曝露于图像M期间的时间的函数累积于TDI传感器22的像素上。累积的电荷与光学图像M的移动同步地移动通过传感器22。传感器22积累的信号因此比等效简单传感器的大等于像素行22的数量的因子。在TDI传感器22的两个连续的读出期间，目标12移过的扫描长度与目标12的感兴趣的特征的尺寸相比相当大。然而，问题是，在读出整个TDI传感器22之前在成像模式之间的切换，诸如光源的切换，将导致传感器22上对应图像的混合。本专利技术的目的是提供时域复用TDI成像方法。本专利技术的另一目的是提供时域复用 TDI成像系统。本专利技术的再一目的是提供用于时域复用TDI成像系统中的TDI传感器。通过独立权利要求的特征实现了这些目的。进一步的说明和优选实施例概述于从属权利要求中。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，一系列单元中的每个单元在以下意义上是敏感的或不敏感的当所述TDI传感器由具有第一光谱的光均勻照明时，入射于任何不敏感单元上的所述光的强度最多为入射于任何敏感单元上的所述光的强度的90%，并且所述一系列单元以下面顺序包括第一敏感单元、至少一个不敏感单元、以及第二敏感单元。可以以连续的步骤转移电荷，每个步骤涉及电荷的转移，使得Qafter (i+1) = Qbeftre ⑴(i = 1 至 N-1)其中，QbrfmJi)为移动之前编号为i的单元中的电荷，且QafteJi)为移动之后编号为i的单元中的电荷。单元1至N的结构可以相同，在该情况下，它们仅它们的位置和/或取向不同。第一光谱可以特别是多个光源的组合光谱，在该情况下，不敏感单元“看不见”该多个光源中的任一光源发射的光。需要指出，敏感单元和不敏感单元可以可选地(或附加地) 特征在于，TDI传感器被照明时，单元中生成电荷的速率。更精确地，每个单元可以关联有保持电荷的容量，并且当TDI传感器由具有第一光谱的光均勻照明时，可以存在如下时间点 在该时间点，每个敏感单元将积累有对应于其容量的至少50%的电荷，并且在该时间点，每个不敏感单元将积累有对应于其容量的最多40% (优选地最多20%，或最多10%，或最多 5% )的电荷。TDI传感器可以关联有大于1的自然数K，使得对于任何i，所述单元存在如下关系，其中i = 1至N-K 如果编号为i的单元敏感，则编号为i+K的单元也敏感；并且如果编号为i的单元不敏感，则编号为i+K的单元也不敏感。单元从而以周期性方式配置。如果TDI传感器待以周期性方式照明，例如通过K 个交替的光源照明，则这是特别方便的。例如，如果i-Ι是K的整数倍数，则单元的系列可以设计成使得编号为i的单元(i = 1至N)敏感，并且如果i-Ι不是K的整数倍，则单元的系列可以设计成使得编号为i的单元(i = 1至N)不敏感。常数K可以是例如2、3、4或任何其它自然数。TDI传感器可以特别设计成使得入射于任何所述不敏感单元上的所述光的强度为零。在该配置中，所有光阻挡于不敏感单元外。TDI传感器可以配置为在时间上离散的时刻转移所述电荷。离散时刻可以是等间隔的。当TDI传感器用于与一个或多个周期性脉冲光源结合使用时，这能够是方便的。TDI传感器可以包括在行和列中布置的多个单元，每个列包括如上所述的一系列单元。列可以相同地配置，在该情况下，每个行可以包括仅敏感单元或仅不敏感单元。然而， 需要指出，多个单元可以布置为非常不同，例如沿圆的段，或沿同心圆的段。对于通过相对于TDI传感器旋转目标来扫描目标，这是方便的。敏感单元可以布置在平面中。不敏感单元或至少它们中的一些可以布置在相同平面中。替代地，所有或至少一些不敏感单元可本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种时间延迟积分（ＴＤＩ）传感器（２２），包括编号为１至Ｎ的一系列单元（４２，４４，４２，４４），所述ＴＤＩ传感器（２２）配置为将电荷从编号为１的单元经由编号为２至Ｎ－１的单元转移至编号为Ｎ的单元，其中，所述一系列单元中的每个单元（４２；４４）在以下意义上是敏感的或不敏感的：当所述ＴＤＩ传感器（２２）由具有第一光谱的光（４６）均匀照明时，入射于任何不敏感单元（４４）上的所述光（４６）的强度最多为入射于任何敏感单元（４２）上的所述光（４６）的强度的９０％，并且其中，所述一系列单元（４２，４４，４２，４４）以下面顺序包括：第一敏感单元（４２）、至少一个不敏感单元（４４）、以及第二敏感单元（４２）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·R·基夫特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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