[发明专利]延迟输入信号的电路和方法,显微镜和控制其的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于可控地延迟输入信号的电路，一种用于可控地延迟输入信号的方法，一种显微镜和一种用于控制显微镜以研究物体的方法。 

背景技术

可控延迟电路在各个技术应用领域广为需求，以通过限定的方式将输入信号延迟作为控制值的函数。一个应用示例是共聚焦显微镜，其中，通过激光光源发射脉冲激光以照明待研究样本。来自样本的检测光通过检测器件被检测。激光光源产生的激光束的强度由第一控制信号控制。提供第二控制信号以控制检测器件。因为激光光源产生的激光束，例如通过激光束在待照明样本上的反射，或者通过发生荧光效应产生检测光束，故期待该检测光束在激光束的发射之后限定的延迟时间内到达检测器件。因此第二控制信号通常是第一控制信号的时间延迟。从第一控制信号产生第二控制信号要求用于可控地延迟输入信号的高分辨率可调的非常精确的电路。延迟时间通常在1至2纳秒量级。 

DE10 2009 055 993A1公开了一种这样的用于延迟显微镜的输入信号的电路。其首先通过第一延迟单元产生粗略延迟，然后通过第二延迟单元产生精细延迟。第二延迟单元由输出信号至两个移位寄存器的脉冲整形器组成。由这两个移位寄存器输出的信号通过双倍数据速率(DDR)触发器合并以产生和输出输出信号。 

现有技术中的已知电路的缺点在于：该电路构造较复杂，且可以调节延迟时间的分辨率(resolution)相对较低。尽管电路的分辨率可以通过提高第二延迟单元的移位寄存器的时钟速率而在一定极限内增加，但是电路的复杂度制约了时钟速率的任意提高。 

发明内容

因此本发明所基于的目的是配置和改进上文列举的这种电路和方法，使得实现具有高分辨率的输出信号的延迟的灵活的可调性，同时该电路和方法具有最简单可能的配置。进一步的目的是描述一种显微镜和一种用于控制显微镜的方法，实现具有高分辨率的输出信号的延迟的灵活的可调性，同时配置尽可能简单。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于可控地延迟输入信号的电路，所述电路包括第一延迟单元和第二延迟单元，所述输入信号被输入至所述第一延迟单元，所述第一延迟单元将所述输入信号延迟第一时钟信号的k个周期以产生值x_{t_k}，并将所述值x_{t_k}传输至所述第二延迟单元，其中，所述第二延迟单元包括转换器和第二移位寄存器，所述转换器通过n个导线与所述第二移位寄存器连接，所述值x_{t_k}和值x_{t_k-1}输入至所述转换器，x_{t_k-1}为被延迟所述第一时钟信号的k-1个周期的所述输入信号，所述转换器配置为使得值x_{t_k-1}输入至导线1至m，值x_{t_k}输入至导线m+1至n，其中1≤m≤n，以及所述第二移位寄存器将输入至导线1至n的值作为所述电路的输出信号连续地输出。 

本发明还提供了一种用于可控地延迟输入信号的方法，包含步骤：将所述输入信号通过第一延迟单元延迟第一时钟信号的k个周期以获得值x_{t_k}，其特征在于进一步包含步骤：将所述值x_{t_k}传输至转换器，将值x_{t_k-1}传输至转换器，x_{t_k-1}为被延迟所述第一时钟信号的k-1个周期的所述输入信号，通过所述转换器输出导线1至m上的所述值x_{t_k-1}，其中1≤m≤n，通过所述转换器输出导线m+1至n上的所述值x_{t_k}，将输入至导线1至n的值传输至第二移位寄存器，以及通过所述第二移位寄存器将输入至导线1至n的值作为输出信号连续地输出。 

本发明还提供了一种用于研究样本的显微镜，所述显微镜包含用于照明所述样本的激光光源和用于检测来自所述样本的检测光的检测器件，其中，第一控制信号用于控制所述激光光源产生的照明激光束，第二控制信号用于控制所述检测器件，所述第一控制信号作为输入信号输入至根据本发明的电路，所述第二控制信号由所述电路的所述输出信号构成。 

本发明还提供了一种用于控制显微镜的方法，所述显微镜具有激光光源和检测器件，通过第一控制信号控制所述激光光源，通过第二控制信号控制所述检测器件，通过使用根据本发明的方法将所述第一控制信号可控地延迟以产生所述第二控制信号，将所述第一控制信号作为输入信号输入至所述第一延迟单元，所述第二控制信号由所述第二移位寄存器的所述输出信号构成。