[发明专利]可配置的光束扫描驱动系统

说明书

提供扫描光学系统，包括光辐射源；光学扫描束传递系统，用于将光辐射传递至对象，其中光学扫描束传递系统包括多个光学元件，多个光学元件包括至少一个可操纵镜；至少一个致动器，耦接至至少一个可操纵镜；检测系统，用于检测从物体返回的光辐射；通信设备，包括用户界面并用于至少部分地响应于来自用户界面的输入处理一组指令；控制器，包括存储器、微控制器和现场可编程门阵列(FPGA)，微控制器和FPGA接收源于通信设备的指令；以及至少一个致动器，耦接至至少一个可操纵镜。至少一个致动器接收来自微控制器的连续命令形式的第一指令集、和来自FPGA的并行命令形式的第二指令集。第一指令集至少部分地响应于来自通信设备的用户界面的输入建立至少一个可操纵镜的运动图案。第二指令集至少部分地响应于一个或多个触发事件基本实时地修改至少一个可操纵镜的运动图案的属性。

优先权要求

本申请要求申请日为2014年11月7日、申请号为62/076,708的美国临时申请的优先权，本公开在此引入其的全部内容作为参考。

技术领域

本发明概念一般涉及光学扫描系统，更特别地，涉及具有用于操纵光束以产生用于各种应用的期望图案的一个或多个镜的光学扫描系统。

背景技术

在光束扫描系统，例如光学相干断层(OCT)成像系统中，通常需要镜位置、照相机曝光和其他相关设备的精确同步，以便保证样本的准确成像。镜位置表格(以电压的形式)存储于存储缓冲器中并随时钟同步地顺序地输出。同步时钟来自照相机系统或者来自独立的时钟源。在一些应用中，产生触发以指示扫描图案(pattern)的感兴趣区域可能是重要的，其在扫描图案内可以是或可以不是连续的或周期性的。周期性触发信号的产生可以由系统时钟上的一个或多个时钟分频器完成。然而，利用时钟分频器，随意触发产生不是琐碎的。

扫描图案坐标通常是预计算的并被存储于系统随机存取存储器(RAM)中的表格中。对于图案，例如光栅产生，随着其他维度顺序地增加，在一个维度中重复位置行进。例如，对于1000x1000光栅，由于数据在一个维度上重复1000次，这将导致一百万个数据点。动态图案修改将需要产生新的坐标表格并传送至驱动存储器。

发明内容

本发明概念的一些实施例提供扫描光学系统，包括：光辐射源；光学扫描束传递系统，用于将光辐射传递至对象，其中光学扫描束传递系统包括多个光学元件，多个光学元件包括至少一个可操纵镜；至少一个致动器，耦接至至少一个可操纵镜；检测系统，用于检测从对象返回的光辐射；通信设备，包括用户界面并用于至少部分地响应于来自用户界面的输入处理一组指令；控制器，包括存储器、微控制器和现场可编程门阵列(FPGA)，微处理器和FPGA接收源于通信设备的指令；以及至少一个致动器，耦接至至少一个可操纵镜。至少一个致动器接收来自微处理器的连续命令形式的第一指令集合，和来自FPGA的并行命令形式的第二指令集。第一指令集至少部分地响应于来自通信设备的用户界面的输入来建立至少一个可操纵镜的运动图案。第二指令集至少部分地响应于一个或多个触发事件来基本实时地修改至少一个可操纵镜的运动图案的属性。

在进一步的实施例中，微控制器可以是在FPGA中配置的软件处理器。

在更进一步的实施例中，系统可以是光学相干断层成像系统、扫描激光检眼镜和扫描共焦光学显微镜中的一个。

在一些实施例中，微控制器可以将第一指令集填充至控制器的存储器中的表格。

在更进一步的实施例中，FPGA可以用于响应于第二指令集执行控制器的存储器中的指令。

在一些实施例中，第二指令集可以直接执行第一指令集，或者可以修改扫描比例、扫描旋转角、扫描位置、对来自光学失真或光学系统机械非线性的波束位置的扫描校正、扫描起始时间、扫描结束时间和扫描速度中的一个或多个。