[发明专利]扫描成像联用系统的数据同步方法、装置及扫描成像联用系统

说明书

本发明提供一种扫描成像联用系统的数据同步方法、装置及扫描成像联用系统，所述方法包括：扫描波形和触发波形发生器用于生成第一波形、第二波形和第三波形；模拟信号输出通道用于分别基于所述第一波形和所述第二波形生成驱动成像设备扫描快轴方向的和扫描慢轴方向的模拟信号；数字信号输出通道用于基于所述第三波形生成用于触发计数器输出通道产生并输出有限脉冲序列的数字信号；所述计数器输出通道用于由所述数字信号触发产生并输出用于驱动外部同步触发设备的有限脉冲序列；所述多个数据采集通道用于由所述计数器输出通道内部时基信号触发来以相同的采样率采集成像设备形成的多种成像信号。

技术领域

本发明涉及扫描成像技术领域，尤其涉及一种扫描成像联用系统的数据同步方法、装置及扫描成像联用系统。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，在扫描共聚焦显微镜、多光谱/高光谱成像、以及扫描探针显微镜包括扫描隧道显微镜、原子力显微镜和扫描近场光学显微镜等基于扫描方式的成像技术中，从单一视角来进行试样的测试表征已不再能满足需求，迫切地需要同时从多个不同视角来进行样品观测，以获得反映试样不同性质的多维度信息。由此衍生出了多种基于扫描成像和不同外部设备(例如：探测器、电测仪器仪表、相机或谱仪等)的联用技术，其成像原理仍是基于逐点方式的试样表面信息收集，然后按照扫描轨迹合成出反映样品不同性质的高分辨图像。

在此类扫描成像的软硬件系统中需要有一个同步信号来使得联用系统在同一位置上内部和外部的探测设备能够同时收集不同的信息，例如：光强、电流、位移或光谱等多种类型的信息。传统的实现方法是在原有成像系统的硬件中拓展出更多独立的同步采集通道，以确保扫描、采集和触发等多通道的同步运行，但是此方法受限于成像系统的软硬件拓展性能。另一类实现方法是在生成扫描成像的波形时，在逐幅或逐行的开始设定一个特征标识符，并以此协同其他外部设备的同步运行。例如：利用串口通信方式逐幅或逐行向各外部设备发送特征标识符，用以表示一幅图像或一行图像数据的开始，但此类方法在确保每点采集信号同步的准确性上相对较低。

因此，在一个基于扫描方式的成像系统中，如何能更便捷地实现扫描、采集和触发等多通道的同步运行，达到有效拓展扫描成像系统的功能，有效保障成像信号和外部同步触发设备的协同工作，是有待进一步解决的问题。

发明内容

针对现有技术在扫描波形产生、同步触发信号的生成以及成像信号的同步获取中存在的不足，本发明实施例提供了一种扫描成像联用系统的数据同步方法、装置及扫描成像联用系统，可产生并确保用于成像的模拟和数字信号输出、(计数器)脉冲输出和采集通道的同步运行，为扫描成像系统提供扫描波形及与其同步的有限脉冲序列。

本发明的一个方面提供了一种扫描成像联用系统的数据同步装置，该装置包括：

扫描波形和触发波形发生器、模拟信号输出通道、数字信号输出通道、计数器输出通道和多个数据采集通道；

所述扫描波形和触发波形发生器用于生成第一波形、第二波形和第三波形；

所述模拟信号输出通道用于分别基于所述第一波形和所述第二波形生成驱动成像设备的扫描器扫描快轴方向的模拟信号和驱动成像设备的扫描器扫描慢轴方向的模拟信号，所述模拟信号输出通道的采样定时由硬件基准时钟和预设的采样率决定；

所述数字信号输出通道用于基于所述第三波形生成用于触发计数器输出通道产生有限脉冲序列的数字信号，所述数字信号输出通道的采样定时由所述模拟信号输出通道的时钟和所述预设的采样率决定；

所述计数器输出通道用于由所述数字信号触发、产生并输出用于同步触发外部设备的有限脉冲序列；

所述多个数据采集通道用于由所述计数器输出通道内部时基信号触发，以相同的采样率采集成像设备中的成像传感器形成的多种成像信号。