CN103983573B - 用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明是用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法，包括：扫描台上的生物芯片在扫描区域外移动，Y向电机在Y轴向上做间歇步进，生物芯片向Y轴向步进至第1扫描行起点，Y向电机停止；X向电机带动扫描台在X轴向移动至扫描区域内，对生物芯片的第1扫描行扫描并越过一边界时，启动Y向电机与X向电机同时运动；Y向电机沿Y轴向移动，生物芯片沿曲线移动至一边界上的第2扫描行起点，Y向电机停止；X向电机带动扫描台到第二扫描边界，由第2扫描行的起点沿X轴负向移动至扫描区域内，对生物芯片第2扫描行扫描并越过第一扫描边界时，启动Y向电机沿Y轴向移动，当Y向电机移到第3扫描行时停止生物芯片在Y轴向移动；循环对第n扫描行扫描至终点。

Description

用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法

技术领域

本发明涉及一种用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法。

背景技术

生物芯片技术是涉及物理、化学、生命科学、微电子、计算机、机械等多邻域、多学科交叉的一种技术。生物芯片技术是一种高效、大规模获取生物信息的重要手段。而生物芯片扫描仪的二维扫描方法直接影响到生物芯片扫描仪的检测效率。如图1中示出传统的生物芯片扫描仪的“弓”字形扫描方法，传统的生物芯片扫描仪的“弓”字形扫描方法，扫描速度慢，扫描效率较低。

发明内容

(一)要解决的问题

为了克服传统的生物芯片扫描仪的“弓”字型扫描方法速度慢，效率低下的缺陷，本发明提供一种用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法。

(二)技术方案

为了达成所述目的，本发明提供一种用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法，本发明解决技术问题所采用的技术方案包括步骤如下：

步骤S1：设定生物芯片的第一扫描边界、第二扫描边界、扫描区域、扫描行数；

步骤S2：启动生物芯片扫描仪，当扫描台上的生物芯片在扫描区域之外移动时，Y向电机在Y轴方向上做间歇的步进，带动扫描台上的生物芯片向Y轴方向步进至靠近第一扫描边界上的第1扫描行的起点时，Y向电机停止，则扫描台上的生物芯片向Y轴方向停止步进，此时启动X向电机；

步骤S3：X向电机带动扫描台上的生物芯片在X轴向移动至扫描区域之内，由生物芯片扫描仪对扫描台上的生物芯片的第1扫描行的起点以及第一行的扫描点进行扫描，当扫描台上的生物芯片越过第二扫描边界时，启动Y向电机沿Y轴向移动，此时，X向电机和Y向电机同时运动，生物芯片在非扫描区域的运动为曲线；

步骤S4：Y向电机沿Y轴向移动至第2扫描行时，Y向电机停止，此时X向电机还未到达第二扫描边界；

步骤S5：当X向电机带动扫描台上的生物芯片到达第二扫描边界，由第2扫描行的起点沿X轴负向移动至扫描区域之内，由生物芯片扫描仪对扫描台上的生物芯片的第2扫描行进行扫描，当扫描台上的生物芯片越过第一扫描边界时，启动Y向电机沿Y轴向移动，并且当Y向电机移到第3扫描行时，则停止扫描台上的生物芯片在Y轴向移动；

步骤S6：循环执行步骤S2至步骤S5对第n扫描行进行扫描，直至第n扫描行终点时，实现生物芯片扫描仪对生物芯片的二维扫描。

优选实施例，X向电机在移到到扫描区域前，Y向电机步进到下一扫描边界的位置。

优选实施例，所述扫描区域小于并位于第一扫描边界和第二扫描边界之间。

优选实施例，所述在X轴向扫描区域之外移动是向第一扫描边界的左边的移动或第二扫描边界的右边的移动。

优选实施例，所述X向电机到达各扫描边界后，X向电机的速度加速度都不为0，用于实现高速扫描。

优选实施例，所述当X向电机做高速的连续来回摆动，并摆动到扫描区域外时，Y向电机开始步进，这时X向电机一直在运动，并没有停下来，这样在扫描边界外，X向电机和Y向电机的同时运动将合成为一条不规则的运动曲线。

(三)有益效果

本发明的优点是，当X向电机做高速的连续来回摆动，并摆动到扫描区域外时，Y向电机开始步进，这时X向电机一直在运动，并没有停下来。这样在扫描边界外，X向电机和Y向电机的同时运动将合成为一条不规则的运动曲线。而传统生物芯片扫描仪的“弓”字型扫描方法要求电机在扫描区域外停下来，再进行Y向电机步进。这样会花更多的时间，以至于扫描效率低下。因此，本扫描方法可以提高生物芯片扫描效率。

附图说明

图1为传统的“弓”字型扫描原理图；

图2为本发明的方法示意图；

图3为实现本发明方法的生物芯片二维扫描仪结构示意图。

附图标记：

1、第一扫描边界；

2、第二扫描边界；

3、扫描曲线；

4、第一扫描行起点；

5、第一扫描行终点；

6、第二扫描行起点；

7、第二扫描行终点；

8、第三扫描行起点；

9、扫描区域。

具体实施方式

以下以具体控制流程说明本发明的实施方式，该领域技术人员可根据本说明书揭示的内容了解本发明的功效及优点。

如图2所示，本发明用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法的步骤包括：

步骤S1：设定生物芯片的第一扫描边界1、第二扫描边界2、扫描区域9、扫描行数n，所述扫描区域小于并位于第一扫描边界1和第二扫描边界2之间；n为整数，n＝1，2，3…；

利用含有X向电机、Y向电机、扫描台、传感器的生物芯片扫描仪，使X向电机和在生物芯片的X轴方向上做往复摆动，直到整个芯片扫描完成才停止。使Y向电机在生物芯片的Y方向上做间歇的步进，对位于扫描台上的生物芯片的扫描位置进行控制；

步骤S2：启动生物芯片扫描仪，当扫描台上的生物芯片在扫描区域9之外移动时，Y向电机在Y轴方向上做间歇的步进，带动扫描台上的生物芯片向Y轴方向至靠近第一扫描边界1上的第1扫描行的起点4时，步进固定距离(由扫描分辨率决定)到达第1扫描行，Y向电机停止，则停止扫描台上的生物芯片向Y轴正方向步进，此时启动X向电机；

步骤S3：由附图2的起点4延X轴向移动到终点5(此时X向电机X轴向运动，Y向电机停止)；X向电机带动扫描台上的生物芯片在X轴向移动至扫描区域9之内，由生物芯片扫描仪的光电倍增管对扫描台上的生物芯片的第1扫描行的起点4以及第一行的扫描点逐点进行扫描，当扫描台上的生物芯片到达第二扫描边界2时(附图2终点5)，启动Y向电机沿Y轴向移动，Y向电机按照固定距离步进移动，此时，X向电机和Y电机都在运动，生物芯片沿曲线从终点5移动到起点6，生物芯片在非扫描区域的运动为曲线。

步骤S4：Y向电机沿Y轴向移动，使扫描台上生物芯片沿曲线移动至第二扫描边界2上的第2扫描行的起点6；Y向电机停止，此时X向电机还未到达第二扫描边界，准备第2扫描行。

步骤S5：第2扫描行是由附图2示出的起点6沿负X轴方向移动到终点7(此时X向电机负向运动，Y向电机停止)；当X向电机带动扫描台上的生物芯片到达第二扫描边界，由第2扫描行的起点6沿X轴负向移动至扫描区域9之内，在附图2中的起点6，终点7之间，由生物芯片扫描仪中光电倍增管对生物芯片进行第2扫描行进行扫描，当扫描台上的生物芯片越过第一扫描边界1时，启动Y向电机沿Y轴向移动；

步骤S6：Y向电机并按照固定距离步进移动到第3扫描行，然后Y向电机停止，则停止扫描台上的生物芯片在Y轴向移动，之后生物芯片到达起点8，扫描轨迹由附图2的终点7点到起点8，生物芯片扫描仪对扫描台上的生物芯片准备第3扫描行；第3扫描行的运动与第1扫描行相同；

步骤S7：如上述循环执行步骤2至步骤6，对第n扫描行进行扫描行至第n扫描行终点时，则实现生物芯片扫描仪的二维扫描；

如图3示出实现本发明方法生物芯片二维扫描仪，含有编码器、Y向电机、滚珠丝杠机构、Y型导轨、开式光栅、X向电机、生物芯片、扫描台、传感器，所述Y向电机使用Y向步进电机带动生物芯片Y轴向步进，所述X向电机使用X向摆动电机带动生物芯片X轴向来回摆动；滚珠丝杠机构用于传递力矩，Y型导轨用于对扫描台导向，传感器用于探测光信号，生物芯片放在扫描台上。扫描台的X轴向由开式光栅进行计数确定位置，扫描台的Y轴向由编码器确定位置。

本发明的扫描方式由第1扫描行的起点4开始，X向摆动电机开始带动生物芯片做高速摆动，并持续运行到生物芯片扫描任务结束，Y向步进电机停止。生物芯片运行到第1扫描行的终点5时，Y向步进电机步进，并要求Y向步进电机在X向摆动电机摆回扫描第二扫描边界2前到达的第2行扫描位置(在第二扫描边界2的延长线上的某一点)，当Y向步进电机到达第2扫描行后，停止Y向步进电机步进；这样生物芯片由X向摆动电机带动必然经过第2扫描行的扫描起点6，并经过第2扫描行的扫描终点7；在经过第二扫描边界2的扫描终点7后，Y向步进电机开始步进，并在X向摆动电机摆回第一扫描边界1前到达；当Y向步进电机步进到第3扫描行后，停止Y向电机。这样生物芯片必然扫描经过第3扫描行的起点8。

本发明所述的方法应用于生物芯片的二维扫描台上。相对于传统的生物芯片扫描仪的“弓”字型扫描方法，本发明的扫描方法具有更高的扫描效率。传统“弓”字型扫描方法，X向摆动电机到达扫描边界后，需要停止，速度，加速度为0。而本发明中，X向摆动电机到达扫描边界后，速度加速度都不为0，因此可以实现高速扫描，提高扫描效率。

上述控制流程实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明，也就是说，本发明事实上仍可作其它改变。因此，熟知本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法，该方法包括步骤如下：

步骤S1：设定生物芯片的第一扫描边界、第二扫描边界、扫描区域、扫描行数；

步骤S2：启动生物芯片扫描仪，当扫描台上的生物芯片在扫描区域之外移动时，Y向电机在Y轴方向上做间歇的步进，带动扫描台上的生物芯片向Y轴方向步进至靠近第一扫描边界上的第1扫描行的起点时，Y向电机停止，则扫描台上的生物芯片向Y轴方向停止步进，此时启动X向电机；

步骤S3：X向电机带动扫描台上的生物芯片在X轴向移动至扫描区域之内，由生物芯片扫描仪对扫描台上的生物芯片的第1扫描行的起点以及第一行的扫描点进行扫描，当扫描台上的生物芯片越过第二扫描边界时，启动Y向电机沿Y轴向移动，此时，X向电机和Y向电机同时运动，生物芯片在非扫描区域的运动为曲线；

步骤S4：Y向电机沿Y轴向移动，使扫描台上生物芯片沿曲线移动至第二扫描边界上的第2扫描行的起点时，Y向电机停止，此时X向电机还未到达第二扫描边界；

步骤S5：当X向电机带动扫描台上的生物芯片到达第二扫描边界，由第2扫描行的起点沿X轴负向移动至扫描区域之内，由生物芯片扫描仪对扫描台上的生物芯片的第2扫描行进行扫描，当扫描台上的生物芯片越过第一扫描边界时，启动Y向电机沿Y轴向移动，并且当Y向电机移到第3扫描行时，则停止扫描台上的生物芯片在Y轴向移动；

步骤S6：循环执行步骤S2至步骤S5对第n扫描行进行扫描，直至第n扫描行终点时，实现生物芯片扫描仪对生物芯片的二维扫描，n为整数，n＝1，2，3……。

2.根据权利要求1所述的用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法，其特征在于：X向电机在移到扫描区域前，Y向电机步进到下一扫描边界的位置。

3.根据权利要求1所述的用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法，其特征在于：所述扫描区域小于并位于第一扫描边界和第二扫描边界之间。

4.根据权利要求1所述的用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法，其特征在于：所述在X轴向扫描区域之外移动是向第一扫描边界的左边的移动或第二扫描边界的右边的移动。

5.根据权利要求1所述的用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法，其特征在于：所述X向电机到达各扫描边界后，X向电机的速度加速度都不为0，用于实现扫描。

6.根据权利要求1所述的用于生物芯片扫描仪的二维扫描方法，其特征在于：所述当X向电机做连续来回摆动，并摆动到扫描区域外时，Y向电机开始步进，这时X向电机一直在运动，并没有停下来，这样在扫描边界外，X向电机和Y向电机的同时运动将合成为一条不规则的运动曲线。