CN103169491A - 一种x光数字图像探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种X光数字图像探测器，它包括竖直设置的固定框；控制装置；以及分别连接在所述固定框前后两侧的图像转换装置和微光摄影成像装置；所述图像转换装置包括水平设置的闪烁屏；所述微光摄影成像装置包括调焦单元和图像传感器镜头组。本发明通过调焦单元和图像传感器镜头组的配合，在控制装置的作用下自动调节成像光学系统共轭距，以适应于多种解析度的拍摄方式；本发明结构简单，制造更易，成本更低。

Description

一种X光数字图像探测器

技术领域

本发明涉及一种数字X光图像记录装置，尤其涉及一种可以改变图像解析度的超精细多用途的X光数字图像探测器。 

背景技术

用CCD(图像传感器)记录X光图像的X光机(DR)目前在医院得到了广泛的应用，由于拍摄的部位和观察的病理不同，DR X光机按不同的解析度，分为几种不同的机种，其中常用的是大画幅分辨率为3线对的DR X光机，比较高端的是小画幅分辨率为10线对的乳腺DR X光机。DR X光机在市场上售价在几十到一百多万人民币一台，一家医院特别是普通医院要添置全这些设备是比较困难的，所以受设备的限制，有些病症就不能诊治。 

现有技术的DR X光机，它的工作原理是：特定尺寸的X光图像由闪烁屏等器件转化成可见光图像，并通过镜头成像于CCD上，CCD记录X光图像，CCD的像素恒定，DR X光机镜头的成像倍率不变，上述两个因素决定了DR X光机的解析度。 

同样，平板数字X光机的工作原理是：闪烁体将X射线转化成可见光，非晶硅进行光电转化，TFT层感应电信号，通过数字电路转化为数字信号传输到工作站，在电脑显示器上显像，所以平板数字X光机的解析度也是一定的。 

由于具有固定解析度的数字X光机，不能适应多种医疗用途，因此，现有的每一种解析度固定的DR X光机和平板数字X光机等的使用范围有限。 

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种超精细多用途的X光数字图像探测器，以实现可以拍摄多种画幅和提供不同解析度的目的。 

本发明所述的一种X光数字图像探测器，包括： 

竖直设置的固定框； 

控制装置；以及 

分别连接在所述固定框前后两侧的图像转换装置和微光摄影成像装置； 

所述图像转换装置包括水平设置的闪烁屏，且该闪烁屏的一侧边与所述固定框的顶面相连； 

所述微光摄影成像装置包括调焦单元和图像传感器镜头组，其中： 

所述调焦单元包括与固定框连接且竖直设置的连接板、用于驱动该连接板沿前后方向平移的传动机构以及用于驱动该传动机构并由所述控制装置控制的驱动马达； 

所述图像传感器镜头组水平连接在所述连接板的中央位置，其包括图像传感器和位于该图像传感器前方并由所述控制装置控制的镜头，且所述镜头的中心、图像传感器的中心以及闪烁屏的中心位于同一光轴上。 

在上述的X光数字图像探测器中，还包括机壳，该机壳通过所述固定框分为容置图像转换装置的前侧部分和容置微光摄影成像装置的后侧部分。 

在上述的X光数字图像探测器中，所述图像转换装置还包括位于所述闪烁屏下方并与其呈夹角α的反光镜，且该反光镜与固定框位置相对地连接在闪烁屏的另一侧边上。 

在上述的X光数字图像探测器中，所述闪烁屏和反光镜之间的夹角α的取值范围为10°-70°。 

在上述的X光数字图像探测器中，所述传动机构为导轨和丝杠的组合机构，或者是齿轮和齿条的组合机构，或者是带轮传动机构。 

在上述的X光数字图像探测器中，所述导轨和丝杠的组合机构包括水平导轨和丝杠，其中，所述水平导轨连接所述固定框与连接板，以使该连接板沿水平导轨平移；所述丝杠的一端与所述驱动马达的出轴连接，其另一端穿过设置在所述连接板上的丝杠螺母。 

在上述的X光数字图像探测器中，所述的镜头为自动对焦镜头。 

在上述的X光数字图像探测器中，所述的图像传感器为CCD或CMOS。 

在上述的X光数字图像探测器中，所述的闪烁屏由碘化铯或硫氧化钆制成。 

在上述的X光数字图像探测器中，所述反光镜为平面镜。 

由于采用了上述技术方案，本发明通过调焦单元和图像传感器镜头组的配合，在控制装置的作用下自动调节成像光学系统共轭距以及实现镜头自动 调焦，能获得不同画幅及对应的解析度(画幅大解析度低，画幅小解析度高)，以适应于多种解析度的拍摄方式，从而具有广泛的使用范围；本发明结构简单，制造更易，成本更低。 

附图说明

图1是本发明的一种X光数字图像探测器的结构示意图； 

图2是本发明中连接板的结构示意图； 

图3是本发明中图像传感器镜头组的简化示意图。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。 

如附图1、2和3所示，本发明，即一种X光数字图像探测器，它包括机壳1、图像转换装置、微光摄影成像装置和用于控制微光摄影成像装置的控制装置(图中未示)。 

机壳1通过竖直设置的固定框3分为容置图像转换装置的前侧部分和容置微光摄影成像装置的后侧部分。 

图像转换装置连接在固定框3的前侧，它包括水平设置的闪烁屏2以及位于该闪烁屏2下方并与其呈夹角α的反光镜10(夹角α的取值范围为10°-70°，最优的为45°)，闪烁屏2的一侧边与固定框3的顶面相连，其相对的另一侧边与反光镜10相连，且闪烁屏2位于机壳1的前侧部分的顶面，反光镜10固定在机壳1内。 

微光摄影成像装置连接在固定框3的后侧，它包括调焦单元和图像传感器镜头组9。 

调焦单元包括与固定框3连接且竖直设置的连接板7、用于驱动该连接板7沿前后方向平移的传动机构以及用于驱动该传动机构的驱动马达4，其中，传动机构为导轨和丝杠的组合机构，或者是齿轮和齿条的组合机构，或者是带轮传动机构；在本实施例中，传动机构为导轨和丝杠的组合机构，该组合机构包括水平导轨5和丝杠6，水平导轨5的一端固定连接在固定框3上，另一端穿过连接板7上的导轨孔71固定连接在机壳1后端的背板8上，以使连接板7沿水平导轨5平移(水平导轨5可布置成左右两根)；丝杠6的一端与驱动马达4的出轴连接，其另一端穿过设置在连接板7上的丝杠螺 母72固定连接在机壳1后端的背板8上；驱动马达4由控制装置控制其动作。 

图像传感器镜头组9水平连接在连接板7的中央位置，其包括图像传感器92和位于该图像传感器92前方的镜头91，且镜头91的中心、图像传感器92的中心以及闪烁屏2的中心位于同一光轴11上；镜头91由控制装置控制其动作。 

在本实施例中，镜头91采用的是大孔径的自动对焦镜头(即，镜头中自带微马达，相当于照相机镜头的自动调焦功能)；图像传感器92为CCD或CMOS；闪烁屏2由碘化铯或硫氧化钆制成；反光镜10为平面镜。 

本发明的工作原理如下： 

闪烁屏2将X光照射的拍摄物体图像转变成可见光图像，图像光线由反光镜10反射进入图像传感器镜头组9成像，转换成电信号输出，在此过程中，控制装置控制驱动马达4转动，从而带动连接板7沿水平导轨5移动，使图像传感器镜头组9到达指定位置，在此同时控制装置驱动镜头91中的自带微马达转动，转动镜头91到达此指定位置所设定的镜头图像聚焦位置，然后通过图像传感器92采集图像信息，转换成电信号传回外围计算机。 

当拍摄低解析度大画幅的图像时，驱动马达4驱动丝杠6转动，丝杠6的旋转带动连接板7上的丝杠螺母72平移，受两根水平导轨5的制约，使连接板7只能沿水平导轨5方向平移，连接板7上的图像传感器镜头组9随之平移，图像传感器镜头组9向后移动到最佳成像位置，成像光学系统共轭距增加，物象成像缩放倍率变大，镜头91自动对焦，拍摄物体边缘全部进入图像传感器92，图像传感器92接受光信号并转换电信号，低解析度大画幅图像拍摄完成。 

当拍摄高解析度小画幅的图像时，驱动马达4驱动丝杠6转动，丝杠6的旋转带动连接板7上的丝杠螺母72平移，连接板7上的图像传感器镜头组9随之平移，图像传感器镜头组9向前移动到最佳成像位置，成像光学系统共轭距减少，物象成像缩放倍率变小，镜头91自动对焦，拍摄物体边缘全部进入图像传感器92，图像传感器92接受光信号并转换电信号，高解析度小画幅图像拍摄完成。 

上述大画幅和小画幅成像于图像传感器92上，对应的图像传感器92的像素是相同的，大画幅通过镜头91以一定的倍率成像在图像传感器92的有效范围内，而小画幅通过缩小大画幅时镜头91的放大倍率同样成像在图像传 感器92的有效范围内，所以小画幅拍摄时使画幅内单位面积的像素增多，能得到更多的拍摄物体的细部信息，故小画幅的解析度就更高。 

综上所述，本发明能通过移动图像传感器镜头组改变成像光学系统的共轭距及镜头自动调焦的组合，获得不同的拍摄画幅和解析度；本发明使用便捷，不仅可用于医疗中，也可用于工业探测等其它领域。 

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。 

Claims (10)

1.一种X光数字图像探测器，其特征是：所述探测器包括：

竖直设置的固定框(3)；

控制装置；以及

分别连接在所述固定框(3)前后两侧的图像转换装置和微光摄影成像装置；

所述图像转换装置包括水平设置的闪烁屏(2)，且该闪烁屏(2)的一侧边与所述固定框(3)的顶面相连；

所述微光摄影成像装置包括调焦单元和图像传感器镜头组(9)，其中：

所述调焦单元包括与固定框(3)连接且竖直设置的连接板(7)、用于驱动该连接板(7)沿前后方向平移的传动机构以及用于驱动该传动机构并由所述控制装置控制的驱动马达(4)；

所述图像传感器镜头组(9)水平连接在所述连接板(7)的中央位置，其包括图像传感器(92)和位于该图像传感器(92)前方并由所述控制装置控制的镜头(91)，且所述镜头(91)的中心、图像传感器(92)的中心以及闪烁屏(2)的中心位于同一光轴(11)上。

2.根据权利要求1所述的X光数字图像探测器，其特征在于，所述探测器还包括机壳(1)，该机壳(1)通过所述固定框(3)分为容置图像转换装置的前侧部分和容置微光摄影成像装置的后侧部分。

3.根据权利要求2所述的X光数字图像探测器，其特征在于，所述图像转换装置还包括位于所述闪烁屏(2)下方并与其呈夹角α的反光镜(10)，且该反光镜(10)与固定框(3)位置相对地连接在闪烁屏(2)的另一侧边上。

4.根据权利要求3所述的X光数字图像探测器，其特征在于，所述闪烁屏(2)和反光镜(10)之间的夹角α的取值范围为10°-70°。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的X光数字图像探测器，其特征在于，所述传动机构为导轨和丝杠的组合机构，或者是齿轮和齿条的组合机构，或者是带轮传动机构。

6.根据权利要求5所述的X光数字图像探测器，其特征在于，所述导轨和丝杠的组合机构包括水平导轨(5)和丝杠(6)，其中，所述水平导轨(5)连接所述固定框(3)与连接板(7)，以使该连接板(7)沿水平导轨(5)平移；所述丝杠(6)的一端与所述驱动马达(4)的出轴连接，其另一端穿过设置在所述连接板(7)上的丝杠螺母(72)。

7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的X光数字图像探测器，其特征在于，所述的镜头(91)为自动对焦镜头。

8.根据权利要求1、2、3、4或6所述的X光数字图像探测器，其特征在于，所述的图像传感器(92)为CCD或CMOS。

9.根据权利要求1、2、3、4或6所述的X光数字图像探测器，其特征在于，所述的闪烁屏(2)由碘化铯或硫氧化钆制成。

10.根据权利要求3、4或6所述的X光数字图像探测器，其特征在于，所述反光镜(10)为平面镜。

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