CN107037475B - 基于光敏电阻的自动曝光检测装置及方法、平板探测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光敏电阻的自动曝光检测装置及方法、平板探测器，其中，所述基于光敏电阻的自动曝光检测装置应用于平板探测器中，所述平板探测器至少包括TFT层，其特征在于，所述基于光敏电阻的自动曝光检测装置至少包括：光敏电阻，其设于所述TFT层的下表面；曝光检测电路，连接于所述光敏电阻，用于实时监测所述光敏电阻的阻值，并根据所述光敏电阻的阻值变化情况输出相应的曝光控制信号，从而实现X射线自动曝光检测功能。本发明通过在平板探测器的TFT层下方设置一层光敏电阻薄膜，并通过实时监测光敏电阻薄膜的阻值大小来实现X射线自动曝光检测功能，实现了整个TFT层出光的全方位检测。

Description

基于光敏电阻的自动曝光检测装置及方法、平板探测器

技术领域

本发明涉及探测器技术领域，特别是涉及一种基于光敏电阻的自动曝光检测装置及方法、平板探测器。

背景技术

数字化X射线摄影(Digital Radiography，简称DR)，是上世纪90年代发展起来的X射线摄影新技术，以其更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等显著优点，成为数字X射线摄影技术的主导方向，并得到世界各国的临床机构和影像学专家认可。DR的技术核心是平板探测器，平板探测器是一种精密且贵重的设备，对成像质量起着决定性的作用。平板探测器是DR系统中X射线的接收装置。在DR系统中，高压发生器和球管控制X射线的输出，X射线穿过物体并发生衰减，衰减后的X射线经过平板探测器后转变为可见光后，并经过光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器(Analog/Digital Converter，ADC)转为数字信号，输入到计算机处理。

X平板探测器曝光有两种方式，一种是用高压发生器上的X光开关信号控制平板探测器曝光；另一种是使用传感器和相关电路组成的自动曝光检测(AED)模块实时检测X光信号，一旦检测到有X光到来，便向平板探测器发送开始曝光信号，当又重新检测到没有X光信号时，向平板探测器发送停止曝光信号。前者要求平板探测器必须和高压发生器连接，使用不方便，灵活性较差；后者和高压发生器之间没有电气连接，减少了安装、调试和维护的难度，同时，由于平板探测器与高压发生器相互独立，大大提高了其灵活性，扩展了其应用范围。

对于后者，根据AED模块的安装位置，又可分为外置式和内置式两种，外置式是指AED模块在平板探测器的外部，其触发信号通过线缆和平板探测器连接，或者通过无线方式和平板进行通迅；内置式指AED模块集成在平板探测器内部，相比起来，具有更大的便捷性。

内置式AED模块在平板探测器中的位置如图1所示，X射线球管1发出X射线；束光板2控制X射线的照射范围；3为被测物；4为平板探测器的结构件层；5为平板探测器中的闪烁体层，将X射线转换为可见光；6为平板探测器中的光电转换元件层(也称TFT层)，将可见光转换为电信号；7为AED模块。X射线球管1发出的X射线经过被测物3、结构件层4、闪烁体层5和TFT层6等后，最终到达AED模块7的传感器上。AED模块7的传感器一般为单个或者多个光电二极管的并联，光电二极管的感光元尺寸一般较小，即使多个并联，也只能检测到TFT层6某些单一位置或者多个位置透出的光信号，不能实现全视野探测功能。

实际应用中，操作人员会根据需要使用束光板2调节X射线的照射视野，当AED模块7上面的传感器不在视野范围内时，将造成AED功能失效。即针对包含上述AED模块7的平板探测器，操作人员必须牢记AED模块7所在的位置，且需将X射线打在AED模块7所在位置，否则会出现曝光后不上图的现象。

因此，针对上述问题，现在亟需一种技术，能够有效解决传统AED模块只能检测单一位置或者多个位置光信号的问题，实现全视野AED功能，即可以实现对整个TFT层出光的全方位检测。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于光敏电阻的自动曝光检测装置及方法、平板探测器，用于解决现有技术中平板探测器的AED模块只能检测单一位置或者多个位置光信号的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于光敏电阻的自动曝光检测装置，应用于平板探测器中，所述平板探测器至少包括TFT层，其中，所述基于光敏电阻的自动曝光检测装置至少包括：

光敏电阻，其设于所述TFT层的下表面；

曝光检测电路，连接于所述光敏电阻，用于实时监测所述光敏电阻的阻值，并根据所述光敏电阻的阻值变化情况输出相应的曝光控制信号，从而实现X射线自动曝光检测功能。

优选地，所述曝光检测电路至少包括：

光信号检测电路，连接于所述光敏电阻，用于通过所述光敏电阻检测光信号，以输出检测电压；

参考信号输出电路，用于输出参考电压；

差分放大电路，分别连接于所述光信号检测电路和所述参考信号输出电路，用于将所述检测电压和所述参考电压进行差分放大，以输出与所述光信号大小相关的电压变化信号；

可编程放大电路，连接于所述差分放大电路，用于对所述电压变化信号进行放大；

模数转换电路，连接于所述可编程放大电路，用于对放大后的电压变化信号进行模数转换，以输出相应的电压变化值；

微控制器，分别连接于所述模数转换电路和所述编程放大电路，用于根据所述电压变化值调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值，然后根据所述调节后的电压变化值，计算所述光敏电阻的阻值变化值，以输出相应的曝光控制信号。

优选地，所述微控制器至少包括：

滤波单元，连接于所述模数转换电路，用于采集所述电压变化值，并将预设时长内采集到的所有电压变化值进行平均化，以输出电压变化平均值；

调节控制单元，连接于所述滤波单元和所述编程放大电路，用于将所述电压变化平均值与设定值进行比较，根据比较结果调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值；其中，在所述电压变化平均值小于第一设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数增大，从而控制所述电压变化信号按照增大的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；在所述电压变化平均值大于第二设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数减小，从而控制所述电压变化信号按照减小的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；其中，所述第一设定值小于所述第二设定值，所述调节后的电压变化值大于等于所述第一设定值且小于等于所述第二设定值；

判断输出单元，连接于所述滤波单元，用于根据调节后的电压变化信号的放大倍数和调节后的电压变化平均值，计算所述光敏电阻的当前阻值相对于所述光敏电阻在无光信号时的初始阻值的阻值变化值，并判断所述光敏电阻的阻值变化值是否大于预设阈值，若是则判定检测到X射线，输出曝光开始信号；在输出所述曝光开始信号后，继续判断所述光敏电阻的阻值变化值是否小于所述预设阈值，若是则判定曝光结束，输出曝光结束信号。

优选地，所述微控制器还包括：

阈值设置单元，连接于所述判断输出单元，用于提供并根据需要设置所述预设阈值；其中，所述预设阈值大于所述光敏电阻在无光信号时的初始阻值。

优选地，所述光信号检测电路至少包括：第一参考稳压源，连接于所述光敏电阻的一端；第一低温漂电阻，其一端连接于所述光敏电阻的另一端，其另一端接地；其中，所述检测电压为所述第一低温漂电阻两端的电压；

所述参考信号输出电路至少包括：第二参考稳压源；第二低温漂电阻，其一端连接于所述第二参考稳压源；第三低温漂电阻，其一端连接于所述第二低温漂电阻的另一端，其另一端接地；其中，所述参考电压为所述第三低温漂电阻两端的电压；

其中，所述第一参考稳压源与第二参考稳压源具有相同的电压值，所述第二低温漂电阻的阻值与所述光敏电阻在无光信号时的初始阻值相同，所述第一低温漂电阻的阻值与所述第三低温漂电阻的阻值相同。

优选地，所述曝光检测电路还包括：

温度传感器，连接于所述微控制器，用于检测所述基于光敏电阻的自动曝光检测装置的当前工作温度，以供所述微控制器根据所述当前工作温度对所述光敏电阻的阻值进行修正。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种平板探测器，所述平板探测器至少包括由上至下依次设置的结构件层、闪烁体层和TFT层，其中，被测物置于所述结构件层上，所述X射线依次经过所述被测物、结构件层、闪烁体层和TFT层，其中，所述平板探测器还包括：设置在所述TFT层下方的如上所述的基于光敏电阻的自动曝光检测装置。

优选地，所述光敏电阻以薄膜的形式设置在所述TFT层的下表面，且所述光敏电阻与所述TFT层的面积大小相适配；其中，所述光敏电阻适于通过喷涂或者蒸镀工艺在所述TFT层的下表面直接生长形成薄膜，或者通过将独立的薄膜直接覆盖在所述TFT层的下表面。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于光敏电阻的自动曝光检测方法，应用于平板探测器中，所述平板探测器至少包括TFT层，其中，所述基于光敏电阻的自动曝光检测方法至少包括如下步骤：

提供一光敏电阻，其设于所述TFT层的下表面；

实时监测所述光敏电阻的阻值，并根据所述光敏电阻的阻值变化情况输出相应的曝光控制信号，从而实现X射线自动曝光检测功能。

优选地，实时监测所述光敏电阻的阻值，并根据所述光敏电阻的阻值变化情况输出相应的曝光控制信号，具体方法为：

提供一参考电压；

通过所述光敏电阻检测光信号，以输出检测电压；

将所述检测电压和所述参考电压进行差分放大，以输出与所述光信号大小相关的电压变化信号；

对所述电压变化信号进行放大；

对放大后的电压变化信号进行模数转换，以输出相应的电压变化值；

根据所述电压变化值调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值，然后根据所述调节后的电压变化值，计算所述光敏电阻的阻值变化值，以输出相应的曝光控制信号。

优选地，根据所述电压变化值调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值，然后根据所述调节后的电压变化值，计算所述光敏电阻的阻值变化值，以输出相应的曝光控制信号，具体方法为：

采集所述电压变化值，并将预设时长内采集到的所有电压变化值进行平均化，以输出电压变化平均值；

将所述电压变化平均值与设定值进行比较，根据比较结果调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值；其中，在所述电压变化平均值小于第一设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数增大，从而控制所述电压变化信号按照增大的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；在所述电压变化平均值大于第二设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数减小，从而控制所述电压变化信号按照减小的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；其中，所述第一设定值小于所述第二设定值，所述调节后的电压变化值大于等于所述第一设定值且小于等于所述第二设定值；

根据调节后的电压变化信号的放大倍数和调节后的电压变化平均值，计算所述光敏电阻的当前阻值相对于所述光敏电阻在无光信号时的初始阻值的阻值变化值，并判断所述光敏电阻的阻值变化值是否大于预设阈值，若是则判定检测到X射线，输出曝光开始信号；在输出所述曝光开始信号后，继续判断所述光敏电阻的阻值变化值是否小于所述预设阈值，若是则判定曝光结束，输出曝光结束信号。

优选地，所述基于光敏电阻的自动曝光检测方法还包括如下步骤：

检测当前工作温度，根据所述当前工作温度对所述光敏电阻的阻值进行修正。

如上所述，本发明的基于光敏电阻的自动曝光检测装置及方法、平板探测器，具有以下有益效果：本发明通过在平板探测器的TFT层下方设置一层光敏电阻薄膜，并通过实时监测光敏电阻薄膜的阻值大小来实现X射线自动曝光检测功能，能够有效解决传统AED模块只能检测单一位置或者多个位置出光的问题，实现全视野AED功能。

附图说明

图1显示为本发明现有技术中的内置式AED模块在平板探测器中的位置示意图。

图2显示为本发明第一实施方式的基于光敏电阻的自动曝光检测装置的结构示意框图。

图3显示为本发明第一实施方式的基于光敏电阻的自动曝光检测装置中曝光检测电路的结构示意框图。

图4显示为本发明第一实施方式的基于光敏电阻的自动曝光检测装置的曝光检测电路中微处理器的结构示意框图。

图5显示为本发明第一实施方式的基于光敏电阻的自动曝光检测装置的光敏电阻以及曝光检测电路中的光信号检测电路和参考信号输出电路的等效电路图。

图6显示为本发明第二实施方式的平板探测器中光敏电阻以薄膜形式设置在TFT层下表面的结构示意图。

图7显示为本发明第三实施方式的基于光敏电阻的自动曝光检测方法的流程示意图。

图8显示为本发明第三实施方式的基于光敏电阻的自动曝光检测方法中步骤S2的流程示意图。

元件标号说明

1 X射线球管

2 束光板

3 被测物

4 结构件层

5 闪烁体层

6 光电转换元件层(也称TFT层)

7 AED模块

10 曝光检测电路

11 光信号检测电路

111 光敏电阻

112 第一低温漂电阻

12 参考信号输出电路

121 第二低温漂电阻

122 第三低温漂电阻

13 差分放大电路

14 可编程放大电路

15 模数转换电路

16 微控制器

161 滤波单元

162 调节控制单元

163 判断输出单元

164 阈值设置单元

S1～S2、S21～S26 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2～图5，本发明的第一实施方式涉及一种基于光敏电阻的自动曝光检测装置，应用于平板探测器中，所述平板探测器至少包括TFT层。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图2所示，本实施方式的基于光敏电阻的自动曝光检测装置至少包括：

光敏电阻111，其设于所述TFT层的下表面；以及

曝光检测电路10，连接于所述光敏电阻111，用于实时监测所述光敏电阻111的阻值，并根据所述光敏电阻111的阻值变化情况输出相应的曝光控制信号，从而实现X射线自动曝光检测功能。

在本实施方式中，如图3所示，所述曝光检测电路10至少包括：

光信号检测电路11，连接于所述光敏电阻111，用于通过所述光敏电阻111检测光信号，以输出检测电压VR2。其中，光信号是指穿过平板探测器的TFT层6后的可见光信号，所述光敏电阻111设置在所述TFT层6的下表面，且所述光敏电阻111的面积大小等于所述TFT层6的面积大小。

参考信号输出电路12，用于输出参考电压VR4。

差分放大电路13，分别连接于所述光信号检测电路11和所述参考信号输出电路12，用于将所述检测电压VR2和所述参考电压VR4进行差分放大，以输出与所述光信号大小相关的电压变化信号；

可编程放大电路14，连接于所述差分放大电路13，用于对所述电压变化信号进行放大；

模数转换电路15，连接于所述可编程放大电路14，用于对放大后的电压变化信号进行模数转换，以输出相应的电压变化值；

以及微控制器16，分别连接于所述模数转换电路15和所述编程放大电路14，用于根据所述电压变化值调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值，然后根据所述调节后的电压变化值，计算所述光敏电阻111的阻值变化值ΔR，以输出相应的曝光控制信号。其中，曝光控制信号包括曝光开始信号和曝光结束信号。

需要说明的是，由于光敏电阻111的阻值在有光信号和没有光信号的情况下会发生改变，因此，通过监测光敏电阻111的阻值变化情况，就可以判断是否有X射线照射到平板探测器上。根据光敏电阻111的性质，一般情况下，光敏电阻的阻值随着光强的增加而减小。并且，在本实施方式中，光敏电阻111在无光信号时的初始阻值R0可以通过预先测量得到，也可以在非曝光期间实时测量更新。

在本实施方式中，请继续参阅图4，所述微控制器16至少包括：

滤波单元161，连接于所述模数转换电路15，用于采集所述电压变化值，并将预设时长内采集到的所有电压变化值进行平均化，以输出电压变化平均值。需要解释的是，通过滤波单元161对采集到的所有电压变化值进行平均化，能够减小噪声等干扰。此外，预设时长可根据实际情况进行设置和调节。

调节控制单元162，分别连接于所述滤波单元161和所述编程放大电路14，用于将所述电压变化平均值与设定值进行比较，根据比较结果调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值；其中，在所述电压变化平均值小于第一设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数增大，从而控制所述电压变化信号按照增大的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；在所述电压变化平均值大于第二设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数减小，从而控制所述电压变化信号按照减小的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；其中，所述第一设定值小于所述第二设定值，所述调节后的电压变化值大于等于所述第一设定值且小于等于所述第二设定值。

以及判断输出单元163，连接于所述滤波单元161，用于根据调节后的电压变化信号的放大倍数和调节后的电压变化平均值，计算所述光敏电阻111的当前阻值R相对于所述光敏电阻111在无光信号时的初始阻值R0的阻值变化值ΔR，并判断所述光敏电阻111的阻值变化值ΔR是否大于预设阈值，若是则判定检测到X射线，输出曝光开始信号；在输出所述曝光开始信号后，继续判断所述光敏电阻111的阻值变化值ΔR是否小于预设阈值，若是则判定曝光结束，输出曝光结束信号。

此外，如图4所示，在本实施方式中，所述微控制器16还包括：

阈值设置单元164，连接于所述判断输出单元163，用于提供并根据需要设置所述预设阈值；其中，所述预设阈值大于所述光敏电阻在无光信号时的初始阻值。预设阈值较大时，抗干扰能力较强，预设阈值较小时，抗干扰能力稍弱。预设阈值的具体值可根据不同的应用环境设置。

另外，在本实施方式中，所述光信号检测电路11至少包括：第一参考稳压源，连接于所述光敏电阻111的一端；第一低温漂电阻112，其一端连接于所述光敏电阻111的另一端，其另一端接地GND；其中，所述检测电压VR2为所述第一低温漂电阻112两端的电压。所述参考信号输出电路12至少包括：第二参考稳压源；第二低温漂电阻121，其一端连接于所述第二参考稳压源；第三低温漂电阻122，其一端连接于所述低温漂电阻121的另一端，其另一端接地GND；其中，所述参考电压VR4为所述第三低温漂电阻122两端的电压。如图5所示为本实施方式中光敏电阻111、光信号检测电路11和参考信号输出电路12的等效电路图，其中，所述第一参考稳压源与第二参考稳压源具有相同的电压值，均为Vref，所述光敏电阻111在无光信号时的初始阻值R0与所述第二低温漂电阻121的阻值R2相同，所述第一低温漂电阻112的阻值R1与所述第三低温漂电阻122的阻值R3相同，且光敏电阻111在无光信号时的初始阻值R0、第一低温漂电阻112的阻值R1、第二低温漂电阻121的阻值R2以及第三低温漂电阻122的阻值R3均通过预先测量得到。

本实施方式的工作原理如下：当操作人员控制X射线球管1发出X射线时，X射线经过闪烁体层5后转换为可见光，可见光一部分被平板探测器的TFT层6上的感光二极管吸收，还有一少部分透过平板探测器的TFT层6到达光敏电阻111上。随之，光敏电阻111的电阻值变小，从而引起光信号检测电路11输出的检测电压VR2变大。参考信号输出电路12输出的参考电压VR4和光信号检测电路11输出的检测电压VR2经差分放大电路13后，得到和光信号大小相关的电压变化信号ΔV(ΔV＝VR2-VR4)。为了提高信号的信噪比以及扩大测量范围，采用可编程放大电路14对电压变化信号ΔV进行放大。然后通过模数转换电路15对放大后的信号进行模数转换，当得到的电压变化值小于第一设定值时，微处理器16的调节控制单元162通过控制可编程放大电路14来调节所述电压变化信号ΔV的放大倍数增大，从而控制所述电压变化信号ΔV按照增大的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；而当得到的电压变化值大于第二设定值时，微处理器16的调节控制单元162通过控制可编程放大电路14来调节所述电压变化信号ΔV的放大倍数减小，从而控制所述电压变化信号ΔV按照减小的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值。通常情况下，可能需要多次调节电压变化信号ΔV的放大倍数，直至调节后的电压变化值大于等于所述第一设定值且小于等于所述第二设定值。接着微处理器16的计算单元162通过调节后的电压变化值，可以计算出光敏电阻111的当前阻值R相对于光敏电阻111在无光信号时的初始阻值R0的阻值变化量ΔR。为了提高抗干扰能力，防止误触发，微处理器16的滤波单元161对连续采集到的数据进行滤波处理。然后通过微处理器16的判断输出电压164和预设阈值相比较，当阻值变化量ΔR大于预设阈值时，判定检测到X射线照射，输出曝光开始信号；在输出所述曝光开始信号后，继续判断所述光敏电阻111的阻值变化值ΔR是否小于预设阈值，若是则判定曝光结束，输出曝光结束信号。

此外，由于电阻阻值大小和温度有一定的相关性，为了提高测量的准确性，曝光检测电路10还包括：温度传感器，连接于所述微控制器16，用于检测所述基于光敏电阻的自动曝光检测装置的当前工作温度，以供所述微控制器16根据所述当前工作温度对所述光敏电阻111的阻值进行修正。

当然，在其他的实施方式中，曝光检测电路10也可以采用其他的结构，本实施方式中的结构仅为示例，并不以此为限制。

本实施方式的基于光敏电阻的自动曝光检测装置通过在平板探测器的TFT层6下方设置光敏电阻111，且光敏电阻111的面积大小与TFT层6的面积大小相同，可以感应到TFT层6各个位置透射出的光信号；然后通过实时监测光敏电阻111的阻值大小来实现X射线自动曝光检测功能，能够有效解决传统AED模块7只能检测单一位置或者多个位置出光的问题，实现了全视野AED功能，即实现了整个TFT层6出光的全方位检测。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

请参阅图6，本发明第二实施方式涉及一种平板探测器，其至少包括由上至下依次设置的结构件层4、闪烁体层5和TFT层6，其中，被测物3置于所述结构件层4上，所述X射线依次经过所述被测物3、结构件层4、闪烁体层5和TFT6层。其中，本实施方式的平板探测器还包括：设置在所述TFT层6下方的本发明第一实施方式所涉及的基于光敏电阻的自动曝光检测装置。

其中，如图6所示，所述光敏电阻111以薄膜的形式设置在所述TFT层6的下表面，且所述光敏电阻111与所述TFT层6的面积大小相适配。其中，所述光敏电阻111适于通过喷涂或者蒸镀工艺在所述TFT层6的下表面直接生长形成薄膜，或者通过将独立的薄膜直接覆盖在所述TFT层6的下表面，即直接将光敏电阻111的薄膜贴在TFT层6的下表面。且光敏电阻111的薄膜设有两个引出电极，可以方便接入相对应的测量电路。

本实施方式的平板探测器内置有本发明第一实施方式所涉及的基于光敏电阻的自动曝光检测装置，光敏电阻111设置在平板探测器的TFT层6的下方，且光敏电阻111与所述TFT层6的面积大小相适配，光敏电阻111可以感应到TFT层6各个位置透射出的光信号，更利于实时监测光敏电阻111的阻值大小，从而实现X射线自动曝光检测功能，能够有效解决传统AED模块7只能检测单一位置或者多个位置出光的问题，实现了整个TFT层6出光的全方位检测。

请参阅图7，本发明第三实施方式涉及一种基于光敏电阻的自动曝光检测方法，其至少包括如下步骤：

步骤S1，提供一光敏电阻，其设于所述TFT层的下表面。

步骤S2，实时监测所述光敏电阻的阻值，并根据所述光敏电阻的阻值变化情况输出相应的曝光控制信号，从而实现X射线自动曝光检测功能。

在本实施方式中，如图8所示，所述步骤S2的具体方法为：

步骤S21，提供一参考电压。

步骤S22，通过所述光敏电阻检测光信号，以输出检测电压。

步骤S23，将所述检测电压和所述参考电压进行差分放大，以输出与所述光信号大小相关的电压变化信号。

步骤S24，对所述电压变化信号进行放大。

步骤S25，对放大后的电压变化信号进行模数转换，以输出相应的电压变化值。

步骤S26，根据所述电压变化值调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值，然后根据所述调节后的电压变化值，计算所述光敏电阻的阻值变化值，以输出相应的曝光控制信号。

其中，在本实施方式中，步骤S26的具体方法为：

步骤S261，采集所述电压变化值，并将预设时长内采集到的所有电压变化值进行平均化，以输出电压变化平均值。

步骤S262，将所述电压变化平均值与设定值进行比较，根据比较结果调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值；其中，在所述电压变化平均值小于第一设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数增大，从而控制所述电压变化信号按照增大的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；在所述电压变化平均值大于第二设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数减小，从而控制所述电压变化信号按照减小的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；其中，所述第一设定值小于所述第二设定值，所述调节后的电压变化值大于等于所述第一设定值且小于等于所述第二设定值。

步骤S263，根据调节后的电压变化信号的放大倍数和调节后的电压变化平均值，计算所述光敏电阻的当前阻值相对于所述光敏电阻在无光信号时的初始阻值的阻值变化值，并判断所述光敏电阻的阻值变化值是否大于预设阈值，若是则判定检测到X射线，输出曝光开始信号；在输出所述曝光开始信号后，继续判断所述光敏电阻的阻值变化值是否小于所述预设阈值，若是则判定曝光结束，输出曝光结束信号。

在步骤S262和步骤S263之间，还包括步骤：检测当前工作温度，根据所述当前工作温度对所述光敏电阻的阻值进行修正。

本实施方式的基于光敏电阻的自动曝光检测方法通过实时监测光敏电阻111的阻值大小来实现X射线自动曝光检测功能；另外，由于光敏电阻111设置在平板探测器的TFT层6下方，且光敏电阻111的面积大小与TFT层6的面积大小相同，可以感应到TFT层6各个位置透射出的光信号，能够有效解决传统AED模块7只能检测单一位置或者多个位置出光的问题，实现了整个TFT层6出光的全方位检测。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

综上所述，本发明的基于光敏电阻的自动曝光检测装置及方法、平板探测器，具有以下有益效果：本发明通过在平板探测器的TFT层下方设置一层光敏电阻薄膜，并通过实时监测光敏电阻薄膜的阻值大小来实现X射线自动曝光检测功能，能够有效解决传统AED模块只能检测单一位置或者多个位置出光的问题，实现全视野AED功能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种基于光敏电阻的自动曝光检测装置，应用于平板探测器中，所述平板探测器至少包括TFT层，其特征在于，所述基于光敏电阻的自动曝光检测装置至少包括：

光敏电阻，其设于所述TFT层的下表面，且所述光敏电阻的面积大小等于所述TFT层的面积大小；

曝光检测电路，连接于所述光敏电阻，用于实时监测所述光敏电阻的阻值，并根据所述光敏电阻的阻值变化情况输出相应的曝光控制信号，从而实现X射线自动曝光检测功能。

2.根据权利要求1所述的基于光敏电阻的自动曝光检测装置，其特征在于，所述曝光检测电路至少包括：

光信号检测电路，连接于所述光敏电阻，用于通过所述光敏电阻检测光信号，以输出检测电压；

参考信号输出电路，用于输出参考电压；

差分放大电路，分别连接于所述光信号检测电路和所述参考信号输出电路，用于将所述检测电压和所述参考电压进行差分放大，以输出与所述光信号大小相关的电压变化信号；

可编程放大电路，连接于所述差分放大电路，用于对所述电压变化信号进行放大；

模数转换电路，连接于所述可编程放大电路，用于对放大后的电压变化信号进行模数转换，以输出相应的电压变化值；

微控制器，分别连接于所述模数转换电路和所述可编程放大电路，用于根据所述电压变化值调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值，然后根据所述调节后的电压变化值，计算所述光敏电阻的阻值变化值，以输出相应的曝光控制信号。

3.根据权利要求2所述的基于光敏电阻的自动曝光检测装置，其特征在于，所述微控制器至少包括：

滤波单元，连接于所述模数转换电路，用于采集所述电压变化值，并将预设时长内采集到的所有电压变化值进行平均化，以输出电压变化平均值；

调节控制单元，连接于所述滤波单元和所述可编程放大电路，用于将所述电压变化平均值与设定值进行比较，根据比较结果调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值；其中，在所述电压变化平均值小于第一设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数增大，从而控制所述电压变化信号按照增大的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；在所述电压变化平均值大于第二设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数减小，从而控制所述电压变化信号按照减小的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；其中，所述第一设定值小于所述第二设定值，所述调节后的电压变化值大于等于所述第一设定值且小于等于所述第二设定值；

判断输出单元，连接于所述滤波单元，用于根据调节后的电压变化信号的放大倍数和调节后的电压变化平均值，计算所述光敏电阻的当前阻值相对于所述光敏电阻在无光信号时的初始阻值的阻值变化值，并判断所述光敏电阻的阻值变化值是否大于预设阈值，若是则判定检测到X射线，输出曝光开始信号；在输出所述曝光开始信号后，继续判断所述光敏电阻的阻值变化值是否小于所述预设阈值，若是则判定曝光结束，输出曝光结束信号。

4.根据权利要求3所述的基于光敏电阻的自动曝光检测装置，其特征在于，所述微控制器还包括：

阈值设置单元，连接于所述判断输出单元，用于提供并根据需要设置所述预设阈值；其中，所述预设阈值大于所述光敏电阻在无光信号时的初始阻值。

5.根据权利要求2所述的基于光敏电阻的自动曝光检测装置，其特征在于，所述光信号检测电路至少包括：第一参考稳压源，连接于所述光敏电阻的一端；第一低温漂电阻，其一端连接于所述光敏电阻的另一端，其另一端接地；其中，所述检测电压为所述第一低温漂电阻两端的电压；

所述参考信号输出电路至少包括：第二参考稳压源；第二低温漂电阻，其一端连接于所述第二参考稳压源；第三低温漂电阻，其一端连接于所述第二低温漂电阻的另一端，其另一端接地；其中，所述参考电压为所述第三低温漂电阻两端的电压；

其中，所述第一参考稳压源与第二参考稳压源具有相同的电压值，所述第二低温漂电阻的阻值与所述光敏电阻在无光信号时的初始阻值相同，所述第一低温漂电阻的阻值与所述第三低温漂电阻的阻值相同。

6.根据权利要求2所述的基于光敏电阻的自动曝光检测装置，其特征在于，所述曝光检测电路还包括：

温度传感器，连接于所述微控制器，用于检测所述基于光敏电阻的自动曝光检测装置的当前工作温度，以供所述微控制器根据所述当前工作温度对所述光敏电阻的阻值进行修正。

7.一种平板探测器，所述平板探测器至少包括由上至下依次设置的结构件层、闪烁体层和TFT层，其中，被测物置于所述结构件层上，X射线依次经过所述被测物、结构件层、闪烁体层和TFT层，其特征在于，所述平板探测器还包括：设置在所述TFT层下方的如权利要求1～6任一项所述的基于光敏电阻的自动曝光检测装置。

8.根据权利要求7所述的平板探测器，其特征在于，所述光敏电阻以薄膜的形式设置在所述TFT层的下表面；其中，所述光敏电阻适于通过喷涂或者蒸镀工艺在所述TFT层的下表面直接生长形成薄膜，或者通过将独立的薄膜直接覆盖在所述TFT层的下表面。

9.一种基于光敏电阻的自动曝光检测方法，应用于平板探测器中，所述平板探测器至少包括TFT层，其特征在于，所述基于光敏电阻的自动曝光检测方法至少包括如下步骤：

提供一光敏电阻，其设于所述TFT层的下表面，且所述光敏电阻的面积大小等于所述TFT层的面积大小；

实时监测所述光敏电阻的阻值，并根据所述光敏电阻的阻值变化情况输出相应的曝光控制信号，从而实现X射线自动曝光检测功能。

10.根据权利要求9所述的基于光敏电阻的自动曝光检测方法，其特征在于，实时监测所述光敏电阻的阻值，并根据所述光敏电阻的阻值变化情况输出相应的曝光控制信号，具体方法为：

提供一参考电压；

通过所述光敏电阻检测光信号，以输出检测电压；

将所述检测电压和所述参考电压进行差分放大，以输出与所述光信号大小相关的电压变化信号；

对所述电压变化信号进行放大；

对放大后的电压变化信号进行模数转换，以输出相应的电压变化值；

根据所述电压变化值调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值，然后根据所述调节后的电压变化值，计算所述光敏电阻的阻值变化值，以输出相应的曝光控制信号。

11.根据权利要求10所述的基于光敏电阻的自动曝光检测方法，其特征在于，根据所述电压变化值调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值，然后根据所述调节后的电压变化值，计算所述光敏电阻的阻值变化值，以输出相应的曝光控制信号，具体方法为：

采集所述电压变化值，并将预设时长内采集到的所有电压变化值进行平均化，以输出电压变化平均值；

将所述电压变化平均值与设定值进行比较，根据比较结果调节所述电压变化信号的放大倍数，以得到调节后的电压变化值；其中，在所述电压变化平均值小于第一设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数增大，从而控制所述电压变化信号按照增大的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；在所述电压变化平均值大于第二设定值时，调节所述电压变化信号的放大倍数减小，从而控制所述电压变化信号按照减小的放大倍数进行放大并进行模数转换，进而得到调节后的电压变化值；其中，所述第一设定值小于所述第二设定值，所述调节后的电压变化值大于等于所述第一设定值且小于等于所述第二设定值；

根据调节后的电压变化信号的放大倍数和调节后的电压变化平均值，计算所述光敏电阻的当前阻值相对于所述光敏电阻在无光信号时的初始阻值的阻值变化值，并判断所述光敏电阻的阻值变化值是否大于预设阈值，若是则判定检测到X射线，输出曝光开始信号；在输出所述曝光开始信号后，继续判断所述光敏电阻的阻值变化值是否小于所述预设阈值，若是则判定曝光结束，输出曝光结束信号。

12.根据权利要求9所述的基于光敏电阻的自动曝光检测方法，其特征在于，所述基于光敏电阻的自动曝光检测方法还包括如下步骤：

检测当前工作温度，根据所述当前工作温度对所述光敏电阻的阻值进行修正。