CN202886833U - 直穿式抗辐照x光数字相机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种X光数字相机，尤其是涉及一种直穿式抗辐照X光数字相机。一种直穿式抗辐照X光数字相机，包括闪烁体、第一成像镜头、相机外壳、第一镜头卡口、可见光数字相机、X光防护玻璃，所述闪烁体置于相机外壳内壁一侧，所述第一成像镜头通过第一镜头卡口与可见光数字相机连接并放置于相机外壳内壁另一侧，所述可见光数字相机置于相机外壳内壁侧，第一成像镜头置于闪烁体一侧，所述X光防护玻璃放置于闪烁体与第一成像镜头之间。本装置是针对现有技术中问题，提供一种使得本装置结构紧凑并且可用于能量范围较宽X光照相的数字相机，同时也可用于X光能量较高的X光照相机。本实用新型主要应用于X光数字相机设计领域。

Description

直穿式抗辐照X光数字相机

技术领域

本实用新型涉及一种X光数字相机，尤其是涉及一种直穿式抗辐照X光数字相机。

背景技术

X光数字相机是用于X光辐射照相的探测设备，与X光源配套，它接收并转换、处理包含了待测样品信息的X光，得到与待测样品对应的数字图像，从而得到待测样品的缺陷、密度等信息。

目前，市场上销售的X光数字相机通常采用的是第一光纤锥耦合的方式，如图1所示，在第一光纤锥2端面蒸镀一层闪烁体膜层1，并将第一光纤锥2的另一端面与可见光数字相机4的CCD芯片3耦合。这种方式比较紧凑，效率较高，但由于对X光防护的不足，不适合用于X光能量较高的场合。

采用折转式结构可减小较高能量X光直接照射在数字相机芯片和周边电路上防止数字相机硬件损伤以及由此带来的大量的白斑图像噪声，从而可用于较高能量的X光照相，如图2所示。闪烁体21将X光转换为可见光，可见光由反射镜23反射90度后再由第一成像镜头24成像至可见光数字相机4。屏蔽暗箱22起隔离环境杂散光的作用。折转式结构虽可应用于较高能量的X光数字照相，但这种结构使系统结构变得不够紧凑，且应用不够灵活。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术中第一光纤锥耦合X光数字相机适用X光能量范围窄和折转式X光数字相机结构不紧凑的问题，本实用新型提供一种直穿式抗辐照X光数字相机，使得本装置结构紧凑并且可用于能量范围较宽X光照相的数字相机，同时也可用于X光能量较高的X光照相机。进一步解决的问题是本装置使得灵敏度进一步加强。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种直穿式抗辐照X光数字相机，包括闪烁体21、第一成像镜头24、相机外壳31、第一镜头卡口33、可见光数字相机4、X光防护玻璃32，所述闪烁体21置于相机外壳23内壁一侧，所述第一成像镜头24通过第一镜头卡口33与可见光数字相机4连接并放置于相机外壳23内壁另一侧，所述可见光数字相机4置于相机外壳31内壁侧，第一成像镜头24置于闪烁体21一侧，所述X光防护玻璃32放置于闪烁体21与第一成像镜头24之间。

所述闪烁体21与可见光数字相机4通过第一成像镜头24满足光学成像关系，满足公式（2）：

                           （2）

其中

表示闪烁体21表面到第一成像镜头24主面的距离；表示可见光数字相机芯片到第一成像镜头24主面的距离；

表示第一成像镜头24的焦距。

所述闪烁体21材料是碘化铯晶体、掺铊碘化铯蒸镀屏、硅酸钇镥晶体、硅酸镥晶体、硫氧化钆型增感屏或锗酸铋晶体。

所述X光防护玻璃32是牌号ZF1～ZF14的重火石玻璃。所述重火石玻璃的厚度在cm量级，在体积、重量、可见光透过率条件允许的情况下，增加重火石玻璃的厚度以更有效地衰减X光。

直穿式抗辐照X光数字相机还包括影像增强器，所述影像增强器设置于第一成像镜头24与可见光数字相机4之间，第一成像镜头24通过第二镜头卡口与影像增强器连接，影像增强器通过第二光纤锥耦合至可见光数字相机4。

所述影像增强器设置于第一成像镜头24与可见光数字相机4之间，第一成像镜头24通过第二镜头卡口与影像增强器连接，所述影像增强器通过第二成像镜头耦合至可见光数字相机4，影像增强器的荧光屏与可见光数字相机4通过第二成像镜头满足光学成像关系。满足公式（2）：

                                                    （2）

其中表示影像增强器的荧光屏表面到第二成像镜头主面的距离；

表示可见光数字相机4芯片到第二成像镜头主面的距离；

表示第二成像镜头的焦距。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:

1）         通过闪烁体、第一成像镜头、相机外壳、第一镜头卡口、X光防护玻璃与可见光数字相机组成的装置，使得结构紧凑并且对于入射的能量较高和范围较宽的X光能有效处理，通过X光防护玻璃使得未被闪烁体完全吸收的入射X光得到大幅衰减，有效减少了入射到可见光数字相机上的X光子数量，从而有效减少图像上的白斑噪声，提高图像质量，延长了相机的使用寿命。

2）         在1）基础上，通过合理设计闪烁体厚度d、设计结构使闪烁体与可见光数字相机通过第一成像镜头满足光学成像关系，使得本装置获得的X光图像效果大大增强。

3）         在2）基础上，本装置还可增加影像增强器，进一步提高X光数字相机的灵敏度。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是现有技术中光纤锥耦合X光数字相机结构示意图；

图2是现有技术中折转式X光数字相机结构示意图；

图3是本实用新型直穿式辐照X光数字相机。

附图标记：

 1-闪烁体膜层    2-第一光纤锥     3-CCD芯片   4-可见光数字相机

21-闪烁体       22-屏蔽暗箱      23-反射镜    24-第一成像镜头

31-相机外壳       32-X光防护玻璃     33-第一镜头卡口   

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

工作原理：本装置通过X光照射到闪烁体21上，闪烁体21将X光转换为可见光，可见光通过第一成像镜头24耦合可见光至可见光数字相机4。对X光进行处理，可通过在闪烁体21与第一成像镜头24之间设置X防护玻璃32对未被闪烁体21完全吸收的入射X光大幅衰减，减小了进入可见光数字相机芯片上的X光子数量，从而减小了图像上的白斑噪声，同时又可最大限度地通过可见光，使得图像质量提升效果明显。进一步地可在可见光数字相机的前面加影像增强器用以提高X光数字相机的灵敏度。

实施例一：如图3所示，本装置包括闪烁体21、第一成像镜头24、相机外壳31、第一镜头卡口33、可见光数字相机4、X光防护玻璃32，所述闪烁体21置于相机外壳23内壁一侧，所述第一成像镜头24通过第一镜头卡口33与可见光数字相机连接并放置于相机外壳23内壁另一侧，所述可见光数字相机4置于相机外壳内壁侧，第一成像镜头24置于闪烁体21一侧，所述X光防护玻璃放32置于闪烁体21与第一成像镜头24之间。

实施例二：在实施例一基础上，所述闪烁体21厚度与X光数字相机的灵敏度和空间分辨率有关。闪烁体21厚度较厚时，闪烁体21对X光的沉积效率

较大，相应地，X光数字相机的灵敏度较高，但同时，闪烁体21厚度的增加会带来其空间分辨率的快速下降。因此，闪烁体21的厚度选择需根据具体情况综合考虑确定。闪烁体21对X光的沉积效率

满足公式（3）：

              (3)

其中

表示闪烁体21的厚度，单位是cm；

表示闪烁体21的线吸收系数，单位是cm^-1，由闪烁体21的材料决定，且随X光能量的变化而变化；

表示闪烁体21对X光的沉积效率，无量纲。

实施例三：在实施例一或二基础上，所述闪烁体21与可见光数字相机通过第一成像镜头24满足光学成像关系，满足公式（1）：

                           （1）

其中

表示闪烁体21表面到第一成像镜头24主面的距离；

表示可见光数字相机芯片到第一成像镜头24主面的距离；

表示第一成像镜头24的焦距。

实施例四：在实施例三基础上，所述闪烁体21材料是碘化铯晶体、掺铊碘化铯蒸镀屏、硅酸钇镥晶体、硅酸镥晶体、硫氧化钆型增感屏或锗酸铋晶体。

实施例五：在实施例1、2、3或4基础上，X光防护玻璃是牌号ZF1~ZF14的重火石玻璃。所述重火石玻璃的厚度在cm量级，在体积、重量、可见光透过率条件允许的情况下，增加重火石玻璃的厚度以更有效地衰减X光。

实施例六：在实施例一至五之一基础上，本装置还包括影像增强器，所述影像增强器设置于第一成像镜头24与可见光数字相机4之间，第一成像镜头24通过第二镜头卡口与影像增强器连接，影像增强器通过第二光纤锥耦合至可见光数字相机4。

实施例七：在实施例六基础上，所述影像增强器设置于第一成像镜头24与可见光数字相机4之间，第一成像镜头24通过第二镜头卡口与影像增强器连接，影像增强器还可通过第二成像镜头耦合至可见光数字相机，影像增强器的荧光屏与可见光数字相机4通过第二成像镜头满足光学成像关系。满足公式（2）：

                  

         （2）

其中

表示影像增强器的荧光屏表面到第二成像镜头主面的距离；

表示可见光数字相机4芯片到第二成像镜头主面的距离；

表示第二成像镜头的焦距。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 

Claims (6)

1.一种直穿式抗辐照X光数字相机，包括闪烁体、第一成像镜头、相机外壳、第一镜头卡口、可见光数字相机，其特征在于还包括X光防护玻璃，所述闪烁体置于相机外壳内壁一侧，所述第一成像镜头通过第一镜头卡口与可见光数字相机连接并放置于相机外壳内壁另一侧，所述可见光数字相机4置于相机外壳内壁侧，第一成像镜头置于闪烁体一侧，所述X光防护玻璃放置于闪烁体与第一成像镜头之间。

2.根据权利要求1所述的直穿式抗辐照X光数字相机，其特征在于所述闪烁体与可见光数字相机4通过第一成像镜头满足光学成像关系，满足公式（1）：

                           （1）

其中

表示闪烁体表面到第一成像镜头主面的距离；

表示可见光数字相机芯片到第一成像镜头主面的距离；

表示第一成像镜头的焦距。

3.根据权利要求2所述的直穿式抗辐照X光数字相机，其特征在于所述闪烁体材料是碘化铯晶体、掺铊碘化铯蒸镀屏、硅酸钇镥晶体、硅酸镥晶体、硫氧化钆型增感屏或锗酸铋晶体。

4.根据权利要求1、2或3所述的直穿式抗辐照X光数字相机，其特征在于所述X光防护玻璃是牌号ZF1～ZF14的重火石玻璃。

5.根据权利要求1所述的直穿式抗辐照X光数字相机，其特征在于还包括影像增强器，所述影像增强器设置于第一成像镜头与可见光数字相机之间，第一成像镜头通过第二镜头卡口与影像增强器连接，影像增强器通过第二光纤锥耦合至可见光数字相机。

6.根据权利要求5所述的直穿式抗辐照X光数字相机，其特征在于所述影像增强器设置于第一成像镜头与可见光数字相机之间，第一成像镜头通过第二镜头卡口与影像增强器连接，所述影像增强器通过第二成像镜头耦合至可见光数字相机，影像增强器的荧光屏与可见光数字相机通过第二成像镜头满足光学成像关系，满足公式（2）：

                                                    （2）

其中

表示影像增强器的荧光屏表面到第二成像镜头主面的距离；

表示可见光数字相机芯片到第二成像镜头主面的距离；

表示第二成像镜头的焦距。

Images