CN203069792U - 一种平板探测器自动触发曝光电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种平板探测器自动触发曝光电路，包括：包括多个并联的光电接收二极管的光电传感器；用于将光电传感器的正负极分别接入一级运放的正负输入端，对光电传感器的电信号进行差分放大；连接于所述一级运放电路，用于对一级运放电路输出的电压信号进行同向放大的二级运放电路；连接于所述二级运放电路，用于比较二级运放电路输出的电压信号及参考电压，并在所述电压信号大于所述参考电压时输出用于控制平板探测器曝光的脉冲信号的比较电路。本实用新型采用多个光电接收二极管并联的方式，在非常低的曝光剂量下也能完成曝光控制，具有非常高的灵敏度，采用差分放大，可以有效的减少系统对光电传感器输出信号的干扰，提高信噪比。
Description
技术领域
本实用新型属于医疗电子领域，特别是涉及一种平板探测器自动触发曝光电路。
背景技术
自1995年推出第一台平板探测器（flat panel detector）设备以来，随着近年平板探测技术取得飞跃性的发展，众生产商和研究人员已经将平板数字X射线探测器从实验室带到了临床使用中，由于平板探测器具有的高灵敏性，宽动态范围及数字化图像的低畸变等优势，医院用户正在不断增多，平板技术也逐渐走向普及，平板数字X射线成像技术成为引发X射线诊断影像革命的中坚力量。
在平板探测器的研发和生产过程中，平板探测技术可分为直接和间接两类。近年来平板探测技术取得了飞跃的发展，由于直接转换式的平板探测器研发较为复杂，早期实验室研究不能方便的用于商业化生产，而间接转换式的平板探测器由研发到商业规模化生产较为方便易行，所以早期的平板探测器新产品中大多数采用的都是间接转换方式，但随着近年直接转换平板探测器研发的突破进展，其技术已经逐渐成熟，很多公司相继推出了具有更高图像质量的直接转换式的平板探测器系统产品。
间接转换式的平板探测器结构主要是由闪烁材料或荧光材料层加具有光电接收二极管作用的非晶硅层加TFT阵列构成。其原理为闪烁体或荧光材料层经X射线曝光后，将x射线光子转换为可见光，而后由具有光电接收二极管作用的非晶硅层变为图像电信号，最后获得数字图像。
X平板探测器曝光有外触发和自动曝光两种方式，外触发方式是指高压发生器控制平板探测器曝光，内触发的方式是通过闪烁材料把X射线转换成可见光，可见光照射光电传感器输出电流，配合相关电路最后输出电平信号，探测器根据这个电平信号来控制曝光。
外触发的工作方式要求平板探测器必须要和高压发生器连接，拥有自动曝光控制功能平板探测器就可以不用和高压发生器之间连接，直接工作简单方便。
自动曝光控制分为外置式和内置式，外置式就是光电传感器和相关电路在平板探测器的外部，光电传感器放置在探测器的表面，电平信号通过线缆连接到探测器。采用外置式曝光控制，必须对平板探测器光电传感器区域进行软件处理，滤除光电传感器对图像造成的影响，内置式曝光控制光电传感器放在TFT的下面对探测器成像没有任何影响，但是因为TFT和结构件吸收了大多数的X射线，光电传感器接收的光线很少，相对的输出电流信号也非常小。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种平板探测器自动触发曝光电路，用于解决现有技术中的平板探测器自动触发曝光电路在小剂量曝光下感光能力较弱、输出电流过小而导致灵敏度较低的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种平板探测器自动触发曝光电路，至少包括：
光电传感器，包括多个并联的光电接收二极管，用于将光信号转换成电信号；
一级运放电路，连接于所述光电传感器，用于将所述光电传感器输出的电信号进行差分放大；
二级运放电路，连接于所述一级运放电路，用于对所述一级运放电路输出的电压信号进行同向放大；
比较电路，连接于所述二级运放电路，用于比较所述二级运放电路输出的电压信号及参考电压，并在所述电压信号大于所述参考电压时输出用于控制平板探测器曝光的脉冲信号。
作为本实用新型的平板探测器自动触发曝光电路的一种优选方案，所述光电传感器中的多个并联的光电接收二极管同时把光能转换成电流。
作为本实用新型的平板探测器自动触发曝光电路的一种优选方案，所述光电传感器包括1~10个并联的光电接收二极管。
作为本实用新型的平板探测器自动触发曝光电路的一种优选方案，所述光电传感器表面涂覆有用于将X射线转换成可见光的闪烁材料。
作为本实用新型的平板探测器自动触发曝光电路的一种优选方案，所述一级运放电路为仪表放大器，所述仪表放大器的正输入端连接于所述光电传感器的正极，仪表放大器负输入端接入所述光电传感器的负极。
进一步地，所述二级运放电路为同向放大器，所述同向放大器的正输入端连接于所述一级运放电路的输出端。
作为本实用新型的平板探测器自动触发曝光电路的一种优选方案，所述一级运放电路与二级运放电路之间连接有一限幅二极管，用于对所述一级运放电路输出的电压信号进行限幅，所述限幅二极管的正极连接于所述一级运放电路的输出端，负极接地。
进一步地，所述限幅二极管为肖特基二极管。
作为本实用新型的平板探测器自动触发曝光电路的一种优选方案，所述二级运放电路及所述比较电路之间还连接有一用于对所述二级运放电路输出的电压信号进行限压保护的限压二极管，所述限压二极管的正极连接于所述二级运放电路的输出端，负极连接于正电源。
进一步地，所述限压二极管为肖特基二极管。
如上所述，本实用新型提供一种平板探测器自动触发曝光电路，包括：包括多个并联的光电接收二极管，用于将光信号转换成电信号的光电传感器；连接于所述光电传感器，用于将所述光电传感器输出的电信号进行差分放大的一级运放电路；连接于所述一级运放电路，用于对所述一级运放电路输出的电压信号进行同向放大的二级运放电路；连接于所述二级运放电路，用于比较所述二级运放电路输出的电压信号及参考电压，并在所述电压信号大于所述参考电压时输出用于控制平板探测器曝光的脉冲信号的比较电路。本实用新型采用多个光电接收二极管并联的方式，在非常低的曝光剂量下也能完成曝光控制，具有非常高的灵敏度，采用差分放大，可以有效的减少系统对光电传感器输出信号的干扰，提高信噪比。
附图说明
图1显示为本实用新型的内置式自动曝光控制平板探测器的结构示意图。
图2显示为本实用新型的平板探测器自动触发曝光电路的基本电路结构示意图。
图3显示为本实用新型的平板探测器具有限幅电路的自动触发曝光电路的基本电路结构示意图。
图4显示为本实用新型的平板探测器具有限幅电路的自动触发曝光电路的具体电路结构示意图。
元件标号说明
13 结构件
12 TFT板
11 碳板
10 自动曝光控制电路
101 光电传感器
1011 光电接收二极管
102 一级运放电路
103 二级运放电路
104 比较电路
105 曝光控制器
106 限幅二极管
107 限压二极管
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点与功效。本实用新型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，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1~图4。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实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型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1~图4所示，本实施例提供一种平板探测器自动触发曝光电路，所述自动曝光控制电路采用独特的内置方式，即所述自动曝光控制电路放置在平板探测器的内部如图1所示，所述平板探测器包括结构件13、覆盖于所述结构件上的TFT板12、覆盖于所述TFT板上的碳板11以及装设于上述结构内部的自动曝光控制电路10。
如图2~图4所示，所述自动曝光控制电路至少包括：
光电传感器101，包括多个并联的光电接收二极管1011，用于将光信号转换成电信号；
一级运放电路102，连接于所述光电传感器101，用于将所述光电传感器101输出的电信号进行差分放大；
二级运放电路103，连接于所述一级运放电路102，用于对所述一级运放电路102输出的电压信号进行同向放大；
比较电路104，连接于所述二级运放电路103，用于比较所述二级运放电路103输出的电压信号及参考电压，并在所述电压信号大于所述参考电压时输出用于控制平板探测器曝光的脉冲信号。
所述光电传感器101表面涂覆有用于将X射线转换成可见光的闪烁材料，所述闪烁材料为碘化铯等材料。为了保证感光量，在曝光的过程中，所述光电传感器101中的多个并联的光电接收二极管同时把光信号转换成电流信号，在本实施例中，所述光电传感器101包括1~10个并联的光电接收二极管1011，采用多路光电接收二极管1011并联的方式能有效的提高光电传感器101的灵敏度，本实用新型的平板探测器在表面小于1.5nGy的剂量下依然能控制平板探测器的曝光控制器105曝光。
所述一级运放电路102为仪表放大器，所述仪表放大器的正输入端连接于所述光电传感器101的正极，负输入端连接于所述光电传感器101的负极，采用差分放大可以减少系统对光电传感器101输出信号的干扰，提高信噪比。所述二级运放电路103为同向放大器，所述同向放大器的正输入端连接于所述一级运放电路102的输出端，负输入端连接于一外部电源，所述同向放大器用于进一步对所述仪表放大器输入的电压信号进行放大。
在本实施例中，所述一级运放电路102与二级运放电路103之间连接有一限幅二极管，用于对所述一级运放电路102输出的电压信号进行限幅，所述限幅二极管的正极连接于所述一级运放电路102的输出端，负极接地。在本实施例中，所述限幅二极管采用肖特基二极管，可以防止大剂量曝光放大器饱和。
所述二级运放电路103及所述比较电路104之间还连接有一用于对所述二级运放电路103输出的电压信号进行限压保护的限压二极管，所述限压二极管的正极连接于所述二级运放电路103的输出端，负极连接于正电源，所述限压二极管可以防止输出过饱和，在本实施例中，所述限压二极管为肖特基二极管。
为了进一步说明本实用新型的自动曝光控制电路的功效，请参阅图4，如图所示，本实用新型的光电传感器101输出电流为I，等效电阻为R1，所述仪表放大器增益为A1，二级同向运放电路的增益为A2，二级运放电路103的输出的电压Vo2=I*R1*A1*A2。输出的电压Vo2和所述比较电路104的参考电压Vf经过比较后输出电平信号，探测器根据电平信号控制曝光，即当Vo2大于所述参考电压Vf时，所述比较电路104输出高电平，控制平板探测器的曝光控制器105曝光，当Vo2小于所述参考电压Vf时，所述比较电路104输出低电平，所述平板探测器的曝光控制器105不曝光。在一具体的实施过程中，所述光电传感器101在0~60摄氏度的温度范围内，其内阻R1的范围为10M~100M，仪表放大器增益为100，二级运放电路103的增益为60，对于系统的增益范围是6*1010~6*1012，经实际测试本方案的灵敏度非常高，常温下在平板探测器表面小于1.5nGy的剂量下，依然能够控制曝光。
综上所述，本实用新型提供一种平板探测器自动触发曝光电路，包括：包括多个并联的光电接收二极管1011，用于将光信号转换成电信号的光电传感器101；连接于所述光电传感器101，用于将所述光电传感器101输出的电信号进行差分放大的一级运放电路102；连接于所述一级运放电路102，用于对所述一级运放电路102输出的电压信号进行同向放大的二级运放电路103；连接于所述二级运放电路103，用于比较所述二级运放电路103输出的电压信号及参考电压，并在所述电压信号大于所述参考电压时输出用于控制平板探测器曝光的脉冲信号的比较电路104。本实用新型采用多个光电接收二极管1011并联的方式，在非常低的曝光剂量下也能完成对所述平板探测器的曝光控制，具有非常高的灵敏度，采用差分放大，可以有效的减少系统对光电传感器101输出信号的干扰，提高信噪比。所以，本实用新型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实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种平板探测器自动触发曝光电路，其特征在于，至少包括：
光电传感器，包括多个并联的光电接收二极管，用于将光信号转换成电信号；
一级运放电路，连接于所述光电传感器，用于将所述光电传感器输出的电信号进行差分放大；
二级运放电路，连接于所述一级运放电路，用于对所述一级运放电路输出的电压信号进行同向放大；
比较电路，连接于所述二级运放电路，用于比较所述二级运放电路输出的电压信号及参考电压，并在所述电压信号大于所述参考电压时输出用于控制平板探测器曝光的脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的平板探测器自动触发曝光电路，其特征在于：所述光电传感器包括1~10个并联的光电接收二极管。
3.根据权利要求1所述的平板探测器自动触发曝光电路，其特征在于：所述光电传感器表面涂覆有用于将X射线转换成可见光的闪烁材料。
4.根据权利要求1所述的平板探测器自动触发曝光电路，其特征在于：所述一级运放电路为仪表放大器，所述仪表放大器的正输入端连接于所述光电传感器的正极，仪表放大器负输入端接入所述光电传感器的负极。
5.根据权利要求1所述的平板探测器自动触发曝光电路，其特征在于：所述二级运放电路为同向放大器，所述同向放大器的正输入端连接于所述一级运放电路的输出端。
6.根据权利要求1所述的平板探测器自动触发曝光电路，其特征在于：所述一级运放电路与二级运放电路之间连接有一限幅二极管，用于对所述一级运放电路输出的电压信号进行限幅，所述限幅二极管的正极连接于所述一级运放电路的输出端，负极接地。
7.根据权利要求6所述的平板探测器自动触发曝光电路，其特征在于：所述限幅二极管为肖特基二极管。
8.根据权利要求1所述的平板探测器自动触发曝光电路，其特征在于：所述二级运放电路及所述比较电路之间还连接有一用于对所述二级运放电路输出的电压信号进行限压保护的限压二极管，所述限压二极管的正极连接于所述二级运放电路的输出端，负极连接于正电源。
9.根据权利要求8所述的平板探测器自动触发曝光电路，其特征在于：所述限压二极管为肖特基二极管。
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