CN210863592U - 一种基于双光路的x射线成像探测装置 - Google Patents
一种基于双光路的x射线成像探测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210863592U CN210863592U CN201921767116.2U CN201921767116U CN210863592U CN 210863592 U CN210863592 U CN 210863592U CN 201921767116 U CN201921767116 U CN 201921767116U CN 210863592 U CN210863592 U CN 210863592U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- camera
- lens
- tube
- tube lens
- objective lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种基于双光路的X射线成像探测装置，属于X射线成像技术领域，解决了现有技术中单光路大视场成像对相机像素数要求高的问题。该装置包括预处理组件、物镜、分光镜、第一管镜、第二管镜、第一相机和第二相机，所述第一管镜和第二管镜的结构参数相同，所述第一相机和第二相机的芯片尺寸及分辨率相同；携带样品信息的X射线垂直入射预处理组件，被吸收、转化为携带样品信息的可见光图像，所述携带样品信息的可见光图像发出的光线被物镜放大后经分光镜分光，再分别经第一管镜和第二管镜聚焦至第一相机和第二相机，得到双光路探测图像。本实用新型通过设计双光路成像降低了对相机高像素数的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及X射线成像技术领域，尤其涉及一种基于双光路的X射线成像探测装置。
背景技术
透镜耦合X射线间接成像探测器具有亚微米至微米尺度的空间分辨能力，目前几乎所有的同步辐射成像线站都装配有该类型的探测器系统。各线站配置的探测器，使用的透镜系统中显微镜头的像方视场大多为26mm，对于放大倍数为2X、10X、20X的显微系统来说，能观测到的物方视场大小分别为13mm、2.6mm和1.3mm。在使用高倍物镜时，只能观测到较小的物方视场。为了在高分辨大视场条件下实现对大样品的观测，需要研制具有较大视场的显微镜头并配备与显微镜头像方视场直径相对应的可见光相机芯片。
目前国内已经研制出大视场显微镜头以及与其对应的高像素数可见光相机。在两者合理配备的基础上，利用单光路成像可以实现大视场、高分辨率的样品探测。但可见光相机像素数目的提高，也增加了探测装置的成本，同时高像素相机帧频减小，限制了成像速率。
现有技术存在以下缺点，一是高像素相机成本高，增加了探测装置的成本；二是成像速率降低、耗时长，浪费了同步辐射X射线光源。
实用新型内容
鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种基于双光路的X射线成像探测装置，用以解决现有基于单光路的大视场X射线成像装置对相机像素数要求高、成本高的问题。
本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种基于双光路的X射线成像探测装置，包括预处理组件、物镜、分光镜、第一管镜、第二管镜、第一相机和第二相机，所述第一管镜和第二管镜的结构参数相同，所述第一相机和第二相机的芯片尺寸及分辨率相同；携带样品信息的X射线垂直入射预处理组件，被吸收、转化为携带样品信息的可见光图像，所述携带样品信息的可见光图像发出的光线被物镜放大后经分光镜分光，再分别经第一管镜和第二管镜聚焦至第一相机和第二相机，得到双光路探测图像。
进一步的，所述预处理组件位于所述物镜的物方焦平面，且所述物镜的光轴垂直于所述预处理组件。
进一步的，所述物镜的光轴垂直于所述第一管镜的光轴，并与第二管镜的光轴位于同一直线上。
进一步的，所述分光镜为半反射半透射的分光棱镜。
进一步的，所述分光镜与所述物镜的光轴、第一管镜的光轴和第二管镜的光轴夹角均为45°。
进一步的，所述第一相机和第二相机的芯片分别位于第一管镜和第二管镜的像方焦平面，第一相机芯片的中心与第一管镜的光轴右侧存在偏移，第二相机芯片的中心与第二管镜的光轴下侧存在偏移。
进一步的，偏移的距离由物镜物方视场大小以及物镜和管镜对可见光图像的放大倍数确定，所述偏移的距离为：
其中，f1为物镜的焦距、f2为第一管镜和第二管镜的焦距，D为物镜像物方视场的直径。
进一步的，所述第一相机芯片和第二相机芯片尺寸大于物镜物方视场尺寸的
进一步的，所述预处理组件包括碳膜、闪烁晶体和铅玻璃，所述碳膜位于所述闪烁晶体前侧，所述铅玻璃位于所述闪烁晶体后侧。
进一步的，所述物镜的像方视场大于26mm。
与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果：
1、本装置采用双光路成像取代传统的单光路成像，设计中通过使用一片半反射、半透射的分光棱镜，把光线分成沿水平和竖直方向传播的两部分。再分别利用相同的两个管镜在两个光路上汇聚光线，在管镜像方焦平面分别放置两个可见光相机，设计光路结构简单。
2、通过调整相机芯片的位置，分别采集光线的不同部分。
3、通过选择较小的相机芯片，减少像素点数目，降低了装置成本并降低了对相机频帧的要求。
本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为基于双光路的X射线成像探测装置的示意图。
附图标记：
1-携带样品信息的X射线；2-碳膜；3-闪烁晶体；4-铅玻璃；5-物镜；6-分光镜；7-1-第一管镜；7-2第二管镜；8-1-第一相机；8-2-第二相机；9-1-第一相机芯片；9-2-第二相机芯片。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
本实用新型的一个具体实施例，公开了一种基于双光路的X射线成像探测装置。如图1所示，该装置包括包括预处理组件、物镜、分光镜、第一管镜、第二管镜、第一相机和第二相机，所述第一管镜和第二管镜的结构参数相同，所述第一相机和第二相机的芯片尺寸及分辨率相同；携带样品信息的X射线垂直入射预处理组件，被吸收、转化为携带样品信息的可见光图像，所述携带样品信息的可见光图像发出的光线被物镜放大后经分光镜分光，再分别经第一管镜和第二管镜聚焦至第一相机和第二相机，得到双光路探测图像。
本装置规避传统的采用大视场显微镜头和高像素相机的单光路成像，创造性的提出了双光路探测成像，分别采用不同的相机探测得到携带样品不同部分信息的图像，后期经过现有的拼接技术即可得到对应整个样品信息的大视场图像，降低了相机成本并降低了对相机频帧的要求。
其中，所述第一管镜和第二管镜的结构参数相同是指两个管镜的大小和焦距相同。
通过调整同步辐射X射线装置的位置，使其发出的X射线照射样品后可以垂直入射至预处理组件。
优选的，所述预处理组件位于所述物镜的物方焦平面，使物镜能够探测到经预处理组件处理后获得的携带样品信息的可见光图像，且所述物镜的光轴垂直于所述预处理组件所在的平面。
具体的，所述物镜的光轴垂直于所述第一管镜的光轴，并与第二管镜的光轴位于同一直线上。
优选的，所述分光镜为半反射半透射的分光棱镜。
优选的，所述分光镜与所述物镜的光轴、第一管镜的光轴和第二管镜的光轴夹角均为45°，即所述物镜的光轴和第一管镜的光轴相交处倾斜45°放置分光棱镜，使经物镜放大后的光线经分光镜分光后分别沿竖直方向光路和水平方向光路传播，实现双光路探测。
具体的，所述第一相机和第二相机的芯片分别位于第一管镜和第二管镜的像方焦平面，第一相机芯片的中心与第一管镜的光轴右侧存在偏移，第二相机芯片的中心与第二管镜的光轴下侧存在偏移，使第一相机和第二相机分别能够采集多于二分之一的光线。
其中，第一相机芯片的中心与第一管镜的光轴右侧的偏移距离和第二相机芯片的中心与第二管镜的光轴下侧的偏移距离相同。
优选的，偏移的距离由物镜物方视场大小以及物镜和管镜对可见光图像的放大倍数确定，所述偏移的距离为：
其中，f1为物镜的焦距、f2为第一管镜和第二管镜的焦距，D为物镜物方视场的直径。
优选的，所述第一相机芯片和第二相机芯片尺寸大于物镜物方视场尺寸的
同时小于物镜物方视场尺寸的
具体实施时，优选的，第一相机芯片尺寸的大小，在保证偏移距离的前提下，使第一相机芯片的右侧边缘与第一管镜光轴间的直线距离可以容纳50个像素点；同理，第二相机芯片尺寸的大小，在保证偏移距离的前提下，使第二相机芯片的上策边缘与第二管镜光轴间的直线距离可以容纳50个像素点。
优选的，所述预处理组件包括碳膜、闪烁晶体和铅玻璃，所述闪烁晶体的两端内嵌于两个固定装置，所述碳膜贴附于所述闪烁晶体前侧，所述铅玻璃贴附于所述闪烁晶体后侧。
优选的，所述物镜的像方视场大于26mm。
如图1所示，示例性的，A1、B1、C1和A2、B2、C2分别为可见光图像中发光点A、B、C经物镜、分光镜、再分别镜第一管镜和第二管镜后在第一相机和第二相机中的成像位置，第一相机采集B点下半部分的可见光图像信息，第二相机采集B点上半部分的可见光图像信息。
本实施例提供的一种基于双光路的X射线成像探测装置，与现有技术相比，采用双光路成像取代传统的单光路成像，设计中通过使用一片半反射、半透射的分光棱镜，把光线分成沿水平和竖直方向传播的两部分。再分别利用相同的两个管镜在两个光路上汇聚光线，在管镜像方焦平面分别放置两个可见光相机，设计光路结构简单；通过调整相机芯片的位置，分别采集光线的不同部分；基于双光路可以选择较小的相机芯片，减少像素点数目，从而降低装置成本并降低对相机频帧的要求。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于双光路的X射线成像探测装置，其特征在于，包括预处理组件、物镜、分光镜、第一管镜、第二管镜、第一相机和第二相机，所述第一管镜和第二管镜的结构参数相同，所述第一相机和第二相机的芯片尺寸及分辨率相同；
携带样品信息的X射线垂直入射预处理组件，被吸收、转化为携带样品信息的可见光图像，所述携带样品信息的可见光图像发出的光线被物镜放大后经分光镜分光，再分别经第一管镜和第二管镜聚焦至第一相机和第二相机，得到双光路探测图像。
2.根据权利要求1所述的一种基于双光路的X射线成像探测装置，其特征在于，所述预处理组件位于所述物镜的物方焦平面，且所述物镜的光轴垂直于所述预处理组件。
3.根据权利要求2所述的一种基于双光路的X射线成像探测装置，其特征在于，所述物镜的光轴垂直于所述第一管镜的光轴，并与第二管镜的光轴位于同一直线上。
4.根据权利要求3所述的一种基于双光路的X射线成像探测装置，其特征在于，所述分光镜为半反射半透射的分光棱镜。
5.根据权利要求4所述的一种基于双光路的X射线成像探测装置，其特征在于，所述分光镜与所述物镜的光轴、第一管镜的光轴和第二管镜的光轴夹角均为45°。
6.根据权利要求5所述的一种基于双光路的X射线成像探测装置，其特征在于，所述第一相机和第二相机的芯片分别位于第一管镜和第二管镜的像方焦平面，第一相机芯片的中心与第一管镜的光轴右侧存在偏移，第二相机芯片的中心与第二管镜的光轴下侧存在偏移。
7.根据权利要求6所述的一种基于双光路的X射线成像探测装置，其特征在于，偏移的距离由物镜物方视场大小以及物镜和管镜对可见光图像的放大倍数确定，所述偏移的距离为：
其中，f1为物镜的焦距、f2为第一管镜和第二管镜的焦距，D为物镜像物方视场的直径。
8.根据权利要求6所述的一种基于双光路的X射线成像探测装置，其特征在于，所述第一相机芯片和第二相机芯片尺寸大于物镜物方视场尺寸的
9.根据权利要求1所述的一种基于双光路的X射线成像探测装置，其特征在于，所述预处理组件包括碳膜、闪烁晶体和铅玻璃，所述碳膜位于所述闪烁晶体前侧，所述铅玻璃位于所述闪烁晶体后侧。
10.根据权利要求1所述的一种基于双光路的X射线成像探测装置，其特征在于，所述物镜的像方视场大于26mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921767116.2U CN210863592U (zh) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | 一种基于双光路的x射线成像探测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921767116.2U CN210863592U (zh) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | 一种基于双光路的x射线成像探测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210863592U true CN210863592U (zh) | 2020-06-26 |
Family
ID=71292670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921767116.2U Active CN210863592U (zh) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | 一种基于双光路的x射线成像探测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210863592U (zh) |
-
2019
- 2019-10-21 CN CN201921767116.2U patent/CN210863592U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7929129B2 (en) | Inspection systems for glass sheets | |
| CN108028089A (zh) | X射线显微镜 | |
| US4515445A (en) | Optical system for transmitted-light microscopy with incident illumination | |
| JPS61275713A (ja) | 顕微鏡 | |
| CN102243318A (zh) | X射线闪烁体光学成像系统 | |
| CN106226895B (zh) | 一种带反馈的旋转全内反射显微方法及装置 | |
| CN103105403A (zh) | 透明光学元件表面缺陷的检测方法及装置 | |
| CN104360464B (zh) | 一种连续变焦光学系统 | |
| CN203069531U (zh) | 透明光学元件表面缺陷的检测装置 | |
| CN106768874A (zh) | 一种x射线聚焦光学聚焦性能测量装置 | |
| CN210863592U (zh) | 一种基于双光路的x射线成像探测装置 | |
| CN210863591U (zh) | 一种x射线同步成像探测装置 | |
| CN110687139A (zh) | 一种大视场的x射线快速成像装置及方法 | |
| CN202049238U (zh) | X射线闪烁体光学成像系统 | |
| CN110849886A (zh) | 基于转像透镜实现半导体晶粒天面与底面同时检测的装置及方法 | |
| CN106568779A (zh) | 液晶显示面板的缺陷检测方法 | |
| CN102944564A (zh) | 一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置 | |
| CN208984546U (zh) | 一种基于光参量放大的光学元件损伤检测装置 | |
| US20210325655A1 (en) | Stepped biological chip and gene sequencing device for testing the same | |
| JP2002181734A (ja) | 透明積層体の検査装置 | |
| CN112858226A (zh) | 一种动态可视的分光计表面等离子体共振测量装置 | |
| CN109470145A (zh) | 偏振调制高分辨力立体视觉测量系统与方法 | |
| CN206192636U (zh) | 一种x射线聚焦光学聚焦性能测量装置 | |
| CN219065873U (zh) | 一种拍摄装置 | |
| US7566873B1 (en) | High-resolution, low-distortion and high-efficiency optical coupling in detection system of electron beam apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |