JPH07159135A - 距離センサ - Google Patents

距離センサ

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JPH07159135A
JPH07159135A JP6223457A JP22345794A JPH07159135A JP H07159135 A JPH07159135 A JP H07159135A JP 6223457 A JP6223457 A JP 6223457A JP 22345794 A JP22345794 A JP 22345794A JP H07159135 A JPH07159135 A JP H07159135A
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JP
Japan
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distance
distance sensor
members
measuring
measurement mark
Prior art date
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Pending
Application number
JP6223457A
Other languages
English (en)
Inventor
Helmut Winkelmann
ヴィンケルマン ヘルムート
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/10Safety means specially adapted therefor
    • A61B6/102Protection against mechanical damage, e.g. anti-collision devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/08Auxiliary means for directing the radiation beam to a particular spot, e.g. using light beams
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/14Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Medical Informatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成でCT装置の回転中心位置を測定
することを可能にする距離センサを提供する。 【構成】 測定マークが測定ビーム路に影響を与え、か
つ、測定ビーム路に影響を与えている期間中に生じる、
評価回路に供給される距離信号の持続時間が2つの相互
に相対的に移動する部材の距離に依存する幾何学的な形
を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、距離センサに関する。
【0002】医学技術において、より詳しく言えば、コ
ンピュータトモグラフ技術を用いる際、2つの相互に相
対的に移動する部材の距離を計測するという課題が存在
する。回転架台を有するCT装置を用いる際、許容され
ない距離変化を検出するために、固定部からの回転部の
距離と回転中心位置とを測定しなければならない。
【0003】
【従来の技術】ドイツ特許第1215384号明細書に
おいて、定点に対する軸の軸方向の変位の無接触測定装
置が記載されている。この装置には軸の上に測定マーク
が付けられており、測定マークは測定ビーム路に影響を
与え、かつ、測定ビーム路に影響を与えている期間に生
ずる信号の持続時間が軸の変位に依存する幾何学的な形
を有している。目標位置からのCT装置の回転中心の移
動を検出するためにはこの装置は適しない。なぜなら、
軸方向の移動が生じてしまうからである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、簡単
な構成で、コンピュータ断層撮影の際に回転中心位置を
測定することを可能にする冒頭に述べた形式の距離セン
サを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、測定マークが測定ビーム路に影響を与え、かつ、測
定ビーム路に影響を与えている期間中に発生し、評価回
路に供給される距離信号の持続時間が2つの部材の距離
に依存する幾何学的な形を有することにより解決され
る。本発明の距離センサによって、特別な形を持った測
定マークが光線に影響を与え有利にも遮断する。この遮
断時間は、2つの部材の距離に依存する。測定された遮
断時間から、それに応じて距離を測定することができ
る。
【0006】本発明の有利な実施例では、2つの測定マ
ークが互いに並べて設けられる。この構成により、距離
センサは部材の傾斜、ねじれ及び回転数の変動のような
部材の相対速度の変化に対して不感である。
【0007】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳細
に説明する。
【0008】図1は、本発明による距離センサの基本原
理を示す。図1において、固定部材1と移動部材2が示
されている。移動部材2と共に光送信機3と光受信機4
は、線5に沿って移動される。三角形の測定マーク6は
固定部材1に設けられており、三角形の頂点が移動部材
2に対向している。
【0009】移動部材2が矢印7の方向に移動される
と、光送信機3の光線は、時間tmの間で光受信機4に
反射される。それに応じて光受信機4は、電気出力信号
を経過8に相応して供給する。経過8のパルスの持続時
間は、固定部材1と移動部材2との間の距離に依存す
る。経過8のパルスの持続時間をこのような距離に換算
することが可能である。
【0010】部材3、4、6からなる装置は、可動部と
固定部とを相互に逆に切り換え可能である。つまり、部
材6を移動可能とし、部材3、4を固定することができ
る。測定時間tmの期間では、部材1と2との間に近似
的に一定した相対速度、又は少なくとも直線的に変化す
る相対速度が存在しなければならない。上記の原理は、
直線移動にも回転移動にも適用される。光受信機4を相
応して配置することにより、周知の通り、光源3の光線
の反射の代わりにこのような光線の遮断を検出すること
も可能である。
【0011】図2は、図1による距離センサの変形実施
例の構成を示す図である。図2では、測定マーク6と並
んで、反射測定マークとして作動する第2の測定マーク
9が設けられている。測定マーク6と9によって発生さ
れるパルス持続時間の商を求めれば、測定中にこれらの
量が変化しない限り、距離センサは、移動部材2の傾
斜、ねじれ(取付けの不正確)及び絶対速度の変化、例
えば回転数の変動の影響を受けない。
【0012】距離dの測定に関し、図2で選択した測定
マークの配置に対して次の関係が成り立つ。
【0013】d=tm/tn×Sn/2 条件:A//B//C C⊥D 但し、dは、距離(測定値) tmは、測定マークの遮断時間 tnは、反射マークの遮断時間 Smは、測定マークの遮断路長 Snは、反射マークの遮断路長 vbは、軌道速度 光受信機4によって形成される距離信号を、振幅に関し
て評価することによって、ある値、例えば明か暗かが、
即ち遮断されているか否かが判定される50%値を得る
ことができる。このようにして、距離センサが常に測定
マークの側縁の幾何学的に同じ位置で判定する。このこ
とは滑らかな明暗移行部を有する拡大光束の際、有利で
ある。
【0014】これにより光送信機3の制御と調整が容易
になる。さらにそれにより、場合によっては光送信機3
が消耗しているか、あるいは光学的欠陥(例えば汚れ)
があるか、またそうしたことがいつ起きるのかが確認さ
れる。
【0015】マーク9の縁部の傾斜によって、マーク6
を用いる時と同様な光学的及び電気的伝送特性を得るこ
とができる。
【0016】時間的測定が非常に正確に行われるので、
そこから良好な位置分解能が得られる。実際の場合、測
定時間は約2.8msであり、時間分解能は1μsであ
り、軌道速度は約3.6m/sであり、結果的に得られ
た位置分解能は約5μmである。時間分解能が例えば1
00nsに高められると、位置分解能は0.5μm以下
に高められる。
【0017】上記の距離センサは、架台の回転中心位置
の移動を100分の1ミリメートルの分解能で検出する
ために、また相応する補正手段のために、CT装置にお
いて用いられる。
【0018】図3は、図1による距離センサの回路図で
ある。図3において、光受信機4に後置接続された評価
回路が示されている。光受信機の出力信号は前置増幅器
10に供給される。前置増幅器は比較器11に直接に接
続され、かつ間接的に正のピークの検知回路12及び負
のピークの検知回路13を介して接続されている。検知
回路12、13の出力信号は加算器14に供給され、加
算器14の出力信号は乗算器15を介して比較器11に
基準信号として供給される。比較器11の出力信号はゲ
ート回路16を制御し、ゲート回路16のもう一方の入
力側が、例えば1MHzの発振器17に接続されてい
る。ゲート回路16はカウンタ18を制御し、カウンタ
18の出力信号は、評価−制御−インターフェース装置
19に供給される。光送信機3は、目標値信号を入力側
21で受け取る輝度調節器20に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による距離センサの基本原理を示す略線
図である。
【図2】図1による距離センサの変形を示す略線図であ
る。
【図3】図1による距離センサの回路図を示す。
【符号の説明】
1、2 部材 3 光送信機 4 光受信機 5 線 6、9 測定マーク 7 矢印 8 経過 10 前置増幅器 11 比較器 12、13 検知回路 14 加算器 15 乗算器 16 ゲート回路 17 発振器 18 カウンタ 19 インターフェース装置 20 輝度調整器 21 出力側

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定マーク(6)を備える2つの相互に
    相対的に移動する部材(1、2)を有するCT装置の回
    転中心位置を測定するための距離センサにおいて、測定
    マーク(6)が測定ビーム路に影響を与え、かつ、測定
    ビーム路に影響を与えている期間中に生じる、図3の評
    価回路に供給される距離信号の持続時間(tm)が部材
    (1、2)の距離に依存する幾何学的な形を有している
    ことを特徴とする距離センサ。
  2. 【請求項2】 測定マーク(6)が、他方の部材(2)
    に頂点を向けている三角形の形を持つことを特徴とする
    請求項1に記載の距離センサ。
  3. 【請求項3】 2つの測定マーク(6、9)が互いに並
    んで設けられていることを特徴とする請求項1又は2に
    記載の距離センサ。
  4. 【請求項4】 距離信号の振幅の評価回路(第3図)を
    有することを特徴とする請求項1から3までのいずれか
    1項記載の距離センサ。
  5. 【請求項5】 回転中心位置を測定するためにCT装置
    に用いたことを特徴とする請求項1から4までのいずれ
    か1項記載の距離センサ。
JP6223457A 1993-09-22 1994-09-19 距離センサ Pending JPH07159135A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4332254A DE4332254C1 (de) 1993-09-22 1993-09-22 Verwendung eines Abstandssensors für Computertomographen
DE4332254.9 1993-09-22

Publications (1)

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JPH07159135A true JPH07159135A (ja) 1995-06-23

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ID=6498335

Family Applications (1)

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JP6223457A Pending JPH07159135A (ja) 1993-09-22 1994-09-19 距離センサ

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US (1) US5512761A (ja)
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DE (1) DE4332254C1 (ja)

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Effective date: 20031128