專利名稱：一種基于光圈自動控制的x射線機(jī)成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及成像裝置，特別涉及一種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置。
背景技術(shù)：
目前醫(yī)用X射線機(jī)成像系統(tǒng)光圈采用的主要結(jié)構(gòu)采用的主要結(jié)構(gòu)以西門子和東芝所采用的為主，如圖I所示，圖I為鏡頭由一組鏡片組成的X射線機(jī)成像裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中虛線表示裝置內(nèi)部接線。其主要特點(diǎn)是I、光圈系統(tǒng)與鏡頭系統(tǒng)分離所謂光圈系統(tǒng)與鏡頭系統(tǒng)分離是指鏡頭是由一組鏡片組組成，光圈介于鏡片組之間，鏡片組在安裝時需要調(diào)整，成像質(zhì)量與安裝關(guān)系較大。2、光圈控制系統(tǒng)與主機(jī)以及鏡頭控制系統(tǒng)獨(dú)立光圈控制系統(tǒng)一般通過電機(jī)經(jīng)過減速，驅(qū)動光路上的機(jī)械結(jié)構(gòu)來控制進(jìn)光量(進(jìn)入攝像機(jī)的光能量大小)。而機(jī)械結(jié)構(gòu)的位置決定了進(jìn)光量的大小，所以，機(jī)械結(jié)構(gòu)的位置很重要，一般通過一個反饋電位器來傳感，再根據(jù)本次檢查的需要，控制光圈的開度，從而控制進(jìn)光量，保證成像質(zhì)量。此時，攝像機(jī)、影像增強(qiáng)器以及主機(jī)條件與光圈無關(guān)，互相保持獨(dú)立。采用上述方法控制光圈有如下優(yōu)點(diǎn)I)結(jié)構(gòu)簡單，光圈系統(tǒng)是獨(dú)立的，隨時增加或取消，不改變原有光路。2)易于對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，不改動原機(jī)的控制和聯(lián)機(jī)方式。其主要缺點(diǎn)是I)因鏡片組分離，調(diào)試的工作量較大，對技術(shù)人員要求較高。2)長期使用易偏離，造成成像質(zhì)量劣化。3)成本較高。針對上述不足，現(xiàn)在的X射線機(jī)成像裝置普遍采用商品化的一體式鏡頭。如圖2所示，圖2為鏡頭為商品化的一體式的X射線機(jī)成像裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中虛線表示裝置內(nèi)部接線。其成像質(zhì)量好，安裝簡單，調(diào)試集中，不易出現(xiàn)偏離。期中，準(zhǔn)直鏡頭換為近場鏡頭，原鏡片組換成商品化一體鏡頭，光圈集成在其中，控制精度高，不易偏離。采用這樣的方案可以使得成像質(zhì)量得到保證，但是光圈控制成為難題，因為目前在這個領(lǐng)域，還沒有見到一款方便，精度高，成本低的控制方式，許多廠家因陋就簡，采用磁鐵，撥桿等方法湊合解決，不能完全滿足使用要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，為解決上述問題，本實(shí)用新型提出一種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置。該裝置具有精度高、成本低并且方便使用的效果。[0019]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提出一種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置，其特征在于，該裝置包括光圈驅(qū)動電機(jī)、高分辨率手動鏡頭、光圈定位尺、光圈驅(qū)動環(huán)和光圈移動控制單兀；所述光圈移動控制單兀包括王控制器、存儲器、邏輯控制電路、圓周計數(shù)器、第一限位點(diǎn)、第二限位點(diǎn)和電機(jī)驅(qū)動電路；所述主控制器與所述存 儲器相連，所述邏輯控制電路均與所述主控制器、所述圓周計數(shù)器、所述第一限位點(diǎn)、所述第二限位點(diǎn)和所述電機(jī)驅(qū)動電路相連，所述電機(jī)驅(qū)動電路與所述光圈驅(qū)動電機(jī)相連；所述光圈驅(qū)動電機(jī)均與所述高分辨率手動鏡頭的光圈和所述光圈移動控制單元相連，所述光圈定位尺設(shè)置在所述高分辨率手動鏡頭上，所述光圈驅(qū)動環(huán)與所述光圈驅(qū)動電機(jī)相連。更優(yōu)選地，該裝置還包括至于所述光圈驅(qū)動環(huán)與所述光圈驅(qū)動電機(jī)之間的柔性連接器。更優(yōu)選地，所述光圈移動控制單元還包括用于將遠(yuǎn)程設(shè)備預(yù)設(shè)的光圈位置信息傳輸至所述主控制器的串口收發(fā)器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用新型中的裝置可以將主機(jī)或其它控制設(shè)備傳來的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動力，驅(qū)動商品化高分辨率鏡頭的光圈運(yùn)動，從而達(dá)到調(diào)節(jié)光圈開度大小的目的，以適應(yīng)在X射線成像過程中對攝像機(jī)進(jìn)光量的控制。因此，本裝置具有機(jī)械驅(qū)動商品化鏡頭的光圈，并且在驅(qū)動過程中保持平穩(wěn)，線性良好；驅(qū)動力與鏡頭的光路正交，即驅(qū)動圓心與光路并軸。驅(qū)動位置精確，不會有累積誤差。驅(qū)動速度快，小于X射線機(jī)高壓發(fā)生器和旋轉(zhuǎn)陽極啟動時間。經(jīng)久耐用，維護(hù)簡便，成本低廉。

圖I為鏡頭由一組鏡片組成的X射線機(jī)成像裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為鏡頭為商品化的一體式的X射線機(jī)成像裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型提出的一種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置側(cè)視圖；圖4為本實(shí)用新型提出的一種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置中光圈移動控制單元框圖。附圖標(biāo)識I、光圈定位尺,2、驅(qū)動電路,3、減光片驅(qū)動馬達(dá),4、第一光圈限位點(diǎn),5、第二光圈限位點(diǎn)，6、光圈驅(qū)動電機(jī)，7、滾動軸承，8、柔性聯(lián)接器，9、光圈驅(qū)動環(huán)，10、高分辨率手動鏡頭，11、圓周計數(shù)器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖3所示，圖3為本實(shí)用新型提出的一種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置側(cè)視圖。從圖3可知，該裝置包括光圈定位尺I、驅(qū)動電路2、減光片驅(qū)動馬達(dá)3、第一光圈限位點(diǎn)4、第二光圈限位點(diǎn)5、光圈驅(qū)動電機(jī)6、滾動軸承7、柔性聯(lián)接器8，光圈驅(qū)動環(huán)9、高分辨率手動鏡頭10和圓周計數(shù)器11。光圈驅(qū)動系統(tǒng)與高分辨率手動鏡頭10在裝配中保持同軸是保證系統(tǒng)順利運(yùn)行的關(guān)鍵，現(xiàn)行系統(tǒng)的裝配誤差不能滿足鏡頭長期工作使用，因此，在光圈驅(qū)動電機(jī)6與光圈驅(qū)動環(huán)9之間通過柔性聯(lián)接器8柔性聯(lián)接，并使得系統(tǒng)在工作時自動彌合轉(zhuǎn)動期間的誤差，保證了驅(qū)動電機(jī)與光圈之間的動力傳遞，有效地避免了裝配偏心誤差損壞光圈和驅(qū)動電機(jī)。光圈在變換期間，由于長期工作使用和磨損，會使得定位誤差加大，偏離預(yù)設(shè)位置。本裝置設(shè)計在光圈每次移動到新位置 時，先回到第一光圈限位點(diǎn)4或第二光圈限位點(diǎn)5，再移動到預(yù)設(shè)位置，轉(zhuǎn)動的角度由光圈定位尺I檢測并由電路控制計算，保證定位到預(yù)設(shè)點(diǎn)的精度，長期使用不會累積誤差，使得預(yù)設(shè)位置始終保持準(zhǔn)確，無誤差。本裝置通過驅(qū)動電路2，可以遠(yuǎn)程對預(yù)設(shè)位置進(jìn)行配置，適合遙控設(shè)備的使用，遠(yuǎn)程配置通過軟件實(shí)現(xiàn)，簡化了安裝，減輕了技術(shù)人員工作強(qiáng)度。在實(shí)際使用中，光圈的預(yù)設(shè)位置可以在I. 5秒內(nèi)遠(yuǎn)程控制驅(qū)動到達(dá)。光圈是由一組薄金屬或塑料片組成的光闌片，用于在光路上阻擋光線進(jìn)入攝像機(jī)，由這些光闌片移動從而形成不同大小的孔闌，使得經(jīng)過孔闌的光線的能量得到控制。用于移動光闌片的機(jī)械結(jié)構(gòu)即為光圈控制機(jī)構(gòu)。光圈控制機(jī)構(gòu)一般分為手動或電動，手動光圈以手撥動外環(huán)即可調(diào)節(jié)光圈大小，電動光圈是由電動機(jī)驅(qū)動光闌片來調(diào)節(jié)。一般，電動光圈調(diào)節(jié)是與進(jìn)光量聯(lián)動的，根據(jù)進(jìn)光量的多少由電路控制電動機(jī)來調(diào)節(jié)光圈開度。這種情況適用于普通攝影，對連續(xù)的圖像進(jìn)行拍攝并控制。但是，X射線攝影是瞬間成像，不能根據(jù)實(shí)時進(jìn)光量自動調(diào)節(jié)，必須預(yù)先設(shè)置好光圈的大小。由于攝像用的鏡頭不能事先設(shè)定大小(而是動態(tài)控制的)，所以，市場上現(xiàn)有的商品化的鏡頭不能用于X射線攝影。我們采用市場上現(xiàn)有的商品化的高分辨率手動鏡頭，那么對鏡頭光圈的調(diào)節(jié)是手動的。由于X射線攝影機(jī)安裝在密封的成像系統(tǒng)中，所以，手動調(diào)節(jié)是難以實(shí)現(xiàn)并使用的。我們設(shè)計了上述自動控制系統(tǒng)，主要控制過程如下在商品化的高分辨率手動鏡頭外制作了一套機(jī)械裝置，將商品化的高分辨率手動鏡頭固定，并設(shè)計了電動裝置來撥動手動光圈的外環(huán)。由于機(jī)械裝置的旋轉(zhuǎn)圓心與商品化的高分辨率手動鏡頭的圓心不可能完全同軸，所以在機(jī)械裝置帶動商品化的高分辨率手動鏡頭外環(huán)進(jìn)行光圈調(diào)節(jié)的時候會產(chǎn)生額外的力量，若不處理這些額外的力量將會損壞鏡頭。所以，我們在機(jī)械裝置和商品化的高分辨率手動鏡頭外環(huán)之間設(shè)計了柔性驅(qū)動系統(tǒng)，也就是機(jī)械裝置與鏡頭外環(huán)之間是寬松的聯(lián)接，鏡頭外環(huán)的圓心和機(jī)械裝置的圓心可以在徑向滑動，這樣就有效地避免了產(chǎn)生額外的力量，避免損壞鏡頭和驅(qū)動裝置。在使用時，因為集成在X射線機(jī)的成像系統(tǒng)中，不能直接近距離調(diào)節(jié)光圈大小，所以必須遠(yuǎn)程進(jìn)行調(diào)節(jié)，遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)的問題是難以確定光圈的具體位置(看不到)，即光圈開度的大小。我們設(shè)計的裝置在調(diào)節(jié)光圈的機(jī)械結(jié)構(gòu)中加入了測量系統(tǒng)，并將光圈開度最大和最小的位置進(jìn)行記錄。每次需要調(diào)節(jié)光圈大小時，驅(qū)動電路首先將光圈開到最大或最小，這個位置對光圈來說是確定的，然后，驅(qū)動電路帶動商品化的高分辨率手動鏡頭外環(huán)轉(zhuǎn)動，同時，光圈定位尺I記錄轉(zhuǎn)動的角度，當(dāng)光圈定位尺I測到的角度與設(shè)定的角度相同的時候，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，光圈到達(dá)預(yù)定位置，可以進(jìn)行曝光。因為每次都將光圈開到最大或最小，所以機(jī)械的誤差不會被積累，長時間使用可以保證精度。本設(shè)計的光圈控制系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程通過計算機(jī)設(shè)置開度的大小，可以預(yù)設(shè)8檔光圈，并可以接收光圈動作信號，一旦接到該信號，光圈啟動，運(yùn)動到預(yù)設(shè)位置。具體過程如下[0040]首先，通過串口聯(lián)接計算機(jī)和光圈自動控制裝置的控制電路，通過配套軟件將預(yù)設(shè)的8個位置數(shù)據(jù)下載到光圈自動控制裝置中，光圈自動控制裝置會將這些數(shù)據(jù)保存在非易失的存儲器中。然后，斷開計算機(jī)與光圈自動控制裝置的鏈接，將X射線主機(jī)數(shù)字控制板通過串口連接到光圈自動控制裝置上。將X射線主機(jī)的信號線聯(lián)接到X射線主機(jī)數(shù)字控制板，X射線主機(jī)數(shù)字控制板會解碼主機(jī)狀態(tài)和信號，然后通過串口去控制光圈自動控制裝置。如圖4所示，圖4為本實(shí)用新型提出的一種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置中光圈移動控制單元框圖。光圈移動控制單元即位驅(qū)動電路2，包括主控制器、存儲器、邏輯控制電路、圓周計數(shù)器11、第一限位點(diǎn)4、第二限位點(diǎn)5、柔性連接器8和電機(jī)驅(qū)動電路。主控制器與存儲器相連，邏輯控制電路均與主控制器、圓周計數(shù)器11、第一限位點(diǎn)、第二限位點(diǎn)和電機(jī)驅(qū)動電路相連，電機(jī)驅(qū)動電路與光圈驅(qū)動電機(jī)相連。串口收發(fā)器用于將遠(yuǎn)程設(shè)備預(yù)設(shè)的光圈位置信息傳輸至主控制器。 串口收發(fā)器具有雙功能，一是通過它可以對光圈控制裝置進(jìn)行預(yù)置位置的配置，二是可以通過它可以控制光圈的開閉即移動到預(yù)設(shè)位置。主控制器解碼串口碼并控制電機(jī)的運(yùn)動，保存預(yù)設(shè)位置數(shù)據(jù)到非易失存儲器中。邏輯控制電路受控于主控制器，當(dāng)主控制器命令到達(dá)，啟動電路，邏輯控制電路根據(jù)主控制器的命令開啟電機(jī)，移動光圈，當(dāng)光圈到達(dá)第一限位點(diǎn)4或第二限位點(diǎn)5時，邏輯控制電路接到到位信號，停止電機(jī)運(yùn)動，開啟計數(shù)器電路，再驅(qū)動電機(jī)反方向運(yùn)行，同時，與光圈安裝在一起的圓周計數(shù)器開始計數(shù)，將脈沖信號輸入到邏輯控制電路，邏輯控制電路開始計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器到達(dá)預(yù)設(shè)數(shù)值時，停止電機(jī)，保持光圈位置不變，此時便可以進(jìn)行曝光。通過上述電路和機(jī)械運(yùn)動裝置的結(jié)合，完成前面所述的光圈控制過程。最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置，其特征在于，該裝置包括光圈驅(qū)動電機(jī)、聞分辨率手動鏡頭、光圈定位尺、光圈驅(qū)動環(huán)和光圈移動控制單兀I ;所述光圈移動控制単元包括主控制器、存儲器、邏輯控制電路、圓周計數(shù)器、第一限位點(diǎn)、第二限位點(diǎn)和電機(jī)驅(qū)動電路； 所述主控制器與所述存儲器相連，所述邏輯控制電路均與所述主控制器、所述圓周計數(shù)器、所述第一限位點(diǎn)、所述第二限位點(diǎn)和所述電機(jī)驅(qū)動電路相連，所述電機(jī)驅(qū)動電路與所述光圈驅(qū)動電機(jī)相連；所述光圈驅(qū)動電機(jī)均與所述高分辨率手動鏡頭的光圈、所述光圈驅(qū)動環(huán)和所述光圈移動控制単元相連，所述光圈定位尺設(shè)置在所述高分辨率手動鏡頭上，并與所述圓周計數(shù)器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置，其特征在干，該裝置還包括用于所述光圈驅(qū)動環(huán)與所述光圈驅(qū)動電機(jī)之間的柔性連接器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置，其特征在于，所述光圈移動控制單元還包括用于將遠(yuǎn)程設(shè)備預(yù)設(shè)的光圈位置信息傳輸至所述主控制器的串ロ收發(fā)器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于光圈自動控制的X射線機(jī)成像裝置，其特征在于，該裝置包括光圈驅(qū)動電機(jī)、高分辨率手動鏡頭、光圈定位尺、光圈驅(qū)動環(huán)和光圈移動控制單元；所述光圈移動控制單元包括主控制器、存儲器、邏輯控制電路、圓周計數(shù)器、第一限位點(diǎn)、第二限位點(diǎn)和電機(jī)驅(qū)動電路；所述主控制器與所述存儲器相連，所述邏輯控制電路均與所述主控制器、所述圓周計數(shù)器、所述第一限位點(diǎn)、所述第二限位點(diǎn)和所述電機(jī)驅(qū)動電路相連，所述電機(jī)驅(qū)動電路與所述光圈驅(qū)動電機(jī)相連；所述光圈驅(qū)動電機(jī)均與所述高分辨率手動鏡頭的光圈、所述光圈驅(qū)動環(huán)和所述光圈移動控制單元相連，所述光圈定位尺設(shè)置在所述高分辨率手動鏡頭，并與所述圓周計數(shù)器相連。
文檔編號H04N5/232GK202394035SQ20112037125
公開日2012年8月22日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者孫衛(wèi)真, 樊明, 金兆龍 申請人:北京東健宇興科技有限公司