X射线减少系统的制作方法_4

文档序号:8209097阅读:来源:国知局
个帧提供整数个EC。例如,在准直仪的2个EC之后,从传感器读取一个 帧。在归一化这个帧的象素值之后,可以将其显示于显示器118上。
[0160] 应当理解,在很多设计中,传感器提供的帧速率由传感器和相关的电子器件和固 件来规定。在这种情况下,准直仪500的旋转速度可以适应传感器特性,以使得一个EC的 时间与从传感器接收整数个帧(一个帧或者多个)的时间相同。还可能设置准直仪的旋转 速度,以使得在从传感器获得帧的时间周期期间完成整数个EC。
[0161] 上述有关帧的读取的说明对于CCD类传感器是特别足够的,无论CCD照相机装配 于图象增强器还是替代图象增强器和照相机的大致位于图3的平面112的平板传感器。CCD 的特殊特性是一次获取整个帧,即传感器的所有象素的值。这之后是将模拟值顺序传输至 模数转换器(A/D)。其他传感器例如CMOS光传感器通常一个接一个读取帧象素,这已知为 滚动快门方法。与准直仪EC同步的读取传感器帧的方法可应用于这种传感器,而不管使用 何种帧的读取方法。读取传感器(例如CMOS传感器)的象素的"随机访问"功能提供了本 发明的另一种实施方式。不像CCD传感器,从CMOS传感器读取的象素的顺序可以是系统设 计者期望的任意顺序。以下的实施方式使用这个功能。在此上下文中,CMOS传感器代表支 持任意顺序的象素读取的任何传感器。
[0162] 现在参考图8。图8的实施方式也使用图象增强器和CMOS照相机的示例来说明, 但是应当理解这个实施方式的方法还可以用于平板传感器和能够随机访问象素读取的其 它传感器。
[0163] 图象增强器114的输出图象被投射到传感器710的区域712上。根据旋转准直仪 500的瞬时位置,与准直仪500的位置一起圆形700和扇区702被瞬时照亮,扇区704和扇 区714未被照亮。扇区702和704如箭头706所示与准直仪500的旋转一起旋转。
[0164] 为了本示例的目的,在径向线例如702A或800A之前的象素是它们的中心位于径 向线上或者在径向线的顺时针方向的象素。在径向线之后的象素是它们的中心在径向线的 逆时针方向的象素。扇区702例如包括在径向线702A之后的象素和在径向线702B之前的 象素。例如,在一实施方式模式中,其中在EC中从传感器读取帧一次,与径向线702A相邻 的象素刚刚开始曝光于图象增强器的输出图象,与径向线702B相邻的象素刚刚结束了曝 光于图象增强器的输出图象。扇区702中的象素在它们位于702A和702B之间的每个位置 部分地曝光。在此示例中,在径向线702B和800B之间的扇区中的象素在曝光于图象增强 器输出之后还未被读取。
[0165] 在本实施方式的当前实例中,径向线702A的即时角度位置是K? 360度(K乘以 360,K是整数,其指示从旋转开始的EC数量)。在准直仪500的示例中,扇区702的角度跨 度是36度。因此径向线702B是在K* 360-36度的角度。在准直仪的这个位置,扇区800 的象素读取周期开始了。径向线800A被定义为保证在这个径向线之后的所有象素都被完 全曝光。这个角度可以使用图5的R1和投射到图5上的象素大小来确定。为了计算702B 和800A之间理论上最小的角度跨度以保证与800A相邻的象素也被完全曝光,应当考虑半 径R1的圆弧在长度上具有1/2象素对角线的长度的弦长。这确定了 702B和800A之间的 最小角度跨度以保证扇区800中所有象素被完全曝光。在更具体实施中,假设区域712在 垂直方向大约有1000个象素和在水平方向大约有1000个象素,并且R1大约是R2的(参 见图4)的1/4-1/2,并考虑这个设计和实施的公差,半径R1的有用的圆弧长度应当是例如 5个象素对角线的长度。这意味着702B和800A之间的角度跨度将是大约2. 5度。也就是 说,在图8的实例的瞬间,径向线800A的角度位置是K? 360-(36+2. 5)度。
[0166] 在本实施方式的这个特定示例中,扇区800的角度跨度也被选择为36度。因此, 在图8实例的瞬间,射线800B的角度位置是K? 360-(36+2. 5+36)度。
[0167] 在图8中,画出扇区800的角度跨度以说明比扇区702的角度跨度更小的角度,以 强调角度不必是相同的,并且它们在此处提供的例子为相同是仅为了作为该实施方式的一 个特定示例的目的。
[0168] 已经确定了扇区800的几何形状,现在从照相机传感器读取那个扇区的象素。在 典型的CMOS传感器中,在读取每个象素之后重置该象素以使得象素可以再次从零开始累 计信号。在另一种实施方式中,在第一阶段,扇区800的所有象素被读取,在第二阶段,象素 被重置。扇区800的读取和重置周期必须在扇区702旋转等于扇区800的角度跨度的角度 距离的时间之内结束,以使得系统及时准备好读取与扇区800的角度跨度相同的下一个扇 区,该下一个扇区相对于扇区800的角度位置顺时针旋转扇区800的角度跨度的量。在此 示例中:36度。
[0169] 在上述的示例中,准直仪500以lOrps旋转时,36度跨度的扇区800将在一个EC 中具有10个定向,定向之间相隔36度,而象素读取和重置周期的速度为lOcps(每秒周期 数)。
[0170] 应当理解,这个实施方式可以以不同的特定设计而实现。
[0171] 例如,扇区800的角度跨度可以被设计为18度,而扇区702的角度跨度则仍然是 36度,并且准直仪500以lOrps旋转。
[0172] 在此示例中,扇区800将在一个EC中具有20个定向,定向之间相隔18度,而象素 读取和重置周期的速度为20cps(每秒周期数)。
[0173] 在另一个实施方式中,扇区704中在径向线800B之后和径向线802A之前的象素 累积的暗噪声由位于扇区802 (径向线802A之后和径向线802B之前)中的象素的另一个重 置周期删除。这个重置过程理想地在特别靠近扇区702并且在其之前的扇区802中进行。 扇区802的所有象素的重置必须在旋转扇区702的径向线702A到达扇区802的象素之前 完成。否则,以与那些用于确定扇区800的类似方法和考虑来设计重置扇区802的角度跨 度和角度位置。
[0174] 从扇区800读取的象素应当进行归一化处理,并可以用于以与上述部分2"在一个 EC期间读取多于一个帧"中所述的那些类似的方式产生显示帧,其中在当前的实施方式中, 只读取、存储和处理扇区象素,而不是整个传感器帧。
[0175] 在此实施方式中,在最后被读取的扇区的象素被归一化之后,该被处理的象素可 以用于直接替换显示帧中对应的象素。这样,以与雷达波束扫描类似的模式刷新显示帧,每 次图像的下一个扇区被刷新。在360八读取扇区的角度跨度)刷新之后,刷新了整个显示 帧。这提供了简单的图象刷新方案。
[0176] 现在注意图9。不像图8,其中读取扇区包括在径向线800A之后和径向线800B之 前的完整的像素集,在本发明中,读取区域几何形状被划分为两个部分:圆形区域700和扇 区900。图9的实施方式的扇区900包含径向线900A之后的以及径向线900B之前的,以 及还位于半径R-1之后和R-2之前的象素。在此示例中,在半径之前的象素是到中心的距 离小于或者等于半径R的象素,而半径R之后的象素是到中心的距离大于R的象素。区域 700的象素是位于R-1之前的所有这些象素。
[0177] 在此实施方式中,以与参考图8实施方式所述的相同方法读取和处理部分900的 象素,同样也适用于重置扇区802。
[0178] 区域700的象素以不同方式处理。
[0179] 在当前实施方式的一种实施中,区域700的象素在一个EC期间可以读取一次或者 多次,并如上用于读取整个CMOS传感器所述的实施方式来处理,或者区域700可以在一个 或者多个EC期间读取一次,由此如上用于读取整个CMOS传感器所述的实施方式来处理。
[0180] 应当理解,对于每个读取方法,必须执行象素的归一化处理以获得显示帧,其中所 有象素值代表相同灵敏度的曝光。
[0181] 现在注意图10,提供了本发明的准直仪与向准直仪500提供旋转功能的运动系统 结合的一个不例。
[0182] 图10A是本示例的准直仪和旋转系统的顶部视图。
[0183] 图10B是本示例的准直仪和旋转系统的底部视图。
[0184] 图10C是图10A的a-a的截面图。
[0185] 图10A显示了准直仪500和孔径502 (为清楚起见移除了其它细节)。滑轮1000在 与准直仪同心的位置装配于准直仪500顶部。滑轮1002装配于马达1012上(参见图10B 和图10C中的马达)。皮带1004将滑轮1000与滑轮1002连接,以将滑轮1002的旋转传输 至滑轮1000,因此提供准直仪500所期望的旋转。皮带和滑轮系统示例1000、1002和1004 提出了一种平坦皮带系统,但是应当理解,任何其它皮带系统都可以使用,包括圆形带、V型 带、多槽带、有棱带、薄膜带和计时带系统。
[0186] 图10B显示了图10A的底部,显示了之前未显示的更多部件。显示了与准直仪500 同轴的V型圆轨道1006 (参见图10C的1006的a-a截面)。三个轮子1008、1010和1012 与V槽轨道1006接触。3个轮子的旋转轴装配于固定到X射线管的相关机身的环形静止部 分1016 (图10B中未显示)。这个结构提供了支持准直仪500相对于X射线管位于期望的 位置(例如,图3的准直仪104的位置),然而同时提供了 3个轮子1008、1010和1012与轨 道1006以用于准直仪如期望的旋转。
[0187] 马达1014的旋转由滑轮1002通过皮带1004和滑轮1006传送至准直仪500。准 直仪然后由在轮子1008、1010和1012上滑动的轨道1006支持旋转。
[0188] 应当理解,在此所述的旋转机制仅是用于旋转准直仪的旋转机制的可能实施的一 种示例。旋转机制可以替换为使用任何类型的齿轮传输机制,包括直齿、螺旋、斜面、准双曲 面齿轮、冠状和螺纹齿轮。旋转机制可以为1002使用高摩擦表面柱,并将1002直接与准直 仪的边缘接触,以使得不需要皮带1004和滑轮1000。在另一种实施中,也可以将准直仪500 配置为马达的转子,在其周围另外设置有定子。
[0189] 在图5的准直仪的说明中,突出部514和光传感器516被表示为提供跟踪准直仪 500的角度位置以用于准直仪角度位置和传感器读取过程之间的同步的元件。这些元件 作为一种实施示例而提出。用于跟踪旋转位置的实施装置可以以多种其他方式实现。在 图10的示例中,马达1002具有附着的编码器,例如美国马萨诸塞州FallRiver的Maxon PrecisionMotors公司的。简单的编码器可以通过将黑色和白色二进制代码条录在准直 仪500的圆周上,并使用光传感器来读取这些带来构造,光传感器是例如Newark(http:// www.newark.com)的TCRT5000 反射光传感器。
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