专利名称：X线机电控固定光阑的串列镜头影像系统的制作方法
技术领域：
本发明属于医疗器械技术领域，涉及RF型X线机的图像拾取部分。
背景技术：
光学影像系统是使用影像增强器的RF型X线机的图像前处理和图像采集单元，图像采集分为两种1、采集低剂量的透视图像，影像增强器输出的荧光，由相机镜头采集到相机的CCD晶片上；2、采集高剂量的曝光图像，曝光时剂量很高，影像增强器输出屏输出的光强是透视时的几十倍，为防止CCD晶片输出饱和，必须在相机镜头前加设光衰减设备。
目前，国际主流机型的光学影像系统采用的图像采集有四种模式1、只使用电动光圈调节光通量。2、使用中性滤光片(光通量为40％)配合电动光圈调节光通量。3、在串列镜头系统中使用电动光圈调节光通量。4、在串列镜头系统中使用中性滤光片(光通量为40％)调节光通量。
在这些模式中的，电动光圈由步进电机带动，需要校正，滤光片也使用电机或者旋转螺线管带动。使用滤光片和光圈组合的缺点是控制结构复杂，成本高；只使用电动光圈，存在以下问题1、在非串列镜头系统中，控制的光圈为相机镜头的光圈，然而实际上，相机镜头的最佳光学点有确定位置，即调整好光圈和焦距后，再使用外部的电机控制调节其光圈，光圈位置偏过最佳点一倍以上(大于或小于)，镜头的光学性能会有较大的改变，影响图像质量。2、在串列镜头系统中，电动光圈在两个镜头之间的平行光光路里，它的调节不会使相机镜头的光学性能下降，但是，电动光圈的电气控制和机械结构复杂，对设备的制造工艺要求很高，相对成本高。
发明内容
为解决以上设备结构之不足，本发明的目的提供一种X线机电控固定光阑的串列镜头影像系统，采用串列镜头，即校准镜头加相机镜头，采用步进电机控制的通光尺寸固定光阑作为光通量的调整部件，以实现该系统稳定性高、成本低、能够采集到高信噪比、高分辨率的图像。
本发明的设计方案是这样实现的本发明X线机电控固定光阑的串列镜头影像系统其结构由校准镜头、高反射率反光平面镜、CCD相机、相机镜头、光阑、步进电机及相应的控制软件组成，(如图1所示)其联接是X线机中的影像增强器直接对准校准镜头、校准镜头影像的输出送到高反射绿反光平面镜，平面镜折射影像通过光阑，光阑直接与步进电机相接，光阑在遮挡位时输出对着照相机镜头，在非遮挡位时光阑离开镜头的输入光通路，镜头后面为像机，同时联接有视频信号输出，光阑的动作与否与X线的摄影剂量有关，即透视的低剂量时为非遮挡位，曝光高剂量时为遮挡位。
其中，采用厚度为0.5mm，中心带有直径2mm圆孔的黑色薄铝片作为光学系统的光阑，光阑由步进电机控制，使用与水平面成45°角的高反射率反光平面镜，将光路旋转90°，使光学影像系统与水平面平行，高反射率反光平面镜，厚度为10mm，反射率为90％，波长范围为460～780mm，采用金属镀膜制造的光学平面镜，使用光电倍增管(PMT)作为自动亮度控制(ABS)信号和自动曝光控制(AFC)信号的采样器件。
步进电机采用12 V4相混合式步进电机，步进电机驱动器为单极恒压驱动，4相八拍励磁方式，步进电机控制光阑是通过计算机软件实现的，其流程图如图2所示，程序控制方法是开始，启动等待命令，命令来了，光阑动作，检测是否到位，如果到位，光阑动作停止，继续等待命令，命令来了，光阑动作，然后检测是否回位，如果没回位，继续检测，回位了，光阑动作停止，继续等待命令，完成循环。
本发明的优点，结构简单，价格低，系统稳定性好，能够采集到高信噪比，高分辨率的图像。
图1为X线机电控固定光阑的串列镜头影像系统结构原理图；图2为X线机电控固定光阑的串列镜头影像系统控制光阑软件流程图；具体实施方式
用中心带有直径2mm圆孔的黑色薄铝片作为光学系统的光阑，衰减影像增强器输出屏的光强，提高图像的信噪比，加大一些景深，提高图像的分辨率。光阑的动作由步进电机控制，做到准确定位，带反馈控制，带机械限位。使用与水平面成45°角的高反射率平面镜，将光路旋转90°，使光学影像系统与水平面平行，从而缩短了光学影像系统与地面之间的距离，有效的防止了床体倾斜运动时光学影像系统撞地损坏的危险。高反射率反光平面镜是采用金属镀膜制造的光学平面镜。使用光电倍增管(PMT)作为自动亮度控制(ABS)信号和自动曝光控制(AEC)信号的采样器件。具体器件步进电机采用12v 4相混合式步进电机；步进电机驱动器单极恒压驱动，4相8拍励磁方式；光阑黑色阳极化铝薄片，厚度0.5mm，中心孔直径为2mm，光阑动作时间大约500ms，小于700ms，光阑定位精度为±0.5mm；电机控制电路的CPU89C2051；校准镜头Rodenstock生产的；高反射率反光平面镜10mm厚度的金属镀膜平面镜，反射率为90％，波长范围是460-780nm。
权利要求
1.一种X线机电控固定光阑的串列镜头影像系统，其特征在于影像系统其结构由校准镜头、高反射率反光平面镜、CCD相机、相机镜头、光阑、步进电机和相应的控制软件组成，其联接是X线机中的影像增强器直接对准校准镜头、校准镜头影像的输出送到高反射绿反光平面镜，平面镜折射影像通过光阑，光阑直接与步进电机相接，光阑输出对着照相机镜头，镜头后面为像机，同时联接有视频信号输出。
2.按权利要求1所述的影像系统，其特征在于光阑采用厚度为0.5mm，中心带有直径2mm圆孔的黑色薄铝片。
3.按权利要求1所述的影像系统，其特征在于采用金属镀膜制造的光学平面镜，与水平面成45°角的高反射率反光平面镜，将光路旋转90°，使光学影像系统与水平面平行，厚度为10mm，反射率为90％，波长范围为460～780mm。
4.按权利要求1所述的影像系统，其特征在于步进电机为12V4相混合式步进电机，步进电机驱动器为单极恒压驱动，4相八拍励磁方式。
5.按权利要求1所述的影像系统，其特征在于控制软件为程序控制方法是开始，启动等待命令，命令来了，光阑动作，检测是否到位，如果到位，光阑动作停止，继续等待命令，命令来了，光阑动作，然后检测是否回位，如果没回位，继续检测，回位了，光阑动作停止，继续等待命令，完成循环。
全文摘要
本系统属于医疗器械技术领域，其结构由校准镜头、高反射率反光平面镜、CCD相机、相机镜头、光阑、步进电机及相应的控制软件组成，其联接是X线机中的影像增强器直接对准校准镜头、校准镜头影像的输出送到高反射绿反光平面镜，平面镜折射影像通过光阑，光阑直接与步进电机相接，光阑输出对着照相机镜头，镜头后面为像机，同时联接有视频信号输出，其中步进电机运行通过计算机软件控制，优点为结构简单，价格低，系统稳定性好，能够采集到高信噪比，高分辨率的图像。
文档编号G03B9/02GK1489377SQ03133678
公开日2004年4月14日 申请日期2003年8月13日 优先权日2003年8月13日
发明者江宏, 李霜杰, 刘柏, 江 宏 申请人:沈阳东软数字医疗系统股份有限公司