一种影像扫描系统及其激光光束模组技术方案

本发明专利技术公开了一种影像扫描系统及其激光光束模组，其中，激光光束模组的透镜和扫描电机的回转轴的同心度可调，使得透镜在垂直于光轴的方向上位置微调，进而保证扫描光束关于回转轴对称。一种影像扫描系统的激光光束模组，包括激光器以及镜筒，所述镜筒内设有一或多个用于对所述激光器出射的光束进行调整而生成扫描光束的透镜，所述激光光束模组还包括用于安装在影像扫描系统的扫描电机支架的光束模组支架，所述镜筒可沿垂直于所述激光光束模组的光轴的方向移动地设置于所述光束模组支架上。

An image scanning system and its laser beam module

The invention discloses an image scanning system and laser beam module, the laser beam scanning lens module and motor concentric rotary shaft degrees adjustable, the position of the lens in the direction perpendicular to the optical axis of the fine-tuning, so as to ensure the scanning beam about rotary axis symmetry. The laser beam module of an image scanning system, including laser and lens lens, the lens barrel is provided with one or more for the adjustment of the laser output beam generated by the laser beam scanning and beam module also includes a beam module bracket is installed on the motor bracket scanning image scanning system. The optical axis of the drawtube along the direction perpendicular to the laser beam direction module arranged on the bracket beam module.

【技术实现步骤摘要】
一种影像扫描系统及其激光光束模组
本专利技术涉及计算机X射线摄影成像领域，特别是一种使用激光对影像板记录的影像信息进行扫描的系统的激光光束模组。
技术介绍
计算机X射线摄影术（ComputedX-rayRadiography，CR）已经广泛应用于医疗健康领域，相对于传统的X射线摄影技术，其主要特点在于采用了柔性、可擦除的影像板（ImagingPlate,IP）代替卤化银胶片，并可用计算机存储和显示图像信息。X射线穿透物体照射到含有光激励荧光粉的影像板上，会产生一帧潜影（LatentImage）并存储在影像板中。当使用一定波长（600-700nm）的激光照射时，影像板会激发出特定波长（350-450nm）的荧光，其能量分布特性和潜影形态完全相关，这些荧光被收集、转换成电信号并数字化，从而将潜影转换成可以存储和传输的二维数字图像。利用影像板的潜影特性，可以对牙齿进行拍片成像，与传统的胶片成像方法相比，CR技术具有成像速度快，显示动态范围广，片子能重复使用等优点。作为核心部件之一的光学扫描系统，关系到整个成像过程的速度以及图像质量。在CR扫描仪的光学系统中，一般可以采用点扫描、线扫描和面扫描等图像读取方式。点扫描就是利用一束汇聚光线扫描影像板，形成一条扫描轨迹，同时以一定的时间间隔（0.75μs）采集激光光斑激发出的荧光信号。线扫描可以采用线光源逐行采集影像板的潜影信息，而后对每行采集到的荧光信号进行解耦，得到每个点的潜影信息。面扫描可以理解为就是普通的摄像过程，激光光源是面光源，激发出的整个影像板面上的荧光被由大量传感器组成的面阵收集到，通过复杂的解耦计算得到每个像素点的图像信息。无论是线扫描还是面扫描，都需要CCD（Charge-coupledDevice）或CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）作为图像采集设备，每个光敏单元接收到的都是来自于影像板的线信号（线扫描）或面信号（面扫描），然后再以一定的空间间隔划分出物理上的最小显示单元，通过解耦计算，得到每个显示单元的潜影信号。如要得到高分辨率，高灰阶度的图像信号，就需要图像采集设备具有足够多的光敏单元和宽广的动态范围以及精确快速的计算过程。从成像机理上来说，点、线、面扫描没有本质的不同，只是实现的方式略有差别，尤其是线扫描和面扫面实现原理和方式都基本相同。点扫描利用前文所述的图像采集设备或者PMT（PhotoMultiplierTube），直接读取每个点的潜影信息，因此从理论上来说可以更加精准的得到每个像素点信号，进而更能真实的反应图像信息。目前采用的点扫描方式，又可有几种不同的实现形式，典型的主要有：转镜扫描系统转镜扫面系统从结构上来说最为简单，对伺服电机的转速相对较低（棱镜扫描系统的50%）；而且由于结构上的对称性，速度稳定型也好；光路只经过一次反射，光损耗也小，在测量、3D成像等领域得到广泛应用。但是对于加工和安装要求极为严格，这也限制了其在精密扫描领域的应用。振镜扫描系统振镜扫描系统在激光打标机上得到了非常广泛的应用，一般可直接采购此套系统，既可以进行1D扫描也可以进行2D扫描，影像板进给模块设计比较灵活。就经济性来说，主要受制于精度要求，扫描速度线性度仅能达到99.9%左右，这对于扫描光斑直径20μm的精度和5s的扫描速度要求来说，还不能满足要求。棱镜扫描系统棱镜扫描系统结构也相对简单，主要零部件可以直接采购（部分工艺可能需定制），而且对五棱镜的加工和安装要求都较低。与振镜相等的价位条件下，单个伺服电机的速度线性度要高一个数量级。专利US2009/0267006A1和US6,599,014B2中公开了所述的五棱镜扫描系统（以下简称AB型），AB型的五棱镜扫描系统对于光路的设计有明显的不足，主要但不限于体现在：激光光源发出的光束在两个相互垂直的方向上的发散角不同，使得光束不是关于扫描回转轴对称，在成像面上表现为扁平状的椭圆形光斑，能量分布范围不集中，并且容易激发出临近区域的荧光，从而造成分辨度下降。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种影像扫描系统及其激光光束模组，其中，激光光束模组的透镜和扫描电机的回转轴的同心度可调，使得透镜在垂直于光轴的方向上位置微调，进而保证扫描光束关于回转轴对称。为达到上述目的，本专利技术采用的一种技术方案为：一种影像扫描系统的激光光束模组，包括激光器以及镜筒，所述镜筒内设有一或多个用于对所述激光器出射的光束进行调整而生成扫描光束的透镜，所述激光光束模组还包括用于安装在影像扫描系统的扫描电机支架的光束模组支架，所述镜筒可沿垂直于所述激光光束模组的光轴的方向移动地设置于所述光束模组支架上。优选地，所述光束模组支架包括用于安装在影像扫描系统的扫描电机支架的本体以及用于连接所述镜筒的内管，所述本体中空，所述内管可沿垂直于光轴的方向移动地插设于所述本体内，激光光束模组还包括可移动地穿设在所述本体的侧壁上的第二顶丝，所述第二顶丝的内端和所述内管抵接以带动所述内管移动。更优选地，所述激光光束模组还包括用于使所述内管复位的第二弹性件。进一步地，所述激光光束模组还包括可移动地设于所述本体上的第二楔形块以将所述内管的一端部限制在所述本体和所述第二楔形块之间，所述第二弹性件为设于所述内管和所述第二楔形块或所述本体之间的压簧。更优选地，所述镜筒可沿所述激光光束模组的光轴移动地设置于所述内管上，所述内管可沿垂直光轴的方向移动地设置于所述本体上。进一步地，所述光束模组支架和所述内管通过中心线与光轴平行或共线的螺纹连接。更进一步地，所述镜筒上开设有外螺纹，所述内管上开设有相配合的内螺纹，所述镜筒设于所述内管内并通过外螺纹和内螺纹连接。优选地，所述激光光束模组还包括设于所述镜筒上的光源基座、设于所述光源基座上的激光器安装座，所述激光器安装于所述激光器安装座上，所述光源基座可沿水平方向移动地设于所述镜筒上，所述激光器安装座可沿光轴移动地设于所述光源基座上。优选地，所述镜筒的相对两端内分别设有用于对光束准直以形成平行光束的第二透镜、用于对光束聚焦以形成扫描光束的第三透镜，所述激光器和所述第二透镜之间设有用于将激光器出射的光束的光束发散角调整至一致以形成回转对称的锥状光束的第一透镜。本专利技术采用的另一种技术方案为：一种影像扫描系统，具有所述的激光光束模组。本专利技术采用上述技术方案，相比现有技术具有如下优点：通过光束模组支架和镜筒连接，而镜筒可沿垂直于光轴的方向相对光束模组支架移动，也就是说可以对透镜和扫描电机的回转轴的同心度进行微调，使得透镜在垂直于光轴的方向上位置微调，进而保证扫描光束关于回转轴对称，从而投射到影像板上的光斑为圆形，能量分布范围集中，避免因激发出临近区域的荧光而造成分辨度下降的问题。附图说明附图1示出了一种影像扫描系统的结构框图；附图2示出了根据本专利技术的一种光学扫描装置的立体结构图；附图3a示出了根据本专利技术的一种激光光束模组在组装前的局部示意图；附图3b示出了根据本专利技术的一种激光光束模组在组装中的局部示意图；附图3c示出了根据本专利技术的一种激光光束模组在组装后的局部示意图；附图4a示出了根据本专利技术的一种F-theta透镜组的结构示意图；附图4b示出了根据本专利技术的一种透镜系统的镜面示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种影像扫描系统的激光光束模组，包括激光器以及镜筒，所述镜筒内设有一或多个用于对所述激光器出射的光束进行调整而生成扫描光束的透镜，其特征在于，所述激光光束模组还包括用于安装在影像扫描系统的扫描电机支架的光束模组支架，所述镜筒可沿垂直于所述激光光束模组的光轴的方向移动地设置于所述光束模组支架上。

【技术特征摘要】
1.一种影像扫描系统的激光光束模组，包括激光器以及镜筒，所述镜筒内设有一或多个用于对所述激光器出射的光束进行调整而生成扫描光束的透镜，其特征在于，所述激光光束模组还包括用于安装在影像扫描系统的扫描电机支架的光束模组支架，所述镜筒可沿垂直于所述激光光束模组的光轴的方向移动地设置于所述光束模组支架上。2.根据权利要求1所述的激光光束模组，其特征在于：所述光束模组支架包括用于安装在影像扫描系统的扫描电机支架的本体以及用于连接所述镜筒的内管，所述本体中空，所述内管可沿垂直于光轴的方向移动地插设于所述本体内，激光光束模组还包括可移动地穿设在所述本体的侧壁上的第二顶丝，所述第二顶丝的内端和所述内管抵接以带动所述内管移动。3.根据权利要求2所述的激光光束模组，其特征在于：所述激光光束模组还包括用于使所述内管复位的第二弹性件。4.根据权利要求3所述的激光光束模组，其特征在于：所述激光光束模组还包括可移动地设于所述本体上的第二楔形块，所述内管的一端部被限制在所述本体和所述第二楔形块之间，所述第二弹性件为设于所述内管和所述第二楔形块或所述本体之间的压簧。5.根据权利要求2所述的激光光束模组，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡安元，吴征巍，周红武，卜荣君，
申请(专利权)人：天逸瑞狮苏州口腔医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32