專利名稱：一種計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)斷層掃描成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置。
背景技術(shù)：
目前，在螺旋計算機(jī)斷層掃描成像系統(tǒng)中，如何將作旋轉(zhuǎn)運動的探測器(旋轉(zhuǎn)體)采集到的數(shù)據(jù)快速可靠地傳輸?shù)叫D(zhuǎn)體外部的圖像處理單元(固定體)是很重要的問題，早期CT中信號傳輸是利用電纜完成的，但是電纜的有限長度限制了掃描的連續(xù)性和速度。
滑環(huán)技術(shù)的出現(xiàn)解決了上述問題，使掃描系統(tǒng)可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，極大地提升了掃描速度，傳統(tǒng)的接觸式滑環(huán)在高速旋轉(zhuǎn)過程中，電刷與滑環(huán)緊密接觸，這樣會導(dǎo)致電刷的磨損，產(chǎn)生很多粉塵顆粒，從而影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性以及電刷的壽命。此外，由于旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)過程中電刷和導(dǎo)電環(huán)之間的接觸電阻電阻值在不斷變化，這種變化會產(chǎn)生較大信號噪聲，從而降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑪?shù)據(jù)傳輸速率也會大幅降低；最后，在高壓環(huán)境下，旋轉(zhuǎn)體與固定結(jié)構(gòu)之間高壓放電會給系統(tǒng)帶來更大的噪聲。隨著CT技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量越來越大，對數(shù)據(jù)的傳輸速率及精度也有了更高的要求，采用碳刷和滑環(huán)方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸變得越來越困難，面對這個問題，國外的一些CT制造廠商提出了用無線電容耦合的方式來代替碳刷滑環(huán)方式，通過非接觸式方式快速地傳輸探測器輸出信號，降低滑環(huán)設(shè)計的復(fù)雜性和加工成本。但是由于無線電容耦合方式采用電磁場方式來傳遞信號，極易受到外界電壓、電流、和電磁場的影響，因此在高速、大數(shù)據(jù)量傳輸方面受到很大限制和影響。因此，如何方便、快速地將旋轉(zhuǎn)體上探測器所采集到的大量數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠傳輸?shù)叫D(zhuǎn)體外的固定體上是現(xiàn)有技術(shù)需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)由旋轉(zhuǎn)體向固定體的可靠傳輸，并使數(shù)據(jù)傳輸過程更加的穩(wěn)定、提高數(shù)據(jù)傳輸速率。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括設(shè)置在計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備的旋轉(zhuǎn)體上的光發(fā)射模塊，用于將所述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)過程中掃描采集到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為光信號，并向所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)軸上的某一軸心點發(fā)射光信號；設(shè)置在所述計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備的固定體上的光反射模塊和光接收模塊，其中所述光反射模塊為平面鏡面，且該平面鏡面的反射面位于所述光接收模塊與所述軸心點的中間位置，并垂直于所述軸心點與所述光接收模塊的連線，反射鏡寬度能完全反射全部光信號；所述光接收模塊位于所述軸心點以所述光反射模塊的反射面為鏡面的鏡像位置，用于接收通過所述光反射模塊反射來的光信號。所述光反射模塊進(jìn)一步為多邊形平面鏡面，且所述多邊形平面鏡面的每一個反射面均對應(yīng)有一個光接收模塊。所述多邊形平面鏡面進(jìn)一步為四邊形平面鏡面，該四邊形平面鏡面將圓周劃分為90度角的四個區(qū)域，其中、
當(dāng)所述光發(fā)射模塊隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)角度的區(qū)域時，由該相應(yīng)角度的區(qū)域所對應(yīng)的光接收模塊來接收光信號。所述光反射模塊進(jìn)一步包含1-2個反射面，形成非連續(xù)反射面信號傳輸，其中當(dāng)所述光發(fā)射模塊隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到某一反射面的反射范圍時，該光發(fā)射模塊向所述軸心點發(fā)射光信號，并由該反射面所對應(yīng)的光接收模塊來接收通過該反射面反射來的光信號；當(dāng)所述光發(fā)射模塊隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到所有反射面的反射范圍之外時，該光發(fā)射模塊停止發(fā)射光信號。所述光發(fā)射模塊進(jìn)一步在旋轉(zhuǎn)體圓周上設(shè)置有多個，且具有多傳輸通道。所述數(shù)據(jù)傳輸裝置進(jìn)一步采用多個光發(fā)射模塊對應(yīng)一個光接收模塊，并通過門控信號控制所述多個光發(fā)射模塊發(fā)射光信號的發(fā)出時間。所述光發(fā)射模塊由電光轉(zhuǎn)換單元和聚焦透鏡組成，該電光轉(zhuǎn)換單元為半導(dǎo)體激光二極管；所述光接收模塊由聚集透鏡和光電轉(zhuǎn)換單元組成，該光電轉(zhuǎn)換單元為光電二極管。 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括設(shè)置在計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備的旋轉(zhuǎn)體上的光發(fā)射模塊，用于將所述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)過程中掃描采集到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為光信號，并向所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)軸上的某一軸心點發(fā)射該光信號；設(shè)置在所述計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備的固定體上的光反射模塊和光接收模塊，其中所述光反射模塊為平面鏡面，且該平面鏡面的反射面位于所述光接收模塊與所述軸心點的中間位置，并垂直于所述軸心點與所述光接收模塊的連線，反射鏡寬度能完全反射全部光信號；所述光接收模塊位于所述軸心點以所述平面鏡面的反射面為鏡面的鏡像位置，用于接收通過所述光反射模塊反射來的光信號。通過該數(shù)據(jù)傳輸裝置能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)由旋轉(zhuǎn)體向固定體的可靠傳輸，并使數(shù)據(jù)傳輸過程更加的穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸速率更快。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖I為本發(fā)明實施例提供的計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實施例所舉出的實例中光反射模塊為四邊形平面鏡面的傳輸結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例所舉出的實例中光接收模塊接收光信號的過程示意圖；圖4為本發(fā)明實施例所述單點雙通道的發(fā)送/接收的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例所述多點單通道發(fā)送/接收的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明實施例所提供的數(shù)據(jù)傳輸死角解決方案結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，如圖I所示為本發(fā)明實施例提供的計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖I的數(shù)據(jù)傳輸裝置包括光發(fā)射模塊1，光反射模塊2和光接收模塊3，其中光發(fā)射模塊I設(shè)置在計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備的旋轉(zhuǎn)體上，4為旋轉(zhuǎn)體的運行軌跡，光發(fā)射模塊I用于將所述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)過程中掃描采集到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為光信號，并向所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)軸(如圖I中的Z軸)上的某一軸心點發(fā)射該光信號，如圖I中所選取的軸心點5，在具體實現(xiàn)過程中，該軸心點5的位置可以離旋轉(zhuǎn)體平面盡可能的近，以使各模塊的布置更緊密，最大程度的節(jié)省數(shù)據(jù)傳輸裝置的空間。光反射模塊2和光接收模塊3設(shè)置在所述計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備的固定體上，其中光反射模塊2為平面鏡面，且該平面鏡面的反射面位于所述光接收模塊3與所述軸心點5的中間位置，并垂直于所述軸心點5與所述光接收模塊3的連線，該平面鏡面反射鏡的寬度能完全反射全部光信號；光接收模塊3位于所述軸心點5以所述光反射模塊2的反射面為鏡面的鏡像位置，用于接收通過所述光反射模塊2反射來的光信號。通過上述數(shù)據(jù)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)，就可以利用平面鏡象反射原理將射向軸心點的光信號轉(zhuǎn)移至固定體上的接收模塊，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)由旋轉(zhuǎn)體向固定體的可靠傳輸。在具體實現(xiàn)過程中，上述的光反射模塊可以進(jìn)一步為多邊形平面鏡面，且所述多邊形平面鏡面的每一個反射面均對應(yīng)有一個光接收模塊。舉例來說，若多邊形平面鏡面進(jìn)一步為四邊形平面鏡面，則該四邊形平面鏡面將圓周劃分為90度角的四個區(qū)域，如圖2所示為本發(fā)明實施例所舉出的實例中光反射模塊為四邊形平面鏡面的傳輸結(jié)構(gòu)示意圖，圖2中該光反射模塊2的每一個反射面均對應(yīng)有一個光接收模塊，如圖2中所示的四個模塊 ，并在光發(fā)射模塊(如圖2中的模塊- )隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)角度的區(qū)域時，由該相應(yīng)角度的區(qū)域所對應(yīng)的光接收模塊來接收光信號。具體來說，如圖3所示為本發(fā)明實施例所舉出的實例中光接收模塊接收光信號的過程不意圖，圖3中
當(dāng)光發(fā)射模塊 位于0° -90°時，由對應(yīng)的光接收模塊I來接收數(shù)據(jù)；當(dāng)光發(fā)射模塊 位于90° -180°時，由對應(yīng)的光接收模塊2來接收數(shù)據(jù)；當(dāng)光發(fā)射模塊 位于180° -270°時，由對應(yīng)的光接收模塊3來接收數(shù)據(jù)；當(dāng)光發(fā)射模塊 位于270° -360° (0° )時，由對應(yīng)的光接收模塊4來接收數(shù)據(jù)。另外，在具體實現(xiàn)過程中，光反射模塊還可以僅僅包含1-2個反射面，從而形成非連續(xù)反射面信號傳輸，具體來說，當(dāng)所述光發(fā)射模塊隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到某一反射面的反射范圍時，該光發(fā)射模塊向所述軸心點發(fā)射光信號，并由 該反射面所對應(yīng)的光接收模塊來接收通過該反射面反射來的光信號；而當(dāng)所述光發(fā)射模塊隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到所有反射面的反射范圍之外時，該光發(fā)射模塊停止發(fā)射光信號，從而優(yōu)化了光反射模塊的結(jié)構(gòu)，使其更加簡單。進(jìn)一步的，光發(fā)射模塊還可以在旋轉(zhuǎn)體上設(shè)置多個，且具有多傳輸通道。具體來說，為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，可以通過增加通道數(shù)目，降低單個通道傳輸速率的方法來實現(xiàn)大數(shù)據(jù)量穩(wěn)定傳輸，即多點發(fā)射和多點接收的方式，具體來說如圖4所示為本發(fā)明實施例所述單點雙通道的發(fā)送/接收的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4中
包含一個光發(fā)射模塊G>且該光發(fā)射模塊 為雙通道結(jié)構(gòu)，對應(yīng)的四個光接收模塊 也為雙通道結(jié)構(gòu)。如圖5所示為本發(fā)明實施例所述多點單通道發(fā)送/接收的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5中在旋轉(zhuǎn)體圓周上均勻分布有四個光發(fā)射模塊由這四個光發(fā)射模塊 同時發(fā)射光信號。上述圖4和圖5的結(jié)構(gòu)都能有效提高數(shù)據(jù)傳輸速度，在具體實現(xiàn)中也可以將兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起使用，即多點多通道的傳輸結(jié)構(gòu)，從而大大提高數(shù)據(jù)傳輸速度。另外，在具體實現(xiàn)中，當(dāng)光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號處于光反射模塊的兩個反射面之間時，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)無法傳輸?shù)那闆r，這就出現(xiàn)了兩個反射面之間的數(shù)據(jù)傳輸死角問題，在本發(fā)明實施例中，可以采用多個光發(fā)射模塊對應(yīng)一個光接收模塊，并通過門控信號控制所述多個光發(fā)射模塊發(fā)射光信號的發(fā)出時間，以來解決兩個反射鏡面之間的數(shù)據(jù)傳輸死角問題，如圖6所示為本發(fā)明實施例所提供的數(shù)據(jù)傳輸死角解決方案結(jié)構(gòu)示意圖，圖6中光反射模塊的每一個反射面對應(yīng)有兩個光發(fā)射模塊，當(dāng)然也可以對應(yīng)兩個以上的光發(fā)射模塊，該兩個光發(fā)射模塊所發(fā)射的光信號均傳輸?shù)酵粋€光接收模塊，并通過門控信號控制所述兩個光發(fā)射模塊發(fā)射光信號的發(fā)出時間，使得當(dāng)一個光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號處于光反射模塊的兩個反射面之間時，另一個光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號能夠順利的被光接收模塊所接收，從而克服數(shù)據(jù)傳輸死角的問題。另外，上述的光發(fā)射模塊可以由電光轉(zhuǎn)換單元和聚焦透鏡組成，該電光轉(zhuǎn)換單元為半導(dǎo)體激光二極管；上述的光接收模塊可以由聚集透鏡和光電轉(zhuǎn)換單元組成，該光電轉(zhuǎn)換單元為光電二極管，在光接收模塊上安裝聚焦透鏡是為了匯聚光反射模塊的反射面所反射的光束，使其聚焦后的光束面積小于光電轉(zhuǎn)換單元的有效面積，有效保證光信號的接收。綜上所述，該數(shù)據(jù)傳輸裝置由于采用鏡面反射，結(jié)構(gòu)簡單實用；且光路等長，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)由旋轉(zhuǎn)體向固定體的可靠傳輸，使數(shù)據(jù)傳輸過程更加的穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸速率更快。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括 設(shè)置在計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備的旋轉(zhuǎn)體上的光發(fā)射模塊，用于將所述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)過程中掃描采集到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為光信號，并向所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)軸上的某一軸心點發(fā)射光信號; 設(shè)置在所述計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備的固定體上的光反射模塊和光接收模塊，其中 所述光反射模塊為平面鏡面，且該平面鏡面的反射面位于所述光接收模塊與所述軸心點的中間位置，并垂直于所述軸心點與所述光接收模塊的連線，反射鏡寬度能完全反射全部光信號； 所述光接收模塊位于所述軸心點以所述光反射模塊的反射面為鏡面的鏡像位置，用于接收通過所述光反射模塊反射來的光信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于， 所述光反射模塊進(jìn)一步為多邊形平面鏡面，且所述多邊形平面鏡面的每一個反射面均對應(yīng)有一個光接收模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于， 所述多邊形平面鏡面進(jìn)一步為四邊形平面鏡面，該四邊形平面鏡面將圓周劃分為90度角的四個區(qū)域，其中 當(dāng)所述光發(fā)射模塊隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)角度的區(qū)域時，由該相應(yīng)角度的區(qū)域所對應(yīng)的光接收模塊來接收光信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于， 所述光反射模塊進(jìn)一步包含1-2個反射面，形成非連續(xù)反射面信號傳輸，其中 當(dāng)所述光發(fā)射模塊隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到某一反射面的反射范圍時，該光發(fā)射模塊向所述軸心點發(fā)射光信號，并由該反射面所對應(yīng)的光接收模塊來接收通過該反射面反射來的光信號；當(dāng)所述光發(fā)射模塊隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到所有反射面的反射范圍之外時，該光發(fā)射模塊停止發(fā)射光信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于， 所述光發(fā)射模塊進(jìn)一步在旋轉(zhuǎn)體上設(shè)置有多個，且具有多傳輸通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)傳輸裝置進(jìn)一步采用多個光發(fā)射模塊對應(yīng)一個光接收模塊，并通過門控信號控制所述多個光發(fā)射模塊發(fā)射光信號的發(fā)出時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6其中之一所述的計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于， 所述光發(fā)射模塊由電光轉(zhuǎn)換單元和聚焦透鏡組成，該電光轉(zhuǎn)換單元為半導(dǎo)體激光二極管；所述光接收模塊由聚集透鏡和光電轉(zhuǎn)換單元組成，該光電轉(zhuǎn)換單元為光電二極管 。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備中基于平面反射的數(shù)據(jù)傳輸裝置。所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括設(shè)置在計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備的旋轉(zhuǎn)體上的光發(fā)射模塊，用于將所述旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)過程中掃描采集到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為光信號，并向所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)軸上的某一軸心點發(fā)射該光信號；設(shè)置在所述計算機(jī)斷層掃描成像設(shè)備的固定體上的光反射模塊和光接收模塊，所述光接收模塊位于所述軸心點以所述平面鏡面的反射面為鏡面的鏡像位置，用于接收通過所述光反射模塊反射來的光信號。通過該數(shù)據(jù)傳輸裝置能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)由旋轉(zhuǎn)體向固定體的可靠傳輸，并使數(shù)據(jù)傳輸過程更加的穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸速率更快。
文檔編號H04B10/00GK102723984SQ20121015452
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者豐寶桐, 孫蕓華, 李國仁, 李曉輝, 杜垚垚, 燕新強(qiáng), 王培林, 胡婷婷, 胡選侯, 魏書軍, 魏存峰, 魏龍 申請人:中國科學(xué)院高能物理研究所