影像撷取模块及其放射线影像读取装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103037171 A (43)申请公布日 2013.04.10 CN 103037171 A *CN103037171A* (21)申请号 201110297774.1 (22)申请日 2011.09.30 H04N 5/32(2006.01) (71)申请人 全友电脑股份有限公司 地址 中国台湾新竹科学工业园区 (72)发明人 王弘成 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 任默闻 (54) 发明名称 影像撷取模块及其放射线影像读取装置 (57) 摘要 本发明公开了一种影像撷取模块及其放射线 影像读取装置， 以线扫描式读取间接数字。

2、化放射 成像的影像板上纪录的放射线影像， 影像撷取模 块包含 ： 一发光元件， 其产生一第一光线 ； 一第一 光学透镜， 具有一第一表面、 一第二表面以及一光 学作用面， 其中第一光线从第一表面进入第一光 学透镜， 经由光学作用面反射至影像板， 影像板被 激发后发出一第二光线从第二表面进入第一光学 透镜， 由光学作用面射出， 其中第一光线于影像板 上呈线型 ； 以及一线型感测器， 其检测第二光线 并输出一电子检测信号。本发明相较于传统点扫 描式， 可减少影像读取时间， 并可有效收集第二光 线以提升影像品质。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华。

3、人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 5 页 附图 4 页 1/3 页 2 1. 一种影像撷取模块， 用以读取一放射线影像， 其特征在于， 所述的影像撷取模块包 含 ： 一发光元件， 用以产生一第一波长范围的一第一光线 ； 一第一光学透镜， 其设置于所述的发光元件的前端， 并具有一第一表面、 一第二表面以 及一光学作用面， 其中， 所述的第一光线从所述的第一表面入射至所述的第一光学透镜， 并 经由所述的光学作用面反射至所述的第二表面射出并照射至一影像板， 所述的影像板被所 述的第一光线激发所放射出的一第二波长范围的一第二光线从所述的第二表面入射至所 述的第。

4、一光学透镜， 并从所述的光学作用面射出， 其中所述的第一光线于所述的影像板上 呈线型， 且所述的影像板上的所述的第一光线的延伸方向垂直于所述的影像撷取模块的一 扫描方向 ； 以及 一线型感测器， 其设置于所述的光学透镜的所述的光学作用面侧， 用以检测所述的第 二光线并输出一电子检测信号。 2. 如权利要求 1 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的第一光学透镜的所述的第 一表面包含一平面或曲面。 3. 如权利要求 1 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的第一光学透镜的所述的第 二表面包含一平面或曲面。 4. 如权利要求 1 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的影像撷取模块更包含。

5、 ： 一第二光学透镜， 其设置于所述的第一光学透镜以及所述的发光元件之间， 用以会聚 所述的第一光线经由所述的第一表面入射至所述的第一光学透镜。 5. 如权利要求 1 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的影像撷取模块更包含 ： 一第三光学透镜， 其设置于所述的第一光学透镜以及所述的影像板之间， 用以会聚所 述的第一光线照射所述的影像板， 以及会聚所述的第二光线经由所述的第二表面入射至所 述的第一光学透镜。 6. 如权利要求 5 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的第三光学透镜包含一杆透 镜阵列。 7. 如权利要求 1 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的影像撷取模块更包含 ：。

6、 一第四光学透镜， 其设置于所述的第一光学透镜以及所述的线型感测器之间， 用以会 聚所述的第二光线至所述的线型感测器。 8. 如权利要求 7 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的第四光学透镜包含一杆透 镜阵列。 9. 如权利要求 1 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的影像撷取模块更包含 ： 一滤光器， 其设置于所述的第一光学透镜以及所述的线型感测器之间， 用以滤除所述 的第二波长范围以外的光线。 10. 如权利要求 1 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的第一波长范围的中心波长 为 630nm。 11. 如权利要求 1 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的第二波长范围。

7、的中心波长 为 390nm。 12. 如权利要求 1 所述的影像撷取模块， 其特征在于， 所述的线型感测器包含非晶硅感 测器、 电荷耦合元件、 互补式金属氧化物半导体感测器或接触式影像感测器。 权 利 要 求 书 CN 103037171 A 2 2/3 页 3 13. 一种放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的放射线影像读取装置包含 ： 一影像撷取模块， 其包含 ： 一发光元件， 用以产生一第一波长范围的一第一光线 ； 一第一光学透镜， 其设置于所述的发光元件的前端， 并具有一第一表面、 一第二表面以 及一光学作用面， 其中， 所述的第一光线从所述的第一表面入射至所述的第一光学透镜， 并。

8、 经由所述的光学作用面反射至所述的第二表面射出并照射至一影像板， 所述的影像板被所 述的第一光线激发所放射出的一第二波长范围的一第二光线从所述的第二表面入射至所 述的第一光学透镜， 并从所述的光学作用面射出， 其中所述的第一光线于所述的影像板上 呈线型， 且所述的影像板上的所述的第一光线的延伸方向垂直于所述的影像撷取模块的一 扫描方向 ； 以及 一线型感测器， 其设置于所述的光学透镜的所述的光学作用面侧， 用以检测所述的第 二光线并输出一电子检测信号 ； 以及 一处理单元， 其与所述的线型感测器电性连接， 用以接收所述的电子检测信号并形成 一数字化影像。 14. 如权利要求 13 所述的放射线。

9、影像读取装置， 其特征在于， 所述的放射线影像读取 装置更包含 ： 一驱动单元， 其用以驱动所述的影像撷取模块以及所述的影像板彼此沿所述的扫描方 向相对移动。 15. 如权利要求 13 所述的放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的第一光学透镜的 所述的第一表面包含一平面或曲面。 16. 如权利要求 13 所述的放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的第一光学透镜的 所述的第二表面包含一平面或曲面。 17. 如权利要求 13 所述的放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的影像撷取模块更 包含 ： 一第二光学透镜， 其设置于所述的第一光学透镜以及所述的发光元件之间， 用以会聚 所述的第一光。

10、线经由所述的第一表面入射至所述的第一光学透镜。 18. 如权利要求 13 所述的放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的影像撷取模块更 包含 ： 一第三光学透镜， 其设置于所述的第一光学透镜以及所述的影像板之间， 用以会聚所 述的第一光线照射所述的影像板， 以及会聚所述的第二光线经由所述的第二表面入射至所 述的第一光学透镜。 19. 如权利要求 18 所述的放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的第三光学透镜包 含一杆透镜阵列。 20. 如权利要求 13 所述的放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的影像撷取模块更 包含 ： 一第四光学透镜， 其设置于所述的第一光学透镜以及所述的线型感测。

11、器之间， 用以会 聚所述的第二光线至所述的线型感测器。 21. 如权利要求 20 所述的放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的第四光学透镜包 含一杆透镜阵列。 权 利 要 求 书 CN 103037171 A 3 3/3 页 4 22. 如权利要求 13 所述的放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的影像撷取模块更 包含 ： 一滤光器， 其设置于所述的第一光学透镜以及所述的线型感测器之间， 用以滤除所述 的第二波长范围以外的光线。 23. 如权利要求 13 所述的放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的第一波长范围的 中心波长为 630nm。 24. 如权利要求 13 所述的放射线影像。

12、读取装置， 其特征在于， 所述的第二波长范围的 中心波长为 390nm。 25. 如权利要求 13 所述的放射线影像读取装置， 其特征在于， 所述的线型感测器包含 非晶硅感测器、 电荷耦合元件、 互补式金属氧化物半导体感测器或接触式影像感测器。 权 利 要 求 书 CN 103037171 A 4 1/5 页 5 影像撷取模块及其放射线影像读取装置 技术领域 0001 本发明是有关一种影像撷取模块以及影像读取装置， 特别是一种影像撷取模块及 其放射线影像读取装置。 背景技术 0002 间接数字化放射成像 (Computed Radiography， CR)， 是利用影像板 (Imaging p。

13、late， IP) 代替传统放射成像的胶片， 将储存在影像板上的 X 光资讯利用激光扫描转换为 电信号进行数字化图像处理的一种技术。 0003 间接数字化放射成像的影像板具有光可激发的储存磷光体分布于其中， 当以含有 物体 ( 例如人体 ) 的影像资讯的放射线 ( 例如 X 光 ) 照射时， 其可将影像资讯储存于光可 激发的储存磷光体， 透过激发光(例如激光)的扫描， 光可激发的储存磷光体受激发而发出 与放射线能量成比例的光， 可供光电转换及后续数字化影像处理。 0004 请参照图 1， 其显示一现有技术的间接数字化放射成像的影像撷取模块的立体示 意图。现有技术的影像撷取模块系用以读取记录于影。

14、像板 50 中的放射线影像， 其包括 ： 一 激光 100， 用以对影像板 50 发出一扫描光线 170， 以激发影像板 50 中的储存磷光体发出被 激发光线172 ； 以及一光电倍增管(photomultiplier tube， PMT)120， 用以检测影像板50发 出的被激发光线 172， 并将其转换为电子检测信号。 0005 现有技术的影像撷取模块采用逐点取像， 也就是使激光 100 一次仅扫描影像板 50 上的一点， 接着再以光电倍增管120检测由该点所发出的光。 因此， 若影像板50所记录的放 射线影像要转为 1000x1000 像素的数字影像， 现有技术的影像撷取模块需要取像 1。

15、000000 次才能完成， 所需的读取时间较长。另外， 由于影像板中的储存磷光体所发出的光信号较 弱， 因此有效的收集光信号便成为如何提升影像品质的重点。 0006 综上所述， 如何减少间接数字化放射成像的影像撷取模块读取影像板上记录的放 射线影像所需的时间， 并且有效的收集影像板的被激发光线以提升影像品质， 便是目前极 需努力的目标。 发明内容 0007 本发明提供一种影像撷取模块及其放射线影像读取装置， 其使扫描光线透过一光 学透镜的反射， 对纪录有放射线影像的影像板进行线扫描， 使影像板受激发而发出的被激 发光线经会聚并穿透同一光学透镜而由线型感测器接收， 故可减少读取影像板上记录的放 。

16、射线影像所需的时间， 并可有效的收集影像板的被激发光线以提升影像品质。 0008 本发明一实施例的影像撷取模块系用以读取一放射线影像， 影像撷取模块包含 ： 一发光元件， 用以产生一第一波长范围的一第一光线 ； 一第一光学透镜， 其设置于发光元件 的前端， 并具有一第一表面、 一第二表面以及一光学作用面， 其中， 第一光线从第一表面入 射至第一光学透镜， 并经由光学作用面反射至第二表面射出并照射至一影像板， 影像板被 第一光线激发所放射出的一第二波长范围的一第二光线从第二表面入射至第一光学透镜， 说 明 书 CN 103037171 A 5 2/5 页 6 并从光学作用面射出， 其中第一光线于。

17、影像板上呈线型， 且影像板上的第一光线的延伸方 向垂直于影像撷取模块的一扫描方向 ； 以及一线型感测器， 其设置于光学透镜的光学作用 面侧， 用以检测第二光线并输出一电子检测信号。 0009 本发明另一实施例的放射线影像读取装置包含一影像撷取模块以及一处理单元。 影像撷取模块包含 ： 一发光元件， 用以产生一第一波长范围的一第一光线 ； 一第一光学透 镜， 其设置于发光元件的前端， 并具有一第一表面、 一第二表面以及一光学作用面， 其中， 第 一光线从第一表面入射至第一光学透镜， 并经由光学作用面反射至第二表面射出并照射至 一影像板， 影像板被第一光线激发所放射出的一第二波长范围的一第二光线从。

18、第二表面入 射至第一光学透镜， 并从光学作用面射出， 其中第一光线于影像板上呈线型， 且影像板上的 第一光线的延伸方向垂直于影像撷取模块的一扫描方向 ； 以及一线型感测器， 其设置于光 学透镜的光学作用面侧， 用以检测第二光线并输出一电子检测信号。处理单元与线型感测 器电性连接， 用以接收电子检测信号并形成一数字化影像。 0010 以下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明， 当更容易了解本发明的目的、 技 术内容、 特点及其所达成的功效。 附图说明 0011 图 1 为一立体示意图， 显示现有技术的间接数字化放射成像的影像撷取模块。 0012 图 2 与图 3 分别为一立体示意图及一剖面示意图。

19、， 显示本发明一实施例的影像撷 取模块。 0013 图 4 为一部分剖面示意图， 显示本发明另一实施例的影像撷取模块。 0014 图 5 为一部分剖面示意图， 显示本发明另一实施例的影像撷取模块。 0015 图 6 为一部分剖面示意图， 显示本发明另一实施例的影像撷取模块。 0016 图 7 为一示意图， 显示本发明一实施例的放射线影像读取装置。 0017 主要元件符号说明 ： 0018 50 影像板 0019 100 激光 0020 120 光电倍增管 0021 170 扫描光线 0022 172 被激发光线 0023 200 发光元件 0024 210 第一光学透镜 0025 212 第一。

20、表面 0026 214 第二表面 0027 216 光学作用面 0028 220 线型感应器 0029 230 第二光学透镜 0030 240 第三光学透镜 0031 250 第四光学透镜 0032 260 滤光器 说 明 书 CN 103037171 A 6 3/5 页 7 0033 270 第一光线 0034 272、 272A 第二光线 0035 272B、 272C 第二光线 0036 700 处理单元 0037 710 驱动单元 具体实施方式 0038 请参照图 2 与图 3， 其所示分别为本发明的一实施例的影像撷取模块的立体示意 图及剖面示意图。本发明的一实施例的影像撷取模块包括 。

21、： 一发光元件 200， 用以产生一第 一波长范围的一第一光线 270 ； 一第一光学透镜 210， 其设置于发光元件 200 的前端， 并具 有一第一表面 212、 一第二表面 214 以及一光学作用面 216( 仅标示于图 3)， 其中， 第一光线 270 从第一表面 212 入射至第一光学透镜 210， 并经由光学作用面 216 反射至第二表面 214 射出， 再照射至一影像板 50， 影像板 50 被第一光线 270 激发所放射出的一第二波长范围的 一第二光线 272( 仅标示于图 3) 从第二表面 214 入射至第一光学透镜 210， 并从光学作用 面 216 射出， 其中第一光线 。

22、270 于影像板 50 上呈线型， 且影像板 50 上的第一光线 270 的延 伸方向 X 垂直于影像撷取模块的一扫描方向 Y ； 以及一线型感测器 220， 其设置于光学透镜 210 的光学作用面 216 侧， 用以检测第二光线 272 并输出一电子检测信号。 0039 请继续参照图 2 与图 3， 于一实施例中， 发光元件 200 可为本身即可发出线型光的 光源， 例如线激光， 或是可发出光束的光源， 例如呈矩阵排列的发光二极体， 再透过聚焦的 光学元件产生高照明强度的线型光。 第一光线270系以线扫描的方式激发影像板50中的储 存磷光体发出第二光线 272( 仅标示于图 3)， 透过线型。

23、感测器 220 检测第二光线 272， 即可 逐线扫描取像， 可显著地减少读取放射线影像所需的时间。以影像板 50 所记录的放射线影 像要转为1000x1000像素的数字影像来说， 本实施例的影像撷取模块仅需要取像1000次即 可完成读取。线型感测器 220 可为但不限于非晶硅感测器 (amorphous silicon sensor)、 电荷耦合元件 (Charge Coupled Device， CCD)、 互补式金属氧化物半导体 (Complementary Metal Oxide Semiconductor， CMOS)感测器或接触式影像感测器(Contact Image Sensor。

24、， CIS)。 0040 请继续参照图2与图3， 另外， 第一光线270与第二光线272具有不同的波长范围。 举例而言， 第一波长范围的中心波长可为但不限于为 630nm， ； 第二波长范围的中心波长可 为但不限于为 390nm。故， 第一光学透镜 210 的光学作用面 216 上设有一两向色涂层， 其可 反射位于第一波长范围的第一光线 270， 但允许第二波长范围的第二光线 272 穿透。 0041 请继续参照图2与图3， 于一实施例中， 影像撷取模块更包括一第三光学透镜240， 其设置于第一光学透镜 210 以及影像板 50 之间， 用以会聚由光学作用面 216 反射的第一光 线 270 。

25、照射影像板 50， 以及会聚第二光线 272 经由第二表面 214 入射至第一光学透镜 210。 于一实施例中， 第三光学透镜 240 可为一杆透镜阵列 (rod lens array)。于一实施例中， 第一光线 270 入射第三光学透镜 240 时为线型 ( 如图所示 )， 穿过第三光学透镜 240 时未 经偏折而入射影像板 50。于另一实施例中， 第一光线 270 入射第三光学透镜 240 时为带状 ( 于后续实施例中说明 )， 透过第三光学透镜 240 会聚而呈线型于影像板 50。另外， 由于影 像板 50 受激发而发出的第二光线 272 可能有扩散的现象， 透过第三光学透镜 240 的。

26、会聚， 说 明 书 CN 103037171 A 7 4/5 页 8 可较有效的被线性检测器 220 收集。 0042 请继续参照图2与图3， 于一实施例中， 影像撷取模块更包括一第四光学透镜250， 其设置于第一光学透镜 210 以及线型感测器 220 之间， 用以会聚第二光线 272 至线型感测 器 220。于一实施例中， 第四光学透镜 250 包括一杆透镜阵列。由于影像板 50 受激发而发 出的第二光线272可能有扩散的现象， 透过第四光学透镜250的会聚， 可较有效的被线性检 测器 220 收集。 0043 请继续参照图 2 与图 3， 于一实施例中， 于本实施例中， 影像撷取模块更包。

27、括滤光 器 260， 其设置于第一光学透镜 210 以及线型感测器 220 之间， 用以滤除第二波长范围以外 的光线。当位于第一波长范围的第一光线 270 入射影像板 50 时， 部分的第一光线 270 可能 被影像板 50 反射， 形成对线型感测器 220 检测位于第二波长范围的第二光线 272 的杂讯， 故透过设置滤光器 260， 可以滤除第二波长范围以外的光线进入线型感测器 220。 0044 请参照图4， 其所示为本发明的另一实施例的影像撷取模块的部分剖面示意图。 于 本实施例中， 发光元件200所发出的第一光线270系呈锥状， 影像撷取模块则更包含一第二 光学透镜 230 设置于第一。

28、光学透镜 210 与发光元件 200 之间， 用以会聚并准直化第一光线 270， 使其经由第一表面212入射第一光学透镜210。 于一实施例中， 第一光学透镜210系为 一三菱镜， 其三个组成表面包括均为平面的第一表面212、 第二表面214及光学作用面216， 第一表面 212 与第二表面 214 实质垂直， 光学作用面 216 与第一表面 212 及第二表面 214 实质呈 45。夹角。经由第二光学透镜 230 准直后的第一光线 270 垂直入射第一表面 212， 再由光学作用面 216 反射而垂直入射第二表面 214 并射出第一光学透镜 210。于本实施例 中， 影像撷取模块更包含一第三。

29、光学透镜 240， 由第一光学透镜 210 射出的第一光线 270 系 呈带状， 其再经由第三光学透镜 240 会聚而于影像板 50 上而呈线型。于一实施例中， 第三 光学透镜 240 系为一杆透镜阵列 (rod lens array)。 0045 请参照图5， 其所示为本发明的另一实施例的影像撷取模块的部分剖面示意图。 于 本实施例中， 第一光学透镜 210 的第一表面 212 为一曲面。由发光元件 200 发出的第一光 线 270 系呈锥状， 透过曲面的第一表面 212 将第一光线 270 准直化后， 再由光学作用面 216 反射而垂直入射第二表面214并射出第一光学透镜210。 于本实施。

30、例中， 影像撷取模块亦更 包含一第三光学透镜 240， 由第一光学透镜 210 射出的第一光线 270 系呈带状， 其再经由第 三光学透镜 240 会聚而于影像板 50 上而呈线型。于一实施例中， 第三光学透镜 240 系为一 杆透镜阵列 (rod lens array)。 0046 请参照图6， 其所示为本发明另一实施例的影像撷取模块的部分剖面示意图。 如图 6 所示， 第一光学透镜 210 的第二表面 214 系为一曲面。由影像板 50( 示于图 2 与图 3) 发 出的第二光线可能会因扩散而沿着例如第二光线 272A 或第二光线 272C 的方向行进。当第 二表面 214 为曲面时， 可。

31、对影像板 50 发出的第二光线 272A、 272B 或 272C 有更好的会聚效 果， 而使第二光线 272A、 272B 或 272C 可较有效的被线性检测器 220 收集。 0047 请参照图7， 其所示为本发明一实施例的放射线影像读取装置的示意图。 于本实施 例中， 放射线影像读取装置包括一如上所述的影像撷取模块， 以及一处理单元 700， 其与线 型感测器 220 电性连接， 用以接收电子检测信号并形成一数字化影像。于一实施例中， 放射 线影像读取装置更包含一驱动单元 710， 其用以驱动影像撷取模块以及影像板 50 彼此沿一 扫描方向 Y 相对移动。于一实施例中， 驱动单元 710。

32、 可为一运输带， 其承载影像板 50 往扫 说 明 书 CN 103037171 A 8 5/5 页 9 描方向 Y 移动， 而影像撷取模块则系固定。于另一实施例中， 影像板 50 则系固定， 而驱动单 元 710 则驱动影像撷取模块沿扫描方向 Y 的相反方向移动。 0048 综合上述， 本发明的影像撷取模块及其放射线影像读取装置使第一光线透过第一 光学透镜的反射对纪录有放射线影像的影像板进行线扫描， 使影像板受激发而发出的第二 光线经会聚并穿透第一光学透镜而由线型感测器接收， 故可减少读取影像板上记录的放射 线影像所需的时间， 并可有效的收集影像板受激发所发出的光以提升影像品质。 0049 。

33、以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点， 其目的在使熟习此项技 艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施， 当不能以的限定本发明的专利范围， 即大凡 依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰， 仍应涵盖在本发明的专利范围内。 说 明 书 CN 103037171 A 9 1/4 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103037171 A 10 2/4 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103037171 A 11 3/4 页 12 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103037171 A 12 4/4 页 13 图 7 说 明 书 附 图 CN 103037171 A 13 。