多叶准直器叶片定位装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及叶片定位装置，尤其涉及一种多叶准直器叶片定位装置。
【背景技术】
[0002]在精确放疗中，需要在靶区的投影方向上尽可能精确形成与靶区形状一致的照射野，因此对照射野形状的精确性有较高的要求。
[0003]多叶准直器是用来产生适形辐射野的机械运动部件，俗称多叶光栅、多叶光阑等等，广泛应用于医学领域，多叶准直器是目前实现精确放疗射野形状的最主要设备。多叶准直器叶片运动位置的精确程度直接影响照射野形状的精确性。
[0004]现有技术中对多叶准直器的定位主要采用电容屏式反馈或者磁栅反馈式，但是接触式定位装置会与叶片接触并发生相对移动，容易造成器件的磨损，因此接触式定位装置的使用寿命短、定位可靠性也较差。非接触式主要采用红宝石配合CCD相机定位方式，该非接触方式由于CCD相机长期处于辐射环境中，CCD芯片容易失效，需要经常更换CCD相机。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中接触式定位装置的使用寿命短、定位可靠性也较差的缺陷，以及非接触式需要CCD芯片容易失效，需要经常更换CCD相机的缺陷，提供一种非接触式的多叶准直器叶片定位装置。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]提供一种多叶准直器叶片定位装置，每个叶片上均设有两根信号采集光纤，沿平行于叶片长度的方向布线，靠近叶片头部位置的光纤端面垂直对准叶片表面，且光纤端面与叶片上表面之间存在一定的间隙；多叶准直器的每个叶片上表面均设有周期性的沟槽结构，两根信号采集光纤垂直于叶片表面的端部相距1/4个沟槽周期；
[0008]该装置还包括与每个叶片对应的信号处理电路，该信号处理电路与相应叶片的两根信号采集光纤连接，将采集的光纤信号进行光电转换并处理，输出表示叶片移动方向的脉冲信号，并对其中一根光纤的脉冲信号进行脉冲计数。
[0009]本实用新型所述的装置中，所述两根信号采集光纤贴在原多叶准直器安装电容屏的位置。
[0010]本实用新型所述的装置中，所述周期性的沟槽结构的周期为0.01-0.5mm。
[0011]本实用新型所述的装置中，光纤端面与叶片上表面之间的间隙为0.01-0.5mm。
[0012]本实用新型所述的装置中，所述信号处理电路包括顺次连接的第一整形电路、第一微分电路和第一与门，所述第一整形电路与其中一根信号采集光纤连接；
[0013]该信号处理电路还包括第二整形电路、反相电路和第二微分电路，第二整形电路的输入端与另一根信号采集光纤连接，反相电路的输入端与第一整形电路的输出端连接，反相电路的输出端与第二微分电路的输入端连接；
[0014]该信号处理电路还包括第二与门，该第二与门的一个输入端与第二微分电路的输出端连接，该第二与门的另一个输入端与第二整形电路的输出端连接;第二整形电路的输出端还与第一与门的输入端连接。
[0015]本实用新型所述的装置中，两根信号采集光纤均为抗辐射光纤。
[0016]本实用新型产生的有益效果是:本实用新型通过非接触式的叶片定位装置来对多叶准直器的叶片进行定位，从而避免了器件的磨损。通过在叶片表面制作精密的周期性沟槽结构，根据光纤的反射信号记录光纤经过每一个光栅之后所获得的反射光信号的个数，从而得到叶片相对于光纤头的位移量。通过设置相隔一定距离的两个光纤，根据两个光纤的信号可以精确判断叶片的移动方向。从而实现了高精度的叶片定位，并保证了定位装置在辐射环境下长期稳定可靠的运行。
【附图说明】
[0017]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0018]图I是本实用新型实施例信号采集光纤安装在多叶准直器上的局部结构示意图；
[0019]图2是本实用新型实施例两根信号采集光纤的输出信号对比示意图；
[0020]图3是本实用新型实施例信号处理电路的结构示意图；
[0021 ]图4a是本实用新型实施例叶片正向移动时两根光纤脉冲信号波形分析示意图；
[0022]图4b是本实用新型实施例叶片反向移动时两根光纤脉冲信号波形分析示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]本实用新型实施例的多叶准直器叶片定位装置，在每个叶片上均设有两根信号采集光纤，沿平行于叶片长度的方向布线，靠近叶片头部位置的光纤端面垂直对准叶片表面，且光纤端面与叶片上表面之间存在一定的间隙；多叶准直器的每个叶片上表面均设有周期性的沟槽结构，两根信号采集光纤垂直于叶片表面的端部相距1/4个沟槽周期。该装置还包括与每个叶片对应的信号处理电路，该信号处理电路与相应叶片的两根信号采集光纤连接，将采集的光纤信号进行光电转换并处理，输出表示叶片移动方向的脉冲信号，并对其中一根光纤的脉冲信号进行脉冲计数，得到叶片在周期性的沟槽结构上移动的沟槽个数，根据沟槽个数以及沟槽距离，就可以得到叶片移动的距离。
[0025]如图I所示，本实用新型的一个较佳实施例中，采取光栅光电读数的方式，通过在叶片4表面制作精密的刻度(即周期性的沟槽结构3)，记录光纤经过每一个光栅之后所获得的反射光信号的个数，从而得到叶片相对于光纤头的位移量。
[0026]光纤可安装在原先多叶准直器的电容屏的位置上，以取代电容屏。光纤的端面垂直对准叶片的上表面。传输光纤贴着电容屏位置，并沿着平行于叶片长度的方向走线，到靠近叶片头部位置再向下，垂直对准叶片表面。光纤端面与叶片上表面的距离为0.01-0. 5mm，如可设计为0.1mm，以保证反射光被光纤有效的收集。在叶片前后移动时，这个距离尽可能保持不变，防止收集的反射光的强弱变化，形成干扰信号。
[0027]叶片上表面的周期性沟槽结构，能够在光纤与叶片相对移动时，使光纤的反射光的光强形成周期性的变化，其周期在0.01-0.5mm之间。
[0028]根据整个系统对定位精度的需求，为了实现±0.3mm的重复定位精度，叶片表面的沟槽结构的周期需要尽量的小。由于单模光纤的模场直径(MFD)为10. 5±1.0nm，数值孔径(NA)—般为0.14，也就是说光纤的出射光的单边发散角大约为8度。那么对于距离光纤端面
O.Imm的地方，光纤的出射光的光斑直径大约为0.028_。
[0029]出射光经过叶片表面反射后，回到光纤端面的位置，部分光被光纤收集，作为反射信号传输到后续的系统。光纤对反射光的收集能力是由光纤的数值孔径(NA)决定的。也就是说，只有在光纤纤芯范围，入射角小于8度的光能被光纤收集。因此，实际上在0.028mm直径的光斑范围内，只有中央的直径小于10.5~111的光斑能够被反射到光纤从而被收集。因此，理论上，只要叶片表面沟槽结构的周期不小于这个值，光纤就可以通过反射光强的变化识别出沟槽的移动。
[0030]因此对于