一种检测装置和使用该检测装置的直线加速器

技术领域

本申请涉及能够有效采集弧形端面的位置信息图像并提高检测精准度的检测装置和使用该检测装置的直线加速器。

背景技术

多叶光栅是医用放射治疗仪器的辐射头组成部件，通常具有相对放置的数十对叶片，用于调整射线形成的射野的轮廓形状。在放射线治疗过程中，每个叶片都可以相互独立的运动，从而形成模拟成病灶形状的封闭的射野，以免病灶周围的健康组织受到射线辐射。

传统技术中，同一组光栅叶片中的多个叶片之间结构尺寸并不相同，通常每个叶片的朝向和远离射线源的顶面、底面均为平面，不同位置的叶片的倾斜角度、侧面尺寸都不相同。由于各叶片之间不具有互换性，难以实施批量生产，也不利于叶片的装配与更换维修。这些问题的存在使得多叶光栅的成本居高不下，限制了放疗设备进一步的发展与应用。

申请号为CN201420104718.0的专利文献1中公开了由扇形叶片组成的多叶光栅，每个叶片的朝向和远离射线源的端面都为圆弧形，多个叶片沿以射线源为圆心的圆周方向排列，使得每个叶片的规格尺寸一致，便于批量生产、安装和维修。

但待检测的位置信息例如二进制编码序列也刻在叶片的朝向/远离射线源的弧形端面上，为了完整地获取位置信息的图像，减少图像的畸变、失真和遗漏等问题，在光学检测装置中，需要设置与叶片的弧形端面的形状相适应的反射镜，才能提高检测的精准度。

因此，在现有技术中，如何有效采集弧形端面上的位置信息图像并提高检测的精准度成为课题。

参考文献

专利文献

专利文献1：CN201420104718.0

发明内容

本申请的目的在于，提供一种能够有效采集弧形端面的位置信息图像并提高检测精准度的检测装置和使用该检测装置的直线加速器。为了实现上述目的，本申请的一个方案为，一种检测装置，用于获取第一待检端面的第一待检信息，所述检测装置包含朝向所述第一待检端面设置的第一反射镜和相机单元；所述第一反射镜是作为第一基体的椭圆柱或椭圆台、和与该第一基体的轴心成规定角度的第一平面及第二平面所切出的形状的一部分，并且由所述第一平面切出的所述第一反射镜的第一反射镜边缘为圆弧形；检测过程中，从所述第一待检端面反射的光线经所述第一反射镜反射形成被所述相机单元采集的第一目标光线；其中，所述第一反射镜边缘的任一径向方向与垂直于所述第一反射镜边缘所在平面的方向组成的截面，与所述第一反射镜的交线是与该径向方向呈规定的第一夹角的直线。

在一个优选的方式中，所述第一平面和所述第二平面平行。

根据前述的技术方案，能够通过裁切椭圆柱/椭圆台得到第一反射镜边缘为弧形的第一反射镜，使第一反射镜更好的适应第一待检端面的弧形形状，提高对待检信息的图像采集的精准度。

在一个优选的方式中，在所述第一反射镜边缘所在的平面上，所述第一待检端面与所述第一反射镜边缘为同心的圆弧形。

根据前述的技术方案，能使第一反射镜与第一待检端面更好地贴合，且使两者之间保留较小的间隙，提高对待检信息的图像采集的精准度。

在一个优选的方式中，所述第一夹角为45度，进而，沿所述第一待检端面的法线方向反射的光线经所述第一反射镜反射后，形成与所述第一待检端面的法线方向垂直的所述第一目标光线。

根据前述的技术方案，使得从第一待检端面的法线方向反射的光线，经第一反射镜反射后形成彼此平行的的第一目标光线，更便于被相机单元采集。

在一个优选的方式中，包含朝向第二待检端面设置的第二反射镜，用于获取所述第二待检端面的第二待检信息；所述第二反射镜是作为第二基体的椭圆柱或椭圆台、和与该第二基体的轴心成规定角度的第三平面及第四平面所切出的形状的一部分，并且由所述第三平面切出的所述第二反射镜的第二反射镜边缘为圆弧形；检测过程中，从所述第二待检端面反射的光线经所述第二反射镜反射形成被所述相机单元采集的第二目标光线；其中，所述第二反射镜边缘的任一径向方向与垂直于所述第二反射镜边缘所在平面的方向组成的截面，与所述第二反射镜的交线是与该径向方向呈规定的第二夹角的直线。

在一个优选的方式中，所述第三平面与所述第四平面平行。

根据前述的技术方案，能够通过裁切椭圆柱/椭圆台得到第二反射镜边缘为弧形的第二反射镜，使第二反射镜更好的适应第二待检端面的弧形形状，提高对待检信息的图像采集的精准度。

在一个优选的方式中，在所述第二反射镜边缘所在的平面上，所述第二待检端面与所述第二反射镜边缘为同心的圆弧形。

根据前述的技术方案，能使第二反射镜与第二待检端面更好地贴合，提高对待检信息的图像采集的精准度。

在一个优选的方式中，所述第二夹角为45度，进而，沿所述第二待检端面的法线方向反射的光线经所述第二反射镜反射后，形成与所述第二待检端面的法线方向垂直的所述第二目标光线。

根据前述的技术方案，使得从第二待检端面的法线方向反射的光线，经第二反射镜反射后形成彼此平行的第二目标光线，更便于被相机单元采集。

在一个优选的方式中，所述第一反射镜的远离所述第一待检端面的边缘与所述第二反射镜的远离所述第二待检端面的边缘匹配连接。

根据前述的技术方案，两个反射镜彼此连接，使得整体结构更加紧凑、节省空间，也能避免第一待检信息/第二待检信息的遗漏。

在一个优选的方式中，还包含暗室盒；所述暗室盒具有相对设置的不透光的第一壳壁、第二壳壁，以及位于所述第一壳壁或所述第二壳壁的、允许外部光线射入所述暗室盒内的第一采样窗；所述第一反射镜设置于所述暗室盒内与所述第一采样窗对应的位置；所述第一待检端面在所述暗室盒外朝向所述第一采样窗设置；检测过程中，从所述第一待检端面反射的光线，经所述第一采样窗进入所述暗室盒内，并且经所述第一反射镜反射后形成被所述相机单元采集的所述第一目标光线。

根据前述的技术方案，暗室盒能够减少杂光的干扰，使采集到的第一待检端面的图像更清晰。

在一个优选的方式中，还包含暗室盒；所述暗室盒具有相对设置的不透光的第一壳壁、第二壳壁，以及分别位于所述第一壳壁和所述第二壳壁的、允许外部光线射入所述暗室盒内的第一采样窗、第二采样窗；所述第一反射镜、所述第二反射镜分别设置于所述暗室盒内与所述第一采样窗、所述第二采样窗对应的位置；所述第一待检端面、所述第二待检端面在所述暗室盒外分别朝向所述第一采样窗、所述第二采样窗设置；检测过程中，从所述第一待检端面、所述第二待检端面反射的光线，分别经所述第一采样窗、所述第二采样窗进入所述暗室盒内，并分别经所述第一反射镜、所述第二反射镜反射后形成被所述相机单元采集的所述第一目标光线、所述第二目标光线。

根据前述的技术方案，暗室盒能够减少杂光的干扰，使采集到的第一待检端面的图像更清晰。

在一个优选的方式中，还包含设置于所述暗室盒内的光源，所述光源发出的光线分别从所述第一采样窗、所述第二采样窗射出，并分别经所述第一待检端面、所述第二待检端面反射后经所述第一采样窗、所述第二采样窗到达所述第一反射镜、所述第二反射镜。

根据前述的技术方案，通过光源的补光，使第一待检端面、第二待检端面的亮度增大，使成像更清晰，增强检测的效率和精度。

此外，本申请的另一个方面是一种直线加速器，其特征在于：包含射线源和用于遮挡所述射线源发出的部分射线的多叶光栅，还包含上述的检测装置。

根据前述的技术方案，能够有效采集弧形端面的位置信息图像并提高检测精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请，下面将对本申请的说明书附图进行描述和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅说明了本申请的一些示例性实施方案的某些方面，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是例示的多叶光栅的俯视图。

图2是例示的传统技术中叶片组的截面示意图。

图3是例示的扇形叶片组的截面示意图。

图4是例示的扇形叶片组的装配示意图。

图5是例示的检测装置的截面图。

图6是例示的检测装置的外观视图。

图7是例示的检测装置的局部剖视图。

图8是例示的第一反射镜和第二反射镜的外观示意图。

图9是例示的椭圆柱裁切原理图。

图10是例示的椭圆柱裁切示意图。

图11是例示的椭圆台的外观视图。

图12是例示的椭圆台的裁切原理图。

图13是例示的椭圆台裁切后的部分视图。

图14是例示的加装第三反射镜的示意图。

图15是例示的加装多个反射镜的示意图。

图16是例示的加装第七反射镜的示意图。

附图文字说明：

100 多叶光栅

101 第一左叶片组

1011 叶片组顶面

1012 叶片组底面

102 第一右叶片组

103 射野

105 射线源

1051 射线束中心线

1052 投影面

106 外侧叶片

1061 顶面

1062 底面

1063 侧面

1064 侧面

1065 投影

107 内侧叶片

1071 顶面

1072 底面

1073 侧面

1074 侧面

1075 投影

108 第二左叶片组

1081 叶片组顶面

1082 叶片组底面

109 第二右叶片组

200 检测装置

300 椭圆柱

301 椭圆柱立壁

302 椭圆端面

303 上切面

304 轴心

305 下切面

400 椭圆台

401 椭圆台立壁

402 第二椭圆端面

403 第一切面

404 轴心

405 第二切面

406 第一椭圆端面

407 第三切面

11 叶片

111 顶面

112 底面

12 叶片

18 叶片

181 顶面

182 底面

2 暗室盒

21 第一壳壁

211 第一采样窗

22 第二壳壁

221 第二采样窗

30 虚线框

31 第一反射镜

311 第一交线

312 第一上边缘

313 第一下边缘

32 第二反射镜

322 第二下边缘

323 第二上边缘

33 第三反射镜

34 第四反射镜

35 第五反射镜

36 第六反射镜

37 第七反射镜

310 第一目标光线

320 第二目标光线

4 光源

40 虚线框

5 光源反射镜

51 滤光片

52 限光器

6 相机单元

实施方式

以下参照附图详细描述本申请的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，绝不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。本申请可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本申请透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本申请的范围。应注意到：除非另有说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值等应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本申请中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其它要素的可能。

本申请使用的所有术语（包括技术术语或者科学术语）与本申请所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用词典中定义的术语应当被理解为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非本文有明确地这样定义。

对于本部分中未详细描述的部件、部件的具体型号等参数、部件之间的相互关系以及控制电路，可被认为是相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

多叶光栅

作为一个实施例，本申请的检测装置200用于检测医用加速器中多叶光栅100的每个叶片的具体位置，首先结合图1说明多叶光栅100的工作原理，图1是多叶光栅100的俯视图。

为了便于说明，以图示的X轴、Y轴方向为水平方向，以垂直于X轴、Y轴的Z轴方向（图中未示出）为上下方向，本文如无特别说明，关于方向的表述与此同。

参看图1，在通常的例子中，多叶光栅100包含沿X轴方向相对设置的第一左叶片组101、第一右叶片组102，第一左叶片组101、第一右叶片组102分别由沿Y轴方向依次排列的多个叶片11、叶片12构成。叶片11、叶片12在X轴方向相对设置、结构相同、互为镜像，通常由硬质金属例如钨合金制成，在图示的Y轴方向上一般仅具有几毫米的宽度，在Z轴方向上还延伸一定的距离，即第一左叶片组101、第一右叶片组102分别由多个薄片形的叶片11、叶片12依次排列而成。

其中，每个叶片11、叶片12分别独立地由驱动机构例如伺服电机加丝杆来调节X轴方向上的位移。具体而言，第一左叶片组101、第一右叶片组102中的每个叶片11、叶片12能够沿X轴进行彼此相互靠近/远离的平移运动，从而，在第一左叶片组101、第一右叶片组102之间，可以形成没有叶片11、叶片12遮挡的不规则形状的射野103。

通常情况下，加速器的射线束沿Z轴方向照射至多叶光栅100，由于叶片11、叶片12的遮挡，射线束只能从射野103的空档区域透过多叶光栅100，并最终照射到病灶例如肿瘤部位。

由于病灶的形状通常是不规则的，且在不同的角度具有不同形状的轮廓，因此需要在不同的角度都能精确调节多叶光栅100中的每个叶片11、叶片12的位置，以使射野103能够精确地匹配病灶的形状轮廓，从而使射线束集中照射到病灶部位，而不会照射到病灶附近的正常组织。

由此，在治疗过程中，需要精确地检测每个叶片11、叶片12在X轴方向上的位置，再根据检测到的位置信息来控制伺服电机以调节每个叶片11、叶片12在X轴方向上的位移，进而提高射野103对病灶轮廓的适形度。

扇形叶片

接下来，结合图2-4对扇形叶片进行说明。图2是传统技术中叶片组的截面示意图，图3是扇形叶片组的截面示意图，图4是扇形叶片组的装配示意图。

由于第一左叶片组101、第一右叶片组102结构相同、相对设置，这里仅以第一左叶片组101为例进行说明。传统技术中一般采用相同投影宽度的方法进行叶片11的设计，图2示出了采用这种方法设计的原理。在图2中，第一左叶片组101包含外侧叶片106和内侧叶片107，位于第一左叶片组101上方的射线源105发出的射线具有上下方向延伸的射线束中心线1051。为了减小多叶光栅100的射野半影，外侧叶片106 的大致沿射线方向延伸的两个侧面即侧面1063、侧面1064，和内侧叶片107的大致沿射线方向延伸的两个侧面即侧面1073、侧面1074均设计为聚焦于射线源105的形式。

此外，外侧叶片106的顶面1061、底面1062，和内侧叶片107的顶面1071、底面1072均为垂直于射线束中心线1051的水平面。传统技术中，通常以外侧叶片106和内侧叶片107在水平方向的投影面1052上、具有沿Y轴相同的投影宽度d为准则来决定外侧叶片106和内侧叶片107在Y轴方向的截面宽度。即外侧叶片106的投影1065、内侧叶片107的投影1075沿Y轴具有相同的宽度d，以此来设计外侧叶片106、内侧叶片107在不同水平面的尺寸。由于外侧叶片106和内侧叶片107与射线束中心线1051的夹角不同，因此，在同一水平截面上，外侧叶片106和内侧叶片107分别对应的截面尺寸是不同的，距离射线束中心线1051越远的叶片即外侧叶片106，其侧面1063、侧面1064与射线束中心线1051的夹角相对较大，对应的水平截面的面积也相对较大。

根据上述原理设计的不同位置的外侧叶片106、内侧叶片107，其与上下方向的夹角、在同一水平截面上的尺寸都各不相同，导致彼此之间无法互换，从而难以实施批量生产，也增加了装配与更换维修的难度，增大了设备成本。

为此，还是以第一左叶片组101为例，本申请涉及一种扇形的叶片11。参看图3，优选地，在沿上下方向延伸且与Y轴平行的纵截面上，叶片11的朝上的顶面111、朝下的底面112均为以上方的射线源105（图中未示出）为圆心的弧形，多个相同的叶片11沿Y轴方向依次排列形成第一左叶片组101，使得第一左叶片组101的靠近射线源105的叶片组顶面1011、远离射线源105的叶片组底面1012在该纵截面上均为以射线源105为圆心的圆弧形。

从而，在该纵截面上，射线源105发出的射线沿各个叶片11的顶面111、底面112的径向方向延伸，可以有效减少射野半影。同时，由于不同位置的各个叶片11具有统一规格，使得彼此之间能够互换，便于批量生产，也降低了安装和更新维护的难度。

需要说明的是，射线源105通常为点状，严格来说第一左叶片组101的叶片组顶面1011、叶片组底面1012应为以射线源105为球心的球面形，即每个叶片11的顶面111、底面112除了在纵截面上为以射线源105为圆心的弧形，在沿上下方向延伸、且与X轴平行的横截面上也应该是以射线源105为圆心的弧形，这样才能使射线源105发出的射线始终沿各个叶片11的顶面111、底面112的径向延伸，进而减少射野半影。

但射线源105在Z轴方向即上下方向通常距离各个叶片11比较远，例如叶片11在Y轴方向的宽度一般仅几毫米，而射线源105在Z轴方向距离各个叶片11达到400多毫米，在相对距离较远的情况下，为了减小加工难度和成本，本申请仅在沿上下方向且与Y轴平行的纵截面上，将每个叶片11的顶面111、底面112设计为以射线源105为圆心的弧形，整个叶片11呈扇形结构，也能满足使用要求。

参看图4，作为一种优选的方案，本申请包含在水平的X轴方向相对设置的第一左叶片组101、第一右叶片组102，射线源105（图中未示出）位于第一左叶片组101、第一右叶片组102的上方。同时，本申请还包含分别位于第一左叶片组101、第一右叶片组102的沿射线束的下游侧的第二左叶片组108、第二右叶片组109，第二左叶片组108、第二右叶片组109沿X轴方向相对设置。由此，在射线束方向上构建了上下游两级叶片组，通过两级叶片组的互相配合，可以提高对射野103的轮廓调节的精细度和适形度。由于第一左叶片组101和第一右叶片组102之间、第二左叶片组108和第二右叶片组109之间相对设置、互为镜像，为了简单起见，这里仅以第一左叶片组101和第二左叶片组108为例进行说明。

在本实施例中，第一左叶片组101和第二左叶片组108分别由扇形的叶片11、叶片18沿Y轴方向依次排列构成。其中，叶片18的顶面181、底面182在沿上下方向延伸且与Y轴平行的纵截面上为以射线源105为圆心的弧形。从而，在该纵截面上，第一左叶片组101的叶片组顶面1011、叶片组底面1012，和第二左叶片组108的靠近射线源105的的叶片组顶面1081、远离射线源105的叶片组底面1082均为以射线源105为圆心的弧形。

可以理解的是，由于第一左叶片组101位于上游侧、更靠近圆心处的射线源105，第一左叶片组101的叶片组顶面1011的半径小于叶片组底面1012的半径，而叶片组底面1012的半径又小于第二左叶片组108的叶片组顶面1081的半径，叶片组顶面1081的半径又小于叶片组底面1082的半径，即第一左叶片组101的叶片11和第二左叶片组108的叶片18的尺寸规格并不相同，但在单个叶片组中例如第一左叶片组101内的多个叶片11之间的尺寸规格是一致的，以方便量产、安装和维修。

检测装置

接下来，结合图4-7对检测装置200进行说明，图5是检测装置200的截面图，图6是检测装置200的外观视图，图7是检测装置200的局部剖视图。

仍以第一左叶片组101为例，通常情况下，会在叶片11的顶面111或底面112设置待检的位置信息，为了便于说明，这里以沿X轴方向即叶片11的移动方向延伸的二进制编码序列作为待检的位置信息。通过采集该编码序列的图像，再经过控制系统的解码分析，即可得出与之对应的叶片11的具体位置。因此，检测装置200通常设置在叶片11的刻有编码序列的一侧，若顶面111刻有编码序列则检测装置200设于上方侧，若底面112刻有编码序列则检测装置200设于下方侧。对第二左叶片组108的检测方式与此相同，这里不过多赘述。

但若针对在射线束上下游不同位置的每个叶片组都单独设置一个检测装置200，无疑会增加系统成本和结构的复杂性。为此，作为一种优选的方式，参看图4，将检测装置200设置于第一左叶片组101的叶片组底面1012和第二左叶片组108的叶片组顶面1081之间，通过检测装置200内部的光路结构，分别采集第一左叶片组101中每个叶片11的底面112和第二左叶片组108中每个叶片18的顶面181的位置信息，此时，叶片11的底面112为第一待检端面，叶片18的顶面181为第二待检端面。

参看图5，优选地，检测装置200包含暗室盒2、第一反射镜31、第二反射镜32和相机单元6。其中，暗室盒2具有在上下方向相对设置的、与水平方向平行且不透光的第一壳壁21、第二壳壁22，和分别位于第一壳壁21和第二壳壁22、允许外部光线射入暗室盒2内的第一采样窗211、第二采样窗221。

参看图6，优选地，第一采样窗211为纵长形的矩形窗，多个叶片11依次排列的Y轴方向为第一采样窗211的长度方向，X轴方向为其宽度方向。第一采样窗211需要在Y轴方向具有规定的长度，使得从第一左叶片组101中每个叶片11的底面112反射的光线都能通过第一采样窗211射入暗室盒2内，以便检测到每个叶片11的位置信息。第二采样窗221设置的方式与第一采样窗211相同，沿叶片18排列的Y轴方向具有规定长度，以采集每个叶片18的位置信息，这里不过多赘述。

继续参看图5，第一反射镜31设置于暗室盒2内与第一采样窗211对应的位置，其反射镜面朝向第一采样窗211设置。第二反射镜32设置于暗室盒2内与第二采样窗221对应的位置，其反射镜面朝向第二采样窗221设置。可以理解的是，将第一反射镜31、第二反射镜32设于暗室盒2内，可以减少杂光的干扰，更便于采集待检信息的图像，也有利于提高检测的精准度。

检测过程中，从叶片11的底面112反射的光线、经第一采样窗211进入暗室盒2内，并经第一反射镜31反射后形成被相机单元6采集的第一目标光线310。从叶片18的顶面181反射的光线、经第二采样窗221进入暗室盒2内，并经第二反射镜32反射后形成被相机单元6采集的第二目标光线320。

通常情况下，相机单元6的镜头固定设置，第一目标光线310和第二目标光线320一般需要沿与第一壳壁21、第二壳壁22平行的水平方向射入相机单元6的镜头内，才能被更有效地被采集。但，由于第一左叶片组101的叶片组底面1012和第二左叶片组108的叶片组顶面1081在上下方向上的间隔距离比较小，位于两者之间的暗室盒2在上下方向的尺寸也比较受限，因此，在暗室盒2内不便于设置复杂的光路结构和过多的元器件。此种情况下，就需要优化设计第一反射镜31、第二反射镜32，使得从第一采样窗211、第二采样窗221射入的光线，分别经第一反射镜31、第二反射镜32反射后即可形成沿水平方向射入相机单元6的第一目标光线310和第二目标光线320。

参看图7，进一步地，作为一种优选的方式，暗室盒2内还设置有光源4、光源反射镜5、滤光片51和限光器52。光源4一般由沿Y轴方向延伸的LED陈列组成，光源反射镜5、滤光片51和限光器52也沿Y轴方向延伸，滤光片51和限光器52位于光源4和光源反射镜5之间。

检测过程中，从光源4发出的光线先后经滤光片51、限光器52射至光源反射镜5，经光源反射镜5反射后分别从第一采样窗211、第二采样窗221（图中未示出）射出，之后分别照射到上方的叶片11的底面112、下方的叶片18的顶面181，再从底面112、顶面181处反射后分别经第一采样窗211、第二采样窗221照射至第一反射镜31、第二反射镜32，反射后形成第一目标光线310、第二目标光线320。其中，滤光片51主要用于调节从光源4发出的光线的强度，限光器52主要用于使从光源4发出的光线经光源反射镜5反射后更加均匀地照射在底面112、顶面181上。由于不是本发明的重点，这里不过多赘述。

第一反射镜、第二反射镜

接下来，结合图5和图8对第一反射镜31、第二反射镜32进行说明。图8是第一反射镜31和第二反射镜32的外观示意图。

参看图5、图8，暗室盒2上方的叶片11的底面112、下方的叶片18的顶面181为具有二进制编码序列的圆弧面，而二进制编码序列中的单列编码通常为凹凸形的方块样式，因此，通常需要用检测装置200分别采集沿底面112的法线方向和顶面181的法线方向反射的光线，这样采集到的光线能使形成的二进制编码序列图像更完整也更逼真，否则就容易使二进制编码序列图像产生畸变和失真，影响检测结果的精确性。

此外，第一左叶片组101的朝下的叶片组底面1012，以及第二左叶片组108的朝上的叶片组顶面1081也均为圆弧面，即在沿上下方向延伸、且平行于Y轴的纵截面上，叶片11、叶片18分别沿着以射线源105为圆心的圆周排列。以叶片11为例，不同位置的叶片11的底面112的法线分别朝向以射线源105为圆心的径向方向，越远离射线束中心线1051、底面112的法线与上下方向的夹角越大。

由此，为了更好地采集沿各个叶片11的底面112的法线方向反射的光线，第一反射镜31优选为与第一左叶片组101的叶片组底面1012的形状相适应的弧形，使得从不同位置的底面112的法线方向反射的光线都能射到第一反射镜31，进而减少二进制编码序列图像的畸变和遗漏，提高检测的精确度。

同时，正如前述的，从不同位置的底面112的法线方向反射的光线经第一反射镜31反射后，优选地形成沿水平方向延伸的第一目标光线310，这样才能使不同位置的底面112上的二进制编码序列完整不变形地被相机单元6采集到。

由此，作为一个优选的方案，第一反射镜31具有靠近第一采样窗211的圆弧形的第一上边缘312。其中，第一上边缘312沿垂直于X轴的平面延伸，在包含射线束中心线1051且平行于Y轴的纵截面上，第一上边缘312是以射线源105为圆心的圆弧，换句话说，第一上边缘312是竖直朝上开口的、与射线源105在同一纵截面上的圆弧。

优选地，第一上边缘312与第一左叶片组101的叶片组底面1012在该纵截面上为以射线源105为圆心的同心的圆弧，这样使第一上边缘312与叶片组底面1012更有效地匹配适形，也使不同位置的底面112的法线方向反射的光线都能射到第一反射镜31上。需要说明的是，当第一上边缘312与叶片组底面1012的半径相同时，两者能彼此紧密地贴合，能够使采集的二进制编码序列图像精确度更高。但优选地，为了使光源4发出的光线能够射至叶片11的底面112，进而使图像采集更清晰，第一上边缘312与叶片组底面1012之间需要保持一定的间隙，示例性的，在包含射线束中心线1051且平行于Y轴的纵截面上，第一上边缘312的半径比叶片组底面1012的半径大1mm，这样两者之间保持1mm的间隙，在保证相互匹配适形的同时，也能使光源4发出的光线能够射至底面112。但为了简单起见，本申请仅以第一上边缘312与叶片组底面1012的半径相同为例进行说明，暂不考虑两者之间间隙的情况。

可以理解，此时第一上边缘312与第一左叶片组101中每个叶片11的底面112在该纵截面上均为同心的圆弧，且不同位置的底面112的法线方向与对应位置的第一上边缘312的径向方向重合。

此时，第一反射镜31在水平方向上的截面为弧形。由于第一上边缘312沿垂直于X轴的平面延伸，则与第一上边缘312所在的平面垂直的方向即为X轴方向，故优选地，第一上边缘312的任一径向方向和X轴方向共同组成的截面与第一反射镜31的交线为与该径向方向呈规定的第一夹角的直线，例如图示的第一交线311。优选地，第一夹角为45度。

由此，当从相应位置的底面112的法线方向反射的光线射至第一反射镜31后，由于底面112的法线方向与第一上边缘312的径向方向重合，光线与第一交线311的夹角也为45度，该光线被第一反射镜31反射成与X轴平行的第一目标光线310。

同理，第二反射镜32具有靠近第二采样窗221的圆弧形的第二下边缘322。其中，第二下边缘322沿垂直于X轴的平面延伸，在包含射线束中心线1051且平行于Y轴的纵截面上，第二下边缘322是以射线源105为圆心的圆弧，换句话说，第二下边缘322是竖直朝上开口的、与射线源105在同一纵截面上的圆弧。

优选地，第二下边缘322与第二左叶片组108的叶片组顶面1081在该纵截面上为以射线源105为圆心的同心的圆弧，这样使第二下边缘322与叶片组顶面1081更有效地匹配适形，也使不同位置的叶片18的顶面181的法线方向反射的光线都能射到第二反射镜32上。需要说明的是，当第二下边缘322与叶片组顶面1081的半径相同时，两者能彼此紧密地贴合，能够使采集的二进制编码序列图像精确度更高。但优选地，为了使光源4发出的光线能够射至叶片18的顶面181，进而使图像采集更清晰，第二下边缘322与叶片组顶面1081之间需要保持一定的间隙，示例性的，在包含射线束中心线1051且平行于Y轴的纵截面上，第二下边缘322的半径比叶片组顶面1081的半径小1mm，这样两者之间保持1mm的间隙，在保证相互匹配适形的同时，也能使光源4发出的光线能够射至顶面181。但为了简单起见，本申请仅以第二下边缘322与叶片组顶面1081的半径相同为例进行说明，暂不考虑两者之间间隙的情况。

可以理解，此时第二下边缘322也与第二左叶片组108中每个叶片18的顶面181在该纵截面上为同心的圆弧，且不同位置的顶面181的法线方向与对应位置的第二下边缘322的径向方向重合。

此时，第二反射镜32在水平方向上的截面为弧形。由于第二下边缘322沿垂直于X轴的平面延伸，则与第二下边缘322所在的平面垂直的方向即为X轴方向，故优选地，第二下边缘322的任一径向方向和X轴方向共同组成的截面与第二反射镜32的交线为与该径向方向呈规定的第二夹角的直线。优选地，第二夹角为45度。

进而，由于第二下边缘322的径向方向与相应位置的叶片18的顶面181的法线方向重合，当沿任意位置的顶面181的法线方向反射的光线射至第二反射镜32后，光线与径向方向的夹角也为45度，该光线被第二反射镜32反射成与X轴平行的第二目标光线320。

可以理解的是，由于第一左叶片组101的叶片组底面1012为朝下凸起的凸弧面，第二左叶片组108的叶片组顶面1081位朝下凹陷的凹弧面，相应地，第一反射镜31为朝下凹陷的凹面镜，第二反射镜32为朝下凸起的凸面镜，以更好地分别与叶片组底面1012、叶片组顶面1081贴合和适配，从而提高图像采集的精准度。

此外，由于叶片组底面1012的半径小于叶片组顶面1081的半径，第一反射镜31为凹面镜时具有放大图像的效果，第二反射镜32位凸面镜时具有缩小图像的效果，从而使叶片组底面1012和叶片组顶面1081上的编码序列的成像大小接近，便于控制系统进行解码分析。

斜切椭圆柱/椭圆台

接下来，结合图9-13对第一反射镜31、第二反射镜32作进一步说明。图9是椭圆柱300裁切原理图，图10是椭圆柱300裁切示意图，图11是椭圆台400的外观视图，图12是椭圆台400的裁切原理图，图13是椭圆台400裁切后的部分视图。

首先对椭圆柱300的裁切过程进行具体说明。

参看图9，椭圆柱300具有椭圆形的椭圆端面302和从椭圆端面302的边缘沿轴心304的方向延伸的椭圆柱立壁301。其中，轴心304为从椭圆端面302的中心处沿垂直于椭圆端面302的方向延伸的轴线。其中，椭圆端面302的半长轴为R

如图9所示，将椭圆柱300以轴心304与水平的X轴呈45度夹角的方式倾斜放置，此时椭圆端面302处于相对靠下的位置，其长轴与Y轴平行，短轴与X轴、Z轴均呈45度夹角。

沿Z轴即上下方向将远离椭圆端面302的一部分切除，形成Z轴方向延伸的上切面303。只要使上切面303为圆形，就可以将上切面303的包含最靠下位置的部分圆周作为第一反射镜31的第一上边缘312，然后将与第一上边缘312连接的、虚线框30中的部分椭圆柱立壁301作为第一反射镜31的反射镜面。由于第一反射镜31为凹面镜，故选取虚线框30中的部分椭圆柱立壁301的朝向轴心304的内壁作为第一反射镜31的反射镜面。可以理解的是，此时椭圆柱300为两端贯通的中空结构。

由图示可知，当上下方向的上切面303为圆形时，其半径与半长轴R

此外，参看图10，在包含射线束中心线1051且平行于Y轴的纵截面上，示例性地，叶片11的底面112距离射线源105的半径为430mm即图示的R430，则优选地将椭圆柱300的椭圆端面302的半长轴R

同理，为了使第二反射镜32的第二下边缘322与第二左叶片组的叶片组顶面1081更好地匹配适形，示例性地，在包含射线束中心线1051且与Y轴平行的的纵截面上，叶片18的顶面181距离射线源105的半径为450mm即图示的R450，则优选地将椭圆柱300的椭圆端面302的半长轴R

可以理解的是，由于第二反射镜32为凸面镜，需要将椭圆柱立壁301的朝向远离轴心304的方向的外壁作为第二反射镜32的反射镜面，其他方面的裁切方式与前述第一反射镜31的裁切方式相同，这里不过多赘述。

继续参看图8，按照上述裁切方式得到的第一反射镜31、第二反射镜32，还分别具有远离第一上边缘312的第一下边缘313、远离第二下边缘322的第二上边缘323。优选地，第一下边缘313、第二上边缘323分别与第一上边缘312、第二下边缘322从同一个椭圆柱300中裁切得到。以第一下边缘313为例，参看图9，当椭圆柱300切出包含第一上边缘312的上切面303后，在相对于上切面303更靠下的位置，沿与Z轴平行的下切面305的方向再对椭圆柱300进行裁切，得到的虚线框30中的椭圆柱立壁301的内壁部分即为第一反射镜31的反射镜面。第二上边缘323的裁切原理与此同，不再赘述。

在包含射线束中心线1051且与Y轴平行的的纵截面上，第一下边缘313、第二上边缘323都是以射线源105为圆心的弧形，分别与叶片11的底面112、叶片18的顶面181的半径相同。换句话说，第一下边缘313、第二上边缘323是半径不同的圆弧，只能以相贯线的形式将二者彼此连接，这在加工和装配上都有比较大的难度。

但也可以不将第一下边缘313、第二上边缘323彼此连接，使第一反射镜31、第二反射镜32分开独立工作，也能达到一定的检测效果，但也不可避免地会占用更多空间，增加结构的复杂程度。同时，若两个反射镜未连接，在靠近第一下边缘313、第二上边缘323的位置处会出现空隙，导致从二进制编码序列反射到此空隙处的光线没有被采集到，影响检测效率和精准度。

为了进一步克服上述问题，作为一个优选的方式，采用椭圆台400替代椭圆柱300进行裁切，以得到第一反射镜31、第二反射镜32。

接下来，对椭圆台400的裁切过程进行说明。

参看图11，椭圆台400具有相互平行的、具有共同的轴心404的第一椭圆端面406、第二椭圆端面402，其中第一椭圆端面406、第二椭圆端面402各自的长轴也相互平行，且第二椭圆端面402的半长轴大于第一椭圆端面406的半长轴。其中，轴心404为穿过第一椭圆端面406和第二椭圆端面402的中心且与两者垂直的轴线。此外，椭圆台400还具有连接于第一椭圆端面406的外边缘和第二椭圆端面402的外边缘之间的椭圆台立壁401。可以理解的是，椭圆台400相当于以第二椭圆端面402为底、以轴心404为轴线的椭圆锥的一部分。

参看图12、13，裁切过程中，将椭圆台400以轴心404与水平的X轴呈45度夹角的方式倾斜放置，此时第二椭圆端面402处于相对靠下的位置，其长轴与Y轴平行，短轴与X轴、Z轴均呈45度夹角。

示例性的，参看图10，在包含射线束中心线1051且平行于Y轴的纵截面上，仍然设叶片11的底面112距离射线源105的半径为430mm即R430，叶片18的顶面181距离射线源105的半径为450mm即R450。则第二椭圆端面402的半长轴需要大于或等于450mm。

进而，沿Z轴即上下方向切出靠近第一椭圆端面406的第一切面403、靠近第二椭圆端面402的第二切面405，第一切面403、第二切面405相互平行。裁切后，保留第一切面403、第二切面405之间的椭圆台立壁401。其中，第一切面403为半径等于430mm的圆形，第二切面405为半径在430mm至450mm之间的圆形，为了简单起见，设第二切面405的半径为440mm即图13所示的R440。

参看图13，可以将第一切面403的包含最靠下位置的部分圆周作为第一反射镜31的第一上边缘312，然后将与第一上边缘312连接的、虚线框40中的部分椭圆台立壁401作为第一反射镜31的反射镜面。由于第一反射镜31为凹面镜，故选取虚线框40中的部分椭圆台立壁401的朝向轴心404的内壁作为第一反射镜31的反射镜面。可以理解的是，此时椭圆台400为两端贯通的中空结构。同时，将第二切面405的包含最靠下位置的部分圆周作为第一反射镜31的第一下边缘313。

可以理解的是，在包含射线束中心线1051且平行于Y轴的纵截面上，第一上边缘312为朝向上方的、半径与叶片11的底面112距离射线源105的半径相同的圆弧，即其可以与底面112很好地贴合适配。第一下边缘313则为朝向上方的、半径为440mm的圆弧。

同理，可以在相对于第二切面405的更加靠近第二椭圆端面402的一侧、沿Z轴方向设置与第二切面405平行的第三切面407，第三切面407为半径等于450mm的圆形。为了简单起见，第三切面407在图12中仅以箭头示出。裁切后，保留第二切面405和第三切面407之间的椭圆台立壁401，可以将第三切面407的包含最靠下位置的部分圆周作为第二反射镜32的第二下边缘322，然后将与第二下边缘322连接的部分椭圆台立壁401作为第二反射镜32的反射镜面。由于第二反射镜32为凸面镜，故选取椭圆台立壁401的朝向远离轴心404方向的外壁作为第二反射镜32的反射镜面。优选地，将第二切面405的包含最靠下位置的部分圆周作为第二反射镜32的第二上边缘323。

此时，由于第一反射镜31的第一下边缘313和第二反射镜32的第二上边缘323均为第二切面405裁切出来的圆弧，两者半径相等均为440mm，因此第一反射镜31和第二反射镜32可以很容易地加工和匹配连接，使光路结构更加紧凑和节省空间。

需要说明的是，为了简单起见，上述椭圆柱300/椭圆台400的裁切过程都是以第一上边缘312与叶片组底面1012的半径相同、第二下边缘322与叶片组顶面1081的半径相同为例进行说明的。但优选地，第一上边缘312与叶片组底面1012之间、第二下边缘322与叶片组顶面1081之间通常保持一定的间隙，例如在包含射线束中心线1051且平行于Y轴的纵截面上，第一上边缘312的半径比叶片组底面1012的半径大1mm，第二下边缘322的半径比叶片组顶面1081的半径小1mm，即彼此保持1mm的间隙，在保证第一上边缘312与叶片组底面1012之间、第二下边缘322与叶片组顶面1081之间相互匹配适形的同时，也能使光源4发出的光线从彼此之间的间隙中射至叶片11的底面112、叶片18的顶面181，使二进制编码序列的成像更清晰完整，提高检测的精准度。

多种光路

接下来，结合图14-16对检测装置200的多种光路结构进行说明。图14是加装第三反射镜33的示意图，图15是加装多个反射镜的示意图，图16是加装第七反射镜37的示意图。

参看图14，作为第一例，在经过第一反射镜31、第二反射镜32反射后形成的第一目标光线310、第二目标光线320的光路上，设置与水平方向呈45度夹角的第三反射镜33，使第一目标光线310、第二目标光线320经过第三反射镜33反射后，由水平X轴方向改为竖直朝上前进，从而可以将相机单元6设置于暗室盒2的上方，以减小检测装置200在X轴方向上的尺寸。

参看图15，作为第二例，在经过第一反射镜31、第二反射镜32反射后形成的第一目标光线310、第二目标光线320的光路上，设置与水平方向呈45度夹角的第四反射镜34、第五反射镜35、第六反射镜36，其中第四反射镜34与第一目标光线310、第二目标光线320位于同一水平方向，而第五反射镜35位于第四反射镜34的下方，第六反射镜36与第五反射镜35位于同一水平方向，从而使第一目标光线310、第二目标光线320经过第四反射镜34、第五反射镜35、第六反射镜36依次反射后，由水平X轴方向改为竖直朝上前进，从而可以将相机单元6设置于暗室盒2的上方，并且相对于上述第一例，检测装置200在X轴方向的尺寸更小。

参看图16，作为第三例，在经过第一反射镜31、第二反射镜32反射后形成的第一目标光线310、第二目标光线320的光路上，沿水平方向设置与X轴呈45度夹角的第七反射镜37，使第一目标光线310、第二目标光线320经过第七反射镜37反射后，由沿X轴方向前进改为沿着与X轴垂直的Y轴方向前进，从而可以将相机单元6设置于暗室盒2的水平方向的侧方，使检测装置200在X轴方向和Z轴方向的尺寸都更小。

应当理解，以上所述的具体实施例仅用于解释本申请，本申请的保护范围并不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其发明构思加以变更、置换、结合，都应涵盖在本申请的保护范围之内。