DE102006024711A1

DE102006024711A1 - X-ray control system for scanning containers and trucks comprises an X-ray radiation source and an X-ray radiation detector with a read-out device and a screen

Info

Publication number: DE102006024711A1
Application number: DE102006024711A
Authority: DE
Inventors: Jens Dr. Fürst; Debora Dr. Henseler; Oliver Rudolph
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-11-29
Also published as: EP2021828A1; WO2007137907A1

Abstract

X-ray control system comprises an X-ray radiation source and an X-ray radiation detector with a read-out device and a screen. The detector is an organic photo-detector. Preferred Features: The organic photo-detector comprises individual pixilated photodiodes. Many detectors are combined producing a large detector surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Röntgenkontrollsystem mit einem in Bezug auf die Bildgröße verbessertem Detektor.The The invention relates to an X-ray control system with a detector improved in terms of image size.

Kontrollsysteme für Objekte bis zu 1 × 1 m² besitzen einen großen Detektor. Ein Anbieter eines solchen Systems ist beispielsweise L3 Communications (www.dsxray.com). Für größere Objekte wie etwa ganze LKW existiert kein großer, flächiger Detektor. Für solche Systeme verwendet man einen langen Zeilendetektor und fährt den LKW langsam vor dem Detektor vorbei. Auf diese Weise erhält man Querschnittbilder des LKW, die anschließend zu einem Übersichtsbild kombiniert werden. Dies ist ein zeitaufwendiger Prozess und somit kann folglich nicht jeder Container oder LKW kontrolliert, sondern nur stichprobenartig verfahren werden.Control systems for objects up to 1 × 1 m ² have a large detector. A provider of such a system is for example L3 Communications (www.dsxray.com). For larger objects, such as whole trucks, there is no large area detector. For such systems, use a long line detector and drive the truck slowly past the detector. In this way you get cross-sectional images of the truck, which are then combined into an overview image. This is a time-consuming process and thus can not be controlled every container or truck, but only be sampled.

Aufgrund der Zunahmen des internationalen Terrorismus wird es notwendig werden, Güter besser zu kontrollieren als bisher (beispielsweise werden an amerikanischen Schifffahrtshäfen nur 5–6% der Güter überprüft). Dazu ist ein effektives System nötig, um unter anderem Gepäck und Container an Flughäfen und Häfen zu kontrollieren. Die Kontrolle kann dabei z.B. mit einem Röntgensystem erfolgen. Das zu untersuchende Objekt wird mit Hilfe von Röntgenstrahlung durchstrahlt und der transmittierte Anteil der Röntgenstrahlung mit einem Detektor registriert. Auf einem Bildschirm lässt sich dann der Inhalt des gescannten Objektes betrachten, um eventuell geschmuggelte Waren oder Sprengstoffe zu finden.by virtue of Increases in international terrorism will make it necessary Goods better too control as before (for example, be American Maritime ports only 5-6% the goods checked). To is an effective system needed to among other luggage and containers at airports and ports to control. The control can be e.g. with an x-ray system respectively. The object to be examined is using X-ray radiation radiates through and the transmitted portion of the X-radiation with a detector registered. On a screen can then be the contents of the scanned Look at objects for possibly smuggled goods or explosives to find.

Ein weiteres von der Firma AS&E (http://www.as-e.com/products_solutions/zbv.asp) angebotenes, mobiles System („genannt Z-Backscatter Van") arbeitet mit einem strahlenförmigen Röntgenstrahl, der unter verschiedenen Winkeln auf ein Objekt (z.B. Container) gezielt wird. Aus den rückgestreuten Röntgenquanten kann durch Kennt nis des Einfallswinkels des scannenden Röntgenstrahls ein Bild des Inhalts rekonstruiert werden. Dieser Prozess ist jedoch ebenfalls sehr zeitintensiv.One another offered by the company AS & E (http://www.as-e.com/products_solutions/zbv.asp), mobile system (called Z-Backscatter Van ") works with a radiating x-ray, at different angles to an object (e.g., container) is targeted. From the backscattered X-ray quanta can by knowledge of the angle of incidence of the scanning X-ray beam Image of the content to be reconstructed. This process is however also very time consuming.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Röntgenkontrollsystem zu schaffen, mit dem schnell und einfach Container wie Eisenbahn und/oder LKW-Container durchleuchtet werden können.task The present invention is therefore to provide an X-ray control system, with the fast and easy container like railroad and / or truck container can be screened.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche im Zusammenhang mit der Beschreibung und den Figuren gelöst.These The object is solved by the subject matter of the claims in connection with Description and figures solved.

Gegenstand der Erfindung ist ein Röntgenkontrollsystem, zumindest eine Röntgenstrahlquelle sowie einen Röntgenstrahldetektor mit Ausleseelektronik und Bildschirm umfassend, wobei der Detektor organischer Photodetektor ist.object the invention is an X-ray control system, at least one x-ray source as well an x-ray detector comprising readout electronics and screen, the detector being organic Photodetector is.

Mit Hilfe von organischen Photodioden ist es möglich, großflächige kostengünstige Photodetektoren herzustellen. Beispielsweise wird die organische Photodiode im Schichtaufbau mit zwei aktiven organischen Schichten gebildet: eine eigentlich photoleitfähige Schicht und eine Lochtransportschicht, die zwischen zwei Elektroden, die miteinander elektrisch verbunden sind, liegen. Meistens liegt dieser Schichtaufbau noch auf einem Substrat und ist verkapselt. Die photoleitfähige organische Schicht kann eine so genannte „Bulk Heterojunction" sein, z.B. realisiert als Blend aus einem lochtransportierenden Polythiophen und einem Elektronen transportierenden Fulleren-Derivat.With Help of organic photodiodes makes it possible to large-scale cost-effective photodetectors manufacture. For example, the organic photodiode becomes layered formed with two active organic layers: one actually photoconductive Layer and a hole transport layer between two electrodes, which are electrically connected to each other, lie. Mostly lies this layer structure still on a substrate and is encapsulated. The photoconductive Organic layer may be a so-called "bulk heterojunction", for example realized as a blend of a hole transporting polythiophene and a Electron-transporting fullerene derivative.

Das organische Halbleitersystem detektiert in Kombination mit einem Szintillator, der die Röntgenquanten in grünes Licht wandelt, die auftreffende Röntgenstrahlung.The organic semiconductor system detected in combination with a Scintillator holding the X-ray quanta in green Light converts, the incident X-rays.

Diese organische Photodiode kann ganzflächig auf eine kostengünstige Schaltmatrix aus amorphem Silizium aufgebracht werden. In dieser Schaltmatrix wird jeder Bildpunkt über einen Dünnfilmtransistor angesteuert und ausgelesen (Aktiv-Matrix- Ansteuerung). Diese Schaltmatrizen, wie sie beispielsweise bei TFT-Flachbildschirmen eingesetzt werden sind sehr günstig zu bekommen (einige EUR 100,-). Je nach Anwendung kann die Pixelgröße für einen Detektor von etwa 100 × 100 μm² bis zu etwa 500 × 500 μm² betragen.This organic photodiode can be applied over the whole area to a cost-effective switching matrix of amorphous silicon. In this switching matrix, each pixel is driven and read out via a thin-film transistor (active-matrix control). These switching matrices, as used for example in TFT flat screens are very cheap to get (some EUR 100, -). Depending on the application, the pixel size for a detector may be from about 100 × 100 μm ² to about 500 × 500 μm ² .

Auf die eben erwähnte Weise lassen sich großflächige Detektoren kostengünstig herstellen, da die Prozessierung der organischen Halbleiterschicht wesentlich einfacher ist, als die der anorganischen Halbleiter.On the just mentioned In this way, large-area detectors can be used economical as the processing of the organic semiconductor layer essential is simpler than that of inorganic semiconductors.

Weiterhin wäre es denkbar, die 1D-Zeilendetektoren, sowie die zur Detektion der rückgestreuten Röntgenquanten nötigen Detektoren kostengünstig durch organische Lösungen zu ersetzen.Farther would it be conceivable, the 1D line detectors, as well as for the detection of the backscattered X-ray quanta force Low cost detectors organic solutions to replace.

Im Folgenden wird die Erfindung noch anhand exemplarischer Figuren näher beschrieben. Die Ausführungsformen, die in den Figuren gezeigt sind, betreffen dabei lediglich bevorzugte Ausführungsformen.in the The invention will be described below with reference to exemplary figures described in more detail. The embodiments, which are shown in the figures, relate to only preferred Embodiments.

1 zeigt einen Schichtaufbau einer organischen Photodiode. Dabei ist unten das Substrat 1, darüber die untere Elektrodenschicht 2, darauf die erste photoaktive organische Halbleiterschicht 3, beispielsweise eine Lochtransporterschicht, die jedoch nur zur Verbesserung der Funktion des Detektors dient, aber nicht essentiell zum Aufbau des Detektors nötig ist. Über dieser Schicht befindet sich die organische photoaktive Schicht 4, die ihrerseits an die obere Elektrode 5 angrenzt. Die obere und untere Elektrode 2 und 5 sind über elektrische Kontakte 6 und 7 verbunden. 1 shows a layer structure of an organic photodiode. Here below is the substrate 1 , above the lower electrode layer 2 , on it the first photoactive organic semiconductor layer 3 For example, a hole transport layer, which serves only to improve the function of the detector, but is not essential for the construction of the detector is necessary. Above this layer is the organic photoactive layer 4 , in turn, to the above re electrode 5 borders. The upper and lower electrodes 2 and 5 are via electrical contacts 6 and 7 connected.

2 zeigt einen Aufbau eines aus einzelnen Detektor-Kacheln 10 bestehenden großen Detektors von mehreren Metern Größe. Die einzelnen Detektoren sind beispielsweise pixelierte Detektoren. Mit diesem Aufbau können selbst große Objekte wie LKW-Container durch eine einzige Momentaufnahme überprüft werden. 2 shows a construction of one of individual detector tiles 10 existing large detector of several meters in size. The individual detectors are, for example, pixelated detectors. With this setup even large objects such as truck containers can be checked by a single snapshot.

3 zeigt eine Ausführungsform wie 2, wobei die Fugen zwischen den einzelnen Detektoren 10 dadurch vermieden werden, dass die Detektoren 10 in zwei Ebenen angeordnet sind, die sich immer ein kleines Stück überschneiden. Damit wird jeder Zentimeter des großen Objekts überprüfbar. In 3 ist der Blick von oben auf eine kachelförmige, große Detektorfläche gezeigt. Durch Anordnung wie gezeigt, der Detektoren 10 in zwei Ebenen kann eine homogene Detektorfläche (ohne Fugen) erzeugt werden. 3 shows an embodiment like 2 , where the joints between each detector 10 This avoids that the detectors 10 arranged in two levels, which always overlap a little bit. This makes every inch of the large object verifiable. In 3 The view from above is shown on a tiled, large detector surface. By arrangement as shown, the detectors 10 In two levels, a homogeneous detector surface (without joints) can be generated.

Durch den beschriebenen Aufbau ist es möglich, großflächige und günstige pixelierte Detektoren herzustellen. Nach dem heutigen Stand der Technik wäre eine Detektorgröße von etwa 70 × 50 cm² realisierbar (ähnlich der Größe der Flachfernseher). Die Größe wird dabei durch die verfügbare Größe der Schaltmatrix beschränkt.Due to the described construction, it is possible to produce large-area and cheap pixelated detectors. In the current state of the art, a detector size of about 70 × 50 cm ^{2 would} be feasible (similar to the size of the flat panel televisions). The size is limited by the available size of the switching matrix.

Mit Hilfe von mehreren Detektoren kann eine große Fläche (z.B. entsprechend der eines Containers) kachelförmig erzeugt werden (vgl. 2). Ein Abstand von einigen cm zwischen den Detektoren wäre dabei kein ernstes Problem, da die aufzufindenden Objekte (Sprengstoff etc.) größer sind. Man könnte sich auch vorstellen, die Detektoren wie in 3 in 2 Ebenen anzuordnen um so diesen Abstand zwischen den Detektoren zu vermeiden.With the aid of several detectors, a large area (eg corresponding to that of a container) can be generated in a tiling manner (cf. 2 ). A distance of a few cm between the detectors would not be a serious problem, since the objects to be found (explosives, etc.) are larger. You could also imagine the detectors as in 3 in 2 levels to avoid this distance between the detectors.

Eine Ausführung eines solch großen, gekachelten Detektors mit herkömmlichen Detektoren auf Basis von amorphem Silizium wäre unbezahlbar!A execution such a big, tiled detector with conventional Amorphous silicon based detectors would be priceless!

Durch die Größe des hier vorgeschlagenen Detektors wäre eine Überprüfung von Objekten wie LKWs oder Containern innerhalb kürzester Zeit möglich, da das zeilenweise aufnehmen der Bilder umgangen wird. Somit ist es möglich, den Durchsatz von Röntgen-Screening-Anlagen an Flughäfen etc. (und damit den Anteil der kontrollierten Güter) deutlich zu erhöhen.By the size of here proposed detector would be a review of Objects such as trucks or containers are possible within a very short time the line by line of images is bypassed. Thus it is possible, the throughput of X-ray screening equipment at airports etc. (and thus the proportion of controlled goods).

Für Systeme, die bereits heute mit einem flächigen Detektor arbeiten (Beispiel: Kofferkontrolle an Flughäfen) würde dies wesentlich geringere Systemkosten bedeuten, womit die Zahl dieser Anlagen ebenfalls erhöht werden könnte. So wäre eine Gepäckkontrolle von Zuggästen denkbar, oder die Untersuchung von jeglichen beförderten Briefen, um eventuelle darin enthaltene Bomben zu entdecken.For systems which already today with a two-dimensional Detector work (example: suitcase control at airports) would do this Significantly lower system costs, meaning the number of these Facilities also increased could be. That's how it is a luggage check of train guests conceivable, or the examination of any carried letters, to eventual to discover bombs contained therein.

Die Erfindung betrifft ein Röntgenkontrollsystem mit einem in Bezug auf die Bildgröße verbessertem Detektor. Dabei werden organische Photodetektoren eingesetzt, die großflächig und kostengünstig herstellbar sind. Die großflächigen billigen Detektoren werden dann so angeordnet, dass Detektorflächen entstehen, die ganze LKW-Container innerhalb kürzester Zeit überprüfbar machen.The The invention relates to an X-ray control system with a detector improved in terms of image size. there are used organic photodetectors, the large area and inexpensive to produce are. The large-scale cheap Detectors are then arranged so that detector surfaces arise, make the entire truck container verifiable within a very short time.

Claims

X-ray inspection system at least one x-ray source and an X-ray detector with Reading electronics and screen comprising, wherein the detector organic Photodetector is.

X-ray Inspection System according to claim 1, wherein the organic photodetector comprises individual pixelated photodiodes includes.

X-ray Inspection System according to any one of the preceding claims, wherein the organic photodiode the whole area is applied to a switching matrix so that each pixel over a Thin film transistor is controllable and readable.

X-ray Inspection System according to one of the preceding claims, wherein many individual detectors so combined, resulting in a large detector area.

X-ray Inspection System according to one of the preceding claims, wherein the combination the detectors are provided so that the individual detectors arranged in two levels.