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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Röntgenflächendetektor zur Aufnahme eines projektionsradiographischen
Röntgenbildes
eines mit Röntgenstrahlung
durchstrahlten Objekts, insbesondere eines großen Objekts, sowie auf ein
entsprechendes Röntgendetektionsverfahren.
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Bildgebende
Röntgendetektoren
bzw. Röntgenflächendetektoren
für die
zerstörungsfreie
Werkstoffprüfung
haben eine übliche
Größe von einigen 100
mm im Quadrat. Für
große,
zu durchstrahlende Objekte muss daher die Detektorfläche durch
ein mechanisches Verfahren des Detektors aneinandergesetzt werden
(sog. Messbereichserweiterung). Ein solches mechanisches Verfahren
des Detektors ist zum einen zeitintensiv und zum anderen birgt es
die Gefahr, dass aufgrund von Intensitätsschwankungen der Röntgenquelle
die einzelnen Kacheln (d. h. die einzelnen, an definierten Stellen durchgeführten Aufnahmen
eines Objektbereichs) unterschiedlich belichtet werden. Dies bedingt
beim Zusammensetzen des Bildes des Objekts aus den einzelnen Bildkacheln
die Schwierigkeit von Intensitäts-
bzw. Grauwertschwankungen von Bildkachel zu Bildkachel. Große Detektoren
zum mechanischen Verfahren sind allerdings meist nur als Zeilendetektor
oder als Zeilenstapeldetektor erhältlich. Bei solchen Detektoren
muss das Objekt auf eine geeignete Art und Weise an dem Detektor
vorbeigeführt
werden (bzw. umgekehrt), was wiederum zeitintensiv und Artefakt
gefährdend
ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es somit, einen Röntgenflächendetektor zur Verfügung zu
stellen, mit dem auf einfache, schnelle und artefaktfreie Art und
Weise das Röntgenstrahlenbild
eines zu durchstrahlenden, großen
Objekts aufgenommen werden kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es darüberhinaus,
ein entsprechendes Röntgendetektionsverfahren
zur Verfügung
zu stellen.
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Die
vorstehend beschriebene Aufgabe wird durch den Röntgenflächendetektor nach Anspruch
1 sowie durch das Röntgendetektionsverfahren
nach Anspruch 18 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten des erfindungsgemäßen Röntgenflächendetektors
bzw. des erfindungsgemäßen Röntgendetektionsverfahrens
lassen sich den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen
entnehmen. Erfindungsgemäße Verwendungen
sind im Anspruch 21 beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun zunächst allgemein, dann anhand
eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels
beschrieben. Die einzelnen Merkmale, wie sie in der speziell geschilderten
Kombination beim vorge stellten Ausführungsbeispiel auftreten, können jedoch
im Rahmen der Fachkenntnisse des Fachmanns und im Rahmen der vorliegenden
Erfindung auch in einer anderen Kombination auftreten bzw. verwendet
werden.
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Wesentliche
und grundlegende Merkmale des erfindungsgemäßen Röntgenflächendetektors sind, dass zur
Erfassung des projektionsradiographischen Röntgenabbildes eines mit Röntgenstrahlen durchstrahlten
Objekts eine in beliebiger Größe konfektionierbare
Röntgenbild-Speicherfolie (Bildspeicherfolie)
eingesetzt wird und das System so ausgebildet wird, dass der Bildabtastvorgang
der Speicherfolie (wie nachfolgend noch näher beschrieben wird) bereits
während
der Bildaufnahme geschieht. Weiterer wesentlicher Aspekt ist, dass
der vorgestellte erfindungsgemäße Röntgenflächendetektor
modular aufgebaut ist, dass somit die abzutastende Fläche der
Röntgenbild-Speicherfolie
(nachfolgend auch kurz: Speicherfolie) in eine Mehrzahl von Teilflächen (welche
sich bevorzugt gegenseitig nicht überlappen) aufgeteilt wird
und jeder dieser Teilflächen
ein Abtastmodul zur Abtastung der entsprechenden Teilfläche zugeordnet
wird.
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Die
Abtastung in den einzelnen Modulen geschieht bevorzugt mit Lasern
durch 2D-Mikroscannerspiegel mit entsprechender Einkoppel- und Auskoppeloptik.
Diese ermöglichen
eine sehr schnelle Abtastung des entsprechenden Teilbereichs bzw.
der entsprechenden Teilfläche,
so dass die Speicherfolie immer empfangsbereit bleibt.
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Der
grundlegende Bildaufnahmeprozess beim erfindungsgemäßen Röntgenflächendetektor besteht
im wesentlichen aus fünf
Schritten: Die vom Objekt geschwächte
Röntgenstrahlung
wird in den Absorber (Bildspeicher folie) aufgenommen. In der Bildspeicherfolie
wird dann die deponierte Dosis in eine andere Energieform konvertiert
(Fluoreszenzlicht), welche dann in ein elektrisches Signal gewandelt
wird. Das elektrische Signal wird analog oder digital integriert,
um ein ausreichend rauschfreies Bild zu erhalten. Das im Detektor,
also wie nachfolgend noch näher
beschrieben, in den einzelnen, zeitlich gesehen parallel zueinander
arbeitenden Abtastmodulen, integrierte Bild wird dann auf einen
Steuerrechner übertragen.
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Um
einen lückenlosen
Detektor zu erhalten, wird erfindungsgemäß als Absorberschicht eine durchgehende
Bildspeicherfolie eingesetzt. Diese absorbiert die vom Objekt geschwächte Röntgenstrahlung
gut und ist in ihren Absorptionseigenschaften bereits sehr gut untersucht.
Zum anderen bietet eine solche Bildspeicherfolie die Möglichkeit
der analogen Integration der Information, welche in dem hier vorgeschlagenen
erfindungsgemäßen Konzept
ausgenutzt wird.
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Solche
Speicherfolien werden gelesen, indem ein intensiver Laser die Fluoreszenz
der durch Röntgenstrahlung
gebildeten Farbzentren anregt. Bei dem hier vorgestellten erfindungsgemäßen Detektor
wird der Bildabtastvorgang (Abtasten der Farbzentren mittels Laser)
bereits während
der Bildaufnahme (also der Einstrahlung der Röntgenstrahlung auf die Speicherfolie)
durchgeführt.
Die einzelnen Laser der Abtastmodule werden vorteilhafterweise in Form
von 2D-Mikroscannerspiegelanordnungen
oder auch in Form von gesteuerten xy-Scannern, welche vorteilhafterweise
monolithisch hergestellt wurden, realisiert, so dass die ihnen jeweils
zugeordneten Teilflächen
und somit das gesamte Bild parallel abgerastert werden können. Detektoren
mit 2D-Mikroscannerspiegel-Anordnungen rastern dabei die ihnen zugeordneten
Teilflächen
auf der Speicherfolie bevorzugt in Form der dem Fachmann bekannten
Lissajous-Figuren ab. Insbesondere kann das Abrastern im Falle der
Verwendung von solchen Detektoren bei Abrasterfrequenzen im Bereich
von einigen 100 Hz geschehen, so dass die verwendete Speicherfolie immer
empfangsbereit bleibt, also die Bildabtastung während der Bildaufnahme möglich ist.
Als Quellen bzw. als Laser eignen sich insbesondere Halbleiterlaser,
welche auch kompakt in die Schaltung der einzelnen Abtastmodule
eingefügt
werden können.
Die Laser werden mittels 2D-Scannern (z. B. 2D-Mikroscannerspiegel-Anordnungen)
so gefahren, dass sie jeweils die ihnen zugeordnete Teilfläche der
Bildspeicherfolie komplett abrastern.
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Da
die Bildinformation erfindungsgemäß durch den Abrasterprozess
seriell zur Verfügung
gestellt wird, wird vorteilhafterweise ein sehr schneller Einzeldetektor
(Punktdetektor) in Form einer Avalanchephotodiode (Lawinenphotodiode)
in den einzelnen Abtastmodulen verwendet, um das Fluoreszenzlicht
aufzunehmen und in ein elektrisches Signal zu wandeln. Um dem Gesamtdetektor
(aus allen Abtastmodulen) eine möglichst
gute Effizienz für
Röntgenlicht
zukommen zu lassen, ist es notwendig, möglichst viele Fluoreszenzphotonen
zu sammeln. Aus diesem Grund wird vorteilhafterweise in jedem Abtastmodul
durch eine große
Linse vor der Photodiode ein möglichst
großer Öffnungswinkel
abgedeckt. Besonders vorteilhaft sind hierbei Öffnungswinkel größer als
90°. Diese
Linsen werden vorteilhafterweise aus einem Röntgenphotonen stark absorbierenden Material,
beispielsweise aus Bleiglas, Bariumfluorid und/oder einem schwermetallhaltigen
Kunststoffmaterial hergestellt, um die Empfängereinheiten (bzw. die Detektionseinheiten)
der Abtastmodule, also diejenigen Einheiten, welche die sichtbaren
Photonen empfangen, vor der Röntgenstrahlung
zu schützen, welche
die Absorberschicht der Speicherfolie durchdringt.
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Wird
das einzelne Abtastmodul so ausgestaltet, dass auch der Laser durch
eine solche Linse geführt
wird, so wird die beschriebene Linse vorteilhafterweise als Doublettlinse
ausgelegt, um eine chromatische Anpassung zu erzielen (Entfernung
der chromatischen Abberation). Die übliche Elektronik kann vorteilhafterweise
durch ein Blei-/Wolframdiaphragma geschützt werden.
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Das
bisher in dieser Form nicht eingesetzte simultane Abtasten der Röntgenbild-Speicherfolie während des
Speichervorgangs, d. h. während
der Einstrahlung der Röntgenstrahlung,
ermöglicht
eine sehr schnelle Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Röntgenflächendetektors.
Die Speicherfolie garantiert hierbei, dass keine Bildinformation
verloren geht. Darüberhinaus
entfällt
durch den Einsatz der laserauslesbaren Speicherfolie eine aufwendige
Abbildungsoptik (beispielsweise Kamera oder dergleichen mit einem
empfindlichen Kamerachip), wie sie in anderen Detektoren angewendet
wird.
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Dass
in den einzelnen Abtastmodulen durch die Abtastung des Fluoreszenzlichts
erzeugte serielle Signal wird analog-digital-gewandelt und in einen zweidimensionalen
Speicher gemäß der gerade
aktuellen Scannerposition beim Abtastmodul akkumuliert. Um ein digitales Übersprechen
der einzelnen Pixel im Speicher zu vermeiden, wird dies vorteilhafterweise
mit einer höheren
Auflösung
getan, als der Detektor letztendlich aufweist. Ein solches Binning-Verfahren
ist dem Fach mann wohlbekannt, es werden hier vorzugsweise Binningfaktoren
im Bereich von 2 bis 10 gewählt.
Das Binning zur endgültigen
Auflösung
wird vorteilhafterweise unmittelbar vor dem Auslesen in den Auslesespeicher
bewerkstelligt.
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Der
erfindungsgemäße Großdetektor
bzw. Röntgenflächendetektor
hat nicht nur eine große
geometrische Größe, sondern
auch eine bedeutende Pixelzahl. Für diesen erfindungsgemäßen modularen Detektor
ist es somit vorteilhaft, eine vierseitige Kachelbarkeit, wie sie
nachfolgend noch näher
beschrieben wird, vorzusehen. Die verwendete Verbindungstechnik
kann dabei die richtige Orientierung der Module bereits einfordern.
Jedes Modul wird hier vorteilhafterweise (siehe nachfolgend) in
einer „AABB"-Form konstruiert,
wobei nur A in B passt (Schlüssel-Schloss-Paare).
Eine solche Verbindung kann verwendet werden, um den Datentransport
der aufgenommenen bzw. erzeugten Signale durchzuführen, kann
jedoch auch dazu verwendet werden, die Stromversorgung der einzelnen
Abtastmodule sicherzustellen.
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Vorteilhafterweise
kann hierbei jedes Abtastmodul eine gewisse „Intelligenz" besitzen, indem
beispielsweise eine Bildnachverarbeitungseinheit in jedem Modul
ausgebildet wird, welche bereits Schritte der Datenvorverarbeitung
durchführt
(beispielsweise Erstellung eines 2D-Histogramms, das geschilderte Binning,
Filterungsoperationen, wie beispielsweise Kantenanhebung oder ähnliches,
Hell- oder Dunkelbildkorrekturen, ...). Zum anderen kann eine solche „Intelligenz" vorteilhafterweise
dazu verwendet werden, die Module so auszubilden, dass sie die Datenübertragung
zwischen sich bzw. untereinander selbständig organisieren (dass dies
also nicht durch eine zentrale Rechen einheit oder ähnliches
ausgeführt werden
muss). Dies ist auf einfache Art und Weise möglich, da jedes Modul aufgrund
der vorteilhaften Verbindungstechnik unmittelbar erkennen kann,
ob an eine seiner Verbindungen (A oder B) ein weiteres Modul gesteckt
wurde. Die Datenmenge eines solchen einzelnen Abtastmoduls kann
hierbei vergleichsweise klein gewählt werden (beispielsweise 100·100 =
10.000 Pixel), so dass vorteilhafterweise mehrere der notwendigen
bzw. vorteilhafterweise vorgesehenen Vorverarbeitungen der Daten
bereits auf den Prozessoren der einzelnen Abtastmodule durchgeführt werden
können
(beispielsweise vorgenannte Filterung oder ähnliches).
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Der
erfindungsgemäße Röntgenflächendetektor
(bzw. das erfindungsgemäße Röntgendetektionsverfahren)
weist gegenüber
den bekannten Röntgenflächendetektoren
eine Reihe wesentlicher Vorteile auf:
- – Durch
die Verwendung ein und desselben Modultyps als Abtastmodul in mehrfacher
Anzahl werden auch große
Detektoren, wie sie beispielsweise im Security-Bereich benötigt werden,
vor allen Dingen preislich gesehen, möglich.
- – Als
Absorbermaterial wird im wesentlichen eine Folie (Speicherfolie)
verwendet, die somit beliebig groß hergestellt werden kann und
einfach und kostengünstig
konfektioniert werden kann. Auch ein Austausch ist bei Bedarf einfach
möglich.
- – Die
modulare Bauweise mit der Schlüssel-Schloss-Verbindung zwischen
den einzelnen Abtastmodulen (siehe nachfolgend) erlaubt zum einen
eine Autokonfiguration des Gesamtdetektors, zum anderen eine vergleichsweise
einfache Reparatur defekter einzelner Abtastmodule.
- – Durch
die Verwendung von „intelligenten" Modulen, d. h. durch
das Vorsehen entsprechender Verarbei tungseinheiten (beispielsweise
Bildnachverarbeitungseinheiten) in den einzelnen Abtastmodulen ist
eine Datenvorverarbeitung bereits in der Detektorhardware möglich.
- – Durch
den Einsatz der Bildspeicherfolie ist eine totzeitlose Datenaufnahme
möglich.
- – Insbesondere
bietet nur die Speicherfolie den Vorteil, dass während der Datenauslesung weiter (durch
Integration) die Datenaufnahme erfolgen kann.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung nun anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels beschrieben:
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Hierzu
zeigt
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1 den
Aufbau zweier erfindungsgemäßer einzelner
Abtastmodule des erfindungsgemäßen Röntgenflächendetektors
(Modul 2-1 und 2-2; bei einem realen Detektor
wird eine Vielzahl solcher Module benachbart zueinander eingesetzt,
was hier aus Übersichtlichkeitsgründen nicht
gezeigt ist).
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2 wie
die einzelnen Module verbunden werden bzw. zusammengeschaltet werden
können.
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1 skizziert
den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Röntgenflächendetektors.
Die von einem Objekt (nicht gezeigt) geschwächte Röntgenstrahlung R trifft auf
eine großflächige, nicht
unterteilte Röntgenbild-Speicherfolie 1.
Diese Röntgenbild-Speicherfolie 1 ist
in eine Vielzahl von (hier lediglich zwei gezeigt) einzelnen Teilflächen T-1,
T-2, ... aufgeteilt. Jeder dieser Teilflächen ist wie nachfolgend nun
ausführlich be schrieben,
ein Abtastmodul 2-1, 2-2, ... zugeordnet. Die „Aufteilung" der röntgensenstiven
Fläche
der Speicherfolie 1 ist hierbei so zu verstehen, dass die einzelnen
Teilflächen
T-1, T-2, ... der Speicherfolie 1 jeweils durch unterschiedliche
Abtastmodule 2-1, 2-2, ... angeregt und ausgelesen
werden. Eine weitergehende Aufteilung ist nicht notwendig. Die einzelnen
Teilflächen überlappen
sich hierbei idealerweise nicht und decken die Gesamtfläche der
Speicherfolie vollständig
ab.
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Nachfolgend
wird nun eines der mehreren Abtastmodule in seiner Konfiguration
beschrieben (Abtastmodul 2-1). Die anderen Abtastmodule
(hier lediglich zwei gezeigt) sind ebenso aufgebaut. Beim Betrieb
des Röntgendetektors
werden alle Abtastmodule parallel zueinander betrieben, d. h. während der Bestrahlung
der Speicherfolie 1 tasten sämtliche Abtastmodule zeitlich
gesehen parallel zueinander ihre ihnen jeweils zugeordneten Teilflächen ab.
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Das
Abtastmodul 2-1 weist einen zur Anregung des Fluoreszenzlichts
in der Speicherfolie 1 ausgebildeten Halbleiterlaser 2a-1 auf.
Das Laserlicht dieses Lasers wird mit Hilfe eines mittels einer XY-Verschiebeeinheit 2d-XY-1 in
zwei orthogonal zueinander stehende Raumrichtungen kippbaren Spiegels
auf eine Doublett-Sammellinse eingestrahlt und mittels letzterer
auf die jeweils auszulesende Position (x, y) der Teilfläche T-1
der Speicherfolie 1 projiziert. Die XY-Verschiebeeinheit
samt Spiegel sowie die zugehörige
Doublett-Sammellinse bilden hierbei die Einkoppeleinheit 2b-1 des
Abtastmoduls 2-1: Das eingekoppelte Licht E wird somit
auf den auszulesenden Ort (x, y) der Teilfläche T-1 fokussiert, erzeugt dort
Fluoreszenzlicht gemäß der vorher
abgespeicherten Röntgenin formation.
Das erzeugte Fluoreszenzlicht (ausgekoppeltes Licht A) wird von
der Doublett-Sammellinse unter einem Öffnungswinkel von etwa 90° (Öffnungswinkel α) gesammelt,
auf eine Lawinenphotodiode fokussiert und in einem A/D-Wandler 2d-A/D-1 in
ein digitales Signal umgesetzt. Im vorliegenden Fall bildet somit
die Doublett-Sammellinse auch die wesentliche Baugruppe der Auskoppeleinheit 2c-1 (ggf.
sind noch weitere optische Elemente notwendig, um ein optimales
Auskoppeln zu realisieren).
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Das
vom A/D-Wandler 2d-A/D-1 in ein digitales Signal umgesetzte
lokale Fluoreszenzlichtsignal wird gemäß der momentan auf der Teilfläche T-1
ausgelesenen Position (x, y) in einem 2D-Histogrammspeicher 2d-SP-1 abgelegt.
Der 2D-Histogrammspeicher 2d-SP-1 enthält somit die auf den „Bildpixeln" (x, y) der Teilfläche T-1
der Speicherfolie 1 abgespeicherte Intensitätsinformation
in ortsaufgelöster
Form.
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Diesem
2D-Histogrammspeicher ist eine Bildnachverarbeitungseinheit 2d-NV-1 (hier
rechnergestützt
bzw. eine CPU sowie entsprechende Register enthaltend) nachgeschaltet.
Diese Bildnachverarbeitungseinheit 2d-NV-1 ist ausgebildet,
um mit den aufgenommenen Bildinformationsdaten bzw. Intensitätswerten
I(x, y), welche im 2D-Histogrammspeicher 2d-SP-1 abgelegt
sind, Bildnachverarbeitungsoperationen, wie beispielsweise Durchführung von
Filteroperationen (beispielsweise Kantenfilter) oder Hellbildkorrekturen
oder Dunkelbildkorrekturen durchzuführen. Auch ist die Bildnachverarbeitungseinheit
so ausgebildet, dass mit ihr das vorbeschriebene Binning zur endgültigen Auflösung durchführbar ist.
Die von der Bildnachverarbeitungseinheit 2d-NV-1 verarbeiteten
Intensitätswerte
INV(x, y) werden anschließend auf
einen Daten bus 3 ausgegeben.
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Der
A/D-Wandler 2d-A/D-1, die XY-Verschiebeeinheit 2d-XY-1 (welche
neben der Ansteuerung des Einkoppelspiegels zur Einkoppelung des
Laserlichts 2a-1 auch die Zuordnung der einzelnen abgetasteten
Fluoreszenzintensitäten
zum abgetasteten Ort (x, y) im Speicher 2d-SP-1 gewährleistet,
die 2D-Histogrammspeichereinheit 2d-SP-1 sowie die Bildnachverarbeitungseinheit 2d-NV-1 bilden
die Detektionseinheit 2d-1 des ersten Abtastmoduls 2-1.
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Die
weiteren Abtastmodule (gezeigt lediglich Abtastmodul 2-2)
des Röntgenflächendetektors
sind genauso ausgebildet, wie es für das Abtastmodul 2-1 vorstehend
beschrieben wurde. Die somit gemeinsam von allen Abtastmodulen parallel
zur Aufnahme der Röntgeninformation
abgetasteten Bildintensitätswerte
werden über
den gemeinsamen Datenbus 3, welcher zusammen mit einer
externen Recheinheit 4 eine Integrationseinheit ausbildet
(welche die Gesamtheit aller Bildsignalwerte der weiteren Verarbeitung
zuführen
kann und/oder diese Verarbeitung vornehmen kann), an die externe
Recheneinheit 4 (beispielsweise PC mit Monitor) übermittelt.
Auf dieser Bilddarstellungseinheit 4 kann dann das (aus
den von den einzelnen Abtastmodulen jeweils aufgenommenen Teilflächen-Bildsignalwerten
zusammengesetzte) Gesamtbild betrachtet werden.
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Die
einzelnen Abtastmodule sind beim vorgestellten Beispiel in Form
von Detektoren mit 2D-Mikroscannerspiegel-Anordnungen ausgestaltet:
Mittels der XV-Verschiebeeinheiten
werden (wie dem Fachmann bekannt ist) die Einkoppelspiegel der Einkoppeleinheiten 2b-1,
2b-2, ... durch Anlegung zweier unterschiedlicher Frequenzen in
zwei zueinander orthogonale Raumrich tungen gekippt und damit so gesteuert,
dass die Teilflächen
T-1, T-2, ... der einzelnen Abtastmodule jeweils in Form von Lissajousfiguren
vollständig
abgetastet werden. Dies ermöglicht wie
vorbeschrieben eine sehr schnelle, vollständige Abtastung der einzelnen
Teilflächen,
so dass die Abtastung gleichzeitig zur Röntgenbildaufnahme in der Speicherfolie
erfolgen kann. Die Erfassung des von der Röntgenbild-Speicherfolie 1 emittierten
Fluoreszenzlichts geschieht hierbei (vor der AD-Wandlung des entsprechenden
Signals) mittels einer Lawinenphotodiode, welche in ihrer konkreten
Ausgestaltung dem Fachmann ebenfalls bekannt ist, und welche wie vorbeschrieben
die schnelle Abtastung ermöglicht.
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2 skizziert,
wie die einzelnen Abtastmodule des erfindungsgemäßen Röntgenflächendetektors, welcher in 1 gezeigt
ist, zusammensteckbar und zusammenschaltbar sind. Gezeigt ist hierbei
ein Schnitt durch eine Vielzahl einzelner Abtastmodule (gezeigt
sind nur drei Abtastmodule AM1 bis AM3) in einer Ebene parallel
zur Speicherfolienebene. Die einzelnen Abtastmodule weisen in dieser
Schnittebene x-y eine quadratische (im allgemeinen: rechteckförmige) Form
auf, nimmt man ihre Ausdehnung in der dritten Raumrichtung (z-Richtung
senkrecht zur hier gezeigten Ebene, vgl. auch 1)
hinzu, so sind die einzelnen Abtastmodule würfelförmig (im allgemeinen: quaderförmig) ausgestaltet.
Jedes der Abtastmodule weist nun an seinen vier Außenflächen, welche
sich senkrecht zu der gezeigten Ebene (also in z-Richtung) erstrecken,
jeweils ein Verbindungselement A, B auf: Jeweils zwei dieser vier
Verbindungselemente eines Abtastmoduls sind als Stecker A ausgebildet,
die beiden anderen dieser Verbindungselemente als Steckersockel
B. Auf zwei sich gegenüberliegenden
Flächen
der vorgenannten vier Flächen
ist dabei jeweils auf der einen Fläche ein Stecker A und auf der
anderen, gegenüberliegenden Fläche ein
Steckersockel B ausgebildet. Die Stecker sind hierbei in Form von
aus dem Abtastmodulkörper herausragenden
Vorsprüngen
ausgebildet, die Steckersockel als Vertiefungen in der entsprechenden Oberfläche des
Abtastmoduls, welche so ausgebildet sind, dass sie einen Stecker
A form- und/oder kraftschlüssig
aufnehmen können.
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Durch
die gezeigte AABB-Konfiguration jedes der gezeigten Abtastmodule
AM, bei der auf zwei im 90°-Winkel aneinandergrenzenden
Oberflächenseiten
der vier vorgenannten Oberflächenseiten
zwei Stecker A angeordnet sind und bei der auf den beiden anderen,
ebenfalls im 90°-Winkel
aneinander angrenzenden der vier Oberflächenseiten zwei Steckersockel
B ausgebildet sind, ist somit ein modularer Aufbau bzw. ein modulares
Zusammenstecken einzelner Abtastmodule AM möglich, mittels dessen aus den
einzelnen zugehörigen
Teilflächen
T-1, T-2, ... (welche den einzelnen Abtastmodulen zugeordnet sind)
die gesamte röntgensensitive
Fläche
der Speicherfolie 1 in Form einer Kachelanordnung nicht überlappender
Teilflächen
T-1, T-2, .... zur Abtastung ausgebildet werden kann.
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Im
Detail ist durch eine der vorgeschriebenen Steckverbindungen, welche
durch Einstecken des Steckers eines Abtastmoduls (beispielsweise
eines der Stecker A2 des zweiten Abtastmoduls AM2) in einen Steckersockel
eines benachbarten Abtastmoduls (beispielsweise einen der Steckersockel
B1 des ersten gezeigten Abtastmoduls AM1) realisiert ist, ein Datentransport
von von den einzelnen Abtastmodulen erfassten Röntgenintensitätswerten über den
gemeinsamen Datenbus 3 (vgl. 1) zwischen den
einzelnen Modulen bzw. über
benachbarte Module an die Bilddarstellungseinheit 4 möglich. Ebenso
kann über
die entsprechenden Steckverbindungen A2, B1; A3, B1, ... die Energieversorgung
der einzelnen Module geregelt sein.
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Zusätzlich ist
es ebenfalls möglich,
die einzelnen, auf die vorbeschriebene Weise zusammengeschalteten
Abtastmodule AM1, AM2, ... so auszugestalten, dass sie den Transport
der von den einzelnen Modulen erfassten Bildintensitätswerte
selbstständig
untereinander regeln, d. h. ohne dass ein Eingreifen von bzw. eine
Steuerung über
die Bilddarstellungseinheit 4 oder eine entsprechende zentrale Steuereinheit
notwendig wäre.
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Die
Selbstorganisation der Abtastmodule ist aufgrund der Intelligenz
der einzelnen Module möglich.
Ein einzelnes Modul kann einfach detektieren, ob es ein benachbartes
hat. Zum Datentransport bewegt jedes Modul Daten des Nachbarmoduls
z. B. nach rechts. Module, die keinen rechten Nachbarn haben, senden
die Daten nach unten. Ein Modul brauchst nur dem entsprechend linken
oder oberen Modul mitzuteilen, dass es beschäftigt ist und dieses muss dann
warten. Somit kann dann modulweise der Detektor ausgelesen werden,
zuerst die unterste Zeile von rechts nach links, dann die nächste Zeile.
Das letzte Ausgabemodul, mit dem die Datensammelstation bzw. Integrationseinheit
verbunden wird, ist mit den genannten Daten das unten rechts. Die
Datensammelstation setzt dann das Gesamtbild zusammen.
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Über das
in den Modulen vorhandene Programm kann die Datensammelstation die
Größe des Detektors
erfragen. Dazu fragt das unten rechte Modul seinen oberen Nachbarn,
wie viele obere Nachbarn es hat, das machen al le rechten Module,
und so ergibt sich die Gesamtmodulzeilenzahl, genauso passiert das
nach links, um die Spaltenzahl zu bestimmen. Es sind also nur einfache
und für
alle Module gleiche Fragen und Antworten notwendig, um die Selbstorganisation
sicherzustellen.