DE102011083621B4

DE102011083621B4 - Method and device for manufacturing control of a collimator

Info

Publication number: DE102011083621B4
Application number: DE102011083621.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Miess; Jan Wrege; Stefan Wirth
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: DE102011083621A1; CN103033135A

Abstract

Verfahren zur Fertigungskontrolle eines Kollimators (K) mit einer Vielzahl von Stegen mit Kanten, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: 1.1. Erzeugen (S1) mindestens eines dreidimensionalen Messdatensatzes (2) des Kollimators (K) mit Hilfe eines optischen Vermessungsverfahrens, 1.2. Bestimmen (S2) einer Vielzahl von Querprofildaten (3) der Stege des Kollimators (K) an dem mindestens einen Messdatensatz (2), 1.3. Auswerten (S3) von Querprofileigenschaften (4a, 4b) der Querprofildaten (3), 1.4. Erzeugen (S4) mindestens eines zweidimensionalen Projektionsdatensatzes (5) durch Projektion der Querprofileigenschaften (4a, 4b), und 1.5. Auswerten (S5) des mindestens einen zweidimensionalen Projektionsdatensatzes (5).Process for the production control of a collimator (K) having a plurality of webs with edges, comprising the following process steps: 1.1. Generating (S1) at least one three-dimensional measurement data set (2) of the collimator (K) by means of an optical measurement method, 1.2. Determining (S2) a multiplicity of transverse profile data (3) of the webs of the collimator (K) on the at least one measurement data set (2), 1.3. Evaluation (S3) of transverse profile properties (4a, 4b) of the transverse profile data (3), 1.4. Generating (S4) at least one two-dimensional projection data set (5) by projection of the cross-sectional properties (4a, 4b), and 1.5. Evaluating (S5) the at least one two-dimensional projection data set (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fertigungskontrolle eines Kollimators.The invention relates to a method and a device for manufacturing control of a collimator.

Kollimatoren zur Streustrahlungsabschwächung in CT-Systemen sind allgemein bekannt. In den klinischen und technischen Anwendungen von CT-Systemen kommen immer größere Systeme mit größeren Detektoren, insbesondere größeren Detektortiefen in Scan-Richtung, zum Einsatz. Hier tritt vermehrt Streustrahlung auf, sodass die Streustrahlungsunterdrückung beziehungsweise die Streustrahlungsabschwächung zunehmend an Bedeutung gewinnt. Zur effektiven Streustrahlunterdrückung werden Kollimatoren benötigt, die Streustrahlung in mehreren Richtungen abschwächen können, beispielsweise in Form von zweidimensionalen streustrahlungsabschirmenden Gittern. Derartige gitterförmige Kollimatoren sind zum Beispiel aus einer Aneinanderreihung von dünnwandigen Röhren mit rundem, rechteckigem oder sechseckigem Querschnitt gebildet. Die Röhren beziehungsweise Gitterstege sind zum Beispiel als Kegelabschnitte beziehungsweise Kegelstümpfe ausgeführt, wobei die Wände der Röhren gegeneinander geneigt sind. Entsprechend weisen diese Kollimatoren eine unterschiedlich große Eintritts- und Austrittsebene der Strahlung mit unterschiedlich großen Gitterstrukturen, insbesondere Gitterlöchern, auf. Die Gitterlöcher sind hierbei möglichst frei von Material.Stray attenuation collimators in CT systems are well known. In the clinical and technical applications of CT systems, ever larger systems with larger detectors, in particular larger detector depths in the scan direction, are used. Increased scattering occurs here, so that the scattered radiation suppression or the scattered radiation attenuation is becoming increasingly important. Effective scattered beam suppression requires collimators that can attenuate stray radiation in multiple directions, for example in the form of two-dimensional stray radiation shielding gratings. Such grid-shaped collimators are formed, for example, from a series of thin-walled tubes with a round, rectangular or hexagonal cross-section. The tubes or grid bars are designed, for example, as conical sections or truncated cones, wherein the walls of the tubes are inclined relative to one another. Accordingly, these collimators have a differently sized entrance and exit plane of the radiation with different sized lattice structures, in particular lattice holes. The grid holes are as free as possible of material.

Eine wesentliche Herausforderung bei der Herstellung der Kollimatoren ist die Qualitätssicherung. Bisher ist eine Überprüfung der Qualitätsmerkmale, wie Maßhaltigkeit und Funktion, extrem aufwendig, da eine Vielzahl von Merkmalen der Kollimatorgeometrie durch geometrische Messtechnik erfasst und kontrolliert werden muss. Insbesondere bei zweidimensionalen Kollimatoren, welche mittels eines schmelztechnischen Verfahrens aus pulverförmigen Rohstoffen hergestellt werden, treten zusätzlich starke Rauheiten der Gitterstegkanten auf. Diese Kantenrauheiten erschweren die geometrische Vermessung mittels handelsüblicher optischer Messsysteme, da die Kantenerkennung in der Tiefenschärfenebene des Bildes nahezu unmöglich wird.A major challenge in the production of collimators is quality assurance. So far, a review of the quality features, such as dimensional accuracy and function, extremely expensive, since a variety of features of Kollimatorgeometrie must be detected and controlled by geometric measurement technology. In particular, in the case of two-dimensional collimators, which are produced by means of a melting process from pulverulent raw materials, strong roughnesses of the lattice web edges additionally occur. These edge roughness complicate the geometric measurement by means of commercially available optical measuring systems, since the edge detection in the depth of field of the image is almost impossible.

Die geometrischen Merkmale werden bisher entweder visuell unter Messmikroskopen oder automatisiert mit geeigneten Koordinatenmesssystemen vermessen. Ein wesentliches Problem dabei stellt die Vielzahl von Merkmalen dar, die mit einer sehr geringen Messunsicherheit bestimmt werden müssen. Häufige Fehlerquellen stellen Fehlantastungen von Bildverarbeitungsalgorithmen dar, die zum Beispiel durch Kantenausbrüche verursacht werden können.The geometrical features have hitherto been measured either visually under measuring microscopes or automated with suitable coordinate measuring systems. A major problem is the variety of features that must be determined with a very low measurement uncertainty. Frequent sources of error are false detections of image processing algorithms, which can be caused, for example, by edge breakouts.

Aus der Veröffentlichung JIANG, Xiaoyi; BUNKE, Horst: Dreidimensionales Computersehen: Gewinnung und Analyse von Tiefenbildern, Berlin: Springer, ist bekannt, dass die Tiefenbildanalyse eine Formprüfung zur automatischen Qualitätskontrolle ermöglicht.From the publication JIANG, Xiaoyi; BUNKE, Horst: Three-dimensional computer vision: extraction and analysis of depth images, Berlin: Springer, is known that the depth image analysis allows a form test for automatic quality control.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen von Eigenschaften eines Kollimators zu schaffen, mit dem die Qualitätsprüfung einfach und zuverlässig durchzuführen ist.It is therefore an object of the invention to provide a method and a device for checking properties of a collimator, with which the quality inspection is easy and reliable to perform.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are the subject of the subordinate claims.

Die Erfinder haben erkannt, dass das Prüfen von Merkmalen eines Kollimators, wie vor allem die Maßhaltigkeit, im Rahmen einer Fertigungskontrolle mit Hilfe eines einfachen Verfahrens und einer einfachen Vorrichtung möglich ist.The inventors have recognized that it is possible to test features of a collimator, such as, in particular, dimensional accuracy, within the scope of production control using a simple method and a simple device.

Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf einem dreidimensionalen Verfahren zur Kantenerkennung. Zuerst werden hierfür geometrische, dreidimensionale Messdatensätze erzeugt, welche die dreidimensionalen Informationen des Kollimators beinhalten. Wichtige Informationen betreffen vor allem die Gitterstegkanten, kurz Kanten, des Kollimators und deren Konturen, wie beispielsweise deren Breite, oder den Verlauf der Kanten. Die Messdatensätze werden beispielsweise mittels Weißlichtinterferometrie oder Laserscanverfahren erzeugt. Anhand dieser Messdatensätze wird eine Vielzahl von Querprofildaten ermittelt. Die Querprofildaten stellen Schnitte, in der Regel senkrecht zum Steg dar. An diesen Querprofildaten werden bestimmte Querprofileigenschaften ausgewertet. Querprofileigenschaften sind zum Beispiel minimale oder maximale gemessene Höhe der Kante; Positionen, an denen die Steigungen des Kantenverlaufs im Querprofil einen bestimmten Wert annimmt; ein Schwerpunkt des Querprofils und der Verlauf der oben genannten Positionen beziehungsweise der Verlauf des Abstandes zweier benachbarter oben genannten Positionen.The invention is essentially based on a three-dimensional method for edge detection. First, geometric, three-dimensional measurement data records are generated for this, which contain the three-dimensional information of the collimator. Important information concerns especially the lattice web edges, short edges, the collimator and their contours, such as their width, or the course of the edges. The measurement data records are generated, for example, by means of white-light interferometry or laser scanning. On the basis of these measurement data records, a large number of transverse profile data is determined. The cross profile data represent sections, usually perpendicular to the web. Specific transverse profile properties are evaluated on these cross profile data. Cross-profile properties are, for example, minimum or maximum measured height of the edge; Positions in which the slopes of the edge profile in the transverse profile assume a certain value; a focus of the cross profile and the course of the above positions or the course of the distance between two adjacent above positions.

Die ermittelten Querprofileigenschaften werden in eine zweidimensionale Ebene projiziert und so ein Projektionsdatensatzes erzeugt, der mit geeigneten Objekterkennungsalgorithmen zur Bestimmung von Objekten in der Projektionsebene ausgewertet wird. Zur Erreichung einer hohen Bildauflösung auch unter Verwendung von Sensoren mit relativ geringer Auflösung kann der Kollimator in Teilabschnitte unterteilt werden, die dann einzeln aufgenommen werden – ähnlich einer Panorama- oder Großaufnahme, die aus mehreren einzelnen Photographien zusammengesetzt wird. Optional kann die Zusammenfügung mehrerer Teilprojektionsdatensätze zu einem gesamten Projektionsdatensatz auch mittels an sich bekannter Stitching-Algorithmen erfolgen. Es ergibt sich damit also durch Aufsummierung mehrerer Teilbilder ein gesamtes großes Bild mit hohem Detailreichtum.The determined cross-sectional properties are projected into a two-dimensional plane and thus a projection data set is generated, which is evaluated with suitable object recognition algorithms for the determination of objects in the projection plane. To achieve high image resolution, even using relatively low-resolution sensors, the collimator can be divided into sections, which are then individually scanned, similar to a panoramic or close-up photograph composed of several individual photographs. Optionally, the Combining several partial projection data sets to form an entire projection data set can also be carried out by means of stitching algorithms known per se. Thus, by summing up several partial images, this results in an entire large image with a high degree of detail.

In den Projektionsdatensätzen können beispielsweise die einzelnen Profileigenschaften, deren Abstände auf einem Profil und/oder deren Linearität erkannt und ausgewertet werden. Insbesondere können die Projektionsdaten mit vorgegebenen Werten verglichen und Abweichungen der Projektionsdaten von einem Normbereich ermittelt werden. In Kantenbereichen mit einer Abweichung vom Normbereich liegen entsprechende Kantenrauheiten vor, das heißt der Kollimator ist nicht maßhaltig. An diesen Stellen ist es notwenig, den Kollimator nachzuarbeiten oder gegebenenfalls den Kollimator als Ausschuss zu behandeln.In the projection data records, for example, the individual profile properties, their distances to a profile and / or their linearity can be recognized and evaluated. In particular, the projection data can be compared with predetermined values and deviations of the projection data from a normal range can be determined. Corresponding edge roughness is present in edge areas with a deviation from the normal range, ie the collimator is not dimensionally stable. At these points it is necessary to rework the collimator or, if necessary, to treat the collimator as scrap.

Bei dem erfindungsgemäßen dreidimensionalen Verfahren zur Kantenerkennung wird also ein dreidimensionaler Messdatensatz zur Rekonstruktion von Objekteigenschaften der zweidimensionalen Kollimatoren eingesetzt. Dies kann in beliebig ausgewählten Betrachtungsebenen, wie den Eintritts- und/oder Austrittsebenen der Kollimatoren, erfolgen. Die hierfür vorgeschlagene Projektion von Querprofildaten ermöglicht es, fehlertolerante Objekterkennungsalgorithmen anzuwenden, um in den Betrachtungsebenen zweidimensionale Datensätze zu rekonstruieren und Messwerte zu erzeugen. Insbesondere für die zu bestimmenden Gitterstegdicken oder Gitterabstände lassen sich zuverlässigere Messwerte als bei der Verwendung von reinen zweidimensionalen Verfahren zur Kantenerkennung ermitteln. Durch Kantenausbrüche oder ähnliche Störgrößen erzeugte Messunsicherheiten werden vermieden.In the three-dimensional method according to the invention for edge detection, therefore, a three-dimensional measurement data set is used for the reconstruction of object properties of the two-dimensional collimators. This can be done in arbitrarily selected viewing planes, such as the entry and / or exit planes of the collimators. The projection of cross profile data proposed for this purpose makes it possible to use fault-tolerant object recognition algorithms in order to reconstruct two-dimensional data records in the viewing planes and to generate measured values. In particular for the grid thicknesses or grid spacings to be determined, more reliable measured values can be determined than when using pure two-dimensional methods for edge detection. Measurement uncertainties generated by edge breakouts or similar disturbances are avoided.

Demgemäß schlagen die Erfinder, ein Verfahren zur Fertigungskontrolle eines Kollimators mit einer Vielzahl von Stegen mit Kanten vor, welches zumindest die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

– Erzeugen mindestens eines dreidimensionalen Messdatensatzes des Kollimators mit Hilfe eines optischen Vermessungsverfahrens,
– Bestimmen einer Vielzahl von Querprofildaten der Stege des Kollimators an dem mindestens einen Messdatensatz,
– Auswerten von Querprofileigenschaften der Querprofildaten,
– Erzeugen mindestens eines zweidimensionalen Projektionsdatensatzes durch Projektion der Querprofileigenschaften, und
– Auswerten des mindestens einen zweidimensionalen Projektionsdatensatzes.

Accordingly, the inventors propose a method for manufacturing control of a collimator having a plurality of ridges with edges, which comprises at least the following method steps:

Generating at least one three-dimensional measurement data set of the collimator using an optical surveying method,
Determining a multiplicity of transverse profile data of the webs of the collimator on the at least one measurement data record,
- evaluation of cross profile properties of the cross profile data,
Generating at least one two-dimensional projection data set by projection of the cross-sectional properties, and
- Evaluating the at least one two-dimensional projection data set.

Dieses Verfahren zur Qualitätssicherung beruht im Wesentlichen auf der Anwendung eines dreidimensionalen Verfahrens zur Kantenerkennung und ist automatisiert durchführbar.This method of quality assurance is based essentially on the application of a three-dimensional method for edge detection and is automated.

Vorteilhafterweise wird der mindestens eine dreidimensionale Messdatensatz mittels Weißlichtinterferometrie und/oder einem Laserscanverfahren erzeugt. In einer Ausführung werden in verschiedenen Ebenen des Kollimators Messdatensätze erzeugt. Hierdurch kann sowohl Eintritts- und Austrittsebene des Kollimators als auch der Zwischenbereich zwischen diesen Ebenen überprüft werden. Derartige Messdatensätze beinhalten dreidimensionale Informationen über die Konturen des vermessenen Kollimators, vor allem über die Kanten, beispielsweise die Abstände der Kanten, also die Breite eines Gittersteges, oder die Verläufe und Höhen der Kanten. Entsprechend enthalten die dreidimensionalen Messdatensätze auch Informationen über mögliche Rauheiten oder Unebenheiten der Kanten.Advantageously, the at least one three-dimensional measurement data set is generated by means of white-light interferometry and / or a laser scanning method. In one embodiment, measurement records are generated at different levels of the collimator. In this way, both the entry and exit plane of the collimator and the intermediate area between these planes can be checked. Such measurement data sets contain three-dimensional information about the contours of the measured collimator, above all about the edges, for example the distances of the edges, ie the width of a grid web, or the courses and heights of the edges. Accordingly, the three-dimensional measurement datasets also contain information about possible roughness or unevenness of the edges.

Die aus den dreidimensionalen Messdatensätzen gewonnenen Querprofildaten werden vorteilhafterweise im Bereich der Kanten gewonnen, beispielsweise in Form von Schnitten durch die Kanten. Ein Schnitt entspricht dann einem Höhenprofil des jeweiligen geschnittenen Gittersteges. Dies erfolgt beispielsweise in der Eintritts- und/oder in der Austrittsebene des Kollimators, je nachdem von welcher Seite der Kollimator geprüft und der Messdatensatz aufgenommen wurde.The transverse profile data obtained from the three-dimensional measurement data records are advantageously obtained in the region of the edges, for example in the form of sections through the edges. A section then corresponds to a height profile of the respective cut grid web. This takes place, for example, in the entry and / or in the exit plane of the collimator, depending on which side of the collimator has been tested and the measurement data record recorded.

Diese Querprofildaten enthalten Informationen bezüglich charakteristischer Querprofileigenschaften. In einer Ausführung werden Steigungen des Querprofils bestimmt, also die Punkte ermittelt, ab denen eine bestimmte Steigung im Querprofil erreicht wird, und dies als Kante definiert. Alternativ kann auch das Erreichen einer vorgegebenen Höhe als Vorliegen einer Kante definiert werden. In anderen Ausführungen werden Schwerpunkte des Querprofils gebildet, um für einen Kantenabschnitt eine bestimmte, mittlere Höhe anzugeben. Alternativ werden Querprofileigenschaften, wie ein minimaler und/oder ein maximaler Abstand zwischen zwei Kanten oder Schnittpunkte zwischen zwei Kanten, bestimmt.These cross profile data contain information regarding characteristic cross profile properties. In one embodiment, gradients of the transverse profile are determined, that is, the points determined, from which a certain slope is achieved in the transverse profile, and this defined as an edge. Alternatively, the achievement of a predetermined height can be defined as the presence of an edge. In other embodiments, focal points of the transverse profile are formed in order to specify a certain, mean height for an edge section. Alternatively, cross-profile properties, such as a minimum and / or a maximum distance between two edges or intersections between two edges, are determined.

Nach der Ermittlung der vorstehend beschrieben Querprofileigenschaften werden diese in eine zweidimensionale Ebene projiziert. Optional werden hierbei mehrere Teilprojektionsdatensätze zu vollständigen Projektionsdatensätzen überlagert und anschließend ausgewertet. Das Überlagern der Projektionsdatensätze kann beispielsweise mittels eines Stitching-Algorithmus erfolgen, wobei die jeweils überlappend aufgenommenen Bereiche der Teilprojektionen zur Ausrichtung dienen können.After the determination of the above-described cross-sectional properties, these are projected into a two-dimensional plane. Optionally, several partial projection data sets are superimposed to complete projection data records and then evaluated. The overlaying of the projection data records can be effected, for example, by means of a stitching algorithm, wherein the regions of the partial projections recorded in each case in an overlapping manner can be used for alignment.

Der Projektionsdatensatz kann vorteilhafterweise mit einem Objekterkennungsalgorithmen zur Bestimmung von Objekten in der Projektionsebene ausgewertet werden. Hierbei kann ein Vergleich mit vorgegebenen Referenzwerten eines Normbereichs der Querprofileigenschaften durchgeführt werden. Diese Referenzwerte beruhen beispielsweise auf Erfahrungswerten eines Anwenders des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder theoretisch ermittelten Werten. In einer Ausführung wird dabei eine Vielzahl von Kantenabständen, das heißt Gitterstegbreiten und/oder Breiten der Gitterlöcher, verglichen. In einer anderen Ausführung wird eine Linearität eines Schwerpunktverlaufes eines Projektionsdatensatzes verglichen. Vorzugsweise wird das Vergleichen mit Hilfe eines Objekterkennungsalgorithmus durchgeführt. Bei einer ermittelten Abweichung der Projektionsdaten in einem bestimmten Bereich des Kollimators sind entsprechende Kantenrauheiten in diesem Bereich vorhanden. Vorteilhafterweise wird der Kollimator in diesem Bereich nachbearbeitet. Bleiben die Projektionsdaten innerhalb des Normbereichs, sind die Kanten in diesem Bereich fehlerfrei. Der Kollimator ist also maßhaltig und eine Nachbearbeitung nicht notwendig.The projection data set may advantageously be provided with an object recognition algorithm for determining objects in the Projection level are evaluated. In this case, a comparison with predetermined reference values of a standard range of the transverse profile properties can be carried out. These reference values are based, for example, on empirical values of a user of the method according to the invention and / or theoretically determined values. In one embodiment, a multiplicity of edge spacings, that is, grid web widths and / or widths of the grid holes, are compared. In another embodiment, a linearity of a center of gravity curve of a projection data set is compared. Preferably, the comparison is performed by means of an object recognition algorithm. In the case of a determined deviation of the projection data in a specific area of the collimator, corresponding edge roughness is present in this area. Advantageously, the collimator is reworked in this area. If the projection data remains within the normal range, the edges in this area are error-free. The collimator is so dimensionally stable and a post-processing is not necessary.

Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zur Fertigungskontrolle eines Kollimators, aufweisend ein System zur optischen Vermessung einschließlich eines programmgesteuerten Prozessors zur Steuerung des Systems und Auswertung der Messdaten, wobei ein Programmspeicher mit Computerprogrammen vorliegt, in dem solche Computerprogramme gespeichert sind, die im Betrieb die oben beschriebenen Verfahrensmerkmale in den angegebenen Kombinationen ausführen.The invention further relates to an apparatus for carrying out a method for manufacturing control of a collimator, comprising an optical measuring system including a program-controlled processor for controlling the system and evaluating the measured data, wherein there is a program memory with computer programs in which such computer programs are stored that are stored in the computer Operation perform the method features described above in the specified combinations.

Der zu überprüfende Kollimator ist bevorzugt als zweidimensionales, streustrahlungsabschirmendes Gitter ausgebildet. Zum Beispiel weist der Kollimator eine Vielzahl von dünnwandigen Röhren mit rundem, quadratischem oder sechseckigem Querschnitt auf. Die Röhren bilden die Gitterstege mit den zu überprüfenden Kanten.The collimator to be checked is preferably designed as a two-dimensional, stray radiation shielding grid. For example, the collimator has a plurality of thin-walled tubes of round, square or hexagonal cross-section. The tubes form the grid bars with the edges to be checked.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Es zeigen im Einzelnen: 1: Weißlichtinterferometer; 2: Messdatensatz; 3: Querprofildaten; 4a, 4b: Auswertung von Querprofileigenschaften; 5: Projektionsdatensatz; 10: Kamera; 10.1: Photosensor; 11: Objektiv; 11.1: Linse; 12: Lichtquelle; 13: Linse; 14: halbdurchlässiger Spiegel; 15: Spiegel; B: interferometrisches Bild; FC: Farbcodierung; L: Lichtstrahlen; K: Kollimator; P: Projektionsebene; S: Stege des Kollimators; S1–S5: Verfahrensschritte.In the following the invention with reference to a preferred embodiment with reference to the figures will be described in more detail, with only the features necessary for understanding the invention features are shown. They show in detail: 1 : White light interferometer; 2 : Measurement data set; 3 : Cross profile data; 4a . 4b : Evaluation of cross profile properties; 5 : Projection data set; 10 : Camera; 10.1 : Photosensor; 11 : Lens; 11.1 : Lens; 12 : Light source; 13 : Lens; 14 : semipermeable mirror; 15 : Mirror; B: interferometric image; FC: color coding; L: rays of light; K: collimator; P: projection plane; S: webs of the collimator; S1-S5: process steps.

Es zeigt im Einzelnen:It shows in detail:

1: ein Schema des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufes; 1 : a diagram of the process sequence according to the invention;

2: schematische Darstellung einer interferometrischen Vermessung eines Kollimators; 2 : schematic representation of an interferometric measurement of a collimator;

3: interferometrisches Bild des Kollimators; 3 : interferometric image of the collimator;

4: Querprofilerzeugung; 4 : Crossprofile production;

5: Auswertung der Querprofile und Projektion von Profileigenschaften auf eine Ebene; 5 : Evaluation of the cross profiles and projection of profile properties on one level;

6: Überprüfung der projizierten Profileigenschaften. 6 : Checking the projected profile properties.

Die 1 zeigt ein Schema des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufes mit den Verfahrensschritten S1–S5. Das Verfahren wird durchgeführt, um die Kanten eines Kollimators K auf Maßhaltigkeit zu überprüfen. Bei dem Kollimator K handelt es sich um ein zweidimensionales streustrahlungsabschirmendes Gitter mit einer Vielzahl von rechteckigen, aneinander angeordneten Röhren, deren Wandungen die Gitterstege mit den Kanten und die Gitterlöcher ausbilden. Der Kollimator K weist eine Eintritts- und eine Austrittsebene der abzuschwächenden Strahlung auf, wobei die Eintrittsebene kleiner ausgeführt ist als die Austrittsebene. Bei der hier gezeigten Ausführung wird die Eintrittsebene des Kollimators K geprüft.The 1 shows a diagram of the process sequence according to the invention with the process steps S1-S5. The method is performed to check the edges of a collimator K for dimensional accuracy. The collimator K is a two-dimensional anti-scattering screen having a plurality of rectangular tubes arranged adjacent to one another, the walls of which form the grid bars with the edges and the grid holes. The collimator K has an entrance and an exit plane of the radiation to be attenuated, wherein the entrance plane is made smaller than the exit plane. In the embodiment shown here, the entry plane of the collimator K is checked.

Hierzu werden die im Folgenden beschriebenen Schritte durchgeführt. In einem ersten Schritt S1 wird mittels eines Weißlichtinterferometers 1 ein dreidimensionaler Messdatensatz 2 des Kollimators K erzeugt und im Schritt S2 ausgegeben. Der Messdatensatz 2 beinhaltet vor allem dreidimensionale Höheninformationen über die Stege des Kollimators. Im Verfahrensschritt S2 werden Höhenprofile 3 quer durch die Stege extrahiert und so eine Vielzahl von Querprofildaten 3 des Kollimators K ermittelt. Im Verfahrensschritt S3 werden aus den Querprofildaten 3 charakteristische Querprofileigenschaften, wie die Steigung des Profils oder der Schwerpunkt des Profils, bestimmt und im Verfahrensschritt S4 auf eine Projektionsebene in Form eines Projektionsdatensatzes 5 projiziert. Im Verfahrensschritt 5 wird dieser Projektionsdatensatz 5 ausgewertet, beispielsweise durch einen Vergleich mit Referenzwerten oder durch Objekterkennung und Vergleich mit vorgegebenen Werten. Liegen die verglichenen Werte des Projektionsdatensatzes 5 innerhalb eines Normbereiches der Referenzwerte, liegt eine Maßhaltigkeit des Kollimators K in den überprüften Bereichen vor. Sobald die Werte außerhalb des Normbereiches liegen, ist der der Kollimator K nicht maßhaltig genug.For this purpose, the steps described below are performed. In a first step S1 is by means of a white light interferometer 1 a three-dimensional measurement data set 2 of the collimator K and output in step S2. The measurement data set 2 contains above all three-dimensional height information about the webs of the collimator. In method step S2 height profiles 3 extracted across the webs and so a variety of cross profile data 3 of the collimator K determined. In method step S3, the cross profile data is used 3 Characteristic transverse profile properties, such as the slope of the profile or the center of gravity of the profile, determined and in method step S4 on a projection plane in the form of a projection data set 5 projected. In the process step 5 becomes this projection data set 5 evaluated, for example, by comparison with reference values or by object recognition and comparison with predetermined values. Are the compared values of the projection data set 5 Within a normal range of the reference values, a dimensional accuracy of the collimator K is present in the areas examined. Once the values are outside the normal range, the collimator K is not accurate enough.

Nachfolgen werden die einzelnen Schritte nochmals detaillierter dargestellt.Successively, the individual steps are shown in more detail again.

Das im Verfahrensschritt S1 verwendete Weißlichtinterferometer 1 ist genauer nochmals in der 2 dargestellt. Dieses besteht im Wesentlichen aus einer Lichtquelle 12 mit einer anschließenden Linse 13, durch die die Lichtstrahlen L parallel auf einen halbdurchlässigen Spiegel 14 treffen, wobei ein Teil des Lichtes den Kollimator K beleuchtet und ein Teil des Lichtes zu Spiegel 15 geführt und von diesem gespiegelt wird. Das gespiegelte Licht und das am Kollimator K reflektierte Licht L wird am halbdurchlässigen Spiegel 14 zusammengeführt und über ein Objektiv 11 mit der Linse 11.1 auf einen Photosensor 10.1 einer Kamera 10 geleitet. Auf dem Photosensor wird dann das so entstandene interferometrische Bild aufgezeichnet.The white light interferometer used in method step S1 1 is closer again in the 2 shown. This consists essentially of a light source 12 with a subsequent lens 13 through which the light rays L parallel to a semitransparent mirror 14 where part of the light illuminates the collimator K and part of the light is mirrored 15 guided and mirrored by this. The mirrored light and the light L reflected at the collimator K becomes the semi-transmissive mirror 14 merged and over a lens 11 with the lens 11.1 on a photosensor 10.1 a camera 10 directed. The resulting interferometric image is then recorded on the photosensor.

Ein solches interferometrisches Bild B ist in der 3 gezeigt. In diesem interferometrischen Bild B sind die Stege S des Kollimators abgebildet, wobei das reale Bild die Stege S farbcodiert darstellt. Die Farbcodierung FC ist rechts neben der Darstellung des Kollimators gezeigt. Dabei wird die an den jeweiligen Positionen gemessene Höhe durch unterschiedliche Farben wiedergegeben. Rechts neben der Farbcodierung FC ist der jeweilige Höhenunterschied zu einer Referenzhöhe der jeweils dargestellten Farbe zugeordnet.Such an interferometric image B is in the 3 shown. In this interferometric image B, the webs S of the collimator are shown, wherein the real image, the webs S color coded represents. The color coding FC is shown to the right of the representation of the collimator. The height measured at the respective positions is represented by different colors. To the right of the color coding FC, the respective height difference is assigned to a reference height of the respectively displayed color.

Auf der Basis dieser Höheninformationen über die Eintritts- oder Austrittsfläche des Kollimator K beziehungsweise über dessen Stege S lassen sich nun für jeden Steg eine Vielzahl von Höhenquerprofilen 3 erstellen und den Stegen S des Kollimators K zuordnen. Diese sind in der 4 schematisch dargestellt.On the basis of this height information on the entry or exit surface of the collimator K or on the webs S can now be a variety of vertical cross sections for each web 3 and associate with the webs S of the collimator K. These are in the 4 shown schematically.

Diese so erstellten Höhenquerprofile werden erfindungsgemäß ausgewertet, indem charakteristische Größen, wie die Orte einer vorgegebenen Höhe, Orte einer vorgegebenen Steigung, Positionen der Schwerpunkte der Profile, Minima- oder Maxima-Positionen, etc., bestimmt werden. Die Orte dieser charakteristischen Größen werden – wie in der 5 beispielhaft gezeigt – dann auf eine Projektionsebene P projiziert, so dass sich ein zweidimensionales Bild ergibt. Gezeigt ist links die Auswertung 4a der Querprofile bezüglich des Durchschneidens der Querprofile einer vorgegebenen Höhe und rechts die Bestimmung 4b des Schwerpunktes der Profile. Aufgrund der projizierten Werte entsteht in der Projektionsebene P links zwei beabstandete Punktreihen beziehungsweise Linien, die als Stegkanten interpretiert werden können und deren Abstand die Dicke des Steges beziehungsweise den Verlauf der Dicke wiedergibt. Rechts entsteht eine Schwerpunktreihe oder Schwerpunktlinie, deren Linearität den Konturverlauf des Steges beschreibt.These height cross sections thus created are evaluated according to the invention by determining characteristic quantities, such as locations of a given height, locations of a given pitch, positions of the center of gravity of the profiles, minimum or maximum positions, etc. The places of these characteristic sizes are - as in the 5 shown by way of example - then projected onto a projection plane P, so that a two-dimensional image results. Shown is the left evaluation 4a the cross sections with respect to the cutting of the cross sections of a predetermined height and right the determination 4b the center of gravity of the profiles. On the basis of the projected values, in the projection plane P on the left, two spaced-apart rows of points or lines are produced, which can be interpreted as web edges and whose spacing represents the thickness of the web or the course of the thickness. On the right, a center of gravity or center of gravity line is created whose linearity describes the contour of the web.

In der 6 ist die Projektionsebene P mit zwei darauf projizierten Kanten (links) und einer Schwerpunkt- oder Mittellinie (rechts) gezeigt. Solche zweidimensionale Darstellungen lassen sich nun auf einfache Weise, zum Beispiel durch Objekterkennungsalgorithmen oder einfachen Vergleich mit Sollwerten oder Sollwertbereichen, automatisch überprüfen.In the 6 the projection plane P is shown with two edges projected thereon (left) and a center of gravity or center line (right). Such two-dimensional representations can now be checked in a simple manner, for example by object recognition algorithms or simple comparison with setpoints or setpoint ranges.

Zu erwähnen ist noch, dass die hier beschriebenen Verfahrensschritte in der Regel durch entsprechende Programmierung eines – an sich bekannten und hier nicht explizit dargestellt – Computers ausgeführt werden, wobei die Besonderheit dieses Computers in der entsprechenden Programmierung liegt.It should also be mentioned that the method steps described here are generally carried out by corresponding programming of a computer known per se and not explicitly shown here, the peculiarity of this computer being in the corresponding programming.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Process for the production control of a collimator (K) having a plurality of webs with edges, comprising the following process steps: 1.1. Generating (S1) at least one three-dimensional measurement data set ( 2 ) of the collimator (K) by means of an optical surveying method, 1.2. Determining (S2) a plurality of cross profile data ( 3 ) of the webs of the collimator (K) on the at least one measurement data set ( 2 ), 1.3. Evaluation (S3) of cross profile properties ( 4a . 4b ) of the cross profile data ( 3 1.4. Generating (S4) at least one two-dimensional projection data set ( 5 ) by projection of the cross-sectional properties ( 4a . 4b ), and 1.5. Evaluating (S5) the at least one two-dimensional projection data set (S5) 5 ).

Method according to one of the preceding claims 1, characterized in that the at least one measurement data set ( 2 ) is generated by white light interferometry.

Method according to one of the preceding claims 1, characterized in that the at least one measurement data set ( 2 ) is generated by means of a laser scanning method.

Method according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the transverse profile data ( 3 ) perpendicular to each considered web of the collimator (K).

Method according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that that as cross-sectional property ( 4a . 4b ) at least one property of the following list is evaluated and its position is determined: minimum, maximum, intersection with a given height, center of gravity of the profile, given slope, distance between two positions of the above properties.

Method according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the projection data set ( 5 ) is assembled from several sub-projection data sets.

Method according to the preceding claim 6, characterized in that the partial projection data sets are joined together by means of a stitching algorithm.

Method according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the at least one projection data set ( 5 ) is evaluated by means of a comparison with predetermined reference values.

Method according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the linearity of the course of at least one of the projected profile properties of the at least one projection data set ( 5 ) is checked.

Method according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that for the evaluation of the projection data set ( 5 ) an object recognition algorithm is used.

Device for carrying out a method for manufacturing control of a collimator (K), comprising a system for optical measurement including a program-controlled processor for controlling the system and evaluation of the measured data, characterized in that a program memory is provided with computer programs in which computer programs (Prg ₁ prg _n ) are executed, which perform the method features of one of the preceding method claims during operation.