DE102022105963B4 - Verfahren zur Erzeugung der Daten für die Rekonstruktion eines Volumens in einem flachen Objekt mittels einer Röntgenanlage - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung der Daten für die Rekonstruktion eines Volumens in einem flachen Objekt mittels einer Röntgenanlage Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung der Daten für die Rekonstruktion eines Volumens in einem flachen Objekt 4 mittels einer Röntgenanlage, die eine Röhre 1, einen Detektor 3 und ein dazwischen befindliches Objekt 4 aufweist. Erfindungsgemäß wird ein Laminographie-Verfahren durchgeführt, das eine Kombination aus einer Objektrotation sowie einer Translation ist, wobei die horizontale und die vertikale Richtung unabhängig voneinander betrachtet werden, so dass die resultierende Trajektorie in ihrer Form einem Kreuz ähnelt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung der Daten für die Rekonstruktion eines Volumens in einem flachen Objekt mittels einer Röntgenanlage, die eine Röhre, einen Detektor und ein dazwischen befindliches Objekt aufweist.
  • Der Einsatzbereich für die Erfindung ist die röntgenbasierte Materialprüfung. Industrielle Unternehmen wie die Autoindustrie oder Elektronikhersteller nutzen Röntgensysteme im Rahmen der röntgenbasierten Materialprüfung, um Objekte (insbesondere Bauteile) auf Eigenschaften zu prüfen. Die Verwendung von Röntgenstrahlen zur Bildgebung bietet hierbei die Möglichkeit, verborgene Strukturen zu untersuchen, ohne das Objekt zu zerstören.
  • Die Prüfung wird in einer Röntgenanlage durchgeführt, die eine Röntgenröhre (im Folgenden Röhre genannt) und einen Röntgendetektor (im Folgenden Detektor genannt) als bildgebendes System aufweisen. Dazwischen ist das zu untersuchende Objekt angeordnet. Einige oder alle der drei vorgenannten Komponenten sind - je nach Röntgenanlage - translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar. Die gesamte Vorrichtung befindet sich in einer Strahlenschutzkabine (im Folgenden Kabine genannt). Da es für die Geometrie der mit der Röntgenanlage gemachten Aufnahmen auf den Fokus der Röhre ankommt, wird die Röhre im Folgenden auch nur noch als Fokus bezeichnet.
  • Bei der zerstörungsfreien Prüfung von großen flachen Bauteilen, wie beispielsweise Leiterplatinen, kann in 2D-Aufnahmen eine sehr hohe Vergrößerung und somit Auflösung erreicht werden. Da es sich dabei jedoch lediglich um Projektionen durch das gesamte Objekt handelt, überlappen sich im aufgenommenen Bild alle im Objekt enthaltenen Strukturen und es kann keine Aussage über die Position der einzelnen Komponenten in der Tiefe gemacht werden. Eine Möglichkeit, zusätzliche Tiefeninformation zu erhalten, bietet die Computer-Tomographie, in welcher das Objekt aus vielen unterschiedlichen Winkeln verteilt über 360° betrachtet wird. Aus diesen Aufnahmen wird dann das dreidimensionale Objekt rekonstruiert, so dass die Lage aller Komponenten im Raum bestimmt werden kann. Da das Objekt während dieser Aufnahme jedoch einmal gedreht werden muss, ohne dass es dabei zu Kollisionen mit den Komponenten des Systems kommt, kann keine so hohe Vergrößerung M wie in der 2D-Prüfung erreicht werden, da diese durch den Fokus-Detektor-Abstand (FDD) sowie den Fokus-Objekt-Abstand (FOD) bestimmt ist (M = FDD / FOD). Für die 2D-Prüfung ist somit die Dicke des Objekts für die erreichbare Auflösung entscheidend, während bei den CT-Aufnahmen vor allem die Breite des Objekts begrenzend wirkt.
  • Im Rahmen dieser Anmeldung wird unter einem Objekt ein Gegenstand verstanden, der sich in zwei Dimensionen (der Fläche) um ein Vielfaches weiter erstreckt als in seiner dritten Dimension, die als Tiefe bezeichnet wird.
  • Aus dem Stand der Technik sind folgende Laminographie-Verfahren bekannt:
    • Bei der Zirkulären/Elliptischen Laminographie bewegen sich Röhre und Detektor in zueinander parallelen Ebenen jeweils entgegengesetzt entlang einer Kreis- bzw. Ellipsenbahn. Dieses Laminographie-Verfahren benötigt also eine Anlage, an der sowohl der Detektor als auch die Röhre und/oder das Objekt (diese können äquivalent verfahren werden) eine Längs- und eine Querachse besitzen. Es ermöglicht ein gutes Sampling im Fourier-Raum, kann aber auf Anlagen, an denen mindestens eine der benötigten Achsen fehlt, nicht verwendet werden.
  • Bei der Translatorischen Laminographie sind Röhre und Detektor stationär, während das Objekt einmal komplett bei konstantem Abstand zur Röhre mittels eines Manipulators durch das Gesichtsfeld translatiert wird. Diese Bewegung entspricht einer Objektrotation in Parallelstrahlgeometrie um den Austrittwinkel des Strahls. Dieser Winkel ist durch die Größe des Detektors und den Abstand zwischen Röhre und Detektor begrenzt (vorausgesetzt der Detektor wird komplett ausgeleuchtet). Es gilt: Je größer der Austrittswinkel des Strahls desto besser ist die Tiefenauflösung des Systems und desto besser können übereinander liegende Strukturen voneinander getrennt abgebildet werden. Gerade für große Vergrößerungen, in denen sich der Detektor in einem maximalen Abstand zur Röhre befindet, ist dieser Winkel jedoch am kleinsten, so dass hier die Tiefenauflösung des Systems am geringsten ist.
  • Die Swing-Laminographie ist auch als Limitierte-Winkel-CT bekannt. Im Gegensatz zu einer normalen CT wird das Objekt mittels eines Manipulators lediglich um einen limitierten Winkel rotiert, wobei dieser durch die geometrischen Gegebenheiten begrenzt ist (das Objekt darf während der Rotation nicht mit den Komponenten der Anlage kollidieren). Je größer der Winkelbereich ist, um welchen hier gedreht werden kann, desto besser ist die Tiefenauflösung. Da es aber gerade für hohe Auflösungen nötig ist, das Objekt möglichst nah an die Quelle zu fahren, kann der erreichbare Laminographie-Winkel und somit die Tiefenauflösung sehr klein werden, da die großen flachen Objekte, für welche dieses Scan-Verfahren besonders gut geeignet ist, keine großen Winkel erlauben. Aufgrund des nicht-vernachlässigbaren Öffnungswinkels des Strahls kann es außerdem in einigen Bereichen des Objekts dazu kommen, dass diese niemals senkrecht durchstrahlt werden, so dass die hier liegenden Strukturen gegebenenfalls nicht richtig aufgelöst werden können.
  • Die Lineare Laminographie ist sehr ähnlich zur Swing-Laminographie. Im Falle, dass keine Objektrotation existiert, stattdessen jedoch Röhre und Detektor mittels Linearmotoren translatiert werden können, kann die Rotation auch durch ein entgegengesetztes lineares Verfahren von Röhre und Detektor erreicht werden (ähnlich wie bei der zirkulären Laminographie). Im Gegensatz zur Swing-Laminographie ist hier eine Kollision von Objekt und Anlagenkomponenten sehr viel unwahrscheinlicher, da der Abstand aller Komponenten zueinander gleichbleibt und auch keine tatsächlichen Rotationen stattfinden. Allerdings ist der Laminographie-Winkel durch die Verfahrbereiche der Röhre und des Detektors begrenzt und liegt realistisch für Kompakt-CT-Anlagen in einem Bereich kleiner 15°-20°. Außerdem kann der Winkelbereich je nach Objektgeometrie auch sehr asymmetrisch sein. Dadurch variiert die Tiefenauflösung innerhalb des rekonstruierten Volumens stark und Strukturen können gegebenenfalls in einigen Teilen des Objekts nicht mehr gut aufgelöst werden, da sie niemals senkrecht durchstrahlt werden. Dieses Verhalten kann auch bei der Swing-Laminographie auftreten.
  • Bei der Rotatorischen Laminographie wird das flache Objekt einmal komplett um eine Achse gedreht, welche senkrecht auf der Objektfläche steht, und welche relativ zur optischen Achse geneigt ist (entweder durch tatsächliche Kippung der Rotationsachse oder durch Kippung des Detektors). Somit ist für dieses Verfahren eine Anlage nötig, welche entweder die entsprechende Objektrotation oder die entsprechende Detektor-Kippachse besitzt. Auf Anlagen, welche diesem Design entsprechen, können sehr große Laminographie-Winkel im Bereich von ungefähr 60° erreicht werden, was eine sehr gute Tiefenauflösung ermöglicht. Anlagen, welche die entsprechenden Kippachsen nicht besitzen, können ein solches Verfahren jedoch nicht verwenden.
  • Bei der hochaufgelösten 3D-Darstellung von großen flachen Teilen haben die 2D-Prüfung und die 3D-Rekonstruktion in der Form eines CT-Verfahrens unterschiedliche Vor- und Nachteile. Bei einer 2D-Aufnahme überlagern sich alle Komponenten des Objekts und es ist nicht klar ersichtlich, welche Struktur in welcher Ebene liegt. Schaut man sich eine Schicht durch ein CT-Volumen an, können beispielsweise bei einer Leiterplatine viele Strukturen - wie kleine Poren - nicht aufgelöst werden. Auch bei den konventionellen Laminographie-Verfahren, wie sie oben beschrieben werden, sind in einem Laminographie-Volumen im Gegensatz zur CT teilweise auch Strukturen aus den darüber oder darunter liegenden Schichten zu sehen, wobei diese nur unscharf dargestellt werden.
  • Bei den bekannten Laminographie-Verfahren, die als Ausgangspunkt für die Erfindung dienen, werden bei hoher Vergrößerung Projektionen vom Objekt unter verschiedenen Winkeln aufgenommen, wobei jedoch im Gegensatz zur CT keine vollständigen Daten des Objekts aus 360° (beziehungsweise 180° + Öffnungswinkel) sondern nur aus einem sehr kleinen Winkelbereich verfügbar sind. Aus diesen können dann Rückschlüsse auf die Lage der einzelnen Komponenten entlang der Tiefe erhalten werden, wobei die Auflösung in dieser Raumrichtung allerdings geringer ist und vom erreichten Laminographie-Winkel abhängt. Je größer der Winkelbereich ist, unter dem die Projektionen aufgenommen werden können, desto besser ist die Tiefenauflösung. Welche Form der Laminographie an einer bestimmten Anlage gewählt wird, hängt maßgeblich von der Bauform der Anlage ab.
  • Aus der DE 10 2010 010 723 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, mittels der sowohl eine Lineare Laminographie, eine Swing-Laminographie als auch eine Rotatorische Laminographie - wie sie oben beschrieben wurden - durchgeführt werden kann.
  • Aus der US 11 022 570 B2 ist ein Röntgenuntersuchungsgerät samt damit durchführbarem Verfahren bekannt, bei dem ein Objekt in einem sich in Richtung des Röntgenstrahls weit erstreckenden Prüfteil erkannt werden soll, das von einem Röntgenstrahlen abschirmenden anderen Objekt im Prüfteil abgeschirmt wird. Hierzu wird ein Scanvorgang mit einer einzigen linearen Trajektorie durchgeführt.
  • Aus der US 2005/0074088 A1 ist ein Röntgenuntersuchungsgerät bekannt, bei dem ein Untersuchungstisch vorhanden ist, der um zwei senkrecht aufeinander stehende Achsen rotierbar und linear bewegbar sowie darüber hinaus in Richtung des Röntgenstrahls linear bewegbar ist. Mit diesem Röntgenuntersuchungsgerät können verschiedene Verfahren zur Untersuchung eines Prüfteils durchgeführt werden, bei denen die Komponenten des Röntgenuntersuchungsgeräts, insbesondere dessen Röntgenröhre und Detektor, translatorisch bewegt werden und das Prüfteil lediglich rotiert wird.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem sowohl die hohe Auflösung der 2D-Prüfung erreicht als auch gleichzeitig Informationen über die Position der einzelnen Komponenten des Objekts in der Tiefe gewonnen werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen eines der Patentansprüche 1 bis 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Danach wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem die gesamte Trajektorie der Bestandteile der Röntgenanlage zwei verschiedene Teiltrajektorien, eine vertikale und eine horizontale Teiltrajektorie, beinhaltet. Bei jeder der Teiltrajektorien sind zwei Alternativen möglich, die äquivalent zueinander sind. Beispielsweise kann die erste Teiltrajektorie durch zwei vertikale Bewegungen des Objekts durch den Kegelstrahl gebildet werden, wobei diese Bewegungen nacheinander bei zwei verschiedenen vertikal schräg gestellten Positionen des bildgebenden Systems aus Röhre und Detektor erfolgt, wobei der zentrale Strahl des Kegelstrahls der Röhre den Detektor zentral aber nicht unter einem rechten Winkel trifft. Alternativ - nachfolgend auch erste Objektdrehtrajektorie genannt - kann die erste Teiltrajektorie ein vertikales Durchfahren des um eine horizontale Achse gekippten Objekts durch den Kegelstrahl bei zwei verschiedenen Winkeln sein, wobei sich Röhre und Detektor so gegenüberstehen, dass der Zentralstrahl des Kegelstrahls den Detektor senkrecht in seinem Koordinaten-Nullpunkt trifft. Für die zweite Teiltrajektorie gibt es auch zwei äquivalente Bewegungen. Zum einen - nachfolgend auch zweite Objektdrehtrajektorie genannt - kann beispielsweise eine Rotation des Objekts um eine vertikale Achse um zwei unterschiedliche Winkel erfolgen, wobei die Geometrie des feststehenden bildgebenden Systems so ist, dass der Zentralstrahl den Detektor senkrecht in seinem Koordinaten-Nullpunkt trifft, und jeweils einer Translation des Objekts durch den Kegelstrahl in horizontaler Richtung für jeden der beiden Winkel. Zum anderen kann das Objekt nacheinander bei zwei verschiedenen horizontal schräg gestellten Positionen des bildgebenden Systems aus Röhre und Detektor durch den Kegelstrahl in horizontaler Richtung bewegt werden, wobei der zentrale Strahl des Kegelstrahls der Röhre den Detektor zentral aber nicht unter einem rechten Winkel trifft. Durch die erfindungsgemäße Kombination aus Rotation und Translation wird im Gegensatz zu den zuvor bekannten Methoden eine bessere Tiefenauflösung erreicht. Die drei Lösungen der unabhängigen Patentansprüche sind die möglichen Kombinationen aus jeweils einer der beiden ersten Teiltrajektorien mit einer der beiden zweiten Teiltrajektorien, wobei die Kombination nicht dazu gehört, bei der die vertikale Trajektorie eine erste Objektdrehtrajektorie und die horizontale Trajektorie eine zweite Objektdrehtrajektorie ist.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Objekt entlang der zo-Achse und der Detektor entlang der zd-Achse verfahrbar ist. Dadurch kann die Vergrößerung in Abhängigkeit von dem untersuchten Objekt variiert werden.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Detektor bei jeder Röntgenaufnahme vollständig vom Kegelstrahl ausgeleuchtet wird. Dadurch wird ein größeres Sichtfeld erreicht.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Röhre um die Y-Achse und/oder die Röhre um die X-Achse und/oder der Detektor um die yd-Achse und/oder der Detektor um die xd-Achse rotierbar ist. Durch eine Rotation der Röhre kann der Detektor auch dann weiterhin vollständig ausgeleuchtet werden, wenn der Schwenkwinkel so groß ist, dass der Öffnungswinkel des Kegelstrahls den Detektor nicht mehr voll ausleuchten würde.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zentrale Strahl immer senkrecht auf der Oberfläche des Detektors steht, so dass über das gesamte Gesichtsfeld eine konstante Vergrößerung erreicht wird.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei jeder Teiltrajektorie das Objekt den Kegelstrahl vollständig durchläuft. Dadurch wird vermieden, dass die Tiefenauflösung am Rand des Objekts stark veringert wird.
  • Es kann eine symmetrische Bewegung der Komponenten bei den verschiedenen Teiltrajektorien vorgenommen werden. Der Regelfall ist aber eine asymmetrische Bewegung, da damit individuell auf den Einzelfall eingegangen werden kann und die jeweils größten Laminogaphie-Winkel genommen werden können und somit ein Maximum der Tiefenauflösung erzielt werden kann. Die jeweils einer Achse zugeordneten Koordinaten (wie beispielsweise Y1 und Y2) sind nicht betragsmäßig zu verstehen, sondern jeweils gerichtet (also vektoriell); sie dürfen deshalb betragsmäßig gleich sein, solange sie in entgegengesetze Richtungen weisen, um die erfindungesgemäßen Trajektorien realisieren zu können. Dasselbe gilt für die einer Rotationsachse zugeordneten Winkel (beispielsweise θl und θr).
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nun anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 schematische Darstellung der Systemgeometrie einer Röntgenanlage mit Darstellung der möglichen Translations- und Rotationsachsen;
    • 2a eine schematische Darstellung einer ersten Alternative einer vertikalen Trajektorie;
    • 2b die Darstellung der beiden Konstellationen in zwei Teile aufgeteilt, die in 2a noch zusammen dargestellt sind;
    • 2c eine Darstellung der Verläufe der Randstrahlen bei den Aufnahmen im Objekt bei der vertikalen Trajektorie;
    • 3a eine schematische Darstellung einer ersten Alternative einer horizontalen Trajektorie;
    • 3b die Darstellung der beiden Konstellationen in zwei Teile aufgeteilt, die in 3a noch zusammen dargestellt sind;
    • 3c eine Darstellung der Verläufe eines Randstrahls und eines weiteren Strahls bei den Aufnahmen im Objekt bei der horizontalen Trajektorie;
    • 4 transversale Schicht einer Leiterplatine bei reiner Translation, reiner Rotation und bei einer Kombination von Translation und Rotation;
    • 5 horizontale Schicht der Leiterplatine aus 4 bei reiner Translation, reiner Rotation und bei einer Kombination von Translation und Rotation.
  • In 1 ist schematisch die Systemgeometrie einer Röntgenanlage dargestellt, die eine Röhre, 1 ein Objekt 4 und einen Detektor 3 aufweist, wobei deren jeweiligen möglichen Translations- und Rotationsachsen dargestellt sind. Im Folgenden werden nur die für die Erfindung wichtigen translatorischen und rotatorischen Achsen erläutert, die anderen Achsen, die auch in 1 dargestellt sind, werden nicht beschrieben. Die rotatorischen Achsen haben einen Index r und bei den translatorischen Achsen ist kein Index als Hinweis auf die Translation vorhanden.
  • Die Röhre 1 definiert ausgehend von ihrem Fokus 2 ein erstes kartesisches Koordinatensystem, wobei der Zentralstrahl 14 des emittierten Kegelstrahls 10 der Röntgenstrahlung die Z-Achse bildet. Die Vertikale ist die Y-Achse und die verbleibende Horizontale (neben der ebenfalls horizontal verlaufenden Z-Achse) ist die X-Achse. Die Y-Achse kann nicht nur als translatorische Achse ausgebildet sein, sondern auch als Rotationsachse; dann könnte der Kegelstrahl 10 nachgeführt werden, wenn eine sehr schräge Geometrie vorliegt, bei der der Detektor 3 sich bei nichtgedrehter Röhre 1 außerhalb des Kegelstrahls 10 befände. Da die Rotation für die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung jedoch nicht gebraucht wird, wurde auf eine Darstellung dieser Achse verzichtet. Im Hinblick auf die Ausführungsbeispiele der Erfindung wird die dargestellte Position der Röhre 1 als zentrale Position bezeichnet.
  • Der Detektor 3 ist ein Flächendetektor; in 1 ist dieser quadratisch ausgebildet, wobei dies nicht begrenzend ist. Der Zentralstrahl 14 der Röhre 1 trifft den Detektor 3 zentral, wodurch der Ursprung eines zweiten kartesischen Koordinatensystems definiert wird. Die Achsen dieses Detektor-Koordinatensystems weisen den Index d auf. Senkrecht auf seine Oberfläche verläuft in der Horizontalen und identisch mit der Z-Achse der Röhre 1 die zd-Achse. Die Vertikale, die sich im Detektor 3 erstreckt, ist auch hier die yd-Achse und die sich im Detektor 3 erstreckende Horizontale ist die xd-Achse. Im Hinblick auf die Ausführungsbeispiele der Erfindung wird die dargestellte Position des Detektors 3 als zentrale Position bezeichnet.
  • Zwischen Röhre 1 und Detektor 3 befindet sich das Objekt 4, dessen Achsen weisen den Index o auf. Im Hinblick auf die Ausführungsbeispiele der Erfindung wird die dargestellte Position des Objekts 4 als neutrale Position 5 bezeichnet, bei der keine Rotation (und auch keine Translation) stattgefunden hat. Dem Objekt 4 ist ein drittes kartesisches Koordinatensystem zugeordnet, dessen Ursprung an einem Punkt liegt, der auf dem Zentralstrahl der Röhre 1 - also der Z-Achse - liegt. Die zo-Achse erstreckt sich in der neutralen Position 5 des Objekts 4 entlang der Z-Achse in der Horizontalen. In der Vertikalen verläuft die yo-Achse und die xo-Achse verläuft in der dargestellten neutralen Position 5 des Objekts 4 parallel zur yd-Achse des Detektors 3 in der Horizontalen. Zusätzlich zu den drei translatorischen Achsen weist das Objekt 4 noch zwei rotatorische Achsen auf. Sowohl die xo-Achse als auch die yo-Achse sind auch Rotationsachsen, also die xro-Achse und die yro-Achse - wobei diese Achsen auch durch eine äquivalente Bewegung der Röhre 1 und des Detektors 3 ersetzt werden können.
  • In 1 sind auch die Abstände der yo-Achse vom Fokus 2 (FOD) und des Detektors 3 zum Fokus 2 entlang des Zentralstrahls 14 (FDD) dargestellt, anhand derer die Vergrößerung M der dargestellten Geometrie bestimmt werden kann; sie ist - wie oben schon angegeben - gleich FDD / FOD.
  • Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass die Ausrichtung der Achsen in 1 nicht beschränkend ist, sondern dass die Erfindung auch alle anderen Ausrichtungen umfasst, so beispielsweise wenn die Z-Achse vertikal verläuft oder das gesamte System um einen (beliebigen) Winkel um die X-Achse und/oder eine der anderen beiden Achsen (Y-Achse und Z-Achse) gekippt ist.
  • Die Röntgenanlage weist darüber hinaus eine Speichervorrichtung auf, in der die Daten der einzelnen Röntgenaufnahmen gespeichert werden, und eine Verarbeitungsvorrichtung, in der die Rekonstruktion des Objekts 4 mittels der vorgenannten Daten erfolgt, samt damit verbundenem Darstellungsvorrichtung, wie beispielsweise einem Bildschirm, auf dem die Rekonstruktion angesehen weden kann. Die Komponenten Röhre 1, Objekt 4 und Detektor 3 sind in einer Strahlenschutzkabine angeordnet, damit die verwendete Röntgenstrahlung keine gesundheitlichen Schäden von eventuell in der Nähe befindlichen Menschen nach sich zieht. Die vorgenannten Komponenten und ihre Ausgestaltung, ihr Zusammenwirken und ihre Anordnung sind dem Fachmann gut bekannt, so dass auf weitere Ausführungen hierzu verzichtet werden kann.
  • Für die in den 2 und 3 beschriebenen erfindungsgemäßen Trajektorien benötigt man eine Röntgenanlage, bei der die Röhre 1 eine y-Translation durchführen kann (Y-Achse), der Detektor 3 sowohl eine Y-Translation (yd-Achse) als auch eine Z-Translation (zd-Achse), die für die Einstellung der Vergrößerung benötigt wird, durchführen kann und das Objekt 4 neben einer Translation entlang jeder seiner drei Achsen (xo-, yo- und zo-Achse) auch eine Rotation sowohl um die xo-Achse (also lautet ihre Bezeichnung insofern xro-Achse - wobei diese Achse auch durch eine äquivalente Translation der Röhre 1/des Objekts 4 und des Detektors 3 ersetzt werden kann) als auch um die yo-Achse durchführen kann (also lautet ihre Bezeichnung insofern yro-Achse - wobei diese Achse auch durch eine äquivalente Translation der Röhre 1 /des Objekts 4 und des Detektors 3 ersetzt werden kann).
  • Bei den 2a und 2b handelt es sich um Seitenansichten - also quasi ein Blick in X-Richtung - auf die schematisch dargestellten drei Komponenten der Röntgenanlage Röhre 1, Objekt 4 und Detektor 3. Anhand dieser Fig. wird die vertikale Trajektorie beschrieben, wobei der Unterschied zwischen den beiden Fig. darin besteht, dass die beiden relevanten Positionen in 2a noch zusammen und die beiden Positionen in 2b getrennt voneinander dargestellt sind. Die Ansicht entspricht jeweils der YZ-Ebene.
  • Die Röhre 1 emittiert einen Kegelstrahl, der einen halben Öffnungswinkel φ aufweist und den gesamten Detektor 3 entlang der yd-Achse ausleuchtet. Diese gesamte Ausleuchtung liegt sowohl vor, wenn sich der Detektor 3 in seinem oberen Extrempunkt als auch in seinem unteren Extrempunkt befindet. Die beiden Extrempunkte des Detektors 3 liegen um yd1 beziehungsweise yd2 entfernt auf der yd-Achse, wobei sie im dargestellten Ausführungsbeispiel entgegengesetzt und gleich groß sind, so dass eine symmetrische Ausgestaltung um die Z-Achse gegeben ist. Gleichzeitig ist die Röhre 1 entweder in ihren unteren Extrempunkt oder in ihren oberen Extrempunkt verfahren worden. Die Koordinatenursprünge des ersten kartesischen Koordinatensystems liegen bei beiden Extrempunkten des Detektors 3 um eine zweite Strecke Y1 beziehungsweise um eine sechste Strecke Y2 - bezogen auf die Y-Achse in der zentralen Position der Röhre 1 - entfernt auf der Y-Achse, wobei sie entgegengesetzt und gleich groß sind, so dass eine symmetrische Ausgestaltung um die Z-Achse gegeben ist. Die Strecken yd1 und Y1 beziehungsweise yd2 und Y2 sind in Abhängigkeit von der Vergrößerung M (FDD / FOD) aufeinander abgestimmt. Die Achse des zentralen Strahls 11 des Kegelstrahls 10 ist gegenüber der Z-Achse um den Neigungswinkel θ beziehungsweise -θ geneigt. In dem Ausführungsbeispiel sind folgende Werte gegeben: FDD = 1200 mm, FOD = 500 mm, yd1 = +547 mm, yd2 = -547 mm, Y1 = -391 mm, Y2 = +391 mm, θ = 38°, θ1 = 8°, θ' = 46°.
  • 2b zeigt gut die Translation des Objekts 4. Das Objekt 4 wird dabei einmal in der Konstellation vollständig durch den Kegelstrahl 10 entlang der yo-Achse verfahren, bei der sich die Röhre1 in ihrem unteren Extrempunkt und der Detektor 3 in seinem oberen Extrempunkt befindet (linker Teil der 2b) und einmal bei spiegelverkehrter Anordnung, also wenn sich die Röhre 1 in ihrem oberen Extrempunkt und der Detektor 3 in seinem unteren Extrempunkt befindet. Die Extrempunkte entsprechen samt ihren Strecken denjenigen gemäß 2a. Entlang der Translation - bei der es nicht darauf ankommt, ob sie von oben nach unten oder von unten nach oben erfolgt - werden in vorgebbaren Abständen von ~10 mm pro Bewegung des Objekts 4 durch den Kegelstrahl 50 Röntgenaufnahmen (also für die gesamte vertikale Trajektorie 100 Röntgenaufnahmen) gemacht.
  • In 2c sind die Muster für die beiden Randstrahlen 13, die bei der Translation des Objekts 4 gemäß der in 2b links gezeigten Situation entstehen, dargestellt. Der Winkel, den diese Muster im Objekt 4 zur zo-Achse aufweisen beträgt θ' und ist für den oberen Randstrahl 13 gemäß der linken Situation in 2b die Summe aus dem oben angegebenen Neigungswinkel θ und dem oberen Teilöffnungswinkel θ1 des Kegelstrahls 10 - dies ist im linken Teil der 2c dargestellt. Die Darstellung des rechten Teils der 2c ist das entsprechende Muster für den unteren Randstrahl 13 gemäß der linken Konstellation in 2b. Hier ergibt sich als resultierender Winkel die Differenz zwischen θ und dem unteren Teilöffnungswinkel θ2. Die beiden Teilöffnungswinkel θ1 und θ2 hängen von der Geometrie der Röntgenanlage, insbesondere von FOD, FDD und θ, ab. Für die Situation gemäß der rechten Situation in 2b ergibt sich die spiegelverkehrte Situation für die Muster wie in 2c dargestellt. Da - wie oben ausgeführt - θ' um 8° größer als θ ist, beträgt der Laminographie-Winkel für die vertikale Trajektorie 46°, was zu einer höheren Tiefenauflösung führt.
  • Zusätzlich zu der Ausgestaltung der vertikalen Trajektorie, die anhand von 2 beschrieben wurde, ist erfindungsgemäß noch eine horizontale Trajektorie vorgesehen, die im Folgenden anhand von 3 erläutert wird.
  • Bei den 3a und 3b handelt es sich um Draufsichten - also quasi ein Blick in Y-Richtung - auf die schematisch dargestellten drei Komponenten der Röntgenanlage Röhre 1, Objekt 4 und Detektor 3. Anhand dieser Fig. wird die horizontale Trajektorie beschrieben, wobei die in 3a noch zusammen dargestellten zwei Situationen zur Durchführung der Translationsbewegungen in 3b getrennt dargestellt sind. Die Ansicht entspricht der XZ-Ebene.
  • Während des Durchlaufens der horizontalen Trajektorie liegt immer eine Strahlgeometrie vor, wie sie oben zur Translatorischen Laminographie und in 1 beschrieben wurde, mit einem halben Öffnungswinkel φ, wobei der gesamte Detektor 3 entlang der xd-Achse ständig ausleuchtet wird.
  • Das Objekt 4 wird aus der neutralen Position heraus um einen ersten Drehwinkel βl um die yo-Achse rotiert (linke Seite der 3b). Auf der rechten Seite der 3b ist das Objekt 4 in die entgegengesetzte Richtung rotiert um einen zweiten Drehwinkel βr (ausgehend von der neutralen Position des Objekts 4). Diese beiden Drehwinkel sind im dargestellten Fall betragsmäßig gleichgroß (15°) aber entgegengesetzt gerichtet. Dadurch erhält man einen größeren Laminographie-Winkel, der der Summe aus dem halben Öffnungswinkel φ und dem ersten/zweiten Drehwinkel βl/βr entspricht. Dies ermöglicht eine größere Tiefenauflösung.
  • In 3b ist gut die Translation entlang der xo-Achse zu erkennen. Das Objekt 4 wird dabei einmal in der Konstellation, bei der das Objekt 4 um den ersten Drehwinkel βl aus der neutralen Position 5 des Objekts 4 gedreht wurde (linke Darstellung in 3b), und einmal bei spiegelverkehrter Anordnung, also wenn das Objekt 4 um den zweiten Drehwinkel βr aus der neutralen Position des Objekts 4 gedreht wurde (rechte Darstellung in 3b), vollständig durch den Kegelstrahl 10 parallel zur X-Achse verfahren. Bei den Translationen werden in vorgebbaren Abständen - die im Ausführungsbeispiel gleich wie bei der vertikalen Trajektorie sind - entlang der Bewegungsrichtung 50 Röntgenaufnahmen im Abstand von ~10 mm pro Bewegung des Objekts durch den Kegelstrahl gemacht. Die Bewegungsrichtung - ob in positiver oder negativer X-Richtung - ist dabei egal; die nötigen Röntgenaufnahmen können somit beispielsweise bei einer Bewegung hin und her gemacht werden.
  • In 3c sind die Muster des oberen Randstrahl 13 in 3b und des in dieser Fig. unterhalb des zentralen Strahls 11 dargestellten weiteren Strahls 12, der sich im Inneren des Kegelstrahls 10 befindet, dargestellt. Der Winkel, den diese Muster im Objekt 4 zur Z-Achse aufweisen beträgt Φ + βl für den oberen Randstrahl 13 gemäß der rechten Situation in 3b. Dies ist im linken Teil der 3c dargestellt. Die Darstellung des rechten Teils der 3c ist das entsprechende Muster für den im linken Teil der 3b leicht unterhalb des Zentralstrahls 13 verlaufenden, durchgezogen dargestellten Strahl. Für den linken Teil der 3c ergibt sich als resultierender Winkel 30°. Somit erhält man im Vergleich zur translatorischen Laminographie, in welcher der Laminographie-Winkel durch den halben Öffnungswinkel φ (hier 15°) bestimmt ist, einen größeren Laminographie-Winkel, der der Summe aus φ und dem ersten/zweiten Drehwinkel βl/βr entspricht. Dies ermöglicht eine größere Tiefenauflösung.
  • Anschließend werden aus den Projektionen mithilfe eines geeigneten, dem Fachmann bekannten Rekonstruktionsverfahrens Volumendaten erzeugt.
  • 4 zeigt eine beispielhafte rekonstruierte transversale Schicht (Seitenansicht) - wie sie dem Vorgehen gemäß der 2 entspricht - einer Leiterplatine - die hier das Objekt 4 ist -, welche mit drei verschiedenen Laminographie-Verfahren aufgenommen wurde. Die gezeigten Strukturen (es handelt sich um BGAs), sollten aus dieser Richtung rund erscheinen. Die reduzierte Tiefenauflösung von Laminographie-Verfahren im Gegensatz zu CT-Scans führt allerdings zu einer Verschmierung der Strukturen, welche bei kleinen Laminographie-Winkeln stärker ausgeprägt ist. Auf der linken Seite ist das Ergebnis der Translatorischen Laminographie (horizontal und vertikal) gezeigt. Hier ist die Tiefenauflösung durch den Öffnungswinkel des Röntgenstrahls limitiert (~20°). In der Mitte ist das Ergebnis aus einer Kombination von Linearer (vertikal) und Swing-Laminographie (horizontal) zu sehen, in welcher aufgrund der in diesem Fall großen möglichen Winkelbereiche (vertikal: ~20°, horizontal: ~55°) eine bessere Tiefenauflösung ermöglicht wird. Die rechte Seite zeigt das Ergebnis bei einem erfindungsgemäßen Verfahren. In diesem Fall kann aufgrund der größten resultierenden Laminographie-Winkelbereiche (vertikal: ~40°, horizontal: ~75°) die beste Tiefenauflösung erreicht werden. Die oben erwähnte reale Kreisform der Strukturen wird am ehesten durch die Kombination aus Translation und Rotation erreicht.
  • 5 zeigt eine beispielhafte rekonstruierte laterale Schicht - wie sie dem Vorgehen gemäß der 3 entspricht - der Leiterplatine aus 4 mit den gleichen Laminographie-Verfahren aufgenommen wie in 4 gezeigt. Auch hier sind die unterschiedlichen Tiefenauflösungen der verschiedenen Methoden gut zu erkennen, da in dieser Schicht lediglich die ringförmigen Strukturen zu sehen sein sollten, während die unscharfen Strukturen der in anderen Schichten liegenden runden BGAs weniger sichtbar werden, je größer der Laminographie-Winkel wird (von links nach rechts). Zusätzlich ist hier ein möglicher Nachteil der Linearen Laminographie zu erkennen, welcher bei asymmetrischen Winkeln auftreten kann (bei entsprechenden Winkelbereichen sollte dies auch bei der Swing-Laminographie sichtbar sein). Der kleinere der beiden Winkel (~5° im Gegensatz zu ~15° in der anderen Richtung) in Kombination mit dem Öffnungswinkel des Röntgenstrahls führt dazu, dass die Ringstrukturen nicht in allen Bereichen des Bilds senkrecht durchstrahlt werden, so dass sie nicht richtig aufgelöst werden können. Dies ist in der mittleren Abbildung im oberen Bereich zu erkennen. Die Translation des Objekts 4 in den anderen beiden Methoden verhindert das Auftreten dieses Artefakts.
  • Zusammengefasst lässt sich sagen, dass bei der Erfindung - um den Winkelbereich für die Laminographie zu vergrößern - beide Trajektorien auf geeignete Weise kombiniert werden, so dass das Objekt 4 sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung im rotierten Zustand durch das Gesichtsfeld translatiert wird (wobei in vertikaler Richtung die Objektrotation auch durch eine gleichzeitige Verschiebung von Röhre 1 und Detektor 3 realisiert werden kann - wenn die entsprechenden Achsen vorhanden sind, geht dies auch in horizontaler Richtung). Es wird ein Laminographie-Verfahren durchgeführt, das eine Kombination aus einer Objektrotation sowie einer Translation ist, wobei die horizontale und die vertikale Richtung unabhängig voneinander betrachtet werden, so dass die resultierende Trajektorie in ihrer Form einem Kreuz ähnelt.
  • Um den Winkelbereich für die Laminographie zu vergrößern, werden in der vorliegenden Erfindung beide Trajektorien (die vertikale und die horizontale) auf geeignete Weise kombiniert, so dass das Objekt 4 sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung im rotierten Zustand durch das Gesichtsfeld bewegt wird. Dabei werden nur die jeweils maximal möglichen Winkel in den vier Raumrichtungen (oben, unten, links, rechts) angefahren, so dass das Objekt 4 im einfachsten Fall sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung zweimal durch das Gesichtsfeld bewegt wird. Es ist dabei nicht zwingend notwendig, dass die jeweils maximal möglichen Winkel in horizontaler beziehungsweise vertikaler Richtung symmetrisch sind. Ist der erreichbare Winkelbereich größer als der Öffnungswinkel des Kegelstrahls 10, werden zusätzlich zu den maximalen Winkeln auch Zwischenwinkel angefahren und die Anzahl der Translationen durch das Gesichtsfeld dementsprechend erhöht.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    (Röntgen-)Röhre
    2
    Fokus
    3
    (Röntgen-)Detektor
    4
    Objekt
    5
    neutrale Position
    10
    Kegelstrahl
    11
    zentraler Strahl
    12
    weiterer Strahl
    13
    Randstrahl
    14
    Zentralstrahl

Claims (8)

  1. Verfahren zur Erzeugung der Daten für die Rekonstruktion eines Volumens in einem flachen Objekt (4) mittels einer Röntgenanlage, die drei Abbildungskomponenten aufweist, nämlich eine Röhre (1), einen Detektor (3) und ein dazwischen befindliches Objekt (4), wobei die Röhre (1) einen Fokus (2) aufweist, der in einer zentralen Position der Röhre (1) den Koordinatenursprung eines ersten kartesischen Koordinatensystems bildet, und die einen Kegelstrahl (10) emittiert, dessen Zentralstrahl (14) die Z-Achse des ersten Koordinatensystems bildet und die X-Achse horizontal verläuft, wobei der Detektor (3) in einer zentralen Position des Detektors (3) senkrecht vom Zentralstrahl (14) getroffen wird und dieser Treffpunkt den Ursprung eines zweiten kartesischen Koordinatensystems bildet, dessen zd-Achse in der zentralen Position des Detektors (3) gleich der Z-Achse in der zentralen Position der Röhre (1) ist und die xd-Achse horizontal verläuft, wobei das Objekt (4) in einer neutralen Position (5) des Objekts (4) ein drittes kartesisches Koordinatensystem aufweist, dessen Ursprung der Schnittpunkt zwischen dem Zentralstrahl (14) der zentralen Position der Röhre (1) und einer vertikal verlaufenden Drehachse des Objekts (4) ist, dessen zo-Achse in seiner neutralen Position (5) mit dem Zentralstrahl (14) in der zentralen Position der Röhre (1) zusammenfällt und dessen xo-Achse in seiner neutralen Position (5) parallel zur X-Achse in der zentralen Position der Röhre (1) verläuft, wobei mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten entlang ihrer jeweiligen y-Achse verfahrbar sind, also die Röhre (1) entlang der Y-Achse gemäß ihrer zentralen Position, der Detektor (3) entlang der yd-Achse gemäß seiner zentralen Position, das Objekt (4) entlang der yo-Achse gemäß seiner neutralen Position (5), wobei das Objekt (4) entlang der xo-Achse gemäß seiner neutralen Position (5) verfahrbar und um die yo-Achse gemäß seiner neutralen Position (5) rotierbar ist, - Durchlaufen einer vertikalen Trajektorie mit folgenden Schritten: a1) Verfahren von mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten in eine Konstellation, in denen sich mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten außerhalb der Grundposition befinden, die Z-, zo- und zd-Achsen parallel zueinander verlaufen, die X-, xo- und xd-Achsen parallel zueinander verlaufen und ein erster Schwenkwinkel θu zwischen einem zentralen Strahl (11) und der Z-Achse in der YZ-Ebene gegeben ist, wobei der Detektor (3) eine yd1-Koordinate aufweist und die Röhre (1) eine Y1-Koordinate aufweist, wobei der Detektor (3) im Ursprung des zweiten kartesischen Koordinatensystems von einem zentralen Strahl (11) getroffen wird; b1) danach Verfahren des Objekts (4) entlang der yo-Achse von einem ersten Extrempunkt zu einem zweiten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der erste Extrempunkt eine yo1-Koordinate und der zweite Extrempunkt eine yo2-Koordinate aufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat; c1) danach Verfahren von mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten in eine Konstellation, in denen sich mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten außerhalb der Grundposition befinden, die Z-, zo- und zd-Achsen parallel zueinander verlaufen, die X-, xo- und xd-Achsen parallel zueinander verlaufen und ein zweiter Schwenkwinkel θo zwischen einem zentralen Strahl (11) und der Z-Achse in der YZ-Ebene gegeben ist, wobei der Detektor (3) eine yd2-Koordinate aufweist und die Röhre (1) eine Y2-Koordinate aufweist und der Detektor (3) im Ursprung des zweiten kartesischen Koordinatensystems von dem zentralen Strahl (11) getroffen wird und wobei Y2 ≠ Y1 und yd2 ≠ yd1; d1) danach Verfahren des Objekts (4) entlang der yo-Achse von einem dritten Extrempunkt zu einem vierten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der dritte Extrempunkt eine yo3-Koordinate und der vierte Extrempunkt eine yo4-Koordinate aufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat; - Durchlaufen einer horizontalen Trajektorie mit folgenden Schritten: e1) Verfahren der Röhre (1), des Detektors (3) und des Objekts (4) in eine Konstellation, in der sich die Röhre (1) und der Detektor (3) in ihrer jeweiligen zentralen Position sowie das Objekt (4) in seiner neutralen Position (5) befindet; f1) danach Drehung des Objekts (4) aus seiner neutralen Position (5) um einen ersten Drehwinkel βl um die yo-Achse und Verfahren des Objekts (4) parallel zur X-Achse der Röhre (1) in ihrer zentralen Position von einem fünften Extrempunkt zu einem sechsten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der fünfte Extrempunkt eine xo1-Koordinte und der sechste Extrempunkt eine xo2-Koordinate aufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat; g1) danach Drehung des Objekts (4) um einen zweiten Drehwinkel βr, wobei βr ≠ βl, um die yo-Achse und Verfahren des Objekts (4) parallel zur X-Achse der Röhre (1) in ihrer zentralen Position von einem siebten Extrempunkt zu einem achten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der siebte Extrempunkt um eine xo3-Koordinate und der achte Extrempunkt eine xo4-Koordinate aufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat.
  2. Verfahren zur Erzeugung der Daten für die Rekonstruktion eines Volumens in einem flachen Objekt (4) mittels einer Röntgenanlage, die drei Abbildungskomponenten ausweist, nämlich eine Röhre (1), einen Detektor (3) und ein dazwischen befindliches Objekt (4), wobei die Röhre (1) einen Fokus (2) aufweist, der in einer zentralen Position der Röhre (1) den Koordinatenursprung eines ersten kartesischen Koordinatensystems bildet, und die einen Kegelstrahl (10) emittiert, dessen Zentralstrahl (14) die Z-Achse des ersten Koordinatensystems bildet und die X-Achse horizontal verläuft, wobei der Detektor (3) in einer zentralen Position des Detektors (3) senkrecht vom Zentralstrahl (14) getroffen wird und dieser Treffpunkt den Ursprung eines zweiten kartesischen Koordinatensystems bildet, dessen zd-Achse in der zentralen Position des Detektors (3) gleich der Z-Achse in der zentralen Position der Röhre (1) ist und die xd-Achse horizontal verläuft, wobei das Objekt (4) in einer neutralen Position (5) des Objekts (4) ein drittes kartesisches Koordinatensystem aufweist, dessen Ursprung der Schnittpunkt zwischen dem Zentralstrahl (14) der zentralen Position der Röhre (1) und einer vertikal verlaufenden Drehachse des Objekts (4) ist, dessen zo-Achse in seiner neutralen Position (5) mit dem Zentralstrahl (14) in der zentralen Position der Röhre (1) zusammenfällt und dessen xo-Achse in seiner neutralen Position (5) parallel zur X-Achse in der zentralen Position der Röhre (1) verläuft, wobei mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten entlang ihrer jeweiligen y-Achse und ihrer jeweiligen x-Achse verfahrbar sind, also die Röhre (1) entlang der Y-Achse/X-Achse gemäß ihrer zentralen Position, der Detektor (3) entlang der yd-Achse/xd-Achse gemäß seiner zentralen Position, das Objekt (4) entlang der yo-Achse/xo-Achse gemäß seiner neutralen Position (5), mit folgenden Schritten: - Durchlaufen einer vertikalen Trajektorie mit folgenden Schritten: a2) Verfahren von mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten in eine Konstellation, in denen sich mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten außerhalb der Grundposition befinden, die Z-, zo- und zd-Achsen parallel zueinander verlaufen, die X-, xo- und xd-Achsen parallel zueinander verlaufen und ein erster Schwenkwinkel θu zwischen einem zentralen Strahl und der Z-Achse in der YZ-Ebene gegeben ist, wobei der Detektor (3) eine yd1-Koordinate aufweist und die Röhre (1) eine Y1-Koordinate aufweist, wobei der Detektor (3) im Ursprung des zweiten kartesischen Koordinatensystems von einem zentralen Strahl (11) getroffen wird; b2) danach Verfahren des Objekts (4) entlang der yo-Achse von einem ersten Extrempunkt zu einem zweiten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der erste Extrempunkt eine yo1-Koordinate und der zweite Extrempunkt eine yo2-Koordinate aufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat; c2) danach Verfahren von mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten in eine Konstellation, in denen sich mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten außerhalb der Grundposition befinden, die Z-, zo- und zd-Achsen parallel zueinander verlaufen, die X-, xo- und xd-Achsen parallel zueinander verlaufen und ein zweiter Schwenkwinkel θo zwischen einem zentralen Strahl und der Z-Achse in der YZ-Ebene gegeben ist, wobei der Detektor (3) eine yd2-Koordinate aufweist und die Röhre (1) eine Y2 -Koordinate aufweist und der Detektor (3) im Ursprung des zweiten kartesischen Koordinatensystems von dem zentralen Strahl (11) getroffen wird und wobei Y2 ≠ Y1 und yd2 ≠ yd1; d2) danach Verfahren des Objekts (4) entlang der yo-Achse von einem dritten Extrempunkt zu einem vierten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der dritte Extrempunkt eine yo3-Koordinate und der vierte Extrempunkt eine yo4-Koordinate aufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat; - Durchlaufen einer horizontalen Trajektorie mit folgenden Schritten: e2) Verfahren von mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten in eine Konstellation, in denen sich mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten außerhalb der Grundposition befinden, die Z-, zo- und zd-Achsen parallel zueinander verlaufen, die X-, xo- und xd-Achsen parallel zueinander verlaufen und ein erster Drehwinkel βl zwischen einem zentralen Strahl (11) und der Z-Achse in der XZ-Ebene gegeben ist, wobei der Detektor (3) eine xd1-Koordinate aufweist und die Röhre (1) eine X1-Koordinate aufweist, wobei der Detektor (3) im Ursprung des zweiten kartesischen Koordinatensystems von einem zentralen Strahl (11) getroffen wird; f2) danach Verfahren des Objekts (4) entlang der xo-Achse von einem fünften Extrempunkt zu einem sechsten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der fünfte Extrempunkt eine xo1-Koordinate und der sechste Extrempunkt eine xo2-Koordinate aufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat; g2) danach Verfahren von mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten in eine Konstellation, in denen sich mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten außerhalb der Grundposition befinden, die Z-, zo- und zd-Achsen parallel zueinander verlaufen, die X-, xo- und xd-Achsen parallel zueinander verlaufen und ein zweiter Drehwinkel βr zwischen einem zentralen Strahl (11) und der Z-Achse in der XZ-Ebene gegeben ist, wobei der Detektor (3) eine xd2-Koordinate aufweist und die Röhre (1) eine X2-Koordinate aufweist und der Detektor (3) im Ursprung des zweiten kartesischen Koordinatensystems von dem zentralen Strahl (11) getroffen wird, wobei X2 ≠ X1 und xd2 ≠ xd1; h2) danach Verfahren des Objekts (4) entlang der xo-Achse von einem siebten Extrempunkt zu einem achten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der siebte Extrempunkt eine xo3-Koordinate und der achte Extrempunkt eine xo4-Koordinateaufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat.
  3. Verfahren zur Erzeugung der Daten für die Rekonstruktion eines Volumens in einem flachen Objekt (4) mittels einer Röntgenanlage, die eine Röhre (1), einen Detektor (3) und ein dazwischen befindliches Objekt (4) aufweist, wobei die Röhre (1) einen Fokus (2) aufweist, der in einer zentralen Position der Röhre (1) den Koordinatenursprung eines ersten kartesischen Koordinatensystems bildet, und die einen Kegelstrahl (10) emittiert, dessen Zentralstrahl (14) die Z-Achse des ersten Koordinatensystems bildet und die X-Achse horizontal verläuft, wobei der Detektor (3) in einer zentralen Position des Detektors (3) senkrecht vom Zentralstrahl (14) getroffen wird und dieser Treffpunkt den Ursprung eines zweiten kartesischen Koordinatensystems bildet, dessen zd-Achse in der zentralen Position des Detektors (3) gleich der Z-Achse in der zentralen Position der Röhre (1) ist und die xd-Achse horizontal verläuft, wobei das Objekt (4) in einer neutralen Position (5) des Objekts (4) ein drittes kartesisches Koordinatensystem aufweist, dessen Ursprung der Schnittpunkt zwischen dem Zentralstrahl (14) der zentralen Position der Röhre (1) und einer vertikal verlaufenden Drehachse des Objekts (4) ist, dessen zo-Achse in seiner neutralen Position (5) mit dem Zentralstrahl (14) in der zentralen Position der Röhre (1) zusammenfällt und dessen xo-Achse in seiner neutralen Position (5) parallel zur X-Achse in der zentralen Position der Röhre (1) verläuft, wobei die Röhre (1) entlang der Y-Achse gemäß ihrer zentralen Position verfahrbar ist, wobei mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten entlang ihrer jeweiligen x-Achse verfahrbar sind, also die Röhre (1) entlang der X-Achse gemäß ihrer zentralen Position, der Detektor (3) entlang der xd-Achse gemäß seiner zentralen Position, das Objekt (4) entlang der xo-Achse gemäß seiner neutralen Position (5), wobei das Objekt (4) entlang der yo-Achse gemäß seiner neutralen Position (5) verfahrbar und um die xo-Achse jeweils gemäß seiner neutralen Position (5) rotierbar ist, mit folgenden Schritten: - Durchlaufen einer vertikalen Trajektorie mit folgenden Schritten: a3) Verfahren der drei Abbildungskomponenten in die Grundposition, in der die Z-, zo-, und zd-Achsen zusammenfallen und die X-, xo- und xd-Achsen parallel zueinander verlaufen, und Drehung des Objekts (4) um einen ersten Schwenkwinkel θu um die xo-Achse; b3) danach Verfahren des Objekts (4) entlang der yo-Achse von einem ersten Extrempunkt zu einem zweiten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der erste Extrempunkt eine yo1-Koordinate und der zweite Extrempunkt eine yo2-Koordinate aufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat; c3) danach Drehung des Objekts (4) um einen zweiten Schwenkwinkel θo, der vom ersten Schwenkwinkel θu verschieden ist, um die xo-Achse; d3) danach Verfahren des Objekts (4) entlang der yo-Achse von einem dritten Extrempunkt zu einem vierten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der dritte Extrempunkt eine yo3-Koordinate und der vierte Extrempunkt eine yo4-Koordinate aufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat; - Durchlaufen einer horizontalen Trajektorie mit folgenden Schritten: e3) Verfahren von mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten in eine Konstellation, in denen sich mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten außerhalb der Grundposition befinden, die Z-, zo- und zd-Achsen parallel zueinander verlaufen, die X-, xo- und xd-Achsen parallel zueinander verlaufen und ein erster Drehwinkel βl zwischen einem zentralen Strahl (11) und der Z-Achse in der XZ-Ebene gegeben ist, wobei der Detektor (3) eine xd1-Koordinate aufweist und die Röhre (1) eine X1-Koordinate aufweist, wobei der Detektor (3) im Ursprung des zweiten kartesischen Koordinatensystems von einem zentralen Strahl (11) getroffen wird; f3) danach Verfahren des Objekts (4) entlang der xo-Achse von einem fünften Extrempunkt zu einem sechsten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der fünfte Extrempunkt eine xo1-Koordinate und der sechste Extrempunkt eine xo2-Koordinate aufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat; g3) danach Verfahren von mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten in eine Konstellation, in denen sich mindestens zwei der drei Abbildungskomponenten außerhalb der Grundposition befinden, die Z-, zo- und zd-Achsen parallel zueinander verlaufen, die X-, xo- und xd-Achsen parallel zueinander verlaufen und ein zweiter Drehwinkel βr zwischen einem zentralen Strahl (11) und der Z-Achse in der XZ-Ebene gegeben ist, wobei der Detektor (3) eine xd2-Koordinate aufweist und die Röhre (1) eine X2-Koordinate aufweist und der Detektor (3) im Ursprung des zweiten kartesischen Koordinatensystems von dem zentralen Strahl (11) getroffen wird, wobei X2 ≠ X1 und xd2 ≠ xd1; h3) danach Verfahren des Objekts (4) entlang der xo-Achse von einem siebten Extrempunkt zu einem achten Extrempunkt, wobei in vorgebbaren Abständen entlang der Bewegung Röntgenaufnahmen gemacht werden, die in einem Speichermedium gespeichert werden, wobei der siebte Extrempunkt eine xo3-Koordinate und der achte Extrempunkt eine xo4-Koordinateaufweist, wobei das Objekt (4) den Röntgenstrahl zumindest teilweise durchlaufen hat.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Objekt (4) entlang der zo-Achse und der Detektor (3) entlang der zd-Achse verfahrbar ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Detektor (3) bei jeder Röntgenaufnahme vollständig vom Kegelstrahl (10) ausgeleuchtet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Röhre (1) um die Y-Achse und/oder die Röhre (1) um die X-Achse und/oder der Detektor (3) um die yd-Achse und/oder der Detektor (3) um die xd-Achse rotierbar ist.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 6, wobei der zentrale Strahl (11) immer senkrecht auf der Oberfläche des Detektors (3) steht.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei bei jeder Teiltrajektorie das Objekt (4) den Kegelstrahl (10) vollständig durchläuft.
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