RU2446613C2 - Device for recording images generated using radiation - Google Patents
Device for recording images generated using radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446613C2 RU2446613C2 RU2010121422/07A RU2010121422A RU2446613C2 RU 2446613 C2 RU2446613 C2 RU 2446613C2 RU 2010121422/07 A RU2010121422/07 A RU 2010121422/07A RU 2010121422 A RU2010121422 A RU 2010121422A RU 2446613 C2 RU2446613 C2 RU 2446613C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- image
- matrix
- image intensifier
- ccd
- radiation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам регистрации оптических изображений и может быть использовано в системах скоростной цифровой съемки для исследования быстропротекающих процессов, когда изображение объекта исследования формируют с помощью различных видов излучений: электромагнитного излучения (ЭМИ) или проникающего излучения, например, протонного.The invention relates to optical image recording means and can be used in high-speed digital shooting systems for studying fast-flowing processes when the image of an object of research is formed using various types of radiation: electromagnetic radiation (EMP) or penetrating radiation, for example, proton.
Из предшествующего уровня техники известны способы и устройства получения оптических изображений, сформированных, например, с помощью рентгеновского излучения (патент РФ 2206886, описание к нему опубликовано 20.06.03 г.). Устройство регистрации изображения, согласно данному патенту, содержит блок управления и питания, импульсный фотоэлектронный матричный аналогово-цифровой прибор с зарядовой связью (ПЗС-матрицу), с которым сочленен импульсный управляемый электронно-оптический преобразователь (ЭОП), принимающий ЭМИ оптического диапазона. Перед ЭОП установлен рентгенолюминесцентный преобразователь, преобразующий рентгеновское излучение в оптическое, при этом работа ЭОП синхронизирована с источником рентгеновского излучения и ПЗС-матрицей.From the prior art, methods and devices for obtaining optical images formed, for example, using x-ray radiation are known (RF patent 2206886, the description thereto was published on 06/20/03). The image registration device, according to this patent, contains a control and power unit, a pulse photoelectronic matrix analog-to-digital device with a charge coupling (CCD), with which a pulsed controlled electron-optical converter (EOC) is coupled, which receives optical EMR. An X-ray luminescent converter is installed in front of the image intensifier tube, which converts the x-ray radiation into optical radiation, while the operation of the image intensifier is synchronized with the x-ray source and the CCD.
Известно другое устройство для скоростной регистрации оптических изображений, включающее импульсный ЭОП, принимающий ЭМИ оптического диапазона, импульсный фотоэлектронный матричный аналогово-цифровой прибор с зарядовой связью (ПЗС-матрицу), узел переноса изображения с выхода ЭОП на вход ПЗС-матрицы, блок управления и блок питания. Блок управления содержит формирователь высоковольтных наносекундных импульсов и формирователь длительности импульсов для синхронизации времени работы ЭОП с ПЗС-матрицей.Another device is known for high-speed registration of optical images, including a pulsed image intensifier tube that accepts optical EMR, a pulsed charge-coupled photoelectronic matrix analog-to-digital device (CCD matrix), an image transfer unit from the image intensifier output to the input of the CCD matrix, a control unit and a block nutrition. The control unit contains a shaper of high-voltage nanosecond pulses and a shaper of pulse duration for synchronizing the operating time of the image intensifier tube with a CCD matrix.
Недостатками описанных выше аналогичных устройств являются ограниченные функциональные возможности, т.к. при их применении возможно получение только одного кадра за время съемки, что снижает информативность результатов исследования.The disadvantages of the above similar devices are limited functionality, because when applied, it is possible to obtain only one frame during the survey, which reduces the information content of the research results.
Частично указанные выше недостатки устранены другим известным устройством регистрации изображений, сформированных с помощью излучения, DICAM-PRO, выпускаемым компанией РСО Computer Optics Gmbh (инструкция по применению опубликована 06/03 г.). Данное устройство позволяет получать 2-а кадра за время съемки и принято в качестве прототипа. Устройство содержит импульсный электронно-оптический преобразователь, принимающий электромагнитное излучение оптического диапазона и выполненный на основе микроканальных пластин, чересстрочную матрицу приборов с зарядовой связью (чересстрочную ПЗС-матрицу), узел переноса изображения с выхода ЭОП на вход чересстрочной ПЗС-матрицы, блок управления и блок питания.Partially the above-mentioned disadvantages are eliminated by another known device for recording images formed by radiation, DICAM-PRO, manufactured by PCO Computer Optics Gmbh (instructions for use published on 06/03). This device allows you to get 2 frames during the shooting and taken as a prototype. The device comprises a pulsed electron-optical converter that receives electromagnetic radiation of the optical range and is based on microchannel plates, an interlaced matrix of charge-coupled devices (interlaced CCD matrix), an image transfer unit from the image intensifier output to the interlaced CCD matrix input, a control unit and a block nutrition.
Недостатками прототипа являются низкая разрешающая способность из-за конструкции ЭОП, длинные межкадровые временные интервалы в одной проекции (~1 мс), узкий динамический диапазон регистрации изображений и повышенный уровень шумов.The disadvantages of the prototype are low resolution due to the design of the image intensifier tube, long inter-frame time intervals in one projection (~ 1 ms), a narrow dynamic range of image registration and an increased noise level.
Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение динамического диапазона регистрируемого изображения, повышение разрешающей способности и межкадрового интервала (от 400 нс) в одной проекции.The technical result of the claimed invention is to increase the dynamic range of the recorded image, increase the resolution and inter-frame interval (from 400 ns) in one projection.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве регистрации изображений, сформированных с помощью излучения, включающем импульсный ЭОП, принимающий электромагнитное излучение оптического диапазона, чересстрочную ПЗС-матрицу, узел переноса изображения с выхода ЭОП на вход ПЗС-матрицы, блок управления и блок питания, в качестве ЭОП использован усилитель изображения бипланарного типа, а блок управления содержит формирователь прямоугольных высоковольтных импульсов напряжением 10-15 кВ, являющийся запитывающим узлом для ЭОП, и формирователь длительности импульсов для синхронизации времени работы ЭОП с ПЗС-матрицей.The specified technical result is achieved due to the fact that in the device for recording images formed using radiation, including a pulsed image intensifier tube that receives electromagnetic radiation of the optical range, an interlaced CCD matrix, an image transfer unit from the output of the image intensifier unit to the input of the CCD matrix, a control unit and a block power supply, an image intensifier of a biplanar type is used as an image intensifier tube, and the control unit contains a driver of rectangular high-voltage pulses with a voltage of 10-15 kV, which is a power supply for evil for the image intensifier, and a pulse shaper for synchronizing the operation time of the image intensifier with a CCD matrix.
Блок управления дополнительно может содержать второй формирователь прямоугольных высоковольтных импульсов, характеристики которого аналогичны характеристикам первого, при этом формирователи с ЭОП соединены с помощью смесителя электрических сигналов.The control unit may additionally contain a second driver of rectangular high-voltage pulses, the characteristics of which are similar to the characteristics of the first, while the drivers with the image intensifier connected using a mixer of electrical signals.
При формировании изображения исследуемого объекта с помощью протонного пучка, перед ЭОП размещают сцинтилляционный преобразователь энергии протонного пучка в электромагнитное излучение оптического диапазона и систему его переноса на вход ЭОП.When forming an image of the object under study using a proton beam, a scintillation transducer of proton beam energy into electromagnetic radiation of the optical range and a system for transferring it to the input of the image intensifier are placed in front of the image intensifier tubes.
На фиг.1 схематично представлено заявляемое устройство, на фиг.2 - изменение интенсивности ЭМИ во времени.Figure 1 schematically shows the inventive device, figure 2 - change in the intensity of the EMP over time.
Устройство содержит электронно-оптический преобразователь бипланарного типа 1, оптический выход которого связан с оптическим входом чересстрочной ПЗС-матрицы 2 через узел переноса изображения 3.The device contains an electron-optical
Запитывание ЭОП осуществляется в импульсном режиме от формирователей 4, генерирующих прямоугольные импульсы напряжением 10-15 кВ. Импульсы от генераторов 4 подаются на ЭОП 1 через смеситель электрических сигналов 6. Момент начала подачи импульсов и их длительность задаются формирователем 5. Блок электропитания 7 обеспечивает узлы устройства электрической энергией через кабельные линии, показанные пунктирной линией.The feeding of the image intensifier is carried out in a pulsed mode from the shapers 4, generating rectangular pulses with a voltage of 10-15 kV. The pulses from the generators 4 are supplied to the
Излучение, прошедшее через исследуемую область, поступает на вход ЭОП через оптический объектив 8. При исследовании объекта с помощью проникающего ионизирующего излучения изображение на ЭОП проецируется со сцинтилляционного преобразователя 9.The radiation passing through the studied area is fed to the input of the image intensifier through an optical lens 8. When examining an object using penetrating ionizing radiation, the image on the image intensifier is projected from the scintillation transducer 9.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Излучение с интенсивностью I(t) поступает на вход ЭОП 1 через оптический объектив 8 непосредственно от исследуемого объекта или со сцинтилляционного преобразователя 9. В момент времени t1 начинается экспозиция первого кадра чересстрочной ПЗС-матрицы 2 - ПЗСexp1. В момент времени t2, задаваемый формирователем длительности 5, с одного из формирователей 4 через смеситель 6 на ЭОП 1 подается высоковольтный сигнал U1. ЭОП 1 начинает пропускать изображение на ПЗС-матрицу 2. В светочувствительной области матрицы начинает накапливаться распределенный электрический заряд. Таким образом, начинается регистрация первого кадра.The operation of the device is as follows. Radiation with intensity I (t) enters the input of the
В момент времени t3, задаваемый формирователем 5, высоковольтный сигнал с ЭОП 1 снимается. ЭОП перестает пропускать изображение на ПЗС-матрицу 2, накопление заряда в светочувствительной области матрицы прекращается, и регистрация первого кадра завершается.At time t 3 specified by the former 5, the high-voltage signal from the
В момент времени t4 заканчивается экспозиция матрицы 2 ПЗСexp1 и начинается перенос заряда из светочувствительной области матрицы в затемненную область. Время переноса, в зависимости от марки чересстрочной матрицы, может составлять от 400 нс. Время послесвечения выходного окна ЭОП с фосфором Р43 также составляет ~400 нc. Таким образом, минимальный межкадровый интервал Tint, определяемый двумя этими величинами, также составляет 400 нс.At time t 4 , the exposure of the CCD matrix 2 expexp1 ends and the charge transfer from the photosensitive region of the matrix to the darkened region begins. Transfer time, depending on the brand of interlaced matrix, can be from 400 ns. The afterglow time of the output window of the tube with phosphorus P43 is also ~ 400 ns. Thus, the minimum frame interval T int defined by these two values is also 400 ns.
После того как заряд перенесен в затемненную область, светочувствительная область матрицы очищается и в момент t5 вновь готова к накоплению электрического заряда. Также в момент t5 начинается считывание полученного изображения из затемненной области чересстрочной ПЗС-матрицы 2.After the charge is transferred to the darkened region, the photosensitive region of the matrix is cleaned and at time t 5 is again ready for the accumulation of electric charge. Also at time t 5 begins reading the received image from the darkened region of the interlaced CCD matrix 2.
В момент времени t5 начинается экспозиция второго кадра чересстрочной ПЗС-матрицы 2 - ПЗСexp2.At time t 5 , the exposure of the second frame of the interlaced CCD matrix 2 begins - CCDexp2.
В момент времени t6≥t5, задаваемый формирователем длительности 5, со второго формирователя 4, через смеситель 6, на ЭОП 1 подается высоковольтный сигнал U2. ЭОП 1 начинает пропускать изображение на ПЗС-матрицу 2. В светочувствительной области матрицы начинает накапливаться распределенный электрический заряд. Таким образом, начинается регистрация второго кадра изображения.At time t 6 ≥t 5 , set by the shaper of duration 5, from the second shaper 4, through the mixer 6, the high-voltage signal U2 is supplied to the
В момент времени t7, задаваемый формирователем 5, высоковольтный сигнал с ЭОП снимается. ЭОП 1 перестает пропускать изображение на ПЗС-матрицу 2, накопление заряда в светочувствительной области матрицы прекращается, и регистрация второго кадра завершается. После того как первый кадр зарегистрированного изображения считается из затемненной области матрицы, начинается считывание второго кадра из светочувствительной области матрицы.At time t 7 specified by the driver 5, the high-voltage signal from the image intensifier is removed. The
Время считывания зависит от марки чересстрочной матрицы и обычно составляет несколько миллисекунд.The read time depends on the brand of the interlaced matrix and is usually a few milliseconds.
Таким образом, за один цикл регистрации с помощью предложенного устройства осуществляется регистрация в одной проекции двух независимых кадров с минимальным - от 400 нс - межкадровым временным интервалом. Минимальное время экспозиции каждого кадра определяется характеристиками формирователей прямоугольных высоковольтных импульсов, и реальное значение может составлять от 50 нс.Thus, in one registration cycle, using the proposed device, two independent frames are registered in one projection with a minimum - from 400 ns - inter-frame time interval. The minimum exposure time of each frame is determined by the characteristics of the formers of rectangular high-voltage pulses, and the real value can be from 50 ns.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121422/07A RU2446613C2 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Device for recording images generated using radiation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121422/07A RU2446613C2 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Device for recording images generated using radiation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010121422A RU2010121422A (en) | 2011-12-10 |
RU2446613C2 true RU2446613C2 (en) | 2012-03-27 |
Family
ID=45404966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010121422/07A RU2446613C2 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Device for recording images generated using radiation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2446613C2 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515222C1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" | Apparatus and methods of adjusting magnetic system for forming beam of protons in object plane of proton graphic system, matching magnetic induction of magnetooptical imaging system and monitoring adjustment of multiframe for recording proton images |
RU2535299C1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Электрон" | Apparatus for recording images in wide illumination range |
RU2536103C1 (en) * | 2013-07-30 | 2014-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method of forming proton images obtained by magnetic optics operating with magnification |
RU2573178C1 (en) * | 2014-09-15 | 2016-01-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method of imaging high-speed process using proton radiation |
RU2687840C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-05-16 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of investigating behavior of materials during impact-wave loading using proton radiography |
RU2708541C1 (en) * | 2019-03-18 | 2019-12-09 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of tuning a magnetooptical system of a protonographic complex |
RU2727326C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-07-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of tuning a magnetooptical system of a protonographic complex (versions) |
RU2750693C1 (en) * | 2020-07-27 | 2021-07-01 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for tuning magneto-optical system of protonographic complex |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206886C2 (en) * | 2001-07-30 | 2003-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Восточно-Сибирская железная дорога МПС | Process of generation of x-ray pictures |
WO2003107088A2 (en) * | 2002-06-01 | 2003-12-24 | Litton Systems, Inc. | Image intensification camera |
RU2308116C1 (en) * | 2005-12-14 | 2007-10-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | Image converter and method for video image generation |
-
2010
- 2010-05-26 RU RU2010121422/07A patent/RU2446613C2/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206886C2 (en) * | 2001-07-30 | 2003-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Восточно-Сибирская железная дорога МПС | Process of generation of x-ray pictures |
WO2003107088A2 (en) * | 2002-06-01 | 2003-12-24 | Litton Systems, Inc. | Image intensification camera |
RU2308116C1 (en) * | 2005-12-14 | 2007-10-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | Image converter and method for video image generation |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515222C1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" | Apparatus and methods of adjusting magnetic system for forming beam of protons in object plane of proton graphic system, matching magnetic induction of magnetooptical imaging system and monitoring adjustment of multiframe for recording proton images |
RU2535299C1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Электрон" | Apparatus for recording images in wide illumination range |
RU2536103C1 (en) * | 2013-07-30 | 2014-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method of forming proton images obtained by magnetic optics operating with magnification |
RU2573178C1 (en) * | 2014-09-15 | 2016-01-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method of imaging high-speed process using proton radiation |
RU2687840C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-05-16 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of investigating behavior of materials during impact-wave loading using proton radiography |
RU2708541C1 (en) * | 2019-03-18 | 2019-12-09 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of tuning a magnetooptical system of a protonographic complex |
RU2727326C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-07-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of tuning a magnetooptical system of a protonographic complex (versions) |
RU2750693C1 (en) * | 2020-07-27 | 2021-07-01 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for tuning magneto-optical system of protonographic complex |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010121422A (en) | 2011-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2446613C2 (en) | Device for recording images generated using radiation | |
JP3840341B2 (en) | Three-dimensional information detection method and apparatus | |
JP2007170856A (en) | Distance data generating method, distance image generating apparatus and photoelectronic sensor | |
CN110268706A (en) | Radiation imaging apparatus and radioactive ray imaging method | |
CN107852472B (en) | Image forming apparatus, image forming method, and storage medium | |
US10948288B2 (en) | Image pickup system with overlap and non-overlap exposure period | |
CN112526542B (en) | Underwater imaging and non-imaging combined laser radar | |
JPH0241954B2 (en) | ||
Fu et al. | Time resolved x-ray image of laser plasma interactions using a dilation framing camera | |
RU2406100C2 (en) | Active pulse tv system | |
US6900452B2 (en) | Image information recording/reading method and apparatus | |
JP4188653B2 (en) | Fluorescence measuring device | |
US20140286476A1 (en) | Systems and methods for high-speed radiography with high resolution imaging of large-area fields | |
RU2206886C2 (en) | Process of generation of x-ray pictures | |
JP5332447B2 (en) | Imaging apparatus, endoscope apparatus, and control apparatus | |
CN116600211B (en) | Imaging system | |
JP4971092B2 (en) | Signal detection device, signal detection system, radiation image signal detection system, signal detection method, and radiation image signal detection method | |
RU2535299C1 (en) | Apparatus for recording images in wide illumination range | |
EP0447061A2 (en) | Image intensifiers | |
JP3964080B2 (en) | Image information recording and reading method and apparatus | |
CN213875810U (en) | High-resolution oscilloscope and measurement system thereof | |
RU2657292C1 (en) | Method of active pulse vision | |
SU680198A1 (en) | Image signal shaper | |
JP2866102B2 (en) | High-speed camera | |
JP2008236172A (en) | Driving method of imaging element and imaging apparatus using imaging element |