WO2006136545A2

WO2006136545A2 - Blende für eine bildgebende einrichtung

Info

Publication number: WO2006136545A2
Application number: PCT/EP2006/063330
Authority: WO
Inventors: Kurt Osterloh; Uwe Ewert; Heinz-Jürgen KNISCHEK
Original assignee: BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2006-12-28
Also published as: EP1897095A2; DE102005029674A1; DE102005029674B4; WO2006136545A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blende (100), insbesondere für eine bildgebende Einrichtung (200), welche geeignet ist, von einer Strahlungsquelle (10) ausgehende, insbesondere hochenergetische, Strahlung (12) zu begrenzen und entlang einer optischen Achse x nach dem Lochkameraprinzip auf einen Abbildungsbereich (14) zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (100) einen ersten die Strahlung (12) wenigstens teilweise absor bierenden Körper (18), welcher eine erste geschwungene Außenfläche (20) aufweist, deren Oberflächenkontur zumindest teilweise durch eine Funktion der Form z(x,y) = f(y)*x + n beschrieben werden kann, und einen zweiten die Strahlung (12) wenigstens teilweise ab sorbierenden Körper (26), welcher eine zweite geschwungene Außenfläche (28) aufweist, deren Oberflächenkontur zu mindest teilweise komplementär zu der geschwungenen Außen fläche (20) des ersten absorbierenden Körpers (18) geformt ist. Es ist vorgesehen, dass die beiden absorbierenden Körper (18, 26) derart positioniert oder positionierbar sind, dass zwischen den beiden geschwungenen Außenflächen (20, 28) ein Spalt (32) oder ein die Strahlung gering absorbierender Bereich vorhanden ist.

Description

Blende für eine bildgebende Einrichtung

Die Erfindung betrifft eine Blende, insbesondere für eine bildgebende Einrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Häufig stellt sich das Problem, die Form verdeckter Quellen hochenergetischer Strahlung mit unbekannter Struktur beziehungsweise räumlichem Aufbau zu ermitteln. Bei der Strahlenquelle kann es sich beispielsweise um den effektiven Brennfleck auf der Anode einer Röntgenröhre oder um flächig verteiltes strahlendes Material handeln. Letzteres können über einen Raum verteilte radioaktive Abfälle in einer Sammeltonne sein, wobei vermeintliche Diskrepanzen zwischen Deklarierung und tatsächlichem Inhalt zu klären sind. Weitere Beispiele für Strahlenquellen, deren Gestalt man abbilden möchte, sind Lagerstätten mit uranhaltigen Erzen oder kerntechnische Anlagen, bei denen es oftmals nicht nur von Belang ist, die Natur der Strahlung zu ermitteln, sondern auch die räumliche Struktur der Strahlenquellen zu bestimmen. Neben den genannten Quellen, welche die hochenergetische Strahlung direkt erzeugen, sind auch solche zu nennen, welche diese durch Röntgen- bzw. Gamma- rückstreuung erzeugen.

Um die Gestalt solcher Strahlenquellen abzubilden, ist es naheliegend, das Prinzip einer Fotokamera anzuwenden. Es können dabei recht unterschiedliche Flächendetektoren eingesetzt wer- den: Filmmaterial, Speicherplatten, Speicherfolien, Halbleiter-Flachdetektoren, Vidicams, Bildverstärker oder Konverter- folien. Da solche Aufnahmen auch und vor allem in Umgebungen anfallen können, in denen sich nach Möglichkeit Personen nicht hineinbegeben sollten, muss eine möglichst einfache Bedienbar- keit sichergestellt werden. Die einfachste Funktionalität und Handhabung wäre ein fernbedientes Platzieren eines entsprechenden Gerätes mit einer Rückholung nach der Expositionzeit ohne jegliche Betätigung irgendwelcher Bedienungselemente.

Es ist bekannt, bei der Abbildung mit Hilfe energiereicher Strahlung das Lochkameraprinzip zu benutzen. Bei einer Lochkamera oder Camera obscura erzeugt ein kleines Loch auf einer Projektionsfläche ein Abbild von angestrahlten oder strahlenden Gegenständen. Dabei beschränkt der kleine Durchmesser der Blende die einfallenden Strahlenbündel auf einen kleinen Öff- nungswinkel und verhindert so die vollständige Überlappung der Strahlen in der Abbildungsfläche. Strahlen von einem oberen Bereich eines strahlenden Körpers fallen auf den unteren Rand der Projektionsfläche, während umgekehrt Strahlen vom unteren Bereich auf den oberen Rand der Projektionsfläche abgebildet werden. Somit wird jeder Punkt des Gegenstandes als Scheibchen auf der Projektionsfläche abgebildet, so dass die Überlagerung der Scheibchenbilder ein Bild des strahlenden Körpers liefert, dessen Auflösung vom Abstand des strahlenden Körpers und der Form der Blende abhängt.

Bei hochenergetischer Strahlung tritt das Problem auf, dass wegen ihres hohen Durchdringungsvermögens die Dicke des Materials für die Lochblende groß, das heißt im Verhältnis zur Halbwertsdicke der Intensität der zur Abbildung benutzten Strahlung gewählt werden muss. Deshalb wird die erreichbare Abbildungsgüte im Wesentlichen durch Blendendurchmesser und Materialdicke und -dichte bestimmt. Oft erhält man daher bestenfalls ein Schattenbild der eigentlichen Lochblende, wobei die Lochblende, die zur Abbildung dienen soll, aufgrund der Wanddicke zum Kollimator wird, der nur ein gradliniges Strah- lenbündel passieren lässt. Deshalb wird oftmals die Blende in den Lochkameras trompetenförmig mit der engen Stelle zur Strahlenquelle gestaltet, um die abbildenden Eigenschaften nicht vollends zu verlieren.

Die DE 690 01 117 offenbart eine Vorrichtung zur Erfassung von Strahlungsquellen in Echtzeit. Die Vorrichtung umfasst einen Kollimator, welcher durch eine Wandung in Form eines Doppelkonus begrenzt wird, wobei der Doppelkonus aus zwei Konen desselben Öffnungswinkels gebildet wird, welche im Scheitelpunkt gegenüber gesetzt sind. Der Scheitelpunkt bildet die Lochblende der dadurch entstehenden Kamera.

Um den Öffnungswinkel einer Lochkamera für energiereiche Strahlung bei Erhalt eines hohen Auflösungsvermögens zu ver- größern, schlägt die DD 240 091 ein rotierendes Blendensystem vor, welches aus mehreren konzentrisch um die optische Achse angeordneten Hohlkegeln besteht. Jeder Hohlkegel besteht zur Hälfte aus einem die jeweilige Strahlung stark beziehungsweise schwach absorbierenden Material, wobei die Hohlkegelhälften so ineinander gesteckt sind, dass stets Hohlkegelhälften aus unterschiedlichem Material aneinander grenzen.

Eine weitere mechanisch bewegte Lösung ist aus der

DE 40 00 507 bekannt, bei welcher eine Schlitzblende wie die Öffnung einer Lochkamera wirkt. Durch die relative Bewegung der Schlitzblende zum Detektor gelangt die von verschiedenen Punkten des PrüfObjekts gestreute Strahlung auf den Detektor. Durch die Relativlage der Schlitzblende ist vorgegeben, von welcher Tiefe des PrüfObjekts sekundäre Strahlung von einem Detektor erfasst wird.

Eine Lösung zur Erweiterung des Gesichtsfeldes bei einer Lochkamera ist aus der DE 196 03 212 bekannt, bei welcher das Kernstück der Kamera ein zylindrisches Bohrlochkristall aufweist, welches von einem Pinhole-Kollimator abgeschlossen wird, welcher im Bereich des Bohrlochs kegelförmig ausgewölbt ist. Im Zentrum des Kollimators befindet sich eine Blende. Das Gesichtsfeld hat je nach Ausformung des Kollimators einen Öffnungswinkel bis zu etwa 120°.

Aus dem Stand der Technik sind außerdem vielfältige Ansätze bekannt, das Problem der Penetration harter Strahlung für eine Blende mit einer möglichst geringen Schichtdicke zu lösen. Zu nennen sind zum Beispiel detektornahe Flächenkollimatoren mit Schrägplatten, welche aus der US 6,377,661 bekannt sind, oder die Verwendung bewegter Kollimatoren (GB 1 046 337) .

Nachteil aller beschriebenen Lösungen ist, dass bei energiereicher Strahlung aufgrund der erforderlichen Materialdicke eine erhebliche Abweichung vom idealen Lochkameraprinzip vor- liegt, außer wenn mechanisch bewegte Lösungen zum Einsatz kommen, welche sehr aufwändig sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Blende für eine Lochkamera anzugeben, welche nicht auf einer mechanisch bewegten Lösung beruht und welche sich mit nahezu beliebiger Materialschicht- dicke verwirklichen lässt, ohne dabei ihre abbildenden Eigenschaften zu verlieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mittels einer Blende, insbe- sondere für eine bildgebende Einrichtung, mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Dadurch, dass die Blende einen ersten die Strahlung wenigstens teilweise absorbie- renden Körper, welcher eine erste geschwungene Außenfläche aufweist, deren Oberflächenkontur zumindest teilweise durch eine Funktion der Form z(x,y) = f(y)*x +n (n=const.) beschrieben werden kann, und - einen zweiten die Strahlung wenigstens teilweise absorbierenden Körper, welcher eine zweite geschwungene Außenfläche aufweist, deren Oberflächenkontur zumindest teilweise komplementär zu der geschwungenen Außenfläche des ersten absorbierenden Körpers geformt ist, umfasst, wobei die beiden absorbierenden Körper derart positioniert o- der positionierbar sind, dass zwischen den beiden geschwungenen Außenflächen ein Spalt oder zumindest ein die Strahlung gering absorbierender Bereich vorhanden ist, lässt sich eine Lochkamera in nahezu beliebiger Schichtdicke nachahmen, welche völlig ohne mechanisch bewegte Teile auskommt. Die Einschränkungen gegenüber dem idealen Lochkameraprinzip sind hierbei gering. Der die Strahlung gering absorbierende Bereich kann mit einem geeigneten Material gefüllt sein, welches die rele- vante Strahlung weniger absorbiert als die beiden Körper, welche die Blende umfasst, wobei das Material in Form eines sepa- raten Einsatzstückes oder einer auf mindestens eine der Außenflächen aufgebrachte Beschichtung vorliegen kann. Im folgenden soll unter einem Spalt auch ein solcher die Strahlung gering absorbierender und mit Material gefüllter Bereich verstanden werden. Für die Beschreibung der Oberflächenkontur wird ein dreidimensionales kartesisches Koordinatensystem zugrunde gelegt, dessen Ursprung ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf der ersten geschwungenen Außenfläche liegt (vergleiche Figur 2a) . Die Funktionsweise der Blende lässt sich dadurch erläu- tern, dass ein Strahlbündel mit einem Richtungsvektor (1, y_s, z_s) betrachtet wird, also ein Strahlenbündel, welches sich in der Richtung der positiven optischen Achse x fortpflanzt. Für diejenigen Strahlenbündel, deren y-Komponente verschwindet und die sich durch einen Richtungsvektor (1,0, tan α) beschreiben lassen (vergleiche Figur 2b), existiert eine Gerade auf der ersten geschwungenen Außenfläche, welche parallel zum Strahlenbündel verläuft, wenn f (y) =tan a gilt. Wenn f(y) eine monoton steigende oder fallende Funktion ist, ist somit nur an einer Stelle eine Durchsicht durch den entstehenden Spalt in ge- rader Richtung möglich. An anderen Stellen wird die Strahlung stärker absorbiert.

In bevorzugter Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Spalt in einer Richtung parallel zur optischen Achse x ei- ne im Wesentlichen konstante Spaltbreite h(y) aufweist. Die in

Richtung des Strahlenbündels sichtbare Durchtrittsöffnung hat

dann eine Größe, welche proportional zum Ausdruck -^₇--ist. d/OO dy

Wenn die Spaltbreite h(y) so gewählt ist, dass der genannte Ausdruck konstant ist, werden Strahlenbündel gleicher Intensität mit der gleichen Abbildungsqualität abgebildet.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge- sehen, dass die Oberflächenkontur der ersten geschwungenen Außenfläche zumindest teilweise durch eine Funktion der Form z(x,y) = C*y*x +n beschrieben werden kann. C und n sind dabei Konstanten. Dadurch wird eine besonders einfache, linear variierende Oberflächenkontur angegeben, durch welche das Lochka- meraprinzip gewährleistet werden kann. Die Durchtrittsöffnung, welche ein Strahlenbündel mit dem Richtungsvektor (1,0, tan α) passieren lässt, wandert bei dieser Anordnung für einen größer werdenden Betrachtungswinkel α kontinuierlich von einer Seite der Blende auf die gegenüberliegende Seite.

Weiter ist bevorzugt, dass die Breite des Spaltes variierbar ist. Hierdurch können die bildgebenden Eigenschaften der Blende an verschiedene Situationen, insbesondere an verschiedene Intensitäten der untersuchten Strahlungsquellen, angepasst werden.

Eine besonders symmetrische Anordnung wird erhalten, wenn die beiden absorbierenden Körper quaderförmig ausgestaltet sind. Bei einer linear variierenden und zudem symmetrischen Oberflä- chenkontur erscheint der Spalt unter einem Winkel von 45°, wenn die Tiefe b der Quader in der Richtung der optischen Achse 2/C beträgt.

Da die Blende das ideale Lochkameraprinzip nur für Strahlen- bündel erfüllt, deren Richtungsvektoren in der x-z-Ebene liegen, ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorge- sehen, dass die beiden absorbierenden Körper um die optische Achse x rotierbar angeordnet sind, so dass der Spalt gedreht werden kann. Somit können mehrere Abbildungen eines Gegenstandes angefertigt werden, welche jeweils eine Linie enthalten, für welche ideale Abbildungseigenschaften bestehen.

Als Baumaterial für die Blende kommen alle Werkstoffe in Frage, die in der Lage sind, die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung effektiv zu absorbieren. Im Falle von Rönt- gen- oder Gammastrahlen sind dies Schwermetalle mit hoher Ordnungszahl, zum Beispiel Kupfer oder Wolfram. Für Neutronenstrahlen sind dagegen Kunststoffe mit hohem Wasserstoffgehalt, zum Beispiel Polyethylen, geeignet.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Relativabstand zwischen den beiden die Strahlung wenigstens teilweise absorbierenden Körpern durch eine Rotationsbewegung wenigstens einer an mindestens einen der Körper angekoppelten Gewindestange variierbar ist. Insbesonde- re ist bevorzugt, dass der Relativabstand durch eine Rotationsbewegung mehrerer Gewindestangen variierbar ist, wobei auf allen Gewindestangen Zahnräder angebracht sind, auf denen eine Gliederkette angeordnet ist, durch welche die Gewindestangen synchron rotierbar sind. Durch eine solche Anordnung wird er- reicht, dass sich die Spaltbreite der Blende mühelos und präzise einstellen lässt. Die Blende kann stufenlos an die vorherrschende Strahlendosis angepasst werden. Bei hoher Strahlendosis wird ein enger Spalt gewählt und somit optimale Bildqualität erreicht. Bei niedriger Strahlendosis muss der Spalt entsprechend auf Kosten der Bildqualität geöffnet werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine bildgebende Einrichtung mit einer erfindungsgemäßen Blende;

Figur 2a ein Absorptionselement mit eingezeichnetem kartesi- schen Koordinatensystem;

Figur 2b ein kartesisches Koordinatensystem mit eingezeich- netem Richtungsvektor in der x-z-Ebene;

Figur 3 ein Absorptionselement mit eingezeichneten Strahlengängen;

Figur 4 eine Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen

Blende;

Figuren eine erfindungsgemäße Blende aus zwei Betrachtungs-

5a und b richtungen;

Figur 6 eine erfindungsgemäße Blende mit gekipptem Spalt;

Figur 7 ein Absorptionselement aus einer Vielzahl von Betrachtungswinkeln; Figur 8 eine erfindungsgemäße Blende aus einer Vielzahl von Betrachtungswinkeln;

Figur 9 durch einen Spalt hindurchtretende Strahlung für eine Vielzahl von Betrachtungswinkeln;

Figur 10 eine erfindungsgemäße Blende in einer Abschirmwand;

Figuren eine erste Testanordnung; 11 und 12

Figuren Testergebnisse mit verschiedenen Blendenachsenan- 13a, b, c, d Ordnungen;

Figur 14 (schematisch) eine zweite Testanordnung;

Figuren verschiedene Ansichten der zweiten Testanordnung; 15, 16, 17

Figuren eine Abbildung/Rekonstruktion des Testkörpers 18a, b, c und

Figuren einen Steuerungsmechanismus für die Einstellung der 19a, b, c Spaltbreite der erfindungsgemäßen Blende.

Figur 1 veranschaulicht das Lochkameraprinzip an einer bildgebenden Einrichtung 200. Von einer Strahlungsquelle 10, zum Beispiel einem Testkörper, wird hochenergetische Strahlung 12, insbesondere Röntgen- oder Gammastrahlung, emittiert. Die Strahlung 12 trifft auf eine Blende 100, durch welche sie begrenzt wird und entlang einer optischen Achse x nach dem Loch- kameraprinzip auf einen Abbildungsbereich 14 gerichtet wird. Der Abbildungsbereich 14 ist typischerweise eine Projektionsfläche, auf welcher eine Abbildung des Testkörpers 10 erzeugt wird. Im Abbildungsbereich 14 befindet sich eine Empfangsein- heit 16, welche für die Strahlung 12 empfindlich ist, insbesondere ein Detektor oder eine Kamera.

Die erfindungsgemäße Blende 100 umfasst zwei Absorptionselemente 18, 26. Ein erstes Absorptionselement 18 ist in Figur 2a gezeigt. Es verfügt über eine erste geschwungene Außenfläche 20, deren Oberflächenkontur in Figur 2a nicht dargestellt ist, um die Orientierung des zu ihrer mathematischen Beschreibung zugrundegelegten kartesischen Koordinatensystems zu veranschaulichen. Die Lage des kartesischen Koordinatensystems ist ohne Beschränkung der Allgemeinheit derart gewählt, dass sein Ursprung auf der ersten geschwungenen Außenfläche 20 liegt. Die x-Achse fällt mit der optischen Achse zusammen. Figur 2b zeigt ein kartesisches Koordinatensystem mit eingezeichnetem Richtungsvektor, welcher in der x-z-Ebene liegt. Strahlung mit einem solchen Richtungsvektor, deren y-Komponente verschwindet, gelangen durch die erfindungsgemäße Blende an einer Stelle, an der f (y)=tan OC gilt.

Figur 3 zeigt die geschwungene Außenfläche 20 des Absorptions- elementes 18, deren Oberflächenkontur durch eine Funktion der Form z(x,y) = C-yx beschrieben werden kann. Das Absorptionselement 18 ist ein quaderförmiger, bezüglich des Koordinatensystems symmetrischer Körper aus geeignetem absorbierendem Material (Breite a, Tiefe b) . Für harte Strahlung ist dies ein Schwermetall mit möglichst hoher Dichte, zum Beispiel Kupfer oder Wolfram. In Figur 3 sind Strahlengänge 22a, b darge¬

ll stellt, welche parallel zu den Seitenkanten 24a, b des Absorptionselementes 18 verlaufen. Die Strahlengänge 22a, b entsprechen Richtungsvektoren (1, 0, + aC/2) . Für jeden Richtungsvektor (1, 0, z) , für welchen - aC/2 < z < aC/2 gilt, gibt es ge- nau eine parallele Kante auf der geschwungenen Außenfläche 20. Für jeden Richtungsvektor mit nicht verschwindender y-Kompo- nente sind die entsprechenden Linien auf der Außenfläche 20 nicht linear.

Figur 4 zeigt eine Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Blende mit den Absorptionselementen 18, 26 mit einander komplementären Außenflächen 20, 28. Die Absorptionselemente 18, 26 werden derart angeordnet, dass zwischen ihnen ein enger Spalt mit der Spaltbreite h entsteht. Die dadurch entstehende Blende kann in eine Abschirmwand aus Abschirmelementen 30 integriert werden.

Figuren 5a, b zeigen den Spalt 32 zwischen den Absorptionselementen 18 und 26 für zwei Betrachtungswinkel. Abhängig von der Blickrichtung ist nur an einer Stelle eine Durchsicht durch den Spalt 32 in gerader Richtung möglich. In der jeweiligen Richtung erscheint dadurch eine parallelogrammförmige Durchtrittsöffnung 34. Die Spaltrichtung kann wahlweise waagerecht (Figur 5) oder senkrecht (Figur 6) ausgerichtet sein. Anhand einer zweiten Aufnahme mit derart gedrehter Blende lassen sich Entfernungen zum Objekt anhand großflächiger Konturen abschätzen und gegebenenfalls messen.

Figur 7 zeigt das Absorptionselement 18 mit geschwungener Au- ßenflache 20 für eine Vielzahl von Betrachtungswinkeln. Das

Zentrum der Figur 7 entspricht einem Richtungsvektor (1, 0, 0) parallel zur optischen Achse. Davon ausgehend ändert sich die y-Komponente des Richtungsvektors des Betrachtungswinkels linear in horizontaler Richtung, die z-Komponente in vertikaler Richtung.

Figur 8 zeigt für die gleichen Betrachtungswinkel wie in Figur 7 die Absorptionselemente 18, 20, den zwischen ihnen entstehenden Spalt 32 sowie die vom Betrachtungswinkel abhängige Durchtrittsöffnung 34. Für Betrachtungswinkel mit einem Rich- tungsvektor, deren y-Komponente verschwindet, verschiebt sich die trapezförmige Durchtrittsöffnung 34 seitlich und unter Beibehaltung ihrer Form und Größe (mittlere Spalte in Figur 8) . Bei einer nicht verschwindenden y-Komponente, also bei einer nicht frontalen Betrachtung der Blende, verkleinert sich die Durchtrittsöffnung 34. Das ideale Lochkameraprinzip ist somit für diejenigen Punkte der Strahlenquelle 10 erfüllt, welche in der x-z-Ebene liegen.

Figur 9 zeigt eine Simulation der durch die Blende 10 absor- bierten Strahlung 12 und den dadurch entstehenden Abbildungspunkt 36, welcher durch einen Punkt in der Strahlenquelle 10 im Abbildungsbereich 14 erzeugt wird (gleiche Betrachtungswinkel wie in Figur 8) . Die Form der Abbildungspunkte 36 gleichen sich in der mittleren Spalte der Figur 9, während bei zuneh- mender Abweichung vom idealen Lochkameraprinzip die Abbildungspunkte 36 verschwimmen und schwächer werden.

Figur 10 zeigt eine erfindungsgemäße Blende 100, welche in eine Abschirmwand 30 integriert ist. Eine Halterung der Blende 100 in der Abschirmwand 30 darf keinen zusätzlichen Strahlendurchgang an den Außenseiten der beiden Absorptionselemente 18, 26 erlauben und muss andererseits einen festen Halt bieten, um die einmal eingestellte Spaltbreite h konstant zu halten.

Figur 11 zeigt eine erfindungsgemäße Blende 100, welche in einem Turm von Bleiziegeln 38 integriert ist, welcher durch zwei seitliche Bleiplatten 40 seitlich begrenzt wird. Eine Röntgen- blitzröhre 42 kann auf einem Stativ 44 seitlich auf einer festen Höhe hin und her bewegt werden (Figur 12) . Auf der der Röntgenblitzröhre 42 abgewandten Seite der Blende 100 ist ein hier nicht dargestellter empfindlicher Selen-Flachdetektor angeordnet. Ergebnisse von Versuchsreihen sind in Figur 13 wiedergegeben, sowohl mit hochgestellter Blende 100 (Figuren 13a und c, entsprechend einer Orientierung gemäß Figur 6) als auch in quergestellter Orientierung (Figur 13b, entsprechend einer Orientierung gemäß Figur 5) . In Figur 13d sind alle Versuchsergebnisse zusammenfassend übereinandergelagert . Die Aufnahmen in Figuren 13a und c wurden in verschiedenen Entfernungen der Röntgenblitzröhre 42 (1,4 m und 0,9 m) angefertigt, der Ver- zerrungswinkel durch den geschwungenen Spalt 32 weist dadurch einen kleinen Unterschied auf. Die Abbildung der punktförmigen Quelle 42 mit waagerechter Blendenanordnung liegen auf einer waagerechten Ebene. Im Unterschied zu den anderen Abbildungen fällt die Intensität der seitlich gelegenen Punkte relativ stark im Vergleich zu dem zentralen Punkt ab. Um ein auswertbares Ergebnis zu erhalten, müsste hier bei den seitlichen Aufnahmen die Anzahl der abgegebenen Blitze um ein Vielfaches erhöht werden. Dies ist bei senkrecht gestellter Blende (Figuren 13a und c) nicht der Fall. Figur 14 zeigt schematisch eine zweite Testanordnung. Eine kontinuierlich strahlende, leistungsstarke Röntgenröhre 46 erzeugt Strahlung, welche durch eine allseitige Abschirmung, hier eine Bleiwand mit Fenster 48, ausgeblendet wird. Die durch das Fenster der Bleiwand 48 hindurchtretende Strahlung fällt auf eine Aluminiumplatte als Streufilter 50. Das eigentliche Testobjekt 10, hier ein Bleiziegel mit charakteristischen Konturen, ist zwischen dem Streufilter 50 und der erfindungsgemäßen Blende 100, welche in einer Abschirmwand 30 aus Blei integriert ist, angeordnet. Als Detektor 16 auf der Projektionsfläche 14 dient eine Speicherplatte in einer Kassette.

Figuren 15, 16 und 17 zeigen verschiedene Ansichten der zweiten Testanordnung mit und ohne Streufilter 50. Die Hauptachse der Blende 100 ist waagerecht gestellt.

Die Abbildung des Testobjekts 10 auf der Speicherplatte 16 ist in Figur 18a wiedergegeben. Das Bild ist durch den Bildge- bungsmechanismus mit Hilfe des geschwungenen Spaltes 32 ver- zerrt. Der Grad der Verzerrung ist mittels gradliniger Strukturen bestimmbar. Fehlen solche gradlinigen Strukturen, ist sie über zwei Aufnahmen mit jeweils um 90° gedrehter Blenden 100 und einer Korrelation der jeweiligen Abbildung zu ermitteln. Ein derartiges Korrelationsbild ist in Figur 18b darge- stellt. Je näher das Testobjekt 10 an der Blende 100 positioniert ist, desto stärker ist die Verzerrung. Ein entzerrtes Bild ist in Figur 18 dargestellt.

Die Figuren 19a, b und c zeigen einen Steuerungsmechanismus für die Einstellung der Spaltbreite der erfindungsgemäßen

Blende in verschiedenen Ansichten (Figur 19a: Seitenansicht, Figur 19b: Querschnitt von oben, Figur 19c: Querschnitt von unten) . Die Blende 100 mit dem im Inneren geschwungenen Spalt 32, welche aus den beiden Absorptionselementen 18, 26 besteht, wird durch vier seitlich angebrachte, jeweils mit einem Gewin- deloch durchbohrte Halterungen 52 in Position gehalten. Das untere Absorptionselement 18 ist fest verankert, während das obere Absorptionselement 26 beweglich gelagert ist. Die vier Halterungen 52 (in Figur 19a sind nur die vorderen Paare gezeigt) sind durch vier Gewindestangen 54 verbunden. Auf jeder der Gewindestangen 54 ist ein Zahnrad 56 angeordnet. Die vier Zahnräder 56 sind über eine Gliederkette 58 verbunden, wodurch alle vier Gewindestangen 54 nur synchron gedreht werden können. Durch diese Anordnung werden Verkantungen der beiden Absorptionselemente 18, 26 vermieden.

Die Einstellbewegungen werden über ein erstes, größeres Zahnrad 60 gesteuert, welches auf einer der vier Gewindestangen 54 fest verankert ist und durch ein zweites, kleineres Zahnrad 62 bewegbar ist, welches von außerhalb der Gesamtapparatur zu- gänglich ist. Das zweite Zahnrad 62 wird durch eine Halterung 64 gehalten, welche fest mit dem unteren Absorptionselement 18 verbunden ist. Um einen Strahlengang durch die Hohlräume zu verhindern, die denen sich die Einstellsteuerung befindet, sind zusätzliche Abschirmblenden 66 in den Randbereichen der Gesamtapparatur angeordnet. Um weiterhin zu vermeiden, dass Strahlung durch Montageschlitze leckt, sind innere Schrauben- halterungen 68 quer zur Hauptstrahlrichtung angeordnet. Verbindungsflächen 70 zwischen den einzelnen Teilen verlaufen schräg, d.h. nicht parallel zur Hauptstrahlrichtung. Die Einstellmechanik ist so gestaltet, dass sie in die Form eines Bleiziegels hineinpasst, wie er zum Aufbau einer Abschirmwand Verwendung findet (vgl. Figur 11) .

BEZUGSZEICHENLISTE

100 Blende 200 bildgebende Einrichtung

10 Strahlungsquelle/Testobjekt

12 (hochenergetische) Strahlung/Strahlungsfeld

14 Abbildungsbereich/Projektionsfläche

16 Empfangseinheit/Detektor/Kamera 18 (erster) absorbierender Körper/Absorptionselement

20 (erste) geschwungene Außenfläche

22a, b Strahlengänge/Strahlenbündel

24a, b Seitenkanten

26 (zweiter) absorbierender Körper/Absorptionselement 28 (zweite) geschwungene Außenfläche

30 Abschirmelement/Abschirmwand

32 Spalt

34 Durchtrittsöffnung

36 Abbildungspunkt 38 Bleiziegel

40 Bleiplatten

42 Röntgenblitzröhre/punktförmige Quelle

44 Stativ

46 Röntgenröhre 48 Bleiwand mit Fenster

50 Streufilter/Aluminiumplatte

52 Halterung

54 Gewindestangen

56 Zahnrad 58 Gliederkette

60 erstes Zahnrad zweites Zahnrad Halterung Abschirmblenden innere Schraubenhalterungen Verbindungsflächen

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Blende (100), insbesondere für eine bildgebende Einrich- tung (200) , welche geeignet ist, von einer Strahlungsquelle (10) ausgehende, insbesondere hochenergetische, Strahlung (12) zu begrenzen und entlang einer optischen Achse x nach dem Lochkameraprinzip auf einen Abbildungsbereich (14) zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (100) einen ersten die Strahlung (12) wenigstens teilweise absorbierenden Körper (18) , welcher eine erste geschwungene Außenfläche (20) aufweist, deren Oberflächenkontur zumindest teilweise durch eine Funktion der Form z(x,y) = f(y)*x +n beschrieben werden kann, und

- einen zweiten die Strahlung (12) wenigstens teilweise absorbierenden Körper (26) , welcher eine zweite geschwungene Außenfläche (28) aufweist, deren Oberflä- chenkontur zumindest teilweise komplementär zu der geschwungenen Außenfläche (20) des ersten absorbierenden Körpers (18) geformt ist, umfasst, wobei die beiden absorbierenden Körper (18, 26) derart po- sitioniert oder positionierbar sind, dass zwischen den beiden geschwungenen Außenflächen (20, 28) ein Spalt (32) oder zumindest ein die Strahlung gering absorbierender Bereich vorhanden ist.

Blende (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (32) oder der die Strahlung gering absorbierende Bereich in einer Richtung parallel zur optischen Achse eine im Wesentlichen konstante Spaltbreite h(y) aufweist.

Blende (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

die Spaltbreite h(y) so gewählt ist, dass der Ausdruck

dy wenigstens in einem Teilbereich konstant ist.

4. Blende (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (32) oder der die Strahlung gering absorbierende Bereich eine im Wesentlichen konstante Spaltbreite h aufweist .

5. Blende (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenkontur der ersten geschwungenen Außenfläche (20) zumindest teilweise durch eine Funktion der Form z(x,y) = C*y*x +n beschrieben werden kann.

6. Blende (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abbildungsbereich (14) eine für die Strahlung (12) empfindliche Empfangseinheit (16) , insbesondere ein Detektor oder eine Kamera, angeord- net ist.

7. Blende (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Spaltes (32) oder des die Strahlung gering absorbierenden Bereiches variierbar ist.

8. Blende (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die beiden die Strahlung (12) wenigstens teilweise absorbierenden Körper (18, 26) quaderförmig ausgestaltet sind.

9. Blende (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden die

Strahlung (12) wenigstens teilweise absorbierenden Körper (18, 26) ein Schwermetall, insbesondere Kupfer oder Wolfram, enthält.

10. Blende (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden die Strahlung (12) wenigstens teilweise absorbierenden Körper (18, 26) einen Kunststoff mit hohem Wasserstoffgehalt, insbesondere Polyethylen, enthält.

11. Blende (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden die Strahlung (12) wenigstens teilweise absorbierenden Körper (18, 26) um die optische Achse x rotierbar angeordnet sind, so dass der Spalt (32) oder der die Strahlung gering absorbierende Bereich gedreht werden kann.

12. Blende (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer der beiden die Strahlung (12) wenigstens teilweise absorbierenden Körper (18, 26) ein die Strahlung (12) wenigstens teilweise absorbierendes Abschirmelement (30) anbringbar ist.

13. Blende (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Relativabstand zwischen den beiden die Strahlung (12) wenigstens teilweise absorbierenden Körpern (18, 26) durch eine Rotationsbewegung wenigstens einer an mindestens einen der Körper angekoppelten Gewindestange (54) variierbar ist.

14. Blende (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Relativabstand durch eine Rotationsbewegung mehrerer Gewindestangen (54) variierbar ist, wobei auf allen Gewindestangen (54) Zahnräder (56) angebracht sind, auf denen eine Gliederkette (58) angeordnet ist, durch welche die Gewindestangen synchron rotierbar sind.