DE102013108367A1 - Apparatus and method for recording radiographic images in a computer tomography - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufnahme von mehreren Durchstrahlungsbildern eines Messobjektes zur Durchführung einer Computertomografie, wobei Durchstrahlungsbilder in einer Vielzahl von Drehstellungen aufgenommen werden. Dabei wird eine Computertomografiesensorik benutzt, die zumindest aus einer Strahlungsquelle, zumindest einem flächig ausgeführten Szintillator und zumindest einem flächig ausgeführten, optischen Detektor besteht. Die vom Szintillator abgegeben Strahlung wird zumindest teilweise von dem Detektor erfasst. Dabei wird der vom optischen Detektor erfasste, die optische Strahlung abgebende Bereich des Szintillators in Größe und/oder Lage eingestellt.The invention relates to a method for recording a plurality of radiographic images of a measurement object for performing a computed tomography, wherein radiographic images are recorded in a plurality of rotational positions. In this case, a computed tomography sensor is used, which consists of at least one radiation source, at least one scintillator running flat and at least one planar, optical detector. The radiation emitted by the scintillator is at least partially detected by the detector. In this case, the area of the scintillator detected by the optical detector and emitting the optical radiation is adjusted in size and / or position.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Aufnahme von mehreren Durchstrahlungsbildern eines Messobjektes zur Durchführung einer Computertomografie.The invention relates to a method and to a device for recording a plurality of radiographic images of a measurement object for performing a computed tomography.
Die Computertomografie bezieht sich vorzugsweise auf die Bestimmung dimensioneller Merkmale an einem Messobjekt, wobei aus der Vielzahl von aufgenommenen Durchstrahlungsbildern in unterschiedlichen Drehstellungen zwischen Messobjekt und Computertomografiesensorik, zumindest besteht und aus einer Strahlungsquelle wie Röntgenröhre, zumindest einem flächig ausgeführten Szintillator und zumindest einem flächig ausgeführten, optischen Detektor, ein sogenanntes Voxelvolumen rekonstruiert wird und aus diesem Oberflächenmesspunkte generiert werden, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.The computed tomography preferably relates to the determination of dimensional features on a measurement object, wherein from the plurality of recorded radiographic images in different rotational positions between the measurement object and computed tomography sensor, at least and consists of a radiation source such as X-ray tube, at least one area scintillator and at least one planar running, optical Detector, a so-called voxel volume is reconstructed and from which surface measurement points are generated, but is not limited thereto.
Ebenso können Auswertungen am Voxelvolumen durchgeführt werden, wie beispielsweise die bekannten Verfahren der Materialinspektion, zum Beispiel die Analyse von Materialinhomogenitäten, Einschlüssen bzw. Lunkern oder ähnlichem.Likewise, evaluations on the voxel volume can be carried out, for example the known methods of material inspection, for example the analysis of material inhomogeneities, inclusions or voids or the like.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung und die Verwendung dieser Vorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren, wobei als Detektor für die Messstrahlung keine bereits fertig montierte Einheit aus einem Szintillator und einem optischen Detektor verwendet wird, wie dies zumeist nach dem Stand der Technik erfolgt, sondern Szintillator und optischer Detektor getrennt voneinander aufgebaut sind. Der Szintillator dient der Umwandlung der empfangenen Messstrahlung in optische Strahlung, die von einem optischen Detektor mit mehreren lichtempfindlichen Elementen wie beispielsweise einer CCD- oder CMOS-Kamera aufnehmbar ist. Um eine möglichst hohe Auflösung zu erzielen, sind Szintillatoren oftmals mit Zusatzeinrichtungen, wie beispielsweise vielen röhrenförmigen, die entstehende optische Strahlung leitenden Elementen versehen. Zusätzlich wird die erreichbare Auflösung aber auch durch die Auflösung des verwendeten optischen Detektors beeinflusst.The invention relates in particular to a device and the use of this device for the method according to the invention, wherein no already assembled unit comprising a scintillator and an optical detector is used as the detector for the measuring radiation, as is usually done according to the prior art, but Scintillator and optical detector are constructed separately from each other. The scintillator is used to convert the received measurement radiation into optical radiation, which can be received by an optical detector with a plurality of photosensitive elements such as a CCD or CMOS camera. In order to achieve the highest possible resolution scintillators are often provided with ancillary equipment, such as many tubular, the resulting optical radiation-conducting elements. In addition, the achievable resolution is also influenced by the resolution of the optical detector used.
Vorrichtungen mit vom Szintillator getrenntem optischem Detektor haben den Vorteil, dass zur Erhöhung der Auflösung zwischen Szintillator und optischen Detektor eine Optik eingesetzt werden kann, wie dies beispielsweise in der
Durch die örtliche Trennung von Szintillator und optischem Detektor ist es zudem möglich, zwischen beiden einen Umlegen Spiegel anzuordnen, um den Bauraum in Richtung der Messstrahlung zu begrenzen und den optischen Detektor vor der Messstrahlung schützen. Die
Nachteilig beim Stand der Technik ist es, dass der vom optischen Detektor erfasste Bereich des Szintillator, der die optische Strahlung abgibt, in seiner Größe und Lage nicht frei einstellbar ist. Ebenso ungelöst ist, mehrere Bereiche des Szintillators, vorzugsweise auch in unterschiedlichen Auflösungen, zu erfassen. Es ist damit beispielsweise nicht möglich, große Bereiche eines Szintillators komplett in hoher Auflösung zu erfassen.A disadvantage of the prior art is that the detected by the optical detector portion of the scintillator, which emits the optical radiation, in its size and position is not freely adjustable. It is also unsolved to detect several areas of the scintillator, preferably also in different resolutions. For example, it is not possible to capture large areas of a scintillator completely in high resolution.
Ebenso nachteilig beim Stand der Technik ist es, dass beim Einsatz von Umlenkspiegeln diese zumeist eine entsprechend große Ausdehnung aufweisen müssen, um die gesamte vom Szintillator abgegebene optische Strahlung zu reflektieren.It is likewise disadvantageous in the prior art that, when deflecting mirrors are used, they usually have to have a correspondingly large extent in order to reflect the entire optical radiation emitted by the scintillator.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren, zur Aufnahme von mehreren Durchstrahlungsbildern eines Messobjektes zur Durchführung einer Computertomografie, wobei Durchstrahlungsbilder in einer Vielzahl von Drehstellungen, eingestellt durch eine Drehvorrichtung wie mechanische Drehachse, in denen das Messobjekt und eine Computertomografiesensorik relativ zueinander gedreht angeordnet sind, vorzugsweise das Messobjekt gedreht ist, aufgenommen werden, wobei die Computertomografiesensorik zumindest besteht aus einer Strahlungsquelle wie Röntgenröhre, zumindest einem flächig ausgeführten Szintillator und zumindest einem flächig ausgeführten, optischen Detektor, wobei die Durchstrahlungsbilder von zumindest einem optischen Detektor aufgenommen werden und zu einem Voxelvolumen rekonstruiert werden, aus dem vorzugsweise Oberflächenpunkte an Materialübergängen bestimmt werden, wobei die vom Szintillator abgegebene optische Strahlung zumindest teilweise von dem zumindest einen optischen Detektor erfasst wird.The invention relates to a device and a method for recording a plurality of radiographic images of a measurement object for performing a computed tomography, wherein radiographic images in a plurality of rotational positions, set by a rotating device such as mechanical axis of rotation in which the measurement object and a computed tomography sensor are arranged rotated relative to each other , preferably the measurement object is rotated, recorded, wherein the computed tomography sensor at least consists of a radiation source such as an X-ray tube, at least one scintillator and at least one areal exported, optical detector, wherein the radiographic images are taken by at least one optical detector and reconstructed into a voxel volume from which preferably surface points are determined at material transitions wherein the optical radiation emitted by the scintillator is at least partially detected by the at least one optical detector.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll erreicht werden, dass die Größe, die Lage und die Auflösung für den vom optischen Detektor erfassten Bereich des Szintillators frei auswählbar und möglichst schnell einstellbar sind und auch mehrere Bereiche, gegebenenfalls mit hoher Auflösung, erfasst werden können.The object of the present invention is to avoid the disadvantages of the prior art. In particular, it should be achieved that the size, the position and the resolution for the area of the scintillator detected by the optical detector are freely selectable and can be set as quickly as possible and also several areas, possibly with high resolution, can be detected.
Ebenso ist es Aufgabe der Erfindung einen kompakten Aufbau zur Erfassung der vom Szintillator abgegebenen optischen Strahlung bereitzustellen. Vorzugsweise soll der optischer Detektor von der Messstrahlung der Strahlungsquelle geschützt aufgebaut sein.It is likewise an object of the invention to provide a compact structure for detecting the optical radiation emitted by the scintillator. Preferably, the optical detector should be constructed protected by the measuring radiation of the radiation source.
Dies Aufgabe löst die vorliegende Erfindung im Wesentliche dadurch, dass der vom optischen Detektor erfasste, die optische Strahlung abgebende erste Bereich und/oder weiterere Bereiche des Szintillators in Größe und/oder Lage eingestellt wird, vorzugsweise indem der optische Detektor und der Szintillator relativ zueinander verschoben werden, sowie durch eine entsprechende Vorrichtung, die die Mittel zu den entsprechenden Einstellungen zur Verfügung stellt.This object is achieved by the present invention essentially in that the first area and / or further areas of the scintillator detected by the optical detector are set in size and / or position, preferably by the optical detector and the scintillator being displaced relative to one another as well as through an appropriate device that provides the means to the appropriate settings.
Zur Einstellung des vom optischen Detektor jeweils erfassten Bereichs des Szintillators sind erfindungsgemäß mehrere Alternativen vorgesehen.For setting the area of the scintillator respectively detected by the optical detector, several alternatives are provided according to the invention.
Zum einen werden der optische Detektor und der Szintillator relativ zueinander in Richtung der Normalenrichtung des optischen Detektors verschoben. Hierdurch ist eine Anpassung der Größe des erfassten Bereich des Szintillator möglich. Hierbei ist zunächst nicht der Einsatz einer Optik notwendig, aber insofern eine Optik eingesetzt wird, muss der Arbeitsabstand der Optik entsprechend angepasst werden, damit eine scharfe Abbildung der Szintillatoroberfläche erfolgt. Zudem ist erfindungsgemäß die Verschiebung des optischen Detektors und des Szintillators relativ zueinander senkrecht zur Richtung der Normalenrichtung des optischen Detektors vorgesehen. Hierdurch wird die Lage des erfassten Bereich innerhalb der gesamten, die optische Strahlung abgebenden Bereichs des Szintillator eingestellt. Zur Realisierung dieser Relativverschiebung sind erfindungsgemäß genaue Linearachsen, wie diese beispielsweise in Koordinatenmessgeräten eingesetzt werden, vorgesehen, welche mit Wegmesssystemen zur Bestimmung der jeweils eingenommenen Positionen ausgerüstet sind. Entsprechende Achsen bzw. Positioniersysteme werden auch zur Verschiebung der Linsengruppen zur Einstellung des Arbeitsabstandes und des optischen Abbildungsmaßstabs der Optik eingesetzt. Hierdurch lässt sich auch vorab der jeweils erfasste Bereich einmessen, indem beispielsweise ein kalibriertes Normal gemessen wird.On the one hand, the optical detector and the scintillator are displaced relative to one another in the direction of the normal direction of the optical detector. This makes it possible to adapt the size of the detected area of the scintillator. In this case, the use of an optical system is initially not necessary, but inasmuch as an optic is used, the working distance of the optics must be adjusted accordingly, so that a sharp image of the scintillator takes place. In addition, according to the invention, the displacement of the optical detector and the scintillator relative to each other is perpendicular to the direction of the normal direction of the optical detector. This adjusts the position of the detected area within the entire optical radiation emitting area of the scintillator. In order to realize this relative displacement, precise linear axes, such as are used, for example, in coordinate measuring machines, are provided according to the invention, which are equipped with position measuring systems for determining the respectively assumed positions. Corresponding axes or positioning systems are also used to move the lens groups to adjust the working distance and the optical magnification of the optics. As a result, it is also possible in advance to measure in each case the range detected in each case, for example by measuring a calibrated standard.
Vorzugsweise erfolgt die Verschiebung des optischen Detektors, und nicht des Szintillators, da der optische Detektor zumeist eine geringere Baugröße aufweisen kann.Preferably, the displacement of the optical detector, and not of the scintillator, since the optical detector can usually have a smaller size.
In einer ersten alternativen Ausgestaltung wird zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor ein Umlenkspiegel angeordnet. Umlenkspiegel und Szintillator sind relativ zueinander verschiebbar angeordnet, vorzugsweise in Richtung der Normalenrichtung des Umlenkspiegels, wodurch je nach Stellung des Umlenkspiegels ein anderer Bereich des Szintillator auf den optischen Detektor abgebildet wird. Durch den Umlenkspiegel ist es möglich, den optischen Detektor außerhalb der direkten oder abgelenkten Strahlung der Strahlungsquelle anzuordnen, beispielsweise in einer Umhausung aus einem die Messstrahlung absorbierenden Material, beispielsweise Blei im Falle der vorzugsweise eingesetzten Röntgenstrahlung. Lediglich der Bereich zum Eintritt der optischen Strahlung muss dabei offen bleiben. Diese Strahlenschutzverkleidung kann fest angeordnet, oder bevorzugt, mit dem optischen Detektor mit bewegt werden. Auch wird durch den Umlenkspiegele erreicht, dass der Bauraum in Richtung der Ausbreitungsrichtung der Strahlung der Strahlungsquelle vorteilhaft klein gehalten werden kann.In a first alternative embodiment, a deflection mirror is arranged between the scintillator and the optical detector. Deflection mirror and scintillator are arranged displaceable relative to one another, preferably in the direction of the normal direction of the deflection mirror, whereby, depending on the position of the deflection mirror, another region of the scintillator is imaged onto the optical detector. The deflecting mirror makes it possible to arrange the optical detector outside the direct or deflected radiation of the radiation source, for example in a housing made of a material absorbing the measuring radiation, for example lead in the case of the preferably used X-ray radiation. Only the area to enter the optical radiation must remain open. This radiation protection panel can be fixed, or preferably, moved with the optical detector with. It is also achieved by the deflecting mirror that the space in the direction of propagation direction of the radiation of the radiation source can be advantageously kept small.
In einer zweiten alternativen Ausgestaltung ist auch die Drehung des Umlenkspiegels vorgesehen. Auch hierdurch lässt sich der Bereich des Szintillators auswählen, der auf den optischen Detektor abgebildet wird. Dies ist möglich, indem der Umlenkspiegel um eine von seiner Normalenrichtung abweichende Richtung gedreht wird.In a second alternative embodiment, the rotation of the deflection mirror is also provided. This also makes it possible to select the area of the scintillator which is imaged onto the optical detector. This is possible by the deflection mirror is rotated by a direction different from its normal direction.
Die dritte alternative Ausgestaltung sieht vor, dass zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor einer Optik angeordnet wird. Für höchste Flexibilität ist für diese Optik der Arbeitsabstand bzw. der optische Abbildungsmaßstab einstellbar. Durch eine Optik ist es möglich, eine deutlich höhere Auflösung für die Durchstrahlungsbilder zu erreichen, als bei einem fest hinter dem Szintillator angeordneten optischen Detektor.The third alternative embodiment provides that an optical system is arranged between the scintillator and the optical detector. For maximum flexibility, the working distance or the optical reproduction scale can be set for this optic. By optics, it is possible to achieve a much higher resolution for the radiographic images than with an optical detector fixed behind the scintillator.
Der optische Abbildungsmaßstab der Optik ist dabei von der computertomographischen Vergrößerung, welche definiert ist durch das Verhältnis der beiden Größen „Abstand Strahlungsquelle zu Szintillator” und „Abstand Strahlungsquelle zu Messobjekt”, zu unterscheiden. Abhängig von der computertomographischen Vergrößerung ergibt sich der Messbereich bei der Computertomografie. Dieser ist definiert durch den vom Detektor, also der Kombination aus Szintillator und optischem Detektor, in der jeweiligen Relativstellung der Komponenten Strahlungsquelle, Messobjekt und Detektor, aufgenommenen Bereich. Dieser kann also für den Fall, dass der optische Detektor nicht den gesamten Szintillator erfasst, kleiner als durch den Szintillator begrenzt, sein. Durch den Einsatz einer Optik ergibt sich die Möglichkeit, auch ohne Bewegung von optischem Detektor bzw. Optik zum Szintillator, die Größe und Auflösung des erfassten Bereichs des Szintillators zu verändern. Für höchste Flexibilität existieren hierzu Optiken, für die beispielsweise optischer Abbildungsmaßstab und Arbeitsabstand getrennt voneinander einstellbar sind. The optical magnification of the optics is to be distinguished from the computer tomographic magnification, which is defined by the ratio of the two variables "distance radiation source to scintillator" and "distance radiation source to object to be measured". Depending on the computer tomographic magnification, the measuring range is obtained in computed tomography. This is defined by the area recorded by the detector, ie the combination of scintillator and optical detector, in the respective relative position of the components radiation source, measurement object and detector. This can therefore, in the case that the optical detector does not detect the entire scintillator, be smaller than limited by the scintillator. By using optics, it becomes possible to change the size and resolution of the detected area of the scintillator even without moving the optical detector or optics to the scintillator. For maximum flexibility, there are optics for which, for example, optical magnification and working distance can be set separately.
Die vier erläuterten Ausgestaltungen sind auch kombinierbar. So kann beispielsweise die Einstellung der Größe des erfassten Bereichs mittels der Bewegung des optischen Detektors in Richtung des Szintillators und Veränderung des Arbeitsabstandes der zusammen mit dem optischen Detektor bewegten Optik erfolgen, während die Lage des erfassten Bereichs durch die seitliche Bewegung der Einheit aus optischem Detektor und Optik erfolgt.The four explained embodiments can also be combined. Thus, for example, the adjustment of the size of the detected area by means of the movement of the optical detector in the direction of the scintillator and changing the working distance of the optics moved together with the optical detector, while the position of the detected area by the lateral movement of the unit of optical detector and Optics done.
Diese Kombination ist auch dann sinnvoll und vorgesehen, wenn ein Umlenkspiegel eingesetzt wird. Besitzt dieser beispielsweise nur eine Größe, die in etwa ausreicht, um den von der Optik oder dem optischen Detektor erfassten Bereich, der nur ein Teilbereich des Szintillators ist, abzubilden, wird dieser mit dem optischen Detektor und gegebenenfalls der Optik zusammen bewegt. Hierbei kann die Optik zwischen dem Umlenkspiegel und dem Detektor, aber auch zwischen dem Szintillator und dem Umlenkspiegel, angeordnet werden. Oder anders ausgedrückt, ist der Umlenkspiegel zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor oder zwischen der Optik und dem optischen Detektor angeordnet.This combination is also useful and provided when a deflection mirror is used. If, for example, this only has a size which is approximately sufficient to image the area detected by the optics or the optical detector, which is only a partial area of the scintillator, this is moved together with the optical detector and optionally the optics. In this case, the optics can be arranged between the deflecting mirror and the detector, but also between the scintillator and the deflecting mirror. In other words, the deflection mirror is arranged between the scintillator and the optical detector or between the optics and the optical detector.
Sinnvollerweise besitzt die Optik dabei nur eine entsprechende Größe, um den vom optischen Detektor erfassbaren Bereich des Szintillators abzubilden, ohne dass dies jedoch zu einer Einschränkung der Erfindung führt. Optiken von der Größe, den gesamten Szintillator abzubilden, sind entsprechend teurer und nehmen mehr Platz ein. Der Umlenkspiegel kann jedoch auch eine entsprechende Größe besitzen, um die gesamte zur Messung notwendige vom Szintillator abgegebene optische Strahlung zu reflektieren. Dann ist er vorzugsweise fest zum Szintillator angeordnet.It makes sense for the optics to have only an appropriate size in order to image the area of the scintillator that can be detected by the optical detector, without, however, leading to a limitation of the invention. Optics of the size to map the entire scintillator are correspondingly more expensive and take up more space. However, the deflection mirror can also have a corresponding size in order to reflect the entire optical radiation emitted by the scintillator necessary for the measurement. Then it is preferably fixed to the scintillator.
Besonders hervorzuheben ist, dass zur Einstellung des vom optischen Detektor jeweils erfassten Bereichs des Szintillators
- – der optische Detektor und der Szintillator relativ zueinander in Richtung und/oder senkrecht zur Normalenrichtung der Detektorfläche des optischen Detektors verschoben werden und/oder
- – ein zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor angeordneter Umlenkspiegel und der Szintillator relativ zueinander zumindest in Richtung der Normalenrichtung des Umlenkspiegels verschoben werden und/oder
- – ein zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor angeordneter Umlenkspiegel, vorzugsweise gemeinsam mit dem optischen Detektor, relativ zum Szintillator um zumindest eine von der Normalenrichtung des Umlenkspiegels abweichende Richtung gedreht wird und/oder
- – für eine zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor angeordnete Optik der Arbeitsabstand und/oder der optische Abbildungsmaßstab eingestellt wird,
- - The optical detector and the scintillator are shifted relative to each other in the direction and / or perpendicular to the normal direction of the detector surface of the optical detector and / or
- A deflecting mirror arranged between the scintillator and the optical detector and the scintillator are displaced relative to each other at least in the direction of the normal direction of the deflection mirror and / or
- A deflecting mirror arranged between the scintillator and the optical detector, preferably together with the optical detector, is rotated relative to the scintillator by at least one direction deviating from the normal direction of the deflecting mirror and / or
- For an optic arranged between the scintillator and the optical detector, the working distance and / or the optical magnification is set,
Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Lage der einzelnen erfassten Bereiche des Szintillators zueinander ermittelt wird, indem die Verschiebung bzw. Drehung zur Einstellung des jeweiligen Bereichs bestimmt wird und/oder indem der von der Optik in der jeweiligen Einstellung für Arbeitsabstand und optischen Abbildungsmaßstab oder dem optischen Detektor direkt erfasste Bereich eingemessen wird und/oder indem die Lage der mehreren eingesetzten optischen Detektoren zueinander bestimmt wird.Furthermore, the invention is characterized in that the position of the individual detected areas of the scintillator to each other is determined by the displacement or rotation for setting the respective area is determined and / or by the optics in the respective setting for working distance and optical measurement scale or the optical detector directly detected area is measured and / or by the position of the plurality of optical detectors used is determined to each other.
Besonderer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Messdaten, also die Durchstrahlungsbilder, daraus berechnete Voxelvolumen oder die Oberflächenpunkte, die in unterschiedlichen Einstellungen für den erfassten Bereich des Szintillators ermittelt wurden, gemeinsam, also in einem Koordinatensystem, ausgewertet werden können. Hierzu wird die mittels der Messsysteme der Positioniersysteme ermittelte Lage benötigt, um die verschiedenen Messdaten im Raum einander zuordnen zu können.A particular advantage of the invention is that the measured data, ie the radiographic images, voxel volumes calculated therefrom or the surface points which were determined in different settings for the detected area of the scintillator, can be evaluated jointly, ie in a coordinate system. For this purpose, the position determined by means of the measuring systems of the positioning systems is required in order to be able to assign the different measurement data in space to one another.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass Durchstrahlungsbilder bei der Erfassung von mehreren, unterschiedlichen Bereichen des Szintillators durch den zumindest einen optischen Detektor, aufgenommenen werden und die Durchstrahlungsbilder, vorzugsweise je Drehstellung, und/oder die je Bereich rekonstruierten Voxelvolumen und/oder je Bereich ermittelten Oberflächenpunkte gemeinsam weiter verarbeitet bzw. ausgewertet werden, wobei die bei der Erfassung der jeweiligen Bereiche zueinander vorliegende Lage der Bereiche berücksichtigt wird.It is preferably provided that radiographic images are recorded when several, different regions of the scintillator are detected by the at least one optical detector and the radiographic images, preferably per rotational position, and / or the voxel volumes reconstructed per region and / or surface points determined per region continue to be common be processed or evaluated, the is taken into account in the detection of the respective areas relative to each other position of the areas.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor eine Optik angeordnet ist, für die der Arbeitsabstand und der optische Abbildungsmaßstab unabhängig voneinander eingestellt wird und/oder die gemeinsam mit dem optischen Detektor verschoben wird.In particular, the invention is characterized in that between the scintillator and the optical detector, an optic is arranged, for which the working distance and the optical magnification is set independently and / or which is displaced together with the optical detector.
Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass ein zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor oder zwischen der Optik und dem optischen Detektor angeordneter Umlenkspiegel zur Änderung der Ausbreitungsrichtung zumindest eines Teils der vom Szintillator abgegebenen optischen Strahlung auf einen entsprechend angeordneten optischen Detektor oder die entsprechend angeordnete Optik eingesetzt wird, wobei vorzugsweise zumindest der optische Detektor außerhalb des von der direkten und/oder reflektierten und/oder gestreuten Strahlung der Strahlungsquelle erfassten Bereichs angeordnet ist, vorzugsweise indem zumindest der optische Detektor außerhalb des Bereichs, in dem die optische Strahlung einfällt, von einer Strahlenschutzverkleidung umgeben ist, wobei die Strahlenschutzverkleidung vorzugsweise mit dem optischen Detektor zusammen verschoben wird.Preferably, the invention provides that a deflection mirror arranged between the scintillator and the optical detector or between the optical system and the optical detector is used to change the direction of propagation of at least part of the optical radiation emitted by the scintillator to a correspondingly arranged optical detector or the correspondingly arranged optical system wherein, preferably, at least the optical detector is arranged outside the region covered by the direct and / or reflected and / or scattered radiation of the radiation source, preferably by at least the optical detector being surrounded by a radiation protection lining outside the region in which the optical radiation is incident is, wherein the radiation protection panel is preferably moved together with the optical detector.
Hervorzuheben ist des Weiteren, dass optische Strahlung von der gesamten, die optische Strahlung abgebbaren Region des Szintillators vom Umlenkspiegel in Richtung des optischen Detektors reflektiert wird und der Umlenkspiegel relativ zum Szintillator fest angeordnet ist, oder dass vom Umlenkspiegel nur ein Teil der gesamten, die optische Strahlung abgebbaren Region des Szintillators in Richtung des optischen Detektors reflektiert wird und der Umlenkspiegel getrennt oder gemeinsam mit dem optischen Detektor oder gemeinsam mit der Optik oder gemeinsam mit der Optik und dem optischen Detektor relativ zum Szintillator bewegt wird.It should also be emphasized that optical radiation from the entire region of the scintillator which can be emitted from the optical radiation is reflected by the deflecting mirror in the direction of the optical detector and the deflecting mirror is fixed relative to the scintillator, or that only a part of the total of the deflecting mirror, the optical Radiation detectable region of the scintillator is reflected in the direction of the optical detector and the deflection mirror is moved separately or together with the optical detector or together with the optics or together with the optics and the optical detector relative to the scintillator.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch für eine sogenannte Rastertomografie, beispielsweise zur Erweiterung des Messbereichs der Computertomografiesensorik, eingesetzt werden. Bei dieser werden nacheinander mehrere Abschnitte des Messobjektes erfasst. Die Abschnitte liegen dabei senkrecht zur mittleren Strahlrichtung der Strahlungsquelle, also in gleicher computertomografischen Vergrößerung, versetzt und das Messobjekt wird für die Einzelmessungen entsprechend translatorisch bezüglich der Computertomografiesensorik verschoben. Erfolgt die Verschiebung entlang der Richtung, um die die Drehung erfolgt, verlässt der Abschnitt in seiner Gesamtheit während der kompletten Drehung des Messobjekts den vom Detektor erfassten Bereich, also den von den Durchstrahlungsbildern erfassten Bereich nicht. Bei einer Verschiebung senkrecht dazu, wird aus den Durchstrahlungsbildern der mehreren Messungen für jede Drehstellung ein resultierendes Durchstrahlungsbild zusammengesetzt. Hierdurch liegen für jeden Teilbereich des Abschnitts in allen Drehstellungen entsprechende Messwerte vor und die Rekonstruktion zur Ermittlung von Volumendaten ist möglich.The device according to the invention can also be used for a so-called raster tomography, for example for expanding the measuring range of the computed tomography sensor. In this case, several sections of the measured object are sequentially detected. The sections are perpendicular to the mean beam direction of the radiation source, ie in the same computer tomographic magnification, offset and the measurement object is moved according to the individual measurements in translation with respect to the computed tomography sensor. If the displacement takes place along the direction in which the rotation takes place, the section in its entirety, during the complete rotation of the measurement object, does not leave the area detected by the detector, ie the area covered by the transmission images. In a shift perpendicular to it, from the radiographic images of the multiple measurements for each rotational position, a resulting radiographic image is composed. As a result, corresponding measured values are available for each subarea of the section in all rotational positions and the reconstruction for determining volume data is possible.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass zur Erweiterung des Messbereichs der Computertomografiesensorik in der jeweils eingestellten computertomografischen Vergrößerung das Messobjekt und die Computertomografiesensorik relativ zueinander, translatorisch, und vorzugsweise senkrecht zur mittleren Strahlrichtung der Strahlungsquelle in mehrere Relativstellungen verschoben werden und in den mehreren Relativstellungen jeweils Durchstrahlungsbilder in einer Vielzahl von Drehstellungen aufgenommen werden.Preferably, it is provided that, to expand the measuring range of the computed tomography sensors in the respectively set computer tomographic magnification, the measurement object and the computed tomography sensors are displaced into a plurality of relative positions relative to one another, translationally, and preferably perpendicular to the mean beam direction of the radiation source, and in each of the plurality of relative positions transmissive images in a multiplicity be taken by turning positions.
Die Rastertomografie kann erfindungsgemäß aber auch durchgeführt werden, indem der optische Detektor und der Szintillator relativ zueinander für die Erfassung der unterschiedlichen Abschnitte verschoben werden. Dies ist zumindest dann möglich, wenn der optische Detektor nur einen Teil der Szintillatorfläche erfasst, das Messobjekt in möglichst hoher computertomografischer Vergrößerung gemessen werden soll, um beispielsweise eine hohe Auflösung zu erhalten, und dadurch einen größeren Teil des Szintillators abdeckt.However, according to the invention, the scanning tomography can also be carried out by displacing the optical detector and the scintillator relative to one another for the detection of the different sections. This is at least possible if the optical detector detects only a part of the scintillator surface, the measurement object is to be measured in the highest possible computer tomographic magnification, for example to obtain a high resolution, and thereby covers a larger part of the scintillator.
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass zur Erweiterung des Messbereichs der Computertomografiesensorik in der jeweils eingestellten computertomografischen Vergrößerung unterschiedliche Bereiche des Szintillators vom optischen Detektor erfasst werden, wobei der Abstand zwischen Szintillator und optischem Detektor entlang der optischen Achse für die mehreren Bereiche konstant ist, und wobei vorzugsweise der optische Detektor und der Szintillator relativ zueinander, senkrecht zur Normalenrichtung der Detektorfläche des optischen Detektors verschoben werden.The invention is also characterized in that, in order to widen the measuring range of the computed tomography sensors in the respectively set computer tomographic magnification, different areas of the scintillator are detected by the optical detector, the distance between scintillator and optical detector being constant along the optical axis for the several areas, and wherein preferably the optical detector and the scintillator are displaced relative to each other, perpendicular to the normal direction of the detector surface of the optical detector.
Es ist dabei auch vorgesehen, in jeder Drehstellung nacheinander die mehreren Relativstellungen zwischen optischem Detektor und Szintillator einzustellen, um die mehreren Abschnitte zu erfassen. Alternativ können aber auch die mehreren Drehstellungen erst in einer ersten und dann in weiteren Relativstellungen eingestellt werden.It is also provided in each rotational position successively adjust the multiple relative positions between the optical detector and scintillator to detect the multiple sections. Alternatively, however, the multiple rotational positions can be set only in a first and then in other relative positions.
Die klassische Idee der Rastertomografie und die Erweiterung um die Relativbewegung zwischen Szintillator und optischem Detektor können auch kombiniert werden, um beispielsweise Messobjekte von der Größe oder in einer computertomografischen Vergrößerung zu erfassen, die zu einer Abbildung in der Szintillatorebene führt, die die Grenzen des Szintillators überschreitet.The classical idea of scanning tomography and the extension of the relative movement between the scintillator and the optical detector can also be combined to capture, for example, measuring objects of the size or in a computer tomographic magnification that lead to an image in the scintillator level that exceeds the boundaries of the scintillator.
Vorzugsweise ist das Messobjekt jedoch nur so groß bzw. wird nur in einer computertomografischen Vergrößerung angeordnet, dass es in der Vielzahl von Drehstellungen vollständig auf dem Szintillator abgebildet wird. Die Einstellung des vom optischen Detektor erfassten Bereichs des Szintillators erfolgt, während der Szintillator relativ zum Messobjekt fest angeordnet bleibt, beispielsweise durch Verschiebung des optischen Detektors und gegebenenfalls der Optik sowie gegebenenfalls des Umlenkspiegels. Somit ist es möglich, das gesamte Messobjekt ohne eine translatorische Bewegung zwischen Messobjekt und Strahlungsquelle sowie Szintillator durchzuführen.However, the measurement object is preferably only so large or is arranged only in a computer tomographic magnification such that it is completely imaged on the scintillator in the multiplicity of rotational positions. The adjustment of the area of the scintillator detected by the optical detector takes place while the scintillator remains fixed relative to the object to be measured, for example by displacement of the optical detector and, if appropriate, of the optics and optionally of the deflection mirror. Thus, it is possible to perform the entire measurement object without a translational movement between the measurement object and the radiation source and the scintillator.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zumindest zur Einstellung des vom optischen Detektor erfassten Bereichs des Szintillators der Szintillator relativ zum Messobjekt fest angeordnet bleibt und vorzugsweise das Messobjekt in der Vielzahl von Drehstellungen vollständig auf dem Szintillator abgebildet wird.In particular, the invention is characterized in that, at least for adjusting the area of the scintillator detected by the optical detector, the scintillator remains fixed relative to the measurement object and preferably the measurement object in the plurality of rotational positions is completely imaged on the scintillator.
Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass die Größe des vom optischen Detektor erfassten Bereichs des Szintillators, und vorzugsweise die erzielbare Auflösung bei der Erfassung des Bereichs mit dem optischen Detektor, eingestellt wird, indem der optische Abbildungsmaßstab der verwendeten Optik eingestellt wird.According to a particular suggestion, it is provided that the size of the area of the scintillator detected by the optical detector, and preferably the achievable resolution in the detection of the area with the optical detector, is adjusted by adjusting the optical magnification of the optics used.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auch auf die Anwendung einer oder mehrerer so genannter lokaler Tomographien, welche auch als „Region of Interest Tomografie” (ROI-CT) bezeichnet werden. Bei der ROI-CT wird jeweils nur ein Ausschnitt des Messobjektes, ROI genannt, tomografiert, also messtechnisch bestimmt. Dieser Ausschnitt ist zu unterscheiden von einem Abschnitt des Messeobjektes, wie bereits erläutert. Die ROI-CT zeichnet sich dadurch aus, dass in einer oder mehreren Drehstellungen zumindest ein Teilbereich des Messobjektes nicht von dem jeweiligen Durchstrahlungsbild erfasst wird, der in zumindest einer weiteren Drehstellungen von dem entsprechenden Durchstrahlungsbild erfasst wird, oder anders ausgedrückt, dass während der Drehung zumindest ein Teilbereich des Messobjektes den vom jeweiligen Durchstrahlungsbild erfassten Bereich (Messbereich), insbesondere in senkrechter Richtung zu der Achse, um die die Drehung erfolgt, vorzugsweise das Messobjekt gedreht wird, verlässt. Insofern das Messobjektes oder der Ausschnitt des Messobjekts in mehreren Drehstellungen relativ zur Strahlung einer Strahlungsquelle angeordnet wird, ist damit vorzugsweise die Drehung des Messobjektes selbst betroffen, ohne jedoch die Erfindung hierauf einzuschränken. Alternativ ist auch die Anwendung des erfinderischen Verfahrens vorgesehen, wobei das Messobjekt unbewegt bleibt und zumindest die Strahlungsquelle, bevorzugt auch der Detektor wie 2D-Röntgendetektor, besonders bevorzugt beide gemeinsam, um das Messobjekt gedreht werden. Es existieren also Teilbereiche des Messobjektes, die aufgrund der gewählten computertomografischen Vergrößerung und/oder aufgrund der Abmessungen des Messobjekts in einigen, aber nicht in allen Drehstellungen erfasst werden. Die Rekonstruktion der aufgenommenen Durchstrahlungsbilder zu einem Voxelvolumen ist dadurch zunächst entweder nicht möglich oder führt zumindest zu Messfehlern.In particular, the invention also relates to the use of one or more so-called local tomographies, which are also referred to as "region of interest tomography" (ROI-CT). In the case of ROI-CT, only a section of the measurement object, called ROI, is tomographed, ie, metrologically determined. This section is to be distinguished from a section of the measuring object, as already explained. The ROI-CT is characterized in that in one or more rotational positions at least a portion of the measurement object is not detected by the respective radiographic image, which is detected in at least one other rotational positions of the corresponding radiographic image, or in other words, during rotation at least a subregion of the measurement object leaves the region (measurement region) detected by the respective radiographic image, in particular in the direction perpendicular to the axis about which the rotation takes place, preferably the measurement object is rotated. Insofar as the measurement object or the detail of the measurement object is arranged in a plurality of rotational positions relative to the radiation of a radiation source, the rotation of the measurement object itself is thus preferably affected, but without restricting the invention thereto. Alternatively, the application of the inventive method is provided, wherein the measurement object remains stationary and at least the radiation source, preferably also the detector such as 2D X-ray detector, particularly preferably both together, are rotated about the measurement object. So there are subregions of the measurement object, which are detected due to the selected computer tomographic magnification and / or due to the dimensions of the measurement object in some, but not in all rotational positions. The reconstruction of the recorded radiographic images to a voxel volume is either initially not possible or at least leads to measurement errors.
Bei der Durchführung der Messung eines Ausschnitts im Rahmen einer ROI-CT muss jedoch zunächst sichergestellt werden, dass der Ausschnitt in allen für die Auswertung verwendeten Drehstellungen vollständig auf dem Szintillator abgebildet und von dem optischen Detektor erfasst wird.When performing the measurement of a section in the context of an ROI-CT, however, it must first be ensured that the section is completely imaged on the scintillator in all rotational positions used for the evaluation and detected by the optical detector.
Für die vollständige Abbildung des Ausschnitts in allen Drehstellungen auf dem Szintillator sind zwei Alternativen vorgesehen. In der ersten wird das Messobjekt so auf der mechanischen Drehachse angeordnet, dass der Ausschnitt etwa mittig auf dieser liegt. Die zweite Alternative sieht vor, dass der Ausschnitt außermittig zur mechanischen Drehachse angeordnet ist, die Drehachse während ihrer Drehung aber zusätzlich so auf einer Kreisbahn bewegt wird, dass der Ausschnitt um eine von der mathematischen Drehachse der mechanischen Drehachse verschiedenen virtuellen Drehachse bewegt wird. Diese virtuelle Drehachse verläuft vorzugsweise mittig zu dem Ausschnitt, wodurch dieser in allen Drehstellungen etwa auf dem gleichen Bereich des Szintillators abgebildet wird. Dies hat den Vorteil, dass beliebige Ausschnitte an einem Messobjekt ohne veränderte Anordnung auf der mechanischen Drehachse durchführbar sind.Two alternatives are provided for the complete illustration of the cutout in all rotational positions on the scintillator. In the first, the measurement object is arranged on the mechanical axis of rotation such that the cutout lies approximately in the middle of it. The second alternative provides that the cutout is arranged eccentrically to the mechanical axis of rotation, but the rotation axis during its rotation is additionally moved in a circular path such that the cutout is moved about a virtual axis of rotation different from the mathematical axis of rotation of the mechanical axis of rotation. This virtual axis of rotation preferably runs centrally to the cutout, as a result of which it is imaged in approximately the same area of the scintillator in all rotational positions. This has the advantage that any cutouts can be made on a measurement object without changing the arrangement on the mechanical axis of rotation.
Für die vollständige Abbildung des Ausschnitts in allen Drehstellungen auf dem optischen Detektor ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der optische Detektor während der Drehung relativ zum Szintillator entsprechend verstellt wird. Insofern der vom optischen Detektor erfassbare Bereich kleiner als die Abbildung des Ausschnittes auf dem Szintillator ist, ist vorgesehen, in jeder Drehstellung nacheinander mehrere Relativstellungen zwischen optischem Detektor und Szintillator einzustellen, um jeweils den vollständigen Ausschnitt zu erfassen. Alternativ können aber auch die mehreren Drehstellungen erst in einer ersten und dann in weiteren Relativstellungen eingestellt werden. Es ergibt sich in allen Fällen der Vorteil, dass der Ausschnitt nicht in allen Drehstellungen exakt an der gleichen Stelle des Szintillators abgebildet werden muss, da der optische Detektor der Abbildung des Ausschnittes praktisch nachgeführt wird.For the complete imaging of the detail in all rotational positions on the optical detector, it is provided according to the invention that the optical detector is adjusted accordingly during the rotation relative to the scintillator. Insofar as the area detectable by the optical detector is smaller than the image of the cutout on the scintillator, it is provided to set several relative positions between the optical detector and the scintillator successively in each rotational position in order to detect the complete section. Alternatively, however, the multiple rotational positions can be set only in a first and then in other relative positions. In all cases, there is the advantage that the cutout does not have to be imaged exactly at the same point of the scintillator in all rotational positions, since the optical Detector of the picture of the clipping is practically tracked.
Besonders hervorzuheben ist, dass zur Aufnahme von Durchstrahlungsbildern eines Ausschnitts eines Messobjekts, der Ausschnitt in allen für die Auswertung verwendeten Drehstellungen vollständig auf dem Szintillator abgebildet wird, indem der Ausschnitt auf der mechanischen Drehachse entsprechend angeordnet und/oder die mechanische Drehachse während der Drehung auf einer entsprechenden Bahn, vorzugsweise Kreisbahn, so bewegt wird, dass sich der Ausschnitt um eine von der mathematischen Drehachse der mechanischen Drehachse verschiedene, sogenannte virtuelle Drehachse dreht, wobei für zumindest eine, vorzugweise mehrere Drehstellungen des Messobjektes zumindest ein Teilbereich des Messobjektes nicht vom jeweils aufgenommenen Durchstrahlungsbild erfasst wird, wobei dieser Teilbereich vorzugsweise in senkrechter Richtung zu der Achse, um die das Messobjekt gedreht wird, vom erfassten Bereich entfernt liegt, und wobei während der Drehung der optische Detektor relativ zum Szintillator derart verstellt wird, dass die aus der Abbildung des Ausschnitts auf dem Szintillator resultierende optische Strahlung in allen für die Auswertung verwendeten Drehstellungen vollständig von dem optischen Detektor erfasst wird.It is particularly noteworthy that, for recording radiographic images of a section of a measurement object, the detail in all rotational positions used for the evaluation is completely imaged on the scintillator by the cut arranged on the mechanical axis of rotation and / or the mechanical axis of rotation during rotation on a corresponding path, preferably circular path, is moved so that the section rotates about a different from the mathematical axis of rotation of the mechanical axis of rotation, so-called virtual axis of rotation, for at least one, preferably several rotational positions of the measurement object at least a portion of the measurement object not from each recorded radiographic image is detected, wherein this portion is preferably in the direction perpendicular to the axis about which the measurement object is rotated, away from the detected area, and wherein during the rotation of the optical detector relative to the scintillator is adjusted so that the optical radiation resulting from the image of the section on the scintillator is completely detected by the optical detector in all rotational positions used for the evaluation.
Um nun aber auch von den Teilbereichen des Messobjektes, die aufgrund der gewählten computertomografischen Vergrößerung und/oder aufgrund der Abmessungen des Messobjekts in einigen, aber nicht in allen Drehstellungen erfasst werden, die fehlenden Informationen in den einigen Drehstellungen zu erhalten sind drei Alternativen vorgesehen.However, in order to obtain the missing information in the some rotational positions of the subareas of the measurement object, which are recorded in some, but not in all rotational positions due to the chosen computer tomographic magnification and / or due to the dimensions of the test object, three alternatives are provided.
Die erste Alternative sieht vor, dass eine zusätzliche computertomografische Messung bei verringerter computertomografischer Vergrößerung durchgeführt wird, wodurch ein größerer Bereich des Messobjektes auf dem Szintillator abgebildet wird. Bei diesem sogenannten Übersichtsscan werden auch die Teilbereiche in allen Drehstellungen auf dem Szintillator abgebildet, die bei der ROI-CT in einigen Drehstellungen diesen verlassen.The first alternative provides that an additional computed tomography measurement is performed with reduced computed tomography magnification, whereby a larger area of the measurement object is imaged on the scintillator. In this so-called overview scan, the sub-areas in all rotational positions are also imaged on the scintillator, which in ROI-CT leave it in some rotational positions.
Die zweite Alternative besteht darin, dass zusätzlich Durchstrahlungsbilder bei verringertem optischem Abbildungsmaßstab aufgenommen werden. Dies ist dann sinnvoll, wenn während der ROI-CT aber auch während der Messung in der verringerten computertomografischen Vergrößerung nicht nur der Ausschnitt, sondern auch die fehlenden Teilbereiche zwar auf dem Szintillator abgebildet, nicht aber durch den optischen Detektor im gewählten ursprünglichen optischen Abbildungsmaßstab erfasst wurden. Durch den nun eingestellten verringerten optischen Abbildungsmaßstab vergrößert sich der erfasste Bereich derart, dass die fehlenden Bereiche erfasst und gemessen werden.The second alternative is that additional radiation images are recorded at a reduced optical magnification. This is useful if, during the ROI-CT but also during the measurement in the reduced computerized tomographic magnification, not only the detail, but also the missing portions were imaged on the scintillator, but not detected by the optical detector in the selected original optical magnification , Due to the now set reduced optical magnification, the detected area increases in such a way that the missing areas are detected and measured.
Die dritte Alternative sieht vor, dass der optische Detektor und der Szintillator relativ zueinander verstellt werden, vorzugsweise senkrecht zur Normalenrichtung der Detektorfläche des optischen Detektors. Hierdurch wird ebenfalls ein entsprechend vergrößerter Bereich erfasst, so dass die fehlenden Bereiche erfasst und gemessen werden.The third alternative provides that the optical detector and the scintillator are adjusted relative to each other, preferably perpendicular to the normal direction of the detector surface of the optical detector. As a result, a correspondingly enlarged area is also detected, so that the missing areas are detected and measured.
Die zweite wie auch die dritte Alternative sieht also eine Verstellung der Optik oder der Position des optischen Detektors vor. Diese Verstellung kann wiederum in jeder Drehstellung nacheinander oder alternativ nach jeweils einer Vielzahl von Drehstellungen durchgeführt werden.The second as well as the third alternative thus provides an adjustment of the optics or the position of the optical detector. This adjustment can in turn be performed in each rotational position sequentially or alternatively after a plurality of rotational positions.
Eine Kombination der Alternativen ist ebenso möglich. Wie bereits erläutert kann die Verringerung des optischen Abbildungsmaßstabes für die Messung mit der verringerten computertomografischen Vergrößerung eingesetzt werden. Aber auch die Relativverschiebung zwischen optischem Detektor und Szintillator ist für die Messung mit der verringerten computertomografischen Vergrößerung sinnvoll, um einen größeren Bereich des Szintillators zu erfassen. Die Kombination aus verringertem optischen Abbildungsmaßstab und Relativverschiebung erhöht diesen Bereich noch weiter.A combination of alternatives is also possible. As already explained, the reduction of the optical magnification can be used for the measurement with the reduced computer tomographic magnification. But the relative displacement between optical detector and scintillator is also useful for the measurement with the reduced computer tomographic magnification in order to detect a larger area of the scintillator. The combination of reduced optical magnification and relative displacement further increases this range.
Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Teilbereiche des Messobjektes, die nur in einigen der Durchstrahlungsbilder erfasst wurden, zumindest in den fehlenden Drehstellungen erfasst werden, indem
- – Durchstrahlungsbilder bei verringertem optischen Abbildungsmaßstab aufgenommen werden und/oder
- – Durchstrahlungsbilder bei verringerter computertomografischen Vergrößerung aufgenommen werden und/oder
- – der optische Detektor und der Szintillator relativ zueinander verstellt werden, vorzugsweise senkrecht zur Normalenrichtung der Detektorfläche des optischen Detektors.
- - Radiation images are recorded at reduced optical magnification and / or
- - Transmitted radiographs are taken at reduced computer tomographic magnification and / or
- - The optical detector and the scintillator are adjusted relative to each other, preferably perpendicular to the normal direction of the detector surface of the optical detector.
Erfindungsgemäß ist auch eine sogenannte Helix-Tomografie vorgesehen. Bei dieser wird das Messobjekt während einer Kombination aus Drehbewegung und translatorischer Bewegung entlang der mathematischen Drehachse der mechanischen Drehachse bewegt bzw. die Computertomografiesensorik bezüglich des Messobjekts, wie in der medizinischen Computertomografie üblich. Das Messobjekt wird also während der Drehung relativ zur Computertomografiesensorik in Richtung der Achse verschoben, um die die Drehung erfolgt, wobei also im Wesentlichen zur Verschiebung einhergehend die Vielzahl der Drehstellungen eingestellt wird, in denen die Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden.According to the invention, a so-called helix tomography is also provided. In this case, the measurement object is moved during a combination of rotational movement and translational movement along the mathematical axis of rotation of the mechanical axis of rotation or the computed tomography sensor with respect to the measurement object, as usual in medical computed tomography. The measurement object is thus displaced during the rotation relative to the computed tomography sensor in the direction of the axis about which the rotation takes place, in which case essentially the displacement Variety of rotational positions is set, in which the radiographic images are recorded.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass eine Helix-Computertomografie durchgeführt wird, wobei das Messobjekt relativ zur Computertomografiesensorik in Richtung der Achse verschoben wird, um die die Drehung erfolgt, wobei im Wesentlichen zur Verschiebung einhergehend die Vielzahl der Drehstellungen eingestellt wird, in denen die Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden.Preferably, it is provided that a helical computed tomography is carried out, wherein the measurement object is displaced relative to the computed tomography sensor in the direction of the axis about which the rotation is substantially accompanied by the adjustment of the plurality of rotational positions in which the transmission images are recorded ,
Ein ähnliches Vorgehen erfolgt bei der sogenannten Inline-CT. Hierbei ist der Computertomograf bzw. die Computertomografiesensorik in eine Fertigungs- bzw. Messlinie oder ähnliches integriert und das Messobjekt oder mehrere Messobjekte werden kontinuierlich zur Computertomografiesensorik verschoben, beispielsweise mittels eines Förderbandes oder Roboters. Vorzugsweise erfolgt die Drehbewegung dabei durch die Drehung der Computertomografiesensorik.A similar procedure takes place in the so-called inline CT. In this case, the computed tomography or the computed tomography sensor is integrated into a manufacturing or measuring line or the like, and the measurement object or a plurality of measured objects are continuously moved to the computed tomography sensor, for example by means of a conveyor belt or robot. Preferably, the rotational movement takes place by the rotation of the computed tomography sensor.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Computertomografiesensorik in eine Fertigungs- bzw. Messlinie oder ähnliches integriert ist und das Messobjekt oder mehrere Messobjekte kontinuierlich zur Computertomografiesensorik verschoben werden.In particular, the invention is characterized in that the computed tomography sensor is integrated into a manufacturing or measurement line or the like and the measurement object or a plurality of measurement objects are continuously moved to the computed tomography sensor.
Als eine Weiterbildung für die klassische Helix- bzw. Inline-CT ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, dass der optische Detektor nur einen bestimmten Bereich des Szintillators erfasst, nämlich den Bereich, der aus der Abbildung eines einstellbaren begrenzten Abschnitts des Messobjektes auf dem Szintillator resultiert, wobei der Abschnitt im Wesentlichen auf einen schmalen Bereich begrenzt ist, der sich um die Ebene erstreckt, die senkrecht zur Richtung der Achse verläuft, um die die Drehung erfolgt und die mittlere Strahlrichtung der Strahlungsquelle beinhaltet. Dieser eingeschränkte Bereich zeichnet sich durch verringerte Messfehler aufgrund sogenannter Kegelstrahlartefakte aus.As a development for the classical helical or inline CT is also provided according to the invention that the optical detector detects only a certain area of the scintillator, namely the area resulting from the imaging of an adjustable limited portion of the measuring object on the scintillator, wherein the portion is substantially confined to a narrow area extending around the plane which is perpendicular to the direction of the axis about which rotation occurs and includes the mean beam direction of the radiation source. This limited range is characterized by reduced measurement errors due to so-called cone beam artifacts.
Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass der optische Detektor nur den Bereich des Szintillators erfasst, der die optische Strahlung abgibt, die aus der Abbildung eines einstellbaren begrenzten Abschnitts des Messobjektes auf dem Szintillator resultiert, wobei der Abschnitt im Wesentlichen auf einen schmalen Bereich begrenzt ist, der sich um die Ebene erstreckt, die senkrecht zur Richtung der Achse verläuft, um die die Drehung erfolgt und die mittlere Strahlrichtung der Strahlungsquelle beinhaltet.Preferably, the invention provides that the optical detector detects only the area of the scintillator which emits the optical radiation resulting from the imaging of an adjustable limited section of the measurement object on the scintillator, the section being essentially limited to a narrow area, which extends around the plane which is perpendicular to the direction of the axis about which the rotation takes place and which includes the central beam direction of the radiation source.
Insbesondere bei einer Helix-CT kann auch die translatorische Verschiebung des Messobjektes in Richtung der Achse, um die die Drehung erfolgt, simuliert, also ersetzt werden durch die entsprechende Verschiebung des optischen Detektors. Kegelstrahlartefakte beeinflussen die Messung dann zwar zunächst, es existieren aber auch andere Lösungen, um diese zu vermeiden oder zu vermindern, wie beispielsweise der Einsatz von schlitzförmigen Strahlblenden, die in diesem Fall zusammen mit dem optischen Detektor verschoben werden müssten.In particular in the case of a helix CT, the translational displacement of the measurement object in the direction of the axis about which the rotation occurs can also be simulated, ie replaced by the corresponding displacement of the optical detector. Although cone beam artifacts initially affect the measurement, other solutions exist to avoid or reduce it, such as the use of slit-shaped beam diaphragms, which in this case would have to be displaced together with the optical detector.
Hervorzuheben ist des Weiteren, dass eine Helix-Computertomografie durchgeführt wird, wobei die Verschiebung des Messobjekts relativ zur Computertomografiesensorik in Richtung der Achse, um die die Drehung erfolgt, ersetzt wird, indem der optische Detektor derart verschoben wird, dass nacheinander Durchstrahlungsbilder von Abschnitten des Messobjekts aufgenommen werden, die in Richtung der Achse, um die die Drehung erfolgt, versetzt sind, wobei im Wesentlichen zur Verschiebung des optischen Detektors einhergehend die Vielzahl der Drehstellungen eingestellt wird, in denen die Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden.It should also be emphasized that a helix computed tomography is performed, wherein the displacement of the measurement object relative to the computed tomography sensor in the direction of the rotation axis is replaced by the optical detector is displaced such that successively radiographic images of portions of the measurement object are added, which are offset in the direction of the axis about which the rotation takes place, wherein substantially the displacement of the optical detector is accompanied by the plurality of rotational positions in which the transmission images are recorded.
Wie bereits erläutert ist grundlegend die Einstellung des jeweils erfassten Bereichs des Szintillators während der Änderung der Drehstellung oder jeweils nach einer kompletten Umdrehung möglich.As already explained, it is fundamentally possible to adjust the respectively detected area of the scintillator during the change of the rotational position or in each case after one complete revolution.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Verschiebung zur Erfassung unterschiedlicher Bereiche des Szintillators, während der Änderung der Drehstellung und/oder zwischen der Aufnahme von zwei aufeinanderfolgend aufgenommenen und zur Computertomografie verwendeten Durchstrahlungsbildern erfolgt, vorzugsweise mehrfach zwischen den mehreren Einstellungen hin und her verschoben wird, um beispielsweise abwechselnd Durchstrahlungsbilder in zumindest zwei unterschiedlichen optischen Abbildungsmaßstäben aufzunehmen oder Durchstrahlungsbilder bei gleichem optischen Abbildungsmaßstab und unterschiedlichen erfassten, vorzugsweise jeweils benachbarten, Bereichen des Szintillators aufzunehmen.Preferably, it is provided that the displacement for detecting different areas of the scintillator, during the change of the rotational position and / or between the recording of two successively recorded and used for computed tomography radiographic images, preferably repeatedly between the multiple settings is shifted back and forth, for example alternately to record radiographic images in at least two different optical magnifications or to record radiographic images at the same optical magnification and different detected, preferably in each case adjacent areas of the scintillator.
Eine weitere Erhöhung der Messgeschwindigkeit oder der Auflösung ist erreichbar, indem mehrere optische Detektoren zur gleichzeitigen Erfassung unterschiedlicher Bereiche des Szintillators eingesetzt werden. Genaue Messungen sind dabei wiederum nur möglich wenn die Lage der unterschiedlichen Bereiche zueinander bekannt ist, also die Lage der mehreren optischen Detektoren zueinander bestimmt wird. Dies erfolgt wiederum mittels der bereits erwähnten Wegmesssysteme, mit denen die optischen Detektoren bewegt werden. Die Bewegung kann dabei für die mehreren optischen Detektoren gemeinsam oder mittels mehrerer Positioniersysteme getrennt voneinander erfolgen. Sind die optischen Detektoren fest zueinander angeordnet, wird ihr Abstand vorzugsweise an einem kalibrierten Normal eingemessen, wie in der Koordinatenmesstechnik üblich.Further increase in measurement speed or resolution can be achieved by using multiple optical detectors to simultaneously detect different areas of the scintillator. Accurate measurements are in turn only possible if the position of the different areas is known to each other, so the position of the plurality of optical detectors is determined to each other. This is done in turn by means of the already mentioned path measuring systems with which the optical detectors are moved. The movement can take place for the plurality of optical detectors together or by means of a plurality of positioning systems separated from each other. If the optical detectors are fixed to one another, their distance is preferably calibrated Normal measured, as usual in coordinate metrology.
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass mehrere optische Detektoren zur gleichzeitigen Erfassung unterschiedlicher Bereiche des Szintillators eingesetzt werden, wobei die optischen Detektoren fest zueinander oder beweglich zueinander angeordnet sind.The invention is also characterized in that a plurality of optical detectors are used for the simultaneous detection of different areas of the scintillator, wherein the optical detectors are fixed to each other or movable to each other.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Computertomografiesensorik in einem Koordinatenmessgerät integriert betrieben wird.In particular, the invention is characterized in that the computed tomography sensor is operated integrated in a coordinate measuring machine.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung, die geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden, also eine Vorrichtung zur Aufnahme von mehreren Durchstrahlungsbildern eines Messobjektes zur Durchführung einer Computertomografie, wobei Durchstrahlungsbilder in einer Vielzahl von Drehstellungen, einstellbar durch eine Drehvorrichtung wie mechanische Drehachse, in denen das Messobjekt und eine Computertomografiesensorik relativ zueinander gedreht angeordnet sind, vorzugsweise das Messobjekt gedreht ist, aufnehmbar sind, wobei die Computertomografiesensorik zumindest besteht aus einer Strahlungsquelle wie Röntgenröhre, zumindest einem flächig ausgeführten Szintillator und zumindest einem flächig ausgeführten, optischen Detektor, wobei die Durchstrahlungsbilder von zumindest einem optischen Detektor aufnehmbar sind und zu einem Voxelvolumen rekonstruierbar sind, aus dem vorzugsweise Oberflächenpunkte an Materialübergängen bestimmbar sind, wobei die vom Szintillator abgegebene optische Strahlung zumindest teilweise von dem zumindest einen optischen Detektor erfassbar ist. Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, dass Mittel zur Einstellung der Größe und/oder Lage des vom optischen Detektor erfassbaren, die optische Strahlung abgebenden ersten Bereichs und/oder weiterer Bereiche des Szintillators vorhanden sind, vorzugsweise Mittel, mit denen der optische Detektor und der Szintillator relativ zueinander verschiebbar sind.The invention also relates to a device which is suitable for applying the method according to the invention, that is to say a device for recording a plurality of radiographic images of a measurement object for performing a computed tomography, wherein radiographic images in a plurality of rotational positions, adjustable by a rotary device such as a mechanical axis of rotation wherein the measurement object and a computed tomography sensor are arranged rotated relative to each other, preferably the measurement object is rotated, are receivable, wherein the computed tomography sensor at least consists of a radiation source such as X-ray tube, at least one scintillator and at least one areal exported, optical detector, wherein the radiographic images of at least one optical detector can be received and are reconstructable to a voxel volume from which preferably surface points can be determined at material transitions, wherein the scintillating Lator emitted optical radiation is at least partially detectable by the at least one optical detector. To achieve the object of the invention, the device is characterized in that means for adjusting the size and / or position of the detectable by the optical detector, the optical radiation emitting first region and / or other areas of the scintillator are present, preferably means with which the optical detector and the scintillator are displaceable relative to each other.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der vom optischen Detektor jeweils erfassten Bereichs des Szintillators einstellbar ist, indem
- – Mittel zur Verschiebung des optischen Detektors und des Szintillator relativ zueinander in Richtung und/oder senkrecht zur Normalenrichtung der Detektorfläche des optischen Detektors vorhanden sind und/oder
- – zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor ein Umlenkspiegel angeordnet ist und Mittel zur Verschiebung des Umlenkspiegels und des Szintillators relativ zueinander zumindest in Richtung der Normalenrichtung des Umlenkspiegels vorhanden sind und/oder
- – zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor ein Umlenkspiegel angeordnet ist und Mittel zur Drehung des Umlenkspiegels, vorzugsweise gemeinsam mit dem optischen Detektor, und des Szintillators relativ zueinander um zumindest eine von der Normalenrichtung des Umlenkspiegels abweichende Richtung vorhanden sind und/oder
- – zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor eine Optik angeordnet ist, für die der Arbeitsabstand und/oder der optische Abbildungsmaßstab einstellbar sind.
- - means for displacing the optical detector and the scintillator relative to each other in the direction and / or perpendicular to the normal direction of the detector surface of the optical detector are present and / or
- A deflection mirror is arranged between the scintillator and the optical detector, and means for displacing the deflection mirror and the scintillator relative to each other are present at least in the direction of the normal direction of the deflection mirror and / or
- A deflecting mirror is arranged between the scintillator and the optical detector, and means for rotating the deflecting mirror, preferably together with the optical detector, and the scintillator relative to each other, are present at least one direction deviating from the normal direction of the deflecting mirror and / or
- - Between the scintillator and the optical detector, an optic is arranged, for which the working distance and / or the optical magnification are adjustable.
Hervorzuheben ist insbesondere, dass Messsysteme wie Wegmesssysteme vorhanden sind, die die Verschiebungen bzw. Drehung, ausgelöst durch die Mittel zur Verschiebung, erfassen, die zur Einstellung des jeweiligen Bereichs durchgeführt werden und/oder die die Lage der mehreren eingesetzten optischen Detektoren zueinander erfassen.It should be emphasized in particular that measuring systems such as path measuring systems are present, which detect the displacements or rotation, triggered by the means for displacement, which are carried out for setting the respective area and / or which detect the position of the plurality of inserted optical detectors to each other.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere auch dadurch aus, dass eine Auswerteverrichtung vorhanden ist, die geeignet ist, Durchstrahlungsbilder mehrerer Bereiche, vorzugsweise je Drehstellung, und/oder die je Bereich rekonstruierten Voxelvolumen und/oder je Bereich ermittelten Oberflächenpunkte gemeinsam weiterzuverarbeiten bzw. auszuwerten, wobei die bei der Erfassung der jeweiligen Bereiche zueinander vorliegende Lage der Bereiche berücksichtigt wird.The invention is also distinguished in particular by the fact that an evaluation device is provided which is suitable for jointly processing or evaluating radiographic images of a plurality of regions, preferably for each rotational position, and / or the surface points reconstructed per region and / or area points determined per region; is taken into account in the detection of the respective areas relative to each other position of the areas.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor eine Optik angeordnet ist, für die der Arbeitsabstand und der optische Abbildungsmaßstab unabhängig voneinander einstellbar ist und/oder die gemeinsam mit dem optischen Detektor verschiebbar ist.Preferably, it is provided that an optic is arranged between the scintillator and the optical detector, for which the working distance and the optical magnification can be set independently of one another and / or which is displaceable together with the optical detector.
Besonders hervorzuheben ist des Weiteren, dass zwischen dem Szintillator und dem optischen Detektor oder zwischen der Optik und dem optischen Detektor ein Umlenkspiegel zur Änderung der Ausbreitungsrichtung zumindest eines Teils der vom Szintillator abgegebenen optischen Strahlung auf einen entsprechend angeordneten optischen Detektor oder die entsprechend angeordnete Optik angeordnet ist, wobei vorzugsweise zumindest der optische Detektor außerhalb des von der direkten und/oder reflektierten und/oder gestreuten Strahlung der Strahlungsquelle erfassten Bereichs angeordnet ist, vorzugsweise indem zumindest der optische Detektor außerhalb des Bereichs, in dem die optische Strahlung einfällt, von einer Strahlenschutzverkleidung umgeben ist, wobei die Strahlenschutzverkleidung vorzugsweise mit dem optischen Detektor zusammen verschiebbar ist.It should also be emphasized that between the scintillator and the optical detector or between the optics and the optical detector, a deflection mirror for changing the propagation direction of at least a portion of the emitted from the scintillator optical radiation on a correspondingly arranged optical detector or the correspondingly arranged optics is arranged , wherein preferably at least the optical detector is arranged outside of the area covered by the direct and / or reflected and / or scattered radiation of the radiation source, preferably in that at least the optical detector is surrounded by a radiation protection lining outside the area in which the optical radiation is incident , wherein the radiation protection panel is preferably displaced together with the optical detector.
Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass der Umlenkspiegel derart angeordnet ist und eine entsprechende Größe besitzt, dass optische Strahlung von der gesamten, die optische Strahlung abgebbaren Region des Szintillators in Richtung des optischen Detektors reflektiert wird und der Umlenkspiegel relativ zum Szintillator fest angeordnet ist, oder dass der Umlenkspiegel, vorzugsweise gemeinsam mit dem optischen Detektor oder gemeinsam mit der Optik oder gemeinsam mit der Optik und dem optischen Detektor, relativ zum Szintillator verschiebbar angeordnet ist und eine solche Größe besitzt, dass nur ein Teil der gesamten, die optische Strahlung abgebbaren Region des Szintillators in Richtung des optischen Detektors reflektiert wird. Preferably, the invention provides that the deflection mirror is arranged and has a size such that optical radiation is reflected from the entire, the optical radiation radiationable region of the scintillator in the direction of the optical detector and the deflection mirror is fixed relative to the scintillator, or that the deflecting mirror, preferably together with the optical detector or together with the optics or together with the optics and the optical detector, is displaceable relative to the scintillator and has such a size that only a part of the total, the optical radiation deliverable region of Scintillator is reflected in the direction of the optical detector.
Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass Mittel zur Verschiebung vorhanden sind, um das Messobjekt und die Computertomografiesensorik relativ zueinander, translatorisch, und vorzugsweise senkrecht zur mittleren Strahlrichtung der Strahlungsquelle in mehrere Relativstellungen zu verschieben.In particular, the invention provides that means for displacement are provided in order to shift the measurement object and the computed tomography sensor system into a plurality of relative positions relative to one another, translationally, and preferably perpendicularly to the mean beam direction of the radiation source.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Szintillator und optischem Detektor mehrere Relativstellungen einstellbar sind, wobei der Abstand zwischen Szintillator und optischem Detektor entlang der optischen Achse konstant ist, vorzugsweise der optische Detektor und der Szintillator relativ zueinander, senkrecht zur Normalenrichtung der Detektorfläche des optischen Detektors verschiebbar sind.The invention is characterized in that a plurality of relative positions are adjustable between scintillator and optical detector, wherein the distance between scintillator and optical detector along the optical axis is constant, preferably the optical detector and the scintillator relative to each other, perpendicular to the normal direction of the detector surface of the optical detector are displaceable.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Szintillator relativ zum Messobjekt fest angeordnet ist und vorzugsweise der Szintillator eine Größe besitzt, um das Messobjekt in der Vielzahl von Drehstellungen vollständig auf dem Szintillator abzubilden.Preferably, it is provided that the scintillator is fixedly arranged relative to the measurement object and preferably the scintillator has a size in order to image the measurement object in the plurality of rotational positions completely on the scintillator.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der optische Abbildungsmaßstab der verwendeten Optik einstellbar ist.In particular, it is provided that the optical magnification of the optics used is adjustable.
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass Mittel zur Verschiebung eines Ausschnitts eines Messobjekts auf der mechanischen Drehachse und/oder zur Verschiebung der mechanischen Drehachse, während der Drehung, auf einer Bahn, vorzugsweise Kreisbahn, vorhanden sind.The invention is also characterized in that means are provided for displacing a section of a measuring object on the mechanical axis of rotation and / or for displacing the mechanical axis of rotation, during rotation, on a path, preferably a circular path.
Insbesondere ist die Erfindung auch dadurch gekennzeichnet, dass der optische Abbildungsmaßstab veränderbar ist und/oder Mittel zur Änderung der computertomografischen Vergrößerung vorhanden sind, vorzugsweise die mechanische Drehachse in Richtung der mittleren Strahlrichtung der Strahlungsquelle verschiebbar ist, und/oder Mittel zur Verstellung des optischen Detektors und des Szintillators relativ zueinander, vorzugsweise senkrecht zur Normalenrichtung der Detektorfläche des optischen Detektors, vorhanden sind.In particular, the invention is also characterized in that the optical magnification is variable and / or means for changing the computed tomography magnification are present, preferably the mechanical axis of rotation in the direction of the central beam direction of the radiation source is displaceable, and / or means for adjusting the optical detector and of the scintillator relative to each other, preferably perpendicular to the normal direction of the detector surface of the optical detector, are present.
Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Mittel zur Verschiebung vorhanden sind, um das Messobjekt und die Computertomografiesensorik relativ zueinander in Richtung der Achse, um die die Drehung erfolgt, zu verschieben.Furthermore, the invention is characterized in that means for displacement are provided in order to displace the measurement object and the computed tomography sensor relative to one another in the direction of the axis about which the rotation takes place.
Hervorzuheben ist insbesondere, dass die Mittel zur Verschiebung Linearachsen oder mehrere Linearachsen in Positioniereinheiten, beispielsweise Mehrachspositioniereinheiten sind, und vorzugsweise motorisch betrieben sind.It should be emphasized in particular that the means for shifting linear axes or multiple linear axes in positioning units, for example, multi-axis positioning units, and are preferably operated by a motor.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere auch dadurch aus, dass die Computertomografiesensorik in eine Fertigungs- bzw. Messlinie oder ähnliches integriert ist und das Messobjekt oder mehrere Messobjekte kontinuierlich zur Computertomografiesensorik verschiebbar sind, beispielsweise mittels eines Förderbandes oder Roboters oder ähnlichem.The invention is also characterized in particular by the fact that the computed tomography sensor is integrated into a manufacturing or measurement line or the like and the measurement object or several measurement objects are continuously displaceable to the computed tomography sensor, for example by means of a conveyor belt or robot or the like.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Mittel zur Verschiebung zur Einstellung des erfassten Bereichs des Szintillators während der Änderung der Drehstellung und/oder zwischen der Aufnahme von zwei aufeinanderfolgend aufgenommenen und zur Computertomografie verwendeten Durchstrahlungsbildern ansteuerbar sind.Preferably, it is provided that the means for displacement for adjusting the detected area of the scintillator during the change of the rotational position and / or between the recording of two successively recorded and used for computed tomography radiographic images are controlled.
Besonders hervorzuheben ist des Weiteren, dass mehrere optische Detektoren zur gleichzeitigen Erfassung unterschiedlicher Bereiche des Szintillators vorhanden sind, wobei die optischen Detektoren fest zueinander oder beweglich zueinander angeordnet sind.It should also be emphasized that a plurality of optical detectors are provided for the simultaneous detection of different regions of the scintillator, wherein the optical detectors are arranged fixed to one another or movable relative to one another.
Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass die Computertomografiesensorik in einem Koordinatenmessgerät integriert ist.Preferably, the invention provides that the computed tomography sensor is integrated in a coordinate measuring machine.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmale – für sich und/oder in Kombination – sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren.Further details, advantages and features of the invention will become apparent not only from the claims, the features to be taken from them - alone and / or in combination - but also from the following description of the figures.
Es zeigen:Show it:
Anhand der
In
Zur Erfassung des Bereiches
Das gesamte Messobjekt kann aber auch in mehrere Teilbereiche aufgeteilt und mit gleicher Auflösung erfasst werden. Bei Messobjekten mit geringem Durchmesser ist dabei nur eine Verschiebung des optischen Detektors durch die Mittel
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zudem zur sogenannten Raster-CT eingesetzt. Das Messobjekt
In einer weiteren Ausgestaltung, dargestellt in
Bei den in den Figuren dargestellten Messobjekten
Eine ROI-CT liegt aber auch dann vor, wenn die genannten Regionen zwar auf dem Szintillator
Ist der zu messende Ausschnitt beispielsweise nicht exakt mittig auf der mechanischen Drehachse angeordnet, taumelt dieser um die mathematischen Drehachse
Alternativ werden bei einer ROI-CT die Linearachsen
Alternativ sind auch Anordnungen möglich, in denen der Umlenkspiegel groß genug ist, um die komplette optische Strahlung
Es ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, mehrere optische Detektoren
Durch die Integration der erfindungsgemäßen computertomografischen Anordnung in ein Koordinatenmessgerät sind entsprechende Positioniersysteme wie Linearachsen und die benötigten Komponenten zur Auswertung der von den Wegmesssystemen ermittelten Positionsinformationen und Weiterverarbeitung zur Ermittlung von Maßen von Merkmalen oder zwischen Merkmalen sowie die hierfür benötigten Softwareprogramme bereits zumindest teilweise vorhanden, sodass entsprechende Messungen einfach durchgeführt werden können. Ebenso werden Steuerelemente benötigt, die die entsprechenden Bewegungen der Positioniersysteme regeln. Auch diese sind in Koordinatenmessgeräten größtenteils vorhanden.By integrating the computer tomographic arrangement according to the invention into a coordinate measuring machine, corresponding positioning systems such as linear axes and the required components for evaluating the position information and further processing for determining dimensions of features or between features as well as the software programs required therefor are already at least partially present, so that appropriate Measurements can be easily done. Likewise, controls are needed that regulate the corresponding movements of the positioning systems. These too are mostly present in coordinate measuring machines.
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