利用编码光束检查目标的设备的制作方法

专利名称：利用编码光束检查目标的设备的制作方法
利用编码it^r查目标的设备
交叉参考的相关申请
依据35U.S.C.g119 (e)，本申请请求享有于2006年10月24申请的、名 称为"编码絲成像系统"的美国临时申请号为No. 60/853，876为其优^i又，此处 一將为参考。
狄领域
本发明主要涉及利用x射线或其他辐射束^M全查目标,并特别涉及一种用于 检查目标的设备和方法，其用编码辐射束照射目标，探测光束散布和/或在目标上 透射。
背景技术：
扫描x线成像系统通常用来检查包裹，行李，集装箱和车辆。市场上可以买 到的扫描x线成像系统可大致分为两类快速移动点系统和行扫描系统。快速移 动点系统利用辐射的"光线锥"a在所关心的目标上i!kit扫描。这种系统能够通 透射和/或反向，辐射进#^测。光线锥光束是通过校准形成的(在两个正交维 度中)，因为对于用于聚焦x线的实际方法中所需能量范围是不可用的。因为光 线锥^^排除所有可用能量量而只有很微小一部分(典型的是比百分之一更小) 可用，快速移动点系统需要大功率X线源来产生出具有可接受分辨率以及信噪比 率的图像。
行扫描系M/f躺检查中用来照射目标的"扇形"絲辐射，以及用来测量从目 标上透射l謝的段探测器。市场上的行扫描系统，优点是利用可用能量流中更高 部分，但是通常不負&版向 1"辐射中产生图像，并因此他们的^^H询限于如
5下情况辐射源以及探测H^立于检查目标的两侧，以形于于探测对象来说，对轻 的部件的探测并非最重要的情形。
JM技术包括几个参考文件，其公开了X射线成像系统，并试图利用行扫描 系统中相对有效的光源^JI]的优点，同时具有测量反向，成像能力。这种参考
的^4性例子包括由Adams等人享有的美国专利No.6453,007 ，其教导了 一种用
Sm池享有的美国专利No.6269,142,其教导了一种适合于旋转ib表点的行扫描， 定期地中断扇形光束。在另一些方法中，如在由Callerame等人申请的美国专利 申请公开号为No.2002/0031202的文献中，用i^锥a的扫描组或分成各部分 的扇形光束来照4^皮检目标，其中每个光线锥tt或扇形光束部分均用具有独特 棒f生频率的调制来对其进行编码。在这种情况中，目标上一个棒险区域中的^ 同步照射像素尺寸的段可在探测器信号中具有不同的棒性频率，从而可将探测器 信号解调(例如，通过利用滤波器组)，以便重新获得空间信息并构造出待检区 域的图像。
编码孔成像的方法在本领域是已知的，并且用来做伽马射线和x射线天文学， ^c4t性物质处理，核医疗学，以及^他涉及非聚焦辐射的应用。在一个典型的结 构中， 一个或多个辐射源透iil扁^l奄模在点阵(分段的或其他位置感光的)寿謝 探测器上发射出图案。然后，光源的图像由解码算法所^4t出的图案而被重新构 造。编码孔成像方法具有提高感光性的潜能(相对于其他已知的成像方法，例如 "小孔"成像)，其允许寿謝透过大面积的编码掩模而到达探测器并具有高开口率 (通常达到大约50%的掩模面积)。用于编码和解码的数学方法早已充分建立， 并例如在由Feninmore等人所享有的美国专利No.4209780、由chiou等人所享有 的美国专利No.5,606,165、由Lanza等A^斤享有的美国专利No.6,737,652中所述， 以及Fenimore等A^斤著的"Coded Aperture Imaging With Uniformly Redundant Arrays",收录于1978年Applied Optics 17 (3 ) : 337-347页中。可佳月各种编 码方法，包括有(并非限制性的)以下几种均一冗余P车列(URA)，改良的均一冗余阵列(MURA),产品阵列，m-序列，pn-序列以及Hadamard差集。
传统的编码孔成像在中子活化伽马射线发射和x射线反向散射的简单应用已 分别在Lanza的美国专利No.5,930,314和Faust的美国专利No.2004/0218714中提 出。利用辐射编码孔成像方法的反向,探测允许光源同步照射在整个检查面积 上，从而有效的利用可^^]光源量。对于这种方法，需要点P科采测器，并Jb5寸于 高系统性能，这些探测器必须具有大面积以及良好的段。
在传统的编码孔成像方法上的几种变形已在现有技术中有所描述，由Huang 等人所享有的美国专利No.5,940,468教导了利用扇形it^来照射待检目标，在目 标以及相应的大面积探测器之间的反向Wt辐射路径中插入大面积的编石^备模。 这种方法有效的利用可用光源量，但需要其大面积的探测器沿一个轴具有良好的 分段。由Nelson等A^斤享有的美国专利No.6,950,495教导了一种基于宽面积辐射 光源的光^码方案，其中响应于不同光图案由一系列反向，^t棒险目标的 图傳进^^码。这个方案由于其需要调制的光源專謝在途中穿过小孔而到达《辨企 目标而仅有很少量的光源量可^f吏用。此外，这种Nelson等人专利的应用方案中 需要宽区域的光源一沐积过大，过于沉重，过于复杂并JbN当昂贵。絲，由Jupp 等A^斤享有的美国专利No.7,136,453中教导了一种利用固定编M^r才莫的反向，
成像系统，其光源点以iy册扫描方式在平面区域上移动。虽然这种系统通常負沐
效的利用可用光源量，同时并不需凑分段的探测器，但^概述的该系统将会出 现图^象失真，这是由于以下一些因素导致的，包括在扫描量的外围结构处的反 向Wt，随着光源点扫描时光源点到掩模任意点的路径以及光源点到祠检目标任 意点之间游径长度的变化，光源射线入射角的变^it成编码掩模的渐暈，以及邻 近区域中的视差。j^卜，在J邵p等人专利中其方案需要扫描x射线光源，使得其 应用^^会很困难以及很昂贵。
与前述背景技^N目反，在i贿技术中对于成像设备需要有效的利用可用光源 量，并不需^^段的探测器，以狄或P争低与;贿技术方法中所带来的图像失真 问题，以及抑制制造中的困难和花费高昂。

发明内容
4而言
射狄的净謝源，设置在!謝源与待检目标之间的辐射it^J斜圣上的调制器，设 置至少一个探测器，用于接受来自于目标持检区域的辐射发射光，以及用于处理 由至少一个探测器所产生出的一系列信号的处理器，以便产生出待检区域的图 像。使用调制器来以非谐波动态(时间-变化)的方式空间上的调制光束，这样
待检区域中各^H象素尺寸大小的段均根据所选定的预定时间序列来接收变化的 專謝，从而可使信息复原能与段位置有关。如纽使用的，属于"非谐波"^4各 个段的瞬时照射序列均无需具有与之有关的均一的特征频率。
根据检查设备的一个更为具体的实施例，辐射源是一个位置固定的x射线管， —皮4交准而形成固定的扇形光^^仑廓。调制器是可移动掩模的形式，具体为转动4仑 或桶的形式，位于扇形光束中。可移动寺奄才tt有一维编码阵列，由孔或缝的图案 组成，从而在任意具体掩模位置上的扇形光束均能进入到不连续的"开"和"关"扇 区的预定图案中。在某些实施例中，编码阵列可与一个或一系列均一冗余阵列或 改进的均一冗余阵列相符。任选的透射探测器检查待检目标对面上的扇形M平 面。 一个或多个未分段的探测器检查来自于待检目标的反向，辐射。当掩模从 一个位置移动到另一位置时，探测器测量辐射信号的变^/人而显示出距离空间变 化以及目标的成分。来自于探测器的信号被记录下来，对于可移动寺奄才莫的至少一 个编码阵列长度，并^对其进行数字处理，从而对一个扫描行中各^M壬选的透
射图像以M^向，图^i^t^码。当待检目标在垂至于扇形M平面的方向中
以很小的增量移动时，可获得附加的图像行扫描并对其进行处理直到获得完整图 像。
根据检ii殳备的另一M实施例，对位置固定的辐射源进行校准以在二维中 形成具有宽角色散的涌出a。具有二维编码阵列的掩模，其可以是平的或是如 圓柱形，将其插在光源和待检目标之间的涌出M中。掩才莫可在二维中移动，从而^f企查过程中，掩模可在全套互补掩模位置中对其进行平移(即，光栅扫描) 和/或#^7。任逸的透射探测器在位于检查目标对面截住涌出M,并且一个或多 各未分段的探测器截住来自于目标的反向絲辐射。当编石^备模在器可变位置中 移动时，对来自于探测器的信号进行记录。检查目标在记录处理期间保持固定(相 对于成像系统)。对已记录下来的信号之后进行数字处理以便对任意透射和反向
散射图像进^lf"码。在这个实施例的变形中，将二维编石^r模设计成通过在一个 方向中平移或转动所述^r才莫来处理全套互补4lr模位置。编码掩模在以不连续增量 从一个位置到另一个位置或通过均一连续运动的方式是具有优势的。
本发明的实施例具有兼CT反向M"和透射成像的优点，其利用未分段的探 测器，并有效的利用有用光源量。基于以下结合附图的详细说明4^f吏本发明的其 4也4争点和伊C点显1L出来。


在附图中
图l是根据本发明第一实施例所构造出的用于检查目标的设备的示意图，其 中用调制的扇形M来照射待冲金目标； 图2是一维编码图案的例子；
图3A和3B是描述在目标《射企区域的照射上有效移动掩模位置的示意图； 图4是根据本发明第二实施例所构造出的用于检查目标的设备的示意图，其 中用调制的涌出M来照射待检目标； 图5是二维编码图案的例子；
图6描绘出利用图5中所示编码图案的二维掩模，其可在两个正交方向中完 全重叠的平移4奄才莫；
图7是滚动类型的二维编码图案的例子；
图8描绘出利用图7中所示编码图案的盘形可#^/掩模。
9^实施方式
图1是根据本发明第""i兌明性实施例所构造出的用于检查目标105的设备 100的示意图。设置的辐射源110用来照射目标105的待#企区域115，其可以是 由位置固定的x射线管120组成，能够将电子阳相應点聚焦为足够小直径从而满 足图像分辨率的要求，并位于固定光束准直仪125中。x射线管120的如此布置 形成了辐射的扇形Ml30，其在一个横向轴(垂至于附图的平面)上具有4艮窄 的角色散，并#另 一横向轴135中具有宽的角色散(典型的为45到90度)。 扇形光束130在图像产生处理期间为目标105的运动方向确定出平面一黄截，如以 下将^"讨i仑的。
利用位于光^^各径上的调制器140对扇形光束BO进行空间上的和时间上的 调制。调制器140可以是可移动ltr才莫145，由适当材料^J成，并具有适当的厚 度，从而在辐射源110所发射出的波长上完全不透明，这样走向掩模145完整区 域的扇形g 130的部分被目标105相应段F到当(如M所^JU的，名词"段"表 示形成目标105待检区域""^分的不连续区域)。掩模145具有一系列3Ul透射 窗口 150,使得扇形M的一些不连续段155可露出并在掩模145的任意给定位 置处照射到目标105持检区域115的相应段上。如在下文中进一步进行说明的那 样，孑L150的布置和尺寸大小(与邻近的掩模145的不透明区域有关)可设定为 一维编码阵列160。在典型的实施中，编码阵列160具有大约是50%的开口区域， 从而整个扇形光束量中的大约一半在掩模145的任意位置上是可照射到目标105 上的。任意的透射探测器165,其可以是分段的或是未分l殳的，在目标105相对 面上与扇形平面相交。在目标105的左侧设置至少一个未分段的反向，探测器 170，用于接收来自于目标105的反向散射的辐射。如处所使用的，反向储 的辐4^皮认为包括由待检物体105所散射的光源辐射，既包括不相干的(如康普 顿 ]")也包4甜目千的(如雷利散肘)，以^^会查目标中由光源辐射所激励的 原子的x射线荧光(XRF)，并且该反向，探测器170可探测这些反向散射辐 射类型中的一种或多种。反向f錄探测器170以及4链的透射探测器165将所接4t5'^l^信号的相应强度传送给处理器180，该处理器180处理信号，从而产生 待-险区域115的图像。反向WH罙测器170伏选的具有实际应用中大的有源探测 区域，从而可探测到反向M辐射的较大部分。本发明的某些实施可利用包括有 两个或更多未分段的探测器的阵列；然而，与J贿技术利用分l汰向Wt探测器 的现有技术方法形成对照，待检目标图像空间分辨率并不由反向"Mt探测器的尺 寸大小和/或数量来确定。
掩模145可以是圓柱形(或其他连续表面，例如环形或链形)，具有某一轴， 掩模在不连续旋转位置的序列中绕该轴移动(分度的)。可替换的，掩模可以连 续(未分度的)方式旋转。如图所示，掩模145可由任意适合的传送机构(未视 出)使其受控制的旋转，例如与掩才對M期关结的步进电机或音圈电机。可替换的， M过平行与轴135的适当移动才M戒使其以不连续移动位置^^而渐进移动的情 况中，掩模145可以是平面形状的。在掩模145中的孔150的图案使所选定的次 序能够获#^人满意的图像分辨率以及信噪比。王tt技术中(参看例如Gottesman 等A^表于1989年Applied Optics, 28 (20)的4344 - 4352页中的"New Family of Binary Arrays for Coded Aperture Imaging",在jt匕一并作为参考)，详纟田i兌明了用 于产生一维和二维均一冗余阵列(URA)以及改进的均一冗余阵列(MURA)的 技术，其具有用于编码孔成像应用的最优性质，包括有开口区域的高分数(大约 是整个区域的50。/。以及"么模的"解码函数，在图像区域产生均一的噪音相应。图 2描绘出编码阵列160的例子，其由一组以长度为37的线性MURA图案所布置 的孔150组成。具有URA和MUR图案的掩才純具有掩模图案的循环变化保持 均一相应的特性。参看前面所提及的Gottesman等A^斤著文章，也可解^Vf可用 斜URA或MURA来产生解码函数，以及如何向编码数据提供解码函数以产生 图像。可利用产生适合的一维和/或二维编码阵列的其他方法都以在现有技术中对 其进行了详细说明，这些编码阵列包括产品阵列，m序歹"，pn序列，以及Hadamard 差集。
掩模145的位置以AA寸大小使得在任意时刻由编码阵列160或编码阵列中
ii的循环变^^t扇形光束130进行调制。编码阵列160的长度必须与调制器140处 的扇形a 130的^1相匹配或超过其弧度。圓柱形(作为掩模145 )掩模的完 整旋转或平面掩模的完整平移移动可包括一个编码阵列图案或是编码阵列图案 的多次重复，但至多是掩模的一个阵列长度，从而对掩模145中任意一个位置上 的扇形光束130的可用部分进^i扁码。
当掩模145移动时，编码阵列160以循环方式对扇形光束130进行调制，从 而目标105其待检区域中的多个段根据编码序列接4t^不同量的辐射。需要注意 的是，空间与掩模145的阻塞(走向)通信的段可接"ti'J少量(相对于在于孔150 通信时所接4tJiJ的量)的通过临近于阻塞区域的孔150所透射过来的或是由设备 100 ^f錄面所反射或絲的乱真净謝。通过图3A和3B所图解说明的掩模145 的有效移动，其描绘出当掩模145处于初始旋转位置时，在目标105 (在这种情 况中，构成与目标105交叉的整个扇形光束130所确定出的窄带)中待检区域的 段305上所^lt出的照射图案。当掩模145在一个位置处旋專^多动时，如图3B 中所示，在旋转方向中照射图案是前进的。目标105中《射佥区i4i的斜段接收 照射编码序列，相对于段具有与掩模145位置相符的相^#。当M^段接"t5財艮 据编码序列而变化的辐射量时，来自于目标105(例如，反向散紂的和/或是透射 的辐射)的旋转辐射到达反向^t探测器170以及^it的透射探测器165处，产 生出代耒所接收到辐射强度的信号。探测器响应被记录，用于至少一个掩才莫移动 的完整循环，并且之后处理器180将相应的解码函数提供给^探测器的时间相 应，从而产生待检区域(例如，行扫描)的图像。目标105之后在箭头185所示 方向中相对于扇形光束130的平面前进(例如，利用传送带)到新的位置，以便 获得目标105中邻近区域(行扫描)的图像。可替换的照射，探测，记录，解码 以及目标105前进的这几个步骤可重复执行，直到构造出目标105的完整图像。 这个图像可以是，例如，在监视器上向操作者以实时显示的方式显示出来，或是 为晚些时候重放和分析而将其^t起来。
应当理解的是，与所参考的前面提及的Callerame等人所著文献所述的方法相比，本发明的实施例为了从探测器信号中重新获得空间信息并不依赖于对于具
有均一特征频率的空间变化照射序列的^f錢。事实上，不同端305接受照射的序 列可(并且典型的是将)分享多个同频率。在这种方式下，调制器140可被视为 提供光束130的非谐波调制。
图4描绘根据第二实施例所构造出的检ii殳备400，其利用了"涌出"M(也 护A,照射光^T展为两个正交维度)，而不是结合图1所述实施例中的扇形光 束，并且由此利用了光源可用量的更大部分。在这个实施例中，辐射源405具有 x射线管410以及在x射线管410周围布置的准直仪415,使辐射能如涌出^ 420^#出，在两个正交维度中具有宽的角色散。涌出尤表420穿过调制器422, 包括二维掩模425，其可在两个正交轴430和435中平移(利用，例如， 一个或 多个与掩模425扭^IT关结的步进电机)，从而获得所需的整个完整的光束图案， 并对图傳ii行编码。在可替换的实施中，掩才莫425可以是圓柱形，并JIJt过旋转 和平移纟奄才莫来实现照射序列。具有至少一个未分段的反向^j"探测器440，用于 接收来自于目标450所散射的净謝。设置任选的透射探测器455，其可以是分段 的也可以是未分段的，用来接^)缝过目标450所透射的辐射。为了产生完整的透 射图像，任选的透射探测器455应足够大从而能^^又整个涌出絲(然而注意， 如果对向前散射的或向前发射的辐射进4刊冢测，而不是对透射的辐射进4刊笨测， 则可利用小一些的探测器)。反向，探测器440和^i4的透射探测器455将代 表了所接Ht^辐射强度的信号传输给处理器460， M对信号进行处理从而产生 待检区域的二维图像。如果涌出光束420的尺寸在其与目标450相交^h超过了 目标450的相应尺寸(例如，如果待检区域包围整个目标450的全部)，则目标 450的整个图像可在目标保持固定时得到；jtW卜，通过产生多个局部图像来产生 出整个图像，其中每个局部图像实在目标450处于相对于涌出光束420不同位置 处时获得的，从而对分布在目标450的整个范围上的(二维)待检区域进行扫描， ^将局部图像组织到"^，从而产生处完整图像。照射，探测，探测器响应的 记录，以及二维图像的解码处理(并且，如果有必要，相对于光束重新配置目标)的次序，与在结合图1所述扇形光束系统中所使用而获得图像的次序相近似。如
图l中所示的实施例，调制器422提供光束420的非谐波调制，因为设备400为 了从探测器信号中重新获得空间信息并不^^负于对于具有均 一特征频率的空间 变化照射序列的^Jf]。
掩模425具有孔或透射窗口 465的图案，确定出二维编码阵列470。编码阵 列470可根据参考前面提及的Gottesman等A^斤著文献中所述正方形MURA方法 而产生。在图5中示出了一个利用正方形MURA方法产生出的编码图案的例子。 在这个情况中，可移动的掩模必须足够大从而肯&M住阵列区i劲口上两个平移方 向中每一个的整个重叠。由此，掩模大约是阵列区域的四倍大。图6描绘出以这
种方式设计的基于图5中编码图案的掩模425。
在图4中抬rii殳^^上的变化，利用二维#务模，将其设计成《4一个方向中平 移或旋转。图7表示出用于6x6像素阵列的滚动式编码图案，可将其构造成平面 矩形，连续带，或平盘形式的二维掩模。用于m乘n像素图像阵列的滚动式编码 图案可由长度为/的编码序列构成，其中Z大于mxn,并iLi:要相对于阵列宽度 m。长度为/的编码序列可以是参考如前面提及Gottesman等A^斤狄献中所述的 线性URA或线性MURA (图2描绘出这种类型的编码图案)，或^_具有必^~# 性的多个二进制序列，二进制序列的/单一循环嚇列组确定出/乘/矩阵，其是可 以反转的，并JIX转矩阵(解码矩阵)是幺模的-其所有元素具有同样的大小， 不同之处i5L^于标记不同。这种二进制序列可来源于二次剩余集，Hadamard差集， 循环差集，孪生素数集，或伪噪序列。所形成的编码图案通it^滚动宽度m上重 复提供长度为/的编码序列，对于所有/行，需要的话在下一行开始处巻绕。之 后整个掩模图案具有mx/的尺寸。如果掩模并不如连续带/A^端到开始而巻绕时， 则第一 (n-l)行必须在图案末端重复，从而调节重叠。
'图8表示出盘形掩模805的设计，其为6x6像素扇区形图像阵列而^ ]滚动 式编码图案。每个孔810的尺寸，形状以及布置^7了掩模旋转的某些不连续增 量而调整与预定栅格排成直线。在整个Jl"^设计中，所有的孔810均具有同样尺寸和形4火。
所设计出在一个方向中平移和旋转的掩模易于掩模运动，该运动是连续的而 不是渐进的。与辐射源和探测器连续操作相结合的连续的掩模运动，将很自然地 引起沿运动方向图像出l^莫糊。在与掩模前进同步的不连续^中或脉沖串的辐射 源的操作，可能会,氐或消除模糊影响。可替换的，探测器可用与掩模前进同步 的方式选通或关断。
将要认识到的是，本发明实施例所利用的编码孔成像技^N目对于其他成像技 术^J见出具有显著改进的信噪比(SNR) 。 Fenimore (发表于Applied Optics 1978 年17( 22 )的3562至3570页上的"Coded Aperture Imaging Predicted Performance of Uniformly Redundant Arrays")介绍了 一种用于计算在小3l4射斜几系统等效^l岸率 时URA J^扁码孔系统的SNR ("多个优点")改进的公式。该公式说明在等效分 辨率和源强度的快速移动点系统中MURA或URA^J扁码tt系统的多个优点。
利用非限制性例子的方iC4示出上述实施例。应该注意的M明包^fS可可 能的变形以A^公开实施例勤出上的改变。例如，虽然所公开的实施例中利用x 射线it^JM企查待检目标，可替换的实施其可利用在电磁波频谱(例如，伽马射 线，UV辐射，可见光)中^^也位置的辐射，粒子束流(例如，中子絲)，或 甚至是M波或声束。此外，可利用4封可适合的装置或装置的组合;JM又代前面一
公开的移动的掩才^r设，来对光束进行空间和时间上的调制。在一个例子中，调
制器可由快门孔的一维或二维阵列来组成，由此每个孔具有与之联结的快门，编 程使期艮据特餅列来打开和关闭。根据另一例子，掩模可被具有由辐射反射媒 介(例如，热解石墨)元素所构成的图案所替代，以获得编码光束。在这种设计
中，对于反射媒介来说，编码图案只不it^掩才^lL供编码图案补充。在又一实 施中，调制器可由可绕特定轴旋转的圓柱鼓状结构构成，具有一系列反射和非反 射材料延伸的表面的鼓通常与该特定轴平行。
对于某种特定类型的照射光束，将调制器与辐射源^在"^fe^有利的。在 这种集成结构的一个例子中，源/调制器可由辐射发射器阵列组成，每个发射器的输出将被独立调制(以与LED 4殳影器类如乂的方式)，从而合成^^任意给定时
刻均具有^见定的空间分布。
根据本发明的另一实施，用于形成辐射光束的准直仪结构可位于调制器(例
如，可移动掩模)与待检目标之间，而不是位于x射线管与调制器之间(如图l 和4中所示)。
如前面所注意的，术语"反向，豸謝"意欲包括由待检目标所M的光源辐 射，既包括不相千的(Compton，)又包4封目干的(Rayleigh散射)，以^ 《封全物体中由于光源辐射所激励的原子的x射线荧光(XRF)。如果反向嘲謝探 测器S2^有能量扩散能力或能量选择篩选能力，则原则上可能对待检目标表面内 或上的特定化学元素或元素组进行选择性成像。利用可移动编码掩模对光源照射 进e^扁码以及随后vM^斤探测到的信号中解码出图像的方法，对于成像XRF系统来 说与前面所述编码光表系统保樹目同。还要注意的是，在本发明的某些实施例中， 一个或多个探测器设置在目标的远侧(例如，在与源和调制器的相对的面上)， 用以在前进方向中接收和探测来自于待检目标所散財的辐射(包括有经由XRF 由目标所发射出的孝謝)。这^H兌明中的探测器也可酉e^有能量能量扩散能力或 能量选择筛选能力，用来对待检目标表面内或上的特定化学元素或元素组进行选 棒〖生成像
在特定实施中，为了減小孔的尺寸并供给关注目标的原地检查，可预期其组 合了检查设备中公共包^々两个或更多部件，例如汽车或集装箱。在一个例子中， 便携i(i金i^殳备可通过将光源，调制器，探测器和处理器部件集成到一个外壳内 而构造出来。
通常可以理解的是已结合某些说明性实施例的详细说明对本发明进行了说 明，前面所述内容意欲说明而并非限制本发明的范围，本发明的范围是由其权利 要求所限定出来的。其他方面，优点以及变形包括权利要求的范围内。
1权利要求
1、用于检查目标的设备，包括辐射源，用于产生沿至少一个横向方向延伸扩展的照射光束；调制器，置于辐射源与目标之间的照射光束路径内，用于以非谐波的时间变化的方式，对照射光束进行空间上的调制，从而目标中待检区域上的各个段根据预定时间序列均接收到不同量的辐射；至少一个探测器，响应待检区域上照射光束的照射，接收来自于目标的辐射发射；处理器，耦合到至少一个探测器上，用于处理由至少一个探测器所产生出的信号序列，从而构造待检区域的图像。
2、 根据权利要求l中所述的设备，其中调制器包括掩才莫，该掩才tt有透明 和不透明区域的编码阵列；以及移动机构，用于相对于照射g重复移动或连续 移动编码阵列。
3、 根据权利要求2中所述的设备，其中编码阵列是一维阵列。
4、 根据权利要求3中所述的设备，其中掩才tt有连续表面，并且移动才M勾 用来使掩模绕辐射源旋转。
5、 根据权利要求2中所述的设备，其中编码阵列是二维阵列。
6、 根据权利要求5中所述的设备，其中移动才/^勾构造成执行如下中的一种: 在第一和第二轴中J^上横穿照射光束的传播轴平移掩模，或平移并旋转掩才莫。
7、 根据权利要求5中所述的设备，其中编码阵列是沿着掩模圓周设置的， 并JJ多动糾勾旋转掩模。
8、 根据权利要求2中所述的设备，其中编码阵列包括一个或一系列均一冗 余阵列或是 夂进的均一冗余阵列。
9、 根据权利要求2中所述的设备，其中移动区域的总和大约是编码阵列整 个区域的百分之五十。
10、 根据权利要求1-4, 8和9中任一所述的设备，其中照射i^^是沿第一 维度延伸扩展的扇形光束。
11、 根据权利要求10中所述的设备，还包括用于在通常与第一方向正交的 方向中移动目标的传送带，如jtW寺检区域在目标或斜目关部分上得到进一步扫 描。
12、 根据权利要求l以及5-9中4—所述的设备，其中照射^^是沿第一 和第二维度延伸扩展的涌出光束。
13、 根据前述^-权利要求中所述的设备，其中照射光沬是电磁波辐射光束。
14、 根据权利要求13中所述的设备，其中照射it^是X射线M。
15、 根据权利要求1 - 12中任一所述的设备，其中照射it^是粒子束流。
16、 根据前述任一权利要求中所述的设备，其中设置至少一个探测器^]来 接收由目标所反向，出的辐射。
17、 根据权利要求1 - 15中任一所述的设备，还包括第^^笨测器，用来接收 由目标在前进方向中所透射的或散財的辐射。
18、 根据权利要求16中所述的设备，其中至少一个探测器包括能量扩散探 测器，并且所构造的处理器用于产生出目标内特定元素或特定元素组的^t图 像。
19、 根据权利要求16中所述的设备，其中伊遞地所构造的至少一个探测器 选择出选定特定元素组中的辐射特性。
20、 根据权利要求l中所述的设备，其中调制器包括可移动表面，在其上设 置有编码阵列，该编码阵列由a和非a材料的图案来确定。
21、 一种检查目标的方法，包4舌以下步骤 产生沿至少一个横向维度延伸扩展的照射光束；以非谐波的时间变化的方式对照射光^ii行空间调制，从而目标中待检区域 上的M段均接^lti'讨財射贞定时间序列的不同量的辐射；响应待检区域上照射光束的照射，接收来自于目标的辐射发射，并产生代表所接^J"辐射强度的信号序列；处理由信号序列，从而构造待检区域的图像。
22、 根据权利要求21中所述的方法，其中对光^ii行空间调制的步骤包括 相对于照射光束重复移动和连续移动掩模，该掩才tt有透明和不透明区域的编码 阵列。
23、 根据权利要求21和22中所述的方法，还包括重复移动目标的步骤，如 此可在目标上和其关注部分上对棒险区域进行进一步扫描。
24、 才財居权利要求21-23中^"~所述的方法，其中接收辐射的步骤包括接 ]棘自于目标的反向，的辐射。
25、 根据权利要求24中所述的方法，其中处理信号序列的步骤包括识 别辐射，该辐射具有一个或多个波长，或是特定元素或特定元素组的激励 捧性，并且构造出目标中特定元素或特定元素组的^ft图像。
全文摘要
一种用于检查目标的装置，利用扇形光束或涌出光束来照射目标的待检区域。调制器，可由可移动的掩模构成，对光束进行动态编码，从而待检区域的各个段均接收到根据预定时间序列变化的辐射量。对由接收来自于目标的辐射的反向散射探测器或任意透射探测器所产生出的结果信号进行解码，以此重新获得空间信息，从而可产生出待检区域的图像。
文档编号G01T1/29GK101568855SQ200780039699
公开日2009年10月28日 申请日期2007年10月24日 优先权日2006年10月24日
发明者斯蒂芬·I·谢夫斯凯 申请人:塞莫尼根分析技术有限责任公司