專利名稱：用于人員篩查的多重圖像的收集和合成的制作方法
用于人員篩查的多重圖像的收集和合成相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本發(fā)明要求2007年11月19日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第60/988，933號(hào)作為優(yōu)先權(quán)， 在此引用該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參考。技術(shù)領(lǐng)域和
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及對(duì)人員、包裹或者其它對(duì)象進(jìn)行X-射線成像以檢測(cè)出隱藏物體的領(lǐng) 域。目前使用反向散射和毫米波技術(shù)的人員篩查系統(tǒng)能夠提供代表被掃描的對(duì)象表 面的圖像，然而，由于其不能完全穿透整個(gè)被掃描的對(duì)象，所以缺少對(duì)位于對(duì)象遠(yuǎn)側(cè)上的感 興趣項(xiàng)目、或者返回與對(duì)象周圍背景類似的信號(hào)響應(yīng)的感興趣項(xiàng)目，或者巧妙隱藏在對(duì)象 上的項(xiàng)目進(jìn)行成像的能力。為提高這種篩查系統(tǒng)的檢查精確度，還需要可能必須將被掃描對(duì)象進(jìn)行重置的額 外掃描。這些額外的掃描需求，在可能提高檢查精確度的同時(shí)，也明顯降低了這種通常在進(jìn) 行大量掃描情況下工作的系統(tǒng)的吞吐速率。在這樣的應(yīng)用中特別需要一種以高吞吐速率精確并有效地成像并且只需要將被 檢查的對(duì)象暴露在低輻射量下的系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠獲得這些預(yù)期目標(biāo)的掃描裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供一種用于查明與對(duì)象相關(guān)的材料特征的裝置，在某 些實(shí)施方式中，產(chǎn)生對(duì)象的一個(gè)或者多個(gè)圖像。該裝置通常包括第一滑座、第二滑座、至少 一個(gè)垂直定位器，和至少一個(gè)檢測(cè)器。每個(gè)滑座包括源，該源適于產(chǎn)生入射在對(duì)象上的穿透 輻射射束。垂直定位器適于使每個(gè)滑座相對(duì)于對(duì)象沿著具有垂直分量的方向同步移動(dòng)。至 少一個(gè)檢測(cè)器在輻射與對(duì)象相互作用之后接收由至少一個(gè)源產(chǎn)生的輻射。檢測(cè)器可以置于 第一滑座上。對(duì)象可以是人。由每個(gè)源產(chǎn)生的穿透輻射可以為X射線輻射形式。每個(gè)源可適于產(chǎn)生鉛筆形輻射 射束。每個(gè)源還可以具有掃描儀，該掃描儀適于沿著與滑座運(yùn)動(dòng)方向交叉的方向移動(dòng)由源 產(chǎn)生的穿透輻射射束。每個(gè)掃描儀可以具有調(diào)制盤形式，并且調(diào)制盤可適于提供隔行掃描 射束。每個(gè)滑座可包括多個(gè)檢測(cè)器，每組多個(gè)檢測(cè)器可以包括散射檢測(cè)器和透射檢測(cè)器 中至少之一。第一滑座與第二滑座可以產(chǎn)生基本反向的穿透輻射射束。第一滑座的透射檢測(cè)器可處于與第二滑座的源基本相等的高度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第一和第二滑座可以在結(jié)構(gòu)上連接。兩個(gè)滑座可被 連接到同一個(gè)機(jī)械平臺(tái)上，其中至少一個(gè)定位器適于使該機(jī)械平臺(tái)沿著具有垂直分量的方 向移動(dòng)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)源是間歇發(fā)射源，以提供在時(shí)間上交替照射的圖形。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可以包括位移編碼器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，該裝置的定位器可以包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，該 旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)被連接到導(dǎo)螺桿、齒條齒輪裝置、電磁驅(qū)動(dòng)裝置、液壓活塞或者滑輪裝置上。在一個(gè)實(shí)施方式中，該裝置可以包括處理器，用于接收來(lái)自至少一個(gè)檢測(cè)器的信 號(hào)，并且至少根據(jù)該信號(hào)產(chǎn)生圖像，可以還包括處理器，利用電子方式將根據(jù)來(lái)自每個(gè)檢測(cè) 器的信號(hào)所產(chǎn)生的圖像進(jìn)行組合。根據(jù)本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施方式，該裝置還可以包括外殼，在操作過(guò)程中容納滑座和 至少一個(gè)定位器。至少一個(gè)固定檢測(cè)器可被連接到外殼上。該外殼可以是受環(huán)境控制的外 殼。外殼可從外部環(huán)境進(jìn)行密封。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)源可以是適于間歇照射對(duì)象的脈沖源。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式提供一種用于查明與對(duì)象相關(guān)的材料特征的裝置， 該裝置包括第一滑座、第二滑座和至少一個(gè)垂直定位器。第一滑座包括適于產(chǎn)生入射在對(duì) 象上的穿透輻射射束的源，和用于檢測(cè)由對(duì)象散射的穿透輻射的第一檢測(cè)器。第二滑座包 括用于檢測(cè)由第一滑座的源產(chǎn)生并透過(guò)對(duì)象的穿透輻射的第二檢測(cè)器。至少一個(gè)垂直定位 器適于使每個(gè)滑座相對(duì)于對(duì)象沿著具有垂直分量的方向同步改變位置。定位器可作用于第 一滑座以使其上的每個(gè)源相對(duì)于對(duì)象改變相對(duì)位置。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于查明與對(duì)象相關(guān)的材料特征的裝 置，該裝置包括兩個(gè)垂直布置的源陣列，適于產(chǎn)生穿透輻射射束；至少一個(gè)檢測(cè)器，用于在 輻射與對(duì)象相互作用之后接收由至少一個(gè)源產(chǎn)生的輻射；和控制器，用于激活與同陣列中 其它源相互獨(dú)立的至少一個(gè)陣列中的至少一個(gè)源。在一個(gè)相關(guān)實(shí)施方式中，該裝置的至少一個(gè)檢測(cè)器包括兩個(gè)垂直陣列的檢測(cè)器和 處理器，該處理器用于在特定時(shí)間間隔中對(duì)由每個(gè)檢測(cè)器接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在該裝置另一個(gè)相關(guān)實(shí)施方式中，包括掃描儀，其適于移動(dòng)由至少一個(gè)源產(chǎn)生的 至少一個(gè)穿透輻射射束。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式提供一種用來(lái)檢查對(duì)象的方法，該方法包括下列步 驟移動(dòng)第一滑座，第一滑座具有連接其上的第一源，該第一源適于產(chǎn)生入射在對(duì)象上的穿 透輻射射束；與第一滑座同步移動(dòng)第二滑座，該第二滑座具有連接其上的第二源，該第二源 適于產(chǎn)生穿透輻射射束；利用至少一個(gè)檢測(cè)器，在輻射與對(duì)象相互作用之后檢測(cè)由至少一 個(gè)源產(chǎn)生的輻射；根據(jù)由至少一個(gè)檢測(cè)器接收到的輻射，產(chǎn)生檢測(cè)器輸出信號(hào)；和根據(jù)檢 測(cè)器輸出信號(hào)鑒定對(duì)象。至少一個(gè)檢測(cè)器可被連接到第一滑座和第二滑座至少之一上。在該方法的一個(gè)相關(guān)實(shí)施方式中，還包括沿著與該滑座運(yùn)動(dòng)方向交叉的方向掃描 由源產(chǎn)生的穿透輻射射束。在該方法的另一個(gè)相關(guān)實(shí)施方式中，還包括根據(jù)由第一和第二檢測(cè)器檢測(cè)到的輻 射產(chǎn)生圖像。在該方法的還一個(gè)相關(guān)實(shí)施方式中，還包括下列步驟沿著與滑座運(yùn)動(dòng)方向交叉 的方向，掃描由連接到第二滑座的源所產(chǎn)生的穿透輻射射束；根據(jù)由第一和第二檢測(cè)器接 收到的輻射產(chǎn)生檢測(cè)器輸出信號(hào)；和根據(jù)從第一和第二射束檢測(cè)到的輻射產(chǎn)生圖像。在上 述檢查對(duì)象的任一方法中，對(duì)象可以是人。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式提供一種用來(lái)檢查對(duì)象的方法。該方法包括產(chǎn)生在 時(shí)間上變化高度的穿透輻射射束，該穿透輻射射束由被布置成沿著朝向?qū)ο蟮牡谝环较蛞?導(dǎo)輻射的至少一個(gè)第一源和被布置成沿著朝向?qū)ο蟮牡诙较蛞龑?dǎo)第二源的至少一個(gè)第 二源產(chǎn)生；利用至少一個(gè)檢測(cè)器，在輻射與對(duì)象相互作用之后，檢測(cè)由至少一個(gè)源產(chǎn)生的輻 射。至少一個(gè)第一源可以包括處于不同垂直高度的第一多個(gè)源，至少一個(gè)第二源包括置于 不同垂直高度的第二多個(gè)源。


本發(fā)明涉及對(duì)貨物或者任何其它包裹和/或?qū)ο筮M(jìn)行篩查的領(lǐng)域。通過(guò)參考后面的詳細(xì)說(shuō)明并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述特征會(huì)更加顯而易見，其 中圖1是用于對(duì)進(jìn)入成像裝置中的人員進(jìn)行掃描的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖2A和圖2B是連接到本發(fā)明滑座上的導(dǎo)螺桿型定位器的圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式被配置成使源可以交替掃描對(duì)象的兩個(gè)源和兩 個(gè)調(diào)制盤的俯視圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式所述的置于外殼中的檢查系統(tǒng)；圖5是現(xiàn)有技術(shù)中根據(jù)電子場(chǎng)發(fā)射的X射線的示意圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在反向散射成像應(yīng)用中使用一維陣列離散源；圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在反向散射成像應(yīng)用中使用二維陣列離散源；圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在反向散射成像應(yīng)用中使用一維陣列離散源 和固定組反向散射檢測(cè)器；圖9示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的圖像產(chǎn)生裝置，其中多個(gè)一維源陣列安裝在 一個(gè)圓筒上；圖IOA示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的主視圖，其中X射線從上方發(fā)射；圖IOB示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖，示出人員在穿過(guò)從上方發(fā)射的 多個(gè)X射線束的連續(xù)位置上；圖IlA示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的主視圖，其中X射線從對(duì)側(cè)發(fā)射；圖IlB示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖，示出人員在穿過(guò)從上方發(fā)射的 多個(gè)X射線束的連續(xù)位置上；圖12示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式使用多個(gè)反向散射成像系統(tǒng)的X射線檢查系 統(tǒng)的示意性橫截面圖；圖13示出圖12所示實(shí)施方式的X射線檢查系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖14示出利用在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所使用的電磁掃描儀的現(xiàn)有反向散射系 統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式定義，在本說(shuō)明書和附圖中所使用的定義，除非在上下文中有另有規(guī)定，否則下列 術(shù)語(yǔ)應(yīng)具有指明的意思?！盎?(carriage)是一種可移動(dòng)的系統(tǒng)，其包括穿透輻射的源和/或檢測(cè)器?；梢园ㄓ脕?lái)檢測(cè)輻射的檢測(cè)器；然而，滑座不必需包括檢測(cè)器?！按怪倍ㄎ黄鳌笔且环N系統(tǒng)組件，能夠沿著具有垂直分量的方向布置滑座。定位器 可以包括像電動(dòng)機(jī)等致動(dòng)器，和附帶的機(jī)械聯(lián)動(dòng)和耦合裝置?！按怪辈贾藐嚵小笔峭ǔ樵椿蛘邫z測(cè)器的多個(gè)物體，以具有垂直分量的結(jié)構(gòu)布置 以使垂直布置陣列源中的至少一個(gè)源處于與相同垂直布置陣列中至少一個(gè)其它源不同的尚度。圖1是對(duì)進(jìn)入到成像裝置附近的人員進(jìn)行掃描的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。 圖1所示并通常由數(shù)字10指定的成像裝置，使用能產(chǎn)生穿透輻射的兩個(gè)不同源以便在一次 掃描中對(duì)對(duì)象進(jìn)行掃描，并從兩個(gè)相對(duì)側(cè)面進(jìn)行成像，因而能夠有效識(shí)別任何隱藏物體。由 每個(gè)源產(chǎn)生的穿透輻射典型地為電磁輻射，例如X射線或者次毫米波輻射；然而，在某些情 況下，使用其它頻率范圍或者完全不同的粒子例如重子的電磁輻射，也可能是有利的。上述 不同源的區(qū)別在于允許每個(gè)滑座產(chǎn)生的一束穿透輻射促進(jìn)對(duì)象成像?？梢援a(chǎn)生包括根據(jù)在 對(duì)象任一側(cè)和/或頂部檢測(cè)到的透射和/散射輻射的圖像在內(nèi)的各種圖像。這些圖像可以 同時(shí)產(chǎn)生?？梢岳萌魏翁幚矸椒▽⑼瑫r(shí)產(chǎn)生的圖像進(jìn)行合成。該裝置的源102與滑座 100相連?；?00可以包括一個(gè)或者多個(gè)檢測(cè)器。為便于說(shuō)明，示出三個(gè)檢測(cè)器。所示的 三個(gè)檢測(cè)器包括可配置成用于前向散射檢測(cè)的檢測(cè)器104、可配置成用于透射檢測(cè)的檢測(cè) 器106，和同樣可配置成用于前向散射檢測(cè)的檢測(cè)器105。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚， 滑座并不限于包括三個(gè)檢測(cè)器或者特定類型的檢測(cè)器。特別地，每個(gè)檢測(cè)器可以被配置成 檢測(cè)超過(guò)一種形式的輻射?；梢园ㄒ粋€(gè)或者多個(gè)檢測(cè)器，滑座上的任何單個(gè)檢測(cè)器 可被配置成用作前向散射、透射、或者反向散射檢測(cè)器。通過(guò)修改檢測(cè)器輸出、檢測(cè)周期，和/或靈敏度，可以將檢測(cè)器配置成用來(lái)檢測(cè)特 定種類的輻射。例如，每個(gè)檢測(cè)器可以將檢測(cè)到的信息輸出給特別配置成用來(lái)處理檢測(cè)信 號(hào)的處理器。而且，可以根據(jù)檢測(cè)何種類型的輻射以規(guī)定時(shí)間間隔交替變化處理器的配置。 例如，檢測(cè)器可被配置成使得在源102產(chǎn)生輻射束過(guò)程中的時(shí)間間隔期間，檢測(cè)器104、105 和106被配置成用來(lái)檢測(cè)反向散射輻射，檢測(cè)器114和115被配置成檢測(cè)前向散射輻射，而 檢測(cè)器116被配置成檢測(cè)透射輻射。在同一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器可以被配置成使得在由產(chǎn) 生輻射束的源112限定的另一個(gè)時(shí)間間隔期間中，檢測(cè)器114、115和116被配置成用來(lái)檢 測(cè)反向散射輻射，檢測(cè)器104和105被配置成用來(lái)檢測(cè)前向散射輻射，而檢測(cè)器106被配置 成用來(lái)檢測(cè)透射輻射。這只是檢測(cè)器可以如何被配置來(lái)操作以及該結(jié)構(gòu)可按照所提供的系 統(tǒng)和具體應(yīng)用進(jìn)行處理的一個(gè)例子。因此，根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式可以提供在此不必 明確描述的各種結(jié)構(gòu)。與滑座100類似的滑座110包括與其連接的三個(gè)檢測(cè)器。這三個(gè)被連接到滑座 110上的檢測(cè)器包括可被配置成用來(lái)檢測(cè)前向散射輻射的檢測(cè)器114、可被配置成用來(lái)檢 測(cè)透射輻射的檢測(cè)器116，和同樣也可被配置成檢測(cè)前向散射輻射的檢測(cè)器115。這些檢測(cè) 器與滑座100上的那些檢測(cè)器一樣，每個(gè)檢測(cè)器可被配置成如上所述的用來(lái)檢測(cè)包含前向 散射、透射和/或反向散射輻射在內(nèi)的各種類型的輻射。在整個(gè)掃描過(guò)程中，每個(gè)滑座100和110基本上都保持在同一高度上。每個(gè)滑座 100和110通常都被連接到單個(gè)垂直定位器上，垂直定位器使滑座分別沿著由線108和118 示出的軌跡移動(dòng)，如圖2A中進(jìn)一步示出。這些定位器沿著大致垂直的方向以相同速率移動(dòng)滑座，以使每個(gè)滑座在移動(dòng)過(guò)程中彼此保持大致相同的高度。所示的掃描系統(tǒng)還包括固定 的側(cè)向散射檢測(cè)器122，在掃描中用來(lái)檢測(cè)大致垂直散射的輻射。在滑座彼此同步垂直移動(dòng)的同時(shí)，圖1所示的源水平掃描對(duì)象120，在輻射與對(duì)象 相互作用之后，可以由置于相對(duì)的第二滑座上的檢測(cè)器檢測(cè)由置于第一滑座上的第一源所 產(chǎn)生的輻射。此外，在輻射與對(duì)象相互作用之后，置于相對(duì)的第一滑座上的檢測(cè)器可以檢測(cè) 由置于第二滑座上的第二源所產(chǎn)生的輻射。輻射檢測(cè)的類型可以包括透射和/或散射檢 測(cè)。盡管在圖1的滑座中沒(méi)有具體示出反向散射檢測(cè)器，然而滑座可包括被配置成用來(lái)檢 測(cè)反向散射輻射的檢測(cè)器。在檢測(cè)器被配置成用來(lái)檢測(cè)反向散射輻射的一個(gè)實(shí)施方式中， 如上述實(shí)施例所述，檢測(cè)器可以檢測(cè)由與檢測(cè)器置于同一滑座上的源所產(chǎn)生的輻射。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)滑座的源可適于產(chǎn)生鉛筆形射束X射線。這可以通 過(guò)使用準(zhǔn)直儀或者產(chǎn)生穿透輻射的窄束的任何裝置來(lái)獲得。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中的源還 可適用于沿著與滑座行進(jìn)的大致垂直方向交叉的方向?qū)?duì)象進(jìn)行掃描?？梢允褂冒ǖ?不局限于調(diào)制盤、電磁轉(zhuǎn)向裝置或者任何其它掃描系統(tǒng)在內(nèi)的裝置進(jìn)行掃描。圖1還示出一個(gè)滑座上的檢測(cè)器與另一個(gè)滑座上的源的相對(duì)位置，具體地示范出 源和檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)。在圖1所示的實(shí)施方式中，每個(gè)源位于與可被配置成用于透射檢測(cè)的 相對(duì)的檢測(cè)器的高度相對(duì)應(yīng)的位置上。具體來(lái)說(shuō)，滑座Iio的檢測(cè)器116具有與滑座100上 的源102大致相同的高度，反之，滑座110上的源112與滑座100上的檢測(cè)器106也一樣。在一個(gè)實(shí)施方式中，在每個(gè)滑座上可被配置成用來(lái)檢測(cè)前向散射輻射的兩個(gè)檢測(cè) 器被設(shè)置成在與垂直方向上與對(duì)應(yīng)的源錯(cuò)開一距離，以檢測(cè)由入射在對(duì)象上的穿透輻射束 所產(chǎn)生的散射輻射。盡管檢測(cè)器106可被配置成用來(lái)檢測(cè)散射輻射，然而在檢測(cè)源112的 射束與置于兩滑座之間的對(duì)象相互作用的前向散射輻射方面，檢測(cè)器104和105可能比檢 測(cè)器106更加理想。類似地，檢測(cè)器116可被配置成用來(lái)檢測(cè)前向散射輻射，但由于檢測(cè)器 114和115與源102在垂直方向上錯(cuò)開，因而在由源102產(chǎn)生的射束與對(duì)象相互作用的前向 散射輻射方面，檢測(cè)器114和115可能比檢測(cè)器116更加理想。為了獲得滑座的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，可以設(shè)置允許滑座作為一個(gè)整體移動(dòng)的連接結(jié)構(gòu)。在使用中，對(duì)象進(jìn)入檢查系統(tǒng)附近，然后滑座垂直移動(dòng)，同時(shí)在對(duì)象一次通過(guò)時(shí)從 至少兩側(cè)對(duì)對(duì)象進(jìn)行掃描。當(dāng)新的對(duì)象進(jìn)入到入口以掃描時(shí)，滑座可以從其當(dāng)前位置，沿著 與前一次掃描移動(dòng)的相反方向垂直移動(dòng)，開始掃描對(duì)象。例如，當(dāng)滑座沿著減小高度的垂直 方向移動(dòng)來(lái)掃描一個(gè)對(duì)象，在完成該掃描并且在下一個(gè)對(duì)象進(jìn)入之后，滑座沿著增大高度 的垂直方向移動(dòng)來(lái)掃描下一個(gè)對(duì)象。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)滑座可以包括源，而不具有任何連接到可移 動(dòng)滑座上的檢測(cè)器。例如，每個(gè)滑座100和Iio可不設(shè)置檢測(cè)器104、105、114、115和116 中的任一個(gè)。在該實(shí)施例中，可以設(shè)置固定檢測(cè)器，當(dāng)滑座移動(dòng)并且交替激活源時(shí)，檢測(cè)透 射和/或散射輻射。本實(shí)施例中的固定檢測(cè)器仍然可以是可配置的。該固定檢測(cè)器例如可 設(shè)置成在滑座行進(jìn)的大致長(zhǎng)度上延伸的陣列，因而使其可以像圖1所示的連接到滑座上的 檢測(cè)器那樣檢測(cè)輻射。盡管圖1 一般地示出分別具有一個(gè)源的每個(gè)滑座，然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可僅 在兩個(gè)滑座之一上設(shè)置一個(gè)源并且在與源所在的同一滑座上設(shè)置散射檢測(cè)器，在反向布置 的滑座上設(shè)置對(duì)應(yīng)的透射或者前向散射檢測(cè)器?？蛇x地，圖1所示的裝置能夠利用一個(gè)滑座上的唯一的源進(jìn)行工作，產(chǎn)生穿透輻射，在對(duì)象120成像時(shí)，反向布置的滑座獨(dú)自檢測(cè)由 上述滑座產(chǎn)生的輻射。圖2A是被連接到本發(fā)明滑座上的導(dǎo)螺桿型定位器的圖示。圖2A所示且通常用數(shù) 字11指定的成像裝置，示出被連接到滑座100和110上的導(dǎo)螺桿200和210，以便當(dāng)在此 用作定位器的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)螺桿電動(dòng)機(jī)201和202被同時(shí)操作時(shí)，使滑座100和110沿著各個(gè)導(dǎo) 螺桿的轉(zhuǎn)軸沿大致垂直方向移動(dòng)。該圖示出一種類型的定位器，其可使本發(fā)明的滑座獲得 必要的移動(dòng)；然而，本發(fā)明的實(shí)施方式可以包含能夠使滑座移動(dòng)的其它系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以 包括，但并不局限于，齒條齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、可利用電磁動(dòng)力裝置的電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng) 或者滑輪系統(tǒng)。本發(fā)明還包括由連接到滑座上的單獨(dú)一個(gè)定位器來(lái)移動(dòng)滑座。該定位器可 以僅包括一個(gè)定位器，具有連接到一個(gè)以上滑座上的機(jī)械平臺(tái)?？蛇x地或者額外地，定位器 可包括允許一個(gè)滑座或者多個(gè)滑座沿著除垂直方向之外的方向進(jìn)行移動(dòng)的系統(tǒng)。所述的任 一種系統(tǒng)，或者所使用的任何其它定位器，可以由控制器進(jìn)行控制，控制器包含移位編碼器 212以將滑座移動(dòng)到特定位置或者移動(dòng)特定位移。控制器還可以控制獲得移動(dòng)的速率或者 其它與滑座移動(dòng)相關(guān)的變量。在一個(gè)實(shí)施方式中，與定位器連接到滑座上相反，定位器可被連接到對(duì)象120可 置于其上的可移位部件上。在定位器被連接到對(duì)象120可置于其上的可移位部件上的實(shí)施 方式中，例如位于兩個(gè)滑座之間的機(jī)械平臺(tái)上，定位器可以沿著具有垂直分量的方向變化 部件的高度，以便滑座掃描對(duì)象或者對(duì)象的某些區(qū)域。因?yàn)閮蓚€(gè)實(shí)施方式都提供了對(duì)象相 對(duì)于滑座的相對(duì)方位的變化，同時(shí)使每個(gè)滑座的高度保持為相對(duì)于另一滑座不變，因此在 該實(shí)施方式中也可以得到沿著具有垂直分量的方向同時(shí)移動(dòng)滑座所產(chǎn)生的相同圖像。圖2B是用于對(duì)進(jìn)入成像裝置中的人員進(jìn)行掃描的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的側(cè)面 圖。如上所述，源可以彼此錯(cuò)開，以使每個(gè)源處于與可被配置成用于所需類型檢測(cè)的相對(duì)的 檢測(cè)器的高度相對(duì)應(yīng)的位置上。例如可配置成用于透射檢測(cè)的檢測(cè)器處于一個(gè)滑座上與位 于反向布置滑座上的源相匹配的垂直高度上。在圖2B中通常由數(shù)字12指定的成像裝置， 示出可以通過(guò)偏置對(duì)應(yīng)的滑座(此處為滑座250和260)使源(此處為源252和源262)偏 置。例如，如果滑座都類似地配置有中央定位并從滑座中央位置產(chǎn)生一束穿透輻射束的源， 則每個(gè)滑座可被連接到各定位器的一個(gè)高度上，由此一個(gè)滑座與其它滑座垂直偏置，以使 每個(gè)滑座的各個(gè)源相對(duì)于其它滑座上的源垂直偏置。該裝置仍然能夠使用如述的可配置檢 測(cè)器。具體地，在激活源252的時(shí)間間隔中，檢測(cè)器253和254可被配置成用來(lái)檢測(cè)反向散 射輻射，檢測(cè)器264可被配置成用來(lái)檢測(cè)透射輻射，而檢測(cè)器263可被配置成用來(lái)檢測(cè)前向 散射輻射。而且在激活源262的時(shí)間間隔中，檢測(cè)器263和264可被配置成用來(lái)檢測(cè)反向 散射輻射，檢測(cè)器253可被配置成檢測(cè)透射輻射，而檢測(cè)器254可被配置成用來(lái)檢測(cè)前向散 射輻射。圖2B還示出導(dǎo)螺桿251和261，當(dāng)導(dǎo)螺桿由電動(dòng)機(jī)255和265驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，為滑座 250和260提供沿著大致垂直方向的運(yùn)動(dòng)。圖3是兩個(gè)源的俯視圖，具有調(diào)制盤的兩個(gè)源被配置成以使源可以交替產(chǎn)生入射 在對(duì)象上的輻射。在圖3中用數(shù)字13指定成像裝置。本發(fā)明包含使源適于以不同時(shí)間間 隔產(chǎn)生入射在對(duì)象上的輻射。可以通過(guò)利用穩(wěn)態(tài)的透射源或者利用在不同時(shí)間間隔中透射 輻射的脈沖源來(lái)實(shí)現(xiàn)。在使用穩(wěn)態(tài)透射源的情況下，源可以設(shè)有調(diào)制盤，該調(diào)制盤具有例如額定數(shù)目二分之一的狹縫。該裝置因而設(shè)有控制器，該控制器適于在多個(gè)定位器或者一個(gè) 定位器沿著大致垂直方向同步移動(dòng)滑座的同時(shí)，使這兩個(gè)源同步照射對(duì)象以使其在特定的 時(shí)間間隔中交替產(chǎn)生入射在對(duì)象上的輻射，以獲得對(duì)象兩側(cè)的全寬度掃描。在圖3中，從俯視的角度示出第一和第二滑座300和310。每個(gè)滑座示出用來(lái)產(chǎn)生 穿透輻射302和312的源301和311。穿透輻射可以在由使用的源所指定的范圍內(nèi)產(chǎn)生， 并不試圖受圖示的限制。源的范圍是通過(guò)輻射束被掃描或者被掃過(guò)來(lái)限定的范圍。線315 和線305示出該范圍。線315表示源311產(chǎn)生的射束掃過(guò)的范圍或者窗口。線305表示源 301產(chǎn)生的射束掃過(guò)的范圍或者窗口。由標(biāo)記320示出的對(duì)象放置在兩個(gè)滑座之間以掃描。 源產(chǎn)生一束由調(diào)制盤304和314掃過(guò)的輻射。調(diào)制盤包括開口 303和313，當(dāng)調(diào)制盤以大致 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)時(shí)，允許由各個(gè)源產(chǎn)生的穿透輻射通過(guò)這些開口發(fā)射出去。調(diào)制盤的旋轉(zhuǎn)可 以包括全部360度旋轉(zhuǎn)或者更少一些。調(diào)制盤的旋轉(zhuǎn)還可包括振動(dòng)旋轉(zhuǎn)或者任何其它允許 輻射被掃描的運(yùn)動(dòng)。調(diào)制盤被設(shè)計(jì)成有效屏蔽在下述時(shí)間間隔中從源發(fā)射的輻射，其中在 該時(shí)間間隔期間任何開口 303和313都不處于從它們各自的源發(fā)射的輻射方向的前方。因 而，調(diào)制盤可以由鉛或者其它能有效屏蔽由使用的源所產(chǎn)生輻射的適宜材料制成。如圖所 示，射束316開始掃過(guò)范圍315，與此同時(shí)調(diào)制盤304屏蔽由源301產(chǎn)生的輻射302。當(dāng)沿 著垂直方向?qū)⒒迫牖蛘咭瞥鲰?yè)面的平面時(shí)，射束會(huì)繼續(xù)交替掃描，以便獲得對(duì)對(duì)象的 全面掃描。也可以采用其它配置來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的交替照射方案。圖4是在操作過(guò)程中置于容納滑座和至少一個(gè)定位器的外殼中的檢查系統(tǒng)的圖 示。外殼450可以包括對(duì)象可以進(jìn)入以掃描的入口 451?？梢詫⑼鈿ぴO(shè)置成活動(dòng)形式。所 示的外殼設(shè)有滑座400和410，可以包含特定掃描應(yīng)用所需要的預(yù)期檢測(cè)器源組合。這些滑 座沿著大致垂直方向移動(dòng)。外殼450還可以包括固定的散射檢測(cè)系統(tǒng)，例如系統(tǒng)451。該外 殼可以包括位于容器頂部、底部或者任何其它側(cè)面的固定檢測(cè)器?？梢詥为?dú)查看或者處理 從每個(gè)檢測(cè)器獲得的信息，也可以與來(lái)自包括位于滑座上的檢測(cè)器在內(nèi)的其它檢測(cè)器的信 息進(jìn)行組合處理，以獲得與被掃描對(duì)象上的隱藏物體有關(guān)的更多細(xì)節(jié)。外殼還可以包括現(xiàn) 場(chǎng)檢查控制和分析系統(tǒng)，外殼也可以適用于遙控分析系統(tǒng)。該外殼可以提供有環(huán)境控制裝 置，以便可以調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度、濕度、氣壓、微生物或者污染物含量，或者其它環(huán)境因素。該外 殼可以從周圍的外部環(huán)境密封外殼的內(nèi)部。本發(fā)明的某些實(shí)施方式可以涉及通過(guò)使用多個(gè)可單獨(dú)被激活的X射線源的穿透 輻射來(lái)檢查物體的方法和系統(tǒng)，如美國(guó)專利公開第2007/0258562號(hào)中所述，在此引用其全 部?jī)?nèi)部作為參考。X射線源可以基于場(chǎng)發(fā)射陰極，與熱離子源相比，在空間和時(shí)間分辨率上均具有優(yōu) 勢(shì)。因?yàn)閳?chǎng)致發(fā)射的電子由高電場(chǎng)產(chǎn)生，不需要熱量，因此這些電子發(fā)射器通常被稱作冷陰 極。由這種裝置發(fā)射的電子束具有較低的散度，因此易于聚焦。而且，使用當(dāng)前的技術(shù)，源 幾乎同時(shí)響應(yīng)，提供可比得上控制電路時(shí)間分辨率的時(shí)閘能力，并且可能有毫微秒那么快。在Medical ImaRing 2006 (SPIE 會(huì)議錄，Vol. 6142，2006 年 3 月 2 日)Zhang 等人 的 A Multi-beam X-ray Imaging System Based on Carbon Nanotube FieldEmitters 中 報(bào)導(dǎo)由北卡羅來(lái)納州的Research Triangle Park的Xinteck，Inc.制造的5個(gè)X射線源的 線性陣列，基于使用納米碳管(CNT)陰極，每個(gè)具有200-300 μ m的焦斑。在報(bào)告中指出，在 0. I-ImA范圍內(nèi)的電子流處于40-60kVp加速電壓。冷陰極的使用壽命預(yù)計(jì)超過(guò)2000小時(shí)。對(duì)于200kV的加速電壓，已測(cè)量出射束具有13mA電流。在此引用上述Zhang等人的論文作 為參考。利用當(dāng)前處于現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)內(nèi)的技術(shù)可以預(yù)想具有1000像素每米和脈沖重復(fù)率 在IOMHz的裝置。^t 75 Rev. Sci. Instrument, p. 3264(2004) ψ Cheng 等人 Dynamicradiography using a carbon-nanotube-based filed-emission X-ray source 中同樣描述了在 X 身寸線 源的環(huán)境中使用CNT冷陰極，而在Zhang等人的Staionaryscanning χ-ray source based on carbon nanotube field emitters,86 Appl. Phys. Lett. ,p. 184104(2005)中掃 描環(huán)境中使用CNT冷陰極源陣列，在此引用其全文作為參考。而且,在 Zhang 等人的 A nanotube-based field emission χ-ray source formicrocomputed tomography, 76Rev. Sci. Instruments, p. 94301 (2005)中討論了在層析 X射線攝影法中使用CNT冷陰極源陣列，同樣在此引用作為參考。離散的冷陰極源可有利地為源提供按順序的電啟動(dòng)，并且具有較低的等待時(shí)間 (在毫微秒范圍內(nèi))，因而形成鉛筆形射束，這一方法通常在X射線成像的現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)， 或者，可選地，在規(guī)定時(shí)間選擇源的圖形(pattern)以形成編碼束。CNT的發(fā)展需要克服與 電流穩(wěn)定和陰極使用壽命有關(guān)的重要技術(shù)挑戰(zhàn)。在圖5中，通常用數(shù)字1010指定的冷陰極X射線源的常規(guī)操作，在現(xiàn)有技術(shù)中已 被充分理解，在此參考圖5進(jìn)行描述。冷陰極的布置有利地允許進(jìn)行很高程度的控制。由 控制電路1013控制的門極1012與陰極1014之間的電壓Vge控制電子1015的電流，而陰極 1014與陽(yáng)極1016之間的電壓Vea還可以用作X射線靶，其控制碰撞X射線靶1016的電子 能，而施加到聚焦電極1018上的電壓確定電子束斑點(diǎn)尺寸。盡管圖5示出了通過(guò)反射X射線靶1019產(chǎn)生X射線的裝置，然而在本發(fā)明的范圍 內(nèi)還可以利用透射X射線靶。根據(jù)本發(fā)明，用于X射線成像的離散X射線源的應(yīng)用是根據(jù)X射線源陣列的維度 (一維、二維或者三維)、掃描模式(光柵或者圖形)、不同或各種能量的動(dòng)態(tài)使用和使用時(shí) 閘進(jìn)行變化的。參考圖6描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。X射線源1022的一維陣列1020設(shè)置成在其 縱(典型地為豎直)軸1021的一側(cè)或者多側(cè)上設(shè)有反向散射檢測(cè)器1023。整個(gè)裝置1024 可以沿著典型地為水平的橫向方向1025平移，以便以逐行為基礎(chǔ)產(chǎn)生圖像?？蛇x地，陣列 1020可以圍繞縱(典型地為豎直)軸1021旋轉(zhuǎn)，以使X射線束1026沿著橫向方向(同樣 典型地為水平地)掃描，因而產(chǎn)生逐行圖像，而無(wú)需移動(dòng)整個(gè)裝置。通過(guò)在一時(shí)刻快速連續(xù) 啟動(dòng)一個(gè)源1022垂直地對(duì)源作光柵掃描，就會(huì)產(chǎn)生圖像行?，F(xiàn)在參考圖7，二維源陣列1030可以不具有機(jī)械移動(dòng)部件，并允許在非常短的時(shí) 間內(nèi)覆蓋預(yù)定的立體角(由源1032的總數(shù)及其散度確定)?？梢允褂门cCRT或者圖形射束 (Hadamard或者其它編碼機(jī)構(gòu))類似的光柵掃描機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施方式，參照?qǐng)D8對(duì)由通常由數(shù)字1040指定的具有受控速度 的系統(tǒng)進(jìn)行描述。一個(gè)或者多個(gè)反向散射檢測(cè)器1042是固定的，而源陣列1044靠近檢測(cè) 器1042或者在檢測(cè)器1042之間沿著方向1045以恒定速度前后平移。還可以以如的后面 描述的隔行掃描模式來(lái)使用本系統(tǒng)。利用例如圖9所示的相關(guān)實(shí)施方式可獲得更多的功能，在該實(shí)施方式中，兩個(gè)或者多個(gè)一維X射線源陣列1051、1052安裝在圓筒1054上。因?yàn)榭梢愿咚匐妴?dòng)和關(guān)閉陣 列，因此只啟動(dòng)產(chǎn)生用來(lái)照明目標(biāo)(未示出)的X射線束1055的陣列，其它陣列關(guān)閉，因此 不需要將一個(gè)陣列與其它陣列屏蔽開。該模型的多功能性在于其本身能夠包含隔行掃描圖 形，如現(xiàn)在所述，并且能夠連續(xù)累積圖像?？蛇x地，可以設(shè)置兩個(gè)圓筒以產(chǎn)生入射在對(duì)象兩 側(cè)上的輻射。每一陣列中的源可設(shè)有用于獨(dú)立激活源的控制器。在因技術(shù)或者設(shè)計(jì)上存在限制的某些情況下，隔行掃描是有用的，兩個(gè)源之間的 最小距離為1cm，而具體應(yīng)用所需的分辨率要求源間隔4mm布置。在圓筒上，三維陣列以彼 此成120度布置且垂直錯(cuò)開3. 33mm。每個(gè)陣列會(huì)掃描分開Icm的行，但是因?yàn)榇怪卞e(cuò)開的 距離，因此圓筒完全旋轉(zhuǎn)的合成圖像會(huì)具有3. 33mm的分辨率。該操作模式被稱作“隔行掃 描模式”。對(duì)于圖8中所示的系統(tǒng)，可以在每次水平通過(guò)時(shí)垂直平移陣列來(lái)提供隔行掃描成 像。根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施方式，被配置成線性或者二維的納米碳管X射線源有序 地被觸發(fā)，如上所述。在本發(fā)明在此描述和在所述的任一權(quán)利要求中要求的范圍內(nèi)，也可以 利用以類似方式利用現(xiàn)存的或者在未來(lái)可能會(huì)開發(fā)出來(lái)的其它離散X射線源。使用本發(fā)明該類型的X射線源陣列，因?yàn)橄铝性蚨貏e有利X射線源可以非常緊湊，特別是沿著X射線發(fā)射線的范圍。利用線性陣列的X射線束有利地減少與單點(diǎn)光源有關(guān)的圖像失真；產(chǎn)生X射線的方法在圖像獲取、設(shè)備的布局和占地面積上具有靈活性，比目前基 于單點(diǎn)X射線源系統(tǒng)優(yōu)越得多；通過(guò)使用有序觸發(fā)的線性陣列X射線源，在源之間沒(méi)有干擾的情況下獲得反向散 射圖像。本發(fā)明，在采用同時(shí)捕獲被掃描人員的兩面或者多面視圖時(shí)，有利地提高了被檢 查的對(duì)象的吞吐量。下面參考圖IOA描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式。被配置成線性陣列1111或者二 維陣列的納米碳管X射線源組1110，被布置在被掃描人員1112的上方(如圖所示)或者側(cè) 面。應(yīng)該理解示出人員作為檢查的代表物體，然而在此教導(dǎo)的裝置和方法對(duì)于任何物體，無(wú) 論是有生命的還是無(wú)生命的，都具有應(yīng)用價(jià)值。散射檢測(cè)器1114，可以為反向散射或者側(cè)向散射檢測(cè)器，例如被布置以捕獲散射 的X射線。被掃描人員步行通過(guò)或者利用諸如輸送裝置1118或者交通工具等被輸送通過(guò)X 射線束1116。還可以設(shè)置手柄1119。根據(jù)已知的算法，可以有序激活單個(gè)源1110以提供 空間分辨率。圖IOB示出對(duì)象1112穿過(guò)通常由數(shù)字1100指定的檢查站的連續(xù)位置。檢查 站1100具有前源1160和后源1162，每個(gè)源可以包含線性陣列，例如圖IOA示出的源1111， 每個(gè)源由沿著穿過(guò)頁(yè)面的軸布置的多個(gè)離散的X射線源組成。對(duì)象1112可以步行，或者由 輸送裝置1118輸送，以此方式以便在穿過(guò)檢查站過(guò)程中由每個(gè)源1160和1162對(duì)他/她的 不同部位進(jìn)行掃描。圖IlA和圖IlB中示出根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，其結(jié)構(gòu)與目前使用的金屬 檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)近似。如圖IlB的俯視圖所示，X射線源陣列1210發(fā)射X射線1212，在圖6A 的主視圖中看得最清楚。陣列1210可被設(shè)置成垂直布置的陣列。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 方式，每個(gè)陣列中的每個(gè)源可以與陣列中的其它源獨(dú)立激活。當(dāng)對(duì)象1112穿過(guò)通常由數(shù)字1200指定的檢查站時(shí)，X射線1212照射在對(duì)象身上。散射檢測(cè)器1220檢測(cè)由對(duì)象1112或 者由受檢人攜帶或者穿戴的物體散射的輻射。散射檢測(cè)器1220根據(jù)檢測(cè)的穿透輻射產(chǎn)生 散射信號(hào)，處理器1230根據(jù)已知的算法處理散射信號(hào)，以檢測(cè)并識(shí)別威脅材料和物體，或 者換句話說(shuō)，在顯示監(jiān)控器1240上顯示被檢查物體經(jīng)適宜處理過(guò)的圖像。在任何一種情況 下，產(chǎn)生圖像。在此使用以及在任一權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)“圖像”，表示與被檢查物體的空 間不同部件相對(duì)應(yīng)的有序陣列值。由于幾何學(xué)可以減少圖像數(shù)據(jù)的失真和陰影，通過(guò)減少 圖像失真和陰影可有效利用基于形狀識(shí)別的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。這些優(yōu)點(diǎn)還可以應(yīng)用到常規(guī)透 射和反向散射包裹系統(tǒng)中。可選地，可以利用例如掃描儀2104 (圖14中示出)和在2002年7月23日提交的 發(fā)明名禾爾為"Method and Apparatus for Generating SequentialBeams of Penetrating Radiation(產(chǎn)生穿透輻射有序射束的方法和裝置)，，的美國(guó)專利第6，421，420號(hào)中所述的 那些電磁掃描儀，在此引用作為參考。源2412提供一束加速到目標(biāo)2160表面上的帶電粒 子2140。電磁波束導(dǎo)向器2418可以是引導(dǎo)電磁波束的任何裝置，例如磁軛或者靜電軛。穿 透電磁輻射由目標(biāo)2160發(fā)射，并穿過(guò)置于與目標(biāo)隔開特定距離的準(zhǔn)直儀2422，因而產(chǎn)生有 序的平行輻射束。如果掃描點(diǎn)系統(tǒng)是通過(guò)例如旋轉(zhuǎn)環(huán)(rotating hoop)和調(diào)制盤等機(jī)械裝置來(lái)實(shí)現(xiàn) 的，則可以通過(guò)使機(jī)械盤元件同步運(yùn)動(dòng)并利用相位偏移來(lái)偏置從而滿足上述標(biāo)準(zhǔn)。在美國(guó) 專利第7，400，701號(hào)中論證了能夠?qū)崿F(xiàn)上述操作的系統(tǒng)，在此引用其全部?jī)?nèi)部作為參考。 因而，例如，如果旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)直儀以限定射出的X射線束2023的路徑，則可以利用現(xiàn)有技術(shù)中已 知的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制器系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)直儀旋轉(zhuǎn)。通過(guò)將扇形孔徑(射束總共掃過(guò)的角度，即 單個(gè)源的極值射束2023和2024之間的角度)設(shè)置成等于工作周期的2 ji倍來(lái)控制工作周 期。在可利用電子學(xué)方法控制發(fā)射輻射的系統(tǒng)中，可以完全由電子設(shè)備或者軟件來(lái)控制以 設(shè)置任何預(yù)期順序的照射或者掃過(guò)的范圍，本發(fā)明對(duì)此沒(méi)有限制。由于在時(shí)間上排序可以減少或者消除干擾，所以和其它方式相比，可以將源布置 得盡可能更近。具體地，源2013、2015和2017可以布置在同一平面內(nèi)，這樣無(wú)論物體以何 種速度穿過(guò)成像器，有利地都允許對(duì)X射線幾乎同時(shí)地進(jìn)行開關(guān)控制。所述系統(tǒng)可有利地提供從發(fā)射射束2023-2028的每個(gè)連續(xù)源2013、2015和2017 的投影獲得的圖像。圖12示出典型的三視野(three-view)系統(tǒng)2010，每個(gè)射束2023、2025 等掃過(guò)共面的軌跡。每個(gè)成像器的射束按順序掃過(guò)，以便在同一時(shí)間內(nèi)只有不超過(guò)一個(gè)成像器在發(fā)射 輻射。因而，源(或者“成像器”)2013首先掃過(guò)其射束。由射線2044表示的從物體散射的 輻射由所有檢測(cè)器2031-2036進(jìn)行接收并傳送給處理器2040以獲得物體的圖像，可以通過(guò) 可選的機(jī)械傳送器2029將上述物體穿過(guò)系統(tǒng)。通過(guò)采集系統(tǒng)采集作為分離通道的來(lái)自每 個(gè)檢測(cè)器的信號(hào)。對(duì)三個(gè)成像器中的每一個(gè)成像器重復(fù)上述處理，當(dāng)物體通過(guò)時(shí)就產(chǎn)生物 體的“片段”?，F(xiàn)參考圖13，圖13是示出該裝置的側(cè)視圖，由相應(yīng)的數(shù)字指定各元件。示出槽 2050，當(dāng)物體沿橫向2016移動(dòng)而被掃描時(shí)，源2013的射束通過(guò)該槽穿過(guò)檢測(cè)器2031的段 2052 和 2054。可以可選擇地利用來(lái)自檢測(cè)器的信號(hào)重新形成物體的圖像。由于由檢測(cè)器2033和2034檢測(cè)到的來(lái)自源2013的散射光子2044與來(lái)自源2017的散射光子同樣有用，因此 在所有源中可以共享這些相同的檢測(cè)器，并且通過(guò)有效利用檢測(cè)器硬件可以產(chǎn)生更佳的散 射收集。而且，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過(guò)消除干擾且使用于每個(gè)視野的單個(gè)成像器更 靠近地定位，可有利地在更小的操作區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)多視野掃描點(diǎn)X射線散射成像。這些圖像 器(此處的“圖像器”是指源，至少一個(gè)檢測(cè)器，以及相應(yīng)的電子元件和信號(hào)處理)的靠近 定位，還可允許圖像器之間共用散射檢測(cè)器，并且允許通過(guò)有效地利用檢測(cè)器硬件進(jìn)行更 多的散射收集以改良圖像質(zhì)量。在需要掃描物體選定區(qū)域的應(yīng)用中，圖像器的共面布置允許同時(shí)對(duì)X射線進(jìn)行開 /關(guān)控制，而與物體穿過(guò)圖像器的速度無(wú)關(guān)。這樣大大簡(jiǎn)化了在多視野檢查系統(tǒng)中對(duì)由每個(gè) 圖像器發(fā)射的X射線進(jìn)行控制的設(shè)計(jì)，因而不需要像在發(fā)射不共面的常規(guī)系統(tǒng)中那樣進(jìn)行 單獨(dú)、按順序地X射線發(fā)射。本發(fā)明的上述實(shí)施方式意圖僅僅作為范例，而各種修改和變型對(duì)于本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。所有這些修改和變型都意圖包含在本發(fā)明所附權(quán)利要求所限定 的保護(hù)范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種用于查明與對(duì)象相關(guān)的材料特征的裝置，所述裝置包括第一滑座和第二滑座，每個(gè)所述滑座包括源，所述源適于產(chǎn)生入射在對(duì)象上的穿透輻射射束；至少一個(gè)垂直定位器，適于沿著具有垂直分量的方向使每個(gè)滑座相對(duì)于對(duì)象同步移動(dòng)；和至少一個(gè)檢測(cè)器，用來(lái)在輻射與對(duì)象相互作用之后接收至少一個(gè)源所產(chǎn)生的輻射。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個(gè)檢測(cè)器置于第一滑座上。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述對(duì)象是人。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述穿透輻射是X射線輻射。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述源適于產(chǎn)生鉛筆形輻射射束。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中每個(gè)滑座包括掃描儀，所述掃描儀適于沿著與滑座 運(yùn)動(dòng)方向交叉的方向移動(dòng)由所述源產(chǎn)生的鉛筆形穿透輻射射束。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述掃描儀為調(diào)制盤。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述調(diào)制盤適于提供隔行掃描射束。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中每個(gè)滑座還包括多個(gè)檢測(cè)器。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中每個(gè)滑座包括散射檢測(cè)器和透射檢測(cè)器中的至少 一個(gè)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中第一滑座上的源與第二滑座上的源產(chǎn)生大致反向 的穿透輻射射束。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中第一滑座的透射檢測(cè)器與第二滑座的源處于基本 相等的高度。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中第一滑座和第二滑座在結(jié)構(gòu)上相連。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中每個(gè)所述源是間歇發(fā)射源，以提供在時(shí)間上交替照 射的圖形。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中兩個(gè)滑座都被連接到一個(gè)單獨(dú)的機(jī)械平臺(tái)上，并且 所述至少一個(gè)定位器適于使所述單獨(dú)的機(jī)械平臺(tái)沿著具有垂直分量的方向移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述定位器包括位移編碼器。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述定位器包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電 動(dòng)機(jī)被連接到導(dǎo)螺桿、齒條齒輪裝置、電磁驅(qū)動(dòng)裝置、液壓活塞或者滑輪裝置上。
18.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括處理器，用于接收來(lái)自所述至少一個(gè)檢測(cè)器的信 號(hào)，并且至少根據(jù)所述信號(hào)產(chǎn)生圖像。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，還包括處理器，用于以電子方式將根據(jù)來(lái)自多個(gè)檢測(cè)器的信號(hào)所產(chǎn)生的圖像進(jìn)行組合。
20.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括外殼，用于在操作過(guò)程中容納滑座和所述至少一 個(gè)定位器。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，還包括連接到所述外殼上的至少一個(gè)固定檢測(cè)器。
22.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述外殼是受環(huán)境控制的外殼。
23.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述外殼可相對(duì)于外部環(huán)境密封。
24.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中每個(gè)源是適于間歇照射對(duì)象的脈沖源。
25.一種用于查明與對(duì)象相關(guān)的材料特征的裝置，所述裝置包括 第一滑座，具有連接其上的源，適于產(chǎn)生入射在對(duì)象上的穿透輻射射束；和 第一檢測(cè)器，用于檢測(cè)由對(duì)象散射的穿透輻射；第二滑座，具有用于檢測(cè)由第一滑座的源產(chǎn)生并透過(guò)對(duì)象的穿透輻射的第二檢測(cè)器；和至少一個(gè)垂直定位器，適于使每個(gè)滑座沿著具有垂直分量的方向相對(duì)于所述對(duì)象同步 改變位置。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述至少一個(gè)垂直定位器作用于第一滑座以使每 個(gè)源相對(duì)于對(duì)象改變相對(duì)位置。
27.一種用于查明與對(duì)象相關(guān)的材料特征的裝置，所述裝置包括 兩個(gè)垂直布置的源陣列，適于產(chǎn)生穿透輻射射束；至少一個(gè)檢測(cè)器，用于在輻射與對(duì)象相互作用之后接收由至少一個(gè)源產(chǎn)生的輻射；和 控制器，用于激活至少一個(gè)陣列中的至少一個(gè)源，所述至少一個(gè)源與同一陣列中其它 源相互獨(dú)立。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中所述至少一個(gè)檢測(cè)器包括兩個(gè)垂直檢測(cè)器陣列 和一處理器，所述處理器用于在特定時(shí)間間隔中對(duì)由每個(gè)檢測(cè)器接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
29.如權(quán)利要求27所述的裝置，還包括掃描儀，適于移動(dòng)由至少一個(gè)源產(chǎn)生的至少一 個(gè)穿透輻射射束。
30.一種用來(lái)檢查對(duì)象的方法，包括移動(dòng)第一滑座，第一滑座具有連接其上的第一源，所述第一源適于產(chǎn)生入射在對(duì)象上 的穿透輻射射束；與第一滑座同步移動(dòng)第二滑座，所述第二滑座具有連接其上的第二源，所述第二源適 于產(chǎn)生穿透輻射射束；利用至少一個(gè)檢測(cè)器，在輻射與對(duì)象相互作用之后檢測(cè)由至少一個(gè)源產(chǎn)生的輻射； 根據(jù)由所述至少一個(gè)檢測(cè)器接收到的輻射，產(chǎn)生檢測(cè)器輸出信號(hào)；和 根據(jù)檢測(cè)器輸出信號(hào)鑒定對(duì)象。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述至少一個(gè)檢測(cè)器被連接到所述第一滑座和所 述第二滑座至少之一上。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括沿著與所述滑座運(yùn)動(dòng)方向交叉的方向掃描由源 產(chǎn)生的穿透輻射射束。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括根據(jù)所述至少一個(gè)檢測(cè)器檢測(cè)到的輻射產(chǎn)生圖像。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括沿著與所述滑座運(yùn)動(dòng)方向交叉的方向，掃描由連接到所述第二滑座的源所產(chǎn)生的穿透 輻射射束；根據(jù)由所述至少一個(gè)檢測(cè)器接收到的輻射產(chǎn)生檢測(cè)器輸出信號(hào)；和 根據(jù)從第一和第二射束檢測(cè)到的輻射，產(chǎn)生圖像。
35.如權(quán)利要求30-34中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述對(duì)象是人。
36.一種用于檢查對(duì)象的方法，包括在隨時(shí)間變化的高度上產(chǎn)生穿透輻射射束，所述穿透輻射射束由被布置成沿著朝向?qū)?象的第一方向引導(dǎo)輻射的至少一個(gè)第一源和被布置成沿著朝向?qū)ο蟮牡诙较蛞龑?dǎo)穿透 輻射的至少一個(gè)第二源產(chǎn)生；并且利用所述至少一個(gè)檢測(cè)器，在輻射與對(duì)象相互作用之后，檢測(cè)由至少一個(gè)源產(chǎn)生的輻射。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述至少一個(gè)第一源包括處于不同垂直高度的第 一多個(gè)源，所述至少一個(gè)第二源包括處于不同垂直高度的第二多個(gè)源。
全文摘要
一種用于檢查人員或其效果的裝置和方法。第一滑座和第二滑座中的每一個(gè)攜帶源以產(chǎn)生入射在物體上的穿透輻射射束。定位器用于使每個(gè)滑座相對(duì)于對(duì)象，沿著具有垂直分量的方向同步相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在輻射與對(duì)象相互作用之后，檢測(cè)器接收由至少一個(gè)源所產(chǎn)生的輻射。
文檔編號(hào)G01V5/00GK101960333SQ200880115676
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2008年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者亞歷山大·查默斯, 杰弗里·R·舒伯特, 理查德·許勒, 理查德·馬斯特羅納迪, 約瑟夫·迪馬里, 迪恩·弗勒里 申請(qǐng)人:美國(guó)科技工程公司