Nova Patents
FI97665C

Method and apparatus for imaging an object

Abstract

The present invention concerns methods and apparatuses for imaging an object by detecting radiation reflected from and/or transmitted through the object (O;P;M) using an imaging sensor system. To perform an optimized selection between the imaging resolution and the sensitivity of the imaging sensor, the sensor system is configured by means of a control scheme based on combining, or binning, the radiation-responsive imaging elements of the imaging sensor along the rows and/or columns of the sensor matrix into clusters of a plurality of imaging elements. The sensor pixel charges, which represent the image information obtained from the individual imaging elements of said clusters, are straightforwardly binned into the clusters in their charge form. According to a second method of the invention, the TDI-mode imaging technique is applied and a mutual, relative motion is arranged between object to be imaged and the imaging sensor. The charge-mode image, which is formed from the object to be imaged on the CCD sensor elements, is transferred at the same speed with said relative movement and the image information gathered from the object is accumulated for an extended time simultaneously achieving an increased sensitivity of the sensor. The physical pixel size of the sensor is selected smaller than that required to achieve the maximum resolution required from sensor and that the image blur caused by the relative movement between the object to be imaged and the imaging sensor is reduced by shifting the pixel charges in synchronized steps corresponding to the physical size of the CCD sensor pixels, whereby the tracking of the relative movement between the object to be imaged and the CCD sensor occurs with maximum accuracy. <IMAGE>

FI97665C, drawing sheet 1
Sheet 1 of 8

Term

Term ended

Expired 21 November 2015, 10.8 years ago.

  1. Priority and filed
  2. Granted
  3. Expired
  4. Today

24 claims: 6 independent, 18 dependent

  1. 1
    Patentkrav Patenttivaatimukset The claims 1. A method of imaging an object utilizing electromagnetic radiation, the method comprising detecting radiation reflected from the object and / or transmitted by the object (O;P;M) by a sensor system providing an electrical signal containing image information of the object (0;P;M), the sensor system comprising a semiconductor sensor, consisting of several successive and parallel pixels, characterized in that the sensor system is configured by control, by combining parallel and / or sequential sensor elements sensitive to sensor radiation, ie 'binning' them into sensor element assemblies comprising several pixels, that the charges containing the image information from the different pixels of said sensor element combinations are immediately combined in the charge form and the electrical signal thus obtained is further passed and that said combining of the pixels is performed by external control to mutually optimize the resolution and sensor sensitivity. 1. Förfarande vid fotografering av ett objekt genom att använda sig av elektromagnetisk strälning, vid vilket förfarande strälning som trängt igenom objektet (O;P;M) och/eller som reflekterats frän objektet observeras med ett givarsystem, darifrän man erhäller en elektrisk signal, som innehäller bildinformation om objektet (O;P;M), och vilket givarsystem innefattar en halvledargivare, som bestär av flera parallella bildelement efter varandra, alltsä pixlar, kännetecknat därav, att givarsystemet konfigureras med en styming, med vilken de parallella och/eller bredvid varandra liggande givarelementen, som är strälningskänsliga, kombineras, alltsä ’binnas’, till en kombination av givarelement som innefattar flera bildelement, att laddningama som innehäller bildinformationen som erhälls frän de olika bildelementen av kombinationen av nämnda givarelement kombineras omedelbart i laddningsform och den sälunda erhällna elektriska signalen leds vidare och att kombineringen av nämnda bildelement utförs med en yttre styming för att ästadkomma optimering mellan resolutionen som förutsätts av den aktuella fotograferingen och givarens kanslighet. 1. Menetelmä kohteen kuvantamisessa sähkömagneettista säteilyä hyväksikäyttäen, jossa menetelmässä kohteesta heijastuvaa ja/tai kohteen (O;P;M) läpäissyttä säteilyä havaitaan anturijäijestelmällä, josta saadaan sähkösignaali, joka sisältää kohteen (0;P;M) kuvan informaation, ja joka anturijäijestelmä käsittää puolijohdeanturin, joka koostuu useista peräkkäisistä ja rinnakkaisista kuva-alkioista eli pikseleistä, tunnettu siitä, että anturijäijestelmä konfiguroidaan ohjauksella, jolla anturin säteilylle herkkiä rinnakkaisia ja/tai peräkkäisiä anturialkioita yhdistetään eli ’binnataan’ useita kuva-alkioita käsittäviksi anturialkioyhdelmiksi, että mainittujen anturialkioyhdelmien eri kuva-alkioista saatavat kuvainformaation sisältävät varaukset välittömästi varausmuodossa yhdistetään ja täten saatava sähkösignaali johdetaan edelleen ja että mainittu kuva-alkioiden yhdistäminen suoritetaan ulkopuolisella ohjauksella kulloisenkin kuvauksen edellyttämän resoluution ja anturin herkkyyden keskinäisen optimoinnin aikaansaamiseksi.
  2. 2
    A method of imaging an object utilizing electromagnetic radiation, the method comprising detecting radiation reflected from the object and / or transmitted by the object (0;P;M) by a sensor system providing an electrical signal containing image information of the object (O;P;M), the sensor system comprising a semiconductor sensor, consisting of several successive and parallel pixels, characterized by pixels, characterized in that that the method uses TDI imaging technique and tracks the mutual motion between the subject and the sensor, that the charged image of the subject to the CCD sensor is transferred at the same speed as said mutual motion, and that the image information of the subject is collected for a longer time;that the physical pixel size of the sensor is selected to be smaller than the required maximum sensor resolution and that the blur caused by the relative motion of the subject and the sensor is reduced by shifting charge elements according to the physical pixel size of the CCD sensor so that the motion of the subject and the CCD sensor are monitored optimally. 2. Förfarande vid fotografering av ett objekt genom att använda sig av elektromagnetisk strälning, vid vilket förfarande strälning som trängt igenom ett objekt (O;P;M) och/eller som reflekterats frän ett objekt observeras med ett givarsystem, därifrän man erhäller en elektrisk signal, som innehäller bildinformation om objektet (O;P;M), och vilket givarsystem innefattar en halvledargivare, som bestär av flera parallella bildelement efter varandra, alltsä pixlar, kännetecknat därav, att man vid förfarandet tillämpar TDI-fotograferingsteknik och en inbördes rörelse anordnas mellan objektet som skall fotograferas och givaren, att bilden i laddningsform som bildats i CCD-givaren av objektet som skall fotograferas överförs med samma hastighet som nämnda inbördes rörelse och bildinformation som bildas av objektet samlas upp under en längre tid och pä samma gäng ökar man pä givarens kanslighet, att den fysiska pixelstorleken av givaren väljes mindre än den maximala givarresolutionen som behövs och att oskärpan som förorsakas av den inbördes rörelsen av objektet som skall fotograferas och givaren minskas genom att överföra laddningselementen i enlighet med den fysiska pixelstorleken av CCD-givaren sä att uppföljningen av den inbördes rörelsen mellan objektet som skall fotograferas och CCD-givaren sker optimalt exakt. 2. Menetelmä kohteen kuvantamisessa sähkömagneettista säteilyä hyväksikäyttäen, jossa menetelmässä kohteesta heijastuvaa ja/tai kohteen (0;P;M) läpäissyttä säteilyä havaitaan anturijäijestelmällä, josta saadaan sähkösignaali, joka sisältää kohteen (O;P;M) kuvan informaation, ja joka anturijäijestelmä käsittää puolijohdeanturin, joka koostuu useista peräkkäisistä ja rinnakkaisista kuva-alkioista eli pikseleistä, tunnettu siitä, että menetelmässä sovelletaan TDI-kuvaustekniikkaa ja kuvattavan kohteen ja anturin välille jäljestetään keskinäisliike, että kuvattavan kohteen CCDanturille muodostamaa varausmuodossa olevaa kuvaa siirretään samalla nopeudella kuin mainittu keskinäisliike ja kohteen muodostamaa kuvainformaatiota kerätään pitemmän ajan ja samalla anturin herkkyyttä kasvatetaan, että anturin fyysinen pikselikoko valitaan pienemmäksi kuin tarvittava maksimaalinen anturiresoluutio ja että kuvattavan kohteen ja anturin keskinäisliikkeen aiheuttamaa epäterävyyttä pienennetään siirtämällä varausalkioita CCD-anturin fyysisen pikselikoon mukaisesti niin, että kuvattavan kohteen ja CCD-anturin keskinäisliikkeen seuranta tapahtuu optimaalisen tarkasti.
  3. 5
    5 the method uses CCD sensors. 5 menetelmässä sovelletaan CCD-antureita. 5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the method uses X-ray radiation as electromagnetic radiation and detects the radiation (O;P;M) passed through the object within the limits set by the software control. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään sähkömagneettisena säteilynä röntgensäteilyä ja havaitaan kohteen läpäissyttä säteilyä (O;P;M) ohjelmallisella ohjauksella asetetuissa rajoissa 10 with a freely configurable sensor system. 10 vapaasti konfiguroitavalla anturijäijestelmällä. 5 väsentligen framgär. 14. Förfarande enligt patentkrav 12 eller 13, kännetecknat därav, att klocksignalerna av överföringsregistret (12) körs pä ett kontrollerat sätt tili sitt rätta tillständ under den tiden dä laddningama av bildelementfältet (10;19) böijar överföras
  4. 18
    An apparatus for imaging an object, the apparatus comprising an apparatus for applying electromagnetic radiation to an object to be imaged, the apparatus further comprising a sensor system comprising a semiconductor sensor composed of a plurality of successive and parallel pixels, and further comprising means for detecting an electrical signal from the sensor system. or stored, characterized in that the device comprises a sensor configuration system, by which parallel and / or consecutive pixels sensitive to the radiation of a sensor in a sensor system can be combined or "binned" into sensor element assemblies comprising several pixels and that the sensor system is so connected and controlled that 18. Laite kohteen kuvantamisessa, laite käsittää sähkömagneettista säteilyä kuvattavaan kohteeseen kohdistavan laitteen, joka laite edelleen käsittää anturijäijestelmän, joka käsittää puolijohdeanturin, joka on koostettu useista peräkkäisistä ja rinnakkaisista kuva-alkioista eli pikseleistä ja joka laite edelleen käsittää laitteet, joilla anturijäijestel5 mästä saatu sähkösignaali ilmaistaan ja/tai tallennettaan, tunnettu siitä, että laite käsittää anturijäijestelmän konfigurointijäijestelmän, jolla anturijäijestelmän anturin säteilylle herkkiä rinnakkaisia ja/tai peräkkäisiä kuva-alkioita on yhdistettävissä eli ’binnattavissa’ useita kuva-alkioita käsittäviksi anturialkioyhdelmiksi ja että anturijärjestelmä on siten kytketty ja ohjattu, että mainittujen yhdelmien eri alkioista saatavat 10 reservations containing image information can be combined immediately in the reservation form. 10 kuvainformaation sisältävät varaukset on välittömästi varausmuodossa yhdistettävissä.
  5. 19
    An apparatus for imaging an object, the apparatus comprising a device for applying electromagnetic radiation to an object to be imaged, the apparatus further comprising a sensor system comprising a semiconductor sensor composed of a plurality of successive and parallel 19. Laite kohteen kuvantamisessa, laite käsittää sähkömagneettista säteilyä kuvattavaan kohteeseen kohdistavan laitteen, joka laite edelleen käsittää anturijäijestelmän, joka käsittää puolijohdeanturin, joka on koostettu useista peräkkäisistä ja rinnakkaisista 15 pixels, the device further comprising means for detecting and / or storing the electrical signal received from the sensor system, characterized in that the device comprises a CCD sensor and its control system and means for arranging mutual movement between the object to be imaged and said sensor system, said control system is adapted to transfer to the CCD sensor the object to be imaged 15 kuva-alkioista eli pikseleistä ja joka laite edelleen käsittää laitteet, joilla anturijäijestelmästä saatu sähkösignaali ilmaistaan ja/tai tallennettaan, tunnettu siitä, että laite käsittää CCD-anturi- ja sen ohjausjärjestelmän ja laitteet, joilla kuvattavan kohteen ja mainitun anturijäijestelmän välille on järjestetty keskinäisliike, että mainittu ohjausjärjestelmä on sovitettu siirtämään CCD-anturille kuvattavasta kohteesta muodostuvaa
  6. 20
    20 that the physical pixel size of the sensor is selected to be smaller than the required maximum sensor resolution and that the blur caused by the relative motion of the subject and the sensor is reduced by shifting the charge elements according to the physical pixel size of the CCD sensor. 20 varauskuvaa vastaavalla nopeudella kuin mainittu keskinäisliike, että anturin fyysinen pikselikoko on valittu pienemmäksi kuin tarvittava maksimaalinen anturiresoluutio ja että kuvattavan kohteen ja anturin keskinäisliikkeen aiheuttamaa epäterävyyttä on pienennetty siirtämällä varausalkioita CCD-anturin fyysisen pikselikoon mukaisesti, jolloin kuvattavan kohteen ja CCD-anturin keskinäisliikkeen seuranta on tapahtuva 25 with optimal accuracy. 25 optimaalisen tarkasti. 20. Device according to Claim 18, characterized in that it is combined with a device according to Claim 19. 20. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen on kombinoitu patenttivaatimuksen 19 mukainen laite. 30 30