Патент на изобретение №2331903

(54) ДЕТЕКТИРУЮЩИЙ УЗЕЛ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

(57) Реферат:

Предложенное изобретение относится к средствам для регистрации ионизирующих излучений для определения координат места падения квантов регистрируемого излучения. Данное изобретение позволяет повысить разрешающую способность детектирующего узла без ухудшения энергетических показателей и конструктивно упростить устройство в целом. Детектирующий узел ионизирующего излучения содержит детектирующий элемент, средство обработки выходного сигнала детектирующего элемента и пространственно-временной модулятор, соединенный со средством управления им, причем детектирующий элемент включает сцинтиллятор с установленным за ним преобразователем оптического излучения в электрический сигнал, не обладающим позиционной чувствительностью, выход детектирующего элемента, которым является выход преобразователя оптического излучения в электрический сигнал, и выход средства управления пространственно-временным модулятором подключены к средству обработки выходного сигнала детектирующего элемента, при этом пространственно-временной модулятор является пространственно-временным модулятором оптического излучения, который установлен между сцинтиллятором и преобразователем оптического излучения в электрический сигнал и выполнен в виде подвижного экрана, имеющего неоднородную прозрачность по его площади, средство управления пространственно-временным модулятором выполнено с возможностью линейного перемещения указанного подвижного экрана параллельно рабочему окну детектирующего элемента, неоднородность прозрачности указанного подвижного экрана имеет место в направлении его перемещения, а средство обработки выходного сигнала детектирующего элемента выполнено с возможностью осуществления математической операции обратной свертки этого сигнала как функции времени с функцией, описывающей распределение неоднородности прозрачности экрана в направлении его перемещения, для получения искомого распределения интенсивности исследуемого излучения. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам для регистрации ионизирующих излучений, более конкретно – к детектирующим узлам ионизирующих излучений, а именно – к детектирующим узлам, позволяющим определять координаты места падения квантов регистрируемого ионизирующего излучения на рабочее окно.

Известен детектирующий узел ионизирующего излучения по авт.св. СССР №1278692 (опубл. 23.12.1986 [1]). Этот детектирующий узел содержит детектирующий элемент, не обладающий позиционной чувствительностью, перед рабочим окном которого установлен пространственно-временной модулятор ионизирующего излучения. Пространственно-временной модулятор выполнен в виде двумерной матрицы параллельных капилляров, совершающей колебательное движение под воздействием средства, осуществляющего управление этим движением. Характер данного движения таков, что в каждый момент времени в пределы рабочего окна детектирующего элемента попадает излучение с выхода только одного капилляра, в результате чего осуществляется сканирование части пространства, расположенной перед рабочим окном детектирующего элемента. Выходы детектирующего элемента и средства, управляющего колебательным движением матрицы капилляров, подключены к средству обработки выходного сигнала детектирующего элемента. В этом средстве осуществляется временная “привязка” сигнала, соответствующая закону сканирования, и формируется картина искомого распределения интенсивности исследуемого излучения по пространственной координате. Разрешающая способность этого детектирующего узла определяется поперечным размером одного капилляра упомянутой матрицы и может быть достаточно высокой.

Однако режим работы данного детектирующего узла энергетически невыгоден. Одновременно с увеличением разрешающей способности уменьшается энергия излучения, воздействующего на детектирующий элемент, так как на него падает малая часть исследуемого излучения, проходящая в каждый момент времени только через один капилляр.

Известен также детектирующий узел по патентной заявке США №20020031202 (опубл. 14.03.2002 [2]). Этот детектирующий узел, как и предыдущий, содержит детектирующий элемент, перед рабочим окном которого установлен пространственно-временной модулятор ионизирующего излучения, соединенный со средством управления им. Детектирующий элемент включает сцинтиллятор с установленным за ним преобразователем оптического излучения в электрический сигнал, не обладающим позиционной чувствительностью. Выход детектирующего элемента, которым является выход преобразователя оптического излучения в электрический сигнал, и выход средства управления пространственно-временным модулятором ионизирующего излучения подключены к средству обработки выходного сигнала детектирующего элемента, формирующему картину искомого распределения интенсивности исследуемого излучения по пространственной координате. Пространственно-временной модулятор ионизирующего излучения представляет собой совокупность не перекрывающих друг друга окон, расположенных перед рабочим окном детектирующего элемента. В каждом окне имеется механически управляемый элемент, периодически открывающий и закрывающий это окно для ионизирующего излучения. Благодаря тому что частоты переключения для разных окон различны, в средстве обработки выходного сигнала детектирующего элемента могут быть выделены составляющие этого сигнала, соответствующие каждому из окон. В этом детектирующем узле по сравнению с предыдущим обеспечивается значительно лучшее использование энергии исследуемого излучения. Благодаря тому что все окна “работают” одновременно, в среднем через эти окна на рабочее окно детектириующего элемента могут проникать до 50% квантов исследуемого излучения.

Детектирующий узел, известный из патентной заявки [2], наиболее близок к предлагаемому. Его недостатком является невысокая разрешающая способность, определяемая размером отдельного окна пространственно-временного модулятора. Количество окон не может быть большим (а следовательно, их размеры не могут быть малыми) вследствие механического принципа управления прозрачностью каждого из окон в отдельности, а выбор этого принципа связан с тем, что необходимо управлять прозрачностью для ионизирующего излучения. В свою очередь, при механическом принципе управления элементами окон, не прозрачными для ионизирующего излучения, частоты переключения окон не могут быть высокими. Вследствие этого при большом количестве окон и, соответственно, составляющих выходного сигнала детектирующего узла их частотное разделение было бы затруднено. Это объясняется тем, что при невысоких частотах механического переключения присутствующие в выходном сигнале гармоники рабочих частот одних окон могут быть близки к рабочим частотам других окон, переключаемых с более высокими частотами. Но даже если бы названные трудности были преодолены, разрешающая способность этого детектирующего узла принципиально не могла бы быть лучше размера одного окна пространственно-временного модулятора.

Предлагаемое изобретение направлено на получение технического результата, заключающегося в повышении разрешающей способности детектирующего узла без ухудшения энергетических показателей, а также в конструктивном упрощении устройства за счет исключения необходимости осуществлять пространственно-временную модуляцию непосредственно в диапазоне исследуемого ионизирующего излучения.

Предлагаемый детектирующий узел, как и указанный известный, содержит детектирующий элемент и пространственно-временной модулятор, соединенный со средством управления им. Детектирующий элемент включает сцинтиллятор с установленным за ним преобразователем оптического излучения в электрический сигнал, не обладающим позиционной чувствительностью. Выход детектирующего элемента, которым является выход преобразователя оптического излучения в электрический сигнал, и выход средства управления пространственно-временным модулятором подключены к средству обработки выходного сигнала детектирующего элемента.

Для получения указанного технического результата в предлагаемом детектирующем узле, в отличие от указанного известного, пространственно-временной модулятор является пространственно-временным модулятором оптического излучения. Он установлен между сцинтиллятором и преобразователем оптического излучения в электрический сигнал и выполнен в виде подвижного экрана, имеющего неоднородную прозрачность по его площади. Средство для управления пространственно-временным модулятором выполнено с возможностью линейного перемещения указанного экрана параллельно рабочему окну детектирующего элемента, а неоднородность прозрачности указанного экрана имеет место в направлении перемещения. При этом средство обработки выходного сигнала детектирующего элемента выполнено с возможностью осуществления математической операции обратной свертки этого сигнала как функции времени с функцией, описывающей распределение неоднородности прозрачности экрана в направлении его перемещения.

Подвижный экран пространственно-временного модулятора оптического излучения может быть выполнен с периодической неоднородностью его прозрачности, период которой равен размеру рабочего окна детектирующего элемента в направлении перемещения экрана. В этом случае средство обработки выходного сигнала детектирующего элемента выполнено с возможностью осуществления операции обратной свертки, являющейся циклической обратной сверткой.

Периодическая неоднородность подвижного экрана пространственно-временного модулятора может быть обеспечена путем выполнения указанного экрана в виде замкнутой ленты, охватывающей сцинтиллятор и всегда имеющей часть, находящуюся между сцинтиллятором и преобразователем оптического излучения в электрический сигнал, и часть, находящуюся перед сцинтиллятором. В этом случае материал указанной ленты должен быть прозрачным для исследуемого ионизирующего излучения.

Указанный экран может быть выполнен с окнами, совокупность которых образует неоднородность прозрачности в виде URA-массива.

В предлагаемом детектирующем узле доля энергии исследуемого ионизирующего излучения, участвующего в формировании оптического излучения, воздействующего на преобразователь оптического излучения в электрический сигнал, пропорциональна интегральной прозрачности части подвижного экрана, находящейся в каждый момент времени под воздействием оптического излучения, вызванного падающим на сцинтиллятор ионизирующим излучением. При указанном выше выполнении экрана пространственно-временного модулятора оптического излучения работоспособность детектирующего узла обеспечивается при интегральной прозрачности экрана как ниже, так и выше 50%. Поэтому доля энергии исследуемого ионизирующего излучения, участвующего, в конечном счете, в формировании электрического сигнала, несущего информацию об искомом распределении интенсивности ионизирующего излучения, является примерно такой же, как и в наиболее близком известном устройстве. Однако принцип информационного кодирования указанного сигнала совершенно иной, так как обусловлен движением картины неоднородного распределения прозрачности упомянутого экрана. Совершенно иным является и принцип извлечения указанной информации из выходного сигнала детектирующего элемента. Он обеспечивается благодаря выполнению средства обработки выходного сигнала детектирующего элемента с возможностью операции обратной свертки этого сигнала как функции времени с функцией, описывающей распределение неоднородности прозрачности. Сочетание названных принципов кодирования и извлечения информации обеспечивает получение разрешающей способности, существенно более высокой, чем размер окна в механическом пространственно-временном модуляторе ионизирующего излучения в известном устройстве, наиболее близком к предлагаемому. Кроме того, благодаря тем же факторам разрешающая способность не зависит от размера неоднородности в распределении прозрачности экрана. То обстоятельство, что пространственно-временной модулятор является пространственно-временным модулятором оптического излучения (а не непосредственно ионизирующего излучения, каким является исследуемое излучение), позволяет выполнить экран из обычного светонепроницаемого материала. Это упрощает как сам пространственно-временной модулятор, так и средство управления им, приводящее экран в движение.

При выполнении неоднородности прозрачности подвижного экрана периодической могут быть проведены несколько циклов измерения без возвращения экрана в исходное положение.

Если периодичность неоднородности прозрачности экрана обеспечена путем выполнения его в виде замкнутой ленты, средство для управления пространственно-временным модулятором осуществляет перемещение указанного экрана в одном направлении и является весьма простым.

Благодаря выполнению экрана с отверстиями, в совокупности образующими неоднородность прозрачности в виде URA-массива, максимизируется отношение сигнал/шум.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами:

– на фиг.1 схематически изображен предлагаемый детектирующий узел;

– на фиг.2 показан предлагаемый детектирующий узел при выполнении экрана в виде замкнутой ленты, охватывающей сцинтиллятор;

– фиг.3а и фиг.3б поясняют математические соотношения, описывающие работу детектирующего узла.

Детектирующий узел (фиг.1) включает детектирующий элемент, содержащий сцинтиллятор 5.1 и преобразователь 5.2 оптического излучения в электрический сигнал, а также пространственно-временной модулятор оптического излучения – экран 10, размещенный между ними. Преобразователь 5.2 оптического излучения в электрический сигнал не обладает позиционной чувствительностью, т.е. его выходной сигнал определяется интегральной интенсивностью воздействующего на его чувствительную поверхность оптического излучения (упомянутая поверхность обращена на фиг.1 вниз и показана стрелкой 18). Эта интенсивность, в свою очередь, определяется интегральной интенсивностью исследуемого излучения 3, кванты которого попадают на сцинтиллятор 5.1 через рабочее окно детектирующего элемента и вызывают сцинтилляционные световые вспышки (конструктивные элементы детектирующего элемента, ограничивающие его рабочее окно, на чертеже не показаны). Особенностью данного детектирующего узла является то, что между сцинтиллятором 5.1 и преобразователем 5.2 оптического излучения в электрический сигнал размещен экран 10 пространственно-временного модулятора оптического излучения. Поэтому интегральная интенсивность оптического излучения, воздействующего на преобразователь 5.2 оптического излучения в электрический сигнал, зависит также от распределения прозрачности экрана 10 по той части его площади, которая находится на пути световых вспышек сцинтиллятора. Экран 10 имеет возможность перемещения параллельно выходной поверхности сцинтиллятора 5.1 и чувствительной поверхности преобразователя 5.2. Для этого экран 10 связан со средством 19 управления пространственно временным модулятором оптического излучения, осуществляющим перемещение экрана. Кроме того, экран 10 выполнен с неоднородным распределением прозрачности в направлении перемещения. Благодаря названным свойствам подвижный экран 10 является пространственно-временным модулятором оптического излучения, т.е. интенсивность излучения, прошедшего через экран, в каждой точке зависит от координат этой точки и времени. Это имеет место даже при равномерной в постоянной во времени интенсивности световых вспышек сцинтиллятора, соответствующей равномерной в рабочего окна и постоянной во времени интенсивности исследуемого ионизирующего излучения 3.

Выход детектирующего элемента, которым является выход преобразователя 5.2, соединен со средством 23 обработки выходного сигнала детектирующего элемента. Средство 23 связано также со средством 19 управления пространственно-временным модулятором, осуществляющим перемещение экрана. Благодаря этой связи средство 23 обработки располагает информацией о текущем положении экрана 10. Связь средства 23 со средством 19 изображена двунаправленной стрелкой. Этим показано, что в частном случае средство 23 может выполнять и функцию управления пространственно-временным модулятором оптического излучения, а средство 19 в этом случае является просто средством для приведения экрана в движение. В этом случае средство 23 обработки тоже располагает информацией о текущем положении экрана 10, так как выдает команды на изменение этого положения.

Детектирующий узел (фиг.2) работает следующим образом.

Излучение 3 падает на сцинтиллятор 5.1 и вызывает световые вспышки. Часть оптического излучения, определяемая прозрачностью экрана 10 в тех его местах, которые соответствуют местам возникновения вспышек, падает на поверхность 18 преобразователя 5.2 оптического излучения в электрический сигнал. Поскольку экран 10 перемещается, выходной сигнал преобразователя 5.2 является функцией времени. Этот сигнал поступает в средство 23 и подвергается обработке для нахождения искомой функции, описывающей распределение интенсивности падающего излучения 3 по пространственной координате.

В частном случае подвижный экран 10 может иметь периодически повторяющуюся неоднородность его прозрачности с периодом, соответствующим размеру рабочего окна детектирующего элемента в направлении перемещения экрана. Это позволяет провести несколько циклов измерения при движении экрана в одном направлении.

Так как размер показанного на фиг.1 экрана 10 в направлении его движения ограничен, для обеспечения непрерывного многократного проведения измерений должна иметься возможность возвращать экран в исходное положение, т.е. он должен совершать возвратно-поступательное движение. Предлагаемая конструкция детектирующего узла позволяет преодолеть связанные с этим неудобства, так как экран 10 может быть выполнен в виде замкнутой ленты, охватывающей сцинтиллятор. Такое выполнение детектирующего узла показано на фиг.2. Оно полностью соответствует показанному на фиг.1 и приведенному выше описанию, за исключением отмеченного выполнения экрана 10. Показанный на фиг.2 экран 10 имеет вид замкнутой ленты, охватывающей сцинтиллятор 5.1. Эта лента, как и при выполнении показанном на фиг.1, должна быть выполнена из материала, не прозрачного для оптического излучения сцинтиллятора, причем прозрачность ее должна быть переменной по длине ленты. Вместе с тем материал ленты должен быть прозрачен для исследуемого ионизирующего излучения. Благодаря этому наличие нижней по фиг.2 части ленты (экрана 10) перед сцинтиллятором 5.1 не оказывает никакого влияния на излучение 3, падающее на сцинтиллятор 5.1. Поэтому работа детектирующего узла в данном случае не отличается от рассмотренной выше, кроме отсутствия необходимости в возвратно-поступательном движении экрана при многократном проведении измерений.

Далее рассмотрим описанные процессы с математической точки зрения с учетом функции средства 23 обработки выходного сигнала детектирующего элемента, осуществляющего математическую операцию обратной свертки этого сигнала как функции времени с функцией, описывающей распределение неоднородности прозрачности экрана 10 в направлении его перемещения.

На фиг.3а изображены распределение прозрачности экрана в виде зависимости Н(х) в системе координат, связанной с экраном 10, и искомое распределение интенсивности излучения I(x) в виде зависимости от координаты х в системе координат, связанной с преобразователем 5.2 оптического излучения в электрический сигнал. Взаимное положение упомянутых систем координат на фиг.3а соответствует начальному моменту времени t=0. Функция Н(х) не обязательно должна иметь дискретный характер, показанный на фиг.3а, но, как будет ясно из дальнейшего, такой характер является предпочтительным.

Экран движется относительно обеих частей (5.1 и 5.2) детектирующего элемента со скоростью V. Поэтому при движении в направлении, показанном на фиг.1 стрелкой 8, система координат, связанная с экраном, в некоторый произвольный момент времени t займет положение, показанное на фиг.3б. В этот момент ее начало в неподвижной системе, связанной с преобразователем 5.2, будет иметь координату x’=vt.

На чувствительною поверхность 18 преобразователя 5.2 в произвольной точке, имеющей координату s, воздействует оптическое излучение, интенсивность которого пропорциональна произведению интенсивности I(s) падающего излучения 3 в точке с этой координатой на величину, характеризующую прозрачность экрана в точке, находящейся напротив указанной точки чувствительной поверхности преобразователя 5.2. Как видно из фиг.3б, в системе координат, связанной с экраном, эта точка будет иметь координату x=x’-s, т.е. прозрачность соответствует величине H(x’-s). Поэтому упомянутое произведение интенсивности на прозрачность пропорционально величине I(s)H(x’-s). Очевидно, что для нахождения выходного сигнала С(х’) детектирующего элемента, которым является выходной сигнал преобразователя 5.2, нужно произвести интегрирование по всем возможным значениям s:

(Бесконечные пределы интегрирования здесь и далее указаны формально, в действительности при значениях s, выходящих за пределы рабочего окна детектирующего элемента, подынтегральная функция равна нулю, поскольку соответствующая часть потока 3 не воздействует на детектирующий элемент).

Напомним смысл этого выражения. Оно соответствует выходному сигналу в момент времени t, когда движущийся со скоростью v экран смещен из своего начального положения на величину

Выражение (1), как следует из формы его записи, описывает ни что иное, как математическую операцию свертки (конволюции) двух функций: искомого распределения интенсивности излучения и функции распределения неоднородности прозрачности экрана, играющей в данном случае роль весовой функции в операции свертки (см., например, Математический энциклопедический словарь. Москва, “Советская энциклопедия”, 1988, с.538 [3]). Так как указанная функция известна, в результате осуществления в средстве 23 операции обратной свертки (деконволюции) над функцией, описывающей изменение выходного сигнала детектирующего элемента, получают искомое распределение интенсивности излучения по координате х:

где H^-1(х) – восстанавливающая функция, соответствующая весовой функции H(x) (здесь “-1” является не показателем степени, а обозначением весовой функции для операции обратной свертки).

Данная математическая задача, относящаяся к классу обратных некорректных задач, исследована и решена в работе [4] (А.Н.Тихонов, В.Я.Арсенин. Методы решения некорректных задач. Москва, “Наука”, 1986). Фундаментальным требованием к функции H(x) распределения прозрачности экрана является отличие ее от константы. Если это требование выполняется, то возможно обратное преобразование. Решение этой задачи основано на так называемой регуляризации. Суть такого решения проще всего пояснить с использованием частотного подхода.

Если F[C(x)] – Фурье-образ выходного сигнала детектирующего элемента, a F[H(x)] – Фурье-образ распределения прозрачности экрана, то Фурье-образ искомого распределения интенсивности излучения равен:

где – коэффициент регуляризации, а искомое распределение интенсивности равно:

где F^-1[…] – оператор обратного частотного преобразования. Поэтому Фурье-образ восстанавливающей функции равен:

а сама восстанавливающая функция равна:

Следовательно, роль коэффициента регуляризации заключается в “защите” от деления на малые величины. Его конкретное значение выбирают в зависимости от характера функции F[H(x)]. Более детальное разъяснение сути регуляризации можно найти в работе [4].

При практической реализации с использованием цифровой вычислительной техники выходной сигнал детектирующего элемента дискретизируют во времени в средстве 23 обработки. Поэтому непрерывное интегрирование заменяется суммированием дискретизированных величин. В дискретизированном виде выходной сигнал детектирующего элемента равен:

где N – количество дискретных отсчетов,

а искомое распределение интенсивности излучения, падающего на сцинтиллятор детектирующего элемента –

Нахождение дискретных значений восстанавливающей функции Н^-1(…) можно обеспечить на основе знания дискретного распределения прозрачности экрана Н(…) и регуляризирующего подхода, описанного в [6] и поясненного выше, совместно с дискретным преобразованием Фурье.

Приведенное выше изложение относилось к так называемой апериодической свертке, соответствующей непериодическому рисунку неоднородной прозрачности экрана 10. Этот рисунок может быть также периодическим с периодом, равным размеру рабочего окна детектирующего элемента в направлении движения экрана. В этом случае данные, являющиеся результатом дискретизации выходного сигнала детектирующего элемента, можно представить расположенными циклически с периодом повторения N. Периодичность рисунка прозрачности экрана 10 особенно легко может быть реализована при выполнении детектирующего узла, показанном на фиг.2.

Математически периодическому характеру неоднородности прозрачности экрана соответствуют преобразования, описываемые с помощью операций циклической свертки и обратной циклической свертки:

где mod[…, N] означает вычисление значения по модулю N от указанной величины. При этом чем с большей частотой произведена дискретизация выходного сигнала детектирующего элемента, тем с большим разрешением будет получено искомое распределение интенсивности излучения.

Таким образом, разрешающая способность при прочих равных условиях определяется частотой дискретизации выходного сигнала детектирующего элемента. Так как функция, описывающая распределение прозрачности экрана, известна, то для получения распределения интенсивности излучения с более высоким разрешением требуется всего лишь увеличить частоту дискретизации сигнала.

В условиях наличия шумов, что соответствует реальной практической ситуации, целесообразна оптимизация выбора функции свертки, например, по критерию максимума отношения сигнал/шум для каждого отдельного дискретного значения искомого распределения интенсивности излучения. Для этого случая возможно решение задачи в дискретной форме на основе использования массивов, описывающих распределение прозрачности экрана 10, с плоскими боковыми лепестками в циклических автокорреляционных функциях (так называемых URA-массивов, см. патент США 4563583, опубл. 07.01.1986 [5]). Эти массивы построены на основе функций Уолша, которые могут принимать только значения 0 и 1. Для таких массивов известны восстанавливающие функции H^-1(…) [7], которые принимают только значения (-1) и (+1). Кроме того, известно, что максимальное значение указанного выше критерия (отношения сигнал/шум) достигается для массивов URA, обладающих эффективной прозрачностью для исследуемого излучения 50% (то есть число единиц составляет 50% от общей длины массива). Использование массивов URA, соответствующих другим коэффициентам прозрачности (большим или меньшим 50%), не нарушает работоспособности, но понижает отношение сигнал/шум.

С учетом сказанного выше экран предпочтительно должен иметь последовательность полностью прозрачных или непрозрачных участков, условно изображаемую как последовательность единиц и нулей, типа 10100111001 … . Экран можно изготовить из любого светонепроницаемого материала, например плотной черной бумаги, используемой для упаковки фотоматериалов, металлической фольги, пластика и т.п. Такой материал одновременно абсолютно прозрачен для исследуемого ионизирующего излучения. Изготовление экрана с описанным видом неоднородности по прозрачности несложно и сводится к проделыванию отверстий в нужных местах экрана. Средство для перемещения экрана может быть выполнено на основе линейного (шагового для дискретного перемещения и реверсируемого – для возвратно-поступательного перемещения) электродвигателя в случае, показанном на фиг.1, или обычного (для дискретного перемещения – шагового) электродвигателя в случае, показанном на фиг.2.

Как следует из приведенного выше описания, позиционно-чувствительный детектирующий узел может быть реализован на основе не имеющего позиционной чувствительности детектора, содержащего единственный детектирующий элемент. Этот элемент должен иметь размеры, соответствующие требуемой протяженности области, для которой нужно определить распределение интенсивности ионизирующего излучения. При использовании многоэлементного детектора обработка, аналогичная описанной выше, может проводиться для выходных сигналов каждого из элементов либо для суммарного выходного сигнала всех элементов. В обоих этих случаях поле зрения детектирующего узла пропорционально расширяется без ухудшения разрешающей способности.

Источники информации

1. Авт. св. СССР №1278692, опубл. 23.12.1986.

2. Патентная заявка США №20020031202, опубл. 14.03.2002.

3. Математический энциклопедический словарь. Москва, “Советская энциклопедия”, 1988, с.538.

4. А.Н.Тихонов, В.Я.Арсенин. Методы решения некорректных задач. Москва, “Наука”, 1986.

5. Патент США 4563583, опубл. 07.01.1986.

Формула изобретения

1. Детектирующий узел ионизирующего излучения, содержащий детектирующий элемент, средство обработки выходного сигнала детектирующего элемента и пространственно-временной модулятор, соединенный со средством управления им, причем детектирующий элемент включает сцинтиллятор с установленным за ним преобразователем оптического излучения в электрический сигнал, не обладающим позиционной чувствительностью, выход детектирующего элемента, которым является выход преобразователя оптического излучения в электрический сигнал, и выход средства управления пространственно-временным модулятором подключены к средству обработки выходного сигнала детектирующего элемента, при этом пространственно-временной модулятор является пространственно-временным модулятором оптического излучения, который установлен между сцинтиллятором и преобразователем оптического излучения в электрический сигнал и выполнен в виде подвижного экрана, имеющего неоднородную прозрачность по его площади, средство управления пространственно-временным модулятором выполнено с возможностью линейного перемещения указанного подвижного экрана параллельно рабочему окну детектирующего элемента, неоднородность прозрачности указанного подвижного экрана имеет место в направлении его перемещения, а средство обработки выходного сигнала детектирующего элемента выполнено с возможностью осуществления математической операции обратно свертки этого сигнала как функции времени с функцией, описывающей распределение неоднородности прозрачности экрана в направлении его перемещения, для получения искомого распределения интенсивности исследуемого излучения.

2. Детектирующий узел по п.1, отличающийся тем, что указанный подвижный экран выполнен в виде замкнутой ленты, охватывающей сцинтиллятор и всегда имеющей часть, находящуюся между сцинтиллятором и преобразователем оптического излучения в электрический сигнал, и часть, находящуюся перед сцинтиллятором, причем материал ленты прозрачен для исследуемого ионизирующего излучения.

3. Детектирующий узел по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный подвижный экран выполнен с отверстиями, совокупность которых образует неоднородность прозрачности в виде URA-массива.

4. Детектирующий узел по п.1 или 2, отличающийся тем, что неоднородность прозрачности указанного подвижного экрана пространственно-временного модулятора оптического излучения является периодической с периодом, равным размеру рабочего окна детектирующего элемента в направлении перемещения подвижного экрана, а средство обработки выходного сигнала детектирующего элемента выполнено с возможностью осуществления операции обратной свертки, являющейся циклической обратной сверткой.

5. Детектирующий узел по п.4, отличающийся тем, что указанный подвижный экран выполнен с отверстиями, совокупность которых образует неоднородность прозрачности в виде URA-массива.

РИСУНКИ

PC4A – Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:

Общество с ограниченной ответственностью “Институт рентгеновской оптики”

(73) Патентообладатель:

Общество с ограниченной ответственностью “Институт физической оптики”

Договор № РД0053591 зарегистрирован 12.08.2009

Извещение опубликовано: 20.09.2009 БИ: 26/2009