BRPI0820773B1

BRPI0820773B1 - acúmulo e síntese de múltiplas imagens para inspeção de funcionários

Info

Publication number: BRPI0820773B1
Application number: BRPI0820773A
Authority: BR
Inventors: Chalmers Alexander; Fleury Dean; r schubert Jeffrey; Dimare Joseph; L Schueller Richard; Mastronardi Richard
Original assignee: American Science & Eng Inc
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2019-02-05
Also published as: MY152361A; JP2011503624A; WO2009067394A3; CN101960333A; PL2223165T3; EP2223165B1; RU2010119995A; HK1153277A1; KR101296422B1; EG26397A; EP2223165A2; KR20100101084A; BRPI0820773A2; WO2009067394A4; RU2476863C2; WO2009067394A2; CN101960333B; IL205541A0; IL205541A; MX2010005223A

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para ACÚMULO E

SÍNTESE DE MÚLTIPLAS IMAGENS PARA INSPEÇÃO DE FUNCIONÁRIOS.

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

O presente pedido reivindica prioridade para o Pedido Provisório US 60/988.933, depositado em 19 de novembro de 2007, pedido este que é incorporado pelo presente por referência em sua totalidade.

Campo Técnico e Antecedentes da Técnica

A presente invenção refere-se a um campo de criação de imagens de raio x de funcionários, acondicionamentos ou de outras pessoas para detectar objetos escondidos.

Os sistemas atuais de inspeção de funcionários utilizando a tecnologia de retrodispersão e de onda de milímetro podem proporcionar imagens representativas da superfície do objeto examinado, mas, à medida que eles não podem penetrar na totalidade do objeto examinado, eles carecem da capacidade de representar a imagem de itens de interesse localizados no lado distante do objeto, ou itens de interesse que retornam uma resposta de sinal similar ao fundo cercando o objeto, ou itens engenhosamente escondidos no objeto.

Em uma tentativa de aumentar a precisão da detecção de tais sistemas de inspeção, exames adicionais são requeridos, os quais podem adicionalmente precisar reposicionar o objeto a ser examinado. Estes requerimentos adicionais de exame, enquanto possivelmente aumentando a precireduzem a taxa de produção de tais sistemas que geralmente são implementados sob circunstâncias que experimentam grandes volumes de exame.

Um sistema que proporciona representação de imagem tanto precisa como eficaz em uma alta taxa de produção e requer que os objetos inspecionados sejam expostos somente a uma baixa dose de radiação é particularmente desejável em tais aplicações.

Por consequência, a presente invenção é direcionada para proporcionar um aparelho é método para examinar que possa alcançar estes objetivos desejados.

Sumário da Invenção

De acordo com modalidades preferidas da presente invenção, é proporcionado um aparelho que averigua um aspecto material associado a

um objeto, e em certas modalidades, gera uma ou mais imagens do objeto. O aparelho geralmente inclui um primeiro carrinho, um segundo carrinho, pelo menos um posicionador vertical, e pelo menos um detector. Cada carrinho inclui uma fonte que é adaptada para produzir um feixe de radiação de penetração incidente no objeto. O posicionador vertical é adaptado para de 10 forma síncrona deslocar cada carrinho em relação ao objeto em uma direção possuindo um componente vertical. O pelo menos um detector recebe a radiação produzida por pelo menos uma das fontes após a interação da radiação com o objeto. O detector pode ser disposto no primeiro carrinho. O objeto pode ser uma pessoa.

A radiação de penetração produzida por cada fonte pode ser na forma de radiação de raio x. Cada fonte pode ser adaptada para produzir um feixe concentrado de radiação. Cada fonte também pode ter um scanner adaptado para mover o feixe de radiação de penetração produzido pela fonte transversal à direção de movimento dos carrinhos. Cada scanner pode ser 20 na forma de uma roda interruptora de luz e a roda interruptora de luz pode ser adaptada para proporcionar feixes intercalados.

Cada carrinho pode incluir vários detectores. Os vários detectores podem incluir pelo menos um dentre um detector de dispersão e um de tronomiooõn LI Q4I IUI I llv7^V4\>*

O primeiro e o segundo carrinhos podem produzir feixes substancialmente opostamente direcionados de radiação de penetração.

O detector de transmissão do primeiro carrinho pode ser disposto em uma elevação substancialmente igual a esta da fonte do segundo carrinho.

Em uma modalidade da presente invenção, o primeiro e o segundo carrinhos podem ser estruturalmente acoplados. Ambos os carrinhos podem ser acoplados com uma única plataforma mecânica em que o pelo menos um posicionador é adaptado para mover a plataforma mecânica única em uma direção possuindo um componente vertical.

Em outra modalidade da presente invenção, cada fonte pode ser uma fonte irradiando de forma intermitente proporcionando um padrão de irradiação temporariamente entrelaçado.

Uma modalidade da presente invenção pode incluir um codificador de deslocamento.

O posicionador do aparelho pode incluir pelo menos um dentre

um modo rotativo acoplado com um parafuso de avanço, um sistema de cremalheira e pinhão, um sistema propelido eletromecanicamente, um pistão hidráulico ou um sistema de polias de acordo com uma modalidade da presente invenção.

O aparelho pode incluir um processador para receber um sinal a partir do pelo menos um detector e para produzir uma imagem baseada pelo menos no sinal e adicionalmente pode incluir um processador para eletronicamente combinar as imagens produzidas por cada detector em uma modalidade.

De acordo com uma modalidade relacionada da presente invenção, o aparelho pode incluir um compartimento para conter os carrinhos e o 20 pelo menos um posicionador durante o curso da operação. Pelo menos um detector estacionário pode ser acoplado com o compartimento. O compartimento pode ser um compartimento ambientalmente controlado. O compartimento pode ser lacrado a partir de um ambiente externo.

Em uma modalidade da presente invenção, cada fonte pode ser 25 uma fonte pulsada adaptada para de forma intermitente irradiar o objeto.

De acordo com outra modalidade da presente invenção, um aparelho para averiguar um aspecto material associado a um objeto é proporcionado, o qual inclui um primeiro carrinho, um segundo carrinho e pelo menos um posicionador vertical. O primeiro carrinho inclui uma fonte adaptada 30 para produzir um feixe de radiação de penetração incidente sobre o objeto e um primeiro detector para detectar a radiação de penetração dispersada pelo objeto. O segundo carrinho inclui um segundo detector para detectar a radiação de penetração produzida pela fonte do primeiro carrinho e transmitida através do objeto. O pelo menos um posicionador vertical é adaptado para de forma síncrona variar a posição de cada carrinho em relação ao objeto em uma direção possuindo um componente vertical. O posicionador pode atuar sobre o primeiro carrinho para variar a posição relativa da fonte no primeiro carrinho em relação ao objeto.

De acordo com outra modalidade da presente invenção, é proporcionado um aparelho para averiguar um aspecto material associado a um objeto. O aparelho inclui dois arranjos verticalmente dispostos de fontes adaptadas para produzir feixes de radiação penetrante, pelo menos um detector para receber a radiação produzida pela pelo menos uma das fontes após a interação da radiação com o objeto, e um controlador para ativar pelo menos uma fonte no pelo menos um dos arranjos independente das outras fontes no mesmo arranjo.

Em uma modalidade relacionada, o pelo menos um detector do aparelho inclui dois arranjos verticais de detectores e um processador para processar dados de detecção recebidos por cada detector durante um intervalo de tempo especificado.

Em outra modalidade relacionada, o aparelho inclui um scanner adaptado para mover pelo menos um feixe de radiação penetrante produzida por pelo menos uma das fontes.

De acordo com outra modalidade da presente invenção, é proporcionado um método para inspecionar um objeto. O método possui as etapas de: mover um primeiro carrinho tendo acoplado com o mesmo uma primeira fonte adaptada para produzir um feixe de radiação penetrante incidente sobre o objeto, mover em sincronização com o primeiro carrinho um segundo carrinho tendo acoplado com o mesmo uma segunda fonte adaptada para produzir um feixe de radiação penetrante, detectar com pelo menos um detector a radiação produzida por pelo menos uma das fontes após a interação da radiação com o objeto, gerar sinais de saída do detector baseado na radiação recebida pelo o pelo menos um detector, e caracterizar o objeto baseado nos sinais de saída do detector. O pelo menos um detector pode ser acoplado com pelo menos um dentre o primeiro carrinho e o segundo carrinho.

Em uma modalidade relacionada, o método adicionalmente inclui fazer a varredura do feixe de radiação penetrante produzida pela fonte em uma direção transversal à direção de movimento dos carrinhos.

Em outra modalidade relacionada, o método adicionalmente incluir criar uma imagem baseada na radiação detectada pelo primeiro e segundo detectores.

Ainda em outra modalidade relacionada, o método inclui as etapas de: fazer a varredura do feixe de radiação penetrante produzido pela fonte acoplada com o segundo carrinho em uma direção transversal à direção de movimento dos carrinhos, gerar sinais de saída do detector baseado na radiação recebida pelo primeiro e pelo segundo detectores e criar uma imagem baseado na radiação detectada a partir do primeiro e do segundo feixes. Em qualquer um dos métodos descritos para inspecionar um objeto, o objeto pode ser uma pessoa.

De acordo com outra modalidade da presente invenção, é proporcionado um método para inspecionar um objeto. O método inclui gerar feixes de radiação penetrante em uma elevação temporariamente variada, os feixes de radiação penetrante gerados por pelo menos uma primeira fonte posicionada para direcionar a radiação em uma primeira direção em direção ao objeto e pelo menos uma segunda fonte posicionada para direcionar a radiação penetrante em uma segunda direção em direção ao objeto e detectar com pelo menos um detector a radiação produzida por pelo menos uma das fontes após a interação da radiação com o objeto. A pelo menos uma fonte pode compreender uma primeira pluralidade de fontes dispostas em alturas verticais distintas e a pelo menos uma segunda fonte pode compreender uma segunda pluralidade de fontes em alturas verticais distintas. Breve Descrição dos Desenhos

A presente invenção refere-se ao campo de inspeção de carga ou de quaisquer outros acondicionamentos e/ou objetos.

Os aspectos precedentes da invenção serão mais prontamente entendidos pela referência à descrição detalhada seguinte feita com os desenhos acompanhantes:

A Figura 1 é uma vista esquemática de uma modalidade da presente invenção utilizada para examinar uma pessoa que entrou no aparelho de representação de imagem.

As Figuras 2A e 2B são ilustrações de um posicionador do tipo parafuso de avanço conectado com um carrinho da presente invenção.

A Figura 3 é uma vista de cima de duas fontes e de duas rodas interruptoras de luz configuradas de modo que as fontes podem alternadamente varrer um objeto de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 4 ilustra um sistema de inspeção proporcionado dentro de um compartimento, de acordo com certas modalidades da presente invenção.

A Figura 5 é uma representação esquemática de uma fonte de raio x da técnica anterior baseada na emissão de campo de elétrons.

A Figura 6 apresenta o uso de um arranjo unidirecional de fontes separadas em uma aplicação de representação de imagem por retrodispersão, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 7 apresenta o uso de um arranho bidirecional de fontes separadas em uma aplicação de representação de imagem por retrodispersão, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 8 apresenta o uso de um arranjo unidirecional de fontes separadas e um conjunto fixo de detector de retrodispersão em uma aplicação de representação de imagem por retrodispersão, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 9 apresenta um aparelho de geração de imagem no qual vários arranjos de fonte unidirecional estão montados em um único cilindro, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 10A apresenta uma vista frontal de uma modalidade da presente invenção na qual raios x são emitidos a partir de cima.

A Figura 10B apresenta uma vista lateral esquemática de uma modalidade da presente invenção, representando uma pessoa em sucessivas posições percorrendo vários feixes de raio x emitidos a partir de cima.

A Figura 11A apresenta uma vista frontal de uma modalidade da presente invenção na qual raios x são emitidos a partir de lados opostos.

A Figura 11B apresenta uma vista lateral esquemática de uma modalidade da presente invenção, representando uma pessoa em posições sucessivas percorrendo vários feixes de raio x emitidos a partir de cima.

A Figura 12 apresenta uma vista secional esquemática de um sistema de inspeção por raio x que utiliza múltiplos sistemas de representação de imagem por retrodispersão de acordo com modalidades da presente invenção.

A Figura 13 apresenta uma vista lateral das modalidades do sistema de inspeção por raio x da Figura 12.

A Figura 14 apresenta um sistema de retrodispersão da técnica anterior empregando um scanner eletromagnético de um tipo empregado em várias modalidades da presente invenção.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas Definições.

Como utilizados nesta descrição e nos desenhos acompanhantes, os termos seguintes devem ter os significados indicados, a não ser que o contexto de outro modo exija:

um carrinho é um sistema móvel incluindo uma fonte e/ou um detector de radiação penetrante. Um carrinho pode incluir um detector que íctn nãn ó ôvifiíHn UdCUia IQUIQyUU, IUI UV, IVIW i imv vx

Um posicionador vertical é um componente do sistema capaz de deslocar um carrinho em uma direção possuindo um componente vertical.

Um posicionador pode incluir um atuador, tal como um motor, e ligações ou acoplamentos mecânicos acompanhantes.

Um arranjo verticalmente disposto é uma pluralidade de objetos, geralmente fontes ou detectores, dispostos em uma configuração possuindo um componente vertical de modo que pelo menos uma fonte em um arranjo verticalmente disposto de fonte esteja em uma elevação diferente de pelo menos uma outra fonte no mesmo arranjo verticalmente disposto.

A Figura 1 é uma vista esquemática de uma modalidade da presente invenção varrendo uma pessoa que entrou nas vizinhanças do aparelho de representação de imagem. O aparelho de representação de imagem, 5 ilustrado na Figura 1, e designado geralmente pelo número 10, utiliza duas fontes distintas que produzem radiação penetrante de modo que o objeto é varrido, em uma única passagem, e tem a imagem representada a partir de dois lados opostos, desse modo permitindo a identificação eficaz de quais-

quer objetos escondidos. A radiação penetrante produzida por cada fonte tipicamente é radiação eletromagnética, tal como raio x ou radiação de onda

de submilímetro; entretanto, sob certas circunstâncias, o uso de radiação eletromagnética em outras faixas de frequência ou de partículas totalmente diferentes, tal como bárions, pode ser vantajoso. As fontes são distintas pelo fato de que elas permitem que um feixe de radiação penetrante seja produ15 zido a partir de cada carrinho para facilitar a representação da imagem do objeto. Várias imagens podem ser produzidas, incluindo imagens baseadas na radiação de transmissão e/ou de dispersão detectada em qualquer lado e/ou na parte de cima do objeto. Estas imagens podem ser produzidas contemporaneamente. As imagens contemporaneamente produzidas podem ser 20 combinadas utilizando quaisquer métodos de processamento. A fonte 102 do aparelho está acoplada com o carrinho 100. O carrinho 100 pode incluir um ou mais detectores. Três detectores são apresentados para propósito ilustrativo. Os três detectores ilustrados incluem o detector 104, configurável para detecção de dispersão frontal, o detector 106, configurável para detecção de transmissão, e o detector 105, também configurável para detecção de dispersão frontal. Será apreciado pelos versados na técnica que os carrinhos não estão limitados a incluir três detectores ou um tipo específico de detector. Particularmente, cada detector pode ser configurado para detectar mais do que uma forma de radiação. Um carrinho pode incluir um ou mais detec30 tores e qualquer único detector no carrinho pode ser configurado para servir como um detector de radiação de dispersão frontal, de transmissão ou de retrodispersão.

A configuração de um detector para perceber um tipo particular de radiação pode ser alcançada pela modificação da saída dos detectores, do período de detecção, e/ou do nível de sensibilidade. Por exemplo, cada detector pode emitir a informação detectada para um processador especifi-

camente configurado para processar o sinal detectado. Adicionalmente, a configuração do processador pode se alternar dependendo de que tipo de radiação é detectada durante qualquer dado intervalo de tempo. Os detectores podem ser configurados, por exemplo, de modo que durante o curso do intervalo de tempo durante o qual a fonte 102 está produzindo um feixe de 10 radiação, os detectores 104, 105 e 106 sejam configurados para detectar radiação de retrodispersão, os detectores 114 e 115 sejam configurados para detectar radiação de dispersão frontal, e o detector 116 seja configurado para detectar radiação de transmissão. No mesmo exemplo, os detectores podem ser configurados de modo que durante o curso de outro intervalo de 15 tempo, definido pela fonte 112 produzindo um feixe de radiação, os detectores 114, 115 e 116 sejam configurados para detectar radiação de retrodispersão, os detectores 104 e 105 sejam configurados para detectar radiação de dispersão frontal, e o detector 106 seja configurado para detectar radiação de transmissão. Isto é apenas um único exemplo de como os detectores 20 podem ser configurados para operar e a configuração é modificável para os componentes proporcionados do sistema e para a aplicação particular. Como tal, várias configurações, as quais podem não ser explicitamente descritas, podem ser proporcionadas de acordo com as modalidades da presente invenção.

O carrinho 110, similar ao carrinho 100, inclui três detectores que estão acoplados com o mesmo. Os três detectores acoplados com o carrinho 110 incluem o detector 114 que pode ser configurado para detectar radiação dispersão frontal, o detector 116 que pode ser configurado para detectar radiação de transmissão, e o detector 115 que também pode ser 30 configurado para detectar dispersão frontal. Cada um destes detectores, como estes no carrinho 100, pode ser configurado, como discutido no exemplo acima, para detectar cada tipo de radiação, incluindo a radiação de dis10 persão frontal, de transmissão e de retrodispersão.

Cada um dos carrinhos 100 e 110 é mantido substancialmente na mesma elevação por toda uma varredura. Cada um dos carrinhos 100 e

110 geralmente é acoplado com posicionadores verticais separados que movem os carrinhos ao longo da trajetória ilustrada pelas linhas 108 e 118 respectivamente, como adicionalmente ilustrado na Figura 2A. Os posicionadores movem os carrinhos em uma direção geralmente vertical na mesma taxa de modo que os carrinhos mantêm uma elevação substancialmente e-

quivalente em relação um ao outro por todo o deslocamento de cada carri10 nho. O sistema de varredura ilustrado adicionalmente inclui um detector de dispersão lateral estacionário 122 que detecta radiação dispersada aproximadamente verticalmente durante uma varredura.

À medida que a fonte ilustrada na Figura 1 varre o objeto 120 horizontalmente, simultâneo aos carrinhos sendo deslocados verticalmente em sincronização um com o outro, a radiação produzida a partir de uma primeira fonte que está localizada em um primeiro carrinho pode ser detectada, após a interação da radiação com o objeto, pelos detectores localizados em um segundo carrinho oposto. Adicionalmente, a radiação produzida a partir de uma segunda fonte localizada em um segundo carrinho pode ser detec-

tada, após a interação da radiação com o objeto, pelos detectores localizados no primeiro carrinho oposto. O tipo de detecção de radiação pode incluir a detecção de transmissão ou de dispersão. Apesar de detectores de retrodispersão não serem expressamente demonstrados nos carrinhos na Figura 1, os carrinhos podem incluir detectores configurados para detectar radiação de retrodispersão. Em uma modalidade na qual um detector é configurado para detectar radiação de retrodispersão, o detector pode detectar a radiação produzida a partir de uma fonte localizada no mesmo carrinho que o detector, como explicado no exemplo acima.

Em uma modalidade preferida, a fonte de cada carrinho pode ser adaptada para produzir raios x de feixe concentrado. Isto pode ser alcançado através do uso de um colimador ou por qualquer dispositivo para produzir um feixe estreito de radiação penetrante. A fonte pode ser adicionalmente

adaptada em uma modalidade preferida para varrer um objeto em uma direção transversal à direção geralmente vertical de percurso pelo carrinho. A varredura pode ser alcançada utilizando dispositivos incluindo, mas não limitados a rodas interruptoras de luz, dispositivos de direção eletromagnéticos, ou quaisquer outros sistemas de varredura.

A Figura 1 também ilustra as posições relativas dos detectores em um carrinho em relação à fonte em um carrinho alternado, especificamente para a configuração de fontes e detectores demonstrados. Na modalidade ilustrada na Figura 1, cada fonte está localizada em uma posição que corresponde à altura ou elevação do detector oposto que pode ser configurado para detecção de transmissão. Especificamente, o detector 116 do carrinho 110 está substancialmente na mesma elevação que a fonte 102 no carrinho 100 e vice-versa para a fonte 112 no carrinho 110 e o detector 106 no carrinho 100.

Dois dos detectores que podem ser configurados para detectar radiação de dispersão frontal em cada carrinho estão dispostos, em uma modalidade, em uma distancia verticalmente deslocada da fonte correspon dente, de modo que a radiação dispersada que resulta a partir do feixe de radiação penetrante incidente sobre o objeto é detectada. Apesar do detector 106 poder ser configurado para detectar radiação de dispersão, os detectores 104 e 105 podem ser mais favoráveis do que o detector 106 na detec ção de radiação de dispersão frontal resultante do feixe da fonte 112 intera gindo com um objeto disposto entre os carrinhos. De forma similar, o detec tor 116 pode ser configurado para detectar radiação de dispersão frontal, mas os detectores 114 e 115 podem ser mais favoráveis do que o detector

116 na detecção de radiação de dispersão frontal resultando do feixe produzido pela fonte 102 interagindo com um objeto devido ao deslocamento vertical dos detectores 114e115a partir da fonte 102.

Para obter o movimento coordenado dos carrinhos, acoplamento estrutural que permite ao carrinho se mover como um único corpo pode ser proporcionado.

Em uso, um objeto entra em uma vizinhança do sistema de ins peção e então os carrinhos são deslocados verticalmente à medida que o objeto é varrido a partir de pelo menos dois lados em uma única passagem. À medida que um novo objeto entra no portal para varredura, os carrinhos podem começar a varrer o objeto a partir de sua posição corrente à medida 5 que eles são deslocados verticalmente na direção oposta de deslocamento executada na varredura anterior. Por exemplo, um objeto é varrido à medida

que os carrinhos são deslocados em uma direção vertical diminuindo em elevação e após a varredura estar completa e o próximo objeto entrar, o próximo objeto pode ser varrido à medida que os carrinhos são deslocados em 10 uma direção vertical aumentando em elevação.

Em outra modalidade da presente invenção, cada carrinho pode incluir uma fonte sem quaisquer detectores acoplados com o carinho móvel.

Por exemplo, cada um dos carrinhos 100 e 110 pode ser proporcionado sem qualquer um dos detectores 104, 105, 106, 114, 115 e 116. Neste exemplo, detectores estacionários podem ser proporcionados, os quais detectam a radiação de transmissão e/ou de dispersão à medida que os carrinhos são deslocados e as fontes alternam a ativação. Os detectores estacionários neste exemplo ainda podem ser configuráveis. Os detectores estacionários também podem ser proporcionados, por exemplo, em um arranjo que se es-

tende aproximadamente pelo comprimento do percurso dos carrinhos, desse modo permitindo aos mesmos detectarem radiação de forma similar aos detectores conectados com os carrinhos ilustrados na Figura 1.

Enquanto a Figura 1 geralmente ilustra cada carrinho como posrimnnmmnar [71 szivzi iv,ι uma fonte somente em um dentre os dois carrinhos e proporcionar um detector de dispersão no mesmo carrinho que possui a fonte, e um detector de transmissão ou de dispersão frontal correspondente no carrinho disposto de forma oposta.

Alternativamente, o aparelho ilustrado na Figura 1 poderia ope30 rar somente com uma fonte em um carrinho produzindo radiação penetrante e o carrinho opostamente disposto somente detectando a radiação produzida por este carrinho à medida que o objeto 120 tem a imagem representada.

A Figura 2A é uma ilustração de um posicionador do tipo parafuso de avanço conectado com um carrinho da presente invenção. O aparelho de representação de imagem na Figura 2A, designado geralmente pelo número 11, apresenta os parafusos de avanço 200 e 210 acoplados com os carrinhos 100 e 110 de modo que à medida que os motores rotativos de parafuso de avanço 201 e 202, aqui servindo como os posicionadores, são operados simultaneamente, os carrinhos 100 e 110 se movem em uma direção geralmente vertical ao longo do eixo geométrico de rotação de seus respectivos parafusos de avanço. Esta figura ilustra um tipo de posicionador que pode ser implementado com carrinhos da presente invenção para obter o deslocamento necessário; entretanto, as modalidades da presente invenção podem incorporar outros sistemas que podem ser utilizados para obter o deslocamento dos carrinhos. Estes sistemas podem incluir, mas não estão limitados a um sistema de cremalheira e pinhão, um sistema eletromecânico, o qual pode utilizar propulsão por eletromagnetismo, um sistema hidráulico, ou um sistema de polias. A invenção também contempla deslocar os carrinhos por um posicionador único que é acoplado com os carrinhos. O posicionador pode incluir um único posicionador possuindo uma plataforma mecânica acoplada com mais do que um carrinho. Alternativamente ou adicionalmente, o posicionador pode incluir um sistema que permita o movimento do carrinho ou dos carrinhos em uma direção ou direções diferentes de uma direção vertical. Qualquer um dos sistemas descritos, ou qualquer outro posicionador utilizado pode ser comandado por um controlador que inclui um codificador de deslocamento 212 para proporcionar deslocamento dos carrinhos para uma posição especificada ou através de um deslocamento especificado. O controlador adicionalmente pode comandar a taxa na qual o deslocamento é obtido ou quaisquer outras variáveis relevantes pertencendo ao movimento do carrinho.

Em uma modalidade, o posicionador pode ser acoplado com um membro deslocável no qual o objeto 120 pode ser disposto, oposto aos posicionadores sendo acoplados com os carrinhos. Na modalidade onde o posicionador é conectado com um membro deslocável, este objeto 120 pode ser disposto, por exemplo, em uma plataforma mecânica localizada entre dois carrinhos, o posicionador pode variar a altura do membro em uma direção possuindo um componente vertical de modo que o objeto ou alguma região do objeto é varrida pelos carrinhos. Nesta modalidade, as mesmas imagens 5 produzidas através do movimento dos carrinhos em sincronização em uma direção possuindo um componente vertical são obtidas devido a ambas as modalidades proporcionarem uma variação na orientação relativa do objeto em relação aos carrinhos, enquanto mantendo cada carrinho em uma eleva-

ção que não altera em relação ao outro carrinho.

A Figura 2B é uma vista de perfil de uma modalidade da presente invenção utilizada para varrer uma pessoa que entrou no aparelho de representação de imagem. Como anteriormente indicado, as fontes podem ser deslocadas uma da outra de modo que cada fonte fique localizada em uma posição que corresponda à altura ou elevação do detector oposto que é con15 figurável para o tipo de detecção requerida. Por exemplo, um detector configurável para detecção de transmissão estando localizado em uma altura vertical em um carrinho que é proporcional à fonte localizada em um carrinho

opostamente disposto. O aparelho de representação de imagem, designado geralmente pelo número 12 na Figura 2Β, apresenta que o deslocamento 20 das fontes, aqui, a fonte 252 e a fonte 262, pode ser obtido pelo deslocamento dos carrinhos correspondentes, aqui, os carrinhos 250 e 260. Por exemplo, se os carrinhos forem similarmente configurados com a fonte localizada de forma central e produzindo um feixe de radiação penetrante a partir de uma localização central no carrinho, cada carrinho podería ser acoplado com o respectivo posicionador em uma elevação, por meio do que um carrinho fica verticalmente deslocado do outro carrinho de modo que esta respectiva fonte de cada carrinho fique verticalmente deslocada em relação à fonte do outro carrinho. Esta instalação ainda efetua o uso de detectores configuráveis como anteriormente discutido. Particularmente, durante o in30 tervalo de tempo durante o qual a fonte 252 é ativada, os detectores 253 e

254 podem ser configurados para detectar radiação de retrodispersão, o detector 264 pode ser configurado para detectar radiação de transmissão, e o detector 263 pode ser configurado para detectar radiação de dispersão frontal. Adicionalmente, durante o intervalo de tempo no qual a fonte 262 é ativada, os detectores 263 e 264 podem ser configurados para detectar radiação de retrodispersão, o detector 253 pode ser configurado para detectar 5 radiação de transmissão e o detector 254 pode ser configurado para detectar radiação de dispersão frontal.

A Figura 2B adicionalmente ilustra os parafusos de avanço 251 e

261 que proporcionam para os carrinhos 250 e 260 o movimento em uma

direção geralmente vertical à medida que os parafusos de avanço são gira10 dos pelos motores 255 e 265.

A Figura 3 é uma vista de cima de duas fontes com rodas interruptoras de luz configuradas de modo que as fontes podem alternar a produção de radiação que é incidente sobre o objeto. O aparelho de representação de imagem é designado na Figura 3 pelo número 13. A invenção abran15 ge adaptar as fontes para produzirem radiação incidente sobre o objeto em intervalos de tempo distintos. Isto pode ser alcançado com uma fonte de transmissão de estado estacionário ou com uma fonte pulsada que transmite radiação durante intervalos de tempo distintos. No caso em que uma fonte de transmissão de estado estacionário é utilizada, a fonte pode ser propor-

cionada com uma roda interruptora de luz que possui metade do número normal de fendas, por exemplo. Assim, o aparelho será proporcionado com um controlador adaptado para sincronizar a irradiação das fontes de um objeto de modo que as fontes alternem a produção de radiação incidente sobre o objeto durante os intervalos de tempo especificados de modo *» nktôr x/or_ Cl VL/LCH VUI reduras plenas do comprimento em ambos os lados do objeto, simultaneamente aos carrinhos sendo dispostos em sincronização em uma direção geralmente vertical, pelos posicionadores ou posicionador.

Na Figura 3, um primeiro e um segundo carrinho 300 e 310 são apresentados a partir de uma vista de cima. Cada um dos carrinhos ilustra 30 uma fonte 301 e 311 produzindo radiação penetrante 302 e 312. A radiação penetrante pode ser produzida em uma faixa ditada pela fonte utilizada, e não é pretendida de ser limitada pela ilustração. A faixa da fonte é determi nante da faixa através da qual o feixe de radiação é varrido ou movimentado. Esta faixa é ilustrada pelas linhas 315 e pelas linhas 305. As linhas 315 representam a faixa ou janela através da qual um feixe produzido pela fonte 311 é movimentado. As linhas 305 representam a faixa ou janela através da qual um feixe produzido pela fonte 301 é movimentado. O objeto é colocado entre os carrinhos como ilustrado pelo marcador 320 para varredura. As fontes produzem um feixe de radiação que é movimentado pelas rodas interruptoras de luz 304 e 314. As rodas interruptoras de luz incluem as aberturas

303 e 313 que permitem que a radiação penetrante produzida pelas respec10 tivas fontes seja emitida através das aberturas à medida que as rodas interruptoras de luz se movem em um movimento rotativo. A rotação das rodas interruptoras de luz podem incluir uma rotação de 360° completos ou menos. A rotação das rodas interruptoras de luz também pode incluir uma rotação oscilante ou qualquer outro movimento que permita a radiação ser lida oti15 camente. As rodas são projetadas para de forma eficaz proteger a radiação emitida a partir da fonte em um intervalo durante o qual qualquer uma das

aberturas 303 e 313 não está em frente da direção da emissão de radiação a partir de suas respectivas fontes. Como tal, as rodas podem ser construídas de chumbo ou de qualquer outro material adequado que de forma eficaz pro20 teja da radiação produzida pela fonte utilizada. Como apresentado na figura, o feixe 316 começa a fazer a varredura através da faixa 315 simultâneo com a roda interruptora de luz 304 fazendo a proteção da radiação 302 produzida pela fonte 301. Estes feixes irão continuar a alternar em serem movimentados de forma alternadã a iiiêdida que os cai unhos sao movidos cm uma d· reção vertical, para dentro ou para fora do plano da página, de modo a obter uma varredura completa do objeto. Podem ser proporcionadas configurações alternativas que permitam diferentes esquemas de irradiação intercalada.

A Figura 4 é uma ilustração do sistema de inspeção proporcio30 nado dentro de um compartimento para conter os carrinhos e o pelo menos um posicionador durante o curso de operação. O compartimento 450 pode incluir um portal 451 no qual um objeto pode entrar para varredura. O com17 partimento pode ser proporcionado de uma forma móvel. O compartimento ilustrado é proporcionado com os carrinhos 400 e 410 que podem conter a combinação desejada de fonte e detector requerida para a aplicação específica de varredura. Estes carrinhos são deslocados em uma direção geral-

mente vertical. O compartimento 450 também pode incluir um sistema estacionário de detecção de dispersão tal como o sistema 451. O compartimento pode incluir detectores estacionários localizados na parte de cima, na parte de baixo ou em quaisquer outros lados do compartimento. A informação obtida a partir de cada um destes detectores pode ser vista ou processada in10 dividualmente ou a informação pode ser processada e combinada com a informação a partir de outro detector ou detectores, incluindo os detectores localizados em um carrinho de modo a obter maiores detalhes sobre um objeto de interesse escondido localizado em um objeto varrido. O compartimento também pode incluir controles de inspeção no local e um sistema de 15 análise ou o compartimento pode ser adaptado para uso com um sistema remoto de análise. O compartimento pode proporcionar controle ambiental de modo que a temperatura interna, a umidade, pressão do ar, conteúdo microbiano ou de contaminante, ou outro fator ambiental, possam ser regulados. O compartimento pode lacrar uma parte interior do compartimento do 20 ambiente exterior.

Algumas modalidades da presente invenção podem se relacionar com métodos e sistemas para inspecionar objetos por meio de radiação penetrante que utilizam várias fontes de raio x, as quais podem ser individucdnitjnít; citivadcis, como descrito ns Publicação de Pedido de Patente US N°

2007/0258562, incorporada neste documento por referência em sua totalidade.

As fontes de raio x podem ser baseadas em catodos de emissão de campo, oferecendo vantagens tanto na resolução espacial como na temporal quando comparados com fontes termiônicas. Devido ao fato da emis30 são de campo de elétrons ser produzida por um campo elétrico elevado, não é necessário aquecimento, e por consequência, tais emissores de elétron normalmente são referidos como catodos frios. Os feixes de elétron emitidos

por tais dispositivos podem possuir baixa divergência e assim proporcionarem facilidade de foco. Além disso, a resposta virtualmente instantânea da fonte oferece capacidades de comutação de tempo (time gating) comparáveis com a resolução de tempo do circuito de controle, e pode ser tão rápida 5 quanto nanosegundos, utilizando a tecnologia atual.

Zhang e outros, A Multi-beam X-Ray Imaging System Based on Carbon Nanotube Field Emitters, em Medicai Imaging 2006, (Proceedings of SPIE, Vol. 6142, 2 de Março de 2006), reportou a fabricação, pela Xintek, Inc., of Research Triangle park, NC, de um arranjo linear de 5 fontes de raio 10 X, cada uma com um foco do tubo de raio x entre 200 e 300 pm, baseado no uso de eletrodos de nanotubo de carbono (CNT). As correntes de elétron na faixa de 0,1 até 1 mA foram reportadas em uma tensão elétrica de aceleração de 40 até 60 kVp. O tempo de vida útil do catodo frio foi estimado como excedendo a 2000 horas. Para uma tensão elétrica de aceleração de 200 kV, uma corrente de feixe de 13 mA foi medida. O documento de Zhang e outros mencionado acima é incorporado neste documento por referência. Dispositivos com 1000 pixels por metro e taxas de repetição de pulso de 10 MHz podem ser previstos com a tecnologia dentro do estado corrente da técnica.

O uso de catodos frios CNT no contexto de uma fonte de raio x também é descrito por Cheng e outros, Dynamic radiography using a carbonnanotube-based Field-emission X-ray source, 75 Ver. Sci. Instruments, pág. 3264 (2004), enquanto o uso de arranjos de fonte de catodo frio CNT em um contexto de varredura é descrito por Zhang e outros, Stationary scanning x25 ray source based on carbon nanotube field emitters, 86 Appl. Phys. Lett., p. 184104 (2005), ambos os artigos sendo incorporados neste documento por referência.

Além disso, o uso de arranjos de fonte de catodo frio CNT na tomografia é discutido por Zhang e outros, A nanotube-based Field emission 30 x-ray source for microcomputed tomography, 76 Ver. Sci. Instruments, p.

94301 (2005), o qual também é incorporado neste documento por referência.

Fontes de catodo frio separadas de forma vantajosa podem pro porcionar ativação das fontes eletronicamente e com baixa latência (na escala de nanosegundos), de uma maneira sequencial, desse modo formando feixes concentrados, como frequentemente praticado nas técnicas de representação de imagem por raio X, ou, altemativamente, selecionar um padrão 5 de fontes em um dado tempo para formar feixes codificados. O desenvolvimento de CNTs permitiu que importantes desafios técnicos relacionados com a estabilidade atual e com o tempo de vida útil do catodo fossem superados.

A operação geral da fonte de raio X de catodo frio, designado geralmente, na Figura 5, pelo número 1010, é bem entendida na técnica e é descrita com referência à Figura 5. A disposição de catodo frio de forma vantajosa permite um alto grau de controle. A tensão elétrica V_ge entre a porta

1012 e o catodo 1014, governada pelo circuito de controle 1013, controla a corrente de elétrons 1015, enquanto a tensão elétrica Vca entre o catodo

1014 e o anodo 1016, o qual também serve como o alvo do raio X, controla a energia de elétron colidindo no alvo 1016, e a tensão elétrica aplicada no eletrodo de focagem 1018 determina o tamanho do ponto do feixe de elétrons.

Enquanto a Figura 5 representa uma montagem na qual os raios

X são gerados via um alvo de reflexão 1019, um alvo de transmissão também pode ser empregado dentro do escopo da presente invenção.

A aplicação de fontes de raio X separadas para a representação de imagem por raio X, de acordo com a presente invenção, varia com a dimensionalidade do arranjo de fontes de raio X (unidimensional, bidimensio25 nal, ou tridimensional), com o modo de varredura (por rastreio ou padrão), com o uso dinâmico de energias diferentes ou variadas, e com o uso de comutador de tempo.

Uma modalidade da invenção é descrita com referência à Figura

6. Um arranjo unidimensional 1020 de fontes de raio X 1022 é disposto com os detectores de retrodispersão 1023 em um ou mais lados de seu eixo geométrico longitudinal (tipicamente vertical) 1021. Todo o dispositivo 1024 pode transladar em uma direção transversal 1025, tipicamente de forma ho rizontal, de modo a criar uma imagem linha por linha. Alternativamente, o arranjo 1020 pode girar ao redor do eixo geométrico longitudinal (tipicamente vertical) 1021 de modo que o feixe de raio X 1026 seja movimentado em uma direção transversal (novamente, tipicamente de forma horizontal), des5 se modo criando uma imagem linha por linha, mas sem todo o dispositivo se movendo. Uma linha de imagem é criada por varredura por rastreio das fontes de forma vertical por ativar uma fonte 1022 por vez em sucessão rápida.

Referindo-se agora à Figura 7, um arranjo de fontes bidimensio-

nal 1030 pode não possuir partes mecanicamente se movendo e permitir a cobertura de um ângulo sólido predefinido (determinado pelo número total de fontes 1032 e por sua divergência) em um tempo muito curto. Ele pode utilizar o mecanismo de varredura por rastreio similar aos feixes CRT ou padrão (Hadamard ou outro mecanismo de codificação).

De acordo com modalidades adicionais da presente invenção, um sistema com velocidade controlada, designado geralmente pelo número

1040, é descrito com referência à Figura 8. Um ou mais detectores de retrodispersão 1042 são fixos, mas o arranjo de fontes 1044 é transladado com

uma velocidade constante para trás e para frente na direção 1045 adjacente, ou entre os detectores 1042. Tal sistema também pode ser empregado de 20 um modo entrelaçado, descrito abaixo.

Versatilidade adicional pode ser obtida utilizando uma modalidade relacionada, tal como esta apresentada na Figura 9 onde dois ou mais arranjos de fontes de raio X unidimensionais 1051, 1052, são montados em i irr> /'ilinrlrn Ποχ/iHn αη fafn rio ne arranine nndorpm çor ativadnç a HaV« I VI III IVI V I W I · W T IW VÍV VXW V* W w«l W«i IJ W VM v wr· · w ’χ w» -w w» sativados eletronicamente com alta velocidade, somente o arranjo gerando um feixe de raio X 1055 que está iluminando um alvo (não apresentado) é ativado, e os outros arranjos ficam desativados, e por consequência, não existe a necessidade de proteger um arranjo do outro. A versatilidade deste modelo reside em sua habilidade natural de incorporar o modo entrelaçado, como agora descrito, e em continuamente acumular uma imagem. Alternativamente, dois cilindros poderiam ser proporcionados para produzir radiação incidente sobre dois lados de um objeto. As fontes em cada arranjo podem ser proporcionadas com um controlador para a ativação independente das fontes.

O entrelaçamento pode ser útil em casos onde, devido às limitações técnicas ou ao projeto, a distância mínima entre duas fontes é 1 cm, 5 mas a resolução requerida para as aplicações específicas exige fontes colocadas com separação de 4 mm. Em um cilindro, três arranjos unidimensionais são colocados a 120 graus um do outro e deslocados verticalmente por 3,33 mm. Cada arranjo irá varrer linhas separadas por 1 cm, mas devido ao

deslocamento vertical, a imagem resultante para uma rotação completa do 10 cilindro irá possuir uma resolução de 3,33 mm. Este modo de operação é referido como modo entrelaçado. Para o sistema representado na Figura 8, a representação de imagem entrelaçada pode ser proporcionada via a translação vertical do arranjo para cada passagem horizontal.

De acordo com modalidades adicionais da presente invenção, fontes de raio X de nanotubo de carbono configuradas de um modo linear ou bidimensional são disparadas sequencialmente como descrito acima. Outras fontes separadas de raio X que existem atualmente ou que podem ser de-

senvolvidas no futuro, também podem ser empregadas de uma maneira substancialmente similar, e estão dentro do escopo da presente invenção, 20 como descrito neste documento e como reivindicado nas reivindicações anexas.

O uso de arranjos de fontes de raio X deste tipo para esta aplicação pode ser particularmente vantajoso pelas seguintes razões:

_ o fnnto rlc rain V nnrlo car mi litn nnmnarta ocnorialm<ant<a na

I VI IkV W I MIV X X W · I IMI %V VWI I aaw» dimensão ao longo da linha de emissão do raio X.

- o uso de um arranjo linear de feixes de raio X de forma vantajosa reduz a distorção da imagem associada à fontes de ponto único.

- esta abordagem para gerar raios X proporcionam flexibilidade na aquisição da imagem na geometria e na área afetada que é muito superi or aos sistemas atuais baseados em fontes de raio X de ponto único.

- pela utilização da ativação sequencial do arranjo linear de fontes de raio X, uma imagem de retrodispersão pode ser adquirida sem interfe22 rência entre as fontes.

- esta invenção, quando aplicada em uma configuração que simultaneamente captura duas ou mais visões da pessoa sendo examinada, de forma vantajosa melhora a produção dos objetos inspecionados.

Outra modalidade da invenção é agora descrita com referência à

Figura 10A. Conjuntos de fontes de raio X de nanotubo de carbono 1110

configuradas como arranjos lineares 1111, ou como um arranjo bidimensional, são colocados acima (como apresentado) ou nas laterais de uma pessoa 1112 sendo examinada. É para ser entendido que uma pessoa é apre10 sentada como um objeto representativo de inspeção, mas que o aparelho e os métodos instruídos neste documento são de aplicação valiosa para qualquer objeto, seja animado ou inanimado.

Os detectores de dispersão 1114, os quais podem ser detectores de retrodispersão ou de dispersão lateral, por exemplo, são posicionados para capturar os raios X dispersados. A pessoa sendo examinada anda através dos feixes de raio X 1116 ou é transportada através dos mesmos por

dispositivos, tais como um transportador 1118, ou uma esteira de pessoas. Um corrimão 1119 também pode ser proporcionado. Fontes separadas 1110 podem ser ativadas sequencialmente para proporcionar resolução espacial 20 de acordo com algoritmos conhecidos. A Figura 10B representa o objeto

1112 em sucessivas posições percorrendo uma estação de inspeção que é designada geralmente pelo número 1100. A estação de inspeção 1100 possui uma fonte frontal 1160 e uma fonte traseira 1162, cada uma das quais

rnntor arroninc linaorac Wl Ml I Ml IJW III IVMI W

10A, cada uma das quais é compreendida de múltiplas fontes separadas de raio X dispostas ao longo de um eixo geométrico transversal à página. O objeto 1112 anda, ou é transportado pelo transportador 1118, de uma maneira tal a ter diferentes partes de sua pessoa varridas pelas respectivas fontes

1160 e 1162 durante o curso do trajeto pela estação de inspeção.

Ainda uma modalidade adicional da presente invenção é apresentada nas Figuras 11A e 11B, em uma configuração se aproximando desta dos detectores de metal em uso atual. Como apresentado na vista de ci ma da Figura 11B, arranjos de fontes de raio X 1210 emitem raios X 1212, vistos mais claramente na vista frontal da Figura 6A. O arranjo 1210 pode ser proporcionado como um arranjo disposto de forma vertical. Cada fonte em cada arranjo pode ser ativada independente das outras fontes no arranjo, 5 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Raios X 1212 colidem com o objeto 1112 à medida que ele atravessa a estação de inspeção, designada geralmente pelo número 1200. A radiação dispersada pelo objeto 1112 ou pelos objetos transportados ou usados pela pessoa em questão são

detectados pelos detectores de dispersão 1220. Os detectores de dispersão

1220 geram sinais de dispersão baseados na radiação penetrante que eles detectam, e os sinais de dispersão são processados pelo processador 1230 para detectar e identificar materiais e objetos perigosos de acordo com algoritmos conhecidos, ou, de outra forma, para exibir uma imagem processada de forma adequada do objeto inspecionado no monitor de vídeo 1240. Em qualquer caso, uma imagem é gerada, com o termo imagem, como utilizado neste documento e em qualquer reivindicação anexa, significando um arranjo ordenado de valores correspondendo aos elementos espacialmente

distintos do objeto inspecionado. Desde que a geometria minimiza a distorção e a formação de sombras dos dados da imagem, técnicas de detecção 20 automáticas que contam com o reconhecimento de formato se beneficiam muito da distorção e da formação de sombra reduzida da imagem. Estas vantagens também podem ser aplicadas para os sistemas de bagagem convencionais de transmissão e de dispersão.

Altemativamente, scanners eletromagnéticos podem ser empre25 gados, tal como o scanner 2104 (apresentado na Figura 14) e estes descritos na Patente US N° 6.421.420, expedida em 23 de julho de 2002, e denominada Method and Apparatus for Generating Sequential Beams of Penetrating Radiation, a qual é incorporada neste documento por referência. Uma fonte 2412 fornece um feixe de partículas carregadas 2140 que são 30 aceleradas até a superfície de um alvo 2160. O diretor de feixe eletromagnético 2418 pode ser qualquer disposição de direcionamento de feixe eletromagnético, tal como barras magnéticas ou eletrostáticas. A radiação eletro magnética penetrante é emitida pelo alvo 2160 e passa através de um colimador 2422 disposto a uma distância especificada a partir do alvo, assim produzindo feixes paralelos sequenciais de radiação.

Nos casos onde sistemas de ponto variável (flying-spot) são 5 realizados por dispositivos mecânicos, tal como aros rotativos e rodas interruptoras de luz, estes critérios mencionados acima podem ser satisfeitos

pela sincronização do movimento dos elementos mecânicos de interrupção de feixe, tendidos por deslocamentos de fase. Um sistema capaz de tal operação é demonstrado na Patente US N° 7.400.701, incorporada neste docu10 mento por referência em sua totalidade. Assim, por exemplo, onde colimadores são girados para definirem um trajeto do feixe de raio X emergente 2023, sistemas controladores de movimento de circuito fechado conhecidos na técnica podem ser empregados para acionar a rotação dos colimadores. O ciclo de trabalho é controlado pelo estabelecimento da abertura da pá (o ân15 guio de varredura total de um feixe, isto é, o ângulo entre os feixes extremos

2023 e 2024 de uma fonte única), igual a 2π vezes o ciclo de trabalho. Nos sistemas onde a radiação emitida pode ser controlada eletronicamente,

qualquer sequência desejada de irradiação ou faixa de varredura pode ser estabelecida, sem limitação, totalmente por controle eletrônico ou por soft20 ware.

Em virtude do sequenciamento temporal que reduz ou elimina a interferência, as fontes podem ser colocadas em maior proximidade do que de outra forma possível. Em particular, as fontes 2013, 2015 e 2017 podem ser dispostas em um único plano, o que de forma vantajosa permite virtual25 mente o controle liga / desliga simultâneo dos raios X, independente da velocidade na qual o objeto está passando pelos dispositivos eletrônicos de gravação de imagem.

O sistema descrito de forma vantajosa pode proporcionar que uma imagem seja derivada a partir da perspectiva de cada fonte sucessiva 30 2013, 2015 e 2017, as quais emitem os feixes 2023 até 2028. A Figura 12 apresenta um sistema ilustrativo com três vistas 2010, com cada um dos feixes 2023, 2025, etc., varrendo trajetórias que são coplanares.

Os feixes a partir de cada dispositivo eletrônico de gravação de imagem varrem em sequência, de modo que não mais do que um dispositivo eletrônico de gravação de imagem está emitindo radiação por vez. Assim, a fonte (ou dispositivo eletrônico de gravação de imagem) 2013 move o seu feixe primeiro. A radiação dispersada a partir do objeto, como representada pelos raios 2044, é recebida por todos os detectores 2031 até 2036, e transmitida para um processador 2040 para obter as imagens do objeto, o qual pode ser transportado através do sistema por um transportador mecanizado opcional 2029. Os sinais a partir de cada um dos detectores são adquiridos como canais separados por um sistema de aquisição. Este processo é repetido para cada um dos três dispositivos eletrônicos de gravação de imagem, criando pedaços de um objeto à medida que ele se move.

Referindo-se agora à Figura 13, é apresentada uma vista lateral da disposição da Figura 13, com elementos designados pelos números correspondentes. Uma fenda 2050 é apresentada, através da qual o feixe da fonte 2013 passa através dos segmentos 2052 e 2054 do detector 2031 à medida que o objeto 2018 é varrido enquanto se movendo em uma direção lateral 2016.

Os sinais a partir dos detectores podem ser seletivamente utilizados para reconstruir uma imagem do objeto. Desde que os fótons dispersados 2044 detectados pelos detectores 2033 e 2034 a partir da fonte 2013 são tão úteis como os fótons dispersados a partir da fonte 2017, estes mesmos detectores podem ser compartilhados entre todas as fontes, e resultar nm λ'λ.Ιο+ο molhnroHa do Hicnorcãn rnm η ι icn ofiniíinto rln harrl\A/arA Hr> riaVI I I VVIVIM I I I VII IV V4V4V4 V· V* VIV|7VI WVAXX Wl V MW viiviva atv MW , iwni ν xmxx m w tector.

Adicionalmente, as modalidades desta invenção de forma vantajosa podem permitir a representação de imagem de múltiplas visões por dispersão de raio X de ponto variável ser praticada em uma área afetada operacional menor pela eliminação da interferência, e por permitir o posicionamento mais próximo dos dispositivos eletrônicos de gravação de imagem individuais para cada visão. O posicionamento próximo destes dispositivos eletrônicos de gravação de imagem (onde um dispositivo eletrônico de gra26 vação de imagem se refere a uma fonte, pelo menos um detector e aos componentes eletrônicos associados e ao processamento de sinal) também pode permitir o compartilhamento de detectores de dispersão entre ou ao redor dos dispositivos eletrônicos de gravação de imagem, permitindo maior coleta de dispersão para a qualidade de imagem melhorada, com o uso eficiente do hardware do detector.

Em aplicações onde a varredura de regiões seletivas do objeto é desejada, o posicionamento coplanar dos dispositivos eletrônicos de gravação de imagem permite o controle simultâneo de liga / desliga dos raios X independente da velocidade na qual o objeto está passando pelos dispositivos eletrônicos de gravação de imagem. Isto simplifica muito o projeto do controle de emissões de raio X a partir de cada dispositivo eletrônico de gravação de imagem no sistema de inspeção com múltiplas visões, assim o sequenciamento individual de cada uma das emissões de raio X não precisa ser executado como tipicamente é praticado em sistemas nos quais a emissão não é coplanar.

As modalidades descritas da invenção são pretendidas para serem meramente ilustrativas e várias modificações e variações serão aparentes para os versados na técnica. É pretendido que todas tais variações e modificações estejam dentro do escopo da presente invenção, como definido nas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para verificar um aspecto material associado com um objeto, o aparelho compreendendo:

um primeiro carrinho e um segundo carrinho, cada carrinho incluindo uma fonte incluindo um colimador adaptado para produzir um feixe concentrado de radiação de raio X penetrante incidente sobre o objeto;

pelo menos um atuador adaptado para deslocar cada carrinho em relação ao objeto de uma maneira tal a mover o feixe concentrado em relação ao objeto em uma direção tendo um componente vertical; e pelo menos um detector para detectar a radiação produzida por pelo menos uma das fontes após a retrodispersão da radiação pelo objeto.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo menos um atuador é adaptado para deslocar sincronizadamente cada carrinho em relação ao objeto em uma direção tendo um componente vertical.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que um primeiro detector é acoplado com o primeiro carrinho.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, em que um segundo detector é acoplado com o segundo carrinho.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro carrinho inclui um primeiro scanner e o segundo carrinho inclui um segundo scanner, cada scanner associado com uma fonte correspondente dentre as fontes e adaptado para mover o feixe concentrado de radiação penetrante produzido pela fonte correspondente transversal à direção de movimento de tal carrinho da fonte.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que os scanners são adaptados para proporcionar feixes intercalados.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que a fonte incluída no primeiro carrinho e a fonte incluída no segundo carrinho produzem feixes direcionados substancialmente de forma oposta de radiação penetrante.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que cada fonte é uma fonte irradiando de forma intermitente.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, ainda compreendendo um processador para receber um sinal a partir do pelo menos um detector e para produzir uma imagem baseada em pelo menos um sinal.
10. Método para inspecionar um objeto compreendendo as etapas de:

mover um primeiro carrinho, o primeiro carrinho possuindo acoplado com o mesmo uma primeira fonte e um colimador adaptado para produzir um feixe de radiação penetrante incidente sobre o objeto, o primeiro carrinho movido de uma maneira tal a escanear o primeiro feixe concentrado de radiação penetrante em uma direção tendo um componente vertical;

mover um segundo carrinho, o segundo carrinho tendo acoplado com o mesmo uma segunda fonte e um colimador adaptado para produzir um segundo feixe concentrado de radiação penetrante incidente sobre o objeto, o segundo carrinho movido de uma maneira a escanear o segundo feixe concentrado de radiação penetrante em uma direção possuindo um componente vertical;

detectar, com pelo menos um detector, a radiação retrodispersada pelo objeto;

gerar sinais de saída do detector, baseado na radiação recebida por pelo menos um detector; e caracterizar o objeto baseado nos sinais de saída do detector.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, em que o ato de mover o segundo carrinho é síncrono com o ato de mover o primeiro carrinho.
12. Método, de acordo com a reivindicação 10, em que pelo menos um primeiro detector do pelo menos um detector está acoplado com o primeiro carrinho.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que pelo menos um segundo detector do pelo menos um detector está acoplado com o segundo carrinho.
14. Método, de acordo com a reivindicação 10, ainda compreendendo mover o primeiro e o segundo carrinhos nas respectivas direções, cada uma das respectivas direções possuindo um componente vertical.
15. Método, de acordo com a reivindicação 10, ainda compreendendo a etapa de criar uma imagem com base na radiação detectada por pelo menos um detector.
16. Método, de acordo com a reivindicação 10, ainda compreendendo as etapas de:

escanear o segundo feixe concentrado de radiação penetrante produzido pela fonte acoplada com o segundo carrinho em uma direção transversal à direção de movimento dos carrinhos;

gerar sinais de saída do detector baseados na radiação recebida por pelo menos um detector; e criar uma imagem baseada na radiação detectada a partir do primeiro e do segundo feixes concentrados.
17. Aparelho para verificar um aspecto material associado com um objeto, o aparelho compreendendo:

um primeiro carrinho e um segundo carrinho, cada carrinho incluindo uma fonte adaptada para produzir um feixe de radiação penetrante incidente sobre o objeto;

pelo menos um posicionador vertical adaptado para de forma síncrona deslocar cada carrinho em relação ao objeto em uma direção possuindo um componente vertical; e pelo menos um detector para receber radiação produzida por pelo menos uma das fontes após a interação da radiação com o objeto.
18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que pelo menos um detector é disposto no primeiro carrinho.
19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que o objeto é uma pessoa.
20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que a radiação penetrante é a radiação de raio X.
21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que a fonte é adaptada para produzir um feixe concentrado de radiação.
22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 21, em que cada carrinho inclui um scanner adaptado para mover o feixe concentrado de radiação penetrante produzido pela fonte transversal à direção de movimento do carrinho.
23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 22, em que o scanner é uma roda interruptora de luz.
24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 23, em que as rodas interruptoras de luz são adaptadas para proporcionarem feixes intercalados.
25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que cada carrinho ainda compreende uma pluralidade de detectores.
26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 25, em que cada carrinho inclui pelo menos um dentre um detector de dispersão e de transmissão.
27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 26, em que a fonte no primeiro carrinho e a fonte no segundo carrinho produzem feixes direcionados substancialmente de forma oposta de radiação penetrante.
28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 27, em que o detector de transmissão do primeiro carrinho é disposto em uma elevação substancialmente igual a aquela da fonte do segundo carrinho.
29. Aparelho, de acordo com a reivindicação 27, em que o primeiro e o segundo carrinhos são estruturalmente acoplados.
30. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17 em que cada fonte é uma fonte irradiando de forma intermitente, para proporcionar um padrão de irradiação temporariamente entrelaçado.
31. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17 em que ambos os carrinhos são estruturalmente acoplados.
32. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que pelo menos um posicionador vertical inclui um codificador de deslocamento.
33. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que pelo menos um posicionador vertical inclui pelo menos um dentre um motor rotativo acoplado a um parafuso de avanço, um sistema de cremalheira e pinhão, um sistema propelido de forma eletromecânica, um pistão hidráulico, ou um sistema de polias.
34. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, ainda compreendendo um processador para receber um sinal a partir do pelo menos um detector e para produzir uma imagem baseado pelo menos no sinal.
35. Aparelho, de acordo com a reivindicação 34, em que o processador combina imagens produzidas com base nos sinais a partir de uma pluralidade de detectores, em que a pluralidade de detectores inclui pelo menos um detector para receber radiação produzida por pelo menos uma das fontes depois da interação da radiação com o objeto.
36. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, ainda compreendendo um compartimento para conter os carrinhos e o pelo menos um posicionador durante o curso de operação.
37. Aparelho, de acordo com a reivindicação 36, ainda compreendendo pelo menos um detector estacionário acoplado ao compartimento.
38. Aparelho, de acordo com a reivindicação 36, em que o compartimento é um compartimento ambientalmente controlado.
39. Aparelho, de acordo com a reivindicação 36, em que o compartimento pode ser lacrado a partir de um ambiente externo.
40. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, em que cada fonte é uma fonte pulsada adaptada para irradiar de forma intermitente o objeto.
41. Aparelho para verificar um aspecto material associado com um objeto, o aparelho compreendendo:

um primeiro carrinho possuindo acoplado com o mesmo:

uma fonte adaptada para produzir um feixe de radiação penetrante incidente sobre um objeto, e um primeiro detector para detectar a radiação penetrante dispersada pelo objeto, um segundo carrinho possuindo um segundo detector para detectar a radiação penetrante produzida pela fonte do primeiro carrinho e transmitida através do objeto; e pelo menos um posicionador vertical adaptado para variar de forma síncrona a posição de cada carrinho em relação ao objeto em uma direção possuindo um componente vertical.
42. Aparelho, de acordo com a reivindicação 41, em que pelo menos um posicionador vertical atua sobre o primeiro carrinho para variar a posição relativa da fonte em relação ao objeto.
43. Aparelho para verificar um aspecto material associado com um objeto, o aparelho compreendendo:

dois arranjos verticalmente dispostos de fontes discretas adaptadas para produzir feixes de radiação penetrante;

pelo menos um detector para receber a radiação produzida por pelo menos uma das fontes após a interação da radiação com o objeto; e um controlador para ativar pelo menos uma fonte em pelo menos um dos arranjos, independente das outras fontes no mesmo arranjo.
44. Aparelho, de acordo com a reivindicação 43, em que pelo menos um detector inclui dois arranjos verticais de detectores e um processador para processar os dados de detecção recebidos por cada detector durante o intervalo de tempo especificado.
45. Aparelho, de acordo com a reivindicação 43, ainda compreendendo um scanner adaptado para mover pelo menos um feixe de radiação penetrante produzido por pelo menos uma das fontes.
46. Método para inspecionar um objeto, compreendendo as etapas de:

mover um primeiro carrinho, o primeiro carrinho possuindo acoplado com o mesmo uma primeira fonte adaptada para produzir um primeiro feixe de radiação penetrante incidente sobre o objeto;

mover, em sincronização com o primeiro carrinho, um segundo carrinho, o segundo carrinho tendo acoplado com o mesmo uma segunda fonte adaptada para produzir um feixe de radiação penetrante;

detectar, com pelo menos um detector, a radiação produzida por pelo menos uma das fontes após a interação da radiação com o objeto;

gerar sinais de saída do detector baseado na radiação recebida por o pelo menos um detector;

caracterizar o objeto baseado nos sinais de saída do detector;

escanear o segundo feixe de radiação penetrante produzido pela segunda fonte acoplada com o segundo carrinho em uma direção transversal à direção de movimento dos carrinhos;

gerar sinais de saída do detector baseado na radiação recebida por pelo menos um detector; e criar uma imagem baseada na radiação detectada a partir do primeiro e do segundo feixes.
47. Método, de acordo com a reivindicação 46, em que o objeto é uma pessoa.
48. Método para inspecionar um objeto, compreendendo as etapas de:

gerar feixes de radiação penetrante, os feixes de radiação penetrante gerados por pelo menos uma primeira fonte posicionada para direcionar a radiação em uma primeira direção para o objeto e pelo menos uma segunda fonte posicionada para direcionar a radiação penetrante em uma segunda direção para o objeto;

escanear horizontalmente ambas as primeira e segunda fontes durante uma passagem única de elevação vertical de cada feixe transversalmente ao objeto; e detectar com pelo menos um detector a radiação produzida por pelo menos uma das fontes depois da interação da radiação com o objeto.
49. Método, de acordo com a reivindicação 48, em que a pelo menos uma primeira fonte compreende uma primeira pluralidade de fontes dispostas em alturas verticais distintas e a pelo menos uma segunda fonte compreende uma segunda pluralidade de fontes em alturas verticais distintas.