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DE102024204839A1 - Verfahren zum Kalibrieren einer Messanordnung und Kalibrieranordnung insbesondere zur Ausführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Kalibrieren einer Messanordnung und Kalibrieranordnung insbesondere zur Ausführung des Verfahrens

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Publication number
DE102024204839A1
DE102024204839A1 DE102024204839.9A DE102024204839A DE102024204839A1 DE 102024204839 A1 DE102024204839 A1 DE 102024204839A1 DE 102024204839 A DE102024204839 A DE 102024204839A DE 102024204839 A1 DE102024204839 A1 DE 102024204839A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radiation
calibration
source
invasive
generating device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024204839.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Krenkel
Philipp Jessberger
Marco Erler
Dominik Stahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH filed Critical Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority to DE102024204839.9A priority Critical patent/DE102024204839A1/de
Priority to PCT/EP2025/061119 priority patent/WO2025242385A1/de
Publication of DE102024204839A1 publication Critical patent/DE102024204839A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer CT-Messanordnung (6), die mittels invasiver Strahlung aus einer Strahlungsquelle einer Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) Durchstrahlungsbilder von Messobjekten (1) erzeugt, wobei
- die invasive Strahlung ein Kalibrierobjekt (41) durchdringt und von einem Strahlungsempfänger (45, 46, 47) einer Detektionseinrichtung detektiert wird,
- aus Detektionssignalen der Detektionseinrichtung, die der von dem Strahlungsempfänger (45, 46, 47) detektierten Strahlung entsprechen, Durchstrahlungsbilder des Kalibrierobjekts (41) erzeugt werden und
- durch Auswertung der Durchstrahlungsbilder Geometrieparameter der Messanordnung bestimmt werden,
die Detektionssignale erzeugt werden, während eine Position und eine Ausrichtung des Kalibrierobjekts (41), der Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) und des Strahlungsempfängers (45, 46, 47) innerhalb einer Schnittebene der Messanordnung (6), welche eine Strahlungsquelle, das Kalibrierobjekt (41) und den Strahlungsempfänger (45, 46, 47) schneidet, konstant gehalten werden,
- von einer Mehrzahl von Strahlungsquellen der Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) jeweils invasive Strahlung erzeugt wird und ausgehend von der jeweiligen Strahlungsquelle das Kalibrierobjekt (41) durchstrahlt und
- für die von jeder der Mehrzahl von Strahlungsquellen ausgehende invasive Strahlung jeweils zumindest eines der Durchstrahlungsbilder erzeugt wird und zur Bestimmung der Geometrieparameter ausgewertet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Messanordnung, die mittels invasiver Strahlung aus einer Strahlungsquelle Durchstrahlungsbilder von Messobjekten erzeugt, insbesondere zum Kalibrieren einer Computertomografie (CT)-Messanordnung. Die Erfindung betrifft ferner eine Kalibrieranordnung zum Kalibrieren einer derartigen Messanordnung. Insbesondere liegt der Erfindung auf dem Gebiet der industriellen Messtechnik, bei der die Messobjekte Produkte aus der industriellen Fertigung sind, z. B. Werkstücke oder komplexe Bauteile aus einer Vielzahl von Werkstücken.
  • Die Verwendung invasiver Strahlung für die Untersuchung von Werkstücken ist bekannt. Bei der Computertomografie (CT) wird das Werkstück beispielsweise in der Regel auf einem Drehtisch angeordnet und durch Drehung des Drehtisches in verschiedene Drehstellungen aus verschiedenen Richtungen von Röntgenstrahlung durchstrahlt. Es sind jedoch auch andere Geometrien der Untersuchungsanordnung möglich und bekannt. Die durch Extinktion in dem Material des Werkstücks geschwächte Strahlung wird orts- und zeitaufgelöst von einer Detektionseinrichtung detektiert. In der Praxis werden beispielsweise zwischen 800 und 1.200 Projektionsbilder des Messobjekts aufgenommen, wobei zwischen jeder der Projektionen die Drehstellung um einen konstanten Drehwinkelbetrag verändert wird. Durch die Anwendung eines von mehreren bekannten Verfahren der tomographischen Rekonstruktion, z.B. der gefilterten Rückprojektion, wird daraus ein dreidimensionales Bild des Messobjekts (insbesondere des Werkstücks) berechnet. Das 3D-Bild gibt jeweils für einzelne kleine Volumenbereiche (Voxel) den lokalen linearen Absorptionskoeffizienten an. Ein Beispiel für die CT wird in DE 39 24 066 A1 beschrieben.
  • Eine wichtige Voraussetzung für eine genaue Rekonstruktion des Messobjekts ist die Kenntnis der Geometrie der Messanordnung. Es müssen Informationen über die relative Anordnung von Strahlungsquelle, Messobjekt und Detektionseinrichtung vorhanden sein. Anders formuliert ist eine möglichst geringe Abweichung zwischen der bei der Rekonstruktion angenommenen Geometrie und der realen Geometrie erforderlich. Eine hinsichtlich der Positionierung und Orientierung der Teile sehr genaue und dauerhaft stabile Montage kann eine Grundlage für eine präzise Rekonstruktion sein. Hierfür ist jedoch hoher Aufwand erforderlich. Eine andere oder zusätzliche Möglichkeit besteht darin, eine Kalibrierung durchzuführen.
  • Die Kalibrierung kann durch eine genaue Vermessung von Strahlungsquelle, Objekttisch und Detektionseinrichtung bei der Erstinstallation der Messanordnung erfolgen. Die einzelnen Komponenten werden dabei mit verschiedenen externen Messinstrumenten oder Hilfsmitteln (z. B. Schieblehre, Laserstrahl-Messeinrichtung) vermessen und genau ausgerichtet. Durch den Einsatz hochgenauer Verstellelemente wird versucht sicherzustellen, dass auch nach einer kontrollierten Bewegung von Elementen der Messanordnung die geometrischen Verhältnisse ausreichend genau für eine exakte Rekonstruktion bekannt sind. Es sind Verfahren bekannt, mit denen einige Teilaspekte der Gesamtgeometrie regelmäßig anhand von Röntgenbildern von geeigneten Kalibrierobjekten nachkalibriert werden können.
  • Alternativ oder zusätzlich können durch Anwendung bekannter röntgenbildbasierter Verfahren, Parameter der geometrischen Verhältnisse der Messanordnung ermittelt werden. Insbesondere kann dabei ein parametrisiertes geometrisches Modell zugrunde liegen, dessen Parameter und insbesondere dessen Geometrieparameter durch die Kalibrierung bestimmt werden. EP 1 760 457 B1 beschreibt ein derartiges Verfahren. Es basiert darauf, dass für jedes Durchstrahlungsbild eines Kalibrierkörpers und dabei für jedes Kalibrierelement (z.B. jede Kugel des Kalibrierkörpers) zwei Messwerte (insbesondere eine x- und eine y-Koordinate in dem Koordinatensystem der Detektionseinrichtung) bestimmt werden. Wenn ein Kalibrierkörper z.B. eine Mehrzahl von n Kalibrierelementen aufweist, werden durch eine Aufnahme eines Durchstrahlungsbilds 2*n Messwerte erhalten. Die Aufstellung eines Gleichungssystems erlaubt es daher mittels bekannter Verfahren, bis zu 2*n Unbekannte zu bestimmen. Unbekannte können z.B. die Position und Orientierung von Komponenten der CT-Messanordnung wie Röntgenröhre, Detektionseinrichtung, Drehtisch und Positionierungsachsen sein.
  • Das Verfahren gemäß EP 1 760 457 B1 ermöglicht es, aus einem einzelnen Durchstrahlungsbild die zwölf Parameter einer Projektionsmatrix (siehe Projektionsmatrix (Computer Vision) - Wikipedia) zu bestimmen. Diese Parameter können auch als Beschreibung von Quellfleckposition, Detektorposition und Detektororientierung relativ zum Kalibrierkörper verstanden werden. Damit das Gleichungssystem nicht unterbestimmt ist, werden die dreidimensionalen (3D) Koordinaten der Kalibrierelemente innerhalb des Kalibrierkörpers vorab ermittelt und sind daher bekannt. Andernfalls wären zusätzlich 3*n Unbekannte zu bestimmen.
  • Eine bekannte Lösung, Kalibrierkörper auch dann zu verwenden, wenn die Positionen der Kalibrierelemente nicht bekannt sind, ist die Nutzung von zusätzlichen Bewegungsachsen zur Bewegung des Kalibrierkörpers innerhalb der Messanordnung. Unter der Annahme, dass die 3*n Koordinaten der n Kalibrierelemente eines Kalibrierkörpers während einer Einmessung konstant bleiben, können durch jede zusätzliche Aufnahme eines Durchstrahlungsbildes bei veränderter Durchstrahlungsrichtung der Röntgenstrahlung durch das Kalibrierobjekt die Parameter einer vollständigen Projektionsmatrix ermittelt werden. Dies bedeutet, dass bei Verwendung von mehr als sechs Kalibrierelementen in dem Kalibrierkörper jede weitere Aufnahme eines Durchstrahlungsbildes die Bestimmung zusätzlicher Messwerte ermöglicht. Dabei können Geometrieparameter wie die Relativpositionen von Quellfleck der Röntgenstrahlung und Detektionseinrichtung unverändert bleiben. Im Ergebnis können zunehmend mehr Unbekannte (insbesondere Geometrieparameter und andere Parameter) durch Auswertung der Durchstrahlungsbilder ermittelt werden. Bezüglich der mathematischen Lösung eines Gleichungssystems fügt jedes Durchstrahlungsbild eine weitere Gleichung hinzu. Damit ist bei genügend großer Anzahl m von Durchstrahlungsbildern das Gleichungssystem nicht mehr unterbestimmt. Insbesondere können außer den grundlegenden Geometrieparametern der Messanordnung auch weitere Parameter (Unbekannte) ermittelt werden, z.B. Parameter, die nicht ideale geometrische Eigenschaften beschreiben, wie Taumelfehler, Rundlauffehler und Planlauffehler des Drehtischs, auf dem das Messobjekt bzw. das Kalibrierobjekt angeordnet ist. Im Fall linearer Bewegungsachsen können entsprechende Parameter ermittelt werden, die die nicht exakt (geradlinige) lineare Bewegung (z. B. des Messobjekts in Richtung oder parallel zu der Richtung der Drehachse des Drehtischs) in eine gewünschte Richtung beschreiben. Auch ein Verzeichnungsfehler der Detektionseinrichtung kann ermittelt werden.
  • Es sind jedoch auch Kalibrierverfahren für CT-Messanordnungen bekannt, die ohne eine zusätzliche Bewegungsachse (weder rotatorische noch lineare Bewegungsachsen) auskommen. Insbesondere in diesem Fall kann der Kalibrierkörper vorab eingemessen werden. Bezogen auf die Ausführungsform eines Kalibrierkörpers mit einer Mehrzahl von Kalibrierelementen bedeutet dies, dass die relativen Positionen der Kalibrierelemente wie oben erwähnt bereits bekannt sind, wenn die für die Kalibrierung gewonnenen Durchstrahlungsbilder ausgewertet werden, um die durch die Kalibrierung zu bestimmenden Parameterwerte zu erhalten. Damit diese bekannten relativen Positionen zeitlich konstant bleiben, ist eine entsprechende aufwändige Herstellung und/oder Ausführung des Kalibrierkörpers erforderlich. Andernfalls müssen die relativen Positionen der Kalibrierelemente in aufwändiger Weise wiederholt bestimmt werden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kalibrierverfahren und eine entsprechende Kalibrieranordnung für CT- Messanordnungen anzugeben, bei denen das Kalibrierobjekt (z. B. ein Kalibrierkörper) zum Zweck der Aufnahme der Durchstrahlungsbilder nicht um eine Drehachse bewegt werden muss und insbesondere nicht nur bezüglich dieser Drehachse (z. B. die Drehachse senkrecht zu einer Ebene, welche sich durch den Quellfleck, das Kalibrierobjekt und die Detektionseinrichtung erstreckt) sondern vollständig stationär ist. Bei dem Kalibrierobjekt kann es sich zum Beispiel um den eingangs erwähnten Kalibrierkörper handeln. Das Kalibrierobjekt kann jedoch auch eine Anordnung einer Mehrzahl von Kalibrierkörpern aufweisen.
  • Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass für die Kalibrierung gewonnene Durchstrahlungsbilder, welche bei unterschiedlichen Richtungen der Durchstrahlung des Kalibrierobjekts mit invasiver Strahlung gewonnen werden, keine Drehung des Kalibrierobjekts erfordern. Vielmehr ist es möglich und wird vorgeschlagen, dass verschiedene Orte für Quellflecke (als Strahlungsquellen) der invasiven Strahlung zur Verfügung stehen und das Kalibrierobjekt ausgehend von diesen verschiedenen Orten von der invasiven Strahlung durchstrahlt wird, um entsprechende Durchstrahlungsbilder zu erzeugen. Dementsprechend wird das Kalibrierobjekt in verschiedenen Richtungen von der invasiven Strahlung durchstrahlt. Insbesondere wird für jeden Ort des Quellflecks zumindest ein Durchstrahlungsbild des Kalibrierobjekts erzeugt und für die Kalibrierung ausgewertet. Unter dem Quellfleck wird derjenige örtliche Bereich einer Strahlungserzeugungseinrichtung (insbesondere an einem Target der Strahlungserzeugungseinrichtung) verstanden, in dem die invasive Strahlung entsteht und/oder von dem ausgehend die invasive Strahlung emittiert wird. Bei konventionellen Röntgenröhren werden in diesen örtlichen Bereich des Targets bzw. auf den Quellfleck Elektronen eingestrahlt, durch deren Abbremsen in dem Quellfleck des Targets die Röntgenstrahlung entsteht. Häufig wird für Röntgenröhren auch der Begriff Brennfleck verwendet. Die Erfindung ist aber nicht auf Röntgenstrahlung begrenzt. Vielmehr kann die invasive Strahlung auch in Wellenlängenbereichen außerhalb des Wellenlängenbereichs von Röntgenstrahlung liegen. Bei Röntgenröhren und anderen Strahlungserzeugungseinrichtungen, bei denen die invasive Strahlung aufgrund von Abbremsung von Teilchen entsteht, können die Teilchen von derjenigen Seite des Targets auf dieses eingestrahlt werden, auf der auch die invasive Strahlung abgestrahlt wird. Entsprechende Röntgenröhre werden gelegentlich als Reflexionsröhren bezeichnet, obwohl tatsächlich keine Reflexion derselben Art von Strahlung auftritt. Außerdem können die Teilchen von der Rückseite des Targets auf dieses eingestrahlt werden, wenn als Vorderseite des Targets die Seite verstanden wird, auf der die invasive Strahlung abgestrahlt wird. Beide Funktionsprinzipien können bezüglich der Erfindung zur Erzeugung der invasiven Strahlung verwendet werden.
  • Zum Beispiel eine Quellensteuerung ermöglicht eine Verlegung/Auswahl einer Strahlungsquelle und daher die Durchstrahlung des Kalibrierkörpers mit invasiver Strahlung in unterschiedlichen Richtungen, ohne dass das Kalibrierobjekt bewegt werden muss. Vorzugsweise sind auch die Strahlungserzeugungseinrichtung und der Strahlungsempfänger der Detektionseinrichtung zur Detektion der durch den Kalibrierkörper hindurchgetretenen invasiven Strahlung ortsfest, d. h. weder ihre Position noch ihre Ausrichtung wird verändert. Alle diese Angaben beziehen sich insbesondere auf eine Position und Ausrichtung bezüglich einer Schnittebene der Messanordnung, welche einen Ort einer bestimmten (von den mehreren) Strahlungsquelle der Strahlungserzeugungseinrichtung, das Kalibrierobjekt und den Strahlungsempfänger schneidet. Wenn eine Beweglichkeit auch nicht in einer Richtung quer zu dieser Schnittebene benötigt wird (wie es bei einer weiter unten beschriebenen konkreten Ausgestaltung der Fall ist), dann können sowohl das Kalibrierobjekt als auch die Strahlungserzeugungseinrichtung und der Strahlungsempfänger ortsfest im 3-dimensionalen Raum sein, und zwar während der gesamten Gewinnung der Informationen für die Durchstrahlungsbilder durch die Erzeugung von Detektionssignale des Strahlungsempfängers.
  • Insbesondere wird ein Verfahren zum Kalibrieren einer Messanordnung vorgeschlagen, die mittels invasiver Strahlung aus einer Strahlungsquelle einer Strahlungserzeugungseinrichtung Durchstrahlungsbilder von Messobjekten erzeugt, insbesondere zum Kalibrieren einer Computertomografie (CT)-Messanordnung, wobei
    • - die invasive Strahlung ein Kalibrierobjekt durchdringt und eine resultierende Strahlung von einem Strahlungsempfänger einer Detektionseinrichtung der Messanordnung detektiert wird, wobei das Kalibrierobjekt zumindest ein Kalibrierelement aufweist,
    • - aus Detektionssignalen der Detektionseinrichtung, die der von dem Strahlungsempfänger detektierten Strahlung entsprechen, Durchstrahlungsbilder mit einer Abbildung des zumindest einen Kalibrierelements erzeugt werden und
    • - durch Auswertung der Durchstrahlungsbilder Geometrieparameter einer Geometrie der Messanordnung bestimmt werden,
    • - die Detektionssignale erzeugt werden, während eine Position und eine Ausrichtung des Kalibrierobjekts, der Strahlungserzeugungseinrichtung und des Strahlungsempfängers der Detektionseinrichtung innerhalb einer Schnittebene der Messanordnung, welche einen Ort einer bestimmten Strahlungsquelle der Strahlungserzeugungseinrichtung, das Kalibrierobjekt und den Strahlungsempfänger schneidet, konstant gehalten werden,
    • - von einer Mehrzahl von Strahlungsquellen der Strahlungserzeugungseinrichtung jeweils invasive Strahlung erzeugt wird und ausgehend von der jeweiligen Strahlungsquelle das Kalibrierobjekt durchstrahlt und

    für die von jeder der Mehrzahl von Strahlungsquellen ausgehende invasive Strahlung jeweils zumindest eines der Durchstrahlungsbilder erzeugt wird und zur Bestimmung der Geometrieparameter ausgewertet wird.
  • Ferner wird eine Kalibrieranordnung zum Kalibrieren einer Messanordnung vorgeschlagen, die mittels invasiver Strahlung aus einer Strahlungsquelle Durchstrahlungsbilder von Messobjekten erzeugt, insbesondere zum Kalibrieren einer Computertomografie (CT)-Messanordnung, wobei die zu kalibrierende Messanordnung Teil der Kalibrieranordnung ist und Folgendes aufweist:
    • - eine Strahlungserzeugungseinrichtung zur Erzeugung der invasiven Strahlung,
    • - einen Messraum, in dem ein Messobjekt anordenbar ist, sodass beim Betrieb der Strahlungserzeugungseinrichtung invasive Strahlung das Messobjekt durchdringt, wobei das Messobjekt im Fall einer Kalibrierung der Messanordnung ein Kalibrierobjekt ist,
    • - eine Detektionseinrichtung mit einem Strahlungsempfänger zur Detektion von Strahlung, die ein Ergebnis der Durchstrahlung des Messobjekts mit der invasiven Strahlung ist, wobei die Detektionseinrichtung ausgestaltet ist, aus Detektionssignalen des Strahlungsempfängers jeweils zumindest eines einer Mehrzahl von Durchstrahlungsbildern des Messobjekts zu erzeugen,

    wobei die Kalibrieranordnung ferner aufweist:
    • - eine Auswertungseinrichtung, die ausgestaltet ist, durch Auswertung der Durchstrahlungsbilder Geometrieparameter einer Geometrie der Messanordnung zu bestimmen,

    wobei
    • - die Strahlungserzeugungseinrichtung eine Mehrzahl von Strahlungsquellen aufweist,
    • - die Kalibrieranordnung ausgestaltet ist, von der Mehrzahl von Strahlungsquellen der Strahlungserzeugungseinrichtung jeweils invasive Strahlung zu erzeugen, die von der Strahlungsquelle ausgeht und das Kalibrierobjekt durchstrahlt, während eine Position und eine Ausrichtung des Kalibrierobjekts, der Strahlungserzeugungseinrichtung und des Strahlungsempfängers der Detektionseinrichtung innerhalb einer Schnittebene der Messanordnung, welche einen Ort einer bestimmten Strahlungsquelle der Strahlungserzeugungseinrichtung, das Kalibrierobjekt und den Strahlungsempfänger schneidet, konstant gehalten werden,
    • - die Detektionseinrichtung ausgestaltet ist, die von jeder der Mehrzahl von Strahlungsquellen ausgehende invasive Strahlung durch den Strahlungsempfänger zu detektieren und jeweils zumindest eines der Durchstrahlungsbilder zu erzeugen und
    • - die Auswertungseinrichtung ausgestaltet ist, die erzeugten Durchstrahlungsbilder auszuwerten und die Geometrieparameter zu bestimmen.
  • Die Schnittebene kann insbesondere eine Ebene sein, die in einem kartesischen Koordinatensystem der Messanordnung zwei der drei Koordinatenachsen enthält oder die parallel dazu verläuft. Alternativ oder zusätzlich kann die Schnittebene vorgegeben sein.
  • Wie erwähnt wird das Kalibrierobjekt aus verschiedenen Strahlungsquellen stammende invasiver Strahlung jeweils durchstrahlt. Diese jeweils von einer der Strahlungsquellen stammenden Strahlen können das Kalibrierobjekt gleichzeitig und/oder nacheinander durchstrahlen. Es ist daher insbesondere möglich, dass die Strahlen von sämtlichen für die Kalibrierung genutzten Strahlungsquellen der Strahlungserzeugungseinrichtung gleichzeitig erzeugt werden und über dasselbe Zeitintervall hinweg das Kalibrierobjekt durchstrahlen. Es ist jedoch auch möglich, dass zumindest eine zweite der Strahlungsquellen aktiviert wird, um den zugehörigen Strahl zu erzeugen, wenn zumindest eine erste der Strahlungsquellen bereits aktiviert wurde. Insbesondere kann die erste Strahlungsquelle auch vor Aktivierung der zweiten Strahlungsquelle deaktiviert werden. Insbesondere ist es daher auch möglich, dass zu jedem Zeitpunkt der Durchstrahlung des Kalibrierobjekts nur eine der Strahlungsquellen aktiv ist. Kombinationen dieser zeitlichen Abläufe sind möglich. Zum Beispiel kann eine Mehrzahl der Strahlungsquellen zumindest zeitlich überlappend gleichzeitig aktiv sein, wohingegen eine Mehrzahl der Strahlungsquellen lediglich nacheinander aktiv ist. Insbesondere nacheinander aktive Strahlungsquellen ermöglichen es, dass der Ort einer Strahlungsquelle verlegt bzw. verändert wird, insbesondere durch Veränderung der Steuerungsparameter einer Teilchenoptik, die einen Teilchenstrahl auf ein Target der Strahlungserzeugungseinrichtung (annähernd) fokussiert. Eine Fokussierung auf einen Punkt findet beim Betrieb von derartigen Strahlungsquellen invasiver Strahlung üblicherweise nicht statt, da sonst das Targetmaterial beschädigt oder zerstört werden kann. Die hinsichtlich ihres Ortes verlegte Strahlungsquellen kann dann wieder aktiviert werden. Die Verlegung bzw. Veränderung des Ortes einer Strahlungsquelle erfordert keine Bewegung eines Bauteils der Strahlungserzeugungseinrichtung, zum Beispiel des Targets einer Röntgenröhre. Insbesondere, wie noch näher ausgeführt wird, kann eine Röntgenröhre mehrere Emitter aufweisen, sodass an verschiedenen Stellen des Targets oder einer Anordnung von Targets jeweils ein Quellfleck erzeugt werden kann, der eine Strahlungsquelle bildet.
  • Im Allgemeinen ist insbesondere vorgesehen, dass zumindest eine erste der Mehrzahl von Strahlungsquellen aktiviert wird, um einen Betrieb der jeweiligen Strahlungsquelle zu starten, bei dem von ihr ausgehende invasive Strahlung, die durch das Kalibrierobjekt hindurchtritt, mittels des Strahlungsempfängers, detektiert wird. Ein Strahlungsempfänger der Kalibrieranordnung kann hierzu eine Quellensteuerung aufweisen, die ausgestaltet ist, zumindest eine erste der Mehrzahl von Strahlungsquellen zu aktivieren, um einen Betrieb der jeweiligen Strahlungsquelle zu starten, bei dem von ihr ausgehende invasive Strahlung, die durch das Kalibrierobjekt hindurchtritt, mittels des Strahlungsempfängers, detektiert wird. Auf diese Weise kann eine beliebige Anzahl der Mehrzahl von Strahlungsquellen aktiviert werden, insbesondere alle Strahlungsquellen der Mehrzahl von Strahlungsquellen. Die Quellensteuerung kann insbesondere eine Steuerung einer Mehrzahl von Emittern von Teilchen (insbesondere Elektronen) sein, bei deren Abbremsung in einem Targetmaterial die invasive Strahlung entsteht und emittiert wird, sodass die Strahlungsquelle aktiv ist. Die Quellensteuerung kann daher z. B. gesteuert von einer übergeordneten Steuerung und/oder bei Empfang eines entsprechenden Signals jeweils eine ihr durch die übergeordnete Steuerung und/oder das Signal vorgegebene Strahlungsquelle aktivieren, indem sie den Emitter einschaltet (z. B. durch Einschalten eines elektrischen Stroms durch den Emitter. Außerdem ist eine zugehörige Teilchen-Optik einzuschalten. Z. B. kann die Quellensteuerung auch die Steuerung der Teilchen-Optik ausführen, sodass der Teilchenstrahl an einem gewünschten (z. B. durch die übergeordnete Steuerung und/oder ein empfangenes Signal vorgegebenen) Ort auf das Target auftrifft und daher den Quellfleck bildet.
  • Grundsätzlich können die verschiedenen Orte für den Quellfleck auf unterschiedliche Weise aktiviert und/oder eingestellt werden. In allen Fällen werden an verschiedenen Orten bzw. Positionen der Messanordnung Strahlungsquellen aktiviert. Die Durchstrahlungsbilder werden zumindest teilweise für diese unterschiedlichen Strahlungsquellen erzeugt. Insbesondere kann der Strahlungsempfänger daher vom Ort einer ersten Strahlungsquelle ausgehende invasive Strahlung, die durch das Kalibrierobjekt hindurchgetreten ist, detektieren und dies gilt entsprechend für die weiteren Strahlungsquellen, die während der Ausführung des Kalibrierverfahren aktiviert werden. Z. B. kann eine Quellensteuerung der Strahlungserzeugungseinrichtung einen Quellfleckbereich der Strahlungserzeugungseinrichtung aktivieren, sodass die invasive Strahlung nun an einem Quellfleck innerhalb des aktivierten Quellfleckbereichs entsteht und die Strahlungsquelle bildet.
  • Wie bereits erwähnt kann zumindest eine der Strahlungsquellen ein Quellfleck an einem Target sein, in dem Teilchen auftreffen und abgebremst werden, sodass die invasive Strahlung entsteht. Im Fall einer Röntgenstrahlungsquelle handelt es sich bei den Teilchen typischerweise um Elektronen. Daher kann in Bezug auf zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen, und vorzugsweise in Bezug auf mehrere oder alle der Mehrzahl von Strahlungsquellen, jeweils eine Teilchenoptik-Steuerung die Erzeugung zumindest eines Teilchenstrahls derart steuern, dass der Teilchenstrahl beim Auftreffen auf ein Target der Strahlungserzeugungseinrichtung einen Quellfleck der invasiven Strahlung als Strahlungsquelle bildet. Bezüglich der Kalibrieranordnung kann zumindest einer (und vorzugsweise allen) der Mehrzahl von Strahlungsquellen eine Teilchenoptik-Steuerung zugeordnet sein, die ausgestaltet ist, zumindest einen Teilchenstrahl, welcher beim Auftreffen auf ein Target der Strahlungserzeugungseinrichtung einen Quellfleck der invasiven Strahlung als Strahlungsquelle bildet, zu erzeugen.
  • Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, einen Ort eines Quellfleckbereichs, d.h. die Position eines örtlichen Bereichs der Strahlungserzeugungseinrichtung, der bei entsprechendem Betrieb den Quellfleck für die invasive Strahlung enthält, durch Bewegung eines Bauteils der Strahlungserzeugungseinrichtung, das den örtlichen Bereich (insbesondere das Target oder der Bereich des Targets) aufweist, zu verändern. Der Quellfleck kann insbesondere in einem Quellfleckbereich liegen. Unter einem Quellfleckbereich wird ein örtlicher Bereich verstanden, in dem ein Quellfleck liegen kann, wobei die exakte Position des Quellflecks optional, wie es insbesondere für manche Typen von Röntgenröhren üblich ist, innerhalb des Quellfleckbereichs eingestellt werden kann, beispielsweise durch entsprechende Einstellung einer Elektronenoptik zum Richten des Elektronenstrahls auf das Target der Röntgenröhre. Bekannt ist beispielsweise das sogenannte Wobbeln, bei dem die exakte Position des Quellflecks kontinuierlich in eine Richtung und bei Erreichen einer Endposition in die entgegengesetzte Richtung verändert wird und so weiter. Durch solche Maßnahmen wird aber keine wesentliche Veränderung der Richtung der Durchstrahlung des Messobjekts bzw. des Kalibrierobjekts erreicht.
  • Im Rahmen der hier beanspruchten Erfindung bevorzugt ist jedoch, dass keine Bewegung von Bauteilen (wie zum Beispiel Targets) der Strahlungserzeugungseinrichtung stattfindet, um den Ort des Quellflecks oder allgemeiner formuliert der Strahlungsquelle einzustellen. Es findet daher keine Bewegung von Bauteilen relativ zu dem Kalibrierobjekt statt, um das Kalibrierobjekt in einer veränderten Richtung mit invasiver Strahlung zu durchstrahlen. Dies bezieht sich auf Bewegungen bezüglich der genannten Schnittebene. In speziellen Ausgestaltungen, die zum Beispiel dazu dienen, besonders große Messobjekte zu vermessen, kann es optional vorgesehen sein, das Messobjekt oder die Strahlungsquelle in einer Richtung quer und insbesondere senkrecht zu dieser Schnittebene zu bewegen und jeweils Durchstrahlungsbilder zu gewinnen. Dementsprechend kann für diesen Fall auch eine entsprechende Bewegung des Kalibrierobjekts oder zumindest eines Teils der Strahlungsquelle quer oder senkrecht zu der Schnittebene vorgesehen sein und es können entsprechende Durchstrahlungsbilder zur Kalibrierung gewonnen werden. Es gibt aber auch Ausgestaltungen der Erfindung, bei denen keine solche Bewegung in einer Richtung quer und insbesondere senkrecht zu der genannten Schnittebene vorgesehen ist. In diesem Fall sind die Position und die Ausrichtung des Kalibrierobjekts, der Strahlungserzeugungseinrichtung und des Strahlungsempfängers der Detektionseinrichtung bezüglich aller Freiheitsgrade der Bewegung konstant, während für alle Richtungen der Durchstrahlung des Kalibrierobjekts mit invasiver Strahlung die Detektionssignale erzeugt werden. Insbesondere bleiben diese Positionen und Ausrichtungen daher konstant, wenn eine Strahlungsquelle deaktiviert wird und eine andere Strahlungsquelle aktiviert wird.
  • Insbesondere weist eine Strahlungsquellenanordnung der Strahlungserzeugungseinrichtung eine Mehrzahl von potentiellen Quellfleckbereichen auf, die insbesondere einzeln und vorzugsweise unabhängig voneinander aktivierbar sind, sodass bei aktiviertem Quellfleckbereich darin ein Quellfleck entsteht. Durch die Aktivierung wird in dem jeweiligen Quellfleckbereich ein Quellfleck erzeugt, von dem als Strahlungsquelle invasive Strahlung ausgeht.
  • Insbesondere kann eine Einheit der Strahlungserzeugungseinrichtung mit mehreren Quellfleckbereichen vorhanden sein (z. B. eine Röntgenröhre mit einer Mehrzahl von Emittern) und können innerhalb dieser Einheit, ohne diese bezüglich der genannten Schnittebene zu bewegen oder ohne diese überhaupt zu bewegen, nacheinander und/oder gleichzeitig verschiedene Quellfleckbereiche zur Erzeugung der invasiven Strahlung aktiviert werden bzw. aktivierbar sein, z. B. durch eine Quellensteuerung der Strahlungserzeugungseinrichtung. Außerdem ist es in diesem Fall möglich, dass mehrere solcher Einheiten vorhanden sind, sodass noch mehr aktivierbare Quellfleckbereiche zur Verfügung stehen. Zum Beispiel weist jede Einheit eine Mehrzahl von Emittern auf, die jeweils ausgestaltet sind, Teilchen (insbesondere Elektronen) zu emittieren und auf einen zugeordneten Quellfleckbereich eines Targets einzustrahlen, sodass die invasive Strahlung in einem Quellfleck des Quellfleckbereichs erzeugt wird. Der Begriff Quellfleck bezieht sich somit insbesondere auf den Zustand, in dem ausgehend von dem Quellfleck die invasive Strahlung entsteht.
  • Bezüglich einer Ausgestaltung der Aktivierung einer Strahlungsquelle wird vorgeschlagen, dass eine Elektronenoptik-Steuerung, die z. B. Teil der genannten Quellensteuerung ist, zumindest einen Elektronenstrahl derart steuert, dass ein Quellfleck in einem ersten Quellfleckbereich entsteht und somit die Strahlungsquelle aktiviert ist. Verallgemeinert kann statt Elektronen von Teilchen oder Elementarteilchen gesprochen werden, da nicht nur Elektronen durch Abbremsung invasiver Strahlung erzeugen können. Dem entspricht bezüglich der Kalibrieranordnung eine Ausgestaltung, bei der die Quellensteuerung eine Teilchenoptik-Steuerung aufweist, die entsprechend ausgestaltet ist.
  • Für die verschiedenen Orte, oder genauer gesagt örtliche Bereiche, die potentiell als Quellfleckbereiche zur Verfügung stehen, ist jeweils ein zugeordneter Detektorbereich der Detektionseinrichtung zur ortsaufgelösten Erfassung der invasiven Strahlung nach dem Durchdringen des Kalibrierobjekts vorgesehen. Bezüglich der oben verwendeten Terminologie der Detektionseinrichtung, welche einen Strahlungsempfänger aufweist, gehören die verschiedenen Detektorbereiche zu dem Strahlungsempfänger. Bei den Detektorbereichen kann es sich insbesondere um jeweils einen Teilbereich oder den gesamten Bereich eines Detektor-Panels handeln. Dies bedeutet, dass der Strahlungsempfänger zum Beispiel mehrere Detektor-Panels aufweisen kann, die um den Messraum herum angeordnet sind. Solche Detektor-Panels können in einer Ebene angeordnete Sensorelemente aufweisen, wobei jedes der Sensorelemente ausgestaltet ist, die auftreffende invasiver Strahlung zu detektieren und in einen lokalen Messwert insbesondere der Strahlungsflussdichte umzuwandeln. Sensorelemente eines Detektor-Panels können aber auch entlang einer gekrümmten Fläche angeordnet sein, sodass die jeweilige Normale an den verschiedenen Stellen der gekrümmten Fläche jeweils auf den Messraum gerichtet ist. Insbesondere ist es daher auch möglich, dass der Strahlungsempfänger ein einziges Detektor-Panel aufweist und sich dennoch über einen substantiellen Umfangswinkel um den Messraum herum erstreckt. Zum Beispiel kann sich unabhängig von der Ausgestaltung des Strahlungsempfänger bezüglich der Detektor-Panels der Strahlungsempfänger über einen Umfangswinkel von mindestens 45 Grad, vorzugsweise mindestens 90 Grad, bevorzugt mehr als 120 Grad und besonders bevorzugt mindestens 180 Grad um ein Zentrum des Messraums herum erstrecken. Entsprechendes gilt dann vorzugsweise für eine Anordnung von potentiellen Quellfleckbereichen.
  • Wenn für von einem Quellfleck ausgehende invasive Strahlung, die das Kalibrierobjekt durchdringt, kein Detektorbereich vorgesehen wäre, dann wäre es auch nicht möglich, diese Strahlung zu erfassen und ein entsprechendes Durchstrahlungsbild zu erzeugen. Die Erfindung sieht daher insbesondere vor, einen potentiell zur Verfügung stehenden Quellfleckbereich nur dann für die Erzeugung invasiver Strahlung zu nutzen, wenn auch ein geeigneter zugeordneter Detektorbereich zur Verfügung steht. Dies gilt insbesondere auch für den bevorzugten Fall, dass das Kalibrierobjekt innerhalb der genannten Schnittebene der Messanordnung seine Position und seine Ausrichtung beibehält. Insbesondere wird daher das Kalibrierobjekt in diesem Fall nicht innerhalb der Schnittebene verschoben, um eine Veränderung der Durchstrahlungsrichtung zu erreichen.
  • Es wird daher eine Ausgestaltung des Kalibrierverfahrens vorgeschlagen, bei der für die Mehrzahl von Strahlungsquellen jeweils von einem Quellfleck ausgehende invasive Strahlung durch das Kalibrierobjekt hindurchtritt und von einem Detektorbereich des Strahlungsempfängers detektiert wird, der dem Quellfleck (bezüglich dem Messraum bzw. dem Kalibrierobjekt) gegenüberliegt. Insbesondere kann dementsprechend die Kalibrieranordnung ausgestaltet sein, jeweils einen Quellfleckbereich zu aktivieren, sodass von einem Quellfleck in dem aktivierten Quellfleckbereich invasive Strahlung ausgeht, die durch das Kalibrierobjekt in dem Messraum hindurchtritt und von dem Detektorbereich des Strahlungsempfängers detektiert wird, der dem Quellfleck gegenüberliegt. Daher kann der Strahlungsempfänger eine Mehrzahl von Detektorbereichen aufweisen, die derart angeordnet und jeweils zumindest einem der Quellfleckbereiche zugeordnet sind, dass die von dem jeweiligen Quellfleck in dem aktivierten Quellfleckbereich ausgehende und durch das Kalibrierobjekt hindurchtretende invasive Strahlung auf den zugeordneten Detektorbereich auftrifft und von diesem detektiert wird.
  • Zur Erzeugung eines zweidimensionalen Durchstrahlungsbildes ist ein zweidimensionaler Detektorbereich erforderlich, wobei die Detektion der auftreffenden invasiven Strahlung grundsätzlich auf zwei unterschiedliche Weisen durchgeführt werden kann. Zum einen kann ein Feld von Sensorelementen verwendet werden, zum anderen kann ein Sensorelement oder eine Gruppe von Sensorelementen bewegt werden, um in dem Detektorbereich auftreffende Strahlung scannend zu erfassen und die für ein zweidimensionales Durchstrahlungsbild erforderliche ortsaufgelöste Information zu erfassen. Um eine Bewegung eines Sensorelements oder einer Gruppe von Sensorelementen zu vermeiden, die wiederum mit durch Kalibrierung zu bestimmenden Bewegungsfehlern einhergeht, wird die Verwendung von ortsfesten Feldern von Sensorelementen bevorzugt. Daher wird auch bevorzugt, dass die Detektoreinrichtung insgesamt ortsfest bezüglich der erwähnten Schnittebene ist. Die Nutzung verschiedener Detektorbereiche ermöglicht die Erfassung von invasiver Strahlung, die auf unterschiedlichen Richtungen der Durchstrahlung des Kalibrierobjekts beruht. Voraussetzung dafür ist, dass die Quelle der invasiven Strahlung nicht ortsfest bezüglich der Schnittebene ist.
  • Insbesondere kann das Kalibrierobjekt bekannte Abmessungen aufweisen, die dann vorzugsweise bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder und der Bestimmung der Geometrieparameter berücksichtigt werden. Dies kann sich insbesondere auf die Positionen der Kalibrierelemente relativ zueinander, d. h. insbesondere in einem Koordinatensystem des Kalibrierobjekts beziehen. Der Vorteil solcher bekannten Positionen der Kalibrierelemente besteht darin, dass diese Positionen nicht aus den bei Ausführung des Kalibrierverfahrens gewonnenen Durchstrahlungsbildern ermittelt werden müssen. Die Anzahl der Parameter bzw. Unbekannten, die durch die Kalibrierung zu bestimmen sind, wird daher verringert. Beispielsweise müssen lediglich noch die Position und Ausrichtung des Kalibrierkörpers in der Messanordnung ermittelt werden. Allerdings gibt es Umstände, wie insbesondere starke Schwankungen der Temperatur oder wenn der Kalibrierkörper erheblichen mechanischen Kräften ausgesetzt war, die es erforderlich machen können, die Positionen der Kalibrierelemente vorab (d. h. vor Ausführung eines Kalibrierverfahrens) erneut zu ermitteln oder erneut oder erstmalig aus den bei Ausführung des Kalibrierverfahrens gewonnenen Durchstrahlungsbildern zu gewinnen.
  • Wie eingangs erwähnt ist zwischen einem Kalibrierkörper oder Kalibrierobjekt einerseits und Kalibrierelementen andererseits zu unterscheiden. Es ist wie erwähnt bekannt, dass es zumindest ein Kalibrierelement ist, dessen Position in dem jeweiligen Durchstrahlungsbild bestimmt wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, nicht nur eine einzige Position eines Kalibrierelements zu bestimmen, sondern zum Beispiel zusätzlich eine Ausrichtung des Kalibrierelements. Das Kalibrierobjekt weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Kalibrierelementen auf. Dies ermöglicht es insbesondere, wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt, für jedes der Kalibrierelemente in jedem der Durchstrahlungsbilder des Kalibrierobjekts eine Position des Kalibrierelements zu bestimmen. Das für alle Kalibrierelemente in jedem der Durchstrahlungsbilder eine solche Position bestimmbar ist, hängt allerdings davon ab, dass die Kalibrierelemente in der Messanordnung in geeigneter Weise angeordnet sind. Die Kalibrierelemente sollten daher möglichst so angeordnet sein, dass sie in dem entstehenden Durchstrahlungsbild alle einzelne Abbildungen erzeugen, die in einem ausreichenden Abstand zu den Abbildungen aller anderen Kalibrierelemente auswertbar sind. Die Mehrzahl der Kalibrierelemente hat den Vorteil, dass zusätzliche Informationen für die Kalibrierung gewonnen werden.
  • Wie erwähnt werden durch Auswertung der Durchstrahlungsbilder Geometrieparameter der Messanordnung bestimmt. Insbesondere können sich die Geometrieparameter auf ein geometrisches Modell beziehen, das eine Geometrie der Messanordnung beschreibt. In keinem Fall ist ausgeschlossen, dass durch Auswertung der Durchstrahlungsbilder außer den Geometrieparametern auch noch zumindest ein weiterer Parameter der Messanordnung und insbesondere des Modells ermittelt wird. Zum Beispiel kann ein weiterer Parameter ermittelt werden, der Umstände der Gewinnung der Detektionssignale des Strahlungsempfängers aus der Messanordnung beschreibt, wie zum Beispiel eine Temperatur, die beim Betrieb der Messanordnung zum Zweck ihrer Kalibrierung herrscht. Bei solchen weiteren Parametern kann es sich nicht nur um physikalische Parameter handeln, sondern zum Beispiel auch um rein mathematische Parameter, die eine zeitliche Veränderung von Werten der Geometrieparameter beschreiben. Auch Parameter der Steuerung der Strahlungserzeugungseinrichtung, insbesondere Parameter einer Elektronenoptik einer Röntgenröhre, gehören zu den weiteren Parametern.
  • Insgesamt kann es erforderlich sein, durch die Kalibrierung für eine Vielzahl von Parametern jeweils einen Wert zu bestimmen. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil der Vielzahl von Parametern nicht wiederholt, jeweils durch Ausführung des erfindungsgemäßen Kalibrierverfahrens bestimmt wird. Vielmehr kann für diesen Teil der Vielzahl von Parametern eine Zuordnung ermittelt werden, die es erlaubt, aus zumindest einem durch das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren ermitteltem Geometrieparameter (und/oder zumindest einem zusätzlichem Parameter) unter Berücksichtigung der Zuordnung den genannten Teil der Vielzahl von Parametern zu ermitteln. Alternativ kann es die Zuordnung erlauben, ausgehend von anderen als Geometrieparametern (z. B. zumindest einem der genannten weiteren Parameter) zumindest einen Parameter (z. B. einen Geometrieparameter) zu ermitteln, der für die Kalibrierung von Bedeutung ist. Solange die Zuordnung gültig bleibt, kann daher wiederholt das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren ausgeführt werden, wobei jedoch eine reduzierte Anzahl von Parametern zu bestimmen ist.
  • Eine erste derartige Ausgestaltung betrifft den bereits mehrfach genannten Typ einer Strahlungsquelle, bei dem ein Target mit Teilchen bestrahlt wird und durch Abbremsung der Teilchen die invasive Strahlung erzeugt wird. Bei dieser Ausgestaltung wird eine Steuerungsparameter-Zuordnung ermittelt, die für zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen Werten von Steuerungsparametern der Teilchenoptik-Steuerung einen Ort des Quellflecks an dem Target zuordnet, sodass für die jeweilige Strahlungsquelle aus den Werten von zumindest einem Steuerungsparameter der Ort des Quellflecks ermittelbar ist. Dabei geht für zumindest eine (und vorzugsweise alle) der Mehrzahl von Strahlungsquellen als Eingangsgröße in die Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter der aus den tatsächlichen Werten der Steuerungsparameter der Teilchenoptik-Steuerung unter Verwendung der Steuerungsparameter-Zuordnung ermittelte Ort des Quellflecks an dem Target ein. Die Auswertungseinrichtung kann ausgestaltet sein, bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter den aus den tatsächlichen Werten der Steuerungsparameter der Teilchenoptik-Steuerung unter Verwendung der Steuerungsparameter-Zuordnung ermittelten Ort des Quellflecks an dem Target für zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen als Eingangsgröße zu berücksichtigen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann für zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen eine örtliche Zuordnung ermittelt werden, die in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definierten 2D-Orten an der Oberfläche des Targets tatsächliche in einem dreidimensionalen Koordinatensystem definierte 3D-Orte auf der Oberfläche des Targets zuordnet, wobei bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter für die zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen ein zugehöriger 2D-Ort in dem zweidimensionalen Koordinatensystem als einer der Geometrieparameter ermittelt wird und unter Verwendung der örtlichen Zuordnung der 3D-Ort der Strahlungsquelle ermittelt wird. Die Auswertungseinrichtung der Kalibrieranordnung kann so ausgestaltet sein, dass sie bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter für die zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen einen zugehörigen 2D-Ort in dem zweidimensionalen Koordinatensystem als einen der Geometrieparameter ermittelt und unter Verwendung der örtlichen Zuordnung den 3D-Ort der Strahlungsquelle ermittelt.
  • Ferner kann eine Repräsentations-Zuordnung ermittelt werden, die einem repräsentativen Ort der Strahlungserzeugungseinrichtung Relativpositionen zumindest einer Teilmenge der Mehrzahl von Strahlungsquellen zuordnet, sodass es in einem auf die Strahlungserzeugungseinrichtung oder auf ein Bauteil der Strahlungserzeugungseinrichtung bezogenen Koordinatensystem jede der Relativpositionen erlaubt, aus dem repräsentativen Ort einen Ort der zu der jeweiligen Relativposition gehörenden Strahlungsquelle zu ermitteln, und wobei bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter der repräsentative Ort der Strahlungserzeugungseinrichtung und eine Ausrichtung der Strahlungserzeugungseinrichtung als Geometrieparameter ermittelt werden und unter Verwendung der Repräsentations-Zuordnung die Orte der zu den jeweiligen Relativpositionen gehörenden Strahlungsquellen ermittelt werden. Die Auswertungseinrichtung der Kalibrieranordnung kann ausgestaltet sein, bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter den repräsentativen Ort der Strahlungserzeugungseinrichtung und eine Ausrichtung der Strahlungserzeugungseinrichtung als Geometrieparameter zu ermitteln und unter Verwendung der Repräsentations-Zuordnung die Orte der zu den jeweiligen Relativpositionen gehörenden Strahlungsquellen zu ermitteln.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung und die Ausführung der Erfindung betreffende Umstände werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen schematisch:
    • 1 eine Messanordnung mit einer Strahlungserzeugungseinrichtung, einem Messobjekt und einem zweidimensional ortsauflösenden Strahlungsempfänger,
    • 2 eine Ausgestaltung einer Strahlungserzeugungseinrichtung, die mittels auf ein Target auftreffender Teilchenstrahlung invasive Strahlung erzeugt,
    • 3 eine Strahlungserzeugungseinrichtung mit einer Mehrzahl von Teilchenermittlern zur Veranschaulichung der Möglichkeit einer Aktivierung einer Mehrzahl von Quellfleckbereichen,
    • 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der Strahlungserzeugungseinrichtung aus 3 zur Veranschaulichung der Möglichkeit, zumindest einen der Quellfleckbereiche durch eine Steuerung der Elektronenoptik zu verlegen,
    • 5 eine Draufsicht auf eine Kalibrieranordnung
    • 6 eine Darstellung einer Strahlungserzeugungseinrichtung wie in 2, wobei jedoch für das Target dargestellt ist, dass es keine ebene Oberfläche hat, und
    • 7 eine Darstellung, die veranschaulicht, dass auch entlang einer ebenen Oberfläche verteilte Quellflecke invasive Strahlung erzeugen, welche ein Kalibrierobjekt in verschiedenen Richtungen durchstrahlt.
  • Die schematisch in 1 dargestellte Messanordnung 6 weist ein Messobjekt 1 auf, das zwischen einer Strahlungserzeugungseinrichtung 2 (z. B. einer Strahlungserzeugungseinrichtung, die Röntgenstrahlung erzeugt) und dem Strahlungsempfänger 3 einer Detektionseinrichtung angeordnet ist. Die Strahlungserzeugungseinrichtung 2 ist nicht näher dargestellt und wird lediglich durch den Ursprung eines kartesischen Koordinatensystems erkennbar gemacht. Der Ursprung des Koordinatensystems GKS (Gerätekoordinatensystem) der Messanordnung, dessen Koordinatenachsen mit xG, yG, zG bezeichnet sind, entspricht der Position der idealerweise punktförmig angenommenen Strahlungsquelle. Im Fall von Röntgenstrahlung ist die Strahlungsquelle ein Quellfleck an einem Target, das beim Auftreffen von Elektronen diese abbremst und die Röntgenstrahlung erzeugt. Die Punktförmigkeit der Strahlungsquelle ist eine Näherung. Zum Beispiel abhängig von der Ausgestaltung eines Geometriemodells, dessen Geometrieparameter bestimmt werden, kann berücksichtigt werden, dass die Strahlungsquelle nicht punktförmig ist. Wie erwähnt ist es jedoch im Rahmen der Erfindung nicht erforderlich, dass ein Geometriemodell existiert. Die Geometrieparameter können zum Beispiel auch direkt Positionen von Komponenten der Messanordnung definieren.
  • Der Strahlungsempfänger weist in dem dargestellten gegenüber der Praxis stark vereinfachten Fall ein Feld von fünf mal acht Detektorfeldern auf, die jeweils durch (auf Grund der perspektivischen Darstellung verzerrte) Quadrate dargestellt sind. Einzelne der Detektorfelder, die jeweils voneinander unabhängige Detektionssignale liefern können, sind mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. In der Praxis können Detektionseinrichtungen mit wesentlich mehr Detektorfeldern verwendet werden. Insbesondere ist für jedes der Detektorfelder zumindest ein Sensorelement vorhanden, welches die auf das Detektorfeld auftreffende Strahlung detektiert.
  • Wie nicht näher dargestellt ist, kann das Messobjekt 1 um eine vertikale Drehachse gedreht werden, damit die von der Strahlungsquelle 2 ausgehende Strahlung bezüglich eines Koordinatensystems OKS (Objektkoordinatensystem) des Messobjekts 1 (dessen Achsen in 1 mit xO, yO, zO bezeichnet sind), aus unterschiedlichen Richtungen einfallen und das Messobjekt 1 durchqueren kann. Geometrisch ist eine Drehung des Messobjekts 1 äquivalent zu einer Drehung der Anordnung aus Strahlungsquelle und Detektorfeld.
  • Dies kann gemäß der Erfindung genutzt werden. Die Strahlungsquelle kann wie bereits beschrieben relativ zu dem Messobjekt 1 an eine andere Position verlegt werden, zum Beispiel an eine andere Position in der xO - zO - Ebene, wobei die von der Strahlungsquelle ausgehende invasive Strahlung auf das Messobjekt 1 gerichtet ist. Auch ist es wie bereits erwähnt möglich, dass von einer Mehrzahl von Strahlungsquellen zumindest teilweise gleichzeitig invasive Strahlung ausgeht, die das Kalibrierobjekt für die verschiedenen Strahlungsquellen in unterschiedlichen Richtungen durchstrahlt und detektiert wird. Mit der Änderung der Position der Strahlungsquelle geht daher vorzugsweise nicht nur in Bezug auf das in 1 beschriebene Ausführungsbeispiel eine entsprechende Änderung der Ausbreitungsrichtung der Strahlung einher, sodass in jedem Fall das Messobjekt bzw. das Kalibrierobjekt durchstrahlt wird.
  • Der Abstand zwischen dem Messobjekt 1 und der Detektionseinrichtung 3 kann in der Praxis anders als dargestellt sein, z. B. wesentlich größer als dargestellt, um die Auswirkungen von Sekundäreffekten wie Lumineszenz und Compton-Streuung nicht, oder nur zu einem kleinen Anteil zu detektieren und/oder damit die Projektion des Messobjekts 1 die Fläche der Detektionseinrichtung zu einem höheren Grad ausfüllt.
  • In 1 ist der lotrechte Abstand der Röntgenstrahlungsquelle 2 zur Ebene der Detektionseinrichtung 3 mit SD bezeichnet. Ein Translationsvektor tOG und ein zugehöriger gepunkteter Pfeil deuten an, dass das Koordinatensystem GKS der Strahlungsquelle 2 und das Koordinatensystem OKS des Messobjekts 1 für jede Durchstrahlungsrichtung durch Transformation ineinander übergeführt werden können.
  • Nachdem in zahlreichen verschiedenen Drehstellungen durch die Detektionseinrichtung 3 Röntgenbilder des Messobjekts 1 aufgenommen worden sind, wird z.B. durch gefilterte Rückprojektion ein rekonstruiertes dreidimensionales Bild des Messobjekts 1 berechnet. Das dreidimensionale Bild wird in den Koordinaten des Messobjekt 1 angegeben. Es weist für jeden einzelnen der Volumenbereiche (Voxel) des Bildes einen Wert auf, der ein Maß für die Schwächung der Röntgenstrahlung in dem Volumenbereich ist.
  • Eine wichtige Voraussetzung für eine genaue Rekonstruktion des Messobjekts ist die Kenntnis der Geometrie der Messanordnung. Insbesondere müssen präzise Informationen über die relative Position und relative Ausrichtung des Messobjekts und der Strahlungsquelle sowie des Abstandes der Strahlungsquelle zu der Detektionseinrichtung (oder äquivalente Informationen) vorhanden sein. Allgemeiner formuliert müssen Informationen über die relative Anordnung von Strahlungsquelle, Messobjekt und Detektionseinrichtung vorhanden sein. Insbesondere wenn bei der CT lokale Messartefakte auftreten (wie es häufig auf Grund des Effekts der so genannten Strahlaufhärtung der Fall ist), ist es nicht ausreichend, einzelne äußere Abmessungen des Messobjekts zu bestimmen und mit dieser Information aufgenommene Bildinformationen oder daraus abgeleitete Informationen zu skalieren.
  • Ein geometrisches Modell der in 1 dargestellten Messanordnung ist in EP 1 760 457 B1 nach der Figurenbeschreibung der dortigen 1 beschrieben, welche der 1 der vorliegenden Beschreibung gleicht. Auf das in EP 1 760 457 B1 beschriebene geometrische Modell sowie das Verfahren zur Bestimmung der Geometrieparameter dieses Modells wird Bezug genommen. Es können jedoch auch andere geometrische Modelle mit zum Beispiel zusätzlichen Parametern verwendet werden. Auf solche zusätzlichen Parameter wurde in dieser Beschreibung bereits eingegangen. Insbesondere kann das geometrische Modell auch wie eingangs erwähnt die zwölf Parameter einer Projektionsmatrix aufweisen und können zumindest diese zwölf Parameter aus den gemäß der Erfindung gewonnenen Durchstrahlungsbildern bestimmt werden.
  • 2 zeigt eine Seitenansicht einer konventionellen Strahlungserzeugungseinrichtung 11. Ein Emitter 12 emittiert Teilchen, insbesondere Elektronen, die als Teilchenstrahlung 16 auf ein Target 17 auftrifft. Mittels einer gesteuerten Optik 14 zur Beeinflussung der Ausbreitungsrichtung der Teilchen, insbesondere der Elektronen, wird die Teilchenstrahlung 16 auf einen Quellfleck 15 des Targets 17 fokussiert. Die resultierende invasive Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung, breitet sich von dem Quellfleck 15 aus gesehen in einem Konus aus, da sie durch eine Blende 18 aus der Strahlungserzeugungseinrichtung 11 austritt. Eine derartige Blende trägt dazu bei, Strahlungsschutzvorschriften einzuhalten. Für die Funktion und für die Nutzung der Strahlungserzeugungseinrichtung 11 ist sie nicht erforderlich. Ein solcher Konus wird in der Praxis auch als Strahl 19, insbesondere Röntgenstrahl, bezeichnet. Insbesondere ist es möglich, zur Realisierung der Mehrzahl von Strahlungsquellen bei dem erfindungsgemäßen Kalibrierverfahren eine Mehrzahl solcher konventionellen Röntgenröhren zu verwenden, die dann insgesamt die Strahlungserzeugungseinrichtung bilden.
  • 3 zeigt eine Modifikation der konventionellen Strahlungserzeugungseinrichtung 11 aus 2. Hierdurch soll das Prinzip erläutert werden, wonach es eine geeignete Strahlungserzeugungseinrichtung erlaubt, ohne Bewegung des Targets oder eines entsprechenden Bauteils einer anderen Strahlungserzeugungseinrichtung den Ort der Strahlungsquelle zu verlegen. Dabei ist die in 3 dargestellte Strahlungserzeugungseinrichtung 21 lediglich eine schematische Prinzipdarstellung. Das Target 27 der Strahlungserzeugungseinrichtung 21 erstreckt sich in geradliniger Richtung. Bei einer alternativen Ausgestaltung erstreckt sich das Target um den Messraum der Messanordnung herum, zum Beispiel entlang einer gebogenen Umfangslinie (wie in 5 gezeigt). Bei Ausgestaltung des Targets wie bei der Strahlungserzeugungseinrichtung 21 kann das Target sich ferner segmentweise in geradliniger Richtung erstrecken und können die Segmente entlang der gebogenen Umfangslinie angeordnet sein oder kann das Target selbst eine entlang der Umfangslinie verlaufende gekrümmte Oberfläche aufweisen. Die Segmente sind daher gegeneinander abgewinkelt, um sich um den Messraum herum zu erstrecken. Die Segmente können auch jeweils ein Exemplar der Strahlungserzeugungseinrichtung 21 aus 3 sein.
  • Zwar ist in 3 dargestellt, dass sich die von den verschiedenen aktivierbaren Quellfleckbereichen ausgehende invasive Strahlung parallel zueinander in konusförmigen Raumwickelbereichen ausbreitet. Dies dient jedoch lediglich dazu die Übersichtlichkeit zu gewährleisten. Auch ist in 3 das Kalibrierobjekt nicht dargestellt. In diesem Zusammenhang wird auf 7 verwiesen, die eine ähnliche Anordnung von jedoch lediglich drei Strahlungsquellen zeigt, welche invasive Strahlung erzeugt, in unterschiedlichen Richtungen das Kalibrierobjekt durchstrahlt.
  • Die Strahlungserzeugungseinrichtung 21 weist fünf Emitter 22 für die Emission von Teilchen, insbesondere Elektronen, auf. Die resultierende Teilchenstrahlung 26 ist lediglich für zwei der Emitter 22 mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet. In dem hier konkret dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Teilchenoptik 24 durchgehend über die gesamte Längserstreckung des Targets 27. Bei anderen Ausführungsformen kann sich die Teilchenoptik zum Beispiel lediglich entlang einem Abschnitt des Targets erstrecken. Auch die Darstellung der Anordnung der Teilchenoptik 24 in 3 ist schematisch zu verstehen. Konkret ist eine Anordnung und Ausgestaltung der Teilchenoptik zu wählen, die eine Fokussierung der Teilchenstrahlung auf einen Quellfleck in einem Quellfleckbereich des Targets ermöglicht. Der Übersichtlichkeit wegen ist in 3 lediglich einer der Quellflecke mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet. Von diesen Quellflecken 25 aus breitet sich jeweils ein Strahl invasiver Strahlung aus. Die konischen Strahlen sind mit den Bezugszeichen 29a bis 29e bezeichnet.
  • Schematisch ist in 3 angedeutet, dass die Teilchenoptik 24 über eine durch eine gestrichelte Linie dargestellte Steuerverbindung mit einer Optiksteuerung 23 verbunden ist. Die Optiksteuerung 23 ist ausgestaltet, die Teilchenoptik 24 derart zu steuern, dass zumindest der Quellfleckbereich einer der Quellflecke verschoben werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann eine Emittersteuerung 30 vorgesehen sein, die die einzelnen Emitter 22 ein- und ausschalten kann. Aus Gründen der besseren Erkennbarkeit ist in 3 lediglich dargestellt, dass die Emittersteuerung 30 mit dem am weitesten links in der Darstellung angeordneten Emitter 22 steuerungstechnisch verbunden ist. Insbesondere kann eine nicht dargestellte übergeordnete Quellensteuerung vorhanden sein, die durch Steuerung der Emittersteuerung 30 und/oder der Optiksteuerung 23 steuert, an welchem Ort ein Quellfleckbereich aktiviert wird. Vorzugsweise ist (nicht nur bei den hier beschriebenen Ausführungsformen) während eines Betriebszeitraumes jeweils nur ein Quellfleckbereich der Messanordnung aktiv.
  • 4 zeigt Teile der in 3 dargestellten Anordnung mit den Emittern 22, der Teilchenoptik 24, der Optiksteuerung 23 und den Strahlen 29. Für den am weitesten rechts dargestellten Strahl 29e ist ferner dargestellt, dass er nach links verschoben werden kann. Der verschobene Strahl ist gestrichelt dargestellt und mit dem Bezugszeichen 29e' bezeichnet. Insbesondere ist die Optiksteuerung 23 ausgestaltet, dies durch geeignete Steuerung der Teilchenoptik zu bewirken. Die Verschiebung führt zu einer geringfügig veränderten Durchstrahlungsrichtung durch das nicht in 4 dargestellten Kalibrierobjekt. Die Verschiebung ist aber insbesondere auch dann von Vorteil, wenn an dem nicht verschobenen Quellfleck eine Abnutzung oder Beschädigung des Targetmaterials stattgefunden hat
  • Die anhand von 3 und 4 dargestellte Strahlungserzeugungseinrichtung 21 ist lediglich ein konkretes Ausführungsbeispiel. Insbesondere kann eine Mehrzahl solcher Strahlungserzeugungseinrichtungen Teil der insgesamt in einer Kalibrieranordnung vorhandenen Strahlungserzeugungseinrichtung sein. Dabei können zum Beispiel die Oberflächen der Targets abgewinkelt zueinander verlaufen, sodass sich die Oberflächen insgesamt über einen Umfangswinkel um den Messraum der Kalibrieranordnung herum erstrecken. Wie erwähnt sind aber die Oberflächen der Targets vorzugsweise nicht eben sondern haben eine gebogen verlaufende Oberfläche. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzahl der Emitter einer Strahlungserzeugungseinrichtung anders gewählt sein als die Anzahl fünf, wobei vorzugsweise eine Mehrzahl von Emittern vorhanden ist. Es ist aber auch möglich, dass zumindest ein Teil der Strahlungserzeugungseinrichtungen lediglich einen Emitter aufweist. Insbesondere lässt sich auch aus einer Mehrzahl solcher Teile mit lediglich je einem Emitter eine Strahlungserzeugungseinrichtung aufbauen, die eine Mehrzahl von aktivierbaren Quellfleckbereichen bzw. Strahlungsquellen hat. Vorzugsweise kann die von zumindest einem der Emitter ausgehende Teilchenstrahlung wie bereits beschrieben mittels einer Teilchenoptik derart über einen großen Bereich der Oberfläche eines Targets oder mehrerer einzelner Targets auf den jeweils gewünschten Quellfleck oder Quellfleckbereich fokussiert werden.
  • 5 zeigt eine Kalibrieranordnung mit einer Strahlungserzeugungseinrichtung 31, welche eine gebogene, sich um den Messraum mit dem Kalibrierobjekt 41 über einen Umfangswinkel von mehr als 90 Grad herum erstreckendes Target 37 aufweist. Es sind für drei Betriebszustände aktive Quellfleckbereiche mit jeweils einem Quellfleck 35 dargestellt. In der Praxis ist jedoch jeweils nur einer der Quellfleckbereiche 35 aktiv. Darüber hinaus, können andere Quellfleckbereiche entlang der gesamten gebogen verlaufenden Oberfläche des Targets 37 aktiviert werden. Auch für die Gesamtheit der Quellfleckbereiche gilt, dass während des Betriebes der Strahlungserzeugungseinrichtung 31 jeweils nur ein Quellfleckbereich aktiv ist. Für jeden aktiven Quellfleckbereich wird zumindest ein Durchstrahlungsbild des Kalibrierobjekts 41 aufgenommen.
  • Im oberen und rechten Bereich der 5 ist der Strahlungsempfänger 44 dargestellt. Er weist in dem konkreten Ausführungsbeispiel drei Detektor-Panels 45, 46, 47 auf, die zwar jeweils eine ebene Paneloberfläche aufweisen, jedoch insgesamt im Verlauf ihrer Oberflächen um den Messraum mit dem Kalibrierobjekt 41 herum angeordnet sind. Ferner sind die Detektor-Panels 45, 46, 47 so ausgerichtet, dass sie die Strahlen detektieren können, welche von allen möglichen Quellfleckbereichen der Strahlungserzeugungseinrichtung 31 ausgehen können. Dargestellt sind in 5 für die drei gezeigten Quellfleckbereiche bzw. für deren Quellflecke 35 die Strahlen 49a, 49b, 49c. Anzumerken ist dabei, dass diese Strahlen im Allgemeinen nicht vollständig von einem einzigen der Detektor-Panels 45, 46, 47 detektiert werden können. Zum Beispiel fällt der Strahl 49a sowohl auf das Detektor-Panel 46, als auch auf das Detektor-Panel 47. Die strahlungssensitiven Bereiche der Detektor-Panels 45, 46, 47 sind aber derart ausgestaltet, dass sie sich bis zu ihren Rändern erstrecken und auf diese Weise auch solche Strahlen wie den dargestellten Strahl 49a vollständig detektieren können.
  • Das bereits erwähnte Kalibrierobjekt 41 weist eine Mehrzahl von Kalibrierelementen 42 auf, von denen lediglich zwei mit dem Bezugszeichen 42 bezeichnet sind. Dargestellt sind insgesamt acht Detektorelemente 42. Diese liegen insbesondere nicht in derselben Ebene.
  • Die Draufsicht der 5 hat eine Blickrichtung, die senkrecht zu einer möglichen Schnittebene durch die Messanordnung verläuft. Diese Schnittebene schneidet zum Beispiel das Target 37 derart, dass jeder der möglichen Quellfleckbereiche von der Schnittebene geschnitten wird oder zumindest berührt wird. Diese Schnittebene schneidet ebenfalls das Kalibrierobjekt 41 und jedes der Detektor-Panels 45, 46, 47, vorzugsweise jeweils entlang einer Mittellinie.
  • 5 zeigt jedenfalls bezüglich des Strahlungsempfängers, dass dieser sich über einen Umfangswinkel von ca. 180 Grad um den Messraum mit dem Kalibrierobjekt 41 herum erstreckt. Dies ist daran erkennbar, dass drei weiteren der Detektor-Panels eine Anordnung erreicht werden könnte, die sich vollständig um den Messraum herum erstreckt. Anstelle der Strahlungserzeugungseinrichtung 31 könnte eine andere Strahlungserzeugungseinrichtung verwendet werden, die sich über einen größeren Umfangswinkel um den Messraum herum erstreckt. Zum Beispiel könnte sie sich ebenfalls über einen Umfangswinkel von 180 Grad herum erstrecken. Statt einer Strahlungserzeugungseinrichtung mit einer gekrümmt Bezugsweise gebogen verlaufenden Target-Oberfläche könnten Target-Segmente mit ebenen Oberflächen verwendet werden. Abhängig von dem Öffnungswinkel des jeweiligen Strahls der invasiven Strahlung können die Target-Segmente mit ebenen Oberflächen größer oder kleiner gewählt werden. Möglich sind zum Beispiel insgesamt, unter Einbeziehung der Anordnung der Detektor-Panels sechseckige oder achteckige Geometrie in, von denen jeweils die Hälfte von der Strahlungserzeugungseinrichtung und die andere Hälfte von dem Strahlungsempfänger gebildet werden, sodass einem aktivierbaren Quellfleckbereich aus Sicht des Messraums jeweils ein strahlungssensitiver Bereich des Strahlungsempfängers gegenübersteht. Dadurch sind zum Beispiel Durchstrahlungsbilder möglich, deren Durchstrahlungsrichtungen über einen Winkelbereich von etwas mehr als 180 Grad variieren. Ferner ist es zum Beispiel mit Strahlungserzeugungseinrichtungen wie sie anhand von 3 und 4 beschrieben wurden, einschließlich deren Variationen, möglich, eine lineare, Durchstrahlungsbilder wie bei einer geradlinigen Bewegung des Kalibrierobjekts aufzunehmen.
  • Bezüglich der Auswertung der Abbildungen der Kalibrierelemente eines Kalibrierobjekts, wie beispielsweise des Kalibrierobjekts 41 aus 5 mit den Kalibrierelementen 42, wird auf die Beschreibung in EP 1 760 457 B1 in der Figurenbeschreibung unter der Zwischenüberschrift „D. Bildverarbeitende Auswertung der Röntgenbilder“ verwiesen. Darin wird erläutert, dass die Kalibrierelemente durch massive Kugeln eines die invasive Strahlung schwächenden Werkstoffs gebildet sein können und in den Durchstrahlungsbildern im Allgemeinen als Ellipsen geringer Exzentrizität erscheinen. EP 1 760 457 B1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Mittelpunkte der Ellipsen, das auch bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder anwendbar ist, welche nach dem erfindungsgemäßen Kalibrierverfahren gewonnen werden.
  • Wenn die Positionen der Kalibrierelemente (zum Beispiel der Kugeln) innerhalb des Kalibrierobjekts nicht genau bekannt sind, kann stattdessen ein anfänglicher Schätzwert (z.B. eine nominelle Position) verwendet werden. Die eigentliche Position der Kalibrierelemente kann anschließend analog zu allen anderen unbekannten Parametern der Geometrie der Messanordnung mit optimiert werden, d. h. durch Auswertung der gewonnenen Durchstrahlungsbilder bestimmt werden.
  • Für die Kalibrierung durch Auswertung der Durchstrahlungsbilder können mittels Ausgleichsverfahren (z.B. Levenberg-Marquardt-Algorithmus oder ähnliche Verfahren) verschiedene für die CT-Rekonstruktion relevante Parameter des CT-Systems bestimmt. Dies können zum Beispiel Folgende sein:
    • - 3D Positionen all Kalibrierelemente des Kalibrierobjekts
    • - 3D Position eines Quellflecks
    • - 6D Pose, d.h. 3D Position und 3D Orientierung des Strahlungsempfängers (ggf. jeweils 6D Pose für verschiedene Detektorbereiche und/oder Panels des Strahlungsempfängers)
    • - optional auch parametrische Beschreibung einer Detektorverzeichnung
    • - optional auch zeitabhängige Änderungen einzelner Parameter während der Kalibrierung
  • Insbesondere für die Quellfleckposition kann ein Ziel der Kalibrierung (z. B. einer Vor-Kalibrierung) eine Zuordnungsvorschrift sein, die von den Parametern der Teilchenoptik (z. B. Elektronenoptik) abhängt und als Ergebnis die 3D Quellfleckposition liefert. Dies betrifft die oben bereits erwähnte Steuerungsparameter-Zuordnung, die für zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen Werten von Steuerungsparametern der Teilchenoptik-Steuerung einen Ort des Quellflecks an dem Target zuordnet, sodass für die jeweilige Strahlungsquelle aus den Werten von zumindest einem Steuerungsparameter der Ort des Quellflecks ermittelbar ist. Parameter der Teilchenoptik können z.B. die Stromstärken, die durch eine elektromagnetische Spule fließen, oder elektrische Spannungen sein, die an geeignet angebrachten Elektroden anliegen und damit innerhalb der Strahlungserzeugungseinrichtung die elektrische Feldstärke beeinflussen. Alternativ kann auch eine gemessene magnetische Feldstärke, die von einzustellenden elektrischen Spannungen und Strömen abhängt, als Parameter der Teilchenoptik betrachtet werden.
  • Im Allgemeinen können die zu bestimmenden unbekannten Parameter alle möglichen Parameter sein, die für eine anschließende Weiterverarbeitung der Durchstrahlungsbilder verwendet werden können. Insbesondere können dies alle Parameter sein, die für eine CT-Rekonstruktion relevant sind, oder auch Parameter, die für andere algorithmische Verfahren, z.B. eine Laminographie-Auswertung, benötigt werden.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rekonstruktion der Position des Quellflecks dahingehend vereinfacht wird, dass zuvor die Form der 3D Targetoberfläche bestimmt wird (siehe 6). 6 zeigt eine Strahlungserzeugungseinrichtung 51 wie in 2 dargestellt und anhand von 2 beschrieben. Die Oberfläche des Targets 17 jedoch ist als reale 3D Oberfläche dargestellt. Diese Ausführungsform betrifft die oben bereits erwähnte örtliche Zuordnung, die in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definierten 2D-Orten an der Oberfläche des Targets tatsächliche in einem dreidimensionalen Koordinatensystem definierte 3D-Orte auf der Oberfläche des Targets zuordnet. „An“ der Oberfläche bedeutet, dass der 2D-Ort im Allgemeinen nicht auf der Oberfläche liegt. Zum Beispiel liegen alle 2D-Orte in einer Ebene, die sich entlang der tatsächlichen Oberfläche des Targets erstreckt und zum Beispiel eine Ausgleichsebene der tatsächlichen Oberfläche ist.
  • Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass die Targetoberfläche keine Ebene darstellt und der dreidimensionale Verlauf der Targetoberfläche für die dreidimensionale Position des Quellflecks von Bedeutung ist. Die hierfür erforderliche aufwändige Einmessung kann z.B. einmalig während oder nach der Produktion der Strahlungserzeugungseinrichtung (zum Beispiel der Röntgenröhre) stattfinden. Dazu können bei sehr kleinen Abständen (d. h. mit hoher örtlicher Auflösung) verschiedene Positionen auf der Targetoberfläche durch Steuerung der Teilchenoptik als jeweilige Position eines Quellflecks ausgewählt werden und die jeweilige 3D Position des Quellflecks bestimmt werden. Aus dieser Vielzahl von Messungen können z.B. parametrische Beschreibungen der Oberfläche erhalten werden, die einer 2D Position in einer Ebene entlang der Targetoberfläche bzw. entsprechenden Einstellparametern der Teilchenoptik die tatsächliche 3D Position der Targetoberfläche zuordnen. Bei der späteren Ausführung des eigentlichen Kalibrierverfahrens zur Kalibrierung der Geometrie der Messanordnung kann dann die 3D Quellfleckposition durch eine 2D Position auf der Targetoberfläche ersetzt werden. Die 2D Position auf dem Target hängt wie erwähnt insbesondere von den Werten der Einstellparameter der Teilchenoptik ab, insbesondere Parametern wie elektrische Stromstärke, elektrische Feldstärke und welcher Emitter gewählt wurde. Ziel der Vor-Kalibrierung ist daher Zuordnung von Teilchenoptik-Parametern und/oder zweidimensionale Position des Quellflecks auf der Targetoberfläche zu der tatsächlichen dreidimensionalen Position des Quellflecks auf der Targetoberfläche.
  • Durch diese Vor-Kalibrierung (die vor der Auswertung der Durchstrahlungsbilder gemäß dem erfindungsgemäßen Kalibrierverfahren stattfindet) reduziert sich die Zahl der zu bestimmenden Parameter bei der eigentlichen Kalibrierung, sodass zum Beispiel weniger Durchstrahlungsbilder bei unterschiedlichen Strahlungsrichtungen aufgenommen werden müssen und/oder eine geringere Anzahl von Kalibrierelementen des Kalibrierobjekts vorhanden sein und ausgewertet werden muss. Dies verringert den Aufwand für die eigentliche Kalibrierung und/oder beschleunigt die Ausführung des Kalibrierverfahrens.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Kenntnis über die Anordnung der einzelnen Strahlungsquellen, d.h. der Quellflecke oder Quellfleckbereiche verwendet werden kann, um die eigentliche Kalibrierung zu beschleunigen. Dies betrifft die oben bereits erwähnte Repräsentations-Zuordnung, die einem repräsentativen Ort der Strahlungserzeugungseinrichtung Relativpositionen zumindest einer Teilmenge der Mehrzahl von Strahlungsquellen zuordnet, sodass es in einem auf die Strahlungserzeugungseinrichtung oder auf ein Bauteil der Strahlungserzeugungseinrichtung bezogenen Koordinatensystem jede der Relativpositionen erlaubt, aus dem repräsentativen Ort einen Ort der zu der jeweiligen Relativposition gehörenden Strahlungsquelle zu ermitteln. Für die Gewinnung der Kenntnis über die Positionen der einzelnen Strahlungsquellen kann z.B. genutzt werden, dass sich eine Mehrzahl von Teilchenoptiken zur Fokussierung der Teilchenströme auf jeweils einen zugeordneten Targetbereich in gleicher Weise oder zumindest ähnlicher Weise verhält. Wenn daher die Einstellparameter wie zum Beispiel elektrische Ströme, elektrische Spannungen oder elektrische Feldstärken einer Teilchenoptik zu einer Fokussierung des Teilchenstrahls in einer bestimmten Relativpositionen zu dem Emitter führen, dann kann darauf geschlossen werden, dass eine andere, baugleiche Teilchenoptik sich in gleicher Weise verhält. Dies kann zum Beispiel auf eine Mehrzahl von konventionellen Strahlungserzeugungseinrichtungen wie in 2 dargestellt zu treffen oder auf die fünf Teile der in 3 und 4 dargestellten Strahlungserzeugungseinrichtung. Alternativ oder zusätzlich kann das Verhalten jeder der in der Kalibrieranordnung verwendeten Teilchenoptiken durch Auswertung von Durchstrahlungsbildern, die insbesondere bei Durchstrahlung eines Kalibrierobjekts in verschiedenen Richtungen gewonnen wurden, ermittelt werden. Alternativ kann die Kenntnis/Zuordnung im Rahmen der Produktion der jeweiligen Strahlungserzeugungseinrichtungen gewonnen werden.
  • Bei der eigentlichen Kalibrierung der Messanordnung ist es dann ausreichend, einzelne Positionen von Quellflecken (z.B. des äußersten linken und des äußersten rechten der Quellflecke in 3) zu ermitteln und daraus eine repräsentative Position der MultiEmitter-Röhre zu ermitteln. Die genaue Position des jeweils aktiven Quellflecks kann dann unter Nutzung der bei der Vor-Kalibrierung gewonnenen Informationen bestimmt werden. Bei der Vor-Kalibrierung wird daher eine Zuordnung der Positionen der einzelnen Quellflecke oder Quellfleckbereiche zu einer repräsentativen Position der Strahlungserzeugungseinrichtungen gewonnen. Diese Zuordnung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Multiemitter-Strahlungserzeugungseinrichtung in der Kalibrieranordnung beweglich ist. Es ist dann lediglich erforderlich, die repräsentative Position und möglicherweise auch eine tatsächliche Ausrichtung der Strahlungserzeugungseinrichtung bei der eigentlichen Kalibrierung zu ermitteln.
  • Wie bereits erwähnt, kann es Gründe dafür geben, dass ein Messobjekt in einer Richtung quer und insbesondere senkrecht zu der oben erwähnten Schnittebene durch die Messanordnung beweglich ist. Es ist in einem solchen Fall zum Beispiel ein linearer, geradliniger Freiheitsgrad der Bewegung zum Beispiel senkrecht zu der genannten Schnittebene vorgesehen. Anders ausgedrückt weist die Messanordnung zum Beispiel einen motorischen Antrieb zur Erzeugung einer Bewegung gemäß diesem Freiheitsgrad auf. Benötigt wird eine solche Bewegung insbesondere dann, wenn große Messobjektes im eigentlichen Messbetrieb nicht durch einzelne Durchstrahlungsbilder vollständig erfasst werden können, weil sie zum Beispiel zu hoch sind. Dementsprechend sollte die Messanordnung auch bezüglich dieses zusätzlichen Freiheitsgrades der Bewegung kalibriert werden, denn solche Bewegungen sind im Allgemeinen nicht exakt in geradliniger Richtung einer angenommenen linearen Bewegungsachsen realisierbar. Entsprechende Bewegungsfehler sind bekannt, die zum Beispiel auf Fehlausrichtungen der Bewegungsachse oder einer tordierten Bewegungsführung beruhen.
  • Das Kalibrierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann in diesem Fall derart erweitert werden, dass Bewegungen gemäß dem zusätzlichen Freiheitsgrad zugelassen und auch zur Gewinnung von Durchstrahlungsbildern des Kalibrierobjekts durchgeführt werden. Das Kalibrierobjekt wird daher gemäß dem zusätzlichen Freiheitsgrad bewegt und es werden in verschiedenen Bewegungspositionen jeweils Durchstrahlungsbilder gemäß dem erfindungsgemäßen Kalibrierverfahren gewonnen. Die Auswertung der Durchstrahlungsbilder wird dann auch bezüglich der Bestimmung der Parameter der Bewegung vorgenommen. Z.B. kann die Kalibrierung für verschiedene Positionen entlang der Achse jeweils einzeln durchgeführt werden. Alternativ können alle Durchstrahlungsbilder, auch diejenigen für die verschiedenen Bewegungspositionen, zur Bestimmung aller Parameter, auch der Bewegungsparameter des zusätzlichen Freiheitsgrades, gemeinsam ausgewertet werden, zum Beispiel in dem eine gemeinsame Optimierung der Anpassung der Parameter an die Durchstrahlungsbilder vorgenommen wird. Zum Beispiel kann ein entsprechendes parametrisiertes Geometriemodell verwendet werden, das alle sechs Freiheitsgrade der Bewegung bzw. Abweichung von einer Sollposition und Sollausrichtung des Messobjekts bzw. des Kalibrierobjekts beschreibt. Dies können z.B. die Positions- und/oder Winkelabweichungen bei Bewegung entlang der linearen Bewegungsachsen sein.
  • 7 zeigt ähnlich wie in 3 und 4 eine Mehrzahl von Quellflecken 81a, 81b, 81c, welche entlang einer ebenen Oberfläche paarweise zueinander beabstandet angeordnet sind. Oben in 7 ist ein Kalibrierobjekt 41 mit einer Mehrzahl von Kalibrierelementen 42 dargestellt. Das Kalibrierobjekt 41 aus 7 kann zum Beispiel das Kalibrierobjekt 41 aus 5 sein. Ferner sind in 7 Ränder von Raumwinkeln dargestellt, in denen sich die jeweilige von den Quellflecken 81 ausgehende invasiver Strahlung ausbreitet und das Kalibrierobjekt 41 durchstrahlt. Wenn man die parallel zueinander dargestellten konusförmigen Bereiche aus 3 und 4 mit den in 7 dargestellten Rändern vergleicht, erkennt man, dass die konusförmigen Bereiche in 3 und 4 nicht Bereichen entsprechen, in denen dasselbe Kalibrierobjekt durchstrahlt wird. Optional können bei einer festen Positionierung der Quellflecke, deren Position demnach nicht wesentlich verändert werden kann, Blenden vorgesehen sein, die die für die Durchstrahlung des Kalibrierobjekts nutzbare Strahlung passieren lässt, jedoch sich in andere Richtungen ausbreitende Strahlung ausblendet. Wenn jedoch die Position der Quellflecke wesentlich verändert werden kann oder zum Beispiel wie in 5 dargestellt entlang der Oberfläche des Targets beliebige Orte als Quellfleck aktiviert werden können, dann kann auf Blenden auch verzichtet werden. Zur Gewährleistung des Strahlungsschutzes sind dann andere Maßnahmen zu ergreifen, wie zum Beispiel Strahlungsschirme außerhalb der Messanordnung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 39 24 066 A1 [0002]
    • EP 1 760 457 B1 [0005, 0006, 0044, 0057]

Claims (14)

  1. Verfahren zum Kalibrieren einer Messanordnung (6), die mittels invasiver Strahlung aus einer Strahlungsquelle einer Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) Durchstrahlungsbilder von Messobjekten (1) erzeugt, insbesondere zum Kalibrieren einer Computertomografie (CT)-Messanordnung, wobei - die invasive Strahlung ein Kalibrierobjekt (41) durchdringt und eine resultierende Strahlung von einem Strahlungsempfänger (45, 46, 47) einer Detektionseinrichtung der Messanordnung (6) detektiert wird, wobei das Kalibrierobjekt (41) zumindest ein Kalibrierelement (41) aufweist, - aus Detektionssignalen der Detektionseinrichtung, die der von dem Strahlungsempfänger (45, 46, 47) detektierten Strahlung entsprechen, Durchstrahlungsbilder des zumindest einen Kalibrierelements (42) erzeugt werden und - durch Auswertung der Durchstrahlungsbilder Geometrieparameter einer Geometrie der Messanordnung bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass - die Detektionssignale erzeugt werden, während eine Position und eine Ausrichtung des Kalibrierobjekts (41), der Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) und des Strahlungsempfängers (45, 46, 47) der Detektionseinrichtung innerhalb einer Schnittebene der Messanordnung (6), welche einen Ort einer bestimmten Strahlungsquelle der Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51), das Kalibrierobjekt (41) und den Strahlungsempfänger (45, 46, 47) schneidet, konstant gehalten werden, - von einer Mehrzahl von Strahlungsquellen der Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) jeweils invasive Strahlung erzeugt wird und ausgehend von der jeweiligen Strahlungsquelle das Kalibrierobjekt (41) durchstrahlt und - für die von jeder der Mehrzahl von Strahlungsquellen ausgehende invasive Strahlung jeweils zumindest eines der Durchstrahlungsbilder erzeugt wird und zur Bestimmung der Geometrieparameter ausgewertet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest eine erste der Mehrzahl von Strahlungsquellen aktiviert wird, um einen Betrieb der jeweiligen Strahlungsquelle zu starten, bei dem von ihr ausgehende invasive Strahlung, die durch das Kalibrierobjekt hindurchtritt, mittels des Strahlungsempfängers (45, 46, 47), detektiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Bezug auf zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen eine Teilchenoptik-Steuerung die Erzeugung zumindest eines Teilchenstrahls derart steuert, dass der Teilchenstrahl beim Auftreffen auf ein Target der Strahlungserzeugungseinrichtung einen Quellfleck der invasiven Strahlung als Strahlungsquelle bildet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine Steuerungsparameter-Zuordnung ermittelt wird, die für zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen Werten von Steuerungsparametern der Teilchenoptik-Steuerung einen Ort des Quellflecks an dem Target zuordnet, sodass für die jeweilige Strahlungsquelle aus den Werten von zumindest einem Steuerungsparameter der Ort des Quellflecks ermittelbar ist, und wobei für zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen als Eingangsgröße in die Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter der aus den tatsächlichen Werten der Steuerungsparameter der Teilchenoptik-Steuerung unter Verwendung der Steuerungsparameter-Zuordnung ermittelte Ort des Quellflecks an dem Target eingeht.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei für zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen eine örtliche Zuordnung ermittelt wird, die in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definierten 2D-Orten an der Oberfläche des Targets tatsächliche in einem dreidimensionalen Koordinatensystem definierte 3D-Orte auf der Oberfläche des Targets zuordnet, und wobei bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter für die zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen ein zugehöriger 2D-Ort in dem zweidimensionalen Koordinatensystem als einer der Geometrieparameter ermittelt wird und unter Verwendung der örtlichen Zuordnung der 3D-Ort der Strahlungsquelle ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Repräsentations-Zuordnung ermittelt wird, die einem repräsentativen Ort der Strahlungserzeugungseinrichtung Relativpositionen zumindest einer Teilmenge der Mehrzahl von Strahlungsquellen zuordnet, sodass es in einem auf die Strahlungserzeugungseinrichtung oder auf ein Bauteil der Strahlungserzeugungseinrichtung bezogenen Koordinatensystem jede der Relativpositionen erlaubt, aus dem repräsentativen Ort einen Ort der zu der jeweiligen Relativposition gehörenden Strahlungsquelle zu ermitteln, und wobei bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter der repräsentative Ort der Strahlungserzeugungseinrichtung und eine Ausrichtung der Strahlungserzeugungseinrichtung als Geometrieparameter ermittelt werden und unter Verwendung der Repräsentations-Zuordnung die Orte der zu den jeweiligen Relativpositionen gehörenden Strahlungsquellen ermittelt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mehrzahl von Strahlungsquellen jeweils einer von einer Mehrzahl von Detektorbereichen des Strahlungsempfängers (45, 46, 47) zugeordnet ist, wobei die Detektorbereiche derart angeordnet sind, dass die von der jeweiligen Strahlungsquelle ausgehende und durch das Kalibrierobjekt (41) hindurchtretende invasive Strahlung auf den zugeordneten Detektorbereich auftrifft und von diesem detektiert wird.
  8. Kalibrieranordnung zum Kalibrieren einer Messanordnung (6), die mittels invasiver Strahlung aus einer Strahlungsquelle Durchstrahlungsbilder von Messobjekten (1) erzeugt, insbesondere zum Kalibrieren einer Computertomografie (CT)-Messanordnung, wobei die zu kalibrierende Messanordnung (6) Teil der Kalibrieranordnung ist und Folgendes aufweist: - eine Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) zur Erzeugung der invasiven Strahlung, - einen Messraum, in dem ein Messobjekt (1) anordenbar ist, sodass beim Betrieb der Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) invasive Strahlung das Messobjekt (1) durchdringt, wobei das Messobjekt (1) im Fall einer Kalibrierung der Messanordnung ein Kalibrierobjekt (41) ist, - eine Detektionseinrichtung mit einem Strahlungsempfänger (45, 46, 47) zur Detektion von Strahlung, die ein Ergebnis der Durchstrahlung des Messobjekts (1) mit der invasiven Strahlung ist, wobei die Detektionseinrichtung ausgestaltet ist, aus Detektionssignalen des Strahlungsempfängers (45, 46, 47) jeweils zumindest eines einer Mehrzahl von Durchstrahlungsbildern des Messobjekts (1) zu erzeugen, wobei die Kalibrieranordnung ferner aufweist: - eine Auswertungseinrichtung, die ausgestaltet ist, durch Auswertung der Durchstrahlungsbilder Geometrieparameter einer Geometrie der Messanordnung (6) zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass - die Strahlungserzeugungseinrichtung eine Mehrzahl von Strahlungsquellen aufweist, - die Kalibrieranordnung ausgestaltet ist, von der Mehrzahl von Strahlungsquellen der Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) jeweils invasive Strahlung zu erzeugen, die von der Strahlungsquelle ausgeht und das Kalibrierobjekt (41) durchstrahlt, während eine Position und eine Ausrichtung des Kalibrierobjekts (41), der Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) und des Strahlungsempfängers (45, 46, 47) der Detektionseinrichtung innerhalb einer Schnittebene der Messanordnung (6), welche einen Ort einer bestimmten Strahlungsquelle der Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51), das Kalibrierobjekt (41) und den Strahlungsempfänger (45, 46, 47) schneidet, konstant gehalten werden, - die Detektionseinrichtung ausgestaltet ist, die von jeder der Mehrzahl von Strahlungsquellen ausgehende invasive Strahlung durch den Strahlungsempfänger zu detektieren und jeweils zumindest eines der Durchstrahlungsbilder zu erzeugen und - die Auswertungseinrichtung ausgestaltet ist, die erzeugten Durchstrahlungsbilder auszuwerten und die Geometrieparameter zu bestimmen.
  9. Kalibrieranordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Strahlungserzeugungseinrichtung (11; 21; 31; 51) eine Quellensteuerung aufweist, die ausgestaltet ist, zumindest eine erste der Mehrzahl von Strahlungsquellen zu aktivieren, um einen Betrieb der jeweiligen Strahlungsquelle zu starten, bei dem von ihr ausgehende invasive Strahlung, die durch das Kalibrierobjekt hindurchtritt, mittels des Strahlungsempfängers (45, 46, 47), detektiert wird.
  10. Kalibrieranordnung nach Anspruch 8 oder 9, wobei zumindest einer der Mehrzahl von Strahlungsquellen eine Teilchenoptik-Steuerung zugeordnet ist, die ausgestaltet ist, zumindest einen Teilchenstrahl, welcher beim Auftreffen auf ein Target der Strahlungserzeugungseinrichtung einen Quellfleck der invasiven Strahlung als Strahlungsquelle bildet, zu erzeugen.
  11. Kalibrieranordnung nach Anspruch 10, wobei die Auswertungseinrichtung ausgestaltet ist, unter Verwendung einer Steuerungsparameter-Zuordnung, - die für zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen Werten von Steuerungsparametern der Teilchenoptik-Steuerung einen Ort des Quellflecks an dem Target zuordnet, sodass für die jeweilige Strahlungsquelle aus den Werten von zumindest einem Steuerungsparameter der Ort des Quellflecks ermittelbar ist, bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter den aus den tatsächlichen Werten der Steuerungsparameter der Teilchenoptik-Steuerung unter Verwendung der Steuerungsparameter-Zuordnung ermittelten Ort des Quellflecks an dem Target für zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen als Eingangsgröße zu berücksichtigen.
  12. Kalibrieranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Auswertungseinrichtung ausgestaltet ist, für zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen unter Verwendung einer örtlichen Zuordnung, - die in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definierten 2D-Orten an der Oberfläche des Targets tatsächliche in einem dreidimensionalen Koordinatensystem definierte 3D-Orte auf der Oberfläche des Targets zuordnet, bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter für die zumindest eine der Mehrzahl von Strahlungsquellen einen zugehörigen 2D-Ort in dem zweidimensionalen Koordinatensystem als einen der Geometrieparameter zu ermitteln und unter Verwendung der örtlichen Zuordnung den 3D-Ort der Strahlungsquelle zu ermitteln.
  13. Kalibrieranordnung nach einem der vorhergehenden auf eine Kalibrieranordnung gerichteten Ansprüche, wobei die Auswertungseinrichtung ausgestaltet ist, unter Verwendung einer Repräsentations-Zuordnung, - die einem repräsentativen Ort der Strahlungserzeugungseinrichtung Relativpositionen zumindest einer Teilmenge der Mehrzahl von Strahlungsquellen zuordnet, sodass es in einem auf die Strahlungserzeugungseinrichtung oder auf ein Bauteil der Strahlungserzeugungseinrichtung bezogenen Koordinatensystem jede der Relativpositionen erlaubt, aus dem repräsentativen Ort einen Ort der zu der jeweiligen Relativposition gehörenden Strahlungsquelle zu ermitteln, bei der Auswertung der Durchstrahlungsbilder zur Bestimmung der Geometrieparameter den repräsentativen Ort der Strahlungserzeugungseinrichtung und eine Ausrichtung der Strahlungserzeugungseinrichtung als Geometrieparameter zu ermitteln und unter Verwendung der Repräsentations-Zuordnung die Orte der zu den jeweiligen Relativpositionen gehörenden Strahlungsquellen zu ermitteln.
  14. Kalibrieranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei der Mehrzahl von Strahlungsquellen jeweils einer von einer Mehrzahl von Detektorbereichen des Strahlungsempfängers (45, 46, 47) zugeordnet ist, wobei die Detektorbereiche derart angeordnet sind, dass die von der jeweiligen Strahlungsquelle ausgehende und durch das Kalibrierobjekt (41) hindurchtretende invasive Strahlung auf den zugeordneten Detektorbereich auftrifft und von diesem detektiert wird.
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