DE102013010682A1

DE102013010682A1 - Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung und Röntgenstrahlabbildungsverfahren

Info

Publication number: DE102013010682A1
Application number: DE102013010682.6A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Omote; Yoshihiko Takeda
Original assignee: Rigaku Denki Co Ltd; Rigaku Corp
Current assignee: Rigaku Denki Co Ltd; Rigaku Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2014-01-02
Also published as: CN103529062A; JP2014008281A; US9250199B2; JP5907824B2; US20140003578A1

Abstract

Bereitgestellt werden eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung und ein Röntgenstrahlabbildungsverfahren, die Transmissionsbilder aus der Detektion durch einen 2D-Detektor an verschiedenen Positionen der Probe zusammenfügen können. Eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung und ein Röntgenstrahlabbildungsverfahren beinhalten: eine Röntgenstrahlerzeugungseinheit, die ausgelegt ist zum Bestrahlen einer Probe mit einem im Wesentlichen parallelen Röntgenstrahl; einen 2D-Detektor, der einen Detektionsbereich beinhaltet; einen Sockel, in dem eine Stützbasis montiert ist, der ausgelegt ist zum Bewegen der Stützbasis in einer Ebene entlang einer Ebene des Detektionsbereiches; und eine Abbildungssteuer- bzw. Regeleinheit, die ausgelegt ist zum Erzeugen von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten auf Grundlage einer Mehrzahl von Transmissionsbildern der Probe aus der Detektion durch den 2D-Detektor. Die Abbildungssteuer- bzw. Regeleinheit ist ausgelegt zum Zusammenfügen der Transmissionsbilder an einer Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen in der Probe, um die Zusammenfügungstransmissionsbilddaten zu erzeugen.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung und ein Röntgenstrahlabbildungsverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Röntgenstrahlabbildung, bei der ein Transmissionsbild einer Probe größer als ein Detektionsbereich (Schirm bzw. Bildschirm) eines 2D-Detektors (2D = zweidimensional) ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Auf dem Gebiet der Röntgenstrahltransmissionsabbildung wird ein 2D-Detektor verwendet. Der Detektionsbereich und die Auflösung des 2D-Detektors sind beschränkt. Üblicherweise wird, um ein hochaufgelöstes Transmissionsbild zu erhalten, eine Mikrofokusröntgenstrahlquelle verwendet, wobei eine Probe nahe an die Röntgenstrahlquelle herangebracht wird, um so ein vergrößertes projiziertes Transmissionsbild der Probe zu erhalten. Dies bedeutet, dass eine Verringerung des Abstandes von der Röntgenstrahlquelle zu der Probe und eine ausreichende Wahl des Abstandes von der Probe zu dem Detektor eine hohe Auflösung bewirken können. Durch Anpassen der Abstandsbeziehung wird es sodann möglich, die Vergrößerung anzupassen. Die Druckschrift JP 09-101270 A offenbart eine Technik, die ein vergrößertes Bild detektiert, das durch Transmission eines Röntgenstrahles mit großem Divergenzwinkel durch eine Probe erzeugt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Obwohl ein hochaufgelöstes Transmissionsbild dadurch erhalten werden kann, dass man eine Probe nahe an eine Röntgenstrahlquelle heranbringt, macht dies einen messbaren Bereich (Einzelaufnahmenbereich) der Probe, der durch einen 2D-Detektor mit einer einzigen Aufnahme des Transmissionsbildes detektierbar ist, kleiner als notwendig. Ist die Probe größer als der messbare Bereich der Probe, so wird lediglich ein Teil der Probe in dem ermittelten Röntgenstrahlbild aufgenommen. Dies bedeutet, dass es schwierig wird, gleichzeitig sowohl eine Auflösungsverbesserung des aufgenommenen Transmissionsbildes wie auch eine Vergrößerung des messbaren Bereiches zu erreichen.
Um einen breiteren bzw. größeren Bereich des Röntgenstrahlbildes bei gleichzeitiger Verbesserung der Auflösung des Bildes zu erreichen, hat man im Zusammenhang mit der Erfindung eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung mit einem 2D-XY-Sockel untersucht. Man gehe davon aus, dass dies eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 1 ist. Eine Probe ist an dem 2D-XY-Sockel montiert, und die Probe kann entlang einer Ebene (xy-Ebene) parallel zu der Ebene des Detektionsbereiches des 2D-Detektors bewegt werden. Wird die Probe sequenziell durch den 2D-XY-Sockel bewegt und werden die Transmissionsbilder sequenziell aufgenommen, um eine Mehrzahl von Transmissionsbildern zusammenzufügen, um Zusammenfügungstransmissionsbilddaten zu erzeugen, so kann dies zu einer Erzeugung eines hochaufgelösten Röntgenbildes mit einem breiteren bzw. größeren Bereich (beispielsweise die gesamte Probe) führen. Die Probe weist jedoch eine endliche Dicke entlang einer Richtung (z-Richtung) senkrecht zu der Detektionsrichtung des 2D-Detektors auf, weshalb die nachfolgenden Probleme auftreten.
9A und 9B sind schematische Ansichten zur Darstellung des Betriebes der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 1. In dem Röntgenstrahlbild, in dem eine Vergrößerungsprojizieren durch einen Röntgenstrahl aus der Emission einer Röntgenstrahlquelle 110 durchgeführt wird, detektiert ein 2D-Detektor 112 zwei Punkte, die in derselben Position in der xy-Ebene einer Probe 200 und an verschiedenen Positionen in der z-Richtung befindlich sind, an verschiedenen Positionen. Man nehme an, dass die Probe die Form einer Planplatte aufweist und ein Punkt A an einer Oberfläche an einer der Röntgenstrahlquelle zu eigenen Seite und ein Punkt B an einer Oberfläche einer dem 2D-Detektor zu eigenen Seite ist und diese Punkte in derselben Position in der xy-Ebene befindlich sind. Wie in 9A gezeigt ist, divergiert, da diese beiden Punkte in einer oberen Seite der Zeichnung in Bezug auf die Röntgenstrahlquelle 110 befindlich sind, der Röntgenstrahl, der durch den Punkt A an der der Röntgenstrahlquelle 110 zu eigenen Seite gelangt, zu der oberen Seite im Vergleich zu dem Röntgenstrahl, der durch den Punkt B an der dem 2D-Detektor 112 zu eigenen Seite gelangt. Ein Bild Ai des Punktes A ist an der oberen Seite der Zeichnung im Vergleich zu einem Bild Bi des Punktes B in dem Röntgenstrahlbild, das man durch den 2D-Detektor 112 erhält, befindlich. Im Gegensatz hierzu divergiert, wie in 9B gezeigt ist, da diese beiden Punkte an der unteren Seite der Zeichnung in Bezug auf die Röntgenstrahlquelle 110 befindlich sind, der Röntgenstrahl, der durch den Punkt A gelangt, weiter zu der unteren Seite im Vergleich zu dem Röntgenstrahl, der durch den Punkt B gelangt, und es ist das Bild Ai des Punktes A an der unteren Seite der Zeichnung im Vergleich zu dem Bild Bi des Punktes B befindlich. Daher tritt bei einem Versuch, diese beiden Transmissionsbilder zusammenzufügen, beispielsweise sogar dann, wenn die Bilder in der Position des Bildes Ai des Punktes 1 zusammengefügt sind, eine Positionsverschiebung des Bildes Bi des Punktes B auf, weshalb die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 1 keinen breiten bzw. großen Bereich mit einem hochaufgelösten Röntgenstrahlbild erreichen kann.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorbeschriebenen Probleme zu lösen, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung und ein Röntgenstrahlabbildungsverfahren bereitzustellen, die Transmissionsbilder aus der Detektion durch einen 2D-Detektor einer Probe an verschiedenen Positionen in Bezug auf den 2D-Detektor zusammenfügen können.

(1) Zur Lösung der vorbeschriebenen Probleme beinhaltet eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung: eine Röntgenstrahlerzeugungseinheit, einen 2D-Detektor, eine Stützbasis, einen Sockel und eine Steuer- bzw. Regeleinheit. Die Röntgenstrahlerzeugungseinheit ist ausgelegt zum Bestrahlen einer Probe mit einem im Wesentlichen parallelen Röntgenstrahl. Der 2D-Detektor ist an einer entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seite der Röntgenstrahlerzeugungseinheit in Bezug auf die Probe angeordnet. Der 2D-Detektor beinhaltet einen Detektionsbereich zum Detektieren eines Transmissionsbildes der Probe. Die Probe ist in bzw. an bzw. bei der Stützbasis angeordnet. Der Sockel, in bzw. an bzw. bei dem die Stützbasis angebracht ist, ist ausgelegt zum Bewegen der Stützbasis in einer Ebene entlang einer Ebene des Detektionsbereiches des 2D-Detektors. Die Steuer- bzw. Regeleinheit ist ausgelegt zum Erzeugen von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten auf Grundlage einer Mehrzahl von Transmissionsbildern der Probe aus der Detektion durch den 2D-Detektor. Die Steuer- bzw. Regeleinheit ist ausgelegt zum Zusammenfügen der Transmissionsbilder an einer Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen in der Probe, um die Zusammenfügungstransmissionsbilddaten zu erzeugen.
(2) Eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung bei (1) kann den nachfolgenden Aufbau aufweisen. Die Stützbasis beinhaltet ein Drehantriebssystem mit einer Drehachse in einer Richtung entlang der Ebene des Detektionsbereiches. Das Drehantriebssystem ist ausgelegt zum drehtechnischen Bewegen der Probe zu einer vorbestimmten Anzahl von jeweiligen Winkelpositionen. Die Steuer- bzw. Regeleinheit ist ausgelegt zum: Zusammenfügen der Transmissionsbilder an der Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen in der Probe in der vorbestimmten Anzahl von jeweiligen Winkelpositionen, um die Zusammenfügungstransmissionsbilddaten zu erzeugen; und Durchführen einer Bildrekonstruktion mit der vorbestimmten Anzahl von Stücken von erzeugten Zusammenfügungstransmissionsbilddaten derart, dass ein 3D-Röntgenstrahl-CT-Bild (3D = dreidimensional) erhalten wird.
(3) Eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung bei (2) kann den nachfolgenden Aufbau aufweisen. Der Sockel ist ausgelegt zum sequenziellen Bewegen der Stützbasis zum Anordnen der Probe in einer Position aus der Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen. Bei der Anordnung der Position bewegt das Drehantriebssystem drehtechnisch die Probe zum sequenziellen Anordnen der Probe in einer Winkelposition aus der vorbestimmten Anzahl von Winkelpositionen. Bei der Anordnung detektiert der 2D-Detektor ein Transmissionsbild der Probe. In der vorbestimmten Anzahl von jeweiligen Winkelpositionen wird eine Mehrzahl von Transmissionsbildern in der Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen in der Probe detektiert.
(4) Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung bei einem beliebigen von (1) bis (3) kann den nachfolgenden Aufbau aufweisen. Die optische Aufnahmeeinheit ist ausgelegt zum Aufnehmen eines optischen Bildes der Probe. Der optische Spiegel ist zwischen der Röntgenstrahlerzeugungseinheit und der Stützbasis angeordnet. Der optische Spiegel ist dazu ausgelegt zu ermöglichen, dass ein Röntgenstrahl von der Röntgenstrahlerzeugungseinheit zu der Probe gelangt. Der optische Spiegel ist ausgelegt zum Reflektieren von Licht, das von der Probe entlang einer Normalenrichtung zu der Ebene des Detektionsbereiches läuft, damit das Licht in die optische Aufnahmeeinheit eintritt.
(5) Eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung bei (4) kann den nachfolgenden Aufbau aufweisen. Der optische Spiegel beinhaltet einen Öffnungsabschnitt, durch den ein Röntgenstrahl gelangt. Der Röntgenstrahl erreicht den Detektionsbereich des 2D-Detektors aus der Röntgenstrahlerzeugungseinheit.
(6) Die Röntgenstrahlerzeugungsvorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung bei (4) kann den nachfolgenden Aufbau aufweisen. Der optische Spiegel ist ein Metalldünnfilmspiegel.
(7) Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung bei einem beliebigen von (1) bis (6) kann den nachfolgenden Aufbau aufweisen. Unter der Annahme, dass ein Abstand von der Röntgenstrahlerzeugungseinheit zu der Probe gleich L ist und ein Abstand von der Probe zu dem 2D-Detektor gleich d ist, ist ein Wert von d/L kleiner oder gleich 0,1.
(8) Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung bei einem beliebigen von (1) bis (7) kann den nachfolgenden Aufbau aufweisen. Mit Blick auf einen Röntgenstrahl, der in die Probe eintritt und durch die Probe gelangt, um den Detektionsbereich des 2D-Detektors zu erreichen, ist unter der Annahme, dass ein Abstand von einer Einfallsposition zu einer Ausfallsposition in der Probe gleich t ist und ein Winkel zwischen einer Normalenrichtung zu dem Detektionsbereich und einer Strahlrichtung des Röntgenstrahles gleich θ ist, t merklich größer als eine räumliche Auflösung des 2D-Detektors und tθ ist mit einem Ausmaß kleiner oder gleich der räumlichen Auflösung des 2D-Detektors.
(9) Ein Röntgenstrahlabbildungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet eine Röntgenstrahlerzeugungseinheit, einen 2D-Detektor, eine Stützbasis, einen Sockel und eine Steuer- bzw. Regeleinheit. Die Röntgenstrahlerzeugungseinheit ist ausgelegt zum Bestrahlen einer Probe mit einem im Wesentlichen parallelen Röntgenstrahl. Der 2D-Detektor ist an einer entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seite der Röntgenstrahlerzeugungseinheit in Bezug auf die Probe angeordnet. Der 2D-Detektor beinhaltet einen Detektionsbereich zum Detektieren eines Transmissionsbildes der Probe. Die Probe ist in bzw. an bzw. bei der Stützbasis angeordnet. Der Sockel, in bzw. an bzw. bei dem die Stützbasis angebracht ist, ist ausgelegt zum Bewegen der Stützbasis in einer Ebene entlang einer Ebene des Detektionsbereiches des 2D-Detektors. Die Steuer- bzw. Regeleinheit ist ausgelegt zum Erzeugen von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten auf Grundlage einer Mehrzahl von Transmissionbildern der Probe aus der Detektion durch den 2D-Detektor. Die Steuer- bzw. Regeleinheit ist ausgelegt zum Zusammenfügen der Transmissionsbilder an einer Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen in der Probe, um die Zusammenfügungstransmissionsbilddaten zu erzeugen.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung und ein Röntgenstrahlabbildungsverfahren bereit, die Transmissionsbilder, in denen ein 2D-Detektor eine Probe an verschiedenen Positionen in Bezug auf den 2D-Detektor detektiert, zusammenfügen können.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Aufbaus einer Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung eines Röntgenstrahles aus der Erzeugung durch eine Röntgenstrahlerzeugungseinheit entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Aufbaus der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines optischen Bildes und eines Transmissionsbildes aus der Detektion durch die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung eines Messverfahrens der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6A und 6B sind schematische Ansichten zur Beschreibung des Transmissionsbildes aus der Aufzeichnung durch das Messverfahren entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung eines Abbildungsverfahrens eines 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung des Transmissionsbildes aus der Aufzeichnung durch das Messverfahren entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9A und 9B sind schematische Ansichten zur Darstellung des Betriebes der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend einem Vergleichsbeispiel 1.
10 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung des Betriebes der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend einem Vergleichsbeispiel 2.
Detailbeschreibung der Erfindung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben. Man beachte, dass die Zeichnung, auf die nachstehend verwiesen wird, lediglich zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele anhand von Beispielen gedacht ist und diese nicht notwendigerweise maßstabsgetreu wiedergegeben ist. Des Weiteren bezeichnen in der nachfolgenden Zeichnung gleiche Bezugszeichen Elemente mit denselben Funktionen, wobei eine wiederholte Beschreibung hiervon, außer dies ist notwendig, unterbleibt.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Aufbaus einer Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel ist eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung eines 2D-Röntgenstrahltransmissionsbildes. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 beinhaltet eine Röntgenstrahlerzeugungseinheit 1 mit einer Röntgenstrahlquelle 10, einen 2D-Detektor 12, eine Stützbasis 13 zum Stützen einer Probe 100, einen 2D-XY-Sockel 14, in dem die Stützbasis 13 montiert ist, und eine Steuer- bzw. Regeleinheit 15.
Die Hauptmerkmale der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel liegen darin, dass eine Divergenz des Strahles aus der Emission von der Röntgenstrahlerzeugungsquelle 11 zu der Probe 100 verringert wird und ein im Wesentlichen paralleler Röntgenstrahl hergestellt wird und die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 einen Sockel beinhaltet, der die Probe 100 entlang einer Ebene eines Detektionsbereiches des 2D-Detektors 12 bewegen kann. Dies ermöglicht, dass die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 Transmissionsbilder der Probe 100 an einer Mehrzahl von verschiedenen Positionen in Bezug auf den 2D-Detektor 12 zusammenfügt, wodurch Zusammenfügungstransmissionsbilddaten (Transmissionsbild mit großem FOW (Field Of View, Blickfeld)) erzeugt werden. Ein wesentlicher Effekt wird in dem Fall, in dem das Transmissionsbild der gesamten Probe 100 größer als der Detektionsbereich des 2D-Detektors 12 ist, durch die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erreicht.
Die Ausgestaltung der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben.
Die Röntgenstrahlquelle 10, die in der Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 beinhaltet ist, ist eine Röntgenquelle mit endlicher Fokusgröße, wie sie in Laboratorien verwendet wird. Die Röntgenstrahlquelle 10 verwendet ein Metall, so beispielsweise Kupfer (Cu), Molybdän (Mo), Wolfram (W) oder dergleichen, als Target. Darüber hinaus kann die Röntgenstrahlquelle 10 ein Bestrahlungslicht aus Synchrotronstrahlung verwenden, die eine ideale kollimierte Röntgenstrahlquelle darstellt.
Der 2D-Detektor 12 ist beispielsweise eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (Charge Coupled Device CCD) und verfügt über einen Detektionsbereich (Schirm bzw. Bildschirm), der in planarer Form (Detektionsebene/Röntgenstrahlempfangsebene) ausgebildet ist. Man ist bei dem 2D-Detektor 12 nicht auf die CCD beschränkt; es ist möglich, einen beliebigen Röntgenstrahldetektor zu verwenden, der das Transmissionsbild der Probe 100 detektieren kann. Der 2D-Detektor 12 weist eine hohe räumliche Auflösung kleiner oder gleich 10 μm auf. Eine räumliche Auflösung kleiner oder gleich 7 μm ist bevorzugt, und eine räumliche Auflösung kleiner oder gleich 1 μm ist besonders bevorzugt. Der 2D-Detektor 12 ist an einer entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seite der Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 in Bezug auf die Probe 100 angeordnet. Man gehe davon aus, dass eine Ebene des Detektionsbereiches des 2D-Detektors 12 eine xy-Ebene ist und eine Normalenrichtung (Richtung senkrecht) zu der Ebene des Detektionsbereiches eine z-Richtung ist. Es wird bevorzugt, den 2D-Detektor 12 derart anzuordnen, dass eine gerade Linie mit Erstreckung in der Normalenrichtung (z-Richtung) von einer Mitte des Detektionsbereiches des 2D-Detektors 12 durch die Probe 100 gelangt und die Röntgenstrahlquelle 10 erreicht.
Die Probe 100 ist an der Stützbasis 13 angeordnet. Der 2D-XY-Sockel 14 beinhaltet die Stützbasis 13 und kann die Stützbasis 13 innerhalb der xy-Ebene bewegen. Dies bedeutet, dass der 2D-XY-Sockel 14 die Probe 100 in einer Mehrzahl von verschiedenen Positionen in Bezug auf den 2D-Detektor 12 anordnen kann.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 15 beinhaltet eine Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 und eine Abbildungssteuer- bzw. Regeleinheit 17. Die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 steuert bzw. regelt die Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11, den 2D-Detektor 12, den 2D-XY-Sockel 14 und ähnliches, um so Information für die Transmissionsbilder der Probe zu erhalten. Die Abbildungssteuer- bzw. Regeleinheit 17 erzeugt Zusammenfügungstransmissionsbilddaten auf Grundlage der Transmissionsbilder der Probe 100 in einer Mehrzahl von verschiedenen Positionen aus der Detektion durch den 2D-Detektor 12.
Die Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 emittiert einen Röntgenstrahl, der im Wesentlichen parallel zu der Probe 100 ist. In der vorliegenden Beschreibung ist der Röntgenstrahl, der im Wesentlichen parallel ist, folgendermaßen definiert. Wie in 1 gezeigt ist, ist die Probe 100 in der Umgebung des 2D-Detektors 12 anstelle der Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 angeordnet. Bei den geraden Linien gehe man davon aus, dass sich eine gerade Linie in der Normalenrichtung (z-Richtung) zu der Ebene des Detektionsbereiches des 2D-Detektors 12 erstreckt, durch die Probe 100 gelangt und die Röntgenstrahlquelle 10 erreicht. Außerhalb der geraden Linie gehe man davon aus, dass eine Länge eines Liniensegmentes von der Röntgenstrahlquelle 10 der Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 zu der Mitte der Probe 100 auf einen Abstand L zwischen der Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 und der Probe 100 gesetzt wird. Man gehe zudem davon aus, dass eine Länge eines Liniensegmentes von der Mitte der Probe 100 zu dem Detektionsbereich des 2D-Detektors 12 auf einen Abstand d zwischen der Probe 100 und dem 2D-Detektor 12 gesetzt ist. Ist d/L ausreichend klein im Vergleich zu 1, so kann der Röntgenstrahl, der zu der Probe 100 ausgestrahlt wird, im Wesentlichen parallel sein. Hierbei bedeutet die Aussage, dass d/L ausreichend klein im Vergleich zu 1 ist, dass d/L kleiner oder gleich 0,1, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,05 ist. Eine Technik der Bestrahlung mit einem Röntgenstrahl, der im Wesentlichen parallel zu einer Probe ist, wird in der Druckschrift JP 2012-80963 A beschrieben.
Ist der auf die Probe 100 ausgestrahlte Röntgenstrahl im Wesentlichen parallel, so kann die Positionsverschiebung infolge der Differenz der Position in der z-Richtung der Probe 100 in dem Transmissionsbild aus der Detektion durch den 2D-Detektor 12 verringert werden. Man beachte, dass die Positionsverschiebung beispielsweise eine Positionsverschiebung (Bilder Ai und Bi) in dem Transmissionsbild bezeichnet, das durch den 2D-Detektor 112 erzeugt wird, und zwar infolge der Differenz der Position in der z-Richtung (Punkte A und B), wie in 9A und 9B gezeigt ist. Sogar in einem Fall, in dem die Probe 100 eine ausreichend große Dicke t im Vergleich zu der räumlichen Auflösung Δ des 2D-Detektors 12 aufweist, können daher Zusammenfügungstransmissionsbilddaten auf Grundlage der Mehrzahl von Transmissionsbildern erzeugt werden, wenn die Divergenz des Röntgenstrahles derart verringert wird, dass die Positionsverschiebung infolge der Differenz der Position in der z-Richtung der Probe 100 in dem Transmissionsbild aus der Detektion durch den 2D-Detektor 12 nicht auftritt. Hierbei bedeutet die Aussage, dass die Dicke t ausreichend im Vergleich zu der räumlichen Auflösung Δ ist, dass die Dicke t größer oder gleich dem Zehnfachen der räumlichen Auflösung Δ ist. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel bestrahlt die Probe 100 im Wesentlichen parallel mit Röntgenstrahlen, wodurch eine Röntgenstrahlabbildung der dicken Probe 100 mit einer Dicke größer oder gleich dem Hundertfachen der räumlichen Auflösung Δ sichergestellt ist.
2 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung des Röntgenstrahles aus der Erzeugung der Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 entsprechend dem Ausführungsbeispiel. Der Röntgenstrahl aus der Emission der Röntgenstrahlquelle 10 der Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 gelangt durch die Probe und erreicht den Detektionsbereich des 2D-Detektors 12. Eine Länge eines Liniensegmentes von einer Einfallsposition 101 des Röntgenstrahles zu einer Ausfallsposition 102 des Röntgenstrahles in der Probe 100 ist gleich der Länge t gewählt, und ein Winkel zwischen der Normalenrichtung (z-Richtung) zu dem Detektionsbereich und einer Strahlrichtung des Röntgenstrahles ist gleich dem Winkel θ gewählt. Die maximale Positionsverschiebung infolge der Differenz der Position der z-Richtung der Probe 100 ist gleich tsinθ ≈ tθ, wobei tθ eine Formel ist (Formel 1). Ist tθ kleiner oder gleich einem Ausmaß der räumlichen Auflösung Δ des 2D-Detektors 12, so wird die Positionsverschiebung aus der Erzeugung in dem detektierten Transmissionsbild verringert. Hierbei bedeutet die Aussage, dass tθ kleiner oder gleich dem Ausmaß der räumlichen Auflösung Δ ist, dass tθ wenigstens kleiner oder gleich dem Dreifachen der räumlichen Auflösung Δ und vorzugsweise kleiner oder gleich dem Doppelten der räumlichen Auflösung Δ ist. Des Weiteren wird vorgezogen, wenn es kleiner oder gleich der räumlichen Auflösung Δ ist. Ist die Positionsverschiebung, die in dem Transmissionsbild der Probe 100 auftritt, gleich dem Dreifachen der räumlichen Auflösung Δ des 2D-Detektors 12, so kann der Einfluss der Positionsverschiebung in einem Ausmaß verringert werden, das ein Verschwimmen bzw. Unscharfwerden durch die Dicke t der Probe 100 in dem Bild der Zusammenfügungstransmissionsbilddaten aus der Erzeugung aus einer Mehrzahl von Transmissionsbildern ermöglicht. Ist tθ gleich dem Doppelten der räumlichen Auflösung Δ, so kann der Einfluss der Positionsverschiebung auf ein Ausmaß verringert werden, das ermöglicht, dass eine Grenzlinie zwischen Abschnitten um die Dicke t der Probe 100 in dem Bild der Zusammenfügungstransmissionsbilddaten dick wird. Ist sodann tθ kleiner oder gleich der räumlichen Auflösung Δ, so kann der Einfluss der Positionsverschiebung durch die Dicke t der Probe 100 in dem Bild der Zusammenfügungstransmissionsbilddaten weiter verringert werden. Im Ergebnis wird bevorzugt, die Divergenz des Röntgenstrahles für tθ annähernd auf ein Ausmaß kleiner oder gleich der räumlichen Auflösung Δ zu verringern. Gelangt die Normalenlinie mit Erstreckung von der Mitte des Detektionsbereiches des 2D-Detektors 12 durch die Röntgenstrahlquelle 10, so ist der Winkel θ des Röntgenstrahles, der von der Röntgenstrahlquelle 10 zu der Kante des Detektionsbereiches reicht, am größten, und die Dicke t variiert in der z-Richtung der Probe 100 mit der Form der Probe 100. Daher kann infolge der Positionierung der Probe 100 oder ähnlichem tθ verschiedene Werte annehmen. Ist der Maximalwert von tθ unter den variierten Werten gleich einem Ausmaß kleiner oder gleich der räumlichen Auflösung Δ, so wird die Positionsverschiebung, die in dem detektierten Transmissionsbild auftritt, verringert. Dies ermöglicht eine Erzeugung der Zusammenfügungstransmissionsbilddaten auf Grundlage der Mehrzahl von Transmissionsbildern.
Die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 bestimmt das Ausmaß der Bewegung des 2D-XY-Sockels 14 auf Grundlage eines Ausmaßes der Überlappung, wo benachbarte Transmissionsbilder miteinander teilweise überlappen. Des Weiteren steuert bzw. regelt die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 den 2D-XY-Sockel 14 im Sinne eines sequenziellen Bewegens der Stützbasis 13 entsprechend dem Ausmaß der Bewegung, wodurch ermöglicht wird, dass der 2D-Detektor 12 Transmissionsbilder detektiert. Da die Positionsverschiebung des Bildes infolge der Dicke t der Probe 100 in dem detektierten Transmissionsbild nicht auftritt, kann die Abbildungssteuer- bzw. Regeleinheit 17 Zusammenfügungstransmissionsbilddaten durch Zusammenfügen der Transmissionsbilder an einer Mehrzahl von verschiedenen Positionen auf Grundlage des Ausmaßes der Überlappung erzeugen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, die ein 3D-Röntgenstrahl-CT-Bild abbildet. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Stützbasis 13 ein Drehantriebssystem beinhaltet und die Steuer- bzw. Regeleinheit 15 eine Messung und eine Bildrekonstruktion für eine Abbildung des 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes durchführt. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel ist ansonsten dieselbe wie die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das Drehantriebssystem der Stützbasis 13 kann die Probe 100 drehtechnisch um eine Drehachse in einer Richtung (hier der x-Richtung) entlang der Ebene des Detektionsbereiches des 2D-Detektors 12 als Drehachse bewegen. Die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 steuert bzw. regelt den 2D-XY-Sockel 14 im Sinne einer Bewegung der Stützbasis 13 entsprechend dem vorerwähnten Ausmaß der Bewegung, das Drehantriebssystem der Stützbasis 13 im Sinne einer sequenziellen Winkelbewegung der Probe 100 zu einer vorbestimmten Anzahl von jeweiligen Winkelpositionen und den 2D-Detektor 12 im Sinne einer Detektion der Transmissionsbilder in den jeweiligen Winkelpositionen. Die Abbildungssteuer- bzw. Regeleinheit 17 fügt die Transmissionsbilder an der Mehrzahl von verschiedenen Positionen in der vorbestimmten Anzahl von jeweiligen Winkelposition zusammen, wodurch Zusammenfügungstransmissionsbilddaten erzeugt werden. Des Weiteren erzeugt eine Bildrekonstruktion der Zusammenfügungstransmissionsbilddaten an der vorbestimmten Anzahl von Winkelpositionen das 3D-Röntgenstrahl-CT-Bild.
Eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 2 wird vor der Beschreibung einer Wirkung der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Üblicherweise beinhaltet die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung zum Abbilden eines 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes beispielsweise ein Drehantriebssystem, das sich um eine Drehachse (x-Richtung), an der eine Probe angeordnet ist, dreht. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung dreht die Probe mit dem Drehantriebssystem. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nimmt Transmissionsbilder an der vorbestimmten Anzahl von jeweiligen Winkelpositionen auf, führt die Bildrekonstruktion mit der Mehrzahl von aufgenommenen Transmissionsbildern durch und ermittelt das 3D-CT-Bild. In demjenigen Fall, in dem das Transmissionsbild der gesamten Probe größer als der Detektionsbereich des 2D-Detektors ist, ist das ermittelte 3D-CT-Bild lediglich ein Bild eines Teiles der Probe. Um daher einen breiteren bzw. größeren Bereich des 3D-CT-Bildes zu erhalten, wurde bei der vorliegenden Erfindung eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 2 im Vorfeld der vorliegenden Erfindung untersucht.
Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 2 ist eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, die ein Bild eines 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes erzeugt, und beinhaltet einen 3D-XYZ-Sockel. Der 3D-XYZ-Sockel ermöglicht, dass das Drehantriebssystem, an dem die Probe angeordnet ist, sich dreidimensional bewegt (xyz-Richtung). Wie vorstehend erwähnt worden ist, ist in dem Fall, in dem die Probengröße größer als der Detektionsbereich des 2D-Detektors ist, das ermittelte 3D-CT-Bild ein Teil der Probe. Der 3D-XYZ-Sockel bewegt sequenziell das Drehantriebssystem, an dem die Probe angeordnet ist, und führt eine Abbildung des 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes in jeder der Positionen durch, wodurch ein 3D-CT-Bild für jeden Teil der Probe ermittelt wird.
10 ist eine schematische Ansicht des Betriebes der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 2. 10 zeigt eine Ebene (yz-Ebene) senkrecht zu einer Richtung (x-Richtung) der Drehachse des Drehantriebssystems. Wie vorstehend ausgeführt worden ist, ist, da das Transmissionsbild der gesamten Probe größer als der Detektionsbereich des 2D-Detektors 112 ist, das 3D-CT-Bild in einer bestimmten Position Teil der Probe. 10 zeigt den messbaren Bereich A der vorliegenden Erfindung, der mit gestrichelten Linien bezeichnet ist. Weist die Probe die maximale montierbare Größe an einer Stützbasis 113 auf, so ist die Probengröße größer als der messbare Bereich in einer bestimmten Position, wie in 10 gezeigt ist. Damit wird eine Mehrzahl von messbaren Bereichen als derart angeordnet betrachtet, dass sie die ganze Probe beinhaltet. Die Länge der Probe in der y-Richtung gemäß Darstellung in 10 ist in etwa gleich dem Dreifachen (n-Fachen) eines messbaren Bereiches, wobei Messungen in 9 (3 × 3) Positionen (n² Positionen) zur Abdeckung der Probe benötigt werden. 10 zeigt die neun messbaren Bereiche A, die mit durchgezogenen Linien bezeichnet sind. Des Weiteren weist der messbare Bereich in einer Position einen Querschnitt in Kreisform auf. Sogar dann, wenn die messbaren Bereiche des Kreises sequenziell in der yz-Ebene angeordnet sind, treten Lücken zwischen den messbaren Bereichen auf. Um ein 3D-CT-Bild eines Teiles der Lücke in der Probe zu ermitteln, ist es weiter notwendig, ein Bild des 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes in der Lückenposition als messbaren Bereich B zu erzeugen. Angeordnet ist der messbare Bereich B in der Mitte eines Quadrates mit Ausbildung durch Verbinden der Mitten der messbaren Bereiche A mit Anordnung in 2 × 2 (= 4) Positionen in yz-Richtungen. Für den Fall von 10 werden die Messungen in 4 (2 × 2) Positionen ((n – 1)² Positionen) benötigt. Die messbaren Bereiche B in vier Positionen sind mit gestrichelten Linien in 10 angedeutet. Im Ergebnis ist ein Abbilden des 3D-CT-Bildes in 13 Positionen (n² + (n – 1)² Positionen) insgesamt notwendig.
Im Gegensatz hierzu ist es bei der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel dann, wenn die Länge des Detektionsbereiches des 2D-Detektors gleich dem Dreifachen (n-Fachen) der Länge der Probe (Stützbasis 13) in der y-Richtung ist, nur notwendig, die Probe 100 in drei Positionen (n Positionen) zu messen. Die Messpositionen für die Transmissionbildaufnahme, die erforderlich sind, um einen gewünschten Bereich zu messen, können durch die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend diesem Ausführungsbeispiel im Vergleich zu der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 2 stark verringert werden. Ist die Probe ausreichend größer als der Detektionsbereich des 2D-Detektors (wobei n ausreichend groß ist), so benötigt die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 2 das {n² + (n – 1)²}/n ≈ 2(n – 1)-Fache der Messpositionen im Vergleich zu der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend diesem Ausführungsbeispiel. Mit Blick auf die Richtung (x-Richtung) der Drehachse des Drehantriebssystems ist zudem die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend diesem Ausführungsbeispiel ähnlich der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 2. Ist die Länge des Detektionsbereiches des 2D-Detektors gleich dem Dreifachen (n-Fachen) der Länge der Probe in der x-Richtung, so werden Messungen in drei Positionen (n Positionen) benötigt.
Das Transmissionsbild, das von der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 2 aufgenommen wird, beinhaltet eine Transmissionsinformation an einem Teil, der nicht der messbare Bereich der Messposition ist, weshalb das ermittelte 3D-CT-Bild einen Artefakt (Falschbild) beinhaltet. Damit sind die Ausmaße des Auftretens des Artefaktes in einer bestimmten Position der Probe bezüglich der Mehrzahl von 3D-CT-Bildern, die die Position beinhalten, verschieden. Daher ist es, obwohl die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 2 das Abbilden des 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes an der Mehrzahl von Messpositionen derart durchführt, dass die messbaren Bereiche die gesamte Probe beinhalten, unmöglich oder äußerst schwierig, die Mehrzahl von 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildern zusammenzufügen, um das 3D-Röntgenstrahl-CT-Bild der gesamten Probe zum Erreichen der Erzeugung des 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes der gesamten Probe zu erzeugen.
Im Gegensatz hierzu fügt die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel die Transmissionsbilder an der Mehrzahl von verschiedenen Positionen zusammen, um Zusammenfügungstransmissionsbilddaten zu erzeugen, die die gesamte Probe beinhalten (Transmissionsbild mit großem FOV). Im Anschluss führt die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 das Abbilden des 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes durch die Bildrekonstruktion der Zusammenfügungstransmissionsbilddaten in der vorbestimmten Anzahl von Winkelpositionen durch. Das Problem des Zusammenfügungsbildes infolge des Artefaktes, der in der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung entsprechend Vergleichsbeispiel 2 erzeugt wird, tritt nicht auf.
Zusätzlich ist die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, die ein 3D-Röntgenstrahl-CT-Bild erzeugt. Die 3D-CT-Messung wird durch Drehen der Probe mit dem Drehantriebssystem durchgeführt. Zudem weist, wie in der Stützbasis 13 von 1 gezeigt ist, die maximale montierbare Probengröße (messbarer Bereich) an der Stützbasis 13 einen Kreis im Querschnitt (yz-Ebene) senkrecht zur Drehachse (x-Richtung) des Drehantriebssystems auf.
All dies bedeutet, dass die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel einen messbaren Bereich (maximale messbare Probengröße) mit Säulenform aufweist. Der Kreis weist einen Durchmesser auf, der länger als eine Länge des Detektionsbereiches des 2D-Detektors 12 in der y-Richtung ist, und erfordert, dass ermöglicht wird, dass die Probe 100 eine größere Dicke t als die Länge in der y-Richtung zur gleichzeitigen Messung aufweist. Mit Blick auf die Dicke t der Probe 100 ist lediglich notwendig, dass der vorgenannte Maximalwert von tθ (Formel 1) in etwa kleiner oder gleich der räumlichen Auflösung Δ des 2D-Detektors 12 ist.
Drittes Ausführungsbeispiel
Die Abbildungsvorrichtung 1 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 des Weiteren eine optische Aufnahmeeinheit 21 und einen optischen Spiegel 22 beinhaltet und die Steuer- bzw. Regeleinheit 15 eine Messung auf Grundlage des von der optischen Aufnahmeeinheit 21 aufgenommenen optischen Bildes steuert bzw. regelt. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel ist ansonsten ähnlich zu der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel. Man beachte, dass hier das optische Bild ein Bild bezeichnet, das man durch Verwenden des sichtbaren Bereiches des Lichtes erhält. Man ist jedoch nicht auf sichtbares Licht beschränkt. So können beispielsweise auch der Ultraviolettbereich des Lichtes, der Infrarotbereich des Lichtes und ein anderer Lichtbereich verwendet werden.
3 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Struktur der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel. Im Sinne einer einfachen Beschreibung ist ein Teil des Aufbaus in 3 nicht gezeigt, wobei jedoch diejenige Struktur, die nicht die optische Aufnahmeeinheit 21 und der optische Spiegel 22 ist, in 1 gezeigt ist. Die optische Aufnahmeeinheit 21 ist beispielsweise eine optische Kamera und nimmt ein optisches Bild der Probe 100 aus der Reflexion von dem optischen Spiegel 22 auf. Der optische Spiegel 22 ist zwischen der Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 und der Stützbasis 13 zur Führung des Röntgenstrahles, der durch die Probe 100 von der Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 her gelangt und den Detektionsbereich des 2D-Detektors 12 erreicht, zur Probenseite angeordnet. Der optische Spiegel 22 reflektiert das Licht, das von der Probe 100 entlang der Normalenrichtung (z-Richtung) zur Ebene des Detektionsbereiches des 2D-Detektors 12 läuft (dies bedeutet in Sichtrichtung nach links), in die optische Aufnahmeeinheit 21. Hierbei weist der optische Spiegel 22 einen Öffnungsabschnitt (Apertur: Loch mit etwa einigen Millimetern) in einem Bereich auf, durch den der Röntgenstrahl gelangt. Der Öffnungsabschnitt ermöglicht, dass der Röntgenstrahl, der durch die Probe 100 von der Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 gelangt und den Detektionsbereich des 2D-Detektors 12 erreicht, ohne Unterbrechung läuft. Der Aufbau des optischen Spiegels 22 ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der optische Spiegel 22 kann beispielsweise aus einem Metalldünnfilm mit mehreren 10 μm oder einem Mehrschichtenfilm gebildet sein. Für den Fall des Metalldünnfilmes oder des Mehrschichtenfilmes weisen diese Filme eine niedrige Absorptionsrate des Röntgenstrahles auf, die in dem Maße ausreichend ist, dass die Filme die Aufnahme des Transmissionsbildes nicht beeinträchtigen, und weisen zudem eine hohe Reflexionsrate in Bezug auf das Licht von der Probe 100 auf, die in dem Maße zum Aufnehmen des optischen Bildes mit der optischen Aufnahmeeinheit 21 ausreichend ist. Zudem kann ein Filter annähernd mit einer Dicke von einigen 100 μm zum Absorbieren der Niedrigenergiekomponente in dem Röntgenstrahl als optischer Spiegel verwendet werden.
In der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel kann beispielsweise der 2D-Detektor 12 jeweils nur ein Teiltransmissionsbild der Probendetektion aufnehmen. Daher kann das Bild der gesamten Probe nicht beim Schritt des Messbeginns ermittelt werden. In dem Fall beispielsweise, in dem die Erzeugung der Zusammenfügungstransmissionsbilddaten, die die ganze Probe beinhalten (Transmissionsbild mit großem FOW), gewünscht ist, muss eine Mehrzahl von Positionen für eine erforderliche Mehrzahl von Transmissionsbildern bestimmt werden. Das optische Bild der Probe 100 aus der Aufnahme durch die optische Aufnahmeeinheit 21 ist ein optisches Bild des Lichtes, das koaxial mit dem Transmissionsbild aus der Detektion durch den 2D-Detektor 12 läuft. Die Verwendung des optischen Bildes erleichtert es der Steuer- bzw. Regeleinheit 15, die Messbedingung zu bestimmen und zu steuern bzw. zu regeln.
4 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines optischen Bildes OA und eines Transmissionsbildes XA aus der Detektion durch die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel. 4 zeigt das optische Bild OA und das Transmissionsbild XA. Das optische Bild OA beinhaltet das Gesamtbild der Probe 100. Das Überlappen des Transmissionsbildes XA mit dem optischen Bild OA ermöglicht ein Bestimmen einer Positionsbeziehung zwischen der aktuellen Probe 100 und dem 2D-Detektor 12 mit hoher Genauigkeit. Wird ein Bereich TOT von zu erzeugenden Zusammenfügungstransmissionsbilddaten auf Grundlage eines Bildes der Probe 100, das in dem optischen Bild OA beinhaltet ist, bestimmt, so wird es möglich, die Anzahl von notwendigen Transmissionsbildern (jeweilige Anzahl in x- und y-Richtungen) und ein passendes Überlappungsausmaß der benachbarten Transmissionsbilder auf Grundlage des Bereiches TOT und eines Stückes des Transmissionsbildes XA zu berechnen. Sind die Breiten des Bereiches TOT und des Transmissionsbildes XA auf d1 beziehungsweise d2 gesetzt, so kann die Anzahl m von Transmissionsbildern zur Zusammenfügung in der x-Richtung (seitliche Richtung) gleich m = int(d1 ÷ d2) + 1 sein, das Überlappungsausmaß Δd der benachbarten Transmissionsbilder kann gleich Δd = (m × d2 – d1) ÷ (m – 1) sein, und das Sockelbewegungsausmaß Δx in der x-Richtung kann gleich Δx = d2 – Δd sein. In dem Fall beispielsweise, in dem die Breite des Bereiches TOT gleich 1,0 mm ist und die Breite des Transmissionsbildes XA gleich 0,4 mm ist, ergibt sich 1,0 ÷ 0,4 = 2,5. Es ist lediglich notwendig, drei (m = 3) Stücke des Transmissionsbildes in der x-Richtung (seitliche Richtung) aufzunehmen. In diesem Fall kann das Überlappungsausmaß Δd auf (0,4 × 3 – 1,0) ÷ (3 – 1) = 0,1 mm gesetzt werden, und das Sockelbewegungsausmaß Δx in der x-Richtung kann auf 0,4 – 0,1 = 0,3 mm gesetzt werden. Diese Vorgehensweise gilt auch für die y-Richtung (Längsrichtung). Man beachte, dass das Bestimmungsverfahren der hier beschriebenen Bedingung ein Beispiel ist. Die Messbedingung kann im Überlappungsausmaß durch weiteres Vergrößern der Messanzahl von Stücken je nach Bedarf zunehmen. Im Gegensatz hierzu beinhaltet die Messbedingung einen weiter größeren Bereich als der Bereich TOT, indem das Überlappungsausmaß verringert wird.
Die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 der Steuer- bzw. Regeleinheit 15 empfängt eine Mehrzahl von notwendigen Stücken von Positionsinformation (Anzahl der Messungen, Überlappungsausmaß, Sockelbewegungsausmaß und dergleichen) von außen her. Die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 kann den 2D-XY-Sockel 14 steuern bzw. regeln, um die Messung des Transmissionsbildes auf Grundlage der Information durchzuführen. Die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 kann zudem das Verfahren zur Berechnung der Information verwenden und die Steuerung bzw. Regelung auf Grundlage der berechneten Information durchführen. Des Weiteren fügt die Abbildungssteuer- bzw. Regeleinheit 17 die Mehrzahl von aufgenommenen Transmissionsbildern auf Grundlage der Information zusammen, um das Zusammenfügungstransmissionsbild zu erzeugen. Bei dieser Vorgehensweise ermöglicht das Zusammenfügen der Transmissionsbilder unter Rückgriff auf das optische Bild OA das Ermitteln der Zusammenfügungstransmissionsbilder mit höherer Genauigkeit.
Viertes Ausführungsbeispiel
Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, die ein 3D-Röntgenstrahl-CT-Bild erzeugt. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die optische Aufnahmeeinheit 21 und der optische Spiegel 22 entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel Verwendung finden.
5 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung eines Messverfahrens der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel. Wie beim dritten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, wird auf Grundlage des Bildes der Probe 100, das in dem optischen Bild OA beinhaltet ist, der Bereich TOT für Zusammenfügungstransmissionsbilddaten (Transmissionsbild mit großem FOW) zur Erzeugung durch eine externe Eingabe oder durch die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 bestimmt (Schritt A1). Auf Grundlage des bestimmten Bereiches TOT für die Zusammenfügungstransmissionsbilddaten und eines Stückes von Transmissionsbild XA berechnet die Steuer- bzw. Regeleinheit 16 die Anzahl von Malen M der Messungen (M Messpositionen) des Transmissionsbildes, die für die Erzeugung eines Stückes von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten und des Bewegungsausmaßes (Sockelbewegungsausmaß) notwendig sind (Schritt A2).
Ist die notwendige Messbedingung entschieden, so beginnt die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 mit der Messung. Zunächst steuert bzw. regelt die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 den 2D-XY-Sockel 14, um die Stützbasis 13 zu bewegen, und die Probe 100 wird in die erste Messposition gesetzt (Schritt A3). M-fache Messungen, das heißt Messungen in M Messpositionen werden folgendermaßen durchgeführt. Beim Einstellen einer ganzen Zahl größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich M bis i wird die i-te Messung (Messung in der i-ten Messposition) beschrieben.
Bei der i-ten-Messung ist die Probe 100 in der i-ten Messposition angeordnet. Bei der Anordnung der Messposition steuert bzw. regelt die Steuer- bzw. Regeleinheit 16 das Drehantriebssystem der Stützbasis 13, um die Probe 100 drehtechnisch sequenziell zu bewegen. Bei Einstellung einer vorbestimmten Anzahl auf N steuert bzw. regelt in jeder der N Winkelpositionen die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 den 2D-Detektor 12 im Sinne einer Detektion eines Transmissionsbildes (Schritt A4), und die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 speichert die Daten des Transmissionsbildes in einer Speichereinheit der Steuer- bzw. Regeleinheit 15. Hierbei sind, wenn das Transmissionsbild für eine 360°-Bildrekonstruktion gemessen wird, die Winkelpositionen in einem konstanten Winkel in einem Bereich von 0 bis 360° beabstandet. Soll N = 120 für N gelten, so ist der Winkel zwischen den benachbarten Winkelpositionen gleich 360 ÷ 120 = 3°, wobei eine ganze Zahl von größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich N auf j gesetzt wird, wobei die j-te Winkelposition gleich θ = 3 × (j – 1) (j = 1, 2, ..., 120) ist. Bei der i-ten Messung (Messung in der i-ten Messposition werden N Stücke von Transmissionsbilddaten erhalten. Die Messsteuer- bzw. Regeleinheit 16 steuert bzw. regelt den 2D-XY-Sockel 14, um die Stützbasis 13 zu bewegen, und ordnet die Probe 100 an der nächsten Messposition (i + 1) an (Schritt A5), woraufhin eine ähnliche Messung durchgeführt wird. Das wiederholte Durchführen von M-fachen Messungen vervollständigt die Messung entsprechend diesem Ausführungsbeispiel. Bei der letzten Messung (M-te Messung) wird die Position der Probe 100 nicht nach der Transmissionsbildmessung bewegt.
Bei der i-ten Messung (i-te Messposition) wird das Transmissionsbild in der j-ten Winkelposition mit Image_i,j (x, y) bezeichnet. Die Steuer- bzw. Regeleinheit 15 ermittelt N Stücke von Transmissionsbilddaten in jeder der M Messpositionen. Dies bedeutet, dass die Steuer- bzw. Regeleinheit 15 insgesamt M × N Stücke von Transmissionsbilddaten Image_i,j (x, y) ermittelt.
6A und 6B sind schematische Ansichten zur Beschreibung des Transmissionsbildes, das man durch das Messverfahren entsprechend diesem Ausführungsbeispiel erhält. Die Transmissionsbilder in den N Winkelpositionen sind jeweils in der i-ten Messung und der (i + 1)-ten Messung gezeigt. Dies bedeutet, dass die Transmissionsbilddaten gemäß Darstellung in 6A Image_i,j (x, y) sind, und die Transmissionsbilddaten gemäß Darstellung in 6B gleich Image_i+1,j (x, y) sind.
7 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Abbildungsverfahrens des 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 1 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel. Unter M Messpositionen bei M-fachen Messungen werden die jeweiligen N Stücke von Transmissionsbilddaten in den zwei benachbarten Messpositionen zusammengefügt. Das Wiederholen dieser Vorgehensweise in Bezug auf sämtliche zwei benachbarten Messpositionen erzeugt N Stücke von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten (Transmissionsbild mit großem FOV). Durch Bildrekonstruktion der N Stücke von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten wird ein großflächiges 3D-Röntgenstrahl-CT-Bild erzeugt.
In dem Fall, in dem die i-ten und (i + 1)-ten Messpositionen die beiden benachbarten Messpositionen sind, wird jeder Prozess eines jeweiligen Zusammenfügens von N Stücken von Transmissionsbilddaten Image_i,j (x, y) in der i-ten Messposition und N Stücken von Transmissionsbilddaten Image_i+1,j (x, y) in der (i + 1)-ten Messposition gemäß Darstellung in 6A und 6B beschrieben.
8 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung eines Transmissionsbildes, das man durch das Messverfahren entsprechend dem Ausführungsbeispiel erhält. Die Transmissionsbilder, die man an den jeweiligen j-ten Winkelpositionen bei den i-ten und (i + 1)-ten Messungen erhält, sind in 8 jeweils dargestellt.
Jeweilige Signalstärkeverteilungen von zwei Stücken von Transmissionsbilddaten Image_i,j (x, y) und Image_i+1,j (x, y) in der j-ten Winkelposition (j ist einem Bereich von 1 bis N) werden untersucht, um den Überlappungsteil (Überlappungsausmaß) der beiden Stücke von Transmissionsbilddaten zu berechnen (Schritt B1). Das Überlappungsausmaß Δ_j der Bilder in der j-ten Winkelposition wird berechnet (Methode der kleinsten Quadrate), sodass die Summe der Quadrate von jeweiligen Differenzen der Signalstärken der i-ten Koordinate (x, y) und der (i + 1)-ten Koordinate (x', y') minimiert wird. Ein Durchführen dieses Prozesses an sämtlichen N Winkelpositionen bestimmt die Zusammenfügungspositionen der Transmissionsbilder in jeweiligen Winkelpositionen (Schritt B2). Hierbei weist das Drehantriebssystem der Stützbasis 13 eine Winkelgenauigkeit auf, die höher als eine Winkelgenauigkeit des 2D-XY-Sockels 14 ist. Dabei wird davon ausgegangen, dass das Überlappungsausmaß in den jeweiligen Winkelpositionen gleich (Δ₁ = ... = Δ_j = Δ_j+1 = ... Δ_N) ist. Die Summe der Quadrate von jeweiligen Differenzen der Signalstärken in der i-ten Koordinate (x, y) und der (i + 1)-ten Koordinate (x', y') wird für die N Stücke von Transmissionsbilddaten berechnet. Die Überlappungsausmaße Δ für die minimalen Summen werden zudem berechnet. Das Durchführen dieses Prozesses an sämtlichen zwei benachbarten Messpositionen erzeugt N Stücke von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten (Transmissionsbild mit großem FOV) (Schritt B3). Darüber hinaus beendet das Verarbeiten einer wohlbekannten Bildrekonstruktion mit den N Stücken der Zusammenfügungstransmissionsbilddaten (B4) das Abbilden des gewünschten 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes.
Das Merkmal der 3D-CT-Messung in der 3D-Röntgenstrahl-CT-Vorrichtung entsprechend diesem Ausführungsbeispiel ist folgendes. Der 2D-XY-Sockel 14 bewegt sequenziell die Stützbasis 13. Die Probe 100 wird derart eingestellt, dass sie an der i-ten Positionsanordnung befindlich ist und wird in der i-ten Positionsanordnung fixiert. In der Positionsanordnung dreht das Drehantriebssystem der Stützbasis 13 die Probe 100 zum Detektieren von N Stücken von Transmissionsbildern. Das Wiederholen dieses Prozesses für die M Positionsanordnungen erlaubt ein Messen des 3D-CT. Dieses Messverfahren kann die Messzeit abkürzen und eine hochgradig genaue Messung zur selben Zeit im Vergleich mit dem Fall der Wiederholung des Prozesses für die N Winkelpositionen erreichen. Bei dem wiederholten Prozess wird die Probe 100 an den Winkelpositionen des Drehantriebssystems fixiert, der 2D-XY-Sockel 14 bewegt die Probe 100 zu der Mehrzahl von Positionen, und M Stücke von Transmissionsbildern werden detektiert. Dies rührt daher, dass das Drehantriebssystem der Stützbasis 13 eine höhere Winkelgenauigkeit als eine Positionsgenauigkeit des 2D-XY-Sockels 14 aufweist, und das Drehantriebssystem schneller als ein Antrieb zum Bewegen des 2D-XY-Sockels 14 antreibt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird dieses 3D-CT-Messverfahren eingesetzt. Das Messverfahren des 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes entsprechend diesem Ausführungsbeispiel verwendet das Verfahren der kleinsten Quadrate bei sämtlichen N Stücken von Transmissionsbildern zur Bestimmung der jeweiligen Zusammenfügungspositionen der N Stücke von Transmissionsbildern und zur Berechnung des Überlappungsausmaßes Δ in den beiden benachbarten Messpositionen. Die Verwendung von allen N Stücken von Transmissionsbildern, die man in den beiden benachbarten Messpositionen erhält, und das Zusammenfügen der Transmissionsbilder in den beiden benachbarten Messpositionen ermöglichen ein einfaches Bestimmen der Zusammenfügungsposition mit hoher Genauigkeit. Darüber hinaus kann das optische Bild, das von der optischen Aufnahmeeinheit 21 aufgenommen wird, in der Einheit gespeichert werden, wobei beim Berechnen des Überlappungsausmaßes der Transmissionsbilder an den beiden benachbarten Messpositionen die Feinanpassung des Überlappungsausmaßes unter Verwendung dieses optischen Bildes durchgeführt werden kann.
Sogar dann, wenn die Ordnung der Bewegung zu den N Winkelpositionen und die Bewegung (Parallelbewegung) zu den M Messpositionen umgestellt wird, ist die vorliegende Erfindung verwendbar. Dies bedeutet, dass der nachfolgende Prozess in Bezug auf die N Winkelpositionen wiederholt werden kann. Die Probe 100 ist in der j-ten Winkelposition fixiert. In dieser Winkelposition bewegt der 2D-XY-Sockel 14 die Probe 100 an jede der M Messpositionen, und es werden M Stücke von Transmissionsbildern detektiert. Bei den M × N Stücken von Transmissionsbilddaten, die auf diese Weise ermittelt worden sind, erzeugt die Verwendung des Abbildungsverfahrens des 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes gemäß Darstellung in 7 N Stücke von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten (Transmissionsbild mit großem FOV). Durch die Bildrekonstruktion der N Stücke von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten wird ein großflächiges 3D-Röntgenstrahl-CT-Bild erzeugt.
Vorstehend sind die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung und das Röntgenstrahlabbildungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Hierbei sind die Abbildung eines Stückes des Zusammenfügungstransmissionsbildes (Transmissionsbild mit großem FOV) und das Abbilden des 3D-Röntgenstrahl-CT-Bildes aus der Rekonstruktion aus der Mehrzahl von Stücken von Zusammenfügungstransmissionsbildern als Beispiel beschrieben worden. Dies soll jedoch nicht in einem beschränkenden Sinne gedeutet werden. Es kann dies auch allgemein bei einem Mikroröntgenstrahldiffraktometer, einem Scanfluoreszenzröntgenstrahlspektrometer und ähnlichen Vorrichtungen angewendet werden.
Des Weiteren bestrahlt die Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 entsprechend den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Probe 100 direkt mit dem Röntgenstrahl aus der Emission der Röntgenstrahlquelle 10. Dies soll jedoch nicht in einem beschränkenden Sinne gedeutet werden. Die Röntgenstrahlerzeugungseinheit 11 kann beispielsweise einen Mehrschichtenfilmspiegel beinhalten, bei dem eine reflexionsfähige gekrümmte Oberfläche Teil einer Parabel ist, sodass die Divergenz des Röntgenstrahles verringert wird (paralleler Röntgenstrahl) und eine Probe mit einem im Wesentlichen parallelen Röntgenstrahl bestrahlt werden kann.
Obwohl beschrieben worden ist, was gegenwärtig als bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung betrachtet wird, sollte einsichtig sein, dass verschiedene Abwandlungen daran vorgenommen werden können, wobei beabsichtigt ist, dass die beigefügten Ansprüche all diese Abwandlungen beinhalten, so sie dem wahren Wesen und Umfang der Erfindung entsprechen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 09-101270 A [0002]
JP 2012-80963 A [0026]

Claims

Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, umfassend: eine Röntgenstrahlerzeugungseinheit, die ausgelegt ist zum Bestrahlen einer Probe mit einem im Wesentlichen parallelen Röntgenstrahl; einen 2D-Detektor, der an einer entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seite der Röntgenstrahlerzeugungseinheit in Bezug auf die Probe angeordnet ist, wobei der 2D-Detektor einen Detektionsbereich zum Detektieren eines Transmissionsbildes der Probe beinhaltet; eine Stützbasis, in bzw. an bzw. bei der die Probe angeordnet ist; einen Sockel, in bzw. an. bzw. bei dem die Stützbasis angebracht ist, wobei der Sockel ausgelegt ist zum Bewegen der Stützbasis in einer Ebene entlang einer Ebene des Detektionsbereiches des 2D-Detektors; und eine Steuer- bzw. Regeleinheit, die ausgelegt ist zum Erzeugen von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten auf Grundlage einer Mehrzahl von Transmissionsbildern der Probe aus der Detektion durch den 2D-Detektor, wobei die Steuer- bzw. Regeleinheit ausgelegt ist zum Zusammenfügen der Transmissionsbilder an einer Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen in der Probe, um die Zusammenfügungstransmissionsbilddaten zu erzeugen.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Stützbasis ein Drehantriebssystem mit einer Drehachse in einer Richtung entlang der Ebene des Detektionsbereiches beinhaltet, wobei das Drehantriebssystem ausgelegt ist zum drehtechnischen Bewegen der Probe zu einer vorbestimmten Anzahl von jeweiligen Winkelpositionen, und die Steuer- bzw. Regeleinheit ausgelegt ist zum: Zusammenfügen der Transmissionsbilder an der Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen in der Probe in der vorbestimmten Anzahl von jeweiligen Winkelpositionen, um die Zusammenfügungstransmissionsbilddaten zu erzeugen; und Durchführen einer Bildrekonstruktion mit der vorbestimmten Anzahl von Stücken von erzeugten Zusammenfügungstransmissionsbilddaten derart, dass ein 3D-Röntgenstrahl-CT-Bild erhalten wird.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: der Sockel ausgelegt ist zum sequenziellen Bewegen der Stützbasis, um die Probe in einer Position aus der Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen anzuordnen, in der Anordnung der Position das Drehantriebssystem die Probe drehtechnisch bewegt, um die Probe sequenziell in einer Winkelposition aus der vorbestimmten Anzahl von Winkelpositionen anzuordnen, in der Anordnung der 2D-Detektor ein Transmissionsbild der Probe detektiert und in der vorbestimmten Anzahl von jeweiligen Winkelpositionen eine Mehrzahl von Transmissionsbildern in der Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen in der Probe detektiert wird.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren umfassend: eine optische Aufnahmeeinheit, die ausgelegt ist zum Detektieren eines optischen Bildes der Probe; und einen optischen Spiegel, der zwischen der Röntgenstrahlerzeugungseinheit und der Stützbasis angeordnet ist, wobei der optische Spiegel ausgelegt ist zu ermöglichen, dass ein Röntgenstrahl von der Röntgenstrahlerzeugungseinheit zu der Probe gelangt, wobei der optische Spiegel ausgelegt ist zum Reflektieren von Licht, das von der Probe entlang einer Normalenrichtung zu der Ebene des Detektionsbereiches läuft, damit das Licht in die optische Aufnahmeeinheit eintritt.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei: der optische Spiegel einen Öffnungsabschnitt beinhaltet, durch den ein Röntgenstrahl gelangt, wobei der Röntgenstrahl den Detektionsbereich des 2D-Detektors aus der Röntgenstrahlerzeugungseinheit erreicht.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei: der optische Spiegel ein Metalldünnfilmspiegel ist.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: unter der Annahme, dass ein Abstand von der Röntgenstrahlerzeugungseinheit zu der Probe gleich L ist und ein Abstand von der Probe zu dem 2D-Detektor gleich d ist, ein Wert von d/L kleiner oder gleich 0,1 ist.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: bezüglich eines Röntgenstrahls, der in die Probe eintritt und durch die Probe gelangt, um den Detektionsbereich des 2D-Detektors zu erreichen, unter der Annahme, dass ein Abstand von einer Einfallsposition zu einer Ausfallsposition in der Probe gleich t ist und ein Winkel zwischen einer Normalenrichtung zu dem Detektionsbereich und einer Strahlrichtung des Röntgenstrahles gleich θ ist, t merklich größer als eine räumliche Auflösung des 2D-Detektors ist und tθ kleiner oder gleich der räumlichen Auflösung des 2D-Detektors ist.
Röntgenstrahlabbildungsverfahren, verwendend: eine Röntgenstrahlerzeugungseinheit, die ausgelegt ist zum Bestrahlen einer Probe mit einem im Wesentlichen parallelen Röntgenstrahl; einen 2D-Detektor, der an einer entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seite der Röntgenstrahlerzeugungseinheit in Bezug auf die Probe angeordnet ist, wobei der 2D-Detektor einen Detektionsbereich zum Detektieren eines Transmissionsbildes der Probe beinhaltet; eine Stützbasis, in bzw. an bzw. bei der die Probe angeordnet ist; einen Sockel, in bzw. an bzw. bei dem die Stützbasis angebracht ist, wobei der Sockel ausgelegt ist zum Bewegen der Stützbasis in einer Ebene entlang einer Ebene des Detektionsbereiches des 2D-Detektors; und eine Steuer- bzw. Regeleinheit, die ausgelegt ist zum Erzeugen von Zusammenfügungstransmissionsbilddaten auf Grundlage einer Mehrzahl von Transmissionsbildern der Probe aus der Detektion durch den 2D-Detektor, wobei: die Steuer- bzw. Regeleinheit ausgelegt ist zum Zusammenfügen der Transmissionsbilder an einer Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Positionen in der Probe, um die Zusammenfügungstransmissionsbilddaten zu erzeugen.