JP2023527572A - ダックスイメージングにおける欠陥補償のためのステップ法 - Google Patents

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Abstract

回折格子(G)などの位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のための装置を含むイメージングシステム。装置は、空間的周期pを有する周期構造を有する。イメージングシステムは、イメージングシステムのX線源の装置と焦点(FS)との間の相対的な位相ステップ運動を容易化するように構成される位相ステップ機構をさらに含む。相対位相ステップ運動は、前記空間的周期より大きい距離をカバーして、格子の欠陥によって引き起こされる暗視野画像又は位相コントラスト画像におけるアーチファクトを低減する。

Description

本発明は、イメージングシステム、位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のための撮像ファシリテータ装置のための懸架システム、画像処理の方法、位相コントラスト及び／又は暗視野撮像をサポートする方法、アクチュエータを制御する方法、コンピュータ可読媒体、及びコンピュータプログラム要素に関する。
暗視野画像は、特に医療分野において大きな関心を集めている。暗視野X線(「DAX」)画像は、X線画像の一種である。暗視野撮像における造影は、X線によって経験される小角散乱の量に関連する。
マウスを用いた実験的暗視野画像はA. Yaroshenkoらの、"Pulmonary Emphysema Diagnosis with a Preclinical Small Animal X ray Dark Field Scatter Contrast Scanner"( Radiology, vol.269, 2013年11月第2号)において報告されている。
DAX画像は、COPD(慢性閉塞性肺疾患)、線維症などの肺疾患を検出するために使用され得る。特に、COPDの早期検出のためには、定量的測定が望ましい場合がある。
DAX画像だけでなく位相コントラスト画像も、実装形態では、一つ又はそれより多くの格子を含む干渉計に依存し得る。一つ又はそれより多くの回折格子は、位相ステップ運動において、画像に使用されるX線ビームに対して相対的に移動される。
位相コントラスト及び／又はDAX画像は、場合によっては望ましくない画像アーチファクトを含むことがある。
したがって、位相コントラスト及び／又はDAX画像を改善する必要があり得る。
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決され、さらなる実施形態が従属請求項に組み込まれる。本発明の以下に記載される態様は、サスペンションシステム、画像処理方法、位相コントラスト及び／又は暗視野撮像をサポートする方法、アクチュエータを制御する方法、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に等しく適用されることに留意される。
本発明の第1の態様によれば、空間的周期を有する周期構造を有する位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のための少なくとも1つのデバイスを含む撮像システムが提供され、さらに、少なくとも1つのデバイスと撮像システムのX線源の焦点との間の相対的位相ステップ運動を容易化するように構成される位相ステップ機構を含み、相対的位相ステップ運動は、前記空間的周期よりも大きい(有効)距離をカバーする。
提案されるイメージングシステムは、位相コントラスト及び／又はDAXイメージにおける画像アーチファクトを低減又は除去するのに役立つ。画像アーチファクトは、撮像ファシリテータ装置における局所的な欠陥(欠陥)から生じ得る。アーチファクトは一つ又はそれより多くの検出器ピクセルを遮蔽することがあり、撮像ファシリテータ装置の空間的周期性を乱すことがある。
撮像ファシリテータ装置は一般に、周期pを備える(空間的)周期的な構造を有する。例えば、格子ベースの実施形態では、周期が格子の適切な基板内に形成される一組の平行なトレンチを指す。符号化アパーチャでは、周期がアパーチャの空間的周期などを指し、他のタイプの撮像ファシリテータ装置についても同様である。前記欠陥は、撮像ファシリテータ装置の製造中に生じたものであってもよい。欠陥は特定の検出器ピクセルを遮蔽するか、又は位相ステップ中にコントラストが低下した検出を引き起こす可能性があり、次いで、画像生成アルゴリズムによって位相コントラスト及び／又はDAX画像を計算するときに、画像アーチファクトをもたらす可能性がある。
位相ステップ運動は、複数のステップの単一のシーケンスで、又は異なる開始点を有する複数のそのようなシーケンスで付与され得る。
実施形態において、前記距離は前記周期の倍数より大きいが、前記周期の倍数ではない。
実施形態では、前記距離がイメージングシステムの検出器の画素サイズの少なくとも2倍である。
実施形態では、前記距離が周期構造内の欠陥領域のサイズに基づく。
実施形態では位相ステップ機構が少なくとも1つの幅を有する一つ又はそれより多くのステップにおいて位相ステップ運動を与えるように構成され、前記少なくとも1つの幅は前記周期よりも大きい。
実施形態では、前記ステップ幅が周期構造内の欠陥領域のサイズに基づく。
実施形態では装置が装置内に一つ又はそれより多くのギャップを生じさせるサブモジュールから組み立てられ、前記欠陥領域は前記一つ又はそれより多くのギャップを含む。
実施形態では、位相ステップ機構は、装置が懸架されるフレームと、前記位相ステップ運動を引き起こすように構成されるアクチュエータとを含む。
実施形態では、単一のそのようなアクチュエータが存在する。
実施形態では空間的周期が第1の方向に沿っており、位相ステップ運動は第1の方向に対して角度をなす第2の方向に沿った変位成分と、前記第1の方向に沿った変位成分とを有する。第1の方向に沿った変位は、前記周期よりも大きいか、又はその倍数よりも大きいステップ幅を有する。これは、位相コントラスト及び／又は暗視野画像のために、装置内の欠陥によって遮られない十分な数の測定値を収集することを可能にする。この変位は欠陥又は他の欠陥が第2の方向にかなりの空間的広がりを有する／有する場合に、欠陥による遮蔽を回避することを可能にする。第2の方向は、第1の方向に対して垂直であってもよい。
実施形態では、位相ステップ運動は曲線に沿っている。
実施形態では、装置がそれぞれのたわみ軸受によって、少なくとも2つのサスペンションポイントでフレーム内に懸架される。
実施形態では、屈曲ベアリングのうちの少なくとも1つは前記第1の方向に対して40乃至50°の角度を成す屈曲要素を有する。
実施形態では、装置が干渉回折格子を含む。
別の態様では、第1の方向に沿った空間的周期を有する周期構造を有する装置のためのサスペンションシステムであって、位相コントラスト及び／又は暗視野撮像を容易化するための装置であって、装置が少なくとも2つのサスペンション点で懸架されるフレームを含み、アクチュエータが第1の方向に沿って、及び第1の方向に対して角度をなす第2の方向に沿って、変位とともに装置上に位相ステップ運動を与え得る、装置のためのサスペンションシステムが提供される。
提案のサスペンションシステムは、単一のアクチュエータのみで湾曲スキャン経路を実現することを可能にする。これにより、コストを低減できる。
実施形態では、装置が前記角度で屈曲要素を有する少なくとも1つの屈曲ベアリングによって、少なくとも2つのサスペンションポイントでフレーム内に懸架される。
別の態様では、位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のための画像処理方法が提供され、この方法は、
周期構造を有する装置に対する一連の位相ステップで取得される測定値を受信するステップと、 前記測定値の少なくとも部分に信号モデルをフィットするステップと、を含み、前記モデルは基準データを含み、前記基準データは前記位相ステップに依存する、方法である。
実施形態では、基準データは、装置又は別のそのような装置に関する一連の前の位相ステップで収集されるデータに基づいて、所与のステップについて前に取得される。
実施形態では、本方法が周期的装置内の欠陥によって影響を受ける前記測定値のサブセットを破棄するステップを含む。
別の態様では、位相コントラスト及び／又は暗視野撮像をサポートする方法であって、周期構造を有する位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のための装置の欠陥領域のサイズを投影画像に基づいて決定するステップと、決定されるサイズに基づいて、位相ステップ運動において装置によってカバーされるべき距離を調整するステップとを含む方法が提供される。
別の態様では焦点と、空間的周期を有する周期構造を有する位相コントラスト及び／又は暗視野撮像を容易化するための装置との間の相対運動を引き起こすように、焦点のアクチュエータ又は位置を制御する方法が提供され、その結果、動きは前記空間的周期よりも大きい距離をカバーする。
別の態様では、少なくとも1つの処理ユニットによって実行されるとき、上述の実施形態の何れか1つによる方法を処理ユニットに実行させるように適合されるコンピュータプログラム要素が提供される。
さらに別の態様では、プログラム要素が記憶されるコンピュータ可読媒体が提供される。
本明細書で使用するとき、「位相回復(アルゴリズム)」は、位相コントラスト又は暗視野画像を生成するための画像生成アルゴリズムの一種である。アルゴリズムは、測定される強度から位相コントラスト画像及び／又は暗視野画像を計算することを可能にする信号モデル又は他の方法に基づくことができる。位相回復アルゴリズムでは減衰と、位相シフトと、小角散乱から生じる暗視野信号との間の相互作用のために、全ての画像、減衰、暗視野及び位相コントラストは通常、一緒に計算されるが、これは必ずしも全ての実装である必要はない。「位相回復」は確立される名前であるが、本明細書では「暗視野(信号)検索」と呼ばれることもある。位相回復動作は回折格子、構造化マスク、符号化アパーチャプレート、結晶などの暗視野又は位相コントラスト撮像ファシリテータ装置、又は周期的又は非周期的サブ構造を有する他の少なくとも部分的な放射遮断構造によって促進されてもよく、これらは画像X線ビームと相互作用して、検出器における異なる強度測定を実現して、より多くの制約を課す。これは、位相回復に固有の曖昧さ、又は悪い姿勢を解決するのに役立つ。画像生成アルゴリズムは、信号モデルを測定データ(本明細書では投影画像／データとも呼ばれる)にフィットすることを含むことができる。フィッティングプロシージャは、最適化問題として定式化することができる。最適化は、信号モデルによる値と測定データとの間のミスフィットを測定するコスト関数を改善することである。
本明細書で使用するとき、「位相ステップ」は、撮像ファシリテータ装置を使用して前記異なる測定値を実現するプロセスである。位相ステップは、画像に使用されるX線源の焦点に対して撮像ファシリテータ装置を移動させることを含むことができる。
「画素位置」とは、検出器ピクセルの検出器上のネイティブ画素位置、又は暗視野画像が生成又は「再構成」されるべき画像領域内の位置を定義する(X線源から延びる)幾何学的光線の位置の何れかを意味する。
画像化される「オブジェクト」はアニメーションであり、人間もしくは動物もしくはその一部を含み、又は、オブジェクトがセキュリティスクリーニングシステムにおける手荷物又は非破壊材料試験におけるサンプルオブジェクトなどのように、無生物である。
ここで、本発明の例示的な実施形態を、以下の図面を参照して説明するが、図面は特に明記しない限り、一定の縮尺ではない。
位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のために構成されるX線撮像装置を概略的に示す。 格子欠陥の投影設置面積を有する可視性マップの例を示す。 位相ステップ運動を模式的に示す。 ギャップを含む格子を投影図で概略的に示す。 位相ステップ機構の異なる実施形態を概略的に示す。 位相ステップ機構の異なる実施形態を概略的に示す。 位相ステップ機構の異なる実施形態を概略的に示す。 一実施形態による位相ステップ機構において使用されるサスペンションシステムを概略的に示す。 一実施形態による位相ステップ機構のサスペンションシステムにおいて使用され得る屈曲ベアリングを概略的に示す。 位相コントラスト及び／又は暗視野撮像の方法のフローチャートを示す。
図1を参照すると、コンピュータ化される画像処理システムIPS及びX線撮像装置IA(「イメージャ」)を含む撮像装置IRの概略ブロック図が示されている。X線撮像装置は、暗視野X線(「DAX」)撮像及び／又は位相コントラスト(「Φ」)撮像のために構成される。画像処理システムIPSは、一つ又はそれより多くのコンピュータ、サーバなどの一つ又はそれより多くの処理ユニットPU上で実装され得る。
概して、画像処理システムIPSは、イメージャIAによって取得される投影画像λを暗視野画像及び／又は位相造影画像に処理する画像生成器IGENを含む。以下でより完全に検討されるように、イメージャIAは位相コントラスト及び／又は暗視野画像における特定のアーチファクトを低減するか、又は完全に除去するように、本明細書で構成される。画像生成IGENによって提供される画像は、次いで、表示装置DD上に表示され得るか、又は後のレビューもしくは使用のためにメモリMEMに記憶され得るか、又は他の方法でさらに処理され得る。
図1では撮像装置IAが投影画像λを、無線又は有線接続を介して、画像処理システムIPSに直接供給することが想定されるが、これはすべての実施形態においてそうではない場合がある。例えば、投影画像λは、病院情報システム(HIS)の画像保管システム(PACS)などのメモリに最初に記憶されてもよく、処理されるべき画像は後の段階で(例えば、ユーザの要求に応じて)取り出され、次いで、画像処理システムIPSによって処理される。
より詳細には、撮像装置IAがX線源XSと、X線感応検出器DTとを備える。X線源XSは、検出器DTに対向して配置され、その間に検査領域が画定される。装置は、光源XSと検出器DTとの間の検査領域に配置される、干渉計などの位相コントラスト及び／又はDAX画像を容易化するためのDAX／Φ撮像ファシリテータ装置IFDをさらに含み得る。簡潔にするために、DAX／Φ画像ファシリテータ装置IFDは、本明細書では単に「画像ファシリテータ装置IFD」と呼ばれることがある。装置IAは図1に示されるように、胸部画像のために配置されてもよく、患者OBは画像中に、線源XSと検出器DTとの間の検査領域に立っている。線源は、(図示のように)天井Cに取り付けられてもよく、又はスタンド内に床に取り付けられてもよく、又は手元の撮像タスクに役立つ任意の他の方法で取り付けられてもよい。検出器DTは図1に示されるように、天井Cに取り付けられてもよく、又はスタンドに取り付けられる床であってもよい。
撮像軸Zは図1に示すように、線源XSから検出器DTに向いている。線源及び検出器は、撮像装置IAがCラム型又はUアーム型である場合、又はCTスキャナである場合など、共通のガントリ内に配置され得る。撮像軸Zは、線源XSの焦点FSから検出器DTのx線感光面の中心点まで延びる仮想線である。表面は、複数のX線感受性検出器ピクセルによって形成される。
撮像装置IAは、図1に示すような全視野(FoV)型であってもよく、検出器はフラットパネル型である。完全なFoVイメージングシステムでは、検出器DTのサイズ及びIFDのサイズの少なくとも一部が所望のFoVに対応する。あるいは、検出器DT及び撮像ファシリテータ装置IFDがスロットスキャンシステムなどの意図されるFoVよりも小さくてもよい。
撮像中、X線源XSは、検出器DTによって検出可能なX線ビームXBを生成するように作動される。x線ビームXBは撮像軸Zに沿って伝播し、患者組織と相互作用し、次いで、検出器DTの画素において検出される。X線ビームXBは、線源XSの内部で発生する電子ビームに起因する。電子ビームは、X線が出射する焦点FSでアノードに向かって加速され、アノードに衝突する。
撮像ファシリテータ装置IFD、又はそのような装置のグループはX線ビームXB屈折及び／又はビームXBの小角度散乱を検出器DTにおける強度変調に変換することを可能にし、それによって、前記変調を暗視野及び／又は位相コントラスト画像信号に、及び、必要に応じて、減衰画像信号に分解することを容易化する。撮像ファシリテータ装置IFDは、位相コントラスト又は暗視野画像に画像アーチファクトを生じさせ得る物理的欠陥を含み得る。本明細書で提案される撮像装置IA及び／又は画像処理システムIPSは、そのような画像アーチファクトを低減又は除去するように構成される。
以下では撮像ファシリテータ装置IFDとして干渉計を含む干渉撮像装置IAを主に参照するが、これは他の、特に非干渉撮像ファシリテータ装置IFDを使用する実施形態を排除するものではない。そのような非干渉撮像ファシリテータ装置IFDは例えば、符号化アパーチャシステムを含む。一般に、暗視野又は位相コントラストは入射する撮像X線ビームに周期的な波面変調を生じさせる撮像ファシリテータ装置IFDによって、及び、X線検出器DTによる、結果として生じた波面の変動の測定値によって、撮像される物体OBを得ることができる。
ここで、撮像装置IAをより詳細に説明すると、これは、放射線撮影装置などの2D撮像用、又はCTスキャナなどの3D撮像用に構成することができる。撮像されるオブジェクトOB(例えば、被験者の胸部)は、撮像中に検査領域内に存在する。検査領域には、撮像ファシリテータ装置IFDの一実施形態として干渉計が配置される。干渉計は、単一、2つ、又は3つ(又はそれ以上)の格子構造を含む。本実施形態では、干渉計は3つの格子を含む。上述のように、干渉計は撮像ファシリテータ装置IFDの一実施形態に過ぎず、以下では、本開示の原理が干渉計に限定されず、撮像ファシリテータ装置IFDの他の実施形態として他の格子ベース又は非格子ベースの構造に容易に拡張され得ることを理解しながら、この実施形態を主に参照する。
DAX／Φ撮像ファシリテータ装置IFDの(非限定的)干渉測定の実施形態を引き続き参照すると、回折格子の周期性、アスペクト比などは、それらがX線ビームの回折を引き起こし、及び／又は小角散乱を検出又は導出することができるように十分なコヒーレンストモグラフィが達成されるようなものである。吸収及び位相格子を使用することができる。一実施形態では、格子が平行なトレンチの周期的パターンを画定するために、シリコンウェハ内でフォトリソグラフィ又は切断によって形成される。吸収格子では、トレンチが一組のラメラを形成するために、部分的に又は完全に、鉛又は金、又はx放射に対して不透明である他の材料で充填されてもよい。本明細書では、ラメラ又はトレンチを(格子)構造STと呼ぶことがある。構造STが長手方向の第1の方向Xに平行に延在する。構造STを横断し、第1の方向Xを横断する方向Yが存在する。方向Yに沿って周期性pを有する構造の空間周波数が存在する。上記で定義される方向X、Yは概して、撮像軸Zに対して垂直である。いくつかの実施形態において、以下でより詳細に検討されるように、DAX及び／又は位相コントラスト撮像を可能にするために、回折格子のうちの1つ又は複数などの撮像ファシリテータIFDは、スキャン経路に沿ったX線露光中に移動される。この動きは、本明細書では位相ステッピング(動き)と呼ばれることがある。スキャン経路は、焦点FSに対する動きを記述する。スキャン経路は前記方向Yに沿っているか、又は少なくともときには方向成分をY方向に沿って有するかの何れかである。
撮像ファシリテータ装置IFDの機械的動作の代替実施形態では、スキャン経路が放射源XSの焦点を移動させるための電気手段によって代わりに実現される。焦点を移動させることは、電子ビームが異なる位置で陽極表面に衝突するように、静電配置を通して電子ビームを迂回させることによって達成され得る。あるいは、アノードを機械的に移動させるか、X線源XS全体を機械的に移動させる。あるいは、コリメータ(図示せず)を使用してスキャン経路を画定する。
回折格子は平面であってもよく、又は、ソースXSの焦点FSを通過する共通軸を有する仮想同心円シリンダの横方向の一部を形成するために、より良好な信号効率のために湾曲していてもよい。図1において、前記軸は、図面の平面内に延在する。格子間距離、周期及びアスペクト比は一般に、設計エネルギーの関数である。タルボラウ干渉計では、格子G1とG2との間の距離が所望の次数、例えば一次のタルボ距離である。
さらに詳細には、一実施形態では吸収格子構造G2が検出器DTと物体OBとの間に配置され、他方の格子G1、すなわち位相格子が物体OBとX線検出器DTとの間に配置される。いくつかの実施形態では、X線源が自然に十分にコヒーレントな放射を生成することができない場合、X線源XSに配置される追加の格子G0も存在する。そうでない場合、放射が十分にコヒーレントである場合、格子G0は省略され得る。X線源がインコヒーレント放射線(通常はその場合)を生成する場合、X線源における(吸収)格子G0(線源格子とも呼ばれる)は、X線源から出てくるX線を、少なくとも部分的にコヒーレントな放射線ビームXBに変換する。G1が対象物OBの上流に、すなわち、線源XSと撮像対象物OBとの間に配置される逆の幾何学的形状も想定される。格子G0、G1、G2の各々は、概して、異なった周期p0、p1、p2を有する。以下において、「周期p」を有する「格子G」への言及は3つの格子G0乃至G2の何れかへの一般的な言及として構築されるべきであり、周期pは、それらのそれぞれの周期p0, p1 又はp2への一般的な言及である。
少なくとも部分的にコヒーレントな放射ビームXBは撮像軸Zに沿って検査領域を伝播し、干渉計IFD及び患者OBと相互作用する。前記相互作用の後、放射線は、検出器DTのX放射線感受性画素素子PXにおいて電気信号の形成で検出される。データ取得回路(図示せず)は電気信号を投影(未加工)画像データλにデジタル化し、次に、以下でより詳細に説明する方法でIPSによって処理される。
画像生成器IGENは、暗視野信号及び／又は位相コントラスト信号を、それぞれ暗視野画像及び位相コントラスト画像を形成する画像値のそれぞれのアレイとして出力する。これらの画像値又はピクセル値は、それぞれの幾何学的光線に沿ってオブジェクトOBを通過する間にX線によって経験される暗視野信号及び位相変化に対する造影をそれぞれ表す。
一般に、X線が材料と相互作用するとき、X線は減衰及び屈折の両方を経験し、したがって、位相変化を経験する。一方、減衰は、散乱に起因する光電吸収及び減衰に起因する減衰に分解することができる。散乱寄与は次に、コンプトン散乱及びレイリー散乱に分解することができる。暗視野撮像の現在の用途では、「小角」が散乱角が非常に小さいことを手段し、散乱光子がそれが全く散乱されなかった場合に到達したものであろう同じ検出器ピクセルに依然として到達することになる、小角散乱が関心対象である。
暗視野寄与は可視性
Figure 2023527572000002
の観点からモデル化することができる。εは患者OBの拡散特性の空間分布であり、積分はオブジェクトを通るそれぞれのx線ビーム経路に沿って実行され、V0はオブジェクト相互作用なしの基準可視性である(キャリブレーション計測で記録される)。暗視野画像に記録される暗視野信号はその後、D＝V／V0となる。(微分)位相コントラストは他の場所で報告されているように、線積分としてモデル化することもできる。
従来のX線システムは、通常、検出される信号を暗視野又は位相コントラスト寄与に分解することができない。しかしながら、図1に示される干渉計G0乃至G2を使用することによって、又は他の撮像ファシリテータ装置IFDを使用することによって、これらの寄与を、画像生成器IGENによって分析されて位相コントラスト及び／又はDAX画像を得ることができる縞の強度パターンに変換することが可能である。
ここで、画像生成器IGENをより詳細に説明すると、これは、上述の位相ステップ運動で得られる一連の投影画像に対して動作する。したがって、投影画像λは、各画素i及び位相段階jの輝度計測値Mij を含む。言い換えれば、各画素iは、複数の異なった計測値Mijを記録する。この記録される一連の投影画像に基づいて、画像生成器IGENは一連の投影データ中の検出される縞パターンを、3つの寄与又は信号成分、すなわち、屈折寄与(位相コントラスト信号とも呼ばれる)、暗視野信号成分、及び残りの減衰成分に計算的に分解する。
これらの3つのコントラストメカニズムが共に作用するため、検出される一連の強度のIGENによる信号処理は、3つの信号チャネル(位相コントラスト、暗視野、及び減衰)で進行する。上述のタイプのイメージングシステムでは、暗視野／位相コントラスト撮像のための能力が以下のように達成される。投影データが位相ステップ運動中に、所与の固定される投影方向のための一連のものとして検出器DTにおいて取得される。従来、フリンジの位相は、典型的には周期pの全位相である360°にわたって段階的に変化する。以下でより詳細に説明されるように、位相ステップは、好ましくはそのような従来の位相ステップ法の逸脱において、単一の位相を超えて拡張される。位相ステッピング動作は、焦点スポットFSと撮像ファシリテータ装置IFDとの間の動きを誘導する位相ステッピング機構PSM、又はそのコンポーネントによって実現される。例えば、一実施形態ではアナライザ格子G2(すなわち、オブジェクトと検出器との間に配置される格子)又は格子G0、G1の別の1つは焦点スポットFSに対してスキャン経路に沿って横方向に移動(「スキャン」)される。あるいは上述のように、位相ステップはX線源の焦点FSを移動させることによっても達成することができる。
位相ステップ動きjは縞パターンの変化を引き起こし、縞パターンは次に、検出器DTにおいて、動きの各ステップについて対応する系列で記録され得る。この一連の測定値Mij は幾何学的光線／画素iごとに、関連する位相カーブを形成する。位相曲線は一般に、正弦波形状であり、減衰及び位相変化と共に、関心量、特に暗視野信号を符号化することが見出されている。画像生成アルゴリズムの詳細は、以下の図8でより詳細に検討される。
ここで位相ステッピング機構PSMをより詳細に説明すると、これは、サーボモータ又はステッピングモータなどのアクチュエータACと、アクチュエータACの動作を制御するための制御ロジックCLとを含む。アクチュエータACは移動される格子Gと係合し、スキャン経路を長く進める。スキャン経路は以下でより詳細に説明するように、直線状であってもよいし、湾曲していてもよい。
アクチュエータACは、実施形態ではステップ幅で格子Gのステップ運動を引き起こす。ステップは、位相ステップ測定を形成する同期露光を引き起こすためにX線源XSを切り替えることと同期される。あるいはx線源XSがそれほどスイッチングされないが、位相ステッピングの間に連続的な露光で動作し、得られる異なる測定値は格子Gのそれぞれの位相ステップでインデックスされる。しかし、アクチュエータACによって実行されるステップ運動は位相ステッピング測定を得るために調整可能なフレーム速度でx線源のスイッチングに沿って格子Gの一定の運動を引き起こすサーバーモータとしてアクチュエータを代わりに配置することができるので、位相ステップを実行するための全ての実施形態において必ずしも必要ではない。一定の動きを有する実施形態では、X線露光が露光間の格子によって移動される距離が欠陥を有する格子の格子周期よりも上記で説明されるように大きいことに同期される。動き及び同期は、正しい有効ステップ幅を有する有効位相ステップをもたらす。
本出願人は、格子自体の不完全性に起因して画像アーチファクトが発生する可能性があることを観察した。本明細書で「欠陥」又は「欠陥領域」DRと呼ばれる欠陥は、ランダム又は全身性であり得る。格子Gのランダム欠陥領域の例は、格子の製造において意図せずに引き起こされ得る。例えば、ラメラから出るために使用される充填材料の粒子などの残留材料は、周期的パターンを乱すためにトレンチの外側に残ってもよい。他のそのような残留材料は、トレンチのリソグラフィプロセスによって残される粒子状物質「シード」を含むことができる。代替的に、又は代替的に、異物特定の主題が格子構造内に滞留して、欠陥領域が形成されることがある。欠陥領域のサイズは、ミクロンの範囲であってもよい。それは、格子のいくつかの周期pをカバーすることができる。あるいは、欠陥領域DRがシステミックタイプの欠陥領域の場合のように、格子表面の実質的な部分を覆ってもよい。そのような全身欠陥領域DRの例は、格子が製造される方法によって必要とされるギャップを含む。例えば、干渉計のセットアップに使用される格子の中で最も大きいG2格子は人間の肺のサイズに実質的に一致するように、全ビュー胸部撮像において必要とされる。したがって、アナライザ格子G2は、50×50cm2程度の表面領域を覆うことができる。現在のところ、このようなサイズのG2格子を一体的に製造することは困難又は不可能である。したがって、ある既存の製造技術では、グリッドG2全体が互いに接合されてX及びY方向に延在するギャップのシステムを残してグリッド形状の欠陥領域を形成するサブグリッド又はサブモジュールM1乃至4(図4に示す)から意図的に組み立てられる。接合ギャップの幅は、約50ミクロンであってもよく、それらもまた、いくつかの格子周期にわたって延在してもよい。
図2に示すように、グレーティングの欠陥領域を可視性マップに示す。可視性マップは検出器DT上の可視性V0を示し、検査部位に物体が存在することなく、検出器DTによる較正プロシージャにおいて記録される一連の投影から導出される。可視性マップは、格子内の様々な欠陥領域の投影設置面積を、異なるサイズ及び形状の明るいスポット(低強度を表す)として記録する。小さな矢印によって参照されるスポットは、ランダムな欠陥領域を表す。格子形状パターンはより小さい格子から格子G2を組み立てることに起因する上述のギャップの投影設置面積であり、前記サブモジュールM1乃至4である。この例では、16個のそのようなサブモジュールが4×4レイアウトで配置されている。干渉計G0乃至G2内の格子の各々は、そのような欠陥領域によって傷つけられ得ることが理解されるのであろう。例えば、図2の可視性マップではより大きな矢印によって示される左下の明るいスポットがソース格子G0から生じ、一方、3つの他の矢印によって示されるより小さなスポットの形態のグリッドアーチファクトはG2格子における欠陥から生じる。原因が解明されない場合、欠陥領域DRは位相ステップ中に検出器によってスプリアス値測定値が記録されることを引き起こし、その結果、不正確な位相コントラスト及び／又は暗視野画像がアーチファクトを伴って生成されることになり得る。したがって、本明細書では、制御ロジックCLがアクチュエータACに、適切な位相ステップ法に従ってスキャン経路に沿ってそれぞれの格子Gを移動させて、そのようなアーチファクトを、完全にではないにしても、緩和させることが提案される。適切なそのようなスキャン経路法は、以下でより詳細に探求される。位相ステップにおいて、複数の回折格子を移動させることができる。好ましくは、最小サイズであるソース格子G0がアクチュエータACによって移動される。これに代えて、又はこれに加えて、アクチュエータACによって移動されるのは、回折格子、すなわちアナライザ回折格子G2のうちの最大のものである。位相格子G1は、代わりに又は加えて移動されてもよい。一組のアクチュエータによってもたらされる運動の任意の組み合わせが、本明細書で想定される。しかしながら、好ましくはG0又はG2のような回折格子の単一のもののみが、他のものに対して移動される。焦点FSが代わりに移動される実施形態では、制御ロジックCLがX線源XSにおいて好適なアクチュエータ(図示せず)を制御するか、又はスキャン経路を実現する際に電子ビームを偏向させるように電気手段を制御する。
図3は、アナライザ格子G2のような格子G内の欠陥領域DR1、DR2が様々な画素PXiにおける検出器読取値にどのように影響を及ぼし得るかについてのさらなる説明図である。図3は、Y方向の線形スキャン経路に沿って実行される位相ステップ中の異なる時間t1、t2におけるX方向の格子構造STに沿った図を示す。
図には、例えば、隣接するモジュールM1、M2間のギャップの1つなどの全身欠陥領域DR1と、格子トレンチをエッチングした後に残った、又はそれを充填した後に残った残留微粒子などのランダム欠陥領域DR2とが概略的に示されている。時間t1において、それぞれの欠陥領域DR1、DR2がそれぞれの画素PX7、PX4を遮蔽することによるスプリアス測定を記録するのは画素PX7及びPX4である。遮蔽は、欠陥領域DR1、DR2がそれぞれの画素PX7、PX4の上方のZに沿った投影ビュー内に存在することが偶然であるためである。しかしながら、本明細書で想定されるような新しい位相ステップ法の1つでは連続する測定値間の位相ステップ幅が十分に大きい場合、以前に遮蔽されるピクセルPX4、PX7が最終的にもはや遮蔽されず、したがって、正しい測定値を記録することが可能であることが保証され得、それはもちろん、現在では代わりに遮蔽される隣接ピクセルPX7、PX5、及びPX8を犠牲にする。適切な位相ステップ幅を有する位相ステップ法を選択して、格子周期よりも長い距離をカバーするように、より大きな空間領域にわたって位相ステップ測定値を広げることによって、各又は大部分の画素が実際に十分な数の測定値を「見る」、すなわち記録することを確実にすることができる。十分な数のこのような測定値を有することにより、位相コントラスト及び／又は暗視野寄与のロバストな計算が可能になる。位相ステップの数は、好ましくは3つより多い。ステップ幅は、移動される格子の1周期pよりも大きくてもよい。例えば、ステップ幅は周期pの倍数(例えば、2倍を超える)よりも大きくてもよいが、好ましくは周期の倍数に等しくすべきではない。位相差及び／又は暗視野像のロバストな計算を保証するために、それぞれの画素位置PXiは、平均して、少なくとも3つの異なった非遮蔽計測値を見るべきであると一般に言える。したがって、位相ステップの間の個々のステップの幅、又はより一般的には、位相ステップの間に格子Gによってカバーされる全距離が使用されるすべての格子G0乃至G2において予測される格子欠陥のサイズに依存する。前述のように、所与のステップにおいてカバーされる位相ステップ距離は、移動される格子Gの複数の格子周期のオーダーであることが予測され得る。これは、一般に、欠陥領域DRの空間寸法、すなわち、X方向又はY方向の寸法が格子Gの周期性pよりも大きいからである。欠陥領域の大きさの次数は周期性pと同じ桁から、1桁又は2桁高い桁までの範囲である。格子周期pよりも小さい寸法を有する欠陥は、本明細書ではより低い関心事である。
図4は、サブモジュールM1乃至M4からG2などの格子Gを製造することによって生じるギャップの上記グリッドの形態の欠陥領域DRの一部の撮像軸Zに沿った投影図を概略的に示す。
モジュールM1乃至4のコーナーが交わる場所では、図4の投影図に示されるように、間隙は十字形のパターンを形成する。2つの方向X、Yに沿ったギャップ幅
Figure 2023527572000003
はそれぞれ、一般に、格子Gの周期性pよりも大きい。したがって、好ましくは、画素PXi当たりの充分な数の非遮蔽測定値の取得を促進するために、方向Yに沿ったステップにおけるステップ動作中にカバーされる距離は、線形スキャン経路を仮定すると、少なくとも、方向Yに沿ったギャップの幅
Figure 2023527572000004
であるべきである。しかし、位相ステップ方式が格子構造STを横切る方向Yに沿った(線形)スキャン経路に限定される場合、多数の画素が残ることになり、介在するギャップによって常に遮蔽されるため、非遮蔽測定値を記録することはない。このような恒久的に遮蔽される画素は、図中に座標Xuで示されている。
したがって、本明細書では、格子構造STを横切るY方向の指向性成分を有するだけでなく、X方向における構造STの長手方向の配向に平行な成分をも有するスキャン経路を使用することが提案される。構造STの周期性を横切ってYに沿って位相ステップするための成分に加えて、永久的に遮蔽される検出器ピクセルを回避するために、X方向に格子構造STに沿って十分な運動成分が存在することを保証するために、円弧に沿ってなど、湾曲スキャン経路が使用され得る。図4に示すように、XY座標系における対角線に沿って45°の対角線スキャン経路を使用して、十分な非閉塞測定値を収集することができることを確実にすることができる。好ましくは、覆われる距離d2は、
Figure 2023527572000005
に比例する。dはギャップの平均幅である。好ましくは、距離d2は、
Figure 2023527572000006
に等しいか、又は少なくとも対応し、グリッドモジュールのコーナー部分に対して接線方向の閉塞の比較的長いストレッチを説明する。
上記の図4、3から、本明細書で想定される好ましい位相ステップ法は各画素について十分な数の非遮蔽サンプル測定値が収集されること、又は少なくとも位相ステップ中に常に遮蔽されないそのような画素の数を増加させることを確実にするように、グリッド周期pの倍数を超える距離を全部及びステップごとにカバーするスキャン経路を実装することが分かるのであろう。しかしながら、全てのピクセルが必要な測定数を測定することを保証することは不可能であるかもしれないが、提案される方法により、遮蔽されるピクセルから生じるアーチファクトは少なくとも低減することができる。グレーティングG0乃至G2の各々は上述のオクルージョンに好ましくない寄与をし得る欠点を含み得るので、グレーティングG0乃至G2の各々はそれぞれの周期p0，p1，p2よりも大きいそれぞれのステップ幅で、それぞれの位相ステップを受け得る。湾曲した経路などの非線形の経路が使用される場合、いくつかの又は各ステップにおいて、方向Yに沿った変位成分は、周期pよりも大きいか、又は具体的には周期pの倍数よりも大きいことが好ましい。
上述のように、X及びYに沿った変位成分を有する斜めのスキャン経路は、格子周期にわたって及び格子周期に平行に均一にサンプリングすることを可能にするので、望ましい場合がある。スキャン経路のためのステップ幅の長さは、一般に、欠陥領域DRの(X及び／又はYに沿った)最大又は少なくとも平均サイズの関数である。
図4のギャップのグリッドのような全身欠陥領域の場合、必要な位相ステップ距離及び／又は位相ステップ幅は、少なくとも1つ、好ましくは、
Figure 2023527572000007
の両方の関数とすることができる。ギャップ幅
Figure 2023527572000008
は、格子製造業者の公差又は規格を参照することによって容易に確立することができる。したがって、少なくとも全身性欠陥、例えば前記ギャップについては、公差がアプリオリに十分な精度で知られ得る。アクチュエータACを制御するためのコントローラCLは、次いで、正しいステップ幅／全位相ステップ距離を設定するようにプログラムされ得る。これは、ワンオフセットアップオペレーションで、又は回折格子が交換されるたびに行うことができる。
しかしながら、ランダム欠陥DRの場合、撮像システムは、任意の所与の格子セットアップに必要な位相ステップ幅を確立するのに役立つ欠陥評価器DEなどのロジックを含むことができる。具体的には、最初の較正位相では図2に関連して上述した可視性マップが検出器DTによって取得される。欠陥エバリュエータDEは、セグメンテーションアルゴリズムなどの画像処理を使用して、欠陥の設置面積を識別する。強度閾値化は図2に示したように、単一の輝点を識別するために使用されてもよい。検出器エバリュエータDEは、適切な測定基準を使用して、セグメンテーションにおいて見出されるような格子欠陥の投影設置面積のサイズを定量化する。欠陥エバリュエータDEは、そのようにして発見される欠陥の平均サイズ又は最大サイズを計算する。サイズは、好ましくは2つの空間次元X及びYの各々についてである。メトリックがメモリに記憶されてもよい。メトリックはアクチュエータACに正しい位相ステップ幅を実装するように命令するように、位相ステップ機構のコントローラCLを制御するために使用され得る。例えば、実施形態では、被覆される位相ステップ幅又は全距離がそのように見出される欠陥の最大サイズ以上に選択される。あるいは、位相ステップ幅又は全被覆距離がそのように見出される欠陥の平均サイズに設定される。X方向の変位もまた、湾曲スキャン経路又は斜めスキャン経路を設定するように調整される。X方向に沿った閉塞を無視することができる場合、検出器評価器DEはこれを確立するために無視できる閾値を使用することができ、Y方向における欠陥のサイズのみが記録され、Y方向に沿った計算されるメトリックに基づいてステップごとに必要な格子周期をカバーするために、Y方向に沿った従来の線形スキャン経路のみが使用され得る。
欠陥エバリュエータDEは、一般的な画像処理システムIPSの一部として実装されてもよい。前述のように、必要なステップ幅の計算は、イメージングシステムISのセットアップ時のワン／オフ動作として行われてもよく、又は格子G0、G1、G2が交換されるときはいつでも繰り返されてもよい。
以下では、様々な位相ステップ法がより詳細に探求される。一般に、本明細書で想定される位相ステップ法は各(又は少なくとも一つ又はそれより多くの)画素が欠陥によって遮蔽されることなく必要な数の測定値を収集することができるように、通常必要な空間領域よりも大きい空間領域にわたってステップ格子Gに関する測定値を「広げる」ように構成される。以前は、位相ステップが格子周期p全体の距離をカバーするためにのみ行われていた。しかしながら、提案される位相ステップ方式では、1つの格子周期pよりも大きい距離がカバーされる。本明細書では2つの異なる概念が想定され、ここで、Gは階段状にされる格子を示し、pは格子パターンのその空間的周期を示す。広く想定される位相ステップ法には、ブロックステッピング法及び分散型ステッピング法が含まれる。
ブロックステップ方式では、グリッドGがX，Y座標システムにおける任意の位置x、y0から始まるグリッドの1周期を覆うように、Y方向に沿って従来の方法でステップされる。次に、別のブロックにおいて、別の従来の位相時間動作が周期pを再度覆うために、一定の時間数、例えば、4時間で実行されるが、このとき、格子Gは別の開始位置x0'＝x0 ＋ Δx、y0'＝y0 ＋Δyである。次いで、これらの2つの位相ステップ運動からの測定結果は、ピクセルごとに十分な非遮蔽測定値を得るためにマージされる。しかしながら、両方の位相ステップ運動が全周期をカバーする必要はないが、これは説明されるように好ましい。そのような位相ステップ業務の3つ以上のブロックが行われてもよい。
このブロックステップアプローチは2つの位相ステップブロックからのそのようなマージを可能にするために、フィッティング動作(以下の図8でより詳細に説明する)において測定値が処理されない限り、追加の線量を引き付けることができる。しかし、2番目以降のブロックの開始点がY方向のM pによってオフセットされ、Mが整数M ＝ 1，2，3である場合、このような処理は必要とされない。今度は2つのブロックからの測定値をマージすることができ、余分な投与量は必要とされない。
分散ステップ方式では、中断なしの単一ステップシーケンスがあり、新しい開始点x 0', y 0'に移動する。分散ステップにおいて、格子Gが変位される位相ステップは、複数のグリッド線にわたって拡散され、Y方向のMp項を個々の位相ステップのいくつか又はそれぞれに追加する。言い換えれば、位相ステップ幅は、所与の位相ステップ運動のためのステップの単一のシーケンスにおいて、いくつかのステップ又は各ステップについてMpだけ拡大される。
スキャン経路は、Xに沿った格子構造STの経路に垂直な方向Yに沿って直線であってもよい。あるいは図4でより詳細に後述するように、スキャン経路は必ずしも方向Yに沿って湾曲しているわけではなく、方向Xに沿って格子構造(格子線)に平行な変位成分を有するように湾曲している。これは、X方向に沿ってかなりの空間的広がりを有する欠陥の場合に、遮蔽されていない測定値を収集することを可能にする。実施形態では、スキャン経路が必ずしも、方向Xに沿った変位を有するように湾曲している必要はない。例えば、スキャン経路は依然として線形であってもよいが、X、Y座標系における線形斜めのスキャン経路など、格子線に対してある角度をなしている。
ここで、分散位相ステップ実施形態の主なアイデアをより詳細に定式化することができる。従来の位相ステッピングでは、測定値はYに沿って異なる位置にある格子Gを用いて行われる。jは0からN―1までの範囲の非負整数である。
Figure 2023527572000009
ここで、yは格子線に垂直な方向である。しかしながら、格子構造STの周期性により、格子Gを
Figure 2023527572000010
のように変位させることも可能である。
整数Mは同じ位相ステップを生成する。一般に、ステップ幅は周期pより大きいが、前記周期pの倍数ではない。
例えば、(2)のように、p(1／N＋M)のステップ幅を、これらの条件を満たすように選択することができる。しかしながら、本明細書におけるステップ幅p(1／N＋M)は単なる例示的なフォーメーションであり、本開示を限定するものではない。
整数Mは、ステップ幅を拡大する。Mが十分に大きく選択される場合、欠陥フットプリントが異なる検出器ピクセル上に投影されることを確実にすることができ、したがって、画像品質に対するその悪影響を低減することができる。一方、不要な大きなステップ幅Mは格子移動のためにより多くの時間を必要とし、追加の格子領域を必要とし得るので、Mを可能な限り小さく保つことが好ましい。したがって、欠陥が多数の隣接する物理的なステップ位置に対して同じピクセルを遮蔽する場合であっても、位相回復が十分にロバストであるように、拡大される位相ステップ(((2)の項
Figure 2023527572000011
によって定義される)を選択することが望ましい。例えば、8つの位相ステップが取られる場合、Fj＝4,7,2,5,8,3,6,1で、
Figure 2023527572000012
のシーケンスが実現され得る。
これにより、格子構造の周期性を利用して、Mによって拡大される位相ステップ幅によるモジュロp測定収集を使用する。Mの値は、より詳細に検討されるように、格子欠陥の予測されるサイズに依存して選択され得る。このシーケンスの特定の利点は例えば、任意の5つの後続のステップがGの欠陥によって破損される場合、残りの3つは、pの完全な格子周期の範囲、又は角度に関して、まだかなり良好にカバーすることである。上記の例示的なシーケンスFjでは全周期にわたる良好な拡散が約135°の増分で達成され、これは120°での等距離サンプリングの良好な近似である。
より良好な均一サンプリングを達成するために、黄金比
Figure 2023527572000013
が本明細書において有用に用いることができる。具体的には、(3)の位相ステップ幅を(φ＋M)pだけ拡大してもよい。これは、位相2π([j(φ+M)p]mod p)、及びj ＝ 1，2...のほぼ均一なサンプリングをもたらし得る。任意選択で、位相ステップの数j ＝0，2，…N―1は項(φ＋M)pによって引き起こされる拡大されるステップ幅を有する等距離サンプリングのさらに良好な近似を達成するために、Nフィボナッチ数として構成され得る。
図5を参照すると、方向Zに沿った投影図において、上述の位相ステップ法を実施するように構成される適切な位相スキャン機構PSMの様々な実施形態の概略ブロック図が示されている。位相スキャン機構PSMによって実装されるスキャン経路は、線形又は湾曲の何れかである。
最初に、線形スキャン経路を実装するための実施形態を参照すると、一実施形態による位相スキャン機構を示す図5Aが参照される。スキャンされる格子Gは内枠F内に適切に配置され、内枠Fは外枠F'内に取り付けられる。フレームF、F'の各々は、X方向及びY方向の両方への独立した動きを共に可能にするそれぞれのスライド機構SM、SM'に結合される。例えば、低摩擦コーティングによって摺動を容易化するレール又はスロット機構を使用することができる。それに加えて、又はその代わりに、フレーム、及びそれと共に格子Gの摺動運動は、ローラなどのボールベアリング機構によって機械的に容易にされる。X方向及びY方向のそれぞれの動きを担うそれぞれのアクチュエータAC1、AC2が配置される。アクチュエータAC1、AC2のモータ軸は、作動力がそれぞれX方向及びY方向に平行に作用するように配置されている。図5Aの実施形態におけるアクチュエータAC1、AC2は同時に動作することができ、したがって、両方向X、Yに対して角度をなす有効な直線運動を重ね合わせることによって引き起こすことができる。したがって、直線運動は両方向X、Yに対してある角度でもたらされて、例えば、格子Gの斜めのスキャン経路を実現することができる。Y方向の変位は位相ステップを容易にし、一方、X方向の変位は、上述のようにピクセルオクルージョンを回避することができる。代替的に、しかしあまり好ましくないが、本明細書ではアクチュエータAC1、AC2は欠陥領域DRによるピクセルオクルージョンを回避するために、X方向の動きによって中断されるY方向の繰返し位相ステップ運動を用いて、順番に起動され得る。実施形態ではX方向のサイズ
Figure 2023527572000014
を有する欠陥DRが無視され得る場合、Xに沿った変位を伴わないYに沿った位相ステップ運動で十分であり得る。次いで、位相ステップ機構PSMにおいて単一のアクチュエータAC1を使用することができる。
図5Bは、単一のアクチュエータACが使用され得る、異なる実施形態を示す。この実施形態ではアクチュエータによって引き起こされるスキャン経路は線形であり、X及びY方向に対して45°であり、単一のアクチュエータAC1のモータ軸は前記角度45°に配置される。なお、図5(a)のように、格子Gは、摺動機構SMにコーナーが摺動可能に支持されるフレームFに配置されていても部分が図5(a)のように、スロット機構を用いても部分。図5Aのように、滑らかな動きを促進するために、低摩擦コーティング又はローラー又は他の機械的促進が使用されてもよい。
図5Cは、グリッドG上の各点が曲線上を進むようにスキャン経路が湾曲している、本明細書で好ましいさらなる実施形態を示す。好ましくは、曲線は円弧であり、スキャン経路は前記円弧上で45°であり、回転中心点はグリッドGが円形スキャン経路を掃引するとき、X及びY向きに沿って平行なグリッドGの配向を維持するように、グリッドGの外側に位置する。すなわち、格子Gのエッジe1乃至e4はX及びY方向に平行なままであり、一方、格子上の各点は、それ自体の円弧を掃引する。図5Cは、弧状スキャン経路上の異なる時間t1、t2における格子Gを示す。
図5の実施形態では、スキャン経路がY方向に平行ではなく、ある角度である場合、いくつかの又は各ステップについて、方向Yに沿った変位成分がpよりも大きいことが好ましい。コンポーネントYに沿った位相ステップ幅は周期pよりも大きいが、前記周期pの倍数ではないp(1／N＋M)として上記のように書くことができる。Xに沿った変位成分は、好ましくは閉塞を回避するのに十分な大きさである。
図6は、一実施形態による図5Cの実施形態のより詳細な図である。格子Gは図6に小さな円として概略的に示されるように、4つのサスペンションポイントSP1乃至SP4のような、いくつかのサスペンションポイントSP1乃至SP4においてフレームFに懸架される。図6によって与えられる図は、投影方向Zに沿っている。
有利には、湾曲スキャン経路が以下により詳細に説明されるように、この実施形態では単一のアクチュエータACを用いて実施することができる。サスペンションポイントのうちの1つ、例えばサスペンションポイントSP1は前記単一のアクチュエータACにおいてエッジe1にあり、一方、他のサスペンションポイントSP2乃至4はグリッドGのいくつか又は全ての他の側面e2乃至e4に配置され、分散される。図示の実施形態ではサスペンションポイントSP2乃至4がグリッドの隣接するエッジe2、e3に配置されるが、これは必ずしも、サスペンションポイントが対向するエッジにある全ての実施形態においてそう必要はない。3つの追加のサスペンション点SP2乃至SP4が示されており、1つのエッジe3に1つ、他方のエッジe2に2つが示されているが、これは必ずしも必要ではなく、グリッドの同じ又は異なるエッジe2乃至e4にある2つのサスペンション点のみが、実施形態では十分である。好ましくは、より良く弓形格子運動を促進するために、少なくとも2つのサスペンションポイントは隣接する側面にあり、一側面e4を大きく残す。原則として2つのサスペンションポイントだけで十分であるが、一方のSP1はアクチュエータACにあり、他方のSP2はアクチュエータが位置するエッジe1とは反対側の、又は隣接する他方のエッジe2乃至e4の一方にあり、これは不安定なサスペンションにつながる可能性が高く、本明細書ではあまり好ましくない。アクチュエータのモータ軸はX方向に移動可能であり、フレームFの縁部e1に適切に結合される。結合は、アクチュエータが方向Xに沿って引っ張るときに作動力がフレームに及ぼされ得るように剛性である。引っ張り力は、図6の正のX方向の右側にある。
好ましくは、アクチュエータAC以外のサスペンションポイントSP2乃至SP4におけるサスペンションがそれぞれの屈曲ベアリングFB2乃至FB4によって実施される。1つのそのようなたわみ軸受FB2は、図7により詳細に示されている。図7は方向Zに垂直な平面における屈曲ベアリングFB2の断面図を示す。他の屈曲ベアリングFB3、FB4は好ましくは同様の構造を有する。屈曲ベアリングFB2は、格子G及びフレームFにそれぞれ対向する関係で配置される2つのクランプCP1、CP2を含む。各クランプCP1, CP2は、一対の顎部JP11, JP12及びJP21, JP22をそれぞれ含む。一対の第1のジョー部分JP11、JP21はそれぞれ、グレーティングG及びフレームFに結合される。結合は接着、ボルト留め、又は他の方法であってもよい。格子G自体は好ましくはガラスなどの十分な剛性を有するキャリア基板(図示せず)上に取り付けられ、格子は前記キャリア基板を介してそれぞれのジョー部分に結合される。
たわみ軸受FB2は、ばね金属又は他の適切な可撓性材料のブレードなどのたわみ要素FEをさらに含む。たわみ要素FEは、2つの薄い領域TP1、2を有することによって、3つのセグメントSE1、SE2、SE3に構造化される。薄膜化される領域TP1、TP2は図7に示されるように、屈曲要素の両側に形成される対向する溝などの切り抜きによって配置されてもよい。外側セグメントS1、S3は、クランプ部分CP1、CP2にクランプされる。外側セグメントS1、S3は、それぞれの一対のジョーJP11、JP12、JP21、JP22によってしっかりと保持される。2つの外側セグメントS1、S3の各々は、接着又はボルト止め又は他の適切な固定によって、それぞれの一対のジョーJP11、JP12、JP21、JP22と係合して保持される。中心セグメントS2は、2つのクランプ部CP、CP2の間に延在する間隙を橋絡する。図7に示すような板バネ又はブレードの代わりに、屈曲要素FEにピン屈曲部が使用されてもよい。類似屈曲要素FE'は、格子GをサスペンションポイントSP1においてアクチュエータACに結合するために使用される。
好ましくは図7に示されるように、サスペンションポイントSP2乃至SP4におけるそれぞれの屈曲要素FEの各々はX、Y座標系において45°に保持される。動作中、すなわち、格子の位相ステップ中、図6に示されるアクチュエータACは方向Xに沿って横方向の力、例えば、引っ張り力を及ぼす。この横方向の引っ張り力は、クランプCP1、CP2によって、断面図7の平面内に垂直に延在する軸の周りで、屈曲要素FEの薄くされる部分TP1及びTP2におけるローカル屈曲に変換される。この軸はたわみ要素の薄くされる部分TP2のうちの1つを通過し、その周りでたわみ要素が旋回する旋回点PPを生じさせる。上記は、それぞれが(ベアリングFB3、4のために図示されていない)旋回点PPを有する屈曲ベアリングFB2乃至FB4のそれぞれに適用される。したがって、単一のアクチュエータACの動作は、各軸受FB2乃至FB4における3つの旋回点PPの周りの同時ピボット運動を引き起こす。その結果、格子G全体は図7のX，Y座標系に示されるように、仮想基準円内で45°において図5Cのように円形スキャン経路に沿って移動し、一方、それぞれのエッジe1乃至e4は、X及びY方向に沿って平行なままである。PPの周りでの旋回の結果として、他の薄くされる部分TP1の周りでの屈曲要素の屈曲もあり、屈曲要素はしたがって、細長い形状に変形され、中心セグメントS2は好ましくは屈曲しないほど十分に剛性である。アクチュエータAC動作時に曲げを受けるのは、アクチュエータACにおけるサスペンションSP1における屈曲要素FEでもある。
フレームFは、撮像装置内に取り付けられ、格子Gが3つの旋回点によって可能にされるように円弧を掃引する間、静止したままである。例えば、格子Gがアナライザ格子G2である場合、フレームFは検出器DTに取り付けられ、一方、Gがソース格子G0である場合、フレームはソースXSに取り付けられる。図7の装置のように、45°の円運動を誘導することは、同じ大きさでX及びY方向の変位成分を生じさせ、それによって、Yに沿った均一な位相ステップ及びXに沿った、位相ステップ方向Yに垂直な変位をもたらし、ピクセルによる遮蔽を回避する。格子周期pにわたる十分な数の非遮蔽測定値(好ましくは少なくとも3つ)を、好ましくは各画素によって収集することができるようにするために、屈曲要素FEの長さ(したがって、仮想円の直径)及びアクチュエータACによるXに沿った変位は、上述のように調整される必要がある。特に、変位値M及び欠陥のサイズは、先験的な知識を通して、又は欠陥評価器DEを使用することによって、考慮される必要がある。格子によって掃引される円弧の角度は約10°であるが、これもまた、その遮蔽効果を排除するか、又は少なくとも低減することを望む欠陥のサイズに依存する。
要するに、図示のように配置される3つの(又は実施形態では2つの)屈曲軸受FB2乃至4は円形スキャン経路上の格子Gを有するフレームの純粋な並進運動(特に、回転はない)を可能にする。ベアリングFB2乃至4の屈曲要素FEは、好ましくはそれらのクランプによって、それぞれのX、Y座標系において45°などの所望の角度で、互いに平行に保持される。
図5C， 図6及び図7の構成は、図1に示されるように撮像軸Zが水平である場合に特に有利であり、その場合、重力を使用してアクチュエータACのモータ軸を安定させて、不必要な機械的遊びを低減することができる。
上記の全てにおいて、図中の斜めのスキャン経路を有する実施形態を含む。5A、B、本明細書では45°に厳密に従う必要はなく、この目標角度付けの両側への許容は本明細書で想定される。言い換えれば、好適な角度付けの実施形態において、約35°乃至55°の範囲が好ましくは、本明細書で想定される。
円弧状スキャン経路は、図5Aの実施形態によって、X及びY方向の漸増変位をそれに応じて調整して、円弧状経路の良好な階段状近似を引き起こすことによって、実施されてもよいことに留意される。しかしながら、この実施形態では2つのアクチュエータACが必要とされ得るが、図5C、6の実施形態では図7の新しいサスペンション機構のおかげで、単一のそのようなアクチュエータACのみが必要とされる。コストを削減できる。
ここで、位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のためのプロセスのステップS810乃至S860を示す図8のフローチャートを参照する。
ステップS830において、検出器ピクセル当たりの一連の強度測定値を取得するために、X線撮像装置による取得動作中にスキャン経路に沿ってDAX／Φ撮像ファシリテータ装置IFDを変位させることによって、位相ステップ運動が実行される。この位相ステップ運動は本明細書では撮像されるべき物体が位相ステップ中に検査領域内に存在するとき、「物体スキャン」と呼ばれることもある。変位は、本明細書では位相ステップと呼ばれる離散ステップで撮像ファシリテータ装置IFDに与えられる。撮像ファシリテータ装置IFDは、X線撮像装置のX線源によって生成されるX線の平均エネルギーに依存する適切な周期性を有する格子を含んでもよい。撮像設備構造は、位相ステップ中にX線に曝露される。あるいは、段階的ステップ動作が段階的ではなく、連続的な変位で与えられる。あるいは、オブジェクトスキャンにおける位相ステップが焦点を移動させることによって、又はコリメータ制御によって行われ、一連のアパーチャを生じさせる。
ステップS840において、測定のシーケンスは、プロセッサを含むコンピューティング装置において受信される。
ステップS850において、位相回復アルゴリズムなどの画像生成アルゴリズムが位相コントラスト及び／又は暗視野画像を取得するために、コンピューティング装置によって測定値に適用される。アルゴリズムは、各画素位置について、フィット動作において、信号モデルをピクセルごとの測定値の一部又は全部にフィットすることを含む。信号モデルは、基準データを含む。基準データは、位相ステップに依存する。言い換えれば、フィッティング動作において、位相ステップに対する基準データの関数依存性が存在する。
次に、ステップS860において、暗視野及び／又は位相画像が、表示又は他の処理又は記憶のために提供される。
好ましくはステップS830の位相ステップ運動における位相ステップ幅、又は格子が変位する総距離は撮像ファシリテータ装置IFDのサブ構造のそれぞれの周期性よりも大きいか、又はその倍数よりも大きい。
好ましくは、ステップS830における位相ステップ運動が湾曲した経路、例えば円弧に沿っている。あるいは、スキャン経路は線形である。経路は、撮像ファシリテータ装置IFDの長手方向周期的サブ構造の経路に対して90°以外の角度であってもよい。下部構造は格子構造、例えば、格子の一連の長手方向ラメラ又はトレンチを含むことができる。
好ましくは、ステップS830において、スキャン経路は位相ステップ運動だけでなく、位相ステップ手順中に検出器ピクセル位置が常に遮られないように格子を同時に移動させることを可能にするように、X方法及びY方法の両方に変位成分を含むようになっている。好ましくはそれによって、各画素が十分な数の異なる測定値(好ましくは少なくとも3つ、より良い4つ以上の非遮蔽測定値)を記録できること、又は少なくともそのような非遮蔽画素の数を増やすことができることが保証される。十分な数の非遮蔽測定値がそのように収集されることを確実にすることは、ステップS850における画像生成のロバスト性を高め、画像アーチファクトを低減する。
任意選択で、本方法は、位相ステップのための適切なステップ幅、したがって、位相ステップ運動中にカバーされる距離が決定される初期ステップS820を含むことができる。実施形態では、このステップが可視性マップを取得するステップと、可視性マップを評価して、可視性マップに記録される格子欠陥の投影設置面積について、X及び／又はY方向の平均又は最大サイズを確立するステップとを含む。この評価に基づいて、位相ステップ幅が設定される。評価は、強度値閾値化に基づいてもよい。所与の強度未満の単一測定値は、格子欠陥のフットプリントの一部であると見なされる。位相ステップ幅はステップ幅、ひいては、所望のステップ数のための撮像ファシリテータ装置の全変位をもたらすように、アクチュエータのコントローラのプログラムにおいて設定されてもよい。
さらなる選択肢として、本方法は、オブジェクトスキャンにおける撮像中に位相ステップS830の前に実行される、さらなる位相ステップ運動S810を含む。このさらなる位相ステップは、撮像対象が撮像装置の検査領域に存在することなく実行されるので、本明細書では「ブランクスキャン」と呼ぶことができる。ブランクスキャンで収集される測定値については、基準データを得るために位相回復(以下の式(5)を参照される)が実行される。基準データは、位相ステップjに応じて記録される。例えば、ピクセル当たりの強度測定値は、それぞれの位相ステップjによってインデックス付けされてもよい。スキャン経路は好ましくはステップS830で使用されるものと同じであり、ステップ幅は、遮蔽されるピクセルを除去するように調整される。あるいは、Y方向に沿った(長手方向のサブ構造に垂直)標準的な位相ステップが使用される。
任意選択的に、格子欠陥遮蔽の影響を受ける画素測定値は、破棄されてもよい。あるいは、そのように影響を受けた測定値が参照データに保持される。任意選択的に、影響を受ける測定値は、非閉塞測定値に対してダウンウェイトされる。グレーティング欠陥による閉塞があるか否かはステップ幅決定ステップS820と同様に、強度閾値処理により判定することができる。任意選択で、ステップS820で使用される可視性マップは、ブランクスキャン取得ステップS810で取得される基準データから取得されてもよい。
ここで画像生成ステップS850をさらに詳しく参照すると、各画素／幾何学的光線iについての位相曲線(位相ステップjにわたる計測Mj )は例えば、Pfeiffer et al Hard X ray dark field imaging using a grating interferometer" (Nature Materials 7, pp 134乃至137(2008))に公開されている、格子干渉計を用いた正弦波信号モデルにフィッティングすることによって、それぞれ分析することができる。好ましくは3チャネル正弦波モデルに含まれる少なくとも3つのフィッティングパラメータTi,Di,Φiが存在する。3つのフィッティングパラメータがそれぞれ、3つの寄与位相コントラスト、暗視野信号、及び減衰を表す。正弦波モデルは特にDAX及び／又はΦ画像を計算するために、位相曲線に画像生成器IGENによってフィッティングされ、減衰(「透過」とも呼ばれる)画像であるが、これは本明細書ではあまり関心がない。3つのコントラスト効果を正確に考慮するために、見かけ上余分な送信画像の計算が必要とされる場合があり、そうでなければ、DAX及び／又はΦチャネルにおいて不正確な寄与が生じる。
最適化手順を使用して、測定される一連の投影をモデルに適合させる。このプロシージャはコスト関数として理解でき、フィッティング操作は最適化問題として定式化できる。勾配降下、共役勾配、Newton Raphson、確率的勾配、最尤法、他の統計的手法などの任意の適切な最適化スキームも想定される。ニューラルネットワーク又は他の機械学習技法などの非分析方法も使用され得る。
位相回復アルゴリズムの基礎をなす最適化問題は、実施形態において、
Figure 2023527572000015
のように定式化され得る。
具体的には、最適化におけるタスクがフィッティングパラメータ(T, D, φ)を調整することによってコスト関数Δを改善することである。この場合、パラメータはコスト関数Δによって返される値(「コスト」)が減少するように、最適化において調整される。考慮したいコントラストメカニズムの数に応じて、3つを超えるチャネルを信号モデルに使用することができる。
本明細書で想定される位相ステップ計画により、基準データの基準値は、位相ステップjに依存する。したがって、「従来の」位相ステップS810は、各画素iについて実行され得、基準値Aij,Vij,φij又は各画像ピクセルi及び位相ステップjをもたらす。次に、(オブジェクトOBを検査領域に有する)オブジェクトスキャンのための位相回復S850が、コスト関数Δiの画素ごとの最小化によって行われる。
さらに詳細には、参照データは基準値Aij,Vij,φijを含む。(4)と同様に、基準値は、ブランクスキャンで収集されるデータと同様の信号モデルフィッティングプロシージャによっても得られる。より具体的には、ステップ位置jごとに、検査範囲内の対象物のない別の一連のN'個の測定値Bijkが収集される。基準値は、各画素i及び各所望の分散位相ステップ場所jについて、以下のコスト
Figure 2023527572000016
を最小化することによって得られる。
式(4)、(5)において、wijk、wij 項は、相関係数などの任意の重み係数である。
ブランクスキャンにおけるリファレンスデータの収集のために、格子Gが(x0，y)、次いで(x0'，y0')などから始まる上述のブロックステップ法が使用されてもよい。
オブジェクトスキャンのために分散位相ステップ法が使用されるとき、ブロックステップ法で使用される2つ(又はそれ以上)の開始位置(x0，y0)、(x0'，y0')についてのみ参照データが収集される必要があるブロックステップ法とは対照的に、より多くの参照データが、分散ステップ点の各々についてブランクスキャンで取得される必要があり得る。
上述のように、G0は最小サイズを有し、したがって、ステップするのがより容易であるので、ステップ状であってもよい。しかしながら、サイズが大きく、G2がより小さいサイズのいくつかの格子M1乃至4タイルから組み立てられるため、G2は、G0よりも多くの欠陥に悩まされる。したがって、提案されるアプローチをG2のステップと組み合わせることが望ましい。
本明細書で提案される位相ステップ方式を使用してステップされる各格子G0乃至G2について、基準データのそれぞれのセットは、(5)によるブランクスキャン及び位相回復における位相ステップを用いて取得される必要があることが理解されるのであろう。格子G0乃至G2の各々について図5乃至7で上述したようなそれぞれの位相ステップ機構を有することは本質的に全ての格子欠陥を補償することを可能にし得るが、結果として生じる大量の基準データを管理することは特定アプリケーションにとって望ましくない場合がある。したがって、実施形態では、モジュールから組み立てられる大きい格子G2など、最も多くの欠陥を含むことが予測され得る格子のみを位相ステップすることが好ましい場合がある。任意の単一の1つ、任意の2つ、又は前述のように、3つすべての格子は、提案される位相ステップ法でステップ化され得る。
回折格子Gのうちの少なくとも1つを移動させるための図5乃至図7において上述される機械的位相ステッピング機構PSMの代わりに、又はそれに加えて、焦点スポットFSが、回折格子Gのうちの少なくとも1つに対してスキャン経路をもたらすように移動させることができる。これは電子ビームの静電偏向などの上述の実施形態のうちの任意の1つを使用することによって達成することができる。可動焦点を有する実施形態では、上述の全てが適用され、投影倍率は測定値が正しい、すなわち、周期pよりも大きい、又はpの倍数よりも大きい有効位相ステップ幅で、検出器DTにおいて収集され得るように考慮される。好ましくは、焦点FS動きを介する位相ステップがステップS810において、特にソース格子G0のための基準データを収集するときに行われてもよい。
画像処理システムIPSの構成要素、特に画像生成アルゴリズムIGEN及びアクチュエータコントローラCLは、一つ又はそれより多くのソフトウェアモジュールとして実装され、イメージャXIに関連付けられるワークステーションなどの一つ又はそれより多くの汎用処理ユニットPU上で、又はイメージャのグループに関連付けられるサーバコンピュータ上で実行され得る。
代替的に、画像処理システムIPS又はコントローラCLの一部又は全部の構成要素は適切にプログラムされるマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサなどのハードウェア、例えば、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)として、又は撮像装置ISに統合されるハードワイヤードICチップ、特定用途向け集積回路(ASIC)として配置されてもよい。さらに別の実施形態では、画像処理システムが部分的にソフトウェアで、及び部分的にハードウェアで実施することができる。
画像処理システムの異なる成分は、単一のデータ処理ユニットPU上に実装され得る。代替的に、いくつか又は複数の構成要素が異なる処理ユニットPU上に実装され、場合によっては、分散アーキテクチャ内に遠隔に配置され、クラウドセットアップ又はクライアントサーバセットアップなどの適切な通信ネットワーク内で接続可能である。
本明細書で説明する一つ又はそれより多くの特徴は、コンピュータ可読媒体内に符号化される回路として、又は回路を用いて、及び／又はそれらの組合せとして構成又は実装され得る。回路は、ディスクリート及び／又は集積回路、システムオンチップ(SOC)、及びそれらの組み合わせ、マシン、コンピュータシステム、プロセッサ及びメモリ、コンピュータプログラムを含み得る。
本発明の別の例示的な実施形態では、前述の実施形態のうちの1つによる方法の方法ステップを適切なシステム上で実行するように適合されることを特徴とする、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
したがって、コンピュータプログラム要素は、本発明の実施形態の一部であってもよいコンピュータユニットに記憶されてもよい。この計算ユニットは、上述の方法のステップの実行を実行又は誘発するように適合され得る。さらに、それは、上述の装置の構成要素を動作させるように適合され得る。計算ユニットは自動的に動作するように、及び／又はユーザの順序を実行するように適合され得る。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードされ得る。したがって、データプロセッサは、本発明の方法を実行するように装備されてもよい。
本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、アップデートの手段によって既存のプログラムを本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムの両方を包含する。
さらに、コンピュータプログラム要素は、上述のプロシージャの例示的な実施形態の手順を満たすために必要なすべてのステップを提供することができる。
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、CDROMなどのコンピュータ可読媒体が提示され、コンピュータ可読媒体はその上に記憶されるコンピュータプログラム要素を有し、そのコンピュータプログラム要素は、前のセクションによって説明される。
コンピュータプログラムは他のハードウェアと共に、又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体(特に、ただし必ずしもそう必要はないが、非一時的媒体)上に記憶及び／又は配布され得るが、インターネット又は他の有線もしくはワイヤレス電気通信システムを介してなど、他の形態で配布されてもよい。一時的記憶媒体もまた、実施形態において想定される。
しかしながら、コンピュータプログラムはまた、ワールドワイドウェブのようなネットワークを介して提示されてもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされてもよい。本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ダウンロードのためにコンピュータプログラム要素を利用可能にするための媒体が提供され、このコンピュータプログラム要素は、本発明の前述の実施形態のうちの1つによる方法を実行するように構成される。
本発明の実施形態は、異なる主題を参照して説明されることに留意される。特に、いくつかの実施形態は方法タイプの請求項を参照して説明され、他の実施形態は装置タイプの請求項を参照して説明される。しかしながら、当業者は別段の通知がない限り、1つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関連する特徴間の任意の組み合わせも、本出願で開示されると考えられることを、上記の説明から収集するのであろう。しかしながら、全ての特徴を組み合わせて、特徴の単純な合計以上の相乗効果を提供することができる。
本発明は図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されているが、そのような図示及び説明は例証的又は例示的かつ限定的であると見なされるべきである。本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示される実施形態の他の変形は図面、開示、及び従属請求項の研究から、請求される発明を実施する際に当業者によって理解され、実行され得る。
請求項において、単語「有する(comprising)」は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に列挙されるいくつかの項目の機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。特許請求の範囲における任意の参照符号はそれらの数字、英数字、又は1つもしくは複数の文字の組み合わせ、又は前述の何れかの組み合わせであり、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (19)

  1. 空間的周期を有する周期構造を有する位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のための少なくとも1つの装置を含むイメージングシステムであって、前記少なくとも1つの装置と前記イメージングシステムのX線源の焦点との間の相対的位相ステップ運動を容易化するように構成される位相ステップ機構を更に含み、前記相対的位相ステップ運動が前記空間的周期よりも長い距離をカバーする、イメージングシステム。
  2. 前記距離は前記周期の倍数ではないか、前記距離は前記イメージングシステムの検出器の画素サイズの少なくとも2倍であるか、又は前記距離は前記周期構造内の欠陥領域のサイズに基づく、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記位相ステップ機構は、少なくとも1つの幅を有する一つ又はそれより多くのステップにおいて前記位相ステップ運動を与えるように構成され、前記少なくとも1つの幅は前記周期より大きい、請求項１乃至２の何れか一項に記載のシステム。
  4. 前記ステップ幅は、前記周期構造内の欠陥領域のサイズに基づく、請求項１乃至３の何れか一項に記載のシステム。
  5. 前記装置は、前記装置内に一つ又はそれより多くのギャップを生じさせるサブモジュールから組み立てられ、前記欠陥領域は前記一つ又はそれより多くのギャップを含む、請求項4に記載のシステム。
  6. 前記位相ステップ機構は、前記装置が懸架されるフレームと、前記位相ステップ運動を引き起こすように構成されるアクチュエータとを含み、好ましくは、単一のそのようなアクチュエータがある、請求項１乃至５の何れか一項に記載のシステム。
  7. 前記空間的周期は第1の方向に沿っており、前記位相ステップ運動は、前記第1の方向に対して角度をなす第2の方向に沿う変位成分と、前記第1の方向に沿う変位成分とを有する、請求項１乃至６の何れか一項に記載のシステム。
  8. 前記位相ステップ運動は曲線に沿っている、請求項6乃至7の何れか一項に記載のシステム。
  9. 前記装置は、それぞれの屈曲ベアリングによって少なくとも2つのサスペンションポイントにおいて前記フレーム内に懸架され、好ましくは、前記屈曲ベアリングのうちの少なくとも1つは、前記第1の方向に対して40乃至50°に角度付けられる屈曲要素を有する、請求項6乃至8の何れか一項に記載のシステム。
  10. 前記装置は干渉回折格子である、請求項１乃至９の何れか一項に記載のシステム。
  11. 第1の方向に沿う空間的周期を備える周期構造を有する装置のためのサスペンションシステムであって、前記装置は、位相コントラスト及び／又は暗視野撮像を容易化するための装置であり、前記システムは、前記装置が少なくとも2つのサスペンションポイントに懸架されるフレームを含み、アクチュエータが、前記第1の方向に沿う変位及び前記第1の方向に対して角度をなす第2の方向に沿う変位を備える前記装置に位相ステップ運動を伝える、サスペンションシステム。
  12. 前記装置は、前記角度で屈曲要素を有する少なくとも1つの屈曲ベアリングによって、前記少なくとも2つのサスペンションポイントにおいて前記フレーム内に懸架される、請求項11に記載のサスペンションシステム。
  13. 位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のための画像処理方法であって、
    空間的周期を備える周期構造を有する装置に伝えられる位相ステップ運動において取得される測定値を受信するステップであって、前記装置が変位される総距離又は前記位相ステップ運動における前記位相ステップ幅は、前記空間的周期の倍数より大きい、ステップと、
    前記測定値の少なくとも一部に信号モデルをフィッティングするステップであって、前記モデルは基準データを含み、前記基準データは前記位相ステップに依存する、ステップと
    を有する、方法。
  14. 所与のステップについて以前に取得される前記基準データは、前記装置、又は他のそのような装置に関する一連の以前の位相ステップにおいて収集されるデータに基づく、請求項13に記載の方法。
  15. 周期的装置内の欠陥によって影響を受ける前記測定値のサブセットを廃棄するステップを有する、請求項13又は14に記載の方法。
  16. 位相コントラスト及び／又は暗視野撮像をサポートする方法であって、投影画像に基づいて、周期構造を有する位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のための装置の欠陥領域のサイズを決定するステップと、X又はY方向において前記装置の周期より大きい前記決定されるサイズに基づいて、位相ステップ運動において前記装置によってカバーされるべき距離を調整するステップとを有する、方法。
  17. アクチュエータ又は焦点の位置を制御して、前記焦点と、空間的周期を備える周期構造を有する位相コントラスト及び／又は暗視野撮像を容易化するための装置との間の相対運動を生じさせる方法であって、前記運動が前記空間的周期より長い距離をカバーする、方法。
  18. 少なくとも1つの処理ユニットによって実行されるとき、前記処理ユニットに、請求項13乃至17の何れか一項に記載の方法を実行させるように適合されるコンピュータプログラム要素。
  19. 請求項18に記載のプログラム要素を記憶しているコンピュータ可読媒体。
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