JP5792961B2 - トールボット干渉計及び撮像方法 - Google Patents
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Description
M=(L1+L2)/L1 ・・・(式1)
で表される。
尚、本明細書におけるモアレとは、その周期が無限長か、もしくは無限長に限りなく近い場合も含む。すなわち特許文献1の実施例で示されているような、一枚の撮像画像内では周期が明瞭に現れない場合も本発明は有効である。
1つめの方法は、回折格子と遮蔽格子が光軸に垂直な平面上を、干渉パターンの明部と暗部の配列方向に移動する方法である。この時の回折格子、遮蔽格子、干渉パターンの移動速度を夫々考える。回折格子が速度v1で移動した時、遮蔽格子も速度v1で移動し、干渉パターンは回折格子の移動速度に拡大率Mをかけた速度Mv1で移動する。従って、干渉パターンと遮蔽格子の移動速度の差は
v1・(M−1) ・・・ (式2)
となる。その結果、干渉パターンと遮蔽格子の相対位置の変化、つまり干渉パターンと遮蔽格子の相対移動が生じるためモアレが変化し、縞走査を行うことができる。また、この場合、一回の検出毎の位相格子及び遮蔽格子の移動距離は、検出回数をnとすると、
P2/{(M−1)・n} ・・・ (式3)
となる。
v2・{M−(R+L2)/R} ・・・ (式4)
となり、R≠L1なので干渉パターンと遮蔽格子が相対移動をし、縞走査が成立する。この場合、一回の検出毎の回折格子の移動距離は、検出回数をnとすると、
P2/{(M−(R+L2)/R)・n} ・・・ (式5)
となり、この移動距離はRがL1に近づくにつれて大きくなり、R=L1で発散する。
但し、相対移動中に検出を行うと、検出中の相対移動により検出されるモアレの強度分布がぼける可能性がある。
本実施形態の撮像装置には演算部が接続されている。
実施例1では回折格子と遮蔽格子の相対位置が常に同じになるようにした状態で回折格子と遮蔽格子を光軸と垂直な平面上を移動させて縞走査を行い、この時の回折格子の合計移動量と、得られる被検体の微分位相像をシミュレーションにより計算した。但し、遮蔽格子と干渉パターンの相対位置の移動量が遮蔽格子の1周期分の長さと等しくなる時の回折格子の移動量を、回折格子の合計移動量とする。
実施例1の撮像装置の構成を図4(a)に示した。
本実施例の撮像装置を用い、格子セット810を移動させながらX線を4回検出した。その検出結果の夫々を図5(a)〜(d)に示す。また、この4回の検出結果(図5(a)〜(d))から被検体の位相像を計算したものが図5(e)であり、本実施例の撮像装置を用いて縞走査法による位相回復を行うことで、被検体の位相像を得られることが示された。
実施例2では、実施例1における格子セット810を平行移動ではなく、ある円周上を滑らせるように移動させて縞走査を行い、この時の回折格子の合計移動量を計算した。
実施例2の撮像装置の構成を図4(b)に示した。移動部1030と格子セット810の移動方法以外は実施例1と同じである。
比較例1では特許文献1に従い、回折格子と遮蔽格子を互いに相対的に平行に移動させて縞走査を行い、この時の回折格子の合計移動量を計算した。本比較例では遮蔽格子420を固定し、回折格子320のみを移動部1040によって移動させた。格子セット810がないことと、格子の移動部1040と回折格子の移動方法以外は実施例1と同じであり、本比較例の撮像装置の構成を図6(a)に示した。
比較例2では特許文献2に従い、X線源120を移動部1050によって移動させることで縞走査法を行い、この時のX線源120の合計移動量を計算した。移動部1050と、格子セット810の代わりにX線源120を移動させること以外は実施例1と同じであり、本比較例の撮像装置の構成を図6(b)に示した。図6(b)には被検体へ入射するX線150の入射角度変化によるX線強度分布のずれを説明するためにX線源120が2つ記載されているが、実際の構成ではX線源は1つであり、α1からα2までの距離を何回かに分けて移動する。
P2・(L1/L2) ・・・ (式7)
で表されるため、本比較例では約35.4μmとなる。
210 被検体
310 回折格子
410 遮蔽格子
510 検出器
610 演算部
1010 回折格子及び遮蔽格子の移動部
Claims (11)
- 光源からの発散光を回折することで干渉パターンを形成する回折格子と、
前記干渉パターンの一部を遮蔽する遮蔽格子と、
前記遮蔽格子を経た光を検出する検出器と、
前記回折格子及び前記遮蔽格子を移動させる移動手段と、を備え、
前記移動手段は、前記回折格子と前記遮蔽格子とを、前記回折格子と前記遮蔽格子とが相対移動しないように前記干渉パターンの明部と暗部との配列方向に移動させることで、前記干渉パターンと前記遮蔽格子との相対位置をP2/n移動させ、
前記検出器は、前記干渉パターンと前記遮蔽格子との相対位置のP2/nの移動に対応して、前記光を少なくともn回検出することを特徴とするトールボット干渉計。
但し、P2は前記遮蔽格子の周期を示す。 - 前記移動手段は、前記回折格子が光軸に垂直な方向においてP2/{(M−1)×n}移動するように、前記回折格子と前記遮蔽格子とを移動させることで、前記干渉パターンと前記遮蔽格子との相対位置をP2/n移動させることを特徴とする請求項1に記載のトールボット干渉計。
但し、M=(L1+L2)/L1、L1は前記光源と前記回折格子との距離、L2は前記回折格子と前記遮蔽格子との距離。 - 前記移動手段は、光軸上にあり、且つ、光源の焦点と一致しない点を中心とした円の円周上において、前記回折格子がP2/{(M−(R+L2)/R)×n}移動するように、前記回折格子と前記遮蔽格子とを前記円の円周上において同じ角度移動させることで、前記干渉パターンと前記遮蔽格子との相対位置をP2/n移動させることを特徴とする請求項1に記載のトールボット干渉計。
但し、M=(L1+L2)/L1、L1は前記光源と前記回折格子との距離、L2は前記回折格子と前記遮蔽格子との距離、Rは前記円の中心と前記回折格子との距離。 - 前記円の中心と前記回折格子との距離が前記光源と前記回折格子との距離よりも大きいことを特徴とする請求項3に記載のトールボット干渉計。
- 前記回折格子と前記遮蔽格子が一体的に構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記移動手段は、前記回折格子を移動させる第1の移動手段と、前記遮蔽格子を移動させる第2の移動手段と、を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトールボット干渉計。
- 前記検出器による少なくともn回の検出結果を用いて前記被検体の情報を取得する演算部を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のトールボット干渉計。
- 前記検出器は、前記遮蔽格子を経た光をn回検出することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のトールボット干渉計。
- 前記検出器によるn回の検出結果を用いて前記被検体の情報を取得する演算部を備えることを特徴とする請求項8に記載のトールボット干渉計。
- 前記被検体の情報は被検体の位相像と微分位相像の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項7又は9に記載のトールボット干渉計。
- 光源からの発散光を回折することで干渉パターンを形成する回折格子と、
前記干渉パターンの一部を遮蔽する遮蔽格子と、
前記遮蔽格子を経た光を検出する検出器と、を備えたトールボット干渉計を用いて被検体を撮像する方法であって、
前記回折格子と前記遮蔽格子とが相対移動しないように前記干渉パターンの明部と暗部との配列方向に前記回折格子及び前記遮蔽格子とを移動させることで、前記干渉パターンと前記遮蔽格子の相対位置をP2/n移動させる工程と、
前記干渉パターンと前記遮蔽格子との相対位置のP2/nの移動に対応して、前記検出器が前記光を検出する工程と、を有し、
前記検出器が前記光を検出する工程を少なくともn回行うことを特徴とする撮像方法。
但し、P2は前記遮蔽格子の周期を示す。
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