JP6788521B2 - X線撮像装置 - Google Patents
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Description
(1)試料を光路から待避した状態で、位相シフト量がそれぞれ異なるn枚(n≧3)の干渉像を取得し、X線の位相と干渉像の画素値との関係を求める。
(2)試料を光路上に設置し、1枚の干渉像を得る。
(3)1枚の干渉像から各画素における位相シフトを算出することにより、定量的な位相シフトの空間分布像(位相マップ)を得る。
照波の位相差p及び干渉ビームの複素コヒーレンス度γは求められている。
(1)試料ホルダー4で固定された試料17を試料位置決め機構5により光路から待避させる。
(2)試料を光路から待避した状態で、位相シフタ6を用いた縞走査法によりX線の位相と干渉像の画素値との関係を求める。
(3)試料位置決め機構5により試料17を光路に設置する。
(4)1枚の干渉像を撮像する。
(1)試料ホルダー4で固定された試料17を試料位置決め機構5により光路に設置する。
(2)X線シャッター18を開く。
(3)位相シフタ6を用いた縞走査法によりX線の位相と干渉像の画素値との関係を求める。
(4)X線シャッター18を閉じる。
(5)パルスレーザー19より出射したレーザー光20を試料17に照射する。
(6)レーザー照射より予め設定した時間dt1経過後に、X線シャッター18を開く。
(7)干渉像を撮像する。
(8)X線シャッター18を閉じる
(9)干渉像を取得できる露光時間に達するまで(5)から(8)を繰り返して(例えば、数百回以上)撮像した複数の干渉像群を加算して時間dt1における1枚の平均干渉像を取得する。
(10)時間dt1=時間dt1+Δt1に変更し、(5)から(9)を繰り返す。
(1)試料ホルダー4で固定された試料17を試料位置決め機構5により光路に設置する。
(2)位相シフタ6を用いた縞走査法によりX線の位相と干渉像の画素値との関係を求める。
(3)パルスレーザー19より出射したレーザー光20を試料17に照射する。
(4)レーザー照射より予め設定した時間dt2経過後に、パルスX線を照射し、高速X線カメラ8で干渉像を撮像する。
(5)干渉像を取得できる露光時間に達するまで(3)から(4)を繰り返して(例えば、数百回以上)撮像した複数の干渉像群を加算して時間dt2における1枚の平均干渉像を取得する。
(6)時間dt2=時間dt2+Δt2に変更し、(3)から(5)を繰り返す。
(1)試料ホルダー61で固定された試料72を試料位置決め機構62により光路から待避させる。
(2)試料を光路から待避した状態で、吸収格子65を用いた縞走査法によりX線の位相と干渉像の画素値との関係を求める。
(3)試料位置決め機構62により試料72を光路に設置する。
(4)1枚の干渉モアレ像を撮像する。
(1)正常品を運搬用コンベア82に設置し、照射位置まで搬送する。
(2)吸収格子65を用いた縞走査法により、正常品の場合のX線の位相と干渉像の画素値との関係を求める。
(3)正常品を取り除いた後に、製品(試料)の検査工程を開始する。
(4)各製品(試料)を運搬用コンベア82で順次運搬して干渉モアレ像を撮像する。
(1)各投影角度で取得した位相微分像をそれぞれ積分した後にサイノグラムを作り、従来のフィルタードバックプロジェクションを行う方法
(2)位相微分像のままサイノグラムを作り、ランプ関数をコンボリューションした後にフィルタードバックプロジェクションを行う方法
のいずれかを用いて像の再構成を行う。前者の場合は、投影像の段階で位相シフトを確認できるという利点があり、後者の場合は比較的雑音に強いという特徴がある。
Claims (16)
- X線が試料を透過することによって生じるX線の位相シフト及び吸収を干渉像として出力する干渉計と、
前記干渉計の出力する干渉像を検出するX線画像検出器と、
制御装置と、
前記X線画像検出器により検出された干渉像の画素値から前記試料によるX線の位相シフトを算出する処理部とを有し、
前記制御装置は、前記試料をX線の光路から退避した状態で位相シフト量をそれぞれ異ならせて3枚以上の第1干渉像を検出し、前記試料をX線の光路上に設置した状態で1枚の第2干渉像を検出し、
前記処理部は、前記3枚以上の第1干渉像から、干渉像の各画素の位置における、前記試料をX線の光路から退避した状態での干渉像を形成する2本の干渉ビームの強度、位相差及び複素コヒーレンス度を求め、前記試料に吸収されることによるX線の強度の変化と位相シフトとの関係式に基づき、前記第2干渉像の画素値から干渉像の各画素の位置における前記試料によるX線の位相シフトを算出するX線撮像装置。 - 請求項1において、
前記処理部は、前記3枚以上の第1干渉像から、干渉像の各画素の位置における、前記試料をX線の光路から退避した状態での干渉像を形成する前記2本の干渉ビームの干渉振幅及び吸収を算出し、算出した干渉振幅及び吸収から前記2本の干渉ビームの強度及び複素コヒーレンス度を算出するX線撮像装置。 - 請求項2において、
前記干渉計は、
X線を第1干渉ビームと第2干渉ビームとに分割する第1結晶板と、
前記第1干渉ビーム及び前記第2干渉ビームをX線回折により反射する第2結晶板と、
前記第2結晶板から反射された前記第1干渉ビームと前記第2干渉ビームとを結合し第3干渉ビームを出力する第3結晶板と、
位相シフタと、
前記位相シフタを前記第1干渉ビームの光路上に位置決めする位相シフタ位置決め機構と、
前記試料を保持する試料ホルダーと、
前記試料ホルダーを前記第1干渉ビームの光路上に位置決めする試料位置決め機構とを有し、
前記干渉計が出力する干渉像の画素値は、前記第3結晶板から出力される前記第3干渉ビームの強度であるX線撮像装置。 - 請求項2において、
前記干渉計は、
前記試料を保持する試料ホルダーと、
前記試料を透過したX線が照射される位相格子と、
前記位相格子を透過したX線が照射され、干渉モアレ像を形成する吸収格子とを有し、
前記干渉計が出力する干渉像の画素値は、前記干渉モアレ像のシフト量であるX線撮像装置。 - 請求項4〜5のいずれか一項において、
前記試料ホルダーは回転ステージを有し、
前記処理部は、前記試料をX線に対して回転させながら異なる投影角度で撮像した投影像から前記試料によるX線の位相シフトに基づく前記試料の断面像を求めるX線撮像装置。 - 試料に外部刺激を与える刺激発生機構と、
X線が前記試料を透過することによって生じるX線の位相シフト及び吸収を干渉像として出力する干渉計と、
前記干渉計の出力する干渉像を検出するX線画像検出器と、
制御装置と、
前記X線画像検出器により検出された干渉像の画素値から前記試料によるX線の位相シフトを算出する処理部とを有し、
前記制御装置は、前記試料をX線の光路上に設置した状態で位相シフト量をそれぞれ異ならせて3枚以上の第1干渉像を検出し、前記試料をX線の光路上に設置し、かつ前記刺激発生機構により前記試料に外部刺激を与えた状態で1枚の第2干渉像を検出し、
前記処理部は、前記3枚以上の第1干渉像から、干渉像の各画素の位置における、前記試料をX線の光路上に設置した状態での干渉像を形成する2本の干渉ビームの強度、位相差及び複素コヒーレンス度を求め、前記試料に吸収されることによるX線の強度の変化と位相シフトとの関係式に基づき、前記第2干渉像の画素値から、干渉像の各画素の位置における前記刺激発生機構により外部刺激が与えられた前記試料によるX線の位相シフトを算出するX線撮像装置。 - 請求項7において、
X線の前記試料への照射を制御するX線シャッターを有し、
前記制御装置は、前記刺激発生機構が所定の繰り返し周期で前記試料に外部刺激を与え、前記刺激発生機構による外部刺激から所定時間経過後に所定期間、前記X線シャッターを開状態とするよう制御し、
前記X線画像検出器は、前記X線シャッターを開状態とした複数回の期間に露光して得られる干渉像を累積して前記第2干渉像を形成するX線撮像装置。 - 請求項7において、
前記試料にパルスX線を照射し、
前記制御装置は、前記刺激発生機構が所定の繰り返し周期で前記試料に外部刺激を与え、前記刺激発生機構による外部刺激から所定時間経過後にパルスX線を前記試料に照射するよう制御し、
前記X線画像検出器は、複数回のパルスX線照射期間に露光して得られる干渉像を累積して前記第2干渉像を形成するX線撮像装置。 - 請求項9において、
前記干渉計と前記X線画像検出器との間にシャッターを有し、
前記X線画像検出器は、前記複数回のパルスX線照射期間のうち、前記シャッターが開状態とされた期間に露光して得られる干渉像を累積して前記第2干渉像を形成するX線撮像装置。 - 請求項7において、
前記外部刺激がレーザーによる加熱または機械的な圧力であるX線撮像装置。 - 請求項7において、
前記処理部は、前記3枚以上の第1干渉像から、干渉像の各画素の位置における、前記試料をX線の光路上に設置した状態での干渉像を形成する前記2本の干渉ビームの干渉振幅及び吸収を算出し、算出した干渉振幅及び吸収から前記2本の干渉ビームの強度及び複素コヒーレンス度を算出するX線撮像装置。 - 請求項12において、
前記干渉計は、
X線を第1干渉ビームと第2干渉ビームとに分割する第1結晶板と、
前記第1干渉ビーム及び前記第2干渉ビームをX線回折により反射する第2結晶板と、
前記第2結晶板から反射された前記第1干渉ビームと前記第2干渉ビームとを結合し第3干渉ビームを出力する第3結晶板と、
位相シフタと、
前記位相シフタを前記第1干渉ビームの光路上に位置決めする位相シフタ位置決め機構と、
前記試料を保持する試料ホルダーと、
前記試料ホルダーを前記第1干渉ビームの光路上に位置決めする試料位置決め機構とを有し、
前記干渉計が出力する干渉像の画素値は、前記第3結晶板から出力される前記第3干渉ビームの強度であるX線撮像装置。 - 請求項12において、
前記干渉計は、
前記試料を保持する試料ホルダーと、
前記試料を透過したX線が照射される位相格子と、
前記位相格子を透過したX線が照射され、干渉モアレ像を形成する吸収格子とを有し、
前記干渉計が出力する干渉像の画素値は、前記干渉モアレ像のシフト量であるX線撮像装置。 - 請求項14〜15のいずれか一項において、
前記試料ホルダーは回転ステージを有し、
前記処理部は、前記試料をX線に対して回転させながら異なる投影角度で撮像した投影像から前記試料によるX線の位相シフトに基づく前記試料の断面像を求めるX線撮像装置。
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