JP6839645B2 - コンピュータトモグラフィ - Google Patents
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Description
X線源内において、X線ビームを生成するステップと、
第1方向に線形に延在するX線の線状焦点(a line focus)を形成するステップと、
X線ビームを線状焦点からマスク内の機械的スリットを通過させるステップであって、機械的スリットは線状焦点に実質的に垂直なスリット方向に延在する、ステップと、
X線ビームを、機械的スリットを通過した後に、測定されるべき対象物を通過させるステップと、
二次元検出器上のX線ビームを画像化するステップと、
を含む方法が提供される。
従って、入力X線が線状焦点に由来するか、又は線状焦点になるような構成を用いて試料に対してCTを行うことにより、拡張的なセットアップと線状焦点の調整を必要とすることなく、同じ装置を用いて迅速にX線回折を行うことが可能となる。
さらに、点焦点の代わりに線状焦点を使用することにより、本発明の実施形態は、妥当なパワーで改善された解像度を提供できる。著しく小さなスポットサイズは良好な解像度を達成できるが、しかしながら、著しく低い強度と、従って著しく長い測定時間とを犠牲にする。
複数の位置のそれぞれに対する二次元検出器上のそれぞれの画像を捕捉するステップと、それぞれの二次元画像から対象物の三次元表現を算出するステップと、
を含むことができる。
L. Feldkamp,L. Davis, and J. Kress,”Practical cone-beam algorithm,”Journal of the Optical Society of America,vol. 1, no. 6,pp. 612-619,Jun. 1984
S=(dmo/dso)(dsd/dmd)
で与えられ、
dmoは、マスクと対象物との間の距離であり、
dsoは、線状線源(line source)と対象物との間の距離であり、
dsdは、線状線源と検出器との間の距離であり、
dmdは、マスクと検出器の間の距離である。
X線ビームを生成するためのX線源と、
第1方向に線状焦点を生成するX線源、又は第1方向に線形に延在するX線の線状焦点を形成する、X線管の後のX線光学部品と、
マスク内の機械的スリットを介して測定されるべき試料を保持する試料ステージであって、機械的スリットは線状焦点に実質的に垂直なスリット方向に延在する、試料ステージと、試料ステージ上の試料を通過した前記X線源からのX線を検出し、二次元画像を生成するための二次元検出器と、
を備え、
線状焦点に実質的に垂直なスリット方向に延在する機械的スリットを画定するマスクによって、特徴づけられ、
マスクは、線状焦点と試料ステージとの間に取り付けられており、線状焦点からのX線を、スリットを介し、その後、試料ステージ上の試料を介して二次元検出器へと進め(onwards)方向付ける。
コンピュータシステムは、試料ステージを回転させて対象物を複数の位置に順次回転させるために、複数の位置のそれぞれに対する二次元検出器上のそれぞれの画像を捕捉するために、かつそれぞれの二次元画像から対象物の三次元表現を計算するために、調整されている。
特定の実施形態では、コンピュータシステムは、試料の回転を制御するために使用される1つのコンピュータと、三次元表現を計算するために使用される第2のコンピュータとを含む。
dmoは、マスクと対象物との間の距離であり、
dsoは、線状線源(line source)と対象物との間の距離であり、
dsdは、線状線源と検出器との間の距離であり、dmdは、マスクと検出器の間の距離である、
Sは、
S=(dmo/dso)(dsd/dmd)
によって、与えられる。
Claims (14)
- コンピュータトモグラフィ測定を実行する方法であって、
X線源内においてX線ビームを生成するステップと、
第1方向に線形に延在するX線の線状焦点を形成するステップであって、前記線状焦点は前記第1方向に垂直な方向における幅を有し、有効な前記線状焦点の前記幅は前記線状焦点の長さの2%未満である、ステップと、
前記X線ビームを前記線状焦点からマスク内の機械的スリットを通過させるステップであって、前記機械的スリットは前記線状焦点に実質的に垂直なスリット方向に延在する、ステップと、
前記X線ビームを、前記機械的スリットを通過した後に、測定されるべき対象物を通過させるステップと、
二次元検出器上のX線ビームを画像化するステップと、
を含む、方法。 - 前記対象物を複数の位置に順次回転させるステップと、
各前記複数の位置に対する前記二次元検出器上のそれぞれの画像を捕捉するステップと、
それぞれの二次元画像から前記対象物の三次元表現を算出するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記対象物の三次元表現を算出するステップは、
捕捉された前記二次元画像にコーンビーム・コンピュータトモグラフィ・アルゴリズムを実行するステップであって、前記第1方向に垂直な方向に対して前記第1方向に平行な方向にスケーリング係数Sでスケーリングされた各捕捉画像を用いて、実行するステップ、
を含む、請求項2に記載の方法。 - Sは、
S=(dmo/dso)(dsd/dmd)
で与えられ、
dmoは、前記マスクと前記対象物との間の距離であり、
dsoは、線状の前記線源と前記対象物との間の距離であり、
dsdは、線状の前記線源と前記二次元検出器との間の距離であり、
dmdは、前記マスクと前記二次元検出器の間の距離である、
請求項3に記載の方法。 - 前記X線源は、24〜47の範囲の原子番号を有する金属元素のターゲットを使用し、600〜3000Wの出力を有する、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記X線源内においてX線ビームを生成するステップは、アノードを照射して、前記アノード上の焦点ラインからX線のラインを生成する、ステップであって、前記X線は焦点を形成し、前記線状焦点のサイズは前記焦点ラインの有効サイズである、ステップを含む、
請求項1乃至5いずれか1項に記載の方法。 - コンピュータトモグラフィ測定装置であって、
第1方向に線形に延在する線状焦点を生成するためのX線の線源であって、前記線状焦点は前記第1方向に垂直な方向における幅を有し、有効な前記線状焦点の前記幅は前記線状焦点の長さの2%未満である、線源と、
測定されるべき試料を保持するための試料ステージと、
前記試料ステージ上の試料を通過した前記線源からのX線を検出し、二次元画像を生成するための二次元検出器と、
を有し、
前記線状焦点に実質的に垂直なスリット方向に延在する機械的スリットを画定するマスクであって、前記マスクは前記線状焦点と前記試料ステージとの間に取り付けられている、マスクと、
X線を、前記線状焦点から前記機械的スリットを介し、その後前記試料ステージ上の試料を介して進め、前記二次元画像を形成するための前記二次元検出器へと方向づける、前記試料ステージと、
によって、特徴づけられる、コンピュータトモグラフィ測定装置。 - 前記試料ステージは、回転軸周りに回転可能であり、
前記コンピュータトモグラフィ測定装置は、前記試料の前記回転を制御するために前記試料ステージに接続され前記二次元画像を処理するために前記二次元検出器に接続されたコンピュータシステム、
をさらに有し、
前記コンピュータシステムは、
前記試料ステージを回転させて対象物を複数の位置に順次回転させ、
各前記複数の位置に対する二次元検出器上のそれぞれの画像を捕捉し、かつ、
それぞれの二次元画像から前記対象物の三次元表現を算出するために、
調整されている、請求項7記載のコンピュータトモグラフィ測定装置。 - 前記コンピュータシステムは、
捕捉された二次元画像にコーンビーム・コンピュータトモグラフィ・アルゴリズムを実行することにより、前記対象物の三次元表現を算出するために、調整されており、
各捕捉された画像は、スケーリング係数Sによって、前記第1方向に垂直な方向に対して第1方向に平行な方向にスケーリングされた、請求項8記載のコンピュータトモグラフィ測定装置。 - Sは、
S=(dmo/dso)(dsd/dmd)
で与えられ、
dmoは、前記マスクと前記対象物との間の距離であり、
dsoは、線状の前記線源と前記対象物との間の距離であり、
dsdは、線状の前記線源と前記二次元検出器との間の距離であり、
dmdは、前記マスクと前記二次元検出器の間の距離である、
請求項9に記載のコンピュータトモグラフィ測定装置。 - 前記X線の線源は、クロムから銀の範囲の金属元素のターゲットを備える、
請求項7乃至10いずれか1項に記載のコンピュータトモグラフィ測定装置。 - 前記X線の線源は、アノードにおいて焦点ラインを生成するように構成されており、前記線状焦点のサイズは前記焦点ラインの有効サイズである、
請求項7乃至11いずれか1項に記載のコンピュータトモグラフィ測定装置。 - コンピュータトモグラフィ測定装置を制御するための、データ担体に記録されたコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータトモグラフィ測定装置は、
第1方向に線形に延在する線状焦点を生成するためのX線源であって、前記線状焦点は前記第1方向に垂直な方向における幅を有し、有効な前記線状焦点の前記幅は前記線状焦点の長さの2%未満である、X線源と、
測定されるべき試料を保持するための、回転軸について回転可能な試料ステージと、
前記試料ステージ上の試料を通過した前記X線源からのX線を検出し、二次元画像を生成するための二次元検出器と、
前記線状焦点に実質的に垂直なスリット方向に延在する機械的スリットを画定するマスクであって、前記マスクは前記線状焦点と前記試料ステージとの間に取り付けられており、前記試料ステージは、X線を、前記線状焦点から前記機械的スリットを介し、その後前記試料ステージ上の試料を介して進め、前記二次元画像を形成するための前記二次元検出器へ方向づける、マスクと、
を備え、
前記コンピュータプログラムは、
前記試料ステージを回転させて対象物を複数の位置に順次回転させ、
各前記複数の位置に対する二次元検出器上のそれぞれの画像を捕捉し、かつ、
それぞれの二次元画像から前記対象物の三次元画像表現を算出するために、
前記コンピュータトモグラフィ測定装置を制御するように調整されている、コンピュータプログラム。 - 前記X線の線源は、アノードにおいて焦点ラインを生成するように構成されており、前記線状焦点のサイズは前記焦点ラインの有効サイズである、
請求項13記載のコンピュータプログラム。
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