(57)【要約】【課題】  Ｘ線開設にも適したコンピューテッドトモグラフィのための装置を提供する。【解決手段】  コンピューテッドトモグラフィ測定は、線状焦点８を使用し、Ｘ線ビームを線状焦点から垂直スリット２２を通り、その後試料を通って、二次元検出器上へ通過させる。コンピュータトモグラフィ画像を形成するために、それぞれが回転軸１４周りに異なる量だけ回転する試料に関する、複数の画像が取得される。【選択図】図２
2018105865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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６記載のコンピュータトモグラフィ測定装置。
【請求項８】
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７記載のコンピュータトモグラフィ測定装置。
【請求項９】
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８に記載のコンピュータトモグラフィ測定装置。
【請求項１０】
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６乃至９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。
【請求項１１】
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製品であって、
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製品は、
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製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来のＸ線回折測定も実行する装置内でコンピュータトモグラフィを実行するための方法、及び、対応する方法及びソフトウェアに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）は、複数の入力画像から計算された三次元画像を構築する技術である。この技術は、医学において、広く使われている。しかしながら、医学的なコンピュータトモグラフィのために用いられる装置のコストは、非常に高い。この技術は工業用途においても用いられるが、装置の高いコストはその使用を制限する。
【０００３】
従って、コンピュータトモグラフィ画像を生成することができ、Ｘ線回折又はＸ線蛍光などのＸ線を必要とする可能性のある他の作業を実行できる装置、及びそのような装置を使用する方法には有用性があり得る。このようにして、工業的又は研究的セッティングにおけるあらゆる場合に必要とされるＸ線装置は、付加的なトモグラフィにも使用され得る。装置全体を完全に再較正する必要なしに、装置をコンピュータトモグラフィのセットアップと他のアプリケーションのセットアップとの間で切り替えられるようにするという利点もある。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の第１態様によれば、コンピュータトモグラフィ測定を実施する方法であって、
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（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。
【０００５】
線状焦点の使用は、特にＸ線回折測定のための従来のものである。
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。
【０００６】
さらに、コンピュータトモグラフィのための特別な集束光学系は必要とされない。
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。
【０００７】
方法は、対象物を複数の位置に対して順次回転させるステップを特に含むことができ、
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。
【０００８】
本発明者らは、コンピュータトモグラフィのための計算を実行するための従来のアルゴリズムは、ここで提案された幾何学的配置に対処するために、利用できないことを認識した。
【０００９】
原則としては、これらの画像を捕捉して計算を実行することはできる。しかしながら、一般に、コンピュータトモグラフィのための計算は非常に複雑であり、合理的な時間内に合理的な出力を得ることを可能にするために最適化された様々な在来のアルゴリズムのうちの１つを用いるのが好ましい。
【００１０】
本発明者らは、本明細書で提案されたジオメトリ（geometry）の場合、そのような従来のアルゴリズムの１つを使用できるようにデータを処理することが可能であることを認識した。特に、従来のＣＴアルゴリズムは、点線源から対象物を通過して捕捉された複数の画像から三次元画像を計算し、その結果の画像を二次元検出器に記録するために存在する。このようなＣＴプロセスはコーンビームＣＴとして知られている。しかしながら、そのような点線源は、ここで記載されている方法には含まれない。従って、計算は、単に従来のコーンビームＣＴアルゴリズムを用いて実施されることができない。
【００１１】
そのようなアルゴリズムの一例は、以下の論文に記載されている。
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
【００１２】
従って、捕捉されたデータを従来のコーンビームコンピュータトモグラフィ法を使用して処理できるデータに変換するために、二次元画像がスケーリングされ得る。特に、方法は、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ステップであって、各捕捉された画像は、対象物の三次元表現を計算するために、スケーリング係数Ｓによって、第１方向に垂直な方向に対して（relative  to）第１方向に平行な方向にスケーリングされている。
【００１３】
Ｓは、
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。
【００１４】
このスケーリングを、実施できる。
【００１５】
別の態様において、本発明は、コンピュータトモグラフィ測定装置に関し、
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。
【００１６】
試料ステージは回転軸周りに回転可能でもよく、装置はさらに、試料の回転を制御するために試料ステージに接続され、二次元画像を処理するために二次元検出器に接続されたコンピュータシステム、を有することができ、
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。
【００１７】
本明細書での「コンピュータシステム」への言及は、単一のプロセッサを有する単一のコンピュータ又は一緒に接続されたコンピュータのネットワークを指すことができることに留意されたい。
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。
【００１８】
回転軸は、線源から検出器までの軸に対して実質的に垂直であってもよい。
【００１９】
さらに別の態様では、本発明は、データ担体に記録されたコンピュータプログラム製品に関し、コンピュータプログラム製品は、本明細書に記載されたＸ線装置のコンピュータシステム上で実行されたときに、Ｘ線装置に上述の方法を実施させるように調整されている。
【００２０】
コンピュータプログラム製品は、それぞれのコンピュータ上で実行される別個の部分で提供されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の実施態様を図面を参照して説明する。
【図１】ＸＲＤ測定を実施するＸ線装置を示す図である。
【図２】ＣＴ測定を実施するための図１の装置の適合を示す図である。
【図３】図２の構成を斜視図で示す図である。
【図４】本発明によるＣＴ測定及び本発明によらないＣＴ測定の間の比較を示す図である。
【図５】本発明によるＣＴ測定及び本発明によらないＣＴ測定の間の比較を示す図である。
【図６】代替的Ｘ線装置を示す図である。
【００２２】
図は、模式的であり、縮尺どおりではない。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１及び図２を参照すると、Ｘ線装置２は、Ｘ線の線状焦点（line  focus）８を生成するＸ線源４を含む。Ｘ線は全て焦点ライン（focal  line）を通過するか、焦点ラインから生成される。焦点ラインは、第１方向に延在し、第１方向に垂直な方向の幅は、線状焦点の長さの２％未満である。
【００２４】
線状焦点の有効サイズは、Ｘ線ラインの実際の幅よりも小さくなり得ることに留意されたい。実施例で使用したＸ線管の焦点ラインは、アノードで１２ｍｍ×０．４ｍｍの寸法を有するが、線状焦点モードに調整されたときに、これは約６°の角度で使用され、試料によって、見られる有効焦点寸法を約１０分の１に減少させる。管が線状焦点モードで使用されているとき、有効なフォーカスサイズは１２ｍｍ×０．０４ｍｍで、点焦点モードにすると、管の焦点は効果的に１．２ｍｍ×０．４ｍｍになります。
【００２５】
当業者は、わずかに異なる寸法、例えば８ｍｍ×０．４ｍｍ、１０ｍｍ×１ｍｍ又は１２ｍｍ×２ｍｍを有する他の管が利用可能であり、これらは、典型的には４０〜５００、典型的には６０〜３００の範囲の、有効長さ：幅の比を生成することを認識するであろう。
【００２６】
光学モジュール６が追加的に設けられている。これは、例えば、反射ブラッグ・ブレンターノ回折ジオメトリ（reflection  Bragg-Brentano  diffraction  geometry）における試料上の照明領域を画定する発散スリットモジュール、及び、任意で追加されるソーラースリット及びマスクであり得る。透過型ジオメトリの場合、図１に示すように、非常に薄いスリットを使用できる。
【００２７】
コンピュータトモグラフィを実施するために、図２に図示するように、光学部品６は、試料及び検出器を照射するのに十分な大きさの発散スリットモジュールを使用し得る。これの主な機能は、散乱を低減し、高いバックグラウンドを引き起こす可能性のある、機器内の他の部品から照射されるＸ線を防止することである。従って、この部品は、ＣＴと他の測定との間で機器を切り替えるときに、取り外される必要はない。
【００２８】
しかしながら、ソーラースリットのような光学系６内に存在する他の成分は、一般的に除去される必要がある。
【００２９】
試料１２を保持できる試料ホルダ１０が設けられている。試料ホルダは、回転軸１４に沿って回転できる。使用される再構成アルゴリズム（以下参照）が通常は非平行な回転軸に対処できるので、回転軸１４が既知である限り、回転軸１４は線状焦点８と平行である必要はない。
【００３０】
二次元の検出器１６、即ち画素１８の二次元アレイを有する検出器が、設けられる。Ｘ線源４、試料ホルダ１０及び検出器１６に接続され、装置２を制御し、データを収集するコントローラ２４が設けられている。コントローラは、プロセッサ２６と、コントローラに、以下に説明するような方法を実行させる、特にコンピュータトモグラフィアルゴリズムを実行させるように構成されたコード２８とを含む。別の方法では、システム制御及びデータ収集は別個のコンピュータ上にある。
【００３１】
図１に示すように、上述した装置は、Ｘ線源４、二次元検出器１６及び試料ホルダ１０がゴニオメータに取り付けられた従来のＸ線回折装置であってもよい。
【００３２】
角度依存性Ｘ線回折を実施するために、試料１２は試料ホルダ上に取り付けられ、結果として得られる回折パターンは二次元検出器を用いて偏向角度（従来２θ）の関数として測定する。検出器は、移動することなく、正確な角度範囲２θを測定できる。
【００３３】
図２及び図３に示すように、同じ装置を用いてコンピュータトモグラフィ測定（ＣＴ測定）を行うこともできる。
【００３４】
これを行うため、マスク２０は、装置内へ線状焦点８と試料ホルダ１０の間に導入される。マスクは、線状焦点の方向に実質的に垂直な方向に延在するスリット２２を有し、両方ともＸ線ビーム方向に対して実質的に垂直に延在する。従って、図２に示すｘ、ｙ、ｚ軸を参照すると、Ｘ線ビームはｚ方向（図２の左右）、線状焦点はｙ方向（図２の上下）、スリットはｘ方向（紙面内へ）に延在する。これは、以下に説明するようなコンピュータトモグラフィ測定のための装置をセットアップする。
【００３５】
図３は、方向をより良く説明するために、線状焦点８に対して実質的に垂直な方向に延びるスリット２２を示す斜視図である。図３は、線状焦点８及びスリット２２から生じ、その後試料１２を通って検出器１６上に到来するＸ線から検出器１６上で生成された画像３０を示す。
【００３６】
「試料（sample）」と「線源（source）」の両方が同じ文字で始まるので、以下では試料と線源との間の混同を避けるために、試料ホルダ１０に保持された試料１２は、対象物（object）と称される。
【００３７】
以下の式では、マスクｍ、対象物ｏと称される試料、及び線源ｓの間の距離は、次のように定義されることに留意されたい：
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、
【００３８】
図２は、縮尺どおりではない。実際には、線状焦点８及びスリット２２は対象物体１２に比較的接近し、二次元検出器１６は対象物から比較的離れている。
【００３９】
使用される正確な距離は、いくつかのパラメータに依存する：線状焦点寸法、マスクサイズ、対象物及び検出器サイズ。対象物が検出器に向かって拡大されるので、検出器の距離に関する第一の実際の限界は、そのサイズである：対象物の画像は、依然として検出器よりも小さくなければならない。高分解能のための最良の位置は、検出器の画素サイズと焦点寸法（線状焦点幅／マスク幅）に依存する。検出器画素がより小さい場合、対象物は検出器のより近づかなければならない。焦点サイズがより小さい場合、拡大効果を達成できるように試料は焦点により近づかなければならない。以下の実施例において、０．０５５ｍｍ×０．０５５ｍｍサイズの検出器ピクセルでは、有効線状焦点幅は０．０４ｍｍであり、マスク２０のスリット幅は０．０５ｍｍ（マスク）であり、良好なサンプル位置は検出器と平均化された焦点位置との間の中心の近傍である。
【００４０】
実際には、線状焦点８とスリット２２は理想的には互いに比較的接近している。（線状焦点に平行又は垂直の）解像度を最適化するために、従来のＣＴスキャナのように、対象物１２及び二次元検出器１６までの距離は、焦点及びマスクの寸法ならびに検出器画素サイズに依存する。
【００４１】
特に、（マスク及び線状焦点の幅が検出器の画素寸法と類似している場合）試料から検出器までの典型的距離は試料とマスクの間の距離の０．３〜３倍の間にある。そして、マスクと線状焦点との間の距離は、典型的に、マスクと試料との間の距離より大きくない。ＣＴ測定を行うために、試料１２が取り付けられ、線状焦点８からのＸ線ビームがＸ線源４により生成される。ビームは、Ｘ線光学系６により調整される。Ｘ線は、その後、スリット２２、試料ホルダ１０に取り付けられた試料１２を通過し、試料の第１画像が二次元検出器上で捕捉される。
【００４２】
その後、サンプル１２は、コントローラ２４によって、軸１４周りに回転され、サンプル１２のさらなる画像が捕捉される。これは、試料の異なる回転で十分な数の画像が捕捉されるまで繰り返される。
【００４３】
その後、コントローラは、異なる回転軸で取り込まれた複数の画像からコンピュータトモグラフィ画像を計算する。
【００４４】
コンピュータトモグラフィの計算は、一般に非常に複雑であり、ここに記載されている配置は、標準アルゴリズムのいずれとも正確に対応していない。
【００４５】
本発明者らは、対象物の三次元形状の計算を実施するために、従来のコンピュータトモグラフィアルゴリズム、特にコーンビーム・コンピュータトモグラフィアルゴリズムを使用して、ジオメトリを考慮して捕捉された画像をスケーリングすることが可能であることを理解した。これにより、そのような計算及びアルゴリズムの複雑さの観点において、非常に望ましい、既製のアルゴリズムを使用することが可能になる。
【００４６】
捕捉された画像をスケーリングするために、各画像は線状焦点に平行な方向、軸方向であるｙ方向に係数Ｓによって、スケーリングされる。
Ｓは、
Ｓ＝（ｄｍｏ／ｄｓｏ）（ｄｓｄ／ｄｍｄ）
によって、与えられる。
【００４７】
画像は、赤道方向、スリット２２の長手方向であるｘ方向にスケーリングされていない。
【００４８】
重要なことは、ｘ方向のスケーリングに対して（relative  to）ｙ方向にスケーリングすることであることは、当業者には理解されるであろう。従って、捕捉された画像を係数Ｓでｙ方向にスケーリングする代わりに、画像は、ｘ方向に係数（１／Ｓ）によって、スケーリングされることができ、ｘ及びｙ方向の間で同じ相対的スケーリングにつながる。
【００４９】
１つの選択肢は、ｙ方向を係数Ｓによって、スケーリングし、ｘ方向をスケーリングしないままにすることである。この場合、線状焦点の位置は、ＣＴ再構成アルゴリズムにおける仮想点焦点位置として使用されてもよい。
【００５０】
他の選択肢は、ｘ方向を係数１／Ｓでスケーリングし、ｙ方向をスケーリングしないままにすることである。この場合、３Ｄ画像内の正しい寸法を得るために、マスク位置は、ＣＴ再構成アルゴリズムにおける仮想点焦点位置として使用される。
【００５１】
実際には、スケーリングはさまざまな方法で実施されることができる点に留意されたい。場合によっては、コンピュータトモグラフィアルゴリズムを実行するために使用されるソフトウェアは、各方向の画素サイズに関する入力を有することができるので、この場合、スケーリングは、１方向において、係数Ｓにより補正された画素サイズを入力することにより行われることができる。例えば、物理的なサイズが５５μｍ×５５μｍの画素を実際に有する場合もあるが、代わりに４０μｍ×５５μｍの画素サイズを入力することによりスケーリングが行われることができる。代替的に、画像は、コンピュータトモグラフィアルゴリズムに画像を入力する前に、別のスケーリングアルゴリズムによって、スケーリングされることができる。別の可能性は、コンピュータトモグラフィアルゴリズムを適用した後に再構成された３Ｄ画像をスケーリングすることであるが、この場合、スケーリングは二次元スケーリングである必要がある。
【００５２】
Ｘ線回折に通常使用されるPANalytical  X’Pert装置を用いて実験を行った。
【００５３】
Ｘ線源の線状焦点は０．０４ｍｍの有効幅を有し、マスクのスリットは０．０４〜０．０５ｍｍの幅を有していた。二次元検出器は、０．０５５ｍｍ×０．０５５ｍｍの画素サイズを有していた。
【００５４】
コーンビームコンピュータトモグラフィは、線状焦点又はスリットを使用することなく、単に、Ｘ線源として１．２ｍｍ×０．４ｍｍの有効サイズを有する点焦点を使用し、対象物を回転させて、比較例として実施された。得られた分解能は、６０〜１００μｍであった。
【００５５】
線状焦点とスリットの組み合わせを使用すると分解能が約４０μｍまで低下した（reduced）。
【００５６】
有効な輝度は、二次元画素検出器全体にわたって変化し、即ち、画像がフラットフィールドではないことが発見された。これを補正するために、試料が存在しないフラットフィールド画像が取得され、フラットフィールド画像内の測定強度の逆数によって、測定強度をスケーリングすることによって、試料が存在する画像わたる明るさを補正するために使用された。
【００５７】
図４は、銅線源を用いたガラスファイバー複合試料の結果を示す。左側の画像は、線状焦点又はスリットを使用せずに取得されたものであり、右側の画像は、線状焦点及びスリットの組み合わせを使用する効果を示すものである。再構成を最適化する時間は、線状焦点及びスリットの組み合わせを使用する方が顕著に速かった。通常の点焦点セットアップはファイバーを解像することしかできず、画像処理はより困難で、時間がかかり、多くの手動最適化作業が必要であった。対照的に、本発明を用いれば、より良い分解能は、付加的な最適化を必要としないことを意味する。必要とされるパワーはより高く（１００−２００Ｗの代わりに６００−１５００Ｗ）であった。しかしながら、そのようなパワーは、Ｘ線回折測定のために使用される従来の線状焦点管セットアップで従来は入手可能であった。
【００５８】
モリブデン線源を用いて、Ｎｅｘｉｕｍ（登録商標）ＭＵＰＳ２０ｍｇのタブレット試料（アストラゼネカ）上の測定を図５に示すように、類似の結果が得られた。ここでも、左側の画像は線状焦点又はスリットを使用しておらず、右側の画像は線状焦点又はスリットを使用し、改善され分解能を示す。
【００５９】
本発明を使用するさらなる利点は、制御された方法で試料を回転させることができる試料ステージが必要とされることの全てであることである（注：各２Ｄ画像について試料回転角が既知でなければならないことを意味する）。そのような試料ステージは、Ｘ線回折に直ちに利用できる。
【００６０】
線状焦点及びスリットを使用した高分解能測定に加えて、線状焦点を使用することにより、装置を、従来のブラッグ・ブレンターノＸＲＤ測定とＣＴ測定の両方に、素早く簡単に使用できる。これは、装置がＣＴ測定とＸＲＤ測定との間で切り替えられるたびに、線源を回転させ又は交換するという、時間のかかる処理が必要ないからである。代わりに、同じ線状焦点を両方に使用できる。
【００６１】
倍率及び分解能は、線状焦点及びスリットから試料までと、試料から検出器までの距離とによって、効果的に選択される。従って、これらの距離を変えることによって、異なる倍率及び分解能を得ることができる。
【００６２】
図１の構成では、線状焦点はＸ線管により提供される。図６に示す別の実施形態では、線状焦点８は、Ｘ線集束光学系６により画定される。同じ方法が適用されるが、この場合、別々のコンポーネントが線状焦点を生成する。Ｘ線集束光学系は、ＣＴ及び従来の測定の両方に対して１回で設定することができ、両方の測定に同じ線状焦点を使用できることに留意されたい。
【図１】
2018105865.tif 000003
【図２】
2018105865.tif 000004
【図３】
2018105865.tif 000005
【図４】
2018105865.tif 000006
【図５】
2018105865.tif 000007
【図６】
2018105865.tif 000008
【外国語明細書】
2018105865000001.pdf