【手続補正書】
【提出日】平成24年12月6日(2012.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルから定量的なＸ線画像を取得し、また前記サンプルから吸収と位相の両方の情報を抽出する、逆投影のためのイメージング装置であって、
ａ）Ｘ線源により発生させられるＸ線ビームと、
ｂ）ビームスプリッタ格子（Ｇ１）及びアナライザ格子（Ｇ２）と、但しここで、前記ビームスプリッタ格子の線と前記アナライザ格子の線は互いに平行であり、前記ビームスプリッタ格子は直線格子であり、前記アナライザ格子はＸ線吸収率の高い直線吸収格子であり、検査すべきサンプルを前記Ｘ線源と前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）との間又は前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）と前記アナライザ格子（Ｇ２）との間に配置する機構が設けられており、
ｃ）複数のピクセルを有する空間変調された検出感度を有する位置敏感検出器（ＰＳＤ）と、
ｄ）前記検出器の画像を記録する手段と、但しここで、一連のＭ画像は前記サンプルを又は前記サンプルに対して前記格子（Ｇ１，Ｇ２）と前記Ｘ線源とを０からπ又は２πまで連続的又は段階的に回転させることによって収集され、０≦Φ≦πの角度で撮られた各画像は、π≦Φ＋π≦２πの角度で撮られた対応する逆投影像を含んでおり、総数Ｍ/２の鏡像ペアが生じ、
ｅ）位相ステッピングを要さずに、下記の式
【数１】
2012516739.tif 000001
に従って、吸収画像Ｍと屈折角θr画像を前記鏡像ペアからピクセルごとに計算する手段とを有しており、
上記式において、Ｉは前記位置敏感検出器（ＰＳＤ）により記録される輝度であり、μは線形吸収係数であり、ｘgは入射ビームと格子の線との両方に対して垂直な方向に沿った、位相格子とアナライザ格子との間の相対変位を表しており、θrは屈折角であり、Ｄは位相格子とアナライザ格子との間の距離であり、Ｓ（ｘg/Ｄ）はシフト曲線であり、（ｘr，ｙr，ｚr）はＸ線ビームに割り当てられた基準フレームの座標であり、（ｘ，ｙ，ｚ）はサンプルに割り当てられた座標であることを特徴とする逆投影のためのイメージング装置。
【請求項２】
前記位置敏感検出器（ＰＳＤ）により記録される輝度Ｉは、
【数２】
2012516739.tif 000002
と表される、
請求項１記載のイメージング装置。
【請求項３】
Ｘ線吸収コントラストの高い１次元格子構造を有するアナライザ格子（Ｇ２）が前記位置敏感検出器（ＰＳＤ）の前に配置されており、前記アナライザ格子（Ｇ２）の線は前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）の線と平行である、
請求項１又は２記載のイメージング装置。
【請求項４】
Ｘ線吸収コントラストの高い１次元格子構造を有するアナライザ格子が前記検出器（ＰＳＤ）の前に配置されており、前記アナライザ格子（Ｇ２）の周期は前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）の自己結像の周期と同じであり、前記アナライザ格子（Ｇ２）の線は前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）の線と平行である、
請求項１から３のいずれか１項記載のイメージング装置。
【請求項５】
前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）と前記アナライザ格子（Ｇ２）との間の距離（Ｄ）は、下記の式で与えられる奇数フラクショナルタルボット距離となるように選ばれており、
【数３】
2012516739.tif 000003
ここで、ｎ＝１，３，５....であり、
【数４】
2012516739.tif 000004
ここで、ｌ＝１，２，３....であり、Ｄnは平行なＸ線ビームを用いた場合の奇数フラクショナルタルボット距離であり、Ｄn,sphはＸ線ファンビーム又はＸ線コーンビームを用いた場合の奇数フラクショナルタルボット距離であり、Ｌは前記Ｘ線源と前記位相格子との間の距離である、
請求項１から４のいずれか１項記載のイメージング装置。
【請求項６】
前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）は、Ｘ線吸収率は低いが、Ｘ線位相シフト（Φ）の大きな直線位相格子であり、前記Ｘ線位相シフトは
【数５】
2012516739.tif 000005
又は
【数６】
2012516739.tif 000006
であり、ここで、ｌ＝１，２，３....である、
請求項１から５のいずれか１項記載のイメージング装置。
【請求項７】
前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）は、Ｘ線吸収率の低い直線位相格子である場合には、シリコン、ポリマーの中へ形成される、
請求項１から６のいずれか１項記載のイメージング装置。
【請求項８】
前記アナライザ格子（Ｇ２）は、前記検出器（ＰＳＤ）の前に配置されているか、又は前記１次元格子構造が前記検出器に組み込まれており、前記検出器のピクセルは前記格子の周期の大きさの２乃至１０倍であり、ピクセル内のセンサ付き半直線はＸ線を感知し、センサ無し半直線はＸ線を通過させる、
請求項１から７のいずれか１項記載のイメージング装置。
【請求項９】
前記Ｘ線源と前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）との間にコリメータが配置されており、該コリメータはＸ線の照明する空間的範囲をファンビームに制限し、直線アレイ検出器が使用され、前記サンプルを機器の残りの部分に対して回転させる機構が設けられており、回転軸はファンの開き角に対して垂直であり、前記機構は同時に、前記回転軸に平行な方向に沿って前記サンプルを機器の残りの部分に対して並進させる、
請求項１から８のいずれか１項記載のイメージング装置。
【請求項１０】
前記Ｘ線画像は硬Ｘ線画像である、請求項１から９のいずれか１項記載のイメージング装置。
【請求項１１】
サンプルから定量的なＸ線画像を取得し、また前記サンプルから吸収と位相の両方の情報を抽出する、逆投影のためのイメージング装置の作動方法であって、
ａ）Ｘ線源を用意するステップと、
ｂ）ビームスプリッタ格子（Ｇ１）とアナライザ格子（Ｇ２）を用意するステップと、但しここで、前記ビームスプリッタ格子の線と前記アナライザ格子の線は互いに平行であり、前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）は直線格子であって、Ｘ線吸収率の高い直線吸収格子であるか又はＸ線吸収率の低い位相格子であり、前記アナライザ格子（Ｇ２）はＸ線吸収率の高い直線吸収格子であり、
ｃ）複数のピクセルを有する空間変調された検出感度を有する位置敏感検出器（ＰＳＤ）を用意するステップと、
ｄ）前記イメージング装置をシフト曲線Ｓ（ｘg/Ｄ）の直線領域の中央に置くために、プローブに対して前記格子の少なくとも一方を、例えばＧ１及びＧ２を、入射ビームと格子線の方向との両方に対して実質的に垂直な方向（ｘg）に位置決めするステップと、
ｅ）検査すべきサンプルを前記Ｘ線源と前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）との間又は前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）と前記アナライザ格子（Ｇ２）との間に置いて、前記Ｘ線源のショットを前記サンプルに当て、前記検出器（ＰＳＤ）の画像を記録するステップと、
ｆ）前記検出器の画像を記録するステップ、但しここで、一連のＭ画像は前記サンプルを又は前記サンプルに対して前記格子（Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２）と前記Ｘ線源とを０からπ又は２πまで連続的又は段階的に回転させることによって収集され、０≦Φ≦πの角度で撮られた各画像は、π≦Φ＋π≦２πの角度で撮られた対応する逆投影像を含んでおり、総数Ｍ/２の鏡像ペアが生じ、
ｇ）位相ステッピングを要さずに、下記の式
【数７】
2012516739.tif 000007
に従って、吸収画像Ｍと屈折角θr画像を前記鏡像ペアからピクセルごとに計算する手段とを有しており、
上記式において、Ｉは前記位置敏感検出器（ＰＳＤ）により記録される輝度であり、μは線形吸収係数であり、ｘgは入射ビームと格子の線との両方に対して垂直な方向に沿った、位相格子とアナライザ格子との間の相対変位を表しており、θrは屈折角であり、Ｄは位相格子とアナライザ格子との間の距離であり、Ｓ（ｘg/Ｄ）はシフト曲線であり、（ｘr，ｙr，ｚr）はＸ線ビームに割り当てられた基準フレームの座標であり、（ｘ，ｙ，ｚ）はサンプルに割り当てられた座標であることを特徴とする逆投影のための方法。
【請求項１２】
前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）がＸ線吸率の低い直線位相格子である場合には、格子線の厚さは大きなＸ線位相シフト（Φ）を有し、前記Ｘ線位相シフトは
【数８】
2012516739.tif 000008
又は
【数９】
2012516739.tif 000009
であり、ここで、ｌ＝１，２，３....である、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）は、Ｘ線吸収率の低い直線位相格子である場合には、シリコン、ポリマーの中へ形成される、請求項１１又は１２記載の方法。
【請求項１４】
Ｘ線吸収コントラストの高い１次元格子構造を有するアナライザ格子（Ｇ２）が前記検出器（ＰＳＤ）の前に配置されており、前記アナライザ格子の周期は前記位相格子の自己結像の周期と同じであり、前記アナライザ格子の線は前記位相格子の線と平行であり、該格子構造は散乱線除去グリッドとして機能するか、又は散乱線除去グリッドが変調マスクとして使用される、請求項１１から１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記ビームスプリッタと前記アナライザとの間の距離を、下記の式で与えられる奇数フラクショナルタルボット距離となるように選ぶ、
【数１０】
2012516739.tif 000010
ここで、ｎ＝１，３，５....であり、
【数１１】
2012516739.tif 000011
ここで、ｌ＝１，２，３....であり、Ｄnは平行なＸ線ビームを用いた場合の奇数フラクショナルタルボット距離であり、Ｄn,sphはＸ線ファンビーム又はＸ線コーンビームを用いた場合の奇数フラクショナルタルボット距離であり、ＬはＸ線源と位相格子との間の距離である、請求項１１から１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記Ｘ線源と前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）との間に配置されたコリメータによって、Ｘ線の照明する空間的範囲をファンビームに制限し、直線アレイ検出器を使用し、前記サンプルを機器の残りの部分に対して回転させると同時に前記回転軸に平行な方向に沿って前記サンプルを機器の残りの部分に対して並進させる機構を設け、ただし、回転軸はファンの開き角に対して垂直とする、請求項１１から１５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
前記Ｘ線源と前記ビームスプリッタ格子（Ｇ１）との間に配置されたコリメータによって、Ｘ線の照明する空間的範囲をコーンビームに制限し、ピクセルアレイ検出器を使用し、前記サンプルをファンの開き角に対して垂直に機器の残りの部分に対して回転させる機構を設ける、請求項１１から１６のいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記アナライザ格子（Ｇ２）は、前記検出器（ＰＳＤ）の前に配置されているか、又は前記１次元格子構造が前記検出器に組み込まれており、前記検出器のピクセルは前記格子の周期の大きさの２乃至１０倍であり、ピクセル内のセンサ付き半直線はＸ線を感知し、センサ無し半直線はＸ線を通過させる、
請求項１１から１７のいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
前記Ｘ線画像は硬Ｘ線画像である、請求項１１から１８のいずれか１項記載の方法。