(57)【要約】  本発明は、Ｘ線位相コントラストシステム５用の検出器装置に関する。検出器装置１は、シンチレータ１１、光学格子１２及び検出器１３を含む。光学格子１２は、シンチレータ１１と検出器１３との間に配置される。シンチレータ１１は、放射Ｘ線２を光学的放射線３に変換する。光学格子１２は、Ｘ線位相コントラストシステム５の位相格子２１に適応されたアナライザ格子であるように構成される。光学格子１２とシンチレータ１１との間の光路には、光学的放射線用の集束要素がない。本発明は更に、上述の検出器装置１を用いてＸ線位相コントラスト撮像を行う方法１００に関する。本発明は、Ｘ線位相コントラスト干渉計システムにおけるＧ２格子としてのＸ線吸収格子の使用を回避する。
2020515839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンチレータと、
光学格子と、
検出器と、
を含み、
前記光学格子は、前記シンチレータと前記検出器との間に配置され、
前記シンチレータは、放射Ｘ線を光学的放射線に変換し、
前記光学格子は、Ｘ線位相コントラストシステムの位相格子に適応されたアナライザ格子であり、
前記光学格子と前記シンチレータとの間の光路には、光学的放射線用の集束要素がない、Ｘ線位相コントラストシステム用の検出器装置。
【請求項２】
前記光学格子は、電子的に調整可能である、請求項１に記載の検出器装置。
【請求項３】
ＬＣＤピクセルアレイが前記光学格子を提供し、
前記ＬＣＤピクセルアレイは、前記光学格子のステッピングを提供する、請求項２に記載の検出器装置。
【請求項４】
光学偏光ユニットを含み、
前記光学偏光ユニットは、前記光学格子と前記シンチレータとの間に配置され、
前記ＬＣＤピクセルアレイは、前記アナライザ格子の偏光を動的に変更するアクティブＬＣＤピクセルアレイである、請求項３に記載の検出器装置。
【請求項５】
放射Ｘ線を放出する放射線源と、
撮像される物体が配置される物体収容空間と、
位相格子と、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の検出器装置と、
を有するＸ線干渉計セットアップを含む、Ｘ線位相コントラスト撮像システム。
【請求項６】
前記光学格子は、前記位相格子に適応するピッチであって、前記光学格子と前記放射線源との間の距離に適応されたピッチを持つ、請求項５に記載のＸ線位相コントラスト撮像システム。
【請求項７】
請求項４に記載の検出器装置、及び、
処理ユニットを含み、
前記処理ユニットは、前記アクティブＬＣＤピクセルアレイを制御する、請求項５又は６に記載のＸ線位相コントラスト撮像システム。
【請求項８】
前記放射線源は、放射Ｘ線を放出する点状放射線源である、請求項５乃至７の何れか一項に記載のＸ線位相コントラスト撮像システム。
【請求項９】
前記放射線源は、放射Ｘ線を放出する大焦点放射線源であり、
前記放射線源と前記物体収容空間との間に、吸収格子を含む、請求項５乃至７の何れか一項に記載のＸ線位相コントラスト撮像システム。
【請求項１０】
ａ）シンチレータを用いて放射Ｘ線を光学的放射線に変換するステップと、
ｂ）サブサンプリングされた光学的放射線パターンが生成されるように、光学格子を用いて前記光学的放射線をサブサンプリングするステップと、
ｃ）検出器を用いて前記サブサンプリングされた光学的放射線パターンを検出するステップと、
を含み、
前記光学格子と前記シンチレータとの間の光路には、光学的放射線用の集束要素がない、Ｘ線位相コントラスト撮像方法。
【請求項１１】
前記光学格子は、ピクセルアレイによって提供され、
前記方法は、
ｄ）前記ピクセルアレイを制御する処理ユニットを用いて前記ピクセルアレイ上の前記光学格子の位置を変更するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記サブサンプリングするステップは、
ｅ）偏光された光学的放射線が生成されるように、偏光ユニットを用いて前記光学的放射線を偏光させるステップと、
ｆ）前記光学格子を提供するアクティブＬＣＤピクセルアレイ上の偏光マスクパターンを用いて偏光された前記光学的放射線の一部を吸収するステップと、
によって行われる、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
ｇ）前記アクティブＬＣＤピクセルアレイを制御する処理ユニットを用いて前記偏光マスクパターンの相対位相位置を変更するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
処理ユニットによって実行されると、請求項１０乃至１３の何れか一項に記載の方法のステップを行う、請求項１乃至９の何れか一項に記載の装置を制御するためのコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムを格納したコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線位相コントラストシステム用の検出器装置及びＸ線位相コントラスト撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線位相コントラスト撮像は、タルボ・ロー干渉計を使用して行うことができる。微分位相コントラスト及び暗視野撮像用のタルボ・ロー干渉計は、格子構成を使用して、Ｘ線の屈折から小角散乱及び微分位相情報を取得する。いわゆるＧ２格子は、例えばＸ線検出器の前で波形をサブサンプリングするアナライザ格子である。「サブサンプル」との用語は、波面の明確な周期的に配置された部分のみが伝播され、吸収されないことを指す。Ｇ２の技術設計要件は厳しい。Ｇ２は、２μｍ乃至５０μｍの小さいピッチを有さなければならない。格子の吸収体は、十分なＸ線阻止能を持つために高Ｚでなければならない。これにより、高アスペクト比の要件が生じる。更に、金といった適切な吸収材は高価である。「A new method of detecting interferogram in differential phase-contrast imaging system based on special structured X-ray scintillator screen」（Ｌｉｕ  Ｘｉｎ他、Ｃｈｉｎ．Ｐｈｙｓ．Ｂ  第１９巻、第７号（２０１０）０７０７０１）は、検出器及びアナライザ格子として機能するシンチレータを含むＸ線位相コントラスト撮像デバイスについて説明している。このシンチレータを製造するために、フッ化水素酸溶液中でのシリコンの光電気化学エッチングが行われる。製造には、シリコンウエハに細孔アレイを作成したり、細孔の壁の湿式熱酸化を行ったり、細孔をＣｓＩ（Ｔｌ）結晶で充填したりと複雑なステップが含まれる。
【０００３】
米国特許出願公開第２０１７／００３８４８１Ａ１号は、入力放射Ｘ線を、シンチレータから出力されるの二次光学的放射線に変換するシンチレータを含むフォトニックチャネルＸ線検出器アレイについて説明している。第１のテレセントリックマイクロレンズアレイが、二次光学的放射線を受け、それを位相符号化されたアパーチャに向ける。位相符号化されたアパーチャは、二次光学的放射線を、第２のテレセントリックマイクロレンズアレイを通して、光検出器アレイの前のパターン化された格子マスクに向ける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、安価でかつ容易に製造可能なアナライザ格子を有するデバイスが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決される。更なる実施形態は、従属請求項に組み込まれている。本発明の以下に説明する態様は、Ｘ線位相コントラスト撮像システム及びＸ線位相コントラスト撮像方法にも適用されることに留意されたい。
【０００６】
本発明によれば、第１の態様において、Ｘ線位相コントラストシステム用の検出器装置が提供される。検出器装置は、シンチレータ、光学格子及び検出器を含む。光学格子は、シンチレータと検出器との間に配置される。シンチレータは、放射Ｘ線を光学的放射線に変換する。光学格子は、Ｘ線位相コントラストシステムの位相格子に適応されたアナライザ格子になるように構成される。光学格子とシンチレータとの間の光路には、光学的放射線用の集束要素がない。
【０００７】
「光学の」との用語は、可視放射スペクトルを指す。
【０００８】
シンチレータと検出器との間にアナライザ格子としての光学格子を設けると、Ｘ線吸収格子の使用を回避することができる。シンチレータは、物体の放射Ｘ線パターンを含む放射Ｘ線を変換する。シンチレータは、当該放射Ｘ線パターンを光学的放射線パターンに変換する。次に、光学格子は、光学的放射線パターンをサブサンプリングされた光学的放射線パターンにサブサンプリングし、当該光学的放射線パターンは次に検出器によって検出される。光学格子は、Ｘ線吸収格子に比べ簡単に作成することができる。更に、光学格子はＸ線吸収格子よりも安価な場合がある。
【０００９】
したがって、本発明の基本的な考え方は、Ｘ線吸収格子を用いた放射Ｘ線のサブサンプリングを回避することである。代わりに、放射Ｘ線を、サブサンプリングされる前に光学的放射線に変換することができる。そして、当該光学的放射線がサブサンプリングされて検出される。
【００１０】
更に、光学格子とシンチレータとの間の光路には光学的放射線用の集束要素がないため、光学格子及びシンチレータは、コンパクトな光学要素を形成することができる。したがって、光学格子をシンチレータの非常に近くに配置することができる。これにより、セットアップのサイズと検出器装置の部品数が減少される。更に、これによりセットアップの製造が簡素化され、コストが削減される。
【００１１】
ある例では、光学格子は、電子的に調整可能である。
【００１２】
更に、別の例では、ＬＣＤピクセルアレイが光学格子を提供する。好適には、ＬＣＤピクセルアレイは、光学格子のステッピングを提供する。
【００１３】
一例によれば、検出器装置は、光学偏光ユニットを含む。光学偏光ユニットは、光学格子とシンチレータとの間に配置される。
【００１４】
ＬＣＤピクセルアレイは、アナライザ格子、即ち、光学格子の偏光を動的に変更するアクティブＬＣＤピクセルアレイである。
【００１５】
本発明によれば、第２の態様において、Ｘ線位相コントラスト撮像システムが提供される。システムは、放射Ｘ線を放出する放射線源、位相格子、撮像物体を配置するための物体収容空間及び検出器装置を有するＸ線干渉計セットアップを含む。検出器装置は、シンチレータ、光学格子及び検出器を含む。光学格子は、シンチレータと検出器との間に配置される。シンチレータは、放射Ｘ線を光学的放射線に変換する。光学格子は、Ｘ線位相コントラストシステムの位相格子に適応されたアナライザ格子になるように構成される。光学格子とシンチレータとの間の光路には、光学的放射線用の集束要素がない。
【００１６】
光学格子をシステムの位相格子に適応させることによって、最適な撮像品質のために最適なピッチを有する光学格子を提供することができる。
【００１７】
特定の例では、光学格子は、位相格子及び光学格子と放射線源との間の距離に適応されたピッチを含む。光学格子と放射線源との間の距離への適応により、撮像品質が更に向上される。
【００１８】
一例によれば、光学格子は、電子的に調整可能であり、ＬＣＤピクセルアレイによって提供される。好適には、ＬＣＤピクセルアレイは、光学格子のステッピングを提供する。更に、検出器装置は光学偏光ユニットを含む。光学偏光ユニットは、光学格子とシンチレータとの間に配置される。ＬＣＤピクセルアレイは、アナライザ格子の偏光を動的に変更するアクティブＬＣＤピクセルアレイである。システムは更に、処理ユニットを含む。処理ユニットは、アクティブＬＣＤピクセルアレイを制御する。
【００１９】
一例によれば、放射線源は、放射Ｘ線を放出する点状放射線源である。
【００２０】
更なる例によれば、放射線源は、放射Ｘ線を放出する大焦点放射線源である。更に、システムは、放射線源と物体収容空間との間に吸収格子を含む。
【００２１】
更に、本発明によれば、第３の態様において、Ｘ線位相コントラスト撮像方法が提供される。方法は、ａ）シンチレータを用いて放射Ｘ線を光学的放射線に変換するステップと、ｂ）光学格子を用いて光学的放射線をサブサンプリングして、サブサンプリングされた光学的放射線パターンを生成するステップと、ｃ）検出器を用いて、サブサンプリングされた光学的放射線パターンを検出するステップとを含み、光学格子とシンチレータとの間の光路には、光学的放射線用の集束要素がない。
【００２２】
一例によれば、光学格子は、ピクセルアレイによって提供される。方法は、ｄ）ピクセルアレイを制御する処理ユニットを用いてピクセルアレイ上の光学格子の位置を変更するステップを含む。一例では、ピクセルアレイは双安定ディスプレイである。別の例では、ピクセルアレイはアクティブ又はパッシブＬＣＤピクセルアレイであってよい。一例によれば、サブサンプリングは、ｅ）光学偏光ユニットを用いて光学的放射線を偏光させて、偏光された光学的放射線を生成するステップと、ｆ）光学格子を提供するアクティブＬＣＤアレイ上の偏光マスクパターンを用いて偏光された光学的放射線の一部を吸収するステップとによって行われる。
【００２３】
特定の例では、方法は、ｇ）アクティブＬＣＤアレイを制御する処理ユニットを用いて偏光マスクパターンの相対位相位置を変更するステップを含む。
【００２４】
本発明の第４の態様によれば、上述の装置を制御するためのコンピュータプログラム要素が提供される。当該コンピュータプログラムは、処理ユニットによって実行されると、上述の方法を行う。
【００２５】
本発明の第５の態様では、上述のプログラム要素を格納したコンピュータ可読媒体が提供される。
【００２６】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかになり、当該実施形態を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
本発明の例示的な実施形態を、次の図面を参照して以下に説明する。
【００２８】
【図１】図１は、検出器装置の一実施形態の概略図を示す。
【図２ａ】図２ａは、電子的に調整可能な光学格子を有する検出器装置の１つの実施形態の概略図を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、電子的に調整可能な光学格子を有する検出器装置の１つの実施形態の概略図を示す。
【図３ａ】図３ａは、小焦点放射Ｘ線源を有するＸ線位相コントラスト撮像システムの一実施形態の概略図を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、大焦点放射Ｘ線源を有するＸ線位相コントラスト撮像システムの一実施形態の概略図を示す。
【図４ａ】図４ａは、光学格子の異なる実施形態の概略図を示す。
【図４ｂ】図４ｂは、光学格子の異なる実施形態の概略図を示す。
【図５】図５は、Ｘ線位相コントラスト撮像方法の一実施形態の概略図を示す。
【図６】図６は、方法の別の実施形態の概略図を示す。
【図７】図７は、方法の少なくとも１つの実施形態を行うためのコンピュータプログラム要素の一実施形態を有するコンピュータ可読媒体の一実施形態の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、検出器装置１の実施形態を示す。検出器装置１は、Ｘ線透過壁１４、変換ユニット、サブサンプリングユニット及び検出ユニットを含む。サブサンプリングユニットは、変換ユニットと検出ユニットとの間に配置される。
【００３０】
Ｘ線透過壁１４は、放射Ｘ線２の入口として機能する。一例では、Ｘ線透過壁１４は、検出器装置１の側壁の開口部であってよい。別の例では、Ｘ線透過性壁１４は、Ｘ線透過性材料で作られた大きい壁であってもよい。
【００３１】
変換ユニットは、放射Ｘ線２を光学的放射線に変換して光学的放射線３をもたらす複数の変換要素９を含む。一例では、変換ユニットは、０．５μｍ乃至６０μｍのピッチを有する高解像度シンチレータ１１である。シンチレータ１１に衝突する放射Ｘ線２は、シンチレータ１１によって光学的放射線３に変換される。したがって、シンチレータ１１は、放射Ｘ線２の変換ユニットとして機能する。シンチレータ１１は、光学的放射線３を放出する。
【００３２】
サブサンプリングユニットは、第１の複数の不透明要素７と、第２の複数の光透過領域８とからなるマスクパターンを含む。マスクパターンは、光学的放射線３をサブサンプリングし、サブサンプリングされた光学的放射線パターン４をもたらす。
【００３３】
変換ユニットとサブサンプリングユニットとの間の光路には、光学的放射線用の集束要素がない。これは、シンチレータ１１によって放出される光学的放射線３が、レンズや曲面ミラーといった集束要素を通って伝播することなく、サブサンプリングユニットによってすぐに受け取られることを意味する。
【００３４】
一例では、サブサンプリングユニットは、１μｍ乃至６０．５μｍのピッチを有する光学格子１２である。光学格子１２のピッチは、シンチレータ１１のピッチよりも大きい。シンチレータ１１によって放出される光学的放射線３は、光学格子１２に伝播する。光学的放射線の伝播は直接的に行われる。即ち、シンチレータ１１と光学格子１２との間の光路内に光学的放射線に影響を与える集束要素がない状態で行われる。光学格子１２は、光学的放射線３からマスクパターンを吸収することにより、光学的放射線３をサブサンプリングする。したがって、光学格子１２は、光学的放射線３のサブサンプリングユニットとして機能する。光学格子１２を通る伝搬により、光学的放射線３は、サブサンプリングされた光学的放射線パターン４に変換される。
【００３５】
シンチレータ１１と光学格子１２との間の光路に光学的放射線用の集束要素がないため、検出器装置１の例示的な実施形態では、光学格子１２をシンチレータ１１の近くに配置することができ、これにより、検出器装置１のサイズが小さくなる。
【００３６】
検出ユニットは、サブサンプリングされた光学的放射線パターン４をサブサンプリングされた光学的放射線パターン４を表す電気画像信号に変換する複数の光検出要素１０を含む。
【００３７】
一例では、検出ユニットは、フォトダイオードアレイであってよい検出器１３である。検出器１３は、光学的放射線パターン４の空間分布及び強度を測定し、光学的放射線パターン４を画像信号に変換する。検出器１３は、光学的放射線の検出ユニットとして機能する。検出器１３は、信号線１７によって電気画像信号を送信する。
【００３８】
図２ａ及び図２ｂは、光学格子１２が電気的な活性化によって制御される実施形態を示す。例えば光学格子は、電子インクのような双安定ディスプレイによって提供される。別の例では、光学格子は、切り替え可能なピクセルアレイによって提供される。図２ａに、光学格子１２が双安定ディスプレイ２３によって提供される例を示す。双安定ディスプレイ２３は、透明電極２７の２つのアレイ間に電子インクを含むことができる。２つのアレイは、信号線１８によって提供される制御信号によって制御される。電子インクは、透明電極２７の２つのアレイを制御することによって、光学的放射線用のマスクパターンとなるように構成される。マスクパターンは、双安定ディスプレイ２３の光吸収暗領域２３ａによって提供される。光学的放射線３は、双安定ディスプレイ２３の光透過領域２３ｂを通過することによって、双安定ディスプレイ２３を通って伝播することができる。
【００３９】
双安定ディスプレイ２３によって提供されるマスクパターンは、透明電極２７の２つのアレイを対応して制御することにより位置をシフトすることができる。位置シフトは、検出器装置１に位相ステッピング機能を提供し、機械的移動が回避される。
【００４０】
図２ｂに示す更なる例では、サブサンプリングユニットは、光学格子１２を提供するアクティブＬＣＤピクセルアレイ１５である。更に、アクティブＬＣＤピクセルアレイ１５は、光学格子１２のステッピングを提供する。
【００４１】
この例では、シンチレータ１１とアクティブＬＣＤピクセルアレイ１５との間に光学偏光ユニット１６が配置される。光学偏光ユニット１６は、光学的放射線３を偏光させ、光学的放射線３を偏光された光学的放射線６に変換する。即ち、アクティブＬＣＤピクセルアレイ１５は、偏光された光学的放射線６を受け取る。
【００４２】
液晶セルＬＣＤは、偏光方向を動的に変更することができ、したがって、光学的不透明度を制御することができる。したがって、アクティブＬＣＤピクセルアレイ１５は、光学格子１２の相対位相位置を変更する。即ち、アクティブＬＣＤピクセルアレイ１５は、光学格子１２の相対位相位置の動的に変更する。したがって、アクティブＬＣＤピクセルアレイ１５は、偏光された光学的放射線６の吸収パターンを動的に修正することができる。
【００４３】
光学格子１２の相対位相位置を動的に変更することにより、サブサンプリングユニットは、検出器装置１に位相ステッピング機能を提供することができ、機械的移動が回避される。更に、アクティブＬＣＤピクセルアレイ１５の応答時間は、双安定ディスプレイ２３の応答時間よりも速い。したがって、アクティブＬＣＤピクセルアレイ１５を使用することにより、より速い位相ステッピングを行うことができる。
【００４４】
図３ａは、Ｘ線位相コントラスト撮像システム５の一実施形態を示す。一例では、システム５は、集束放射Ｘ線源１９ａ、物体収容空間２０、位相格子２１及び上記実施形態のうちの１つによる検出器装置１を含む。集束放射Ｘ線源１９ａは、点状放射Ｘ線源１９ａ、即ち、小焦点放射Ｘ線源１９ａであってよい。
【００４５】
集束放射Ｘ線源１９ａは、線源放射Ｘ線２８を放出する。線源放射Ｘ線２８は、物体収容空間２０に伝播する。システム５によって検査される物体が、物体収容空間２０内に配置される。
【００４６】
線源放射Ｘ線２８は、物体収容空間２０を通過する。物体収容空間２０内に配置される物体は、吸収及び／又は位相シフトによって線源放射Ｘ線２８に影響を与える。物体収容空間２０の通過は、線源放射Ｘ線２８を、物体収容空間２０内の物体に関する情報を含む物体放射Ｘ線２９に変換する。物体に関する情報は、物体放射Ｘ線２９の波形に含まれる。
【００４７】
特定の例では、位相格子２１は、物体受容空間２０と検出ユニットとの間に配置される。一例では、位相格子２１は、物体受容空間２０と検出器装置１との間に配置される。位相格子２１は、物体収容空間２０に配置されている物体の放射Ｘ線パターンを供給する。放射Ｘ線パターンは、位相格子２１によって放射Ｘ線２として放出される。次に、放射Ｘ線２は、検出器装置１に伝播する。
【００４８】
更なる例（図示せず）では、位相格子２１は、放射Ｘ線源１９ａと物体収容空間２０との間に配置される。これは、いわゆる逆ジオメトリセットアップである。そうすると、放射Ｘ線２８は、物体収容空間２２を通過する前に位相格子２１を通過する。検出器装置１は、上記実施形態について説明したように、放射Ｘ線２を電気画像信号に変換する。検出器装置１の当該実施形態は、電子的に調整可能な光学格子１２を含む。システム５は更に、信号線１８を介して電子的に調整可能な光学格子１２を制御する処理ユニット２４を含む。
【００４９】
図３ｂに示す更なる例では、システム５は、大焦点放射Ｘ線源１９ｂである放射Ｘ線源を含む。大焦点放射Ｘ線源１９ｂは、放射Ｘ線を放出する表面が拡大されていてよい。更に、大焦点放射Ｘ線源１９ｂは、インコヒーレント放射Ｘ線源であってもよい。
【００５０】
当該実施形態において、システム５は、大焦点放射Ｘ線源１９ｂと物体収容空間２０との間に配置された吸収格子２２、具体的には、Ｇ０格子を含む。吸収格子２２は、吸収格子２２を通過する放射Ｘ線から、複数の集束放射Ｘ線源を作る。これらの集束放射Ｘ線源によって放出されたＸ線が、線源放射Ｘ線２８として物体収容空間２０に伝播する。
【００５１】
一例では、物体収容空間２０は、放射Ｘ線源１９ｂと位相格子２１との間に配置される。
【００５２】
別の例（図示せず）では、位相格子２１は、放射Ｘ線源１９ｂと物体収容空間２０との間に配置される。図４ａは、光学格子１２の一実施形態を示す。一例では、光学格子１２は、不透明領域を形成する少なくとも１つの不透明要素７を含む。更に、光学格子１２は、不透明領域内に複数の平行なスリットを形成する光透過要素８を含む。不透明領域は、光透過要素８と共に、光学的放射線３用のマスクパターンを形成する。
【００５３】
２つのスリット間の距離は、光学格子１２のステッピングである。光学格子１２のステッピングは、１μｍ乃至６０．５μｍであってよい。ステッピングは、すべての光透過要素８について一定であってよい。２つのスリットの中心間の距離は、光学格子１２のピッチである。光学格子１２のピッチも一定であってよい。図４ｂは、光学格子１２の別の実施形態を示す。光学格子１２は、複数の光透過要素８を有する少なくとも１つの不透明要素７を含む。光透過要素８は、不透明要素７によって形成される不透明領域内に光透過領域のマトリクスを形成する。マトリクスは規則的に形成される。つまり、各行及び列の光透過要素間の距離が同じである。複数の光透過要素８と１つの不透明要素７との組み合わせは、光学的放射線用のマスクパターンを形成する。
【００５４】
Ｘ線位相コントラスト撮像方法１００を、放射Ｘ線源、物体収容空間２０、位相格子２１及び検出器装置１を含むシステム５によって行うことができる。検出器装置１は、変換ユニット、サブサンプリングユニット及び検出ユニットを含んでよい。変換ユニットは、シンチレータ１１であってよい。サブサンプリングユニットは、例えば双安定ディスプレイ２３又はアクティブＬＣＤピクセルアレイ１５によって提供される光学格子１２であってよい。光学格子１２とシンチレータ１１との間の光路には、光学的放射線用の集束要素がない。更に、検出器装置１は、偏光ユニット１６を含んでよい。処理ユニット２４が、双安定ディスプレイ２３又はアクティブＬＣＤピクセルアレイ１５を制御することができる。
【００５５】
図５は、Ｘ線位相コントラスト撮像方法１００の一実施形態を示す。方法１００の当該実施形態では、方法１００は、ピクセルアレイによって提供される光学格子１２を用いて行われる。ピクセルアレイは、例えば双安定ディスプレイ２３又はアクティブＬＣＤピクセルアレイ１５によって提供されてよい。
【００５６】
ステップ１０１において、放射Ｘ線２が、シンチレータ１１で光学的放射線３に変換される。シンチレータ１１は、上述の通り、検出器装置１の構成要素であってよい。
【００５７】
次のステップ１０２において、ステップ１０１で生成された光学的放射線３が、光学格子１２でサブサンプリングされる。ステップ１０１とステップ１０２との間で、光学的放射線は集束要素を通過しない。サブサンプリングは、光学格子１２によって提供されるマスクパターンによって提供される。これは、光学的放射線３の一部が光学格子１２によって吸収されることを意味する。これにより、サブサンプリングされた光学的放射線パターン４が放出される。
【００５８】
ステップ１０３において、サブサンプリングされた光学的放射線パターン４が検出器１３により検出される。検出器１３は、サブサンプリングされた光学的放射線パターン４の空間分布及び／又はサブサンプリングされた光学的放射線パターン４の強度を検出することができる。
【００５９】
ステップ１０４において、ピクセルアレイによって提供される光学格子１２の位置は、処理ユニット２４でピクセルアレイを制御することによって変更される。これにより、システム５の位相ステッピング機能がもたらされ、機械的移動が回避される。
【００６０】
図６に示す別の実施形態では、方法１００は、偏光ユニット１６を含むシステム５で行われる。そうすると、ピクセルアレイは、例えばアクティブＬＣＤピクセルアレイ１５によって提供されてよい。
【００６１】
方法１００のこの実施形態は、上述のステップ１０１、１０２及び１０３を含む。ステップ１０３の後、ステップ１０５において、光学的放射線３が偏光ユニット１６で偏光されて、偏光された光学的放射線６がもたらされる。
【００６２】
ステップ１０６において、偏光された光学的放射線６の一部が、アクティブＬＣＤピクセルアレイ１５の偏光マスクパターンによって吸収される。これにより、サブサンプリングされた光学的放射線パターン４が放射される。
【００６３】
ステップ１０７において、アクティブＬＣＤピクセルアレイ１５の偏光マスクパターンの相対位相位置が、アクティブＬＣＤピクセルアレイ１５を制御する処理ユニット２４によって変更される。これにより、機械的移動を伴わずにシステム５の位相ステッピング機能が可能になる。
【００６４】
本発明の別の例示的な実施形態では、適切なシステム、例えば処理ユニット２４上で、前述の実施形態の１つによる方法の方法ステップを実行するように適応されていることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素２５が提供される。
【００６５】
したがって、コンピュータプログラム要素２５は、コンピュータユニットに格納されていてもよい。当該コンピュータユニットも、本発明の一実施形態の一部であってよい。当該コンピュータユニットは、上記方法のステップを行うか又はステップの実行を誘導する。更に、コンピュータユニットは、上記装置のコンポーネントを動作させる。コンピュータユニットは、自動的に動作するか及び／又はユーザの命令を実行する。コンピュータプログラムが、データプロセッサの作業メモリにロードされてよい。したがって、データプロセッサは、本発明の方法を実行する能力を備えている。
【００６６】
本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、アップデートによって、既存のプログラムを、本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムとの両方を対象とする。
【００６７】
更に、コンピュータプログラム要素２５は、上記方法の例示的な実施形態の手順を満たすすべての必要なステップを提供することができる。
【００６８】
図７に示す本発明の更なる例示的な実施形態によれば、ＣＤ−ＲＯＭといったコンピュータ可読媒体２６が提示される。コンピュータ可読媒体２６に、コンピュータプログラム要素２５が格納され、コンピュータプログラム要素２５は上記セクションに説明されている。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として供給される光学記憶媒体又は固体媒体といった適切な媒体上に格納される及び／又は分散配置されるが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介した形態といった他の形態で分配されてもよい。
【００６９】
しかし、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブといったネットワークを介して提示され、当該ネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされてもよい。本発明の更なる例示的な実施形態によれば、ダウンロード用にコンピュータプログラム要素を利用可能にする媒体が提供され、当該コンピュータプログラム要素は、本発明の上記実施形態のうちの１つによる方法を行うように構成される。
【００７０】
コンピュータプログラム要素２５は、例えばコンピュータ可読媒体２６によって又は上述のネットワークを介してコンピュータプログラム要素２５を受信する処理ユニット２４上で実行されてよい。したがって、コンピュータプログラム要素２５は、処理ユニット２４が電子的に調整可能な光学格子１２の位相ステッピングを行うことを可能にすることができる。
【００７１】
なお、本発明の実施形態は、様々な主題に関して説明されている。具体的には、方法タイプのクレームを参照して説明される実施形態もあれば、デバイスタイプのクレームを参照して説明される実施形態もある。しかし、当業者であれば、上記及び下記の説明から、特に明記されない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、様々な主題に関連する特徴の任意の組み合わせも、本願によって開示されていると見なされると理解できるであろう。しかし、すべての特徴は、特徴の単なる足し合わせ以上の相乗効果を提供する限り、組み合わされることが可能である。
【００７２】
本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示され、説明されたが、当該例示及び説明は、例示的に見なされるべきであり、限定的に見なされるべきではない。本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び従属請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。
【００７３】
請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に引用される幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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