JP2002529689A - 放射波動場の位相決定 - Google Patents
放射波動場の位相決定Info
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Abstract
Description
る位相情報が使用される一連の適用業務に関連する。本明細書で使用される場合
、「放射波動場」という用語は、X線、可視光線及び電子といった例を含むがそ
れらに制限されない、波動状に伝播する全ての形態の放射を含むよう意図される
。
質に関する多数の測定技術の基礎として多くの適用業務を有する。位相測定技術
の適用業務の例には、光学断層撮影法及びX線位相断層撮影法の分野と同様にX
線画像化、電子顕微鏡法、光学顕微鏡法の分野が含まれる。
、波動場の位相を定量的に測定する能力である。干渉計に基づく技術が大きな重
要性を保持する一方で、認識されるように、位相情報を提供するために非干渉計
アプローチが使用されることもある。多数の非干渉計アプローチは、放射波動場
について強度方程式のトランスポートを解こうとする試みを含んでいる。この方
程式は、近軸単色波動の放射束密度及び位相をその縦方向放射束密度導関数に関
連付けるものであり、M.R.ティーグ(M.R.Teague)、「決定論的
位相再生(retrieval):グリーン関数解法」、アメリカ光学学会雑誌
(J.Opt.Soc.Am)73 1434〜1441(1983年)で説明
されている。論文「強度方程式のトランスポートによる位相画像化」、N.スト
レイブル(N.Streibl)、光通信(Opt.Comm.)49 6〜1
0(1984年)は強度方程式のトランスポートに基づくアプローチを説明して
いるが、これはデフォーカスと様々なデフォーカス距離で獲得された強度データ
のデジタル減算を使用することによって位相構造を見えるようにするものである
。このアプローチは位相視覚化だけを提供するものであり、位相シフトの測定は
提供しない。強度方程式のトランスポートを解くことに基づくもう1つのアプロ
ーチは、T.E.グレーエフ(T.E.Gureyev)、K.A.ニュージェ
ント(K.A.Nugent)、D.パガニン(D.Paganin)及びA.
ロバーツ(A.Roberts)、「高速フーリエ変換を使用する急速位相再生
」、適応光学、第23巻、(1995年)アメリカ光学学会技術要覧シリーズ、
77〜79ページ、及びT.E.グレーエフ及びK.A.ニュージェント、「強
度方程式のトランスポートを使用する急速定量的位相画像化」、光通信、133
339〜346(1997年)で開示されている。このアプローチでは、矩形
の開口によって制限される不定の、しかし至る所でゼロでない強度分布を照射ビ
ームが有する場合、2つの近接した間隔の強度測定から光場の位相を再生するこ
とができる。このアプローチは不均一強度分布について使用されるが、不均一性
の程度は制限されており、大幅な計算の複雑さを創出する。その結果、このアプ
ローチは、ある種の試料吸収プロファイルまたはある種の強度照射分布において
創出される不均一性に対処することができない。このアプローチはまた、厳密に
干渉性波動場にのみ適用される。 K.A.ニュージェント、T.E.グレーエフ、D.F.コックソン(D.F
.Cookson)、D.パガニン及びZ.バーニア(Z.Barnea)の論
文「硬X線を使用する定量的位相画像化」、(1996年)77 物理論評通信
(Phys.Rev.Lett.)も強度方程式のトランスポートの解に基づい
ている。やはりここで説明された技術も不均一強度分布に適用することはできな
い。
く別のアプローチが、T.E.グレーエフ、K.A.ニュージェント、A.ロバ
ーツ、「強度方程式トランスポートによる位相再生:ゼルニケ(Zernike
)多項式の使用による行列解」、アメリカ光学学会雑誌A、第12巻、1932
〜1941(1995年)及びT.E.グレーエフ、A.ロバーツ及びK.A.
ニュージェント、「部分干渉性場、強度方程式トランスポート、及び位相の一意
性」、アメリカ光学学会雑誌A、第12巻、1942〜1946(1995年)
で説明されている。 不均一照射の場合の位相の再生に関する技術は、T.E.グレーエフ及びK.
A.ニュージェント、「強度方程式トランスポートによる位相再生、II.不均
一照射に関する直交級数解」、アメリカ光学学会雑誌A、第13巻、1670〜
1682(1996年)で説明されている。このアプローチは直交展開の方法に
基づいており、実現する際計算が複雑になることがある。多くの適用業務では、
この複雑さのためこの技術は非実用的なものとなる。
定と組み合わされた位相の測定によって、放射波動場中の任意の他の平面での位
相と強度が周知の技術を使用して決定される。本発明はまた、多数の測定技術の
ための基礎を提供する。 本発明の第1の態様によれば、放射波動場の位相を定量的に決定する方法が提
供されるが、この方法には、 (a)一般に波動場に交差して広がる選択された表面上の前記放射波動場の強
度の変化率の代表的測定値を生成するステップと、 (b)前記選択された表面上の前記放射波動場の強度の代表的測定値を生成す
るステップと、 (c)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強度の変化
率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転(inversion)に対
応する第1フィルタを適用するステップと、 (d)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆(inverse
)を前記第1変形積分変換表示に適用するステップと、 (e)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換表
示に適用するステップと、 (f)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、第2変形
積分変換表示を生成するために前記第2積分変換表示に、補正非変換表示に反映
される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを適用するステップと、 (g)前記選択された平面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を生成す
るために、前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用するステッ
プとが含まれる。
提供されるが、この装置には、 (a)一般に伝播の方向に交差して広がる選択された表面上の前記放射波動場
の強度の変化率の代表的測定値を生成する手段と、 (b)前記選択された表面上の前記放射波動場の強度の代表的測定値を生成す
る手段と、 (c)処理手段であって、順次に、 (I)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、 (II)第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強
度の変化率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フィ
ルタを適用し、 (III)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変
形積分変換表示に適用し、 (IV)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換
表示に適用し、 (V)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、 (VI)第2変形積分変換表示を生成するために、前記第2積分変換表示に補
正非変換表示に反映される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを適用
し、 (VII)前記選択された平面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を生
成するために、前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用する処
理手段とが含まれる。
方向に交差して広がる任意の形態を取りうる。 第1及び第2積分変換は任意の適切な種類のものであり、計算の便宜、速度ま
たは効率のために利用される近似を含む。 第1及び第2積分変換は好適にはフーリエ変換を使用して生成される。さらに
好適には、変換は高速フーリエ変換である。本発明の方法と装置は、先行技術の
アプローチより計算上はるかに複雑でない方法で、放射波動場の位相の決定を提
供する。この結果大幅に小さい計算時間が得られる。例によっては数桁改善され
た計算時間が達成されたものもある。 第1及び第2微分演算子は好適には2次微分演算子である。方法と装置の好適
実施形態では、第1フィルタは第2フィルタとほぼ同じである。さらに好適には
、第1及び第2フィルタの少なくとも1つには、強度の代表的測定値中のノイズ
に対する補正が含まれる。
高周波を含みうる。本発明のこの形態では、第2フィルタは前記第2積分変換表
示の選択抑制第2高周波数を含みうる。 選択された表面上の強度の測定値に基づく補正は、強度の変化が所定の選択さ
れた量より小さい所で零補正でありうる。 好適には、選択された表面上の強度の変化率の測定値と強度分布は、波動場に
交差して広がり放射の伝播の方向に沿って間隔の開いた少なくとも2つの表面上
の強度分布の測定値から生成される。本発明の別の形態では、放射伝播の方向の
強度の変化率の代表的測定値は、第1エネルギーの放射について伝播の方向に交
差して広がる測定表面上の第1代表的測定値を獲得し、第2の別のエネルギーの
放射について前記測定表面上の第2代表的測定値を獲得することによって生成さ
れる。例えば、X線放射の場合、放射エネルギーの変化は、X線ターゲットの変
更または適切なフィルタリングによって達成される。 強度と強度の変化率の測定値が生成される対象物となる選択された表面は好適
には、強度分布が測定される2つの間隔の開いた表面の間に位置する。 本発明の好適な形態では、選択された表面と間隔の開いた表面は平面である。
さらに好適には、それらの平面は放射の伝播の平均方向に対して一般に垂直であ
る。
ータを使用して実現される。すなわち、処理手段は好適には適切にプログラムさ
れたコンピュータを含み、本方法のステップは好適には適切にプログラムされた
コンピュータを使用して行われる。本発明のこの形態では、強度入力情報はデジ
タル化画像またはその画像に由来する情報を含むデータの形態を取る。本発明の
別の実現では、処理手段の少なくとも一部として専用高速フーリエ変換チップが
利用される。 強度の変化率の代表的測定値は好適には、それぞれ間隔の開いた表面上の位置
でなされる代表的測定値の減算によって生成される。本発明の好適な形態では、
強度と強度の変化率の代表的測定値は、表面上の選択された位置での測定値のサ
ンプリングによって獲得される。好適には、サンプリングと測定は、その表面上
の規則正しい配列に定めた位置でなされる。これは例えば、検出器としてCCD
(電荷結合素子)を使用することで容易に達成される。
よう選択され、位相のx及びy成分は個別に生成される。 z方向が放射の伝播の方向であるデカルト座標系では、好適なフィルタは次式
の形態であるが、
0に等しい。 強度の変化率の測定値は好適には、フーリエ定義域への積分変換の前に、放射
の平均波動数の負数によって乗算される。
の表面の画像化によって獲得される。すなわち、強度情報は、表面で測定される
のではなく、検出器に画像化される。 すなわち、本発明の方法は、放射の伝播の方向に交差する任意の表面での放射
波動場の位相と強度の定量的及び非干渉的決定を提供する。この位相と強度の決
定から、伝播の方向に沿った任意の他の表面で位相と強度を計算することが可能
である。従って、本発明は多数の測定技術の基礎を提供する。
法には、 (a)対象物を放射源からの放射波動場に露出するステップと、 (b)入射放射から離れた対象物の側で一般に波動場に交差して広がる選択さ
れた表面上の強度の変化率の代表的測定値を生成するステップと、 (c)前記選択された表面上の前記放射波動場の強度の代表的測定値を生成す
るステップと、 (d)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強度の変化
率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フィルタを適
用するステップと、 (e)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変形積
分変換表示に適用するステップと、 (f)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換表
示に適用するステップと、 (g)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、第2変形
積分変換表示を生成するために前記第2積分変換表示に、補正非変換表示に反映
される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを適用するステップと、 (h)前記選択された平面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を生成す
るために、前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用するステッ
プとが含まれる。
この装置には、 (a)放射波動場によって対象物を照射する放射源と、 (b)一般に波動場に交差して広がる選択された表面上の前記放射波動場の強
度の変化率の代表的測定値を生成する手段と、 (c)前記選択された表面上の前記放射波動場の強度の代表的な測定値を提供
する手段と、 (d)処理手段であって、順次に、 (I)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、 (II)第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強
度の変化率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フィ
ルタを適用し、 (III)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変
形積分変換表示に適用し、 (IV)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換
表示に適用し、 (V)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、 (VI)第2変形積分変換表示を生成するために、前記第2積分変換表示に補
正非変換表示に反映される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを適用
し、 (VII)前記選択された平面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を生
成するために、前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用する処
理手段とが含まれる。
任意の波動場である。対象平面中の位相を再生することが望ましい場合、上記の
方法と装置によって決定される位相波動場は逆伝播され、照射のために使用され
た波動場が減算される。 画像化の方法と装置は、本発明の第1及び第2の態様に関連して開示された位
相の決定を実質上組み込んでいる。前述でこれらの態様に関連して説明された本
発明の好適な態様は、画像化の方法と装置にも適用可能である。 適用業務の中には、ゼロ対象物を使用してゼロ伝播距離での接触画像化に対応
する距離に平面を画像化することが可能である。 望まれた場合、強度と定量的位相情報を逆伝播することによって対象平面中に
対象物を復元し、実際の対象物の位相及び強度構造の画像を数値的に復元するこ
とができる。
変化率または強度導関数のさらに良好な推定が獲得される。この場合、放射源か
ら対象物まで、または対象物から画像平面までの一方または両方の距離が変更さ
れ別の強度分布測定がなされる。この処理は、希望する数の測定が行われるまで
繰返される。この測定は、強度の変化率の決定のため関数を適合するデータを提
供する。 対象物を画像化する方法は、特にX線、可視光線または電子を使用する点投影
顕微鏡法に適用業務を有する。 別の態様では、本発明は位相振幅画像化の方法を提供するが、この方法には、 (a)放射波動場によって対象物を照射するステップと、 (b)対象物から画像化システムを通じて、一般に対象物から伝播する波動場
に交差して広がる画像化表面に放射の焦点を合わせるステップと、 (c)画像化システムの第1焦点で前記画像化表面上の放射の強度分布の第1
代表的測定値を生成するステップと、 (d)前記画像化システムを通じて前記画像化表面上の画像の焦点の変更を導
入するステップと、 (e)前記画像化表面上の強度分布の第2代表的測定値を生成するステップと
、 (f)波動場に交差して広がる選択された表面上の強度の代表的測定値と強度
の変化率の代表的測定値を生成するために、前記第1及び第2代表的測定値を使
用するステップと、 (g)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強度の変化
率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フィルタを適
用するステップと、 (h)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変形積
分変換表示に適用するステップと、 (i)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換表
示に適用するステップと、 (j)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、第2変形
積分変換表示を生成するために前記第2積分変換表示に、補正非変換表示に反映
される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを適用するステップと、 (k)前記選択された表面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を生成す
るために、前記第2積分変換の逆元を前記第2変形積分変換表示に適用するステ
ップとが含まれる。
るが、この装置には、 前記対象物を照射する放射波動場放射源と、 前記対象物から、前記対象物から伝播する波動場に交差して広がる画像化表面
に放射の焦点を合わせる画像化システムと、 前記画像化表面上の放射強度の代表的測定値を生成する手段と、 前記画像化表面への前記放射の前記焦点を少なくとも第1焦点と第2焦点とに
調整する選択的操作可能手段を含む前記画像化システムとを含み、 処理手段であって、 (i)前記第1焦点と前記第2焦点とで前記画像化表面上の放射強度の代表的
測定値から、波動場に交差して広がる選択された表面上の強度の代表的測定値と
強度の変化率の代表的測定値を生成し、 (ii)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換
し、 (iii)第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、
強度の変化率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フ
ィルタを適用し、 (iv)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変形
積分変換表示に適用し、 (v)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換表
示に適用し、 (vi)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、 (vii)第2変形積分変換表示を生成するために、前記第2積分変換表示に
補正非変換表示に反映される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを適
用し、 (viii)前記選択された平面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を
生成するために、前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用する
処理手段とが含まれる。
任意の適切な形態のものである。 好適には、第1焦点は表面での焦点の合った画像に対応し、変更済焦点はわず
かにデフォーカスされた画像に対応する。負または正何れかのデフォーカスが使
用される。デフォーカスは好適には小さく、空間解像度の劣化が最小化されるも
のである。適用業務の中には2つより多い画像が獲得され、強度の変化率のさら
に良好な推定が獲得されるものもある。 位相振幅画像化の方法と装置は、本発明の第1及び第2の態様に関連して開示
された位相の決定を実質上組み込んでいる。前述のこれらの態様に関連して説明
された本発明の好適な態様は、画像化の方法と装置にも適用可能である。 好適な適用業務では、本方法は定量的位相振幅顕微鏡法のために使用される。
この場合、画像化システムは拡大システムである。 本発明の好適な形態では、表面は好適には平面である。 ここで本発明は、以下の添付の図面を参照して例示のみとしてさらに詳細に説
明される。
そこでは対象物が平面波動放射2または点放射源放射2によって照射され、反射
ビーム3が生成される。 空間中の各点で、光ビームは、強度と位相という2つの特性を有する。強度は
各点を通じて流れるエネルギーの量の測定値であり、位相はエネルギー流れの方
向の測定値を示す。 強度は、例えばフィルム上に画像を記録することによって直接測定される。位
相は通常「基準ビーム」との干渉を使用して測定される。それと対照的に、本発
明の方法は位相を測定するため非干渉計的方法を提供する。 強度は、入射放射から離れた所で波動場の伝播の方向に交差して広がる2つの
平行な平面A、B上で測定される。 本発明は以下の強度トランスポートの解を提供することによって位相を決定す
るが、
の波動数であり、∂I/∂zは強度導関数または強度の変化率である。∂I/∂
zは図1に示される平面A及びB中の測定値の差から推定され、強度Iは測定値
の平均によって与えられることに注意する。
式は次の記号解を有する。
別子▽┴・▽┴=▽┴ 2を使用することで、(8)は次式となる。
よく機能する関数f(x,y)は二次元フーリエ積分の形式で書かれる。
は(x,y)に共役なフーリエ変数であり、かつ次式である。
る。
場合、強度による除算だけが行われる。 フーリエ空間の点kr=0では、krによる除算は行われず、その代わりこの点
では0による乗算が行われる。これは積分演算子▽┴ -2のコーシーの主値を取る
ことに等しい。
いる実験用設定に関連して方程式(14)で与えられる位相回復アルゴリズムに
組み込んで、変数kx、kyを定量化する必要がある。これは方程式(14)を、
高速フーリエ変換を使用する実現に適した次の形式で書き直すことによってなさ
れるが、
し、その場合強度導関数∂zI(x,y)は、距離∂zだけ離れた2つの画像I+
及びI-を減算することによって得られ、i及びjは画像上のピクセル数であり
、フーリエ空間ステップサイズが次式によって与えられるという事実を使用する
が、
測定を行うためには、3つの強度分布を測定することに加えて、ピクセルサイズ
Δx、デフォーカス距離∂z及び波長λを知る必要がある。こうした量は全て容
易に決定される。すなわち、ピクセルサイズはCCD検出器の形状(直接画像化
の場合)から直接、また横方向距離スケールを較正する既存の技術(画像化シス
テムの場合)によって決定され、デフォーカス距離は直接測定され、照射のスペ
クトル分布は、入射場を単色化することか、または既存の分光法を使用して放射
のスペクトル分布を分析することの何れかによって決定される。
ートによって図示される。図2に示されるように、放射波動場の位相の定量的決
定は2つの間隔を持った平面A及びB上の1組の強度測定{In}から始まる。
平面A及びBに平行でそれらの中間にある選択された平面における中央強度I(
x,y)も獲得される。強度測定は2つの平面A及びBの各々の上の規定された
配列にわたって行われ、それぞれの値が減算されて強度導関数の測定値を生じる
。この値は平均波動数の負数によって乗算される。データは2つの成分集合に分
割され、高速フーリエ変換が行われてそれぞれフーリエ領域中のx及びy成分を
生じる。次に非変換表示に反映される微分演算子の反転に対応するフィルタがフ
ーリエ領域表現に適用される。微分演算子はx成分に対する∂x -1▽┴ 2とy成分
に対する∂y -1▽┴ 2によって表される。次にx及びy成分の各々に対して逆フー
リエ変換が行われ、微分演算子が除去された空間領域値を生じる。次に、強度レ
ベルが選択されたしきい値レベルより上である場合、平面A及びB上の強度測定
値を平均することによって得られた中央強度I(x,y)による除算が行われる
。結果として得られたデータは再びフーリエ変換され、再び非変換データに反映
される微分演算子の反転に対応する同じフィルタによって乗算される。微分演算
子は再び、x成分に対する∂x -1▽┴ 2とy成分に対する∂y -1▽y┴ 2によって表
される。結果として得られる成分はやはり逆フーリエ変換され合計されて再生位
相測定値を生じる。
導関数または強度の変化率、及び同じ表面上の強度の任意の適切な代表値決定か
ら開始できることが明らかである。様々な例で説明されるように、これらのデー
タは多様な方法で獲得され、放射波動場の位相を得る方法が実現される。
メータである。
化システムを想定している。すなわち、アルゴリズムに供給される強度データを
獲得するために使用される光学システムには「収差」がない。もちろん、完全な
画像化システムはない。画像化システム中に存在する不完全度は次の数の集合に
よって定量化されるが、
のある集合A1,A2,A3,...,によって特徴付けられる場合、(15)中
に存在するフィルタΩx(kxky,α)及びΩy(kxky,α)が、収差係数に明
示的に依存する変形フィルタによって置換されること、すなわち次式が望ましい
。
像化システムを使用する定量的に正しい位相再生が得られる。弱い(すなわち、
2πラジアンよりはるかに小さい)位相変化を伴う均一な強度の放射波動場中の
非吸収性位相対象物という特殊な場合、適切な変形フィルタは位相再生アルゴリ
ズムに対する次の関数形式に帰結するが、
、 Amnは、不完全な画像化システムを特徴付ける収差係数である。 フィルタが次式によって定義される場合、
、(20)が(15)と同じ一般形式になるような均一な強度に対する測定可能
な定数である。その結果、この特殊な場合の収差は、前述で説明された一般的な
方法でフィルタを変更することによって対処される。x及びy成分フィルタΩx
及びΩyは次式によって与えられる。
われた。この例は、ノイズのないデータのシミュレーションに関する方法の動作
を示す。回折図形は、正統的な手順である「角スペクトル」形式を使用して計算
される。図3(a)〜(f)はシミュレーション中で生成される画像を示す。
に広がる平面中に256×256ピクセルのサンプリング配列を提供する。光の
波長は632.8nmとされた。任意単位で0から1まで変化する平面z=0中
の強度が図3(a)に示される。非ゼロ照射の範囲中、最小強度は最大強度の3
0%であった(強度画像の縁端周囲の黒い境界はゼロ強度に対応する)。0から
πラジアンまで変化する入力位相が図3(b)に示される。
及び(d)に示され、それぞれ1.60及び1.75任意単位の最大強度を有す
る。すなわち、伝播によって発生する位相差異はこれらの各画像中に明らかに見
られる。2つのデフォーカス画像が減算され、強度導関数を形成するが、これは
図3(e)に示される。
、図3(a)及び(e)に示される画像が、図2に示される方法のコンピュータ
装置によって処理され、図3(f)に示される回復位相マップを生じた。図3(
b)及び(f)は同じグレースケール・レベルでプロットされており、回復位相
が定量的に正しいことを示していることを強調する。
るシミュレート画像を示す。全ての画像は256ピクセル×256ピクセル=1
cm×1cmの寸法で、放射波長は632.8nmに等しい。所与の平面上の放
射の強度と位相はそれぞれ図4(a)及び(b)に示される。図4(c)〜(e
)はそれぞれ199、200及び201mmの伝播距離での伝播強度を示すが、
図4(c)、(d)及び(e)の強度測定値中に図4(a)及び(b)からの情
報の混合があることを強調する。図4(c)、(d)及び(e)だけの画像を使
用して、位相再生アルゴリズムは距離200mmの伝播場の位相について図4(
f)に示される位相マップを得た。図(d)及び(f)の画像が使用され、場を
初期平面に数値的に逆伝播した。ここからそれぞれ逆伝播強度および位相につい
て図4(g)及び(h)が与えられた。これらは図4(a)及び(b)と非常に
よく一致しており、強度測定がなされる領域から遠く離れた領域上の場の振幅と
位相の定量的決定のため位相再生技術が使用されたことを示している。また、逆
伝播は自由空間に制限されないことにも強調する。逆伝播は周知の光学システム
によっても行われうる。
た放射が、自由空間を通じて放射源からdsoの距離に位置する対象物11に伝播
する。放射は対象物11を通り貫けさらに、放射の強度が検出される画像平面I 1 、I2...Inの1つまでさらに距離dodだけ伝播する。この検出は、CCD
カメラ、イメージプレートといった標準装置または強度分布を記録及びデジタル
化できる他の装置を使用して行われる。次に、距離dso及び/またはdsdの一方
または両方が変更されて画像にデフォーカスが導入され、強度分布がもう一度測
定される。ゼロ伝播距離での接触画像化に対応するdod=0の場合も行われる測
定の1つとして含まれる。
ップル強度及び位相情報が回復される。波長、ピクセルサイズ、及びデフォーカ
ス距離といったパラメータが前述で説明されたアルゴリズムに挿入され、画像平
面中の位相シフトの大きさに関する定量的情報が得られる。
の復元が望ましいことがある。この場合、前述で獲得された強度と定量的位相情
報を使用して光線の場を対象物平面に逆伝播し、それによって実際の対象物の位
相と強度構造の画像を数値的に復元する。これは標準回折コードを使用してなさ
れる。
つより多い画像を獲得することが望ましいことがあるが、この場合、距離距離d so 及び/またはdsdの一方または両方が再度変更されて別の画像が獲得され、望
ましい数の画像が獲得されるまでこの手順が繰り返される。次に関数をこのデー
タに適応してそこからdI/dzを計算し、普通使用される2つの画像の単純な
減算の代わりに位相回復アルゴリズムで使用する。
微鏡法で一般的に見られる白色光ケーラー照明15の光源を使用して照射される
。光は対象物16を透して伝送され、顕微鏡画像化システム17によって集めら
れて、平面画像化表面を有するCCDカメラ18または他のデジタル画像化装置
に中継される。3つの画像、すなわち、焦点の合った画像I0と、2つのわずか
に焦点を外れた画像I+及びI-が収集される。このデフォーカスは、顕微鏡の焦
点つまみを調整する駆動システム19のような適切な手段によって得られる。導
入されるデフォーカスは空間解像度の劣化が最小限になる十分に小さなものであ
るが、使用されるデフォーカスの最適量は、試料の特性と、倍率、開口数、等と
いった画像化ジオメトリによって決定される。
小さくなるように選択される。これに当てはまらない場合、重大な劣化が発生す
ることがあるが、集光装置と対物レンズの開口数の差の正確な量は画像の忠実度
と空間解像度とのトレードオフを伴うので、最適な差は試料の特性と使用される
光学装置に依存する。
値(強度導関数)が生成される。これと収集画像I0からの強度データから、前
述で説明された方法が使用され、画像平面中の位相シフトの大きさに関する定量
的情報が生成される。
ために、2つより多い画像を獲得することが望ましいことがある。その後関数を
このデータに適応してそこからdI/dzを計算し、普通使用される2つの画像
の単純な減算の代わりに位相決定方法で使用する。
得することも可能である。動作の原理は同一で、反射ジオメトリを形成するため
光は折り返されなければならないが、それ以外処理は同一である。
あるが、説明された画像化処理の場合は白色光でも同様に良好に動作するのでこ
の必要はない。
光学顕微鏡20は1組のUMPlan金属対物レンズとケーラー照明を提供する
汎用集光装置を備えていた。結果を既存の画像化モードと比較できるようにする
ため、ノマルスキ(Nomarski)DIC光学装置と1組のカバースリップ
補正UplanApo対物レンズもこの顕微鏡に装備されているので、質的比較
の目的で位相再生とノマルスキDICの両方を使用して同じ視野の画像を獲得す
ることができた。1300×1035ピクセル・コダック(Kodak)KAF
−1400 CCDチップを装備した12ビット科学用グレード・フォトメトリ
ックス(Photometrics)SenSys CCDカメラ21が顕微鏡
上の0.5×ビデオ・ポートに追加され、試料のデジタル画像を収集した。
ステッパ・モータ駆動システム22が顕微鏡の焦点つまみに取り付けられた。こ
のステッパ・モータは、CCDカメラ21を制御するためにも使用される133
MHzペンティアム(登録商標)(Pentium(登録商標))PC 23の パラレル・ポートに取り付けられているので、焦点を通過する画像シーケンスの 収集の完全自動化が可能であった。このデータ収集システムは、CCD画像から 位相画像を回復するよう書かれたカスタム・ソフトウェアにリンクされていたの で、画像収集及びデータ処理シーケンスの完全自動化が可能であった。
を実証するため、ジオメトリと屈折率分布の特性が良好な試料を有することが必
要であった。3M F−SN−3224光ファイバ(3Mによって製造された市
販のファイバ)が使用された。原子間力顕微鏡法と市販のプロファイリング技術
を使用して得られた屈折率分布の独立測定が利用可能であり、出口波動場の位相
構造を正確に予測することが可能であった。このファイバのもう1つの利点は、
内部及び外部クラッド及びコアという異なった屈折率の3つの領域を有すること
であったが、大部分のファイバは単にクラッドとコアを有するだけである。これ
は、2つだけではなく3つの屈折率の遷移を正確に画像化しなければならないた
め、位相画像化システムの追加試験を提供した。
投影が得られた。これは、まずファイバをイソプロピルアルコール中に浸漬する
ことによってファイバからプラスチック外装をはがした後、市販のファイバ・ス
トリッパを使用してプラスチック被覆を除去することによってなされる。通常長
さ約1〜2センチメートルのストランドであるファイバの小さな切片は顕微鏡ス
ライド上に配置され、これは屈折率整合液体のプールに浸漬され、0.15mm
厚カバーガラスで覆われた。カバーガラスが傾斜していると回復位相に偽の傾斜
が導入されることがあるので、どちらも試料と同様の直径のファイバの2つの小
さな切片が、主ファイバに平行に、その両側面から約0.5cmの位置に配置さ
れた。その後3つのファイバ全てにわたってカバーグラスが配置されたので、カ
バーグラスが実際上可能な限り顕微鏡スライドに平行であることが保証された。
を使用して獲得されたが、これは500×500ピクセルの画像が好都合にファ
イバの幅全体に及んでいることを意味し、集光装置はNA=0.2に設定された
。このファイバの屈折率プロファイルは632.8nm(HeNeレーザ)光線
について周知であったので、625±10nm帯域通過干渉フィルタが照射シス
テムに挿入され、このファイバに関するデータが利用可能な波長にできる限り近
い波長で回復位相プロファイルが得られるようにした。最適焦点と、最適焦点の
両側±2μmの平面中のこの試料の強度画像が、前述で説明された位相再生アル
ゴリズムを使用して2つのデフォーカス画像から回復された位相画像と共に図8
に示される。焦点の合った画像ではファイバはほとんど見えないが、ファイバと
、4μm径のコアを含む異なった屈折率の領域は位相画像中で明らかに見えるこ
とを強調する。
実性は、ファイバの長さに沿ったデータの標準偏差を表している。この変動は主
としてカバーガラスと顕微鏡スライドの空間変動によるものと考えられる。見ら
れるように、回復及び予想位相プロファイルは互いによく一致しており、予測プ
ロファイルは、本発明の技術を使用して生成されたプロファイルの誤差バー内に
ある。
量的位相顕微鏡法を適用することを実証する。これは本発明の技術を使用して可
能であるが、それは対象物によって導入された位相シフトが対象物中の何らかの
強度変化と無関係に直接測定できるため、逆ラドン変換を使用して投影データか
ら直接三次元構造を回復できるからである。提供される実証は光学領域における
ものであるが、同じ原理はX線、電子及び中性子位相断層撮影法にも同様に適用
可能である。
鏡が使用されるが、図10に示されるように光学顕微鏡画像化範囲の限界内で試
料を回転させる目的の回転ステージ24が追加されている。回転ステージ24は
図11でさらに詳細に示される。
、これはCCDカメラ21を制御するために使用される同じ133MHzペンテ
ィアムPCのパラレル・ポートに取り付けられ、顕微鏡の焦点つまみを駆動した
。第2ステッパ・モータ25は、試料を回転させる目的でモータ駆動システム2
4の第2チャネルに接続された。このデータ収集システムは、CCD画像から位
相画像を回復するよう書かれたカスタム・ソフトウェアにリンクされていたので
、画像収集及びデータ処理シーケンスの完全自動化が可能であった。各データ集
合は例3と同じ顕微鏡、すなわち1組のカバースリップ補正UplanApo対
物レンズと、ケーラー照明を提供する汎用集光装置を装備したオリンパスBX−
60光学顕微鏡を使用して収集された。デジタル画像は、顕微鏡の0.5×ビデ
オ・ポート上にコダックKAF−1400 1300×1035ピクセルCCD
チップを装備した12ビット・フォトメトリックスSenSys CCDカメラ
を使用して取り込まれた。
ートルにわたって、イソプロピルアルコール中に浸漬した後市販のファイバ・ス
トリッパを使用してプラスチック被覆を除去することによって、プラスチック外
装がファイバのある区分の端部の小さな切片から除去された。次にファイバは長
さ約25.4mm(1インチ)の小さな切片に切断され、その後外装をはがして
いない端部は26ゲージ、100mmシリンジ針27に滑り込まされ、少量の5
分硬化アラルダイトによって定位置に固定された。マウント28が使用され、針
27をステッパ・モータ25に取り付けた。屈折率整合液体29のプールが図1
1に示されるようにファイバ26を取り囲み、顕微鏡スライド30がシリコン・
グリースを使用してファイバの下側に固定され、0.15mm厚のカバーガラス
31が上部を覆うように配置された。
を使用し集光装置をNA=0.1に設定して前述の例3で説明されたものと同じ
方法で収集された。獲得された画像はサイズが500×500ピクセルであった
が、これは好都合にもファイバの幅だけでなく処理の全領域に及ぶものであった
。このファイバの屈折率プロファイルは632.8nm(HeNeレーザ)光線
について周知であったので、625±10nm帯域通過干渉フィルタが照射シス
テムに挿入され、このファイバに関するデータが利用可能な波長にできる限り近
い波長で回復位相プロファイルが得られるようにした。各位相画像は、最適焦点
の両側±2μmで獲得され、画像間が1.8度のステップで均等間隔の180度
にわたる100の独立角度から収集された。代表的な断層撮影位相画像が図12
に示されている。
ミング言語で書かれた断層撮影復元を行うコードにより、フィルタ逆投影アルゴ
リズムの総和の単純なスライス毎の実現を使用して処理され、三次元データ集合
となる。まず、データ集合は、位相データ集合を通じてプロファイルを獲得し、
それらをサイノグラムにコンパイルすることによって共通回転軸にそって整列さ
れた。次に、回転軸の位置を決定するためデータ上の顕著な特徴に正弦曲線が適
合され、データは、回転軸がサイノグラムの中央コラムに一致するようにデジタ
ル的にシフトされ、復元処理が単純化された。また、曲線を位相プロファイルに
適合することによって不整列データ集合は整列された状態に戻されたが、これは
復元画像の品質を改善した。次にこの再整列投影データは、逆投影復元に関連す
る1/rポイント・スプレッド・関数を抑制するため投影をフィルタした後、配
列の点検済位相データを逆投影することによって対象物を通る1つのスライスに
変換された。次に対象物を通るこれらのスライスは互いの上に重ね合わされ、試
料の完全三次元屈折率分布を生成した。
つの領域全てが明瞭に分解され、これらの領域が、この試料から予想されるよう
に同心円筒を形成していることを強調する。この復元の中心を通るライン・プロ
ファイル(破線)がこのファイバの周知の屈折率分布(実線)に沿って図13で
示される。断層撮影復元中の値は周知のプロファイルのものに非常に近く、これ
は定量的位相断層撮影技術を確認するものである。
の決定のための配置の概略例示である。
像である。
である。
位相画像を示す図である。
ある。
。
Claims (109)
- 【請求項1】 放射波動場の位相の定量的決定の方法であって、 (a)一般に前記波動場に交差して広がる選択された表面上の前記放射波動場
の強度の変化率の代表的測定値を生成するステップと、 (b)前記選択された表面上の前記放射波動場の強度の代表的測定値を生成す
るステップと、 (c)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強度の変化
率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フィルタを適
用するステップと、 (d)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換表示の逆を前記第1変
形積分変換表示に適用するステップと、 (e)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換表
示に適用するステップと、 (f)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、第2変形
積分変換表示を生成するために前記第2積分変換表示に、前記補正非変換表示に
反映された第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを適用するステップと
、 (g)前記選択された平面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を生成す
るために、前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用するステッ
プとを含む方法。 - 【請求項2】 前記第1及び第2積分変換がフーリエ変換を使用して生成さ
れる、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記フーリエ変換が高速フーリエ変換である、請求項2に記
載の方法。 - 【請求項4】 前記第1及び第2微分演算子が2次微分演算子である、請求
項1〜請求項3の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 前記第1フィルタが前記第2フィルタとほぼ同じである、請
求項1〜請求項4の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 前記第1フィルタが、前記第1積分変換表示の第1高周波を
選択的に抑制することを含む、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 前記第1及び第2フィルタの少なくとも1つが強度の前記代
表的測定値中のノイズの補正を含む、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の
方法。 - 【請求項8】 前記波動場に交差して広がる少なくとも2つの間隔の開いた
表面上の強度に対応する代表的測定値を生成することによって、前記選択された
表面上の強度と強度の変化率の前記代表的測定値を生成するステップを含む、請
求項1〜請求項7の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 前記選択された表面が2つの前記間隔の開いた表面の間にあ
る、請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 前記選択された表面が前記間隔の開いた表面の1つである
、請求項8に記載の方法。 - 【請求項11】 前記間隔の開いた表面上の強度の代表的測定値を直接検出
するステップを含む、請求項8〜請求項10の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項12】 前記間隔の開いた表面の少なくとも1つを画像化すること
によって、その表面上の強度の前記代表的測定値を生成するステップを含む、請
求項8〜請求項10の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項13】 前記間隔の開いた表面がほぼ平行である、請求項8〜請求
項12の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項14】 前記間隔の開いた表面がほぼ平面である、請求項13に記
載の方法。 - 【請求項15】 強度の変化率の前記代表的測定値が、それぞれ前記間隔の
開いた表面上の位置でなされた強度の代表的測定値の減算によって生成される、
請求項8〜請求項14の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項16】 強度と強度の変化率の前記代表的測定値が、前記表面上の
選択された位置での測定のサンプリングによって獲得される、請求項1〜請求項
15の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項17】 前記サンプリング測定が、前記表面上の規則正しい配列に
定めた位置でなされる、請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 前記放射波動場がデカルト座標系のz方向に伝播し、さら
に位相のx成分及びy成分を個別に生成するステップを含む、請求項2または請
求項3に記載の方法。 - 【請求項19】 前記第1及び第2フィルタが、 【数1】 ここで、kx、kyはx及びyに共役なフーリエ変数であり、 αは強度測定値中のノイズによって決定される定数である、 という形式の、位相の前記x成分を生成するための成分Ωxと位相の前記y成分
を生成するための成分Ωyとを有する、請求項18に記載の方法。 - 【請求項20】 前記積分変換の前に前記放射の平均波動数の負数によって
強度の変化率の前記代表的測定値を乗算するステップを含む、請求項19に記載
の方法。 - 【請求項21】 第1エネルギーの放射について前記波動場に交差する測定
表面上の第1代表的測定値を獲得し、第2の別のエネルギーの放射について前記
測定表面上の第2代表的測定値を獲得することによって、強度の変化率の前記代
表的測定値を獲得するステップを含む、請求項1〜請求項6の何れか1項に記載
の方法。 - 【請求項22】 前記第1フィルタ及び前記第2フィルタの少なくとも1つ
が、前記代表的測定値を生成するシステムの収差、係数に依存する少なくとも1
つの成分を含むことによって、強度と強度の変化率の前記代表的測定値中の収差
を補正することを含む、請求項2または請求項3に記載の方法。 - 【請求項23】 前記放射波動場がデカルト座標系のz方向に伝播し、さら
に位相のx成分及びy成分を個別に生成するステップを含む、請求項22に記載
の方法。 - 【請求項24】 前記第1及び前記第2フィルタが、どちらも 【数2】 ここで、kx、kyはx及びyに共役なフーリエ変数であり、 【数3】 Iaberrated(x,y)はデフォーカス距離δzで測定された収差強度であり
、 Amnは不完全な画像化システムを特徴付ける収差係数である、 という形式の、位相の前記x成分を生成するための成分Ωxと位相の前記y成分
を生成するための成分Ωyとを有する、請求項23に記載の方法。 - 【請求項25】 請求項1〜請求項24の何れか1項のステップを実行する
コンピュータ・プログラム。 - 【請求項26】 請求項1〜請求項24の何れか1項のステップを実行する
手段を含む、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されたコンピュータ・プログラ
ム。 - 【請求項27】 放射波動場の位相の定量的判定のための装置であって、 (a)一般に波動場に交差して広がる選択された表面上の前記放射波動場の強度
の変化率の代表的測定値を生成する手段と、 (b)前記選択された表面上の前記放射波動場の強度の代表的測定値を生成する
手段と、 (c)処理手段であって、順次に、 (I)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、 (II)第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強
度の変化率の前記測定値に反映された第1微分演算子の反転に対応する第1フィ
ルタを適用し、 (III)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変
形積分変換表示に適用し、 (IV)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換
表示に適用し、 (V)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、 (VI)第2変形積分変換表示を生成するために、前記第2積分変換表示に前
記補正非変換表示に反映される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを
適用し、 (VII)前記選択された平面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を生
成するために、前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用する処
理手段とを含む装置。 - 【請求項28】 前記第1及び第2積分変換がフーリエ変換を使用して生成
される、請求項27に記載の装置。 - 【請求項29】 前記フーリエ変換が高速フーリエ変換である、請求項28
に記載の装置。 - 【請求項30】 前記第1及び第2微分演算子が2次微分演算子である、請
求項27〜請求項29の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項31】 前記第1フィルタが前記第2フィルタとほぼ同じである、
請求項27〜請求項30の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項32】 前記第1フィルタが前記第1積分変換表示の第1高周波を
選択的に抑制することを含む、請求項27〜請求項31の何れか1項に記載の装
置。 - 【請求項33】 前記第1及び第2フィルタの少なくとも1つが強度の前記
代表的測定値中のノイズの補正を含む、請求項27〜請求項31の何れか1項に
記載の装置。 - 【請求項34】 前記波動場に交差して広がる少なくとも2つの間隔の開い
た表面上の強度に対応する代表的測定値を生成する手段を含む、請求項27〜請
求項33の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項35】 前記選択された表面が2つの前記間隔の開いた表面の間に
ある、請求項34に記載の装置。 - 【請求項36】 前記選択された表面が前記間隔の開いた表面の1つである
、請求項34に記載の装置。 - 【請求項37】 前記間隔の開いた表面上の強度の代表的測定値を直接検出
するよう配置された検出器手段を含む、請求項34〜請求項36の何れか1項に
記載の装置。 - 【請求項38】 前記間隔の開いた表面の少なくとも1つの上の強度の前記
代表的測定値を生成する検出器手段と、前記検出器上のその表面に画像化する画
像化手段とを含む、請求項34〜請求項36の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項39】 前記間隔の開いた表面がほぼ平行である、請求項34〜請
求項38の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項40】 前記間隔の開いた表面がほぼ平面である、請求項34〜請
求項38の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項41】 強度の変化率の前記代表的測定値を生成する前記手段が、
前記間隔の開いた表面上の位置でなされた強度の代表的測定値を減算する、請求
項34〜請求項40の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項42】 強度の代表的測定値を生成する前記手段と、強度の変化率
の代表的測定値を生成する前記手段とが前記表面上の選択された位置でサンプリ
ングを行う、請求項27〜請求項41の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項43】 前記サンプリングが前記表面上で規則正しい配列に定めた
位置でなされる、請求項42に記載の装置。 - 【請求項44】 前記放射波動場がデカルト座標系のz方向に伝播し、処理
手段が位相のx成分及びy成分を個別に生成する、請求項28または請求項29
に記載の装置。 - 【請求項45】 前記処理手段が、 【数4】 ここで、kx、kyはx及びyに共役なフーリエ変数であり、 αは強度測定値中のノイズによって決定される定数である、 という形式の、位相の前記x成分を生成するための成分Ωxと位相の前記y成分
を生成するための成分Ωyとを有する第1及び第2フィルタを適用する、請求項
44に記載の装置。 - 【請求項46】 前記積分変換の前に強度の変化率の前記代表的測定値が前
記放射の平均波動数の負数によって乗算される、請求項37に記載の装置。 - 【請求項47】 強度の変化率の前記代表的測定値が、第1エネルギーの放
射について前記波動場に交差する測定表面上の第1代表的測定値を獲得し、第2
の別のエネルギーの放射について前記測定表面上の第2代表的測定値を獲得する
ことによって生成される、請求項27〜請求項31の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項48】 前記第1フィルタ及び前記第2フィルタの少なくとも1つ
が、前記代表的測定値を生成するシステムの収差、係数に依存する少なくとも1
つの成分を含むことによって、強度と強度の変化率の前記代表的測定値中の収差
を補正することを含む、請求項28または請求項29に記載の装置。 - 【請求項49】 前記放射波動場がデカルト座標系のz方向に伝播し、その
際位相のx成分及びy成分が個別に生成される、請求項48に記載の装置。 - 【請求項50】 前記第1及び前記第2フィルタが、どちらも 【数5】 ここで、kx、kyはx及びyに共役なフーリエ変数であり、 【数6】 Iaberrated(x,y)はデフォーカス距離∂zで測定された収差強度であり
、 Amnは不完全な画像化システムを特徴付ける収差係数である、 という形式の、位相の前記x成分を生成するための成分Ωxと位相の前記y成分
を生成するための成分Ωyとを有する、請求項49に記載の装置。 - 【請求項51】 対象物を画像化する方法であって、 (a)前記対象物を放射源からの放射波動場に露出するステップと、 (b)入射放射から離れた前記対象物の側で一般に前記波動場に交差して広が
る選択された表面上の強度の変化率の代表的測定値を生成するステップと、 (c)前記選択された表面上の前記放射波動場の強度の代表的測定値を生成す
るステップと、 (d)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強度の変化
率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フィルタを適
用するステップと、 (e)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変形積
分変換表示に適用するステップと、 (f)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換表
示に適用するステップと、 (g)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、第2変形
積分変換表示を生成するために前記第2積分変換表示に、前記補正非変換表示に
反映される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを適用するステップと
、 (h)前記選択された平面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を生成す
るために、前記前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用するス
テップとを含む方法。 - 【請求項52】 前記波動場に交差して広がる少なくとも2つの間隔の開い
た表面上の強度に対応する代表的測定値を生成することによって、前記選択され
た表面上の強度と強度の変化率の前記代表的測定値を生成するステップを含む、
請求項51に記載の方法。 - 【請求項53】 前記選択された表面が2つの前記間隔の開いた表面の間に
ある、請求項52に記載の方法。 - 【請求項54】 前記選択された表面が前記間隔の開いた表面の1つである
、請求項52に記載の方法。 - 【請求項55】 前記間隔の開いた表面がほぼ平行である、請求項52〜請
求項54の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項56】 前記間隔の開いた表面がほぼ平面である、請求項52〜請
求項54の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項57】 強度の変化率の前記代表的測定値が、それぞれ前記間隔の
開いた表面上の位置でなされた強度の代表的測定値の減算によって生成される、
請求項52〜請求項56の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項58】 前記波動場に交差して広がる第1表面上の強度に対応する
第1代表的測定値を生成し、前記放射源と前記対象物の間の距離を変更し、前記
対象物と前記放射源の間の変更された距離に対する前記第1表面上の強度に対応
する第2代表的測定値を生成することによって、前記選択された表面上の強度と
強度の変化率の前記測定値を生成するステップを含む、請求項51に記載の方法
。 - 【請求項59】 前記選択された表面が前記間隔の開いた表面の1つである
、請求項58に記載の方法。 - 【請求項60】 前記間隔の開いた表面上の強度の代表的測定値を直接検出
するステップを含む、請求項51〜請求項57の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項61】 前記選択された表面が前記放射の伝播の方向に前記対象物
から間隔が開いている、請求項51〜請求項60の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項62】 前記放射源がほぼ点放射源である、請求項51〜請求項6
1の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項63】 前記第1及び第2積分変換がフーリエ変換を使用して生成
される、請求項51〜請求項62の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項64】 前記フーリエ変換が高速フーリエ変換である、請求項51
〜請求項63の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項65】 対象物を画像化する装置であって、 (a)放射波動場によって前記対象物を照射する放射源と、 (b)一般に前記波動場に交差して広がる選択された表面上で前記放射波動場
の強度の変化率の代表的測定値を生成する手段と、 (c)前記選択された表面上で前記放射波動場の強度の代表的測定値を生成す
る手段と、 (d)処理手段であって、順次に、 (i)第1積分変換表示を生成するために強度の前記変化率を変換し、 (ii)第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強
度の変化率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フィ
ルタを適用し、 (iii)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変
形積分変換表示に適用し、 (iv)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換
表示に適用し、 (v)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、 (vi)第2変形積分変換表示を生成するために、前記第2積分変換表示に前
記補正非変換表示に反映される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを
適用し、 (vii)前記選択された表面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を生
成するために、前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用する処
理手段とを含む装置。 - 【請求項66】 前記波動場に交差して広がる少なくとも2つの間隔の開い
た表面上の強度に対応する代表的測定値を生成する手段を含む、請求項65に記
載の装置。 - 【請求項67】 前記選択された表面が2つの前記間隔の開いた表面の間に
ある、請求項66に記載の装置。 - 【請求項68】 前記選択された表面が前記間隔の開いた表面の1つである
、請求項66に記載の装置。 - 【請求項69】 前記間隔の開いた表面上の強度の代表的測定値を直接検出
するよう配置された検出器手段を含む、請求項66〜請求項68の何れか1項に
記載の装置。 - 【請求項70】 前記間隔の開いた表面の少なくとも1つの上の強度の前記
代表的測定値を生成する検出器手段と、前記検出器上の表面に画像化する画像化
手段とを含む、請求項66〜請求項68の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項71】 前記間隔の開いた表面がほぼ平行である、請求項66〜請
求項70の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項72】 強度の変化率の前記代表的測定値が、前記間隔の開いた表
面上の位置でなされた強度の代表的測定値の減算によって生成される、請求項6
6〜請求項71の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項73】 前記波動場に交差して広がる第1表面上の強度に対応する
第1代表的測定値を測定することによって前記選択された表面上の強度と強度の
変化率の前記測定値を生成する手段と、前記放射源と前記対象物の間の距離を変
更する手段と、前記対象物と前記放射源の間の変更された距離に対する前記第1
表面上の強度に対応する第2代表的測定値を生成する手段とを含む、請求項65
に記載の装置。 - 【請求項74】 前記選択された表面が前記間隔の開いた表面の1つである
、請求項73に記載の装置。 - 【請求項75】 前記間隔の開いた表面上の強度の代表的測定値を直接検出
する手段を含む、請求項65〜請求項72の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項76】 前記選択された表面が前記放射の伝播の方向に前記対象物
から間隔が開いている、請求項65〜請求項75の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項77】 前記放射源がほぼ点放射源である、請求項65〜請求項7
6の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項78】 前記第1及び第2積分変換がフーリエ変換を使用して生成
される、請求項65〜請求項77の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項79】 前記フーリエ変換が高速フーリエ変換である、請求項78
に記載の装置。 - 【請求項80】 位相振幅画像化の方法であって、 (a)放射波動場によって対象物を照射するステップと、 (b)前記対象物から画像化システムによって、前記対象物から伝播する前記
波動場に交差して広がる画像化表面に放射の焦点を合わせるステップと、 (c)前記画像化システムの第1焦点で前記画像化表面上で放射の強度分布の
第1代表的測定値を生成するステップと、 (d)前記画像化システムによって前記画像化表面上の前記画像の焦点の変更
を導入するステップと、 (e)前記画像化表面上の強度分布の第2代表的測定値を生成するステップと
、 (f)前記波動場に交差して広がる選択された表面上の放射伝播の方向の強度
の代表的測定値と強度の変化率の代表的測定値とを生成するために、前記第1及
び第2代表的測定値を使用するステップと、 (g)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強度の変化
率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フィルタを適
用するステップと、 (h)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変形積
分変換表示に適用するステップと、 (i)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換表
示に適用するステップと、 (j)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、第2変形
積分変換表示を生成するために、前記補正非変換表示に反映される第2微分演算
子の反転に対応する第2フィルタを適用するステップと、 (k)前記選択された表面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を生成す
るために、前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用するステッ
プとを含む方法。 - 【請求項81】 前記放射波動場が前記画像化システムの開口数より小さい
開口数を有する、請求項80に記載の方法。 - 【請求項82】 前記画像化システムの前記第1焦点が前記画像化表面に焦
点の合った画像を生成し、前記画像化システムの前記第2焦点が前記画像化表面
にわずかにデフォーカスされた画像を生成する、請求項80または請求項81に
記載の方法。 - 【請求項83】 前記画像化表面がほぼ平面である、請求項80〜請求項8
2の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項84】 前記画像化表面が強度検出器である、請求項80〜請求項
83の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項85】 前記画像化表面が前記選択された表面である、請求項80
〜請求項84の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項86】 前記積分変換がフーリエ変換である、請求項80〜請求項
85の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項87】 前記フーリエ変換が高速フーリエ変換である、請求項86
に記載の方法。 - 【請求項88】 強度の変化率の前記代表的測定値が、強度の前記第1及び
第2代表的測定値の減算によって生成される、請求項80〜請求項87の何れか
1項に記載の方法。 - 【請求項89】 強度と強度の変化率の前記代表的測定値が、前記画像化表
面上の選択された位置での測定のサンプリングによって獲得される、請求項80
〜請求項88の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項90】 前記サンプリング測定が前記画像化表面上の規則正しい配
列に定めた位置でなされる、請求項89に記載の方法。 - 【請求項91】 前記放射波動場がデカルト座標系のz方向に伝播し、さら
に位相のx成分及びy成分を個別に生成するステップを含む、請求項87に記載
の方法。 - 【請求項92】 前記第1及び第2フィルタが、 【数7】 ここで、kx、kyはx及びyに共役なフーリエ変数であり、 αは強度測定値中のノイズによって決定される定数である、 という形式の、位相の前記x成分を生成するための成分Ωxと位相の前記y成分
を生成するための成分Ωyとを有する、請求項91に記載の方法。 - 【請求項93】 前記積分変換の前に前記放射の平均波動数の負数によって
強度の変化率の前記代表的測定値を乗算するステップを含む、請求項92に記載
の方法。 - 【請求項94】 対象物の位相振幅画像化のための装置であって、 前記対象物を照射する放射波動場放射源と、 前記対象物から、前記対象物から伝播する波動場に交差して広がる画像化表面
に放射の焦点を合わせる画像化システムと、 前記画像化表面上の放射強度の代表的測定値を生成する手段と、 前記画像化表面への前記放射の前記焦点を少なくとも第1焦点と第2焦点とに
調整する選択的動作可能手段を含む前記画像化システムと、 処理手段であって、 (i)前記第1焦点と前記第2焦点とで前記画像化表面上の放射強度の代表的
測定値から、波動場に交差して広がる選択された表面上の放射伝播の方向の強度
の代表的測定値と強度の変化率の代表的測定値を生成し、 (ii)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換
し、 (iii)第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、
強度の変化率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フ
ィルタを適用し、 (iv)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変形
積分変換表示に適用し、 (v)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換表
示に適用し、 (vi)第2積分変換表示を生成するために前記補正非変換表示を変換し、 (vii)第2変形積分変換表示を生成するために、前記第2積分変換表示に
前記補正非変換表示に反映される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタ
を適用し、 (viii)前記選択された平面に交差する前記放射波動場の位相の測定値を
生成するために、前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用する
処理手段とを含む装置。 - 【請求項95】 前記放射波動場が前記画像化システムの開口数より小さい
開口数を有する、請求項94に記載の装置。 - 【請求項96】 前記画像化システムの前記第1焦点が前記画像化表面に焦
点の合った画像を生成し、前記画像化システムの前記第2焦点が前記画像化表面
にわずかにデフォーカスされた画像を生成する、請求項94または請求項95に
記載の装置。 - 【請求項97】 前記画像化表面がほぼ平面である、請求項94〜請求項9
6の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項98】 前記画像化表面が強度検出器である、請求項94〜請求項
97の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項99】 前記画像化表面が前記選択された表面である、請求項94
〜請求項98の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項100】 前記積分変換がフーリエ変換である、請求項94〜請求
項99の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項101】 前記フーリエ変換が高速フーリエ変換である、請求項1
00に記載の装置。 - 【請求項102】 強度の変化率の前記代表的測定値が、強度の前記第1及
び第2代表的測定値の減算によって生成される、請求項94〜請求項101の何
れか1項に記載の装置。 - 【請求項103】 強度と強度の変化率の前記代表的測定値が、前記画像化
表面上の選択された位置での測定のサンプリングによって獲得される、請求項9
4〜請求項102の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項104】 前記サンプリング測定が前記画像化表面上の規則正しい
配列に定めた位置でなされる、請求項103に記載の装置。 - 【請求項105】 前記放射波動場がデカルト座標系のz方向に伝播し、さ
らに位相のx成分及びy成分を個別に生成するステップを含む、請求項101に
記載の装置。 - 【請求項106】 前記第1及び第2フィルタが、 【数8】 ここで、kx、kyはx及びyに共役なフーリエ変数であり、 αは強度測定値中のノイズによって決定される定数である、 という形式の、位相の前記x成分を生成するための成分Ωxと位相の前記y成分
を生成するための成分Ωyとを有する、請求項105に記載の装置。 - 【請求項107】 前記積分変換の前に前記放射の平均波動数の負数によっ
て強度の変化率の前記代表的測定値を乗算するステップを含む、請求項106に
記載の方法。 - 【請求項108】 一般に波動場に交差して広がる選択された表面上の放射
波動場の強度の変化率の代表的測定値と、前記選択された表面上の前記放射波動
場の強度の代表的測定値とを生成するコンピュータ・プログラムであって、前記
プログラムが、 (a)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強度の変化
率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フィルタを適
用するコードと、 (b)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変形積
分変換表示に適用するコードと、 (c)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換表
示に適用するコードと、 (d)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、第2変形
積分変換表示を生成するために前記第2積分変換表示に、前記補正非変換表示に
反映される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを適用するコードと、 (e)前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用するコードと
を含むコンピュータ・プログラム。 - 【請求項109】 一般に波動場に交差して広がる選択された表面上の放射
波動場の強度の変化率の代表的測定値と、前記選択された表面上の前記放射波動
場の強度の代表的測定値とを処理する、コンピュータ可読記憶媒体上に格納され
たコンピュータ・プログラムであって、前記プログラムが、 (a)第1積分変換表示を生成するために強度の変化率の前記測定値を変換し
、第1変形積分変換表示を生成するために前記第1積分変換表示に、強度の変化
率の前記測定値に反映される第1微分演算子の反転に対応する第1フィルタを適
用するコードと、 (b)非変換表示を生成するために、前記第1積分変換の逆を前記第1変形積
分変換表示に適用するコードと、 (c)前記選択された表面上の強度の前記測定値に基づく補正を前記非変換表
示に適用するコードと、 (d)第2積分変換表示を生成するために補正非変換表示を変換し、第2変形
積分変換表示を生成するために前記第2積分変換表示に、前記補正非変換表示に
反映される第2微分演算子の反転に対応する第2フィルタを適用するコードと、 (e)前記第2積分変換の逆を前記第2変形積分変換表示に適用するコードと
を含むコンピュータ・プログラム。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007509314A (ja) * | 2003-09-23 | 2007-04-12 | イアティア イメージング プロプライアタリー リミティド | 試料の面積またはコンフルエンスを決定するための方法と装置 |
JP2007526457A (ja) * | 2004-03-01 | 2007-09-13 | イアティア イメージング プロプライアタリー リミティド | 深度情報を含む画像の生成方法と装置 |
JP2009186679A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Olympus Corp | 観察装置 |
WO2018190132A1 (ja) | 2017-04-13 | 2018-10-18 | 横河電機株式会社 | 顕微鏡システム、顕微鏡、処理装置、及び顕微鏡用カメラ |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AUPR672601A0 (en) * | 2001-07-31 | 2001-08-23 | Iatia Imaging Pty Ltd | Apparatus and method of imaging an object |
AUPR830801A0 (en) * | 2001-10-16 | 2001-11-08 | Iatia Imaging Pty Ltd | Phase determination of a radiation wavefield |
US20070182844A1 (en) * | 2003-03-09 | 2007-08-09 | Latia Imaging Pty Ltd | Optical system for producing differently focused images |
GB0409572D0 (en) * | 2004-04-29 | 2004-06-02 | Univ Sheffield | High resolution imaging |
US20080094634A1 (en) * | 2004-10-01 | 2008-04-24 | Jacob Rubinstein | Phase Determination System and Method |
FR2881520B1 (fr) * | 2005-02-03 | 2007-10-12 | Lyuboshenko Igor | Obtention d'une image de phase a partir d'une image d'intensite |
DE102007009661A1 (de) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur ortsaufgelösten Bestimmung der Phase und Amplitude des elektromagnetischen Feldes in der Bildebene einer Abbildung eines Objektes |
DE102006061978A1 (de) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Elektronenmikroskop und Verfahren zur Messung der Defokusstreuung |
US7564545B2 (en) * | 2007-03-15 | 2009-07-21 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Inspection methods and systems for lithographic masks |
GB2476738B (en) * | 2007-07-18 | 2012-08-15 | Iatia Imaging Pty Ltd | Method and apparatus for determining the surface profile of an object |
ES2369432B2 (es) * | 2007-09-27 | 2012-05-03 | Universidade De Santiago De Compostela | Procedimiento para la optimización de la medida de la derivada direccional de la intensidad de radiación electromagnética y dispositivo para su puesta en pr�?ctica. |
DE102009019514A1 (de) * | 2009-04-30 | 2010-11-11 | Siemens Aktiengesellschaft | CT-System und Verfahren zur Phasenkontrast- und Absorptionsbildgebung |
GB2495537B (en) | 2011-10-14 | 2017-02-15 | Solentim Ltd | Method of and apparatus for analysis of a sample of biological tissue cells |
US9423307B2 (en) | 2013-02-20 | 2016-08-23 | Mesa Photonics, LLC | Method and apparatus for determining wave characteristics using interaction with a known wave |
DE102016203275B4 (de) * | 2016-02-29 | 2019-07-18 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Defokussierungswerts und Verfahren und Vorrichtung zur bildbasierten Bestimmung einer dimensionellen Größe |
DE102016114375A1 (de) | 2016-08-03 | 2018-02-08 | Humboldt-Universität Zu Berlin | Vorrichtung zur Erzeugung einer Bildserie |
CN107942147B (zh) * | 2017-11-15 | 2019-09-20 | 北京邮电大学 | 一种天线的远场方向图的测量方法和装置 |
US10274378B1 (en) | 2018-04-26 | 2019-04-30 | Mesa Photonics, LLC | Method and apparatus for determining wave characteristics using constrained interactions of waves |
FR3091347B1 (fr) * | 2018-12-26 | 2021-11-05 | Commissariat Energie Atomique | Procédé de caractérisation d'un échantillon par imagerie de phase |
US11501420B2 (en) | 2019-09-26 | 2022-11-15 | Perkinelmer Cellular Technologies Germany Gmbh | Reconstructing phase images with deep learning |
US11362481B2 (en) | 2020-05-01 | 2022-06-14 | Mesa Photonics, LLC | Method and apparatus for measuring optical pulses |
US11237059B1 (en) * | 2020-12-14 | 2022-02-01 | Gerchberg Ophthalmic Dispensing, PLLC | Totagraphy: Coherent diffractive/digital information reconstruction by iterative phase recovery using special masks |
CN112540460A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-03-23 | 华东交通大学 | 基于tir与微透镜阵列组合的光学***设计方法 |
CN113376448B (zh) * | 2021-04-29 | 2023-02-28 | 北京邮电大学 | 一种用于紧缩场测试中静区相位恢复的方法及装置 |
CN117957575A (zh) * | 2021-09-14 | 2024-04-30 | 深圳帧观德芯科技有限公司 | 扩展显微镜中的x射线成像 |
WO2023165667A1 (en) * | 2022-03-01 | 2023-09-07 | Danmarks Tekniske Universitet | Light-field imaging based on tilt-aberration |
CN116399551B (zh) * | 2023-06-06 | 2023-08-04 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种用于高超声速风洞的模型三维密度场测量方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4309602A (en) * | 1979-11-01 | 1982-01-05 | Eikonix Corportation | Wavefront sensing by phase retrieval |
US4690555A (en) * | 1985-11-01 | 1987-09-01 | Hughes Aircraft Company | Solid-state wavefront slope determination |
CH678663A5 (ja) | 1988-06-09 | 1991-10-15 | Zeiss Carl Fa | |
JP2563134B2 (ja) | 1989-01-25 | 1996-12-11 | 日本電子株式会社 | 走査透過型位相差電子顕微鏡 |
JP3039563B2 (ja) | 1990-11-29 | 2000-05-08 | 株式会社日立製作所 | 走査電子顕微鏡及び走査電子顕微方法 |
US5367375A (en) * | 1992-02-07 | 1994-11-22 | Hughes Aircraft Company | Spatial wavefront evaluation by intensity relationship |
KR960019415A (ko) * | 1994-11-23 | 1996-06-17 | 윤종용 | 플라즈마 표시 패널 |
US5633714A (en) | 1994-12-19 | 1997-05-27 | International Business Machines Corporation | Preprocessing of image amplitude and phase data for CD and OL measurement |
AUPN201295A0 (en) | 1995-03-28 | 1995-04-27 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Simplified conditions and configurations for phase-contrast imaging with hard x-rays |
JPH09187455A (ja) | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Hitachi Ltd | 位相型x線ct装置 |
JP4436459B2 (ja) * | 1996-12-24 | 2010-03-24 | エックスアールティ・リミテッド | 位相回収式の位相コントラスト画像 |
US5841125A (en) * | 1997-06-06 | 1998-11-24 | Trw Inc. | High energy laser focal sensor (HELFS) |
US6219142B1 (en) * | 1997-10-17 | 2001-04-17 | Southwest Sciences Incorporated | Method and apparatus for determining wave characteristics from wave phenomena |
-
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007509314A (ja) * | 2003-09-23 | 2007-04-12 | イアティア イメージング プロプライアタリー リミティド | 試料の面積またはコンフルエンスを決定するための方法と装置 |
JP4662935B2 (ja) * | 2003-09-23 | 2011-03-30 | イアティア イメージング プロプライアタリー リミティド | 試料の面積またはコンフルエンスを決定するための方法と装置 |
JP2007526457A (ja) * | 2004-03-01 | 2007-09-13 | イアティア イメージング プロプライアタリー リミティド | 深度情報を含む画像の生成方法と装置 |
JP2009186679A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Olympus Corp | 観察装置 |
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