JP5483840B2 - X線撮像装置及びx線撮像方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の思想に基き、結晶の角度を集光X線ビームの角度分布の端が回折条件を満たすように調整した場合における、ロッキングカーブ、集光X線ビームの角度分布、及び回折される集光X線ビームを示す図である。
本発明によれば、図5Aに示すように、入射するX線の角度が極僅か(Δθ)でも変化すると、図5Bに示すように、ほぼ比例して結晶により回折されたX線ビームの強度変化となって現れることになる。すなわち、Δθに相当する量だけ、回折されたX線ビームの端の位置も、入射角θBのずれが0度の位置から移動する。したがって、高い感度で入射するX線ビームの角度変化(屈折角)を検出することが可能になる。
(1) 透過像と同様な手順により、試料によって生じた屈折角θの空間的な分布、及び位相マップを求める(S180〜S184)。
(2)試料位置決め機構4に付加された回転機構により、試料をΔrだけ回転する(S186)。
(3) (1)〜(2)を必要なステップ数n(=180°/Δr)だけ繰り返す(S188〜S190)。
の手順により行う。
Claims (20)
- X線源から放出されたX線ビームを集光する集光素子と、
集光した前記X線ビームに対して被写体を位置決めする手段と、
前記被写体を透過した前記X線ビームを回折し角度アナライザーとして動作する単結晶と、
前記X線ビームに対して単結晶の角度を調整する角度調整機構と、
回折された前記X線ビームの強度を検出する第2検出器と、
制御部とを備え、
前記制御部は、入射する前記集光X線ビームの角度分布の端がブラッグの回折条件を満たすように前記X線ビームに対して前記単結晶の角度を調整する角度設定機能を有することを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記X線ビームの角度分布の端は、前記集光X線ビームの角度発散プロファイルの微分値が、実質的に最大または最小となる角度であることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記集光X線ビームの角度分布の端の角度は、前記ビームの角度分布の高角側の角度(θoH)若しくは低角側の角度(θoL)であることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記制御部は、前記単結晶の角度を調整する機能を有する結晶角度調整ユニットを備えており、
該結晶角度調整ユニットは、前記被写体を設置しない状態で前記角度調整機構を制御して前記単結晶の角度を変化させ、該単結晶を所定の角度範囲にわたり回転させて発散している前記X線ビームの強度Iの角度分布のデータを取得する機能と、得られた該強度Iの角度分布のデータから演算により前記X線ビームの端の角度を求める機能と、求められた該X線ビームの端の角度に基づいて前記角度調整機構を制御して前記単結晶の角度を設定する機能とを有することを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記被写体を透過したX線ビームの強度を検出するX線透過型の第1検出器と、
前記第1検出器を透過した前記X線ビームを回折する前記単結晶と、
前記単結晶で回折された前記X線ビームの強度を検出する前記第2検出器と、
前記単結晶の角度が調整された状態で、前記被写体を位置決めする手段により制御された前記被写体の各位置において前記第1及び前記第2検出器で前記X線ビームの強度を検出する前記制御部と、
該X線ビームの強度から演算により前記被写体の2次元像を得る処理部とを備えたことを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記被写体を透過した前記X線ビームをラウエケースのX線回折により回折する前記単結晶と、
回折されたX線ビームの強度を検出する第4検出器と、
前記単結晶を透過した透過X線ビームの強度を検出する前記第2検出器と、
前記単結晶の角度が調整された状態で、前記被写体を位置決めする手段により制御された前記被写体の各位置において前記第4検出器及び前記第2検出器で前記X線ビームの強度を検出する前記制御部と、
該X線ビームの強度から演算により前記被写体の2次元像を得る処理部とを備えていることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記被写体を透過したX線ビームの強度を検出するX線透過型の第1検出器と、
前記第1検出器を透過したX線ビームをX線の同時反射により回折する前記単結晶と、
回折された前記X線ビームの強度を検出する前記第2検出器に相当する複数の検出器と、
入射するX線ビームの角度分布の端が同時反射を生ずるブラッグの回折条件を満たすように前記X線ビームに対して前記単結晶の角度を調整する機能と、
前記単結晶の角度が調整された状態で、前記被写体を位置決めする手段により制御された前記被写体の各位置において前記第1の検出器及び前記第2検出器に相当する前記複数の検出器で前記X線ビームの強度を検出する前記制御部と、
該検出された前記X線ビームの強度から演算により前記被写体の2次元像を得る処理部とを備えていることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記被写体を位置決めする手段は、集光した前記X線ビームに対して被写体を回転させる機能を有し、
複数の異なる方向から前記X線ビームを照射して得られた複数の2次元像から前記被写体の断面像を再生する機能を有する処理部を備えていることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記集光素子がX線の回折現象を利用した集光鏡であることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記集光素子がX線の全反射を利用した集光鏡であることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項5記載のX線撮像装置において、
前記第1検出器と前記単結晶の間にX線ビームの一部を遮蔽するスリットを設けたことを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記単結晶の表面と回折を生じる結晶格子面が非平行であることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項1記載のX線撮像装置において、
前記角度アナライザーが複数の単結晶で構成されていることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項5記載のX線撮像装置において、
前記被写体の近くに設けられ、X線のエネルギーを分別できる機能を有した第3検出器を備え、
前記制御部は、前記被写体から放出された散乱及び蛍光X線を検出する機能を有し、
前記処理部は、該検出したX線の強度から前記測定と同時に被写体の散乱及び蛍光による2及び3次元像を得る機能を有することを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項6記載のX線撮像装置において、
前記被写体を位置決めする手段が、前記集光したX線ビームに対して前記被写体を回転させる機能を有し、
前記処理部は、複数の異なる方向から前記X線ビームを照射して得られた複数の2次元像から前記被写体の断面像を再生する機能を備えていることを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項7記載のX線撮像装置において、
前記被写体を位置決めする手段が、前記集光したX線ビームの光路に対して被写体を回転させる機能を有し、
前記処理部は、複数の異なる方向から前記X線ビームを照射して得られた複数の2次元像から前記被写体の断面像を再生する機能を備えていることを特徴とするX線撮像装置。 - X線源から放出されたX線ビームを集光する集光素子と、
集光した前記X線ビームに対して被写体を位置決めする手段と、
前記被写体を透過した前記X線ビームを回折する単結晶と、
前記X線ビームに対して前記単結晶の角度を調整する角度調整機構と、
回折された前記X線ビームの強度を検出する検出器と、
結晶角度調整ユニットを有する制御部とを備え、
該結晶角度調整ユニットは、前記被写体が設置されていない状態で前記単結晶を所定の角度範囲にわたり回転させて発散している前記集光したX線ビームの強度の角度分布のデータを取得する機能と、得られた該強度の角度分布のデータから前記X線ビームの端の角度を求める機能と、入射する前記X線ビームの角度分布の端がブラッグの回折条件を満たすように前記角度調整機構を制御して前記X線ビームに対して前記単結晶の角度を調整する機能とを有することを特徴とするX線撮像装置。 - 請求項17記載のX線撮像装置において、
該結晶角度調整ユニットは、前記集光X線ビームの回折強度が実質的に半分となる角度を前記X線ビームの端の角度として求め、該角度に前記単結晶の角度を合わせる機能を有することを特徴とするX線撮像装置。 - 集光したX線ビームを用いて物体の内部を検査するX線撮像装置を用いたX線撮像方法であって、
前記X線撮像装置は、X線源から放出されたX線ビームを集光する集光素子と、集光した前記X線ビームに対して被写体を位置決めする手段と、前記被写体を透過した前記X線ビームを回折する単結晶と、前記X線ビームに対して前記単結晶の角度を調整する角度調整機構と、回折された前記X線ビームの強度を検出する検出器と、前記単結晶の角度を調整する制御部と、前記被写体の2次元像を得るための処理を行なう処理部とを備え、
入射する前記集光X線ビームの角度分布の端がブラッグの回折条件を満たすように前記X線ビームに対して前記単結晶の角度を調整し、
前記単結晶の角度が調整された状態で、前記検出器により前記被写体の各位置において前記X線ビームの強度を検出し、
検出された前記X線ビームの強度から演算により前記被写体の2次元像を得ることを特徴とするX線撮像方法。 - 請求項19記載のX線撮像方法において、
前記被写体が設置されていない状態で前記単結晶を所定の角度範囲にわたり回転させて発散している前記集光したX線ビームの強度の角度分布のデータを取得し、
得られた該強度の角度分布のデータから前記集光X線ビームの端の角度を求め、
前記角度調整機構を制御して、前記単結晶の角度を、前記集光X線ビームの端の角度に位置するビームのみが該結晶で回折されるように設定することを特徴とするX線撮像方法。
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