JPH0862157A - 撮像方法及び撮像装置 - Google Patents
撮像方法及び撮像装置Info
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- JPH0862157A JPH0862157A JP6198699A JP19869994A JPH0862157A JP H0862157 A JPH0862157 A JP H0862157A JP 6198699 A JP6198699 A JP 6198699A JP 19869994 A JP19869994 A JP 19869994A JP H0862157 A JPH0862157 A JP H0862157A
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-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/02—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
- G21K1/025—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using multiple collimators, e.g. Bucky screens; other devices for eliminating undesired or dispersed radiation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 結像系を使用しない撮像方法及び装置を提供
する。 【構成】 各々異なるピッチを有する複数のグリッドを
平面的に配列した対物グリッドアレイ22及びそれを相
似的に拡大した形状を有する検出グリッドアレイ23か
らなるグリッド系25と、検出器アレイ24によって検
出系を構成する。回転テーブル21上に置かれた被測定
物20を回転させながら、検出器アレイ24でグリッド
系25を透過したX線等のエネルギー線を検出する。信
号処理手段28は、検出器アレイ24による検出信号に
二次元逆フーリエ変換を施して被測定物20の画像を合
成し、ディスプレイ29に表示する。
する。 【構成】 各々異なるピッチを有する複数のグリッドを
平面的に配列した対物グリッドアレイ22及びそれを相
似的に拡大した形状を有する検出グリッドアレイ23か
らなるグリッド系25と、検出器アレイ24によって検
出系を構成する。回転テーブル21上に置かれた被測定
物20を回転させながら、検出器アレイ24でグリッド
系25を透過したX線等のエネルギー線を検出する。信
号処理手段28は、検出器アレイ24による検出信号に
二次元逆フーリエ変換を施して被測定物20の画像を合
成し、ディスプレイ29に表示する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、結像系を用いない撮像
方法及び撮像装置に関する。
方法及び撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】赤外、可視及び紫外線を含む光線による
像の形成には、レンズや反射鏡を用いた結像光学系が利
用される。また、エネルギーが3keV以下の軟X線に
対しては、研磨した金属表面に斜め入射すると全反射す
る性質を利用して反射結像系を構成することができるの
で、この反射結像系を利用して同様に像を形成すること
が可能である。
像の形成には、レンズや反射鏡を用いた結像光学系が利
用される。また、エネルギーが3keV以下の軟X線に
対しては、研磨した金属表面に斜め入射すると全反射す
る性質を利用して反射結像系を構成することができるの
で、この反射結像系を利用して同様に像を形成すること
が可能である。
【0003】しかし、前記軟X線の反射結像系には、極
めて浅い角度での斜め入射を利用するため多くの制限が
あり、さらにエネルギーが高い硬X線やガンマ線に対し
ては有効な結像系を構成することが困難であり、結像系
によって像を形成することはできない。結像系を構成す
ることができないエネルギー線による像形成の一方法と
して、細長い金属パイプを束ねたものを通して対象物を
観察する方法が考えられる。すなわち、図11に示すよ
うに、細長い金属パイプ11を多数本束ね、各パイプの
後端に各々検出器12を配置する。各検出器12の検出
出力を信号処理手段13によって処理して画素データと
してCRT等の表示手段14に表示すると、線源10の
像15が表示される。
めて浅い角度での斜め入射を利用するため多くの制限が
あり、さらにエネルギーが高い硬X線やガンマ線に対し
ては有効な結像系を構成することが困難であり、結像系
によって像を形成することはできない。結像系を構成す
ることができないエネルギー線による像形成の一方法と
して、細長い金属パイプを束ねたものを通して対象物を
観察する方法が考えられる。すなわち、図11に示すよ
うに、細長い金属パイプ11を多数本束ね、各パイプの
後端に各々検出器12を配置する。各検出器12の検出
出力を信号処理手段13によって処理して画素データと
してCRT等の表示手段14に表示すると、線源10の
像15が表示される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、細長い金属パ
イプの束を用いる方法は、金属パイプの内径を細くする
のに限界があるため分解能をそれほど上げることができ
ない。また、金属パイプの内径を小さくすると検出器に
到達する光量が減少するため感度が低下する。また、対
象物の深さ方向の構造を分解できず、深さ方向の構造が
重なって観察されるため、3次元的な構造を有する線源
の観察には適さない。
イプの束を用いる方法は、金属パイプの内径を細くする
のに限界があるため分解能をそれほど上げることができ
ない。また、金属パイプの内径を小さくすると検出器に
到達する光量が減少するため感度が低下する。また、対
象物の深さ方向の構造を分解できず、深さ方向の構造が
重なって観察されるため、3次元的な構造を有する線源
の観察には適さない。
【0005】本発明は、結像系を使用しない撮像方法及
び装置を提供すること、特に空間構造を有するX線源、
ガンマ線源等のエネルギー線源の空間的分布を高い分解
能で検出して画像表示する手段を提供することを目的と
する。
び装置を提供すること、特に空間構造を有するX線源、
ガンマ線源等のエネルギー線源の空間的分布を高い分解
能で検出して画像表示する手段を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的は、各々異なる
ピッチを有する複数のグリッドを平面的に配列した対物
グリッドアレイ、及び対物グリッドアレイを相似的に拡
大した形状を有する対物グリッドアレイを所定の距離だ
け離して配置してなるグリッド系を用い、検出グリッド
アレイと対物グリッドアレイ中の対応するグリッドを結
ぶ線が集中するグリッド系の焦点付近に被測定物を配置
し、被測定物とグリッド系とを、前記焦点を通り対物グ
リッドアレイの平面に直交するグリッド系の中心軸の回
りに相対的に回転させながら、被測定物から発せられて
グリッド系の対応する2つのグリッドを透過したエネル
ギー線を個別に検出し、検出信号からフーリエ逆変換又
はそれに類似の線形直交積分変換、ないしは最大エント
ロピー法などによる非線形最適化法を用いた演算によっ
て被測定物の画像を合成することを特徴とする撮像方法
によって達成される。
ピッチを有する複数のグリッドを平面的に配列した対物
グリッドアレイ、及び対物グリッドアレイを相似的に拡
大した形状を有する対物グリッドアレイを所定の距離だ
け離して配置してなるグリッド系を用い、検出グリッド
アレイと対物グリッドアレイ中の対応するグリッドを結
ぶ線が集中するグリッド系の焦点付近に被測定物を配置
し、被測定物とグリッド系とを、前記焦点を通り対物グ
リッドアレイの平面に直交するグリッド系の中心軸の回
りに相対的に回転させながら、被測定物から発せられて
グリッド系の対応する2つのグリッドを透過したエネル
ギー線を個別に検出し、検出信号からフーリエ逆変換又
はそれに類似の線形直交積分変換、ないしは最大エント
ロピー法などによる非線形最適化法を用いた演算によっ
て被測定物の画像を合成することを特徴とする撮像方法
によって達成される。
【0007】また、前記目的は、同一スリット方向で同
一ピッチを有し位相がπ/4ずれた2つのグリッドを対
にし、離散的な複数のスリット方向毎に、異なるピッチ
を有する前記グリッド対を複数平面的に配置した対物グ
リッドアレイ、及び前記対物グリッドアレイを相似的に
拡大した形状を有する検出グリッドアレイを所定の距離
だけ離して配置してなるグリッド系を用い、検出グリッ
ドアレイと対物グリッドアレイ中の対応するグリッドを
結ぶ線が集中するグリッド系の焦点付近に被測定物を配
置し、被測定物から発せられてグリッド系の対応する2
つのグリッドを透過したエネルギー線を個別に検出し、
この検出信号に対して、前記同一スリット方向で同一ピ
ッチを有し位相がπ/4ずれた2つのグリッドに対応し
て得られる検出信号をフーリエ変換におけるコサイン
(余弦)成分及びサイン(正弦)成分として線形直交積
分変換ないしは非線形最適化法を用いた演算によって被
測定物の画像を合成することを特徴とする撮像方法によ
って達成される。
一ピッチを有し位相がπ/4ずれた2つのグリッドを対
にし、離散的な複数のスリット方向毎に、異なるピッチ
を有する前記グリッド対を複数平面的に配置した対物グ
リッドアレイ、及び前記対物グリッドアレイを相似的に
拡大した形状を有する検出グリッドアレイを所定の距離
だけ離して配置してなるグリッド系を用い、検出グリッ
ドアレイと対物グリッドアレイ中の対応するグリッドを
結ぶ線が集中するグリッド系の焦点付近に被測定物を配
置し、被測定物から発せられてグリッド系の対応する2
つのグリッドを透過したエネルギー線を個別に検出し、
この検出信号に対して、前記同一スリット方向で同一ピ
ッチを有し位相がπ/4ずれた2つのグリッドに対応し
て得られる検出信号をフーリエ変換におけるコサイン
(余弦)成分及びサイン(正弦)成分として線形直交積
分変換ないしは非線形最適化法を用いた演算によって被
測定物の画像を合成することを特徴とする撮像方法によ
って達成される。
【0008】検出信号を所定の時間間隔で獲得し、各検
出信号から合成される画像を順次表示すると、被測定物
の時間的変化を実時間で観察することができる。また、
グリッド系の焦点と被測定物の相対位置を変化させて複
数の画像を撮像すると、それに基づいて被測定物の3次
元画像を合成することができる。この撮像方法は、どの
様な種類のエネルギー線に対しても適用可能であるが、
他に有効な撮像方法がないX線又はガンマ線に対して特
に有用である。
出信号から合成される画像を順次表示すると、被測定物
の時間的変化を実時間で観察することができる。また、
グリッド系の焦点と被測定物の相対位置を変化させて複
数の画像を撮像すると、それに基づいて被測定物の3次
元画像を合成することができる。この撮像方法は、どの
様な種類のエネルギー線に対しても適用可能であるが、
他に有効な撮像方法がないX線又はガンマ線に対して特
に有用である。
【0009】前記撮像方法は、各々異なるピッチを有す
る複数のグリッドを平面的に配列した対物グリッドアレ
イ、及び前記対物グリッドアレイを相似的に拡大した形
状を有し、対物グリッドアレイから所定の距離だけ離し
て配置された検出グリッドアレイからなるグリッド系
と、検出グリッドアレイに固定され検出グリッドアレイ
の各グリッドを透過したエネルギー線を各々検出する複
数の検出器からなる検出器アレイと、被測定物を載置す
る載置手段と、検出グリッドアレイと対物グリッドアレ
イ中の対応するグリッドを結ぶ線が集中する点を通り、
対物グリッドアレイの平面に直交する軸の回りに、検出
器アレイが固定されたグリッド系と載置手段とを相対的
に回転させる手段と、検出器アレイからの検出信号が入
力される信号処理手段と、信号処理手段からの信号によ
って被測定物の画像を表示する画像表示手段とを含む撮
像装置によって実施される。信号処理手段は、複数の回
転角度において前記検出器アレイから得られた検出信号
の組に二次元逆フーリエ変換あるいは最大エントロピー
法に代表される非線形最適化法による演算を施すことに
よって画像を合成する。
る複数のグリッドを平面的に配列した対物グリッドアレ
イ、及び前記対物グリッドアレイを相似的に拡大した形
状を有し、対物グリッドアレイから所定の距離だけ離し
て配置された検出グリッドアレイからなるグリッド系
と、検出グリッドアレイに固定され検出グリッドアレイ
の各グリッドを透過したエネルギー線を各々検出する複
数の検出器からなる検出器アレイと、被測定物を載置す
る載置手段と、検出グリッドアレイと対物グリッドアレ
イ中の対応するグリッドを結ぶ線が集中する点を通り、
対物グリッドアレイの平面に直交する軸の回りに、検出
器アレイが固定されたグリッド系と載置手段とを相対的
に回転させる手段と、検出器アレイからの検出信号が入
力される信号処理手段と、信号処理手段からの信号によ
って被測定物の画像を表示する画像表示手段とを含む撮
像装置によって実施される。信号処理手段は、複数の回
転角度において前記検出器アレイから得られた検出信号
の組に二次元逆フーリエ変換あるいは最大エントロピー
法に代表される非線形最適化法による演算を施すことに
よって画像を合成する。
【0010】また、前記撮像方法は、同一スリット方向
で同一ピッチを有し位相がπ/4ずれた2つのグリッド
を対にして、離散的な複数のスリット方向毎に、異なる
ピッチを有する前記グリッド対を複数平面的に配置した
対物グリッドアレイと、対物グリッドアレイを相似的に
拡大した形状を有し、対物グリッドアレイから所定の距
離だけ離して配置された検出グリッドアレイとからなる
グリッド系と、検出グリッドアレイに固定され検出グリ
ッドアレイの各グリッドを透過したエネルギー線を各々
検出する複数の検出器からなる検出器アレイと、検出器
アレイからの検出信号が入力される信号処理手段と、信
号処理手段からの信号によって被測定物の画像を表示す
る画像表示手段とを含む撮像装置によって実施される。
この場合、信号処理手段は、同一スリット方向で同一ピ
ッチを有し位相がπ/4ずれた2つのグリッドに対応し
て得られる検出信号をフーリエ変換におけるコサイン成
分及びサイン成分として、検出器アレイから得られる信
号の組に二次元逆フーリエ変換を施すことによって被測
定物の画像を合成する。画像合成のための信号処理は、
二次元逆フーリエ変換の他に最大エントロピー法に代表
されるような非線形最適化法の手法によることもでき
る。
で同一ピッチを有し位相がπ/4ずれた2つのグリッド
を対にして、離散的な複数のスリット方向毎に、異なる
ピッチを有する前記グリッド対を複数平面的に配置した
対物グリッドアレイと、対物グリッドアレイを相似的に
拡大した形状を有し、対物グリッドアレイから所定の距
離だけ離して配置された検出グリッドアレイとからなる
グリッド系と、検出グリッドアレイに固定され検出グリ
ッドアレイの各グリッドを透過したエネルギー線を各々
検出する複数の検出器からなる検出器アレイと、検出器
アレイからの検出信号が入力される信号処理手段と、信
号処理手段からの信号によって被測定物の画像を表示す
る画像表示手段とを含む撮像装置によって実施される。
この場合、信号処理手段は、同一スリット方向で同一ピ
ッチを有し位相がπ/4ずれた2つのグリッドに対応し
て得られる検出信号をフーリエ変換におけるコサイン成
分及びサイン成分として、検出器アレイから得られる信
号の組に二次元逆フーリエ変換を施すことによって被測
定物の画像を合成する。画像合成のための信号処理は、
二次元逆フーリエ変換の他に最大エントロピー法に代表
されるような非線形最適化法の手法によることもでき
る。
【0011】
【作 用】グリッド系の対物グリッドと検出グリッドの
組は、各々そのグリッドピッチに応じて被測定物の空間
構造のフーリエ成分を抽出する。被測定物の二次元画像
を合成するためには、その二次元面内の複数の方向につ
いて多くのフーリエ成分を知る必要がある。異なる方向
についてのフーリエ成分は、固定したグリッド系に対し
て被測定物を回転させながら、あるいは静止した被測定
物に対してグリッド系を回転させながら測定を行うこと
によって検出される。グリッド系に複数のスリット方向
についてピッチの異なるグリッドの組が予め備えられて
いる場合には、前述のようにグリッド系又は被測定物を
回転させずとも、複数の方向に関するフーリエ成分を同
時に得ることができる。
組は、各々そのグリッドピッチに応じて被測定物の空間
構造のフーリエ成分を抽出する。被測定物の二次元画像
を合成するためには、その二次元面内の複数の方向につ
いて多くのフーリエ成分を知る必要がある。異なる方向
についてのフーリエ成分は、固定したグリッド系に対し
て被測定物を回転させながら、あるいは静止した被測定
物に対してグリッド系を回転させながら測定を行うこと
によって検出される。グリッド系に複数のスリット方向
についてピッチの異なるグリッドの組が予め備えられて
いる場合には、前述のようにグリッド系又は被測定物を
回転させずとも、複数の方向に関するフーリエ成分を同
時に得ることができる。
【0012】グリッド系は対物グリッドアレイと、それ
を相似拡大した検出グリッド系からなるため、検出グリ
ッドアレイと対物グリッドアレイ中の対応するグリッド
を結ぶ線が集中する点が焦点となり、グリッド系の相似
拡大倍を率m、グリッド数をN、対物グリッドアレイか
ら焦点までの距離をaとすると、ほぼ次式で与えられる
焦点深度を有する。 ma/3(m−1)N そのため、グリッド系の焦点を中心に前記焦点深度程度
の厚さ領域における被測定物の空間構造を鮮明に画像合
成することができる。
を相似拡大した検出グリッド系からなるため、検出グリ
ッドアレイと対物グリッドアレイ中の対応するグリッド
を結ぶ線が集中する点が焦点となり、グリッド系の相似
拡大倍を率m、グリッド数をN、対物グリッドアレイか
ら焦点までの距離をaとすると、ほぼ次式で与えられる
焦点深度を有する。 ma/3(m−1)N そのため、グリッド系の焦点を中心に前記焦点深度程度
の厚さ領域における被測定物の空間構造を鮮明に画像合
成することができる。
【0013】
【実施例】以下、X線放射体の像を撮像して画像表示す
る実施例によって本発明を詳細に説明する。ただし、こ
れは単に説明の都合上のことであり、これによって本発
明で用いられるエネルギー線がX線に限られることを意
図するものではない。
る実施例によって本発明を詳細に説明する。ただし、こ
れは単に説明の都合上のことであり、これによって本発
明で用いられるエネルギー線がX線に限られることを意
図するものではない。
【0014】〔実施例1〕図1は、本発明の一実施例の
システム構成を示す模式図である。X線放射体である被
測定物20は回転テーブル21上に載置され、一定速度
で回転されている。X線を放射する被測定物は、例えば
X線照射を受けて蛍光X線を放射している物体とするこ
とができる。
システム構成を示す模式図である。X線放射体である被
測定物20は回転テーブル21上に載置され、一定速度
で回転されている。X線を放射する被測定物は、例えば
X線照射を受けて蛍光X線を放射している物体とするこ
とができる。
【0015】画像合成装置は、一定の距離だけ離して配
置された対物グリッドアレイ22と検出グリッドアレイ
23からなるグリッド系25、検出グリッドアレイ23
の背後に配置されたX線検出器アレイ24、X線検出器
アレイ24からの信号を処理して画像合成を行う信号処
理系28、及びディスプレイ29から構成される。
置された対物グリッドアレイ22と検出グリッドアレイ
23からなるグリッド系25、検出グリッドアレイ23
の背後に配置されたX線検出器アレイ24、X線検出器
アレイ24からの信号を処理して画像合成を行う信号処
理系28、及びディスプレイ29から構成される。
【0016】グリッド系25の対物グリッドアレイ22
は、図2(a)に示すように、対物グリッド22a,2
2b,22c,…をN個、図の例では5×5=25個配
列して構成されている。検出グリッドアレイは、図2
(b)に示すように、対物グリッドアレイ22の各グリ
ッドと対をなすように検出グリッド23a,23b,2
3c…をN個、この例では5×5=25個配列して構成
されている。X線検出器アレイ24は各検出グリッド2
3a,23b,23c,…を通過したX線を検出するN
個、図の例では5×5=25個のX線検出器24a,2
4b,24c,…で構成されている。また、全てのグリ
ッドは、そのスリット方向が同一となるように配置され
ている。
は、図2(a)に示すように、対物グリッド22a,2
2b,22c,…をN個、図の例では5×5=25個配
列して構成されている。検出グリッドアレイは、図2
(b)に示すように、対物グリッドアレイ22の各グリ
ッドと対をなすように検出グリッド23a,23b,2
3c…をN個、この例では5×5=25個配列して構成
されている。X線検出器アレイ24は各検出グリッド2
3a,23b,23c,…を通過したX線を検出するN
個、図の例では5×5=25個のX線検出器24a,2
4b,24c,…で構成されている。また、全てのグリ
ッドは、そのスリット方向が同一となるように配置され
ている。
【0017】グリッドアレイ22,23は、X線を透過
しない金属材料、例えば厚さ0.5mmのタングステン
板にフォトエッチング等の方法で微細なスリットを形成
することによって作製される。金属材料は、測定すべき
X線のエネルギー域が高くなるほど厚いものを用いる必
要がある。
しない金属材料、例えば厚さ0.5mmのタングステン
板にフォトエッチング等の方法で微細なスリットを形成
することによって作製される。金属材料は、測定すべき
X線のエネルギー域が高くなるほど厚いものを用いる必
要がある。
【0018】N個の対物グリッド22a,22b,22
c,…は、各々異なるグリッドピッチを有する。第k番
目の対物グリッドのグリッドピッチをpk と表すとき、
pkは例えば下式(1)のように設定される。ここに、
Δは基本ピッチと呼ばれる量で、ほぼ被測定物の大きさ
と同程度にとられる。 pk =Δ/k k=1,2,…,N (1) この様にグリッドピッチを設定することにより、被測定
物をほぼN×Nの画素に分解することができる。
c,…は、各々異なるグリッドピッチを有する。第k番
目の対物グリッドのグリッドピッチをpk と表すとき、
pkは例えば下式(1)のように設定される。ここに、
Δは基本ピッチと呼ばれる量で、ほぼ被測定物の大きさ
と同程度にとられる。 pk =Δ/k k=1,2,…,N (1) この様にグリッドピッチを設定することにより、被測定
物をほぼN×Nの画素に分解することができる。
【0019】検出グリッド23a,23b,23c,…
は、対応する対物グリッド22a,22b,22c,…
を相似拡大した形状を有する。例えば図3のように、ア
レイ中の各グリッドを正方形の領域に形成し、対物グリ
ッド22aのスリット幅をd、グリッドのピッチをpと
し、それに対応する検出グリッド23aのスリット幅を
d’、ピッチをp’とするとき、d/p=d’/p’に
設定する。また、d=p/2,d’=p’/2と設定す
るのが好ましい。この2種類のグリッドの相似拡大倍率
m=p’/pは、必要な解像度と焦点深度、製作可能な
グリッドの細かさ、使用できるX線検出器の大きさなど
を考慮して、実用的には3〜10程度に設定されるが、
必ずしも3〜10の範囲に限定されるものではない。
は、対応する対物グリッド22a,22b,22c,…
を相似拡大した形状を有する。例えば図3のように、ア
レイ中の各グリッドを正方形の領域に形成し、対物グリ
ッド22aのスリット幅をd、グリッドのピッチをpと
し、それに対応する検出グリッド23aのスリット幅を
d’、ピッチをp’とするとき、d/p=d’/p’に
設定する。また、d=p/2,d’=p’/2と設定す
るのが好ましい。この2種類のグリッドの相似拡大倍率
m=p’/pは、必要な解像度と焦点深度、製作可能な
グリッドの細かさ、使用できるX線検出器の大きさなど
を考慮して、実用的には3〜10程度に設定されるが、
必ずしも3〜10の範囲に限定されるものではない。
【0020】図4に示すように、離間して配置された対
物グリッドアレイ22と検出グリッドアレイ23の間隔
をbとすると、対物グリッドアレイ22の前方a=b/
(m−1)の距離にある、2つのグリッド22aと23
aの中心を結ぶ線上の点Fに各グリッドの対応するスリ
ットを結ぶ線が集まる。この点Fをグリッド系25の焦
点という。対をなす対物グリッド22aと検出グリッド
23a及びその後方に位置する検出器24aは、単位検
出ユニットを構成する。その焦点面上でスリットに垂直
な方向に中心軸の足から距離xだけ離れた位置に点状の
X線源31があると、この単位検出ユニットの計数Cj
は図6のように周期的な応答を示す。このとき、小さな
グリッドピッチpj を有する単位検出ユニットほど、距
離xに対する応答周期が短い。具体的には、この応答周
期qj は、次式(2)で与えられる。 qj ={m/(m−1)}・pj (2)
物グリッドアレイ22と検出グリッドアレイ23の間隔
をbとすると、対物グリッドアレイ22の前方a=b/
(m−1)の距離にある、2つのグリッド22aと23
aの中心を結ぶ線上の点Fに各グリッドの対応するスリ
ットを結ぶ線が集まる。この点Fをグリッド系25の焦
点という。対をなす対物グリッド22aと検出グリッド
23a及びその後方に位置する検出器24aは、単位検
出ユニットを構成する。その焦点面上でスリットに垂直
な方向に中心軸の足から距離xだけ離れた位置に点状の
X線源31があると、この単位検出ユニットの計数Cj
は図6のように周期的な応答を示す。このとき、小さな
グリッドピッチpj を有する単位検出ユニットほど、距
離xに対する応答周期が短い。具体的には、この応答周
期qj は、次式(2)で与えられる。 qj ={m/(m−1)}・pj (2)
【0021】撮像システムの解像度δは、対物グリッド
の最小ピッチpN 及びグリッド系の相似拡大倍率mによ
って、ほぼ下式(3)で与えられる。 δ≒(pN /2)・(m/m−1)=(Δ/2N)・(m/m−1) (3) 例えば最小ピッチを0.1mm程度とすることにより、
0.05mm程度の画像解像度を得ることが可能であ
る。なお、グリッド系の相似拡大倍率mがあまり小さい
(例えばm<3)と、上式中の(m/m−1)の因子が
大きくなり、解像度の点で不利である。
の最小ピッチpN 及びグリッド系の相似拡大倍率mによ
って、ほぼ下式(3)で与えられる。 δ≒(pN /2)・(m/m−1)=(Δ/2N)・(m/m−1) (3) 例えば最小ピッチを0.1mm程度とすることにより、
0.05mm程度の画像解像度を得ることが可能であ
る。なお、グリッド系の相似拡大倍率mがあまり小さい
(例えばm<3)と、上式中の(m/m−1)の因子が
大きくなり、解像度の点で不利である。
【0022】また、この撮像システムの焦点深度は、グ
リッド系の相似拡大倍率m、グリッド数N、及び対物グ
リッドアレイ22から焦点Fまでの距離aによって、ほ
ぼ下式(4)で与えられる。 ma/3(m−1)N (4) 従って、例えばa=3cm,m=5,N=25の場合、
焦点深度は0.5mm程度となる。
リッド系の相似拡大倍率m、グリッド数N、及び対物グ
リッドアレイ22から焦点Fまでの距離aによって、ほ
ぼ下式(4)で与えられる。 ma/3(m−1)N (4) 従って、例えばa=3cm,m=5,N=25の場合、
焦点深度は0.5mm程度となる。
【0023】図5に、信号処理回路28のブロック図を
示す。例えばNaI(Tl)シンチレーション・クリス
タル51と光電子増倍管52からなるX線検出器24a
からの検出信号は演算増幅器61で増幅される。増幅さ
れた信号は、1イベント毎にAD変換器63でデジタル
データに変換され、このデジタル値は一定の関係で入射
X線エネルギーに換算される。こうして目的にあったエ
ネルギー範囲のX線イベントだけを選別した後、そうし
たイベントの個数を、例えば回転テーブル21が10゜
回転する毎に積算し計数する。AD変換器63は、回転
テーブル21の回転に同期して発生されるゲート信号6
2によって制御される。
示す。例えばNaI(Tl)シンチレーション・クリス
タル51と光電子増倍管52からなるX線検出器24a
からの検出信号は演算増幅器61で増幅される。増幅さ
れた信号は、1イベント毎にAD変換器63でデジタル
データに変換され、このデジタル値は一定の関係で入射
X線エネルギーに換算される。こうして目的にあったエ
ネルギー範囲のX線イベントだけを選別した後、そうし
たイベントの個数を、例えば回転テーブル21が10゜
回転する毎に積算し計数する。AD変換器63は、回転
テーブル21の回転に同期して発生されるゲート信号6
2によって制御される。
【0024】検出器の信号のうち、X線エネルギーがあ
る特定の範囲に入るもののみを計数することにより、第
j検出器のカウント数Cj(θi)を求める。ただし、θi
は回転テーブルの回転角である。こうして検出値の二次
元集合(5)が得られる。 {C1(θ1),C1(θ2),C1(θ3),…, C2(θ1),C2(θ2),C2(θ3),…, … … … … … … … … CN(θ1),CN(θ2),CN(θ3),…} (5)
る特定の範囲に入るもののみを計数することにより、第
j検出器のカウント数Cj(θi)を求める。ただし、θi
は回転テーブルの回転角である。こうして検出値の二次
元集合(5)が得られる。 {C1(θ1),C1(θ2),C1(θ3),…, C2(θ1),C2(θ2),C2(θ3),…, … … … … … … … … CN(θ1),CN(θ2),CN(θ3),…} (5)
【0025】グリッド系25の中心軸、すなわちグリッ
ド系25の焦点Fを通り対物グリッドアレイ22の面に
垂直な軸は、回転テーブル21の回転軸と一致させる。
焦点面上でこの回転軸から距離r、方位角φの位置に強
度Iの点状のX線源があるときを考える。回転テーブル
21がθだけ回転すると、このX線源の方位角は(θ+
φ)になるので、グリッド垂直方向に測った距離xは x=rcos(θ+φ) で与えられる。これを図6と比較し、図6の三角山を正
弦波で近似してやると、第j単位検出ユニットのカウン
ト数が Cj(θ) =(I/2){1+cos[2π(x/qj−εj)]} =(I/2){1+cos[2π(rcos(θ+φ)/qj−εj)]} (6) と与えられる。ただし、εj(0<εj <1)は図6で
定義されるグリッドの最大透過方向と中心軸との距離
(qj を単位として測ったもの)であり、グリッドオフ
セットと呼ばれる。εj =0ならグリッドはコサイン
型、εj =1/4ならサイン型と呼ばれ、回転テーブル
に対してはε=1/8が最適である。上式(6)で与え
られるCj(θ) は、このX線空間分布に関する方位角
θ、波数2π/q j のフーリエ成分に他ならない。
ド系25の焦点Fを通り対物グリッドアレイ22の面に
垂直な軸は、回転テーブル21の回転軸と一致させる。
焦点面上でこの回転軸から距離r、方位角φの位置に強
度Iの点状のX線源があるときを考える。回転テーブル
21がθだけ回転すると、このX線源の方位角は(θ+
φ)になるので、グリッド垂直方向に測った距離xは x=rcos(θ+φ) で与えられる。これを図6と比較し、図6の三角山を正
弦波で近似してやると、第j単位検出ユニットのカウン
ト数が Cj(θ) =(I/2){1+cos[2π(x/qj−εj)]} =(I/2){1+cos[2π(rcos(θ+φ)/qj−εj)]} (6) と与えられる。ただし、εj(0<εj <1)は図6で
定義されるグリッドの最大透過方向と中心軸との距離
(qj を単位として測ったもの)であり、グリッドオフ
セットと呼ばれる。εj =0ならグリッドはコサイン
型、εj =1/4ならサイン型と呼ばれ、回転テーブル
に対してはε=1/8が最適である。上式(6)で与え
られるCj(θ) は、このX線空間分布に関する方位角
θ、波数2π/q j のフーリエ成分に他ならない。
【0026】一般に、X線源が広がった複雑な空間分布
をもつ場合でも、フーリエ変換は線形であるから、C
j(θ) は同様にこのX線源の空間フーリエ成分を表して
いる。そこで{Cj(θi)}という二次元のカウント数の
組からフーリエ逆変換を行うことにより、被測定物のX
線源構造の二次元の画像を合成することができる。とこ
ろで、二次元のカウント数の組{Cj(θi)}は、必ずし
も画像の忠実な情報を担っているとは限らない。例え
ば、測定時間が短いと、カウント数Cj(θi)には必ずポ
アッソン誤差±[Cj(θi)]1/2 がつけ加わり、雑音と
なる。また、すべての{i,j}について測定データが
得られるとは限らない。その様な場合には、測定データ
からもとの像を導く逆変換の方法をとらず、逆に様々な
再生像を考え、それを当該装置で測定したらどの様なデ
ータ{C'j(θi)}が得られるかをシミュレートする。
そして、実測データ{Cj(θi)}とシミュレートデータ
{C'j(θi)}とをすべての{i,j}について比較す
る。その結果、ポアッソン誤差の範囲内でC'j(θi)≒
Cj(θi) となり、しかも再生像がある条件の範囲で最
も単純な形をとるような場合をもって、正解とする方法
で画像合成を行うことができる。形の単純さの目安に、
エントロピーと呼ばれる量が用いられるので、この方法
はしばしば最大エントロピー法とも呼ばれる。より、一
般的には、非線形最適化法によって画像合成を行うこと
ができる。
をもつ場合でも、フーリエ変換は線形であるから、C
j(θ) は同様にこのX線源の空間フーリエ成分を表して
いる。そこで{Cj(θi)}という二次元のカウント数の
組からフーリエ逆変換を行うことにより、被測定物のX
線源構造の二次元の画像を合成することができる。とこ
ろで、二次元のカウント数の組{Cj(θi)}は、必ずし
も画像の忠実な情報を担っているとは限らない。例え
ば、測定時間が短いと、カウント数Cj(θi)には必ずポ
アッソン誤差±[Cj(θi)]1/2 がつけ加わり、雑音と
なる。また、すべての{i,j}について測定データが
得られるとは限らない。その様な場合には、測定データ
からもとの像を導く逆変換の方法をとらず、逆に様々な
再生像を考え、それを当該装置で測定したらどの様なデ
ータ{C'j(θi)}が得られるかをシミュレートする。
そして、実測データ{Cj(θi)}とシミュレートデータ
{C'j(θi)}とをすべての{i,j}について比較す
る。その結果、ポアッソン誤差の範囲内でC'j(θi)≒
Cj(θi) となり、しかも再生像がある条件の範囲で最
も単純な形をとるような場合をもって、正解とする方法
で画像合成を行うことができる。形の単純さの目安に、
エントロピーと呼ばれる量が用いられるので、この方法
はしばしば最大エントロピー法とも呼ばれる。より、一
般的には、非線形最適化法によって画像合成を行うこと
ができる。
【0027】各グリッド対を通して検出されたデータに
よる画像合成は演算回路64によって行われ、得られた
画像はディスプレイ29に表示される。前述のように、
AD変換器61で変換されたデジタル値は入射X線エネ
ルギーに換算することができるため、特定範囲のデジタ
ル値を有する検出データのみで画像形成することによ
り、特定のエネルギーを有するX線のみの像を形成する
ことが可能である。検出X線が被測定物から放射されて
いる蛍光X線である場合、蛍光X線のエネルギーは成分
に特有であるため、この処理により特定成分の空間分布
像を形成することができる。
よる画像合成は演算回路64によって行われ、得られた
画像はディスプレイ29に表示される。前述のように、
AD変換器61で変換されたデジタル値は入射X線エネ
ルギーに換算することができるため、特定範囲のデジタ
ル値を有する検出データのみで画像形成することによ
り、特定のエネルギーを有するX線のみの像を形成する
ことが可能である。検出X線が被測定物から放射されて
いる蛍光X線である場合、蛍光X線のエネルギーは成分
に特有であるため、この処理により特定成分の空間分布
像を形成することができる。
【0028】アレイ中のグリッドの面積は画像の明るさ
に関係し、グリッド面積を大きくするほど明るい画像が
得られる。また、アレイ中のグリッドの数は画像の精細
度と関係を有し、グリッドの数Nすなわちグリッドピッ
チpk の種類を増やすほど精細な画像を合成することが
できる。焦点Fの位置が異なる対物グリッドと検出グリ
ッドの組、すなわち相似拡大率mの値を異にするグリッ
ド対を用いると、被測定物の種々の深さ位置での画像を
同時に形成することができる。また、対物グリッドアレ
イ22と検出グリッドアレイ23の間隔bを変えること
で焦点Fの位置を変えることができる。
に関係し、グリッド面積を大きくするほど明るい画像が
得られる。また、アレイ中のグリッドの数は画像の精細
度と関係を有し、グリッドの数Nすなわちグリッドピッ
チpk の種類を増やすほど精細な画像を合成することが
できる。焦点Fの位置が異なる対物グリッドと検出グリ
ッドの組、すなわち相似拡大率mの値を異にするグリッ
ド対を用いると、被測定物の種々の深さ位置での画像を
同時に形成することができる。また、対物グリッドアレ
イ22と検出グリッドアレイ23の間隔bを変えること
で焦点Fの位置を変えることができる。
【0029】被測定物を180゜回転させると1枚の画
像合成に必要な情報が獲得される。被測定物が時間的に
変化する場合、画像合成を所定の時間間隔で行い、得ら
れた画像を順次ディスプレイに表示することにより、被
測定物の時間変化を実時間で観察することが可能とな
る。
像合成に必要な情報が獲得される。被測定物が時間的に
変化する場合、画像合成を所定の時間間隔で行い、得ら
れた画像を順次ディスプレイに表示することにより、被
測定物の時間変化を実時間で観察することが可能とな
る。
【0030】図1においては、グリッド系25を固定し
て被測定物を回転させたが、逆に被測定物を固定してグ
リッド系25を中心軸の回りに回転させても同様のデー
タを獲得することができ、被測定物の画像を合成するこ
とができる。本実施例によると、グリッド系又は被測定
物を回転させる必要があるものの、単位検出ユニットの
数が少なくてすみ、システム構成が単純になるという利
点がある。
て被測定物を回転させたが、逆に被測定物を固定してグ
リッド系25を中心軸の回りに回転させても同様のデー
タを獲得することができ、被測定物の画像を合成するこ
とができる。本実施例によると、グリッド系又は被測定
物を回転させる必要があるものの、単位検出ユニットの
数が少なくてすみ、システム構成が単純になるという利
点がある。
【0031】〔実施例2〕次に、被測定物もグリッド系
も回転させることなくデータを獲得し、画像を合成する
方法について説明する。本実施例の装置構成は、グリッ
ド系を除いて前記実施例1と同様である。本実施例は、
図8に示すように、スリットの方向が異なるグリッドの
組を用いて各方向の空間フーリエ成分を抽出し、これを
逆に合成して2次元画像を得るものである。前記実施例
と同様に、検出グリッドアレイ73は対物グリッドアレ
イ72を相似拡大した寸法形状を有する。図8には、簡
単のため、スリット方向として0゜、45゜、90゜、
135゜の4種類を設定し、各方向について2種類のグ
リッドピッチを設定した例を示すが、精細な画像を合成
するためには、スリット方向は10種類程度、グリッド
ピッチは各方向について20種類程度必要である。
も回転させることなくデータを獲得し、画像を合成する
方法について説明する。本実施例の装置構成は、グリッ
ド系を除いて前記実施例1と同様である。本実施例は、
図8に示すように、スリットの方向が異なるグリッドの
組を用いて各方向の空間フーリエ成分を抽出し、これを
逆に合成して2次元画像を得るものである。前記実施例
と同様に、検出グリッドアレイ73は対物グリッドアレ
イ72を相似拡大した寸法形状を有する。図8には、簡
単のため、スリット方向として0゜、45゜、90゜、
135゜の4種類を設定し、各方向について2種類のグ
リッドピッチを設定した例を示すが、精細な画像を合成
するためには、スリット方向は10種類程度、グリッド
ピッチは各方向について20種類程度必要である。
【0032】グリッドは、実線で示すグリッド74aと
破線で示すグリッド74bのように、同一スリット方
向、同一グリッドピッチについて四分の一ピッチ位相を
ずらしたものをペアにして設ける。グリッドピッチpk
は一般に下式のように設定され、グリッドピッチとスリ
ット幅の関係は、前者を後者の2倍とするのが好適であ
る。 pk =Δ/k k=1,2,…,N
破線で示すグリッド74bのように、同一スリット方
向、同一グリッドピッチについて四分の一ピッチ位相を
ずらしたものをペアにして設ける。グリッドピッチpk
は一般に下式のように設定され、グリッドピッチとスリ
ット幅の関係は、前者を後者の2倍とするのが好適であ
る。 pk =Δ/k k=1,2,…,N
【0033】実線で示すグリッド対74a,75aの透
過関数、及びそれに対して四分の一位相がずれた破線で
示すグリッド対74b,75bの角度応答特性は、図9
に実線及び破線で示すように、三角関数のサインとコサ
インの関係にある。これは前述の式(2)でεj が0の
場合と1/4の場合に相当する。M種類のスリット方向
及びN種類のグリッドピッチを有するグリッド系の場
合、対物グリッドアレイ72及び検出グリッドアレイ7
3は各々(M×N×2)個のグリッドを備え、それに対
応して検出器アレイは(M×N×2)個の検出器を備え
る。1つのスリット方向についてのN×2個の検出器で
得られるカウント値は、特定の方位角と特定の波数に対
応するので測定値の組はN組の複素フーリエ成分に相当
する。
過関数、及びそれに対して四分の一位相がずれた破線で
示すグリッド対74b,75bの角度応答特性は、図9
に実線及び破線で示すように、三角関数のサインとコサ
インの関係にある。これは前述の式(2)でεj が0の
場合と1/4の場合に相当する。M種類のスリット方向
及びN種類のグリッドピッチを有するグリッド系の場
合、対物グリッドアレイ72及び検出グリッドアレイ7
3は各々(M×N×2)個のグリッドを備え、それに対
応して検出器アレイは(M×N×2)個の検出器を備え
る。1つのスリット方向についてのN×2個の検出器で
得られるカウント値は、特定の方位角と特定の波数に対
応するので測定値の組はN組の複素フーリエ成分に相当
する。
【0034】従って、第iスリット方向をもち、第jピ
ッチをもったグリッドに対応する検出器のカウントをC
ij、そのグリッドに対して四分の一位相をずらしたグリ
ッドに対応する検出器のカウントをSijとし、カウント
数の組{Cij,Sij}を取得すれば、実施例1と同様に
して逆フーリエ変換や最大エントロピー法によって画像
合成を行うことができる。
ッチをもったグリッドに対応する検出器のカウントをC
ij、そのグリッドに対して四分の一位相をずらしたグリ
ッドに対応する検出器のカウントをSijとし、カウント
数の組{Cij,Sij}を取得すれば、実施例1と同様に
して逆フーリエ変換や最大エントロピー法によって画像
合成を行うことができる。
【0035】また、被測定物が時間的に変化する場合、
前記実施例1と同様にデータ獲得及び画像合成を所定の
時間間隔で行い、得られた画像を順次ディスプレイに表
示することにより、被測定物の時間変化を実時間で観察
することが可能となる。本実施例によると、被測定物あ
るいはグリッド系を回転する必要がないので、高速なデ
ータ獲得及び画像表示が可能である。従って、被測定物
にX線を照射して蛍光X線を検出する場合等には、被測
定物へのX線被爆量を低減することもできる。
前記実施例1と同様にデータ獲得及び画像合成を所定の
時間間隔で行い、得られた画像を順次ディスプレイに表
示することにより、被測定物の時間変化を実時間で観察
することが可能となる。本実施例によると、被測定物あ
るいはグリッド系を回転する必要がないので、高速なデ
ータ獲得及び画像表示が可能である。従って、被測定物
にX線を照射して蛍光X線を検出する場合等には、被測
定物へのX線被爆量を低減することもできる。
【0036】〔実施例3〕実施例1及び実施例2では、
一定の方向から見た被測定物の二次元像を合成した。対
物グリッドと検出グリッドの間隔bを変えることにより
焦点位置を変化させてX線検出を行うと、異なる焦点面
での二次元画像すなわち断層像を得ることができる。こ
うして得られた複数の断層像を三次元座標に関連づけて
ディスプレイに表示することにより、図10のように三
次元表示を行うことができる。このとき各断層像の撮像
間隔を、(4)式で表される前記焦点深度と同程度ある
いはそれより短く設定すると、ほぼ連続する二次元画像
が得られるので自然な三次元画像が得られて好都合であ
る。
一定の方向から見た被測定物の二次元像を合成した。対
物グリッドと検出グリッドの間隔bを変えることにより
焦点位置を変化させてX線検出を行うと、異なる焦点面
での二次元画像すなわち断層像を得ることができる。こ
うして得られた複数の断層像を三次元座標に関連づけて
ディスプレイに表示することにより、図10のように三
次元表示を行うことができる。このとき各断層像の撮像
間隔を、(4)式で表される前記焦点深度と同程度ある
いはそれより短く設定すると、ほぼ連続する二次元画像
が得られるので自然な三次元画像が得られて好都合であ
る。
【0037】また、実施例1において回転テーブルに第
2の回転軸を設定したり、あるいはグリッド系25を可
動にして複数の方向から被測定物の二次元画像を得、そ
れをトモグラフィーの手法で演算して三次元分布データ
を得ることも可能である。同様に実施例2においてグリ
ッド系を回動させて種々の方向から被測定物の二次元画
像を得、それから三次元分布データを得ることができ
る。この三次元分布データは、三次元投影図や任意の断
面における線源分布等、所望の形態に加工してディスプ
レイに表示することができる。
2の回転軸を設定したり、あるいはグリッド系25を可
動にして複数の方向から被測定物の二次元画像を得、そ
れをトモグラフィーの手法で演算して三次元分布データ
を得ることも可能である。同様に実施例2においてグリ
ッド系を回動させて種々の方向から被測定物の二次元画
像を得、それから三次元分布データを得ることができ
る。この三次元分布データは、三次元投影図や任意の断
面における線源分布等、所望の形態に加工してディスプ
レイに表示することができる。
【0038】以上では、X線像の検出と像合成について
説明したが、本発明の方法はX線に限られず他のエネル
ギー線、例えばガンマ線や光線を用いた像の検出及び像
合成に対しても適用可能である。
説明したが、本発明の方法はX線に限られず他のエネル
ギー線、例えばガンマ線や光線を用いた像の検出及び像
合成に対しても適用可能である。
【0039】
【発明の効果】結像系を使用せずに像を高分解能で検出
し、画像合成することができる。特に、これまで像を形
成することが困難であったX線あるいはガンマ線発生源
の像を高分解能で検出し、画像表示することが可能とな
る。
し、画像合成することができる。特に、これまで像を形
成することが困難であったX線あるいはガンマ線発生源
の像を高分解能で検出し、画像表示することが可能とな
る。
【図1】本発明による撮像装置の一実施例の説明図。
【図2】第1の実施例の対物グリッドアレイと検出グリ
ッドアレイの概略図。
ッドアレイの概略図。
【図3】対物グリッド及び検出グリッドの概略図。
【図4】対物グリッドアレイと検出グリッドアレイの配
置図。
置図。
【図5】信号処理回路のブロック図。
【図6】単位検出ユニットの角度応答特性の説明図。
【図7】単位検出ユニットによる検出信号波形の説明
図。
図。
【図8】第2の実施例の対物グリッドアレイと検出グリ
ッドアレイの概略図。
ッドアレイの概略図。
【図9】第2の実施例のグリッド対の角度応答特性の説
明図。
明図。
【図10】三次元表示の一例を説明する図。
【図11】金属パイプの束を用いた像観察法の説明図。
10…線源、11…金属パイプ、12…検出器、13…
信号処理手段、14…表示手段、15…像、20…被測
定物、21…回転テーブル、22…対物グリッドアレ
イ、22a,22b,22c…対物グリッド、23…検
出グリッドアレイ、23a,23b,23c…検出グリ
ッド、24…X線検出器アレイ、24a,24b,24
c…X線検出器、25…グリッド系、28…信号処理回
路、29…ディスプレイ、31…X線源51…シンチレ
ーション・クリスタル、52…光電子増倍管、61…演
算増幅器、62…ゲート信号、63…AD変換器、64
…演算回路、72…対物グリッドアレイ、73…検出グ
リッドアレイ、74a,75a…グリッド対、74b,
75b…グリッド対
信号処理手段、14…表示手段、15…像、20…被測
定物、21…回転テーブル、22…対物グリッドアレ
イ、22a,22b,22c…対物グリッド、23…検
出グリッドアレイ、23a,23b,23c…検出グリ
ッド、24…X線検出器アレイ、24a,24b,24
c…X線検出器、25…グリッド系、28…信号処理回
路、29…ディスプレイ、31…X線源51…シンチレ
ーション・クリスタル、52…光電子増倍管、61…演
算増幅器、62…ゲート信号、63…AD変換器、64
…演算回路、72…対物グリッドアレイ、73…検出グ
リッドアレイ、74a,75a…グリッド対、74b,
75b…グリッド対
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 重徳 兵庫県宝塚市清荒神1−2−30−613
Claims (13)
- 【請求項1】 各々異なるピッチを有する複数のグリッ
ドを平面的に配列した対物グリッドアレイと、前記対物
グリッドアレイを相似的に拡大した形状を有し、前記対
物グリッドアレイから所定の距離だけ離して配置された
検出グリッドアレイとからなるグリッド系を用い、前記
検出グリッドアレイと前記対物グリッドアレイ中の対応
するグリッドを結ぶ線が集中する前記グリッド系の焦点
付近に被測定物を配置し、前記被測定物と前記グリッド
系とを、前記焦点を通り前記対物グリッドアレイの平面
に直交するグリッド系の中心軸の回りに相対的に回転さ
せながら、被測定物から発せられて前記グリッド系の対
応する2つのグリッドを透過したエネルギー線を個別に
検出し、前記検出された信号からフーリエ逆変換又は非
線形最適化法を用いた演算によって被測定物の画像を合
成することを特徴とする撮像方法。 - 【請求項2】 前記演算は、二次元フーリエ逆変換、線
形直交積分変換、又は最大エントロピー法であることを
特徴とする請求項1記載の撮像方法。 - 【請求項3】 同一スリット方向で同一ピッチを有し位
相がπ/4ずれた2つのグリッドを対にし、離散的な複
数のスリット方向毎に、異なるピッチを有する前記グリ
ッド対を複数平面的に配置した対物グリッドアレイと、
前記対物グリッドアレイを相似的に拡大した形状を有
し、前記対物グリッドアレイから所定の距離だけ離して
配置された検出グリッドアレイとからなるグリッド系を
用い、前記検出グリッドアレイと前記対物グリッドアレ
イ中の対応するグリッドを結ぶ線が集中する前記グリッ
ド系の焦点付近に被測定物を配置し、被測定物から発せ
られて前記グリッド系の対応する2つのグリッドを透過
したエネルギー線を個別に検出し、前記検出された信号
に対して、前記同一スリット方向で同一ピッチを有し位
相がπ/4ずれた2つのグリッドに対応して得られる検
出信号をフーリエ変換におけるコサイン成分及びサイン
成分として線形直交積分変換ないしは非線形最適化法を
用いた演算を行うことによって被測定物の画像を合成す
ることを特徴とする撮像方法。 - 【請求項4】 所定の時間間隔で検出信号を獲得し、各
検出信号から合成される画像を順次表示することを特徴
とする請求項1、2又は3記載の撮像方法。 - 【請求項5】 前記グリッド系の焦点と被測定物の相対
位置を変化させて複数の画像を撮像し、それに基づいて
被測定物の3次元画像を合成することを特徴とする請求
項1、2又は3記載の撮像方法。 - 【請求項6】 前記エネルギー線は所定のエネルギー範
囲のX線又はガンマ線であることを特徴とする請求項1
〜5のいずれか1項記載の撮像方法。 - 【請求項7】 各々異なるピッチを有する複数のグリッ
ドを平面的に配列した対物グリッドアレイ及び前記対物
グリッドアレイを相似的に拡大した形状を有し、前記対
物グリッドアレイから所定の距離だけ離して配置された
検出グリッドアレイからなるグリッド系と、前記検出グ
リッドアレイに固定され検出グリッドアレイの各グリッ
ドを透過したエネルギー線を各々検出する複数の検出器
からなる検出器アレイと、被測定物を載置する載置手段
と、前記検出グリッドアレイと前記対物グリッドアレイ
中の対応するグリッドを結ぶ線が集中する点を通り、前
記対物グリッドアレイの平面に直交する軸の回りに、前
記検出器アレイが固定されたグリッド系と前記載置手段
とを相対的に回転させる手段と、前記検出器アレイから
の検出信号が入力される信号処理手段と、前記信号処理
手段からの信号によって被測定物の画像を表示する画像
表示手段とを含み、 前記信号処理手段は、複数の回転角度において前記検出
器アレイから得られた検出信号の組に二次元逆フーリエ
変換を施すことによって画像を合成することを特徴とす
る撮像装置。 - 【請求項8】 同一スリット方向で同一ピッチを有し位
相がπ/4ずれた2つのグリッドを対にし、離散的な複
数のスリット方向毎に、異なるピッチを有する前記グリ
ッド対を複数平面的に配置した対物グリッドアレイと、
前記対物グリッドアレイを相似的に拡大した形状を有
し、前記対物グリッドアレイから所定の距離だけ離して
配置された検出グリッドアレイとからなるグリッド系
と、前記検出グリッドアレイに固定され検出グリッドア
レイの各グリッドを透過したエネルギー線を各々検出す
る複数の検出器からなる検出器アレイと、前記検出器ア
レイからの検出信号が入力される信号処理手段と、前記
信号処理手段からの信号によって被測定物の画像を表示
する画像表示手段とを含み、 前記信号処理手段は、前記同一スリット方向で同一ピッ
チを有し位相がπ/4ずれた2つのグリッドに対応して
得られる検出信号をフーリエ変換におけるコサイン成分
及びサイン成分として、前記検出器アレイから得られる
信号の組に二次元逆フーリエ変換を施すことによって被
測定物の画像を合成することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項9】 前記信号処理手段は二次元逆フーリエ変
換に代えて最大エントロピー法に代表される非線形最適
化法によって画像を合成することを特徴とする請求項7
又は8記載の撮像装置。 - 【請求項10】 前記相似拡大の倍率は3倍〜10倍で
あることを特徴とする請求項7、8又は9記載の撮像装
置。 - 【請求項11】 対物グリッドアレイ中の第k番目のグ
リッドピッチpk は、Δをほぼ被測定物の大きさと同程
度に設定される基本ピッチとし、グリッドの数をNとす
るとき、下式のように設定されていることを特徴とする
請求項7〜10のいずれか1項記載の撮像装置。 pk =Δ/k k=1,2,…,N - 【請求項12】 前記検出器は、X線検出器又はガンマ
線検出器であることを特徴とする請求項7〜11のいず
れか1項記載の撮像装置。 - 【請求項13】 特定のエネルギー範囲のX線又はガン
マ線のみを検出する手段を更に備えることを特徴とする
請求項12記載の撮像装置。
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