JPH11502620A - 硬ｘ線による位相差イメージ法のための簡素化された条件および構成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 屈折率変化を示す対象物の境界のイメージを得る方法であって、境界に、高い横方向空間干渉性および該屈折率変化を横切る伝搬成分を有する透過性放射線を照射し、画面上で、境界が対応する強度変化によってイメージ上に表示されるように境界により屈折された放射線の少なくとも一部を受光して、イメージを形成することを含んでなる方法。

Description

【発明の詳細な説明】 硬Ｘ線による位相差イメージ法のための簡素化された条件および構成 本発明は、一般に、Ｘ線のような透過性放射線を用いて対象物の構造特性を観 察することに関する。より詳しくは、本発明は、限定されるものではないが、内 部境界特性のＸ線位相差記録、例えばイメージング（作像）に関する。 本出願人の国際出願公開ＷＯ９５／０５７２５（ＰＣＴ／ＡＵ９４／００４８ ０）および仮特許出願ＰＮ５８１１／９５には、硬Ｘ線を用いた差動位相差（di fferential phase-contrast）イメージングに適した種々の構成および条件が開 示されている。他の開示が、ソビエト特許第１４０２８７１号および米国特許第 ５３１９６９４号に見られる。少なくとも数種の形態では、吸収差放射線写真法 の従来の方法により密接に関連した比較的簡易な条件および構成を、硬Ｘ線によ る差動位相差イメージングに用いることが望ましい。 本発明によれば、屈折率変化を示す対象物の境界のイメージを得る方法であっ て、 該境界に、高い横方向空間干渉性および該屈折率変化を横切る伝搬成分を有す る透過性放射線を照射し、 画面上で、該境界が対応する強度変化によって該イメージ上に表示されるよう に該境界により屈折された該放射線の少なくとも一部を受光して、該イメージを 形成することを含んでなる方法が提供される。 また、本発明によれば、屈折率変化を示す対象物の境界のイメージを得る装置 であって、 高い横方向空間干渉性および該屈折率変化を横切る伝搬成分を有する透過性放 射線を該境界に照射する放射源、および 該境界が対応する強度変化によって該イメージ上に表示されるように、該境界 により屈折された該放射線の少なくとも一部を受光して、該イメージを形成する 検出器を有してなる装置が提供される。 更に、本発明によれば、鮮明な屈折率変化を有する又は厚さ変化により規定さ れる内部境界の位相差記録を得る方法であって、 該屈折率変化を横切る方向または該厚さ変化の方向に伝搬ベクトルの顕著な成 分（significant component）が存在するように伝搬方向を有し、更に、境界に おける放射線波面の伝搬の局所方向で検知できる変化を生じさせるように屈折率 または厚さの変化に対して充分高い横方向空間干渉性を有する透過性放射線を境 界に照射し、 伝搬の局所方向の該変化の効果を観察でき、放射線の局所減衰または急速な強 度変化として記録し、それにより実質的に境界をイメージできるような方法で、 放射線が境界を横切った後に、該放射線の少なくとも一部分を検出し、記録する 方法が提供される。 本発明によれば、鮮明な屈折率変化を有する又は厚さ変化により規定される内 部境界の位相差記録を得る装置であって、 該屈折率変化を横切る方向または該厚さ変化の方向に伝搬ベクトルの顕著な成 分が存在するように伝搬方向を有し、更に、境界における放射線波面の伝搬の局 所方向で検知できる変化を生じさせるように屈折率または厚さの変化に対して充 分高い横方向空間干渉性を有する透過性放射線を境界に照射する手段、および 伝搬の局所方向の該変化の効果を観察でき、放射線の局所減衰または急速な強度 変化として記録し、それにより実質的に境界をイメージできるような方法で、放 射線が境界を横切った後に、該放射線の少なくとも一部分を検出し、記録する手 段 を有してなる装置が提供される。 加えて、本発明によれば、屈折率変化を示す対象物の境界のイメージを得る方 法であって、 該境界に、高い横方向空間干渉性および該屈折率変化を横切る伝搬成分を有す る透過性放射線を照射し、 画面上で、該境界が対応する強度変化によって該イメージ上に表示されるよう に該境界によりフレネル回折された該放射線の少なくとも一部を受光して、該イ メージを形成することを含んでなる方法が提供される。 また、本発明によれば、屈折率変化を示す対象物の境界のイメージを得る装置 であって、 高い横方向空間干渉性および該屈折率変化を横切る伝搬成分を有する透過性放 射線を照射する放射源、および 該境界が対応する強度変化によって該イメージ上に表示されるように、該境界 によりフレネル回折された該放射線の少なくとも一部を受光して、該イメージを 形成する検出器を有してなる装置が提供される。 本発明によれば、イメージの位相差イメージデータを処理することを含む、イ メージの相を決定する方法も提供される。 伝搬の局所方向での変化の強度効果は、好ましくは、記録を形成するイメージ 中で観察される。記録、従ってイメージは、写真または電子的な記録またはイメ ージであってよい。従って、「イメージ」という用語は、強度データの組、例え ば強度値のテーブルまたは他の貯蔵された記録中の観察できる効果を意味し、視 覚的なものに限定されない。記録媒体は、２次元的画素化検出器、例えば電荷結 合素子（ＣＣＤ）アレーのような電子的検出器であってよい。 放射手段は、好ましくは、直径２０ミクロンまたはそれ以下のＸ線放射源を含 む。ここで、直径とは、最大強度の半分のところでの放射源の強度分布の全幅を 意味する。有利には、装置は、イメージされる内部境界を含む試料のための適当 な支持台またはホルダーを更に含む。 透過性放射線、例えばＸ線は、多色性であってよく、好ましくは硬Ｘ線、すな わち１ｋｅＶ〜１ＭｅＶの範囲にあるＸ線である。 境界の分離および検出手段は、イメージの解像度を高めるように選択するのが 好ましい。例えば、より鮮明なイメージ、すなわちより高いコントラストを有す るイメージは、解像度を増すことにより得られることが分かっている。例えば、 コントラストは、０.４ｍの分離に対して少なくとも約１ｍの分離で改良される 。これは、部分的には、分離を増すことによってバックグラウンドノイズは減少 するが、伝搬の局所方向での変化から生じる強度変化効果は実質的に保存される からである。 ここで用いる「横方向空間干渉性」という用語は、波の伝搬方向を横断する異 なる２点間での波の複素振幅の相関を意味する。横方向干渉性は、波面上の各点 が時間の経過と共に変化しない伝搬の方向を有する場合に生じると言われている 。実際には、高い横方向空間干渉性は、例えば、小さい有効寸法の放射源を用い ることにより、または放射源から大きく離れた距離でビームを観察することによ り達成し得る。例えば、２０ｋｅＶのＸ線では、直径２０μｍまたはそれ以下の 放射源寸法が、典型的には好ましい。放射源からの全光束が充分である限り、よ り小さい放射源寸法ほど、本発明の目的にとって好ましい。横方向空間干渉性は 、放射源のＸ線窓を、例えばより均一な厚さおよび均質となるように注意深く選 択することにより、維持する必要があるであろう。 添付図面を参照して、本発明の好ましい形態を例として以下に説明する。 図面中、図１は、円形断面対象物を平行ビームにより照射している状態を、説 明のために３つの部分に分けて示している図であり、 図２は、多色性ビームにより照射されている円形断面対象物と、得られた位相 差イメージを示す図であり、 図３は、本発明の１つの具体例に従ったＸ線光学系配置を示す図であり、 図４および図５は、以下に詳説する本発明に従って得られた種々の境界のＸ線 イメージである。 まず、本発明の数学的基礎を概略説明する。 試料の厚さおよびＸ線屈折率の変化，ｎ(λ)＝１−δ(λ)−ｉβ(λ)は、常に 、試料を通過する際のＸ線波面の形状の変化を招く。ｎの実部１−δ(λ)は、屈 折の程度に関係し、虚部−ｉβ(λ)は、吸収の程度に関係する。より詳しく説明 すると、単元素物質については、 （式中、μ(λ)は線形吸収係数、γ₀は古典電子半径、Ｎ₀は単位体積当たりの原 子の数、およびｆ_Rは散乱角０（ゼロ）での原子散乱係数の実部である。） 係数δは、λ₂に比例し、βはλ₄に比例し、またλは放射源から放射されるＸ線 ホトンのエネルギーの逆数に比例する。 波面歪みの大きさは、波面の伝搬方向を横切る相変化の傾きに関連づけられる 。幾何光学近似では、対象物を通過する光路についての位相差φは、光路にそっ た屈折率δの実部の減少量の積分に比例する。図１に示す座標系では、これは次 式で表される： （式中、ｋは２π／λに等しい。） 局所入射波動ベクトルからの局所散乱波動ベクトルの角偏差Δαは、局所入射波 動ベクトルに垂直な方向での位相差の傾きに比例する。「局所」という語は、波 面上の点(x,y,z)を意味する。数学的には、局所散乱波動beクトルは、図１の座 標系では、次式で表される： （式中、s(x,y.z)は点(x,y,z)での波面に対する法線である。） 上記関係は、(∂φ/∂ｘ)²＋(∂φ/∂ｙ)²≪ｋ²である場合に近軸近似で有効で ある。角偏差Δαは、次式で表される： 従って、角偏差Δαは、伝搬波動ベクトルに垂直な屈折率変化に依存し、偏差 の量は、波動ベクトルの方向で変化が発生する長さ、例えば試料の厚さに依存す る。 効果の本質を説明するために、図１および２に示すような、屈折率ｎ₀＝１の 媒体中に埋設された屈折率ｎ_Mの球形対象物Ωを考える。 真空を通過するＸ線と比べた試料を通過するＸ線の光路長の差は、伝搬の局所 方向を横切る方向（図１）で局所位相差φ(ｘ)を導き、従って位相傾斜∂φ/∂ ｘを導く。ｚ軸から一定の距離でｚ軸と平行に対象物Ωを通過するray１と参照r ay ０との間の位相差は、次式で表される： ［式中、ｚ(ｘ,ｙ)は、対象物Ωとray１の交線の長さであり、 （ここで、ＲはΩの半径、δは屈折率係数の減少率である。） で表される。］ 数学的には、ｘ−ｙ面での円形断面対象物については、与えられたｘについての 入射光と対応する屈折光との間の∂φ/∂xおよび角偏差Δαの関係は、 で表される。式（８）中、δ(λ)はゆっくり変化し、光線が光学軸から非常に大 きい角度で逸脱できるｘ＝±Ｒの点で、位相傾斜は発散することが容易に理解で きる。これらの制限の中で、散乱された光線の角偏差は非常に大きく、対応する 前進方向で強度Ｉの視認できる損失となる。その点は、多色光線Ｂについて図２ に示しているように、波長に依存しない。屈折率係数δの減少率は、典型的には 、軽い元素および硬Ｘ線については１０^-5〜１０^-6のオーダーであるが、ｘが± Ｒに近い場合、即ち試料の境界または内部境界部分では、角偏差Δαは非常に大 きいことがある。 放射源サイズ、対象物−放射源間距離および対象物−イメージ間距離の異なる 条件下で得られるコントラストの特性、および放射源のスペクトル分布を考慮す る必要がある。コントラストに影響する別の因子は、対象物により導入された波 面の変化の程度である。 平面波については、イメージ形成におけるコントラストに対するこれら因子の 役割を理解するのを助けるために、位相対象物からのフレネル回折コントラスト について、第１近似として、Ｃowleyにより導き出された式を用いることができ る（Ｊ．Ｍ．Ｃowley，“Ｄiffraction Ｐhysics”，第２版、６０頁。Ｎorth Ｈolland，１９８１参照）。この式によれば、位相変化φ(ｘ)を生じる１次元位 相対象物の場合、波長λの平面波照射下では、対象物からの距離Ｒ₂における強 度分布は、 で与えられ、値（Ｒ₂λ／２π）φ"(ｘ)が小さいとした場合、１次まで妥当であ る。この一見簡単に見える式から、次の重要な結論が得られる。即ち、 ｉ）コントラストは、Ｒ₂に対して直接的に変化する。 ii）イメージの形状はλに依存しない。コントラストのみが影響される。多色 放射源については、式中のλをスペクトル的に加重した和により置き換えるだけ でよい。 本発明のＸ線の場合について上記式が妥当する範囲についてのある程度の感触 を得るために、対象物により伝送される位相が１０ミクロンの横方向距離に対し て１ラジアンだけ変化する対象物特性があると仮定しよう。そうすると、φ"＝ １０¹⁰ｍ^-2であり、λ＝１Å、Ｒ₂＝１ｍの場合、（Ｒ₂λ／２π）φ"(ｘ)≦１ となることが分かる。従って、この式は、小さい位相対象物についても、あるい は相の適当に早い変化についても、妥当である。しかしながら、例えば人工的な 試験対象物（例えば繊維）の計算によく用いられるような非常に急峻なエッジま たは傾斜の変化については、φ"は大きくなりすぎる（場合により無限になる） ことがあり、この式は、使えない。しかし、このような場合でも、イメージの一 般的な形状（急なステップ状対象物からの黒／白ライン）は再現できるが、不連 続物からの回折に典型的な二次的な縞（フリンジ）は再現できない。一方、恐ら くより実際的には重要であるが、より小さいφ"(ｘ)、即ち横方向の変化がそれ ほど急速でないより大きい特性については、コントラストが小さく、実際の視認 性が制限されることが分かる。 平面波によるこの種のイメージのより正確な数学的取り扱いは、最近、フレネ ル回折を用いて行われた(Ｐ．Ｃloetens，Ｒ．Ｂarrett，Ｊ．Ｂaruchel，Ｊ． Ｐ．Ｇuigay及びＭ．Ｓchlenker、Ｊ．Ｐhys．Ｄ.：Ａppld．Ｐhys.，１９９６ 、２９、１３３〜４６；Ｊ．Ｐ．Ｇuigay，Ｏptik，１９７７、４９、１２１〜 ５)。彼らの取り扱いは、１次まで上記の式と同じである式を与える。しかしな がら、より正確な取り扱いによれば、空間周波数ｕについての最大コントラスト は、少なくとも位相差放射線写真法において予想される条件の通常の範囲につい て、２λＲ₂ｕ²＝１の場合に生じる。空間周波数ｕは、イメージされる対象物の 形状に関係しており、ｕ＝１／Ａであり、Ａはイメージされた対象物のフーリエ 成分の空間周期である。 このような取り扱いは全て、理想的な平面波による照射に関連している。ビー ムの発散は、Ｒ₂に比例する量でイメージをぼやけさせるであろう（これについ ては、常套の放射線写真と同様の挙動をする）。上記著者ら（Ｃloetensら）は 、全体での最適Ｒ₂は、コントラストと解像度との両方を考慮して、次式で与え られることを示している： Ｒ₂≦２λ／α² （１０） （式中、α＝ｓ／Ｒ₁は、対象物において放射源が臨む角度であり、（ほとんど ）平面波に関係している。）。 Ｃloetensらは、Ｘ線の高単色性放射源の必要性を特に強調し、本明細書に記 載した好ましい実施態様とは対照的に平面波の場合のみを検討していることに注 目しなければならない。 指摘したように、上記の取り扱いは、特に平面波の場合に関係し、一方、本発 明は、従来の照射線写真法により密接に関連している球面波に関係している。空 間波の場合を理解するのを助けるために、ここで、対象物から距離Ｒ₁の所にあ る点照射源により対象物をイメージする（球面波の場合）ためのフレネル−キル ヒホッフ式の簡単な分析により有用に確立できる２つの場合の関係を検討する。 この検討により、 (１／Ｒ')＝(１／Ｒ₁)＋(１／Ｒ₂) （１１） のような距離Ｒ'でイメージするための改変対象物および(Ｒ₁＋Ｒ₂)／Ｒ₁により 拡大される、平面波ケースを含む球面波について簡単な関係があることが示され る。光線光学に基づいた簡単な幾何学的検討から、放射源サイズによるコントラ ストまたは解像度の減少は、イメージおよび放射源サイズの両方を拡大できるの で、球面波の場合には問題ではないことが分かる。後者は、Ｒ₂／Ｒ₁倍され、こ れは大きいＲ₂については同じ倍率に漸近する。球形波についてのコントラスト に影響する因子は、（放射線写真について当てはまるエネルギー範囲および解像 度について）２λＲ₂(１＋Ｒ₂／Ｒ₁)ｕ²が大きくなくてはならない（しかし、典 型的には１未満である）ことである。この式は、Ｒ₂が大きい、またはλが大き い、または空間周波数ｕが大きいので、大きくなり得る。説明すると、実際の放 射線写真法のためには、以下の値が代表的である：λ＝０.２Å；ｕ≦２×１０⁵ （空間周期２０ミクロンまたはそれ以上に相当）。そして、Ｒ₂＝２.５ｍ（例え ば、Ｒ₂／Ｒ₁＝３を仮定）で、最大空間周波数について最高のコントラストが得 られる。より大きいＲ₂の値が、より小さい空間周波数での最高コントラストに とって適切であろう。 関数φ"は、イメージ中の位相対象物のエッジまたは境界を増大する傾向があ ることに注意すべきである。対象物に吸収性成分があるなら、それは、少なくと も１次で、イメージのコントラストを直接増す（例えば、Ｇuigay，１９９７の 式７参照）。この技術は、補完的であり、有用な放射線イメージを向上し、かつ 新しい情報を生み出す。また、位相差コントラスト（φのラプラシアンを含む） を含むイメージ中のコントラストの適切な処理には、位相φ(ｘ)を取り出すため に、例えば、強度方程式のトランスポートの解を介してイメージを数値的に処理 する必要がある（Ｔ．Ｅ．Ｇureyev，Ａ．ＲobertsおよびＫ．Ｎugent、Ｊourna l of Ｏptical Ｓociety of Ａmerica、Ａ１２巻、１９３２頁および１９４２頁 、１９９５参照）。 次に、このような解法から生じる概念を適用するための具体的な配列について 説明する。第１の具体例（図３）では、高空間干渉性の放射源ＳおよびＸ線イメ ージング検出器Ｄ（例えば、フィルム、光誘発リンプレート(Ｆuji Ｉmage Ｐl atesなど)または２次元電子検出器）を用いる。伝搬方向を横切る方向でのはっ きりした屈折率変化または伝搬方向での厚さ変化の領域は、このような領域を透 過する波面の伝播の局所方向に顕著な変化を与える。従って、点放射源Ｓから放 射された球面波面Ｗ１は、対象物Ｏを通過する際にＷ２に変形される。試料から 相当離れた距離において波面の強度を記録することにより、試料中のはっきりし た屈折率および厚さの変化に起因する強度変化を、検出でき、それらの位置をイ メージ中に記録することができる。これは、差動位相差イメージの形状に対応す る。イメージング検出器の配置は、検出器の空間解像度が、波面の著しい変形か ら生じる強度差を解像でき、かつ、上述のように実際の検討を条件にコントラス トを最適化するように、設定される。 典型的には、屈折率または厚さの急峻な傾斜は、イメージ中の対応する点での 強度の急峻な消失または急速な変化としてイメージされる。イメージ中の所定の 点でのこの強度消失または急速な変化の特徴は、本質的に波長からは独立であり 、従って、多色放射源を用いた場合でさえイメージ中に非常に鮮明な変化をもた らすことができる。 この構成は、円形照射源分布について、イメージの空間解像度が両方向で同じ であり、本質的に照射源サイズにより決定されるという特徴を有している。また 、この構成は、イメージの顕著な拡大が可能で、フジ・イメージ・プレート（Ｆ uji Ｉmage Ｐlates）のような記録媒体を使用できるという利点も有している。 この記録媒体は、広いダイナミックレンジおよび高い感度のような多くの望まし い特性を有しているが、高い空間解像度は有していない。 この構成に含まれる照射源および検出器に加え、高解像度角分析器を、試料と 検出器との間に挿入してもよい。高解像度角分析器は、例えば、照射源のある適 切な特性波長に対して選択されたカーブを有するようにラウエ幾何学で適当にカ ーブをつけた石英ガラスであってよい。方法におけるこの変更は、最初に記載し た構成により観察されよりも試料の屈折率および厚さの小さい変化を解像するた めである。 非常に低い空間解像度検出器、例えばFuji Image Platesを用いてもイメージ 中の非常に高い空間解像度が得られるように、イメージの非常に実質的な増幅が 可能であることは、注目されてよい。また、イメージ形成方法は本質的にＸ線エ ネルギーに依存しないので、放射源は高い管エネルギーで操作でき、従って試料 が吸収する照射量を少なくできること（このことは、臨床用途では重要である） も注目されてよい。 上記方法を用いて記録した位相差イメージの例を、図４および図５に示す。図 ４は、１０μｍプラスチックフィルムのエッジのイメージを示す。このフィルム は、Ｄavis，Ｇao，Ｇureyev，ＳtevensonおよびＷilkins（Ｐhys．Ｒev．Ｌett ers，１９９５，７４巻、３１７３頁）により使用されたのと同じであり、純粋 相対象物に相当する。図５は、Ｄavis，Ｇao，Ｇureyev，ＳtevensonおよびＷil kins（Ｎature，３７３巻５９５〜８頁１９９５）により報告されたのと類似の 試料に基づくポリマーマトリックス中の気泡およびガラス繊維のイメージであり 、ほとんど純粋な相対象物に相当する。いずれの場合にも、通常の吸収−コント ラストイメージについて予想される以上の、明瞭な付加的コントラストが見られ る。特に、図４では、フィルムのエッジが、黒／白コントラスト特性として明瞭 に見え、気泡および繊維のエッジでもそうである。使用した放射源は、４０ｋＶ で作動されるＣｕアノードを備えた公称直径１０μｍのマイクロフォーカス放射 源（Ｋevex Ｍodel ＰＸＳ）である。図４では、放射源と試料との距離および試 料とフィルムとの距離は、共に７００ｍｍであり、一方、図５では、これらの距 離はそれぞれ１２０ｍｍおよび１０００ｍｍであった。これらの例でのコントラ ストは、放射源の高空間干渉性の故に、ほほ全体に可視である。コントラストは 、主として強度損失コントラストであり、その意味で、通常の吸収と似ているが 、これは、式（８）で示されるように対象物境界での屈折散乱（またはフレネル 回折）に起因する強度損失を表している点で異なる。直径０.１ｍｍの基準微細 焦点源は、写真に写っている長さ約０.１ｍｍの投影寸法のスケールバーの投影 寸法を有し、このコントラストではほとんど消えかかっている。 本明細書に記載した位相差イメージングと標準吸収イメージングとを比較する ために、下記表に、６５％吸収を達成するのに必要な炭素試料の吸収厚さｔ_a、 および２πのφで位相変化を生じさせるのに必要な試料の相厚さｔ_pを、種々の 放射源エネルギーＥについて示す。 表中の結果は、非常に小さい対象物を高いエネルギー源でイメージするのにど のように位相差イメージングを使用できるかを説明している。 有利なことに、試料と検出器との間のビーム光路は、空気散乱の効果を小さく して、光学特性がＸ線ビームの干渉性に有害な影響を与えないことを確実にする ために、Ｘ線透過性窓または同様の手段を有する真空にされた管を含んでいてよ い。 本発明の方法は、様々な種類の物質中のクラック、空洞および剥離のような特 性をイメージするのに、特に適している。何故なら、これら特性は、Ｘ線屈折率 での最大の差を含み、空間変化が非常に鮮明であるからである。観察できるコン トラストを与えるために、照射源は、好ましくは、非常に小さい有効寸法、例え ば２０μｍのオーダー以下を有し、検出器は、好ましくは、高解像度検出器、例 えばＸ線フィルムまたは２次元電子検出器（例えば、ＣＣＤアレー）である。本 発明の方法は、臨床放射線写真法における重要な特性のコントラストを顕著に増 大するのに有用であることが分かるであろう。 本発明は、透過性放射線、例えば硬Ｘ線を用いる差動位相差イメージングにお ける簡素化された条件および構成を与え、これらは、特に臨床および産業用途を 目指している。このような新しいアプローチは、特に大面積の照射の場合には、 先に引用したＷＯ９５／０５７２５およびＰＮ５８１１／９５に記載された方法 よりも、吸収−コントラスト放射線写真法で用いられている従来の方法により密 接に関連している。本発明の方法では、先の単色法に比べて、所定の放射源出力 について非常に短い露出時間でよい。これは、本発明が、放射源からの非常に広 いスペクトルを使用できるからであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，Ｂ Ｇ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＢＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ， ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（補正後）屈折率変化を示す対象物の境界のイメージを得る方法であって 、 該境界に、高い横方向空間干渉性および該屈折率変化を横切る伝搬成分を有す る透過性放射線を照射し、 該境界がイメージ中の対応する強度変化によって該イメージ上に表示されるよ うに該境界により屈折された該放射線の少なくとも一部を画面上に受光して、該 イメージを形成することを含んでなる方法。 ２．（補正後）該強度変化のコントラストを高めるような距離で、境界と画面 とを隔てることを含む請求項１に記載の方法。 ３．該距離は、０.３ｍに等しいか、それより大きい請求項２に記載の方法。 ４．該距離は、０.７ｍに等しいか、それより大きい請求項２に記載の方法。 ５．該放射線の屈折の程度は、長さに依存し、該屈折率変化は、伝搬成分の方 向に該境界で維持されている請求項１に記載の方法。 ６．該放射線は、１ｋｅＶ〜１ＭｅＶの範囲のエネルギーを有するＸ線放射線 である請求項１に記載の方法。 ７．該放射線は、多色Ｘ線放射線である請求項１に記載の方法。 ８．該放射線を、直径が２０μｍに等しいか、それより小さい放射源により発 生させることを含む請求項１に記載の方法。 ９．強度変化は、急峻で局在している請求項１に記載の方法。 １０．（補正後）屈折率変化を示す対象物の境界のイメージを得る装置であっ て、 高い横方向空間干渉性および該屈折率変化を横切る伝搬成分を有する透過性放 射線を該境界に照射する放射源、および 該境界がイメージ中の対応する強度変化によって該イメージ上に表示されるよ うに、該境界により屈折された該放射線の少なくとも一部を受光して、該イメー ジを形成する検出器 を有してなる装置。 １１．（補正後）該強度変化のコントラストを高めるような距離で、境界と検 出器とは隔てられている請求項１に記載の装置。 １２．該距離は、０.３ｍに等しいか、それより大きい請求項１１に記載の装 置。 １３．該距離は、０.７ｍに等しいか、それより大きい請求項１１に記載の装 置。 １４．該放射線の屈折の程度は、長さに依存し、該屈折率変化は、伝搬成分の 方向に該境界で維持される請求項１０に記載の装置。 １５．該放射源は、１ｋｅＶ〜１ＭｅＶの範囲のエネルギーを有するＸ線放射 線を発生する請求項１０に記載の装置。 １６．該放射源は、多色Ｘ線放射線を発生する請求項１０に記載の装置。 １７．該放射源は、２０μｍに等しいか、それより小さい直径を有する請求項 １０に記載の装置。 １８．強度変化は、急峻で局在している請求項１０に記載の装置。 １９．（補正後）鮮明な屈折率変化を示す内部境界の位相差記録を得る方法で あって、 該屈折率変化を横切る方向に伝搬ベクトルの顕著な成分が存在するように伝搬 方向を有し、更に、境界における放射線波面の伝搬の局所方向で検知できる変化 を生じさせるように屈折率の変化に対して充分高い横方向空間干渉性を有する透 過性放射線を境界に照射し、 伝搬の局所方向の該変化の効果を観察でき、放射線の局所減衰または急速な強 度変化として記録し、それにより実質的に境界をイメージまたは検出できるよう な方法で、放射線が境界を横切った後に、該放射線の少なくとも一部分を検出し 、記録する方法。 ２０．該放射線は、多色Ｘ線放射線である請求項１９に記載の方法。 ２１．該放射線は、１ｋｅＶ〜１ＭｅＶの範囲のエネルギーを有するＸ線放射 線である請求項１９に記載の方法。 ２２．該放射線を、直径が２０μｍに等しいかそれより小さいＸ線の放射源に より境界に照射することを含む請求項１９に記載の方法。 ２３．（補正後）該局所減衰または急速な強度変化の記録を含むイメージの部 分のコントラストおよび／または解像度を高めるような距離で、境界と、該放射 線の該部分を検出する位置とを隔てることを含む請求項１９に記載の方法。 ２４．該距離は、０.３ｍに等しいか、それより大きい請求項２３に記載の方 法。 ２５．該距離は、０.７ｍに等しいか、それより大きい請求項２３に記載の方 法。 ２６．（補正後）鮮明な屈折率変化を示す内部境界の位相差記録を得る装置で あって、 該屈折率変化を横切る方向に伝搬ベクトルの顕著な成分が存在するように伝搬 方向を有し、更に、境界における放射線波面の伝搬の局所方向で検知できる変化 を生じさせるように屈折率の変化に対して充分高い横方向空間干渉性を有する透 過性放射線を境界に照射する手段、および 伝搬の局所方向の該変化の効果を観察でき、放射線の局所減衰または急速な強 度変化として記録し、それにより実質的に境界をイメージまたは検出できるよう な方法で、放射線が境界を横切った後に、該放射線の少なくとも一部分を検出し 、記録する手段 を有してなる装置。 ２７．該放射線は、多色Ｘ線放射線である請求項２６に記載の装置。 ２８．該放射線は、１ｋｅＶ〜１ＭｅＶの範囲のエネルギーを有するＸ線放射 線である請求項２６に記載の装置。 ２９．該照射手段は、２０μｍに等しいか、それより小さい直径を有するＸ線 の放射源である請求項２６に記載の装置。 ３０．（補正後）境界と、該放射線の該部分を検出する位置とは、該局所減衰 または急速な強度変化の記録を含むイメージの部分のコントラストおよび／また は解像度を高めるような距離で隔てられる請求項２６に記載の装置。 ３１．該距離は、０.３ｍに等しいか、それより大きい請求項３０に記載の装 置。 ３２．該距離は、０.７ｍに等しいか、それより大きい請求項３０に記載の装 置。 ３３．（補正後）屈折率変化を示す対象物の境界のイメージを得る方法であっ て、 該境界に、高い横方向空間干渉性および該屈折率変化を横切る伝搬成分を有す る透過性放射線を照射し、 該境界がイメージ中の対応する強度変化によって該イメージ上に表示されるよ うに該境界によりフレネル回折された該放射線の少なくとも一部を画面上に受光 して、該イメージを形成することを含んでなる方法。 ３４．（補正後）屈折率変化を示す対象物の境界のイメージを得る装置であっ て、 高い横方向空間干渉性および該屈折率変化を横切る伝搬成分を有する透過性放 射線を照射する放射源、および 該境界がイメージ中の対応する強度変化によって該イメージ上に表示されるよ うに、該境界によりフレネル回折された該放射線の少なくとも一部を受光して、 該イメージを形成する検出器を有してなる装置。 ３５．（削除） ３６．（削除） ３７．（削除） ３８．請求項１〜９または１９〜２３のいずれかに記載の方法を用いて得たイ メージを処理することを含むイメージの位相を決定する方法。 ３９．該処理は、電磁放射についてのマックスウエル方程式に基づく請求項３ ８に記載の方法。 ４０．該方程式は、強度方程式のトランスポートである請求項３９に記載の方 法。 ４１．（追加）該放射線は、放射源により発生され、ブラッグ回折なしに放射 源から該境界へ供給される請求項１に記載の方法。 ４２．（追加）該放射線は、放射源により発生され、ブラッグ回折なしに放射 源から該境界へ供給される請求項１０に記載の装置。