【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种放射线成像装置，尤其涉及一种通过超分辨率化实现了空间分辨率的提高的新的放射线成像装置和放射线成像方法。
技术介绍
1、放射线成像装置、特别是利用了x射线的成像装置被用作如半导体设备那样的微细加工产品的非破坏检查工具，或者被用作在从物质科学、生命科学到基础物理的广泛领域中优秀的观察和分析工具。在这样的用途中使用的间接摄影方式的x射线成像装置一般构成为具备通过闪烁体将x射线像转换为可见光像并通过图像传感器进行曝光的摄像机光学系统以及进行以来自图像传感器的摄像信号为基础的图像处理而得到解析影像的信号处理系统。另一方面，在半导体集成电路设备的领域中，近年来，线宽的微细化的进展快，要求与其对应的高分辨率的x射线成像装置。针对所述的要求，迄今为止在摄像机光学系统和信号处理系统中分别进行了各种高分辨率化的改进。在下述专利文献1中示出了针对包含闪烁体的摄像机光学系统的空间分辨率的改善对策之一。
2、现有技术文献
3、专利文献
4、专利文献1：日本特开2019-20336号公报
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、专利文献1提出了以下内容：在所谓的间接摄影方式的x射线成像装置中，通过采用将用于使入射x射线转换为可见光的作为闪烁体的荧光膜以保持折射率的均匀性的方式形成于由折射率接近该荧光膜的折射率的固体光学材料构成的透镜状基体的一面而得到的透镜一体型的闪烁体、所谓的固体浸没透镜(solid immersion lens：sil)
3、一般性公开
4、在此，本专利技术的基本思路在于，将到达闪烁体的放射线以能够被观察为以光子或粒子为单位发生了离散的可见点像的程度的极短的曝光时间多次拍摄，将可见点像辨别为对焦信号和非对焦信号，仅使用对焦信号来生成放射线观测图像。通过将图像传感器的曝光时间控制得短，能够将到达闪烁体的x射线像作为以x射线的一个光子为单位在空间上离散的可见点像子帧群而得到。并且，能够通过将图像传感器上的可见点像的受光图案与同光学系统的数值孔径、闪烁体的荧光波长相应的理论上的对焦可见点像的受光图案(艾利斑)进行比较，来辨别对焦信号和非对焦信号。
5、这样，即使到达作为闪烁体的荧光膜的x射线光子的穿透距离不固定从而在物镜的景深以外的位置进行了可见光转换，也能够通过将这样的排除了非对焦信号的只有对焦信号的子帧群叠加来构成观测图像，由此放宽对荧光膜的厚度的要求地得到清晰的图像。
6、从本专利技术的另一观点来看，其特征在于，在如上述那样辨别并提取出的对焦信号中，还应用以相较于图像传感器的像素尺寸而言更精细的精度确定对焦信号的点像的中心位置的光子局域化法，由此实现x射线图像的超高精细化。光子局域化法本身是已经周知的图像信号的超分辨率处理的一种方法，通过与上述对焦信号子帧群的图像信号处理一并使用，能够获得更清晰的精细图像。
7、并且，从本专利技术的另一观点来看，其特征在于，在如上述那样辨别并提取出的对焦信号中，还根据x射线的一个光子所对应的进行可见光转换得到的可见光子数来辨别透射了摄像对象试样的x射线的能量。由此，能够高精度地得到观察对象试样的构成材料的特定信息。
8、总之，本专利技术是一种放射线成像装置，具备：放射线摄像机，其具有闪烁体、成像光学系统以及图像传感器，从放射线源透射了摄像对象物的放射线入射至所述闪烁体，并且所述闪烁体射出波长比所述放射线的波长长的荧光，所述成像光学系统通过使景深与设定在所述闪烁体的样本面相匹配的物镜来在成像面成像，所述图像传感器配置于所述成像面，具有由多个像素构成的受光面；以及控制部，其基于从该放射线摄像机的所述图像传感器输出的每个所述像素的传感器信号来生成图像，
9、所述控制部具有：曝光时间控制部，其控制图像传感器的曝光时间，使得到达所述闪烁体的放射线的景深处的对焦荧光和景深以外的非对焦荧光在所述图像传感器的受光面处按所述放射线的每一个粒子离散地被拍摄；对焦信号辨别部，其用于将各个子帧中离散地包含的、与所述对焦荧光光斑对应的受光像素群的传感器信号以及与非对焦荧光光斑对应的受光像素群的传感器信号以各所述荧光光斑的广度进行辨别；以及图像信号处理部，其基于来自与所述对焦荧光光斑对应的受光像素群的传感器信号来生成所述图像。
10、此外，此处在本专利技术中所说的放射线能够理解为x射线、紫外线、或者电子等粒子线，在以后的说明中，以x射线为本专利技术的最优选的应用例的代表。
11、在本专利技术的一个方式中，提供一种放射线成像装置。可以为，放射线成像装置具有放射线摄像机，放射线摄像机具有：闪烁体，从放射线源透射了摄像对象物的放射线入射至闪烁体，并且闪烁体射出波长比放射线的波长长的荧光；成像光学系统，其通过使景深与设定在闪烁体的样本面相匹配的物镜来在成像面成像；以及图像传感器，其配置于成像面，具有由多个像素构成的受光面。可以为，放射线成像装置具有控制部，控制部基于从放射线摄像机的图像传感器输出的多个像素中的每个像素的传感器信号来生成图像。可以为，控制部具有曝光时间控制部，曝光时间控制部控制图像传感器的子帧曝光时间，使得到达闪烁体的放射线所产生的景深处的对焦荧光和景深以外的非对焦荧光在图像传感器的受光面处按放射线的每一个粒子离散地被拍摄。可以为，控制部具有对焦信号辨别部，对焦信号辨别部用于辨别各个子帧中离散地包含的、与对焦荧光的光斑对应的受光像素群的点像传感器信号以及与非对焦荧光的光斑对应的受光像素群的点像传感器信号。可以为，控制部具有图像信号处理部，图像信号处理部将基于来自与对焦荧光的光斑对应的受光像素群的点像传感器信号的子帧数据进行累计来生成图像。
12、可以为，图像信号处理部包含点像信号检测部，点像信号检测部对来自与对焦荧光的光斑对应的受光像素群的点像传感器信号进行处理来计算在该受光像素群中的点像的中心位置，基于中心位置来生成图像。
13、可以为，图像信号处理部包含放射线能量分解图像生成部，放射线能量分解图像生成部将与具有不同的能量且以粒子为单位离散地入射至闪烁体的放射线对应地产生的对焦荧光的每个光斑的受光传感器信号电平在连续的多个子帧中划分为多个电平范围，基于相同的电平范围内包含的对焦荧光的光斑彼此的传感器信号来生成与放射线的能量分布对应的图像。
14、可以为，曝光时间控制部根据放射线的强度进行曝光时间的控制使得图像传感器中的放射线检测频度成为0本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种放射线成像装置，具备：
2.根据权利要求1所述的放射线成像装置，其中，
3.根据权利要求1或2所述的放射线成像装置，其中，
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
9.根据权利要求6或7所述的放射线成像装置，其中，
10.根据权利要求6或7所述的放射线成像装置，其中，
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
12.根据权利要求1至10中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
13.一种放射线成像方法，使用以摄像机部为主体的放射线成像装置，控制具有由多个像素构成的受光面的图像传感器的每个子帧的曝光时间，来将入射至闪烁体的放射线提取为按每一个粒子
14.一种放射线成像方法，包括控制阶段，在所述控制阶段中，在具备放射线摄像机的放射线成像装置中，基于从图像传感器输出的多个像素中的每个像素的传感器信号来生成图像，所述放射线摄像机具有：
15.根据权利要求14所述的放射线成像方法，其中，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种放射线成像装置，具备：
2.根据权利要求1所述的放射线成像装置，其中，
3.根据权利要求1或2所述的放射线成像装置，其中，
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
9.根据权利要求6或7所述的放射线成像装置，其中，
10.根据权利要求6或7所述的放射线成像装置，其中，
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
12.根据权利要求1至10中的任一项所述的放射线成像装置，其中，
13.一种放射线成像方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：龟岛敬，
申请(专利权)人：国立研究开发法人理化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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