暗視野画像を得る方法、暗視野画像撮影装置、及び角度分析板
【課題】高い空間解像度が得られる暗視野画像を得る方法、暗視野画像撮影装置及び、角度分析板を提供する。
【解決手段】厚さが２ｃｍ以上、原子面の回折に係る指数が２２０又は４４０のシリコン単結晶の角度分析板１２を用いて、平行な状態で被検体Ｓａに照射され、該被検体を透過したビームＸを、前方回折ビームＦＤと回折ビームＤとに分離し、分離された前方回折ビームＦＤ及び回折ビームＤの両方または少なくとも一方により、被検体Ｓａの暗視野画像を得る。
【解決手段】厚さが２ｃｍ以上、原子面の回折に係る指数が２２０又は４４０のシリコン単結晶の角度分析板１２を用いて、平行な状態で被検体Ｓａに照射され、該被検体を透過したビームＸを、前方回折ビームＦＤと回折ビームＤとに分離し、分離された前方回折ビームＦＤ及び回折ビームＤの両方または少なくとも一方により、被検体Ｓａの暗視野画像を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗視野画像を得る方法、暗視野画像撮影装置、及び角度分析板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、あるエネルギー強度Ｅ０をもつＸ線が、厚さｔ［ｃｍ］をもつ物質に入射し、これを透過したとき、その物質の線吸収係数をμ［ｃｍ−１］とすると、透過Ｘ線強度Ｅは、
Ｅ＝Ｅ０×ｅｘｐ（−μｔ）
で表わされる。
【０００３】
通常はμｔ＝０．１〜μｔ＝１の範囲、すなわちＥ＝Ｅ０×ｅｘｐ（−μｔ）が０．９〜０．１４の範囲で実験が行なわれている。透過Ｘ線強度Ｅがあまり減少しない物質厚さに対して実験する結果である。代表的な物質厚さを見ると、例えば、Ｅ０＝３５ｋｅＶのエネルギーをもつＸ線が、シリコン単結晶を透過した場合、シリコン単結晶のμ［ｃｍ−１］は、２．４９［ｃｍ−１］であるので、μｔ＝０．１〜１にするｔは０．０４［ｃｍ］〜０．４［ｃｍ］程度になる。
【０００４】
一方、Ｘ線暗視野（DFI、Dark-Field Imaging）法は、被写体による屈折Ｘ線を特定厚さに指定したシリコン単結晶薄板から作製されるアナライザ透過型角度分析板ＬＡＡ（Laue angle analyzer：以後ＬＡＡという）により弁別することで、低密度の物質から構成される被写体に対しても、被写体を吸収コントラストに比べ格段に高いコントラストでの撮像を可能にするものである。これは屈折原理を用いることにより通常の吸収コントラストに比して各段に高いコントラストを得るものである。
【０００５】
これまでのＸ線暗視野法におけるシリコン単結晶からなるＬＡＡの厚さｔは０．１５ｃｍ程度であるので、上式、Ｅ＝Ｅ０×ｅｘｐ（−μｔ）を用いるとＥ／Ｅ０＝０．６９であり、Ｘ線暗視野法においてはシリコン単結晶ＬＡＡに対するＸ線入力強度の６９％が透過することになり、低密度の物質で構成される被写体からのＸ線像の強度をそこなうことがないことを意味する。すなわちシリコン単結晶からなるＬＡＡの厚さｔは上で見た範囲内の厚さであることが分かる。
【０００６】
これをＸ線画像の空間解像度の観点で考察する。Ｘ線がＬＡＡに入射すると、入射Ｘ線は、ＬＡＡ内にできる透過方向のＸ線（FD:forward diffraction）と回折方向のＸ線（D:diffraction）によって形成されるBorrmann fanと呼ばれる三角形内に広がると考えられる。図６は、入射したＸ線がＬＡＡ内において広がる状態を示す図である。
【０００７】
図示するように、三角形頂点に到達するＸ線の角度広がりを０．０５秒とする。これは３５ｋｅＶに対するシリコン単結晶４４０回折幅を表わしている。三角形に入ったＸ線は三角形全体に広がる。すなわち三角形の頂点にあたるＸ線の入り口ＣでＸ線束の幅がゼロであっても０．０５秒の角度広がりをもっている場合ＬＡＡの出口では三角形の底辺の幅（ＡＢ）にＸ線束が広がると考えられる。
【０００８】
入射ビームの角度広がりが０．０５秒程度であるから、像のボケ１０μｍから２０μｍの値になる。この値１０μｍから２０μｍは、臨床診断における５０μｍから１００μｍを凌ぐので、屈折型Ｘ線画像が臨床応用に用いられる段階を迎えたとして問題点はない。
【０００９】
しかし、生きた生物や病理標本を観察する場合、光学顕微鏡の解像度は１００ｎｍ程度で、それ以上は導電性物質で表面を処理しなければならない電子顕微鏡でなければ見ることが出来なかった。なぜなら、数μｍよりも小さな構造や物の像を得る必要があるからである。
【００１０】
空間解像度を改善できる一つの方法として従来は、ＬＡＡを薄くしてＡＢを小さくする方法である。本発明者らは空間解像度を数μｍ程度にするためのＬＡＡの厚さは、少なくとも上記ｔ＝１４３６μｍ（０．１４３６ｃｍ）の１／１０の、ｔ＝１４３．６μｍ（０．０１４３６ｃｍ）程度、すなわち、１００μｍオーダであることが必要と考えられる。しかし、これでは、技術的に広い面積の結晶板の研磨が困難なこと、実際に広い面積の結晶板をその構造が歪まないようにして使用することはきわめて困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−３２９６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
１００μｍオーダの厚さのＬＡＡの製造は容易ではなく、また装置に組み込む場合も扱いが容易ではない。
そこで、本発明は、高い空間解像度が得られ且つ製造及び扱いが容易な角度分析板、それを用いて暗視野画像を得る方法、及びそれを用いた暗視野画像撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らはＬＡＡを薄くすることなく解像度を上げることについて鋭意検討し、ＬＡＡを厚くすることにより散乱が抑制されて解像度が向上し、また、特定の結晶構造のＬＡＡの場合、ＬＡＡを厚くしても透過率の減少が許容範囲となり、数μｍよりも小さな構造や物の像を得ることができることを見いだした。
【００１４】
本発明は、厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶の角度分析板を用いて、平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離し、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る方法を提供する。
また、本発明は、平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離する角度分析板を備え、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る暗視野画像撮影装置において、前記角度分析板は、厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶であること、を特徴とする暗視野画像撮影装置を提供する。
さらに、本発明は、その構造が歪まないので使用しやすい厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造されたこと、を特徴とする角度分析板を提供する。
【００１５】
このような厚さｔが２ｃｍ以上の角度分析板は、従来において透過率が減少して実用的ではないと考えられていた厚さである。しかし、本発明者らは、厚くしても原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶の場合、従来、考えられていたほど透過率の減少が生じないことを見出した。そして、厚くなると散乱が抑制され、微細構造を検出できるという効果があることを見出した。
このように、厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造された角度分析板を用いると、高い空間解像度が得られる。さらに、厚みがあることにより、緩い勾配の厚みムラを問題としないため製造及び扱いが容易となる。
【００１６】
本発明は、厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶の角度分析板を用いて、平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離し、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る方法を提供する。
また、本発明は平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離する角度分析板を備え、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る暗視野画像撮影装置において、前記角度分析板は、厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが、５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶であること、を特徴とする暗視野画像撮影装置を提供する。
さらに、本発明は、厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造されたこと、を特徴とする角度分析板を提供する。
【００１７】
本発明によると、厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが、５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造された角度分析板を用いて、暗視野画像を得る。本発明は、このようなμｔの角度分析板を用いるので、高い空間解像度が得られる。また、そのような角度分析板は、ある程度の厚みとなるため、緩い勾配の厚みムラを問題とせず、製造及び扱いが容易である。
【００１８】
さらに、前記ビームはＸ線で、シリコン単結晶を選択した場合、１０ｋｅＶから３５ｋｅＶであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、生きた生物や病理標本を観察するうえで必要な１０ｎｍ程度の解像度を得ることが出来、光学顕微鏡の解像度は１００ｎｍを遙かに凌ぐ事が出来る。さらに、導電性物質で表面を処理しなければならない電子顕微鏡では生きた生物や組織を観察することが出来なかったが、この方法で在れば、可能となった。
本発明によれば、高い空間解像度が得られ且つ製造及び扱いが容易な角度分析板を用いて暗視野画像を得る方法、暗視野画像撮影装置、及び角度分析板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】暗視野法を用いた画像撮影装置の概略図である。
【図２】本発明の透過現象を説明する図である。
【図３】Ｘ線エネルギー３５ｋｅＶのときの、角度分布と反射率との関係を示すグラフであり、（ａ）はｔ＝０．１４３６ｃｍ、（ｂ）はｔ＝０．４０２ｃｍ（μｔ＝１）、（ｃ）ｔ＝０．８０４ｃｍ、（ｄ）はｔ＝２．０１ｃｍ、（ｅ）はｔ＝３．０２ｃｍ）、（ｄ）はｔ＝４．０２ｃｍ（μｔ＝１０）をそれぞれ示す。
【図４】ＬＡＡから出る２つのプロファイルＦＤ，Ｄを示す図である。
【図５】ＬＡＡ回折によって空間解像度を上げる他の方式を説明する図である。
【図６】入射したＸ線がＬＡＡ内において広がる状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、Ｘ線の暗視野（DFI、Dark-Field Imaging）法を用いた本発明の実施形態について説明する。暗視野法は、被検体に照射され、被検体を透過したＸ線のうちの屈折Ｘ線を角度分析板により抽出するものである。被検体からの屈折Ｘ線をこのように分離することで、関節軟骨や乳房の癌巣等、その辺縁部においてＸ線を僅かに屈折させる部位を観察することが可能となる。
【００２２】
なお、被写体に照射する平行ビームとして本実施形態ではＸ線を用いるが、波の性質を有し、回折するビームであればＸ線に限定されず、可視光等のその他の電磁波、中性子線であってもよい。
【００２３】
図１は、暗視野法を用いた画像撮影装置１の概略図である。画像撮影装置１は、撮像のための光学系１０と演算装置２０とを備える。光学系１０は、非対称ブラッグケース結晶Ｓｉ（４４０）面であるコリメータ１１と、対称ラウエケース結晶Ｓｉ（４４０）面である透過型角度分析板（ＬＡＡ）１２と、それらに対してＸ線の進む方向に配置されたＣＣＤカメラ１３と、被検体Ｓａを回転させる回転ステージ１５とを備える。演算装置２０は、ＣＣＤカメラ１３に接続され、ＣＣＤカメラ１３から得られたＸ線の情報に基づき演算を行い、被検体Ｓａの画像を合成する。なお、結晶の指数４４０は一例であって、これに限定されず、他の指数、例えば２２０等、１１０の偶数倍であればよい。
【００２４】
次に、画像撮影装置１の動作について説明する。
まず、被検体Ｓａは、コリメータ１１とＬＡＡ１２との間に配置された回転ステージ１５上に配置する。本実施形態では、入射するＸ線（図１中矢印Ｘで表す）のエネルギーは３５ｋｅＶとする。Ｘ線は、コリメータ１１により反射されることで、平面波に近くなり視野が拡大される。Ｘ線は、次に回転ステージ１５上の被検体Ｓａに入射し、被検体Ｓａで吸収及び屈折され、ＬＡＡ１２に運ばれる。ここで前方回折波ＦＤと回折波Ｄに分かれる。ホン実施形態のＣＣＤカメラ１３は前方回折波ＦＤを検出する。なお、これに限定されず、ＣＣＤカメラは回折波Ｄを検出するものであってもよい。そして、ＣＣＤカメラ１３により検出された画像は、複数枚撮影されてそれぞれ合成され被検体の屈折Ｘ線画像が得られる。
【００２５】
次に、ＬＡＡ１２の厚さについて説明する。
ナノメータ（ｎｍ）、数マイクロメータ（μｍ）のオーダの空間解像度を得るために、ＬＡＡ１２の厚さｔを薄くする場合、上述のようにｔは１００μｍオーダにする必要がある。たとえば、ＬＡＡ１２の厚さを０．１４３６ｍｍ（１４３．６μｍ）とすると、μｔ＝２．４９×０．０１４３６（ｃｍ）＝０．９６５である。このとき、ＬＡＡ１２を通過するＸ線の率はｅｘｐ（−μｔ）＝ｅｘｐ（−０．０３５８）＝０．９６５となる。
【００２６】
このように、ＬＡＡを１００μｍオーダにすると、高い解像度が得られ且つ透過率も高く、測定時間も短くてよい。しかし、このような１００μｍよりも薄いＬＡＡを製造することは、特に視野を大きくすればするほど容易ではなく、また装置に組み込む際の取り扱いも困難である。
【００２７】
これに対して、ＬＡＡを厚くする場合について説明する。例えば、３５ｋｅＶエネルギーＸ線に対してシリコン単結晶の回折４４０を考える。この場合、通常、μは２．４９ｃｍ−１である。たとえばｔ＝４ｃｍに対して透過Ｘ線の強度はｅｘｐ（−μｔ）＝ｅｘｐ（−１０）＝０．００００４５４となる。つまり１００万のパワーの入力があっても透過Ｘ線強度は高々４５に過ぎないことになる。
【００２８】
しかし、物質の完全性がシリコン単結晶のように高くなると、特定の回折指数に対しては、異常透過現象が発生し、その透過Ｘ線強度は、通常の吸収係数μを用いたｅｘｐ（−μｔ）ではなく、異常吸収係数μ’を用いたｅｘｐ（−μ’ｔ）で表わされると考えられる。この場合、透過するＸ線は平面波となる。
【００２９】
この透過現象が起きる場合、μ＝２．４９は４４０反射ＦＤに対してはμ’＝０．４８となる。すなわちｅｘｐ（−μｔ）＝ｅｘｐ（−１０）＝０．００００４５４であったものが、ｅｘｐ（−μ’ｔ）＝ｅｘｐ（−１．９３）＝０．１５となり、１５％の透過率が期待できる。これは回折に関係する原子面（１１０）面に沿うＸ線のみが透過すると解釈できる。図２はこの異常透過現象を説明する図であり、ｔ＝４ｃｍ（μｔ＝１０）の場合である。μ’は反射指数とＦＤないしＤに対してそれぞれ異なる吸収係数をもつと考えた方が良いと思われる。なぜならＦＤとＤでは透過率が異なるからである。例えば４４０反射ＦＤに対しては透過率が１５％、Ｄに対しては１１％である。μ’に対してＦＤとＤを識別するためにサフィックスＦＤないしＤをつけることにする。その上でμ’ＦＤ＝０．４８、ｅｘｐ（−μ’ＦＤｔ）＝ｅｘｐ（−１．９３）＝０．１５。μ’Ｄ＝０．４８、ｅｘｐ（−μ’ＦＤｔ）＝ｅｘｐ（−２．２）＝０．１１。
【００３０】
通常の透過現象の場合、Ｃから入射した光は、図２におけるＡＢの範囲に広がり、その場合の透過率は、０．００４５４％となる。しかし、実際には異常透過現象が起きているので、Borrmann fanの広がりは、図中点ｂの付近の狭い広がりとなる。
【００３１】
そこで、本実施形態では、この異常透過が支配的となる厚さのＬＡＡ１２を用いる。
図３は、Ｘ線のエネルギーが３５ｋｅＶ、μ＝２．４９ｃｍ−１のときの、ＬＡＡ１２の厚さを変更していった場合における、横軸角度分布、縦軸反射率を示すグラフである。
ちなみにＸ線エネルギーが３５ｋｅＶとするとシリコン単結晶（２２０）面ではＸ線透過率は２５％、（４４０）面では１２％、（６６０）面では６％である。これは異常透過が起きないとした場合の透過率４．５ｘ１０（−５）に比して数千倍透過率が高くなることを意味する。
【００３２】
図３（ａ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝０．１４３６ｃｍ（μｔ＝０．３５８）、図３（ｂ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝０．４０２ｃｍ（μｔ＝１）、図３（ｃ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝０．８０４ｃｍ（μｔ＝２）、図３（ｄ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝２．０１ｃｍ（μｔ＝５）、図３（ｅ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝３．０２ｃｍ（μｔ＝７．５）、図３（ｄ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝４．０２ｃｍ（μｔ＝１０）をそれぞれ示す。
【００３３】
図示するように、ＬＡＡ１２の厚さｔが図３（ａ）の０．１４３６ｃｍから図３（ｆ）の４．０２ｃｍ（μｔが０．３５８から１０）まで増加するにつれ、平均７０〜８０％であった反射率ピークは、徐々に下がる。そして、ピークを挟んだ周囲の反射率は、ピークに比べて急激に下がることが明瞭である。このように、ピークを挟んだ周囲の反射率が下がることは、Borrmann fan内のＸ線束の広がりが、ＬＡＡ１２を厚くすると急速に小さくなることを意味している。
【００３４】
すなわち、図２に記すようにＸ線束はＬＡＡ１２を厚くしていくと急速に原子面に沿う流れに収れんする。これは、ＬＡＡ１２を厚くすると原子面に沿うＸ線のみが出口に向かうことを意味する。この結果、空間解像度が高くなる。
【００３５】
例えば、図３（ｆ）に示すＬＡＡ１２の厚さが４．０２ｃｍ（μｔ＝１０）の場合について数値を求める。図３（ｆ）の場合に、角度広がりが０．０５秒のＸ線がＬＡＡ１２を通過すると、出口側でのＸ線束の広がりは１０ｎｍ程度である。このように１０ｎｍのオーダに空間解像度を改善することができる。
【００３６】
ＬＡＡ１２の厚さｔの範囲について検討する。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）においては、異常現象よりも通常の透過現象の影響が大きく、透過Ｘ線におけるBorrmann fanによるＸ線束の広がりの影響が大きい。
しかし、図３（ｄ）で示すＬＡＡ１２の厚さｔ＝２．０１ｃｍ程度になると、グラフにおいてピークがかなり明瞭に現れる。すなわち、異常現象によるＸ線の透過の影響がかなり支配的となっているものと考えられ、解像度の向上も見られる。
したがって、異常現象によるＸ線透過を用いて高解像度の画像を得るために、本実施形態では、ＬＡＡ１２の厚さｔとして、２ｃｍ以上、μｔとしては５以上を用いる。
【００３７】
しかし、ＬＡＡ１２が厚くなると、透過率も減少する。上述のように、ｔ＝４．０２ｃｍの透過率は１５％であり、この程度の透過率であれば実用的と考えられるが、ｔがさらに厚くなると透過率の減少も著しい。したがって、ｔの値の上限は、透過後のＸ線のエネルギーＥ＝Ｅ０ｅｘｐ（−μ’ｔ）として実用的な値を得られる範囲である。ここで、実用的な範囲とは、観察可能な程度の画像を、通常のＣＴデータ収集時間を１．５時間程度と設定しているのでせいぜいこの値の１０倍以下程度の露光時間、すなわち１５時間程度であれば、検出器の感度を上げることで時間の短縮ができると考えられる。
【００３８】
なお、表１は、Ｘ線のエネルギーが１７．５ｋｅＶから３５ｋｅＶの場合における、異常透過μｔ＝１０を達成するシリコン単結晶ＬＡＡ１２の厚さｔを示すものである。
表１に示すように、Ｘ線のエネルギーが３５ｋｅＶのときはＬＡＡ１２の厚さｔ＝４．０１６のときにμｔ＝１０となる。また、Ｘ線のエネルギーが１７．５ｋｅＶのときはＬＡＡ１２の厚さｔ＝５．７９７のときにμｔ＝１０となる。Ｘ線のエネルギーが１７．９ｋｅＶのときはＬＡＡ１２の厚さｔ＝６．１９１のときにμｔ＝１０となる。
【表１】
【００３９】
また、図４は、ＬＡＡから出る２つのプロファイルＦＤ，Ｄが得られることを示す図である。２つのプロファイルＦＤ，Ｄは、ほぼ同じピーク値とプロファイルをもっている。これらは少し離れているのでこれを利用して純粋屈折成分を１回の撮影で抽出することができる可能性がある。
図５は、ＬＡＡ回折によって空間解像度を上げる他の方式である。入射面（入射Ｘ線と回折Ｘ線でなす平面）内の空間解像度を上げる方式について述べた。この場合、入射面に垂直方向の空間解像度は幾何学的に求められる空間解像度になる。図５は、通常の近似度を上げて２波近似から３波近似にすることを表わしたものである。その他にBorrmann fan三角形に垂直成分は光源大きさの垂直成分と光源から試料までの距離、試料から検出器までの距離の関数であるところから、Borrmann fan三角形面内成分に匹敵するBorrmann fan三角形に垂直成分の値にするためには光源の垂直成分を限りなく小さくする必要がある。このために非対称反射を用いてみかけの垂直成分を小さくすることが考えられる。
【００４０】
以上、本実施形態によると、厚さｔが２ｃｍ以上のＬＡＡ１２を用いて被検体の画像を得る。このような厚さｔが２ｃｍ以上の角度分析板は、従来において透過率が減少して実用的ではないと考えられていた厚さである。
また、本実施形態では、μｔが５以上のＬＡＡ１２を用いて被検体の画像を得る。従来の実験ではμｔ＝１以下で実験が行われている。それは、μｔ＝１の場合、ｅｘｐ（−μｔ）＝ｅｘｐ（−１）＝０．３８となり、入射強度が１／３になり、それ以下では強度が不十分と考えられているからである。一般的にはＸ線暗視野法において、これまでμｔ＝０．３８、ｅｘｐ（−０．３８）＝０．６８程度で実験が行われている。
しかし、本発明者らは、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶において、ＬＡＡを２ｃｍ以上、またはμｔを５以上にしても、従来考えられていたほど透過率の減少が生じないことを見出した。さらに、ＬＡＡを２ｃｍ以上、またはμｔを５以上とすると、散乱が抑制され、高い空間解像度が得られることを見出した。これにより、高解像度を得るためのＬＡＡの製造において、緩い勾配の厚みムラが問題とならず、製造及び扱いが容易となる。
【符号の説明】
【００４１】
１：画像撮影装置、１１：コリメータ、１２：ＬＡＡ、１２，１４：ＣＣＤカメラ、２０：演算装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗視野画像を得る方法、暗視野画像撮影装置、及び角度分析板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、あるエネルギー強度Ｅ０をもつＸ線が、厚さｔ［ｃｍ］をもつ物質に入射し、これを透過したとき、その物質の線吸収係数をμ［ｃｍ−１］とすると、透過Ｘ線強度Ｅは、
Ｅ＝Ｅ０×ｅｘｐ（−μｔ）
で表わされる。
【０００３】
通常はμｔ＝０．１〜μｔ＝１の範囲、すなわちＥ＝Ｅ０×ｅｘｐ（−μｔ）が０．９〜０．１４の範囲で実験が行なわれている。透過Ｘ線強度Ｅがあまり減少しない物質厚さに対して実験する結果である。代表的な物質厚さを見ると、例えば、Ｅ０＝３５ｋｅＶのエネルギーをもつＸ線が、シリコン単結晶を透過した場合、シリコン単結晶のμ［ｃｍ−１］は、２．４９［ｃｍ−１］であるので、μｔ＝０．１〜１にするｔは０．０４［ｃｍ］〜０．４［ｃｍ］程度になる。
【０００４】
一方、Ｘ線暗視野（DFI、Dark-Field Imaging）法は、被写体による屈折Ｘ線を特定厚さに指定したシリコン単結晶薄板から作製されるアナライザ透過型角度分析板ＬＡＡ（Laue angle analyzer：以後ＬＡＡという）により弁別することで、低密度の物質から構成される被写体に対しても、被写体を吸収コントラストに比べ格段に高いコントラストでの撮像を可能にするものである。これは屈折原理を用いることにより通常の吸収コントラストに比して各段に高いコントラストを得るものである。
【０００５】
これまでのＸ線暗視野法におけるシリコン単結晶からなるＬＡＡの厚さｔは０．１５ｃｍ程度であるので、上式、Ｅ＝Ｅ０×ｅｘｐ（−μｔ）を用いるとＥ／Ｅ０＝０．６９であり、Ｘ線暗視野法においてはシリコン単結晶ＬＡＡに対するＸ線入力強度の６９％が透過することになり、低密度の物質で構成される被写体からのＸ線像の強度をそこなうことがないことを意味する。すなわちシリコン単結晶からなるＬＡＡの厚さｔは上で見た範囲内の厚さであることが分かる。
【０００６】
これをＸ線画像の空間解像度の観点で考察する。Ｘ線がＬＡＡに入射すると、入射Ｘ線は、ＬＡＡ内にできる透過方向のＸ線（FD:forward diffraction）と回折方向のＸ線（D:diffraction）によって形成されるBorrmann fanと呼ばれる三角形内に広がると考えられる。図６は、入射したＸ線がＬＡＡ内において広がる状態を示す図である。
【０００７】
図示するように、三角形頂点に到達するＸ線の角度広がりを０．０５秒とする。これは３５ｋｅＶに対するシリコン単結晶４４０回折幅を表わしている。三角形に入ったＸ線は三角形全体に広がる。すなわち三角形の頂点にあたるＸ線の入り口ＣでＸ線束の幅がゼロであっても０．０５秒の角度広がりをもっている場合ＬＡＡの出口では三角形の底辺の幅（ＡＢ）にＸ線束が広がると考えられる。
【０００８】
入射ビームの角度広がりが０．０５秒程度であるから、像のボケ１０μｍから２０μｍの値になる。この値１０μｍから２０μｍは、臨床診断における５０μｍから１００μｍを凌ぐので、屈折型Ｘ線画像が臨床応用に用いられる段階を迎えたとして問題点はない。
【０００９】
しかし、生きた生物や病理標本を観察する場合、光学顕微鏡の解像度は１００ｎｍ程度で、それ以上は導電性物質で表面を処理しなければならない電子顕微鏡でなければ見ることが出来なかった。なぜなら、数μｍよりも小さな構造や物の像を得る必要があるからである。
【００１０】
空間解像度を改善できる一つの方法として従来は、ＬＡＡを薄くしてＡＢを小さくする方法である。本発明者らは空間解像度を数μｍ程度にするためのＬＡＡの厚さは、少なくとも上記ｔ＝１４３６μｍ（０．１４３６ｃｍ）の１／１０の、ｔ＝１４３．６μｍ（０．０１４３６ｃｍ）程度、すなわち、１００μｍオーダであることが必要と考えられる。しかし、これでは、技術的に広い面積の結晶板の研磨が困難なこと、実際に広い面積の結晶板をその構造が歪まないようにして使用することはきわめて困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−３２９６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
１００μｍオーダの厚さのＬＡＡの製造は容易ではなく、また装置に組み込む場合も扱いが容易ではない。
そこで、本発明は、高い空間解像度が得られ且つ製造及び扱いが容易な角度分析板、それを用いて暗視野画像を得る方法、及びそれを用いた暗視野画像撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らはＬＡＡを薄くすることなく解像度を上げることについて鋭意検討し、ＬＡＡを厚くすることにより散乱が抑制されて解像度が向上し、また、特定の結晶構造のＬＡＡの場合、ＬＡＡを厚くしても透過率の減少が許容範囲となり、数μｍよりも小さな構造や物の像を得ることができることを見いだした。
【００１４】
本発明は、厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶の角度分析板を用いて、平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離し、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る方法を提供する。
また、本発明は、平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離する角度分析板を備え、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る暗視野画像撮影装置において、前記角度分析板は、厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶であること、を特徴とする暗視野画像撮影装置を提供する。
さらに、本発明は、その構造が歪まないので使用しやすい厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造されたこと、を特徴とする角度分析板を提供する。
【００１５】
このような厚さｔが２ｃｍ以上の角度分析板は、従来において透過率が減少して実用的ではないと考えられていた厚さである。しかし、本発明者らは、厚くしても原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶の場合、従来、考えられていたほど透過率の減少が生じないことを見出した。そして、厚くなると散乱が抑制され、微細構造を検出できるという効果があることを見出した。
このように、厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造された角度分析板を用いると、高い空間解像度が得られる。さらに、厚みがあることにより、緩い勾配の厚みムラを問題としないため製造及び扱いが容易となる。
【００１６】
本発明は、厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶の角度分析板を用いて、平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離し、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る方法を提供する。
また、本発明は平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離する角度分析板を備え、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る暗視野画像撮影装置において、前記角度分析板は、厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが、５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶であること、を特徴とする暗視野画像撮影装置を提供する。
さらに、本発明は、厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造されたこと、を特徴とする角度分析板を提供する。
【００１７】
本発明によると、厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが、５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造された角度分析板を用いて、暗視野画像を得る。本発明は、このようなμｔの角度分析板を用いるので、高い空間解像度が得られる。また、そのような角度分析板は、ある程度の厚みとなるため、緩い勾配の厚みムラを問題とせず、製造及び扱いが容易である。
【００１８】
さらに、前記ビームはＸ線で、シリコン単結晶を選択した場合、１０ｋｅＶから３５ｋｅＶであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、生きた生物や病理標本を観察するうえで必要な１０ｎｍ程度の解像度を得ることが出来、光学顕微鏡の解像度は１００ｎｍを遙かに凌ぐ事が出来る。さらに、導電性物質で表面を処理しなければならない電子顕微鏡では生きた生物や組織を観察することが出来なかったが、この方法で在れば、可能となった。
本発明によれば、高い空間解像度が得られ且つ製造及び扱いが容易な角度分析板を用いて暗視野画像を得る方法、暗視野画像撮影装置、及び角度分析板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】暗視野法を用いた画像撮影装置の概略図である。
【図２】本発明の透過現象を説明する図である。
【図３】Ｘ線エネルギー３５ｋｅＶのときの、角度分布と反射率との関係を示すグラフであり、（ａ）はｔ＝０．１４３６ｃｍ、（ｂ）はｔ＝０．４０２ｃｍ（μｔ＝１）、（ｃ）ｔ＝０．８０４ｃｍ、（ｄ）はｔ＝２．０１ｃｍ、（ｅ）はｔ＝３．０２ｃｍ）、（ｄ）はｔ＝４．０２ｃｍ（μｔ＝１０）をそれぞれ示す。
【図４】ＬＡＡから出る２つのプロファイルＦＤ，Ｄを示す図である。
【図５】ＬＡＡ回折によって空間解像度を上げる他の方式を説明する図である。
【図６】入射したＸ線がＬＡＡ内において広がる状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、Ｘ線の暗視野（DFI、Dark-Field Imaging）法を用いた本発明の実施形態について説明する。暗視野法は、被検体に照射され、被検体を透過したＸ線のうちの屈折Ｘ線を角度分析板により抽出するものである。被検体からの屈折Ｘ線をこのように分離することで、関節軟骨や乳房の癌巣等、その辺縁部においてＸ線を僅かに屈折させる部位を観察することが可能となる。
【００２２】
なお、被写体に照射する平行ビームとして本実施形態ではＸ線を用いるが、波の性質を有し、回折するビームであればＸ線に限定されず、可視光等のその他の電磁波、中性子線であってもよい。
【００２３】
図１は、暗視野法を用いた画像撮影装置１の概略図である。画像撮影装置１は、撮像のための光学系１０と演算装置２０とを備える。光学系１０は、非対称ブラッグケース結晶Ｓｉ（４４０）面であるコリメータ１１と、対称ラウエケース結晶Ｓｉ（４４０）面である透過型角度分析板（ＬＡＡ）１２と、それらに対してＸ線の進む方向に配置されたＣＣＤカメラ１３と、被検体Ｓａを回転させる回転ステージ１５とを備える。演算装置２０は、ＣＣＤカメラ１３に接続され、ＣＣＤカメラ１３から得られたＸ線の情報に基づき演算を行い、被検体Ｓａの画像を合成する。なお、結晶の指数４４０は一例であって、これに限定されず、他の指数、例えば２２０等、１１０の偶数倍であればよい。
【００２４】
次に、画像撮影装置１の動作について説明する。
まず、被検体Ｓａは、コリメータ１１とＬＡＡ１２との間に配置された回転ステージ１５上に配置する。本実施形態では、入射するＸ線（図１中矢印Ｘで表す）のエネルギーは３５ｋｅＶとする。Ｘ線は、コリメータ１１により反射されることで、平面波に近くなり視野が拡大される。Ｘ線は、次に回転ステージ１５上の被検体Ｓａに入射し、被検体Ｓａで吸収及び屈折され、ＬＡＡ１２に運ばれる。ここで前方回折波ＦＤと回折波Ｄに分かれる。ホン実施形態のＣＣＤカメラ１３は前方回折波ＦＤを検出する。なお、これに限定されず、ＣＣＤカメラは回折波Ｄを検出するものであってもよい。そして、ＣＣＤカメラ１３により検出された画像は、複数枚撮影されてそれぞれ合成され被検体の屈折Ｘ線画像が得られる。
【００２５】
次に、ＬＡＡ１２の厚さについて説明する。
ナノメータ（ｎｍ）、数マイクロメータ（μｍ）のオーダの空間解像度を得るために、ＬＡＡ１２の厚さｔを薄くする場合、上述のようにｔは１００μｍオーダにする必要がある。たとえば、ＬＡＡ１２の厚さを０．１４３６ｍｍ（１４３．６μｍ）とすると、μｔ＝２．４９×０．０１４３６（ｃｍ）＝０．９６５である。このとき、ＬＡＡ１２を通過するＸ線の率はｅｘｐ（−μｔ）＝ｅｘｐ（−０．０３５８）＝０．９６５となる。
【００２６】
このように、ＬＡＡを１００μｍオーダにすると、高い解像度が得られ且つ透過率も高く、測定時間も短くてよい。しかし、このような１００μｍよりも薄いＬＡＡを製造することは、特に視野を大きくすればするほど容易ではなく、また装置に組み込む際の取り扱いも困難である。
【００２７】
これに対して、ＬＡＡを厚くする場合について説明する。例えば、３５ｋｅＶエネルギーＸ線に対してシリコン単結晶の回折４４０を考える。この場合、通常、μは２．４９ｃｍ−１である。たとえばｔ＝４ｃｍに対して透過Ｘ線の強度はｅｘｐ（−μｔ）＝ｅｘｐ（−１０）＝０．００００４５４となる。つまり１００万のパワーの入力があっても透過Ｘ線強度は高々４５に過ぎないことになる。
【００２８】
しかし、物質の完全性がシリコン単結晶のように高くなると、特定の回折指数に対しては、異常透過現象が発生し、その透過Ｘ線強度は、通常の吸収係数μを用いたｅｘｐ（−μｔ）ではなく、異常吸収係数μ’を用いたｅｘｐ（−μ’ｔ）で表わされると考えられる。この場合、透過するＸ線は平面波となる。
【００２９】
この透過現象が起きる場合、μ＝２．４９は４４０反射ＦＤに対してはμ’＝０．４８となる。すなわちｅｘｐ（−μｔ）＝ｅｘｐ（−１０）＝０．００００４５４であったものが、ｅｘｐ（−μ’ｔ）＝ｅｘｐ（−１．９３）＝０．１５となり、１５％の透過率が期待できる。これは回折に関係する原子面（１１０）面に沿うＸ線のみが透過すると解釈できる。図２はこの異常透過現象を説明する図であり、ｔ＝４ｃｍ（μｔ＝１０）の場合である。μ’は反射指数とＦＤないしＤに対してそれぞれ異なる吸収係数をもつと考えた方が良いと思われる。なぜならＦＤとＤでは透過率が異なるからである。例えば４４０反射ＦＤに対しては透過率が１５％、Ｄに対しては１１％である。μ’に対してＦＤとＤを識別するためにサフィックスＦＤないしＤをつけることにする。その上でμ’ＦＤ＝０．４８、ｅｘｐ（−μ’ＦＤｔ）＝ｅｘｐ（−１．９３）＝０．１５。μ’Ｄ＝０．４８、ｅｘｐ（−μ’ＦＤｔ）＝ｅｘｐ（−２．２）＝０．１１。
【００３０】
通常の透過現象の場合、Ｃから入射した光は、図２におけるＡＢの範囲に広がり、その場合の透過率は、０．００４５４％となる。しかし、実際には異常透過現象が起きているので、Borrmann fanの広がりは、図中点ｂの付近の狭い広がりとなる。
【００３１】
そこで、本実施形態では、この異常透過が支配的となる厚さのＬＡＡ１２を用いる。
図３は、Ｘ線のエネルギーが３５ｋｅＶ、μ＝２．４９ｃｍ−１のときの、ＬＡＡ１２の厚さを変更していった場合における、横軸角度分布、縦軸反射率を示すグラフである。
ちなみにＸ線エネルギーが３５ｋｅＶとするとシリコン単結晶（２２０）面ではＸ線透過率は２５％、（４４０）面では１２％、（６６０）面では６％である。これは異常透過が起きないとした場合の透過率４．５ｘ１０（−５）に比して数千倍透過率が高くなることを意味する。
【００３２】
図３（ａ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝０．１４３６ｃｍ（μｔ＝０．３５８）、図３（ｂ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝０．４０２ｃｍ（μｔ＝１）、図３（ｃ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝０．８０４ｃｍ（μｔ＝２）、図３（ｄ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝２．０１ｃｍ（μｔ＝５）、図３（ｅ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝３．０２ｃｍ（μｔ＝７．５）、図３（ｄ）は、ＬＡＡ１２の厚さｔ＝４．０２ｃｍ（μｔ＝１０）をそれぞれ示す。
【００３３】
図示するように、ＬＡＡ１２の厚さｔが図３（ａ）の０．１４３６ｃｍから図３（ｆ）の４．０２ｃｍ（μｔが０．３５８から１０）まで増加するにつれ、平均７０〜８０％であった反射率ピークは、徐々に下がる。そして、ピークを挟んだ周囲の反射率は、ピークに比べて急激に下がることが明瞭である。このように、ピークを挟んだ周囲の反射率が下がることは、Borrmann fan内のＸ線束の広がりが、ＬＡＡ１２を厚くすると急速に小さくなることを意味している。
【００３４】
すなわち、図２に記すようにＸ線束はＬＡＡ１２を厚くしていくと急速に原子面に沿う流れに収れんする。これは、ＬＡＡ１２を厚くすると原子面に沿うＸ線のみが出口に向かうことを意味する。この結果、空間解像度が高くなる。
【００３５】
例えば、図３（ｆ）に示すＬＡＡ１２の厚さが４．０２ｃｍ（μｔ＝１０）の場合について数値を求める。図３（ｆ）の場合に、角度広がりが０．０５秒のＸ線がＬＡＡ１２を通過すると、出口側でのＸ線束の広がりは１０ｎｍ程度である。このように１０ｎｍのオーダに空間解像度を改善することができる。
【００３６】
ＬＡＡ１２の厚さｔの範囲について検討する。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）においては、異常現象よりも通常の透過現象の影響が大きく、透過Ｘ線におけるBorrmann fanによるＸ線束の広がりの影響が大きい。
しかし、図３（ｄ）で示すＬＡＡ１２の厚さｔ＝２．０１ｃｍ程度になると、グラフにおいてピークがかなり明瞭に現れる。すなわち、異常現象によるＸ線の透過の影響がかなり支配的となっているものと考えられ、解像度の向上も見られる。
したがって、異常現象によるＸ線透過を用いて高解像度の画像を得るために、本実施形態では、ＬＡＡ１２の厚さｔとして、２ｃｍ以上、μｔとしては５以上を用いる。
【００３７】
しかし、ＬＡＡ１２が厚くなると、透過率も減少する。上述のように、ｔ＝４．０２ｃｍの透過率は１５％であり、この程度の透過率であれば実用的と考えられるが、ｔがさらに厚くなると透過率の減少も著しい。したがって、ｔの値の上限は、透過後のＸ線のエネルギーＥ＝Ｅ０ｅｘｐ（−μ’ｔ）として実用的な値を得られる範囲である。ここで、実用的な範囲とは、観察可能な程度の画像を、通常のＣＴデータ収集時間を１．５時間程度と設定しているのでせいぜいこの値の１０倍以下程度の露光時間、すなわち１５時間程度であれば、検出器の感度を上げることで時間の短縮ができると考えられる。
【００３８】
なお、表１は、Ｘ線のエネルギーが１７．５ｋｅＶから３５ｋｅＶの場合における、異常透過μｔ＝１０を達成するシリコン単結晶ＬＡＡ１２の厚さｔを示すものである。
表１に示すように、Ｘ線のエネルギーが３５ｋｅＶのときはＬＡＡ１２の厚さｔ＝４．０１６のときにμｔ＝１０となる。また、Ｘ線のエネルギーが１７．５ｋｅＶのときはＬＡＡ１２の厚さｔ＝５．７９７のときにμｔ＝１０となる。Ｘ線のエネルギーが１７．９ｋｅＶのときはＬＡＡ１２の厚さｔ＝６．１９１のときにμｔ＝１０となる。
【表１】
【００３９】
また、図４は、ＬＡＡから出る２つのプロファイルＦＤ，Ｄが得られることを示す図である。２つのプロファイルＦＤ，Ｄは、ほぼ同じピーク値とプロファイルをもっている。これらは少し離れているのでこれを利用して純粋屈折成分を１回の撮影で抽出することができる可能性がある。
図５は、ＬＡＡ回折によって空間解像度を上げる他の方式である。入射面（入射Ｘ線と回折Ｘ線でなす平面）内の空間解像度を上げる方式について述べた。この場合、入射面に垂直方向の空間解像度は幾何学的に求められる空間解像度になる。図５は、通常の近似度を上げて２波近似から３波近似にすることを表わしたものである。その他にBorrmann fan三角形に垂直成分は光源大きさの垂直成分と光源から試料までの距離、試料から検出器までの距離の関数であるところから、Borrmann fan三角形面内成分に匹敵するBorrmann fan三角形に垂直成分の値にするためには光源の垂直成分を限りなく小さくする必要がある。このために非対称反射を用いてみかけの垂直成分を小さくすることが考えられる。
【００４０】
以上、本実施形態によると、厚さｔが２ｃｍ以上のＬＡＡ１２を用いて被検体の画像を得る。このような厚さｔが２ｃｍ以上の角度分析板は、従来において透過率が減少して実用的ではないと考えられていた厚さである。
また、本実施形態では、μｔが５以上のＬＡＡ１２を用いて被検体の画像を得る。従来の実験ではμｔ＝１以下で実験が行われている。それは、μｔ＝１の場合、ｅｘｐ（−μｔ）＝ｅｘｐ（−１）＝０．３８となり、入射強度が１／３になり、それ以下では強度が不十分と考えられているからである。一般的にはＸ線暗視野法において、これまでμｔ＝０．３８、ｅｘｐ（−０．３８）＝０．６８程度で実験が行われている。
しかし、本発明者らは、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶において、ＬＡＡを２ｃｍ以上、またはμｔを５以上にしても、従来考えられていたほど透過率の減少が生じないことを見出した。さらに、ＬＡＡを２ｃｍ以上、またはμｔを５以上とすると、散乱が抑制され、高い空間解像度が得られることを見出した。これにより、高解像度を得るためのＬＡＡの製造において、緩い勾配の厚みムラが問題とならず、製造及び扱いが容易となる。
【符号の説明】
【００４１】
１：画像撮影装置、１１：コリメータ、１２：ＬＡＡ、１２，１４：ＣＣＤカメラ、２０：演算装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶の角度分析板を用いて、平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離し、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る方法。
【請求項２】
厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶の角度分析板を用いて、平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離し、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る方法。
【請求項３】
平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離する角度分析板を備え、
分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る暗視野画像撮影装置において、
前記角度分析板は、厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶であること、
を特徴とする暗視野画像撮影装置。
【請求項４】
平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離する角度分析板を備え、
分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る暗視野画像撮影装置において、
前記角度分析板は、厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが、５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶であること、
を特徴とする暗視野画像撮影装置。
【請求項５】
前記ビームはＸ線で、１０ｋｅＶから３５ｋｅＶであること、
を特徴とする請求項３または４に記載の暗視野画像撮影装置。
【請求項６】
厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造されたこと、を特徴とする角度分析板。
【請求項７】
厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造されたこと、を特徴とする角度分析板。
【請求項１】
厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶の角度分析板を用いて、平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離し、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る方法。
【請求項２】
厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶の角度分析板を用いて、平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離し、分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る方法。
【請求項３】
平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離する角度分析板を備え、
分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る暗視野画像撮影装置において、
前記角度分析板は、厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶であること、
を特徴とする暗視野画像撮影装置。
【請求項４】
平行な状態で被検体に照射され、該被検体を透過又は該被検体において回折されたビームを、前方回折ビームと回折ビームとに分離する角度分析板を備え、
分離された前記前方回折ビーム及び前記回折ビームの両方または少なくとも一方により、被検体の暗視野画像を得る暗視野画像撮影装置において、
前記角度分析板は、厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが、５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶であること、
を特徴とする暗視野画像撮影装置。
【請求項５】
前記ビームはＸ線で、１０ｋｅＶから３５ｋｅＶであること、
を特徴とする請求項３または４に記載の暗視野画像撮影装置。
【請求項６】
厚さｔが２ｃｍ以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造されたこと、を特徴とする角度分析板。
【請求項７】
厚さｔと吸収係数μとを乗じた値μｔが５以上、原子面が（２２０）面又は（４４０）面のシリコン単結晶で製造されたこと、を特徴とする角度分析板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５１８３４（Ｐ２０１２−２５１８３４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３７００（Ｐ２０１１−１２３７００）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（８０３０００１１５）学校法人東京理科大学 (545)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（８０３０００１１５）学校法人東京理科大学 (545)
【Ｆターム（参考）】
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