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公開番号2025144091
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043700
出願日2024-03-19
発明の名称撮像装置、および、画像生成方法
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類G01T 1/16 20060101AFI20250925BHJP(測定;試験)
要約【課題】装置の製造を簡略化しつつ、高精度に再構成像を取得することができる、撮像装置、および、画像生成方法を提供する。
【解決手段】撮像装置は、像検出器14と制御解析部31を備える。像検出器14は、第1方向に延在するライン状画素141が配置された第1画素層140、第2方向に延在するライン状画素151が配置された第2画素層150、第3方向に延在する複数のライン状画素161が配置された第3画素層160を備える。制御解析部31は、ライン状画素141から出力される第1検出強度プロファイルから第1変形部を、ライン状画素151から出力される第2検出強度プロファイルから第2変形部を、ライン状画素161から出力される第3検出強度プロファイルから第3変形部をそれぞれ抽出し、変形部のセットを作成する。変形部のセットに基づき小領域像を再構成後に重畳して、被検体の像を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被検体を保持するステージと、
第１画素層と第２画素層と第３画素層を、絶縁膜を介して順に積層してなる検出器と、
前記被検体を透過する撮像光を前記検出器の検出体に結像させる結像光学部材と、
前記検出器で検出された前記撮像光の強度である検出強度から前記被検体の像を再構成する画像処理部と、を備え、
前記第１画素層は、第１方向に延在するライン状の受光面を有する複数の第１ライン状画素を備え、前記複数の第１ライン状画素は、前記第１画素層と平行な面内に等間隔に並べて配置されており、
前記第２画素層は、第２方向に延在するライン状の受光面を有する複数の第２ライン状画素を備え、前記複数の第２ライン状画素は、前記第２画素層と平行な面内に等間隔に並べて配置されており、
前記第３画素層は、第３方向に延在するライン状の受光面を有する複数の第３ライン状画素を備え、前記複数の第３ライン状画素は、前記第３画素層と平行な面内に等間隔に並べて配置されており、
前記第１方向と、前記第２方向と、前記第３方向は、それぞれ異なる方向であり、
前記検出器は、前記第１画素層にて検出された前記検出強度である第１検出強度プロファイルと、前記第２画素層にて検出された前記検出強度である第２検出強度プロファイルと、前記第３画素層にて検出された前記検出強度である第３検出強度プロファイルを出力し、
前記画像処理部は、
前記第１検出強度プロファイルから１つ以上の第１変形部を抽出し、前記第２検出強度プロファイルから１つ以上の第２変形部を抽出し、前記第３検出強度プロファイルから１つ以上の第３変形部を抽出し、
前記第１変形部の１つと、前記第２変形部の１つと、前記第３変形部の１つからなる変形部セットを１つ以上作成し、
前記変形部セットのそれぞれについて、各前記変形部セットに含まれる前記１から前記第３変形部に基づき小領域像を再構成し、
再構成された全ての前記小領域像を重ね合わせて前記被検体の像を生成する、撮像装置。
続きを表示（約 3,300 文字）【請求項２】
前記検出器は、第４画素層をさらに具備し、前記第４画素層にて検出された前記検出強度である第４検出強度プロファイルを出力し、
前記第４画素層は、第４方向に延在するライン状の受光面を有する複数の第４ライン状画素を備え、前記複数の第４ライン状画素は、前記第４画素層と平行な面内に等間隔に並べて配置されており、
前記第４方向は、前記第１方向、前記第２方向、前記第３方向のいずれとも異なる方向であり、
前記画像処理部は、
前記第４検出強度プロファイルから１つ以上の第４変形部を抽出し、
前記第１変形部の１つと前記第２変形部の１つからなる第１変形部ペアを１つ以上生成し、前記第３変形部の１つと前記第４変形部の１つからなる第２変形部ペアを１つ以上生成し、
それぞれの前記第１変形部ペアについて、起源となる第１小領域像の第１重心座標を算出し、
それぞれの前記第２変形部ペアについて、起源となる第２小領域像の第２重心座標を算出し、
前記第１重心座標と前記第２重心座標が略等しい前記第１変形部ペアと前記第２変形部ペアに含まれる、前記第１変形部、前記第２変形部、前記第３変形部、前記第４変形部により、前記変形部セットを作成する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１方向と前記第２方向とがなす第１挟角と、前記第３方向と前記第４方向とがなす第２挟角とが等しくなるように、前記第４方向が設定されている、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画像処理部は、
前記第１検出強度プロファイルと前記第２検出強度プロファイルに共通する第１周期構造プロファイルを抽出し、
前記第１検出強度プロファイルと前記第２検出強度プロファイルから前記第１周期構造プロファイルを差し引いて第１差分プロファイルおよび第２差分プロファイルを生成し、
前記第３検出強度プロファイルと前記第４検出強度プロファイルに共通する第２周期構造プロファイルを抽出し、
前記第３検出強度プロファイルと前記第４検出強度プロファイルから前記第２周期構造プロファイルを差し引いて第３差分プロファイルおよび第４差分プロファイルを生成し、
前記第１から前記第４差分プロファイルを用いて、前記小領域像を再構成し、
前記第１周期構造プロファイルおよび前記第２周期構造プロファイルを用いて周期像を再構成し、
再構成されたすべての前記小領域像と前記周期像とを重ね合わせて前記被検体の像を生成する、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
第１画素層と第２画素層と第３画素層が絶縁膜を介して順に積層され、前記第１画素層には、第１方向に延在するライン状の受光面を有する複数の第１ライン状画素を、前記第１画素層と平行な面内に等間隔に並べて配置し、前記第２画素層には、第２方向に延在するライン状の受光面を有する複数の第２ライン状画素を、前記第２画素層と平行な面内に等間隔に並べて配置し、前記第３画素層には、第３方向に延在するライン状の受光面を有する複数の第３ライン状画素を、前記第３画素層と平行な面内に等間隔に並べて配置してなる検出器によって出力された、前記第１画素層にて検出された被検体を透過する撮像光の強度である第１検出強度プロファイルと、前記第２画素層にて検出された前記被検体を透過する前記撮像光の強度である第２検出強度プロファイルと、前記第３画素層にて検出された前記被検体を透過する前記撮像光の強度である第３検出強度プロファイルに基づき、
前記第１検出強度プロファイルから１つ以上の第１変形部を抽出し、前記第２検出強度プロファイルから１つ以上の第２変形部を抽出し、前記第３検出強度プロファイルから１つ以上の第３変形部を抽出し、
前記第１変形部の１つと、前記第２変形部の１つと、前記第３変形部の１つからなる変形部セットを１つ以上作成し、
前記変形部セットのそれぞれについて、各前記変形部セットに含まれる前記第１から前記第３変形部に基づき小領域像を再構成し、
再構成された全ての前記小領域像を重ね合わせて前記被検体の像を生成する、画像生成方法。
【請求項６】
任意像を検出する撮像装置であって、
検出領域内に配列したライン状画素配列を具備し、
前記ライン状画素配列のライン方向は少なくとも第１のライン方向、第２のライン方向、第３のライン方向の３つの方向であり、前記第１のライン方向と前記第２のライン方向は、前記ライン方向の数に１を減じた本数以下であり２本以上の前記検出領域の中心を通る直線で前記中心を軸とした回転方向を均等分割する方向（均等分割方向）の一つである第１の均等分割方向を挟み、前記第１の均等分割方向とは異なる第２の均等分割方向に対する前記第３のライン方向の角度が前記第１の均等分割方向と前記第１のライン方向のなす角以下であり、
前記第１のライン方向の前記ライン状画素配列による第１検出強度プロファイルと、前記第２のライン方向の前記ライン状画素配列による第２検出強度プロファイルと、前記第３のライン方向の前記ライン状画素配列による第３検出強度プロファイルを取得する機能を具備し、
前記第１検出強度プロファイルの一部に存在する第１変形部を抽出し、前記第１検出強度プロファイルの前記第１変形部に相当する前記検出領域における小領域像による、前記第２検出強度プロファイルの第２変形部と、前記第３検出強度プロファイルの第３変形部を抽出し、前記第１検出強度プロファイルの前記第１変形部と前記第２検出強度プロファイルの前記第２変形部と前記第３検出強度プロファイルの前記第３変形部の組み合わせから、前記小領域像を再構成する機能を具備し、
再構成された全ての前記小領域像を重ね合わせた像を出力する機構を具備する撮像装置。
【請求項７】
前記第１のライン方向と、前記第２のライン方向のなす角は、前記ライン状画素のラインピッチの２倍を、前記第１のライン方向と第２のライン方向のなす角の半分の角度方向における前記検出領域の幅にて除した値の逆正弦の２倍以上であり、前記ライン状画素の前記ラインピッチの１０倍を、前記検出領域の前記なす角の半分の角度方向の直線の方向の幅にて除した値の逆正弦の２倍以下である、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１のライン方向、前記第２のライン方向、前記第３のライン方向とは異なる方向である第４のライン方向の前記ライン状画素配列による第４検出強度プロファイルを取得する機能を具備し、
前記第１検出強度プロファイルの一部に存在する前記第１変形部を抽出し、前記第１検出強度プロファイルの前記第１変形部に相当する前記検出領域における前記小領域像による、前記第２検出強度プロファイルの前記第２変形部と、前記第３検出強度プロファイルの前記第３変形部と、前記第４検出強度プロファイルの第４変形部を抽出し、前記第１検出強度プロファイルの前記第１変形部と前記第２検出強度プロファイルの前記第２変形部と、前記第３検出強度プロファイルの前記第３変形部と、前記第４検出強度プロファイルの組み合わせから、前記小領域像を再構成する機能を具備する、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１検出強度プロファイルと前記第２検出強度プロファイルに共通する周期構造を抽出し、前記第１検出強度プロファイルと前記第２検出強度プロファイルから前記周期構造を差し引き、前記周期構造を差し引かれた前記第１および前記第２検出強度プロファイルを用いて前記小領域像を再構成し、前記周期構造の再構成像と重ね合わせた像を出力する機能を具備する、請求項６に記載の撮像装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、撮像装置、および、画像生成方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
被検体の構造を高分解能かつ非破壊で観察する装置として、透過Ｘ線顕微鏡が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６４７８４３３号公報
特許第７０６２５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本実施形態は、装置の製造を簡略化しつつ、高精度に再構成像を取得することができる、撮像装置、および、画像生成方法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】
【０００５】
本実施形態の撮像装置は、被検体を保持するステージと、第１画素層と第２画素層と第３画素層を、絶縁膜を介して順に積層してなる検出器と、前記被検体を透過する撮像光を前記検出器の検出体に結像させる結像光学部材と、前記検出器で検出された前記撮像光の強度である検出強度から前記被検体の像を再構成する画像処理部と、を備える。
【０００６】
前記第１画素層は、第１方向に延在するライン状の受光面を有する複数の第１ライン状画素を備え、前記複数の第１ライン状画素は、前記第１画素層と平行な面内に等間隔に並べて配置されている。また、前記第２画素層は、第２方向に延在するライン状の受光面を有する複数の第２ライン状画素を備え、前記複数の第２ライン状画素は、前記第２画素層と平行な面内に等間隔に並べて配置されている。
【０００７】
前記第３画素層は、第３方向に延在するライン状の受光面を有する複数の第３ライン状画素を備え、前記複数の第３ライン状画素は、前記第３画素層と平行な面内に等間隔に並べて配置されている。さらに、前記第１方向と、前記第２方向と、前記第３方向は、それぞれ異なる方向である。
【０００８】
前記検出器は、前記第１画素層にて検出された前記検出強度である第１検出強度プロファイルと、前記第２画素層にて検出された前記検出強度である第２検出強度プロファイルと、前記第３画素層にて検出された前記検出強度である第３検出強度プロファイルを出力する。
【０００９】
前記画像処理部は、前記第１検出強度プロファイルから１つ以上の第１変形部を抽出し、前記第２検出強度プロファイルから１つ以上の第２変形部を抽出し、前記第３検出強度プロファイルから１つ以上の第３変形部を抽出する。また、前記画像処理部は、前記第１変形部の１つと、前記第２変形部の１つと、前記第３変形部の１つからなる変形部セットを１つ以上作成する。さらに、前記画像処理部は、前記変形部セットのそれぞれについて、各前記変形部セットに含まれる前記１から前記第３変形部に基づき小領域像を再構成し、再構成された全ての前記小領域像を重ね合わせて前記被検体の像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態における撮像装置の構成の一例を説明する概略図。
被検体の一例を説明する概略図。
メモリチップ対応領域に形成されたメモリセルアレイの一例を説明する平面図。
メモリセルアレイの詳細な構造の一例を説明する平面図。
第１実施形態における像検出器の断面の一例を説明する図。
第１画素層をＺ方向上方からみた平面図。
第２画素層をＺ方向上方からみた平面図。
第３画素層をＺ方向上方からみた平面図。
第４画素層をＺ方向上方からみた平面図。
像検出器の原理回路構成図。
超伝導ストリップにおけるＸ線光子の検出原理を説明する図。
第１実施形態における画像生成方法の一例を説明するフローチャート。
検出体に結像された像の一例を説明する図。
図１０Ａに示す像の第１および第２検出強度プロファイルの一例を説明する図。
図１０Ａに示す像の第３および第４検出強度プロファイルの一例を説明する図。
第１ライン状画素と第２ライン状画素の位置関係を説明する図。
第１および第２検出強度プロファイルの一例を説明する図。
検出体に結像された像の別の一例を説明する図。
図１２Ａに示す像の第１および第２検出強度プロファイルの一例を説明する図。
図１２Ａに示す像の第３および第４検出強度プロファイルの一例を説明する図。
検出体に結像された像の別の一例を説明する図。
図１３Ａに示す像の第１および第２検出強度プロファイルの一例を説明する図。
図１３Ａに示す像の第３および第４検出強度プロファイルの一例を説明する図。
再構成された小領域像の一例を説明する図。
再構成された小領域像の一例を説明する図。
再構成された像の一例を説明する図。
検出体に結像された像の別の一例を説明する図。
図１５Ａに示す像の第１および第２検出強度プロファイルの一例を説明する図。
第１ライン状画素と第２ライン状画素の位置関係を説明する図。
ライン状画素の配置を説明する図。
第２実施形態における画像生成方法の一例を説明するフローチャート。
周期構造パターンの抽出方法の一例を説明するフローチャート。
検出体に結像された像の一例を説明する図。
図１９Ａに示す像の第１検出強度プロファイルの一例を説明する図。
図１９Ａに示す像の第１平均検出強度プロファイルの一例を説明する図。
Ｘ座標に対する検出強度の差分の絶対値を説明する図。
非周期構造パターンによる第１検出強度プロファイルの一例を説明する図。
第３実施形態における画像生成方法の一例を説明するフローチャート。
第４実施形態における像検出器の断面の一例を説明する図。
第５画素層および第６画素層をＺ方向上方からみた平面図。
第４実施形態における画像生成方法の一例を説明するフローチャート。
像検出器を所定角度回転させた状態における、第５画素層および第６画素層をＺ方向上方からみた平面図。
像検出器を所定角度回転させた状態における、第５画素層および第６画素層をＺ方向上方からみた平面図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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