Формирование дифференциальных фазово-контрастных изображений

Формирование дифференциальных фазово-контрастных изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к формированию дифференциальных фазово-контрастных изображений, в частности к дифракционным решеткам для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений, детекторной компоновке рентгенографической системы для генерирования фазово-контрастных изображений объекта, устройству получения рентгеновских изображений для генерирования фазово-контрастных изображений объекта, медицинской системе формирования рентгеновских изображений для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений, способу для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений, а также компьютерному программному элементу и машиночитаемому носителю.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Формирование дифференциальных фазово-контрастных изображений используется, например, чтобы усиливать контраст слабопоглощающего образца, по сравнению со стандартными амплитудно-контрастными изображениями. В EP 1731099 A1, описывается компоновка рентгеновского интерферометра, содержащая стандартный полихроматический источник рентгеновских лучей, решетку источника, решетку расщепителя пучка и решетку анализатора и детектор изображения. Объект располагается между решеткой источника и решеткой расщепителя пучка, т.е. фазовой решеткой. Посредством фазового пошагового размещения решетки анализатора возможно записывать исходные данные изображения, содержащие фазовую информацию. Решетки, например, фазовая решетка и решетка анализатора, содержат множество прозрачных для рентгеновских лучей щелей между канавками поглощающего материала, например, золота.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Показано, что основанная на фазовом градиенте информация достигается только в одном решеточном направлении.

Следовательно, может иметься необходимость в обеспечении улучшенных данных основанного на фазовом градиенте изображения.

Задача настоящего изобретения решается посредством объектов независимых пунктов формулы изобретения, при этом дополнительные варианты осуществления содержатся в зависимых пунктах формулы изобретения.

Следует отметить, что последующие описываемые аспекты изобретения применимы также для дифракционной решетки, детекторной компоновки, устройства получения рентгеновских изображений, медицинской системы формирования рентгеновских изображений, способа, компьютерной программы и машиночитаемого носителя.

Согласно одному иллюстративному варианту осуществления изобретения обеспечена дифракционная решетка для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений, содержащая первую подобласть с, по меньшей мере, одним участком первой решеточной структуры и, по меньшей мере, одним участком второй решеточной структуры. Первая решеточная структура содержит множество полос и промежутков с первой решеточной ориентацией G_O1, которые расположены периодически. Полосы расположены так, что они изменяют фазу и/или амплитуду рентгеновского излучения, и промежутки являются прозрачными для рентгеновских лучей. Вторая решеточная структура содержит множество полос и промежутков со второй решеточной ориентацией G_O2, которые расположены периодически. Полосы расположены так, что они изменяют фазу и/или амплитуду рентгеновского излучения, и промежутки являются прозрачными для рентгеновских лучей. Первая решеточная ориентация G_O1 является отличающейся от второй решеточной ориентации G_O2.

Согласно настоящему изобретению, признак "изменение фазы" относится к сдвигу фазы рентгеновского излучения.

Согласно настоящему изобретению, признак "прозрачный для рентгеновских лучей" относится к факту, что рентгеновское излучение, проходящее через решетку, не изменяется в своей фазе, т.е. оно не сдвигается по фазе, и не изменяется по своей амплитуде, как с точностью до измеримой, так и приемлемой величины.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления, первая решеточная ориентация G_O1 располагается поперечно ко второй решеточной ориентации G_O2, например, на 90°.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, множество полос и промежутков первой решеточной структуры расположены периодически с первым шагом P_G1 решетки, и полосы и промежутки второй решеточной структуры расположены периодически со вторым шагом P_G2 решетки.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, первый и второй шаги P_G1 и P_G2 являются равными.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления, участки первой и второй решеточных структур расположены по области дифракционной решетки в шахматном порядке.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления обеспечен, по меньшей мере, один участок второй подобласти; при этом вторая подобласть является прозрачной для рентгеновских лучей, и при этом упомянутый, по меньшей мере, один участок второй подобласти обеспечивает прозрачную для рентгеновских лучей апертуру в решетке. Участки первой и второй подобластей расположены чередующимся образом в, по меньшей мере, одном направлении.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления, обеспечена детекторная компоновка рентгенографической системы для генерирования фазово-контрастных изображений объекта, содержащая первую дифракционную решетку, вторую дифракционную решетку, и детектор с датчиком. Датчик содержит, по меньшей мере, один пиксель датчика первой подгруппы пикселей и, по меньшей мере, один пиксель датчика второй подгруппы пикселей. Первая дифракционная решетка является фазовой решеткой и вторая дифракционная решетка является решеткой анализатора. Фазовая решетка и решетка анализатора обеспечены как дифракционная решетка для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений согласно одному из вышеупомянутых вариантов осуществления. Решетка анализатора и/или фазовая решетка выполнены с возможностью пошагового размещения в предварительно определенном отношении к решетке анализатора. Первая и вторая дифракционные решетки, каждая, выполнены с возможностью переноса по отношению к датчику из первого положения (P1) в, по меньшей мере, второе положение (P2) с первым шагом P_T1 переноса. Шаг P_T1 переноса адаптирован для участков первой и/или второй решеточных структур дифракционных решеток. В первом и втором положении, разные части датчика расположены за участками первой и второй решеточных структур.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления, первая и/или вторая дифракционные решетки выполнены с возможностью фазового пошагового размещения под острым углом α к первой и/или второй решеточной структуре.

Например, направление фазового пошагового размещения располагается под углом 45° к первой и/или второй решеточной структуре.

Согласно дополнительному варианту осуществления, острый угол равняется 30° или 60°, т.е. в случае ортогонально расположенных первого и второго решеточных направлений, угол с первой и второй решеточной структурой является разным для каждого направления решеточной структуры.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления, обеспечено устройство получения рентгеновских изображений для генерирования фазово-контрастных изображений объекта, с источником рентгеновских лучей, решеткой источника, фазовой решеткой, решеткой анализатора, и детектором. Источник рентгеновских лучей генерирует пучок рентгеновских лучей полихроматического спектра рентгеновских лучей, при этом решетка источника выполнена с возможностью обеспечивать достаточную поперечную когерентность, чтобы освещать, по меньшей мере, один полный шаг решетки фазовой решетки когерентно, так что в местоположении решетки анализатора может наблюдаться интерференция. Фазовая решетка освещается посредством нескольких из щелей и может называться решеткой расщепителя пучка, также она расщепляет пучок в двух ведущих порядках, т.е. 1-ых порядках дифракции, так как 0-ой порядок в точности сводится на нет.

Фазовая решетка, решетка анализатора и детектор обеспечены как детекторная компоновка согласно одному из вышеупомянутых вариантов осуществления.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления, обеспечена медицинская система формирования рентгеновских изображений для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений, с устройством получения рентгеновских изображений для генерирования фазово-контрастных изображений объекта, согласно варианту осуществления, описанному выше, блоком обработки, блоком интерфейса, и устройством приема объекта. Блок обработки выполнен с возможностью управления источником рентгеновских лучей, а также фазовым пошаговым размещением решетки анализатора и переносом фазовой решетки и решетки анализатора. Блок интерфейса выполнен с возможностью обеспечивать записанные первые и вторые исходные данные изображения в блок обработки. Устройство приема объекта выполнено с возможностью принимать объект интереса для получения фазово-контрастного изображения.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления, обеспечен способ для дифференциальной фазы для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений, содержащий следующие этапы:

aa1) Применение когерентного рентгеновского излучения к интерферометру с двумя дифракционными решетками в первом положении (P1), при этом упомянутые дифракционные решетки, каждая, содержат, по меньшей мере, две части с разными решеточными ориентациями, при этом первая дифракционная решетка является фазовой решеткой и вторая дифракционная решетка является решеткой анализатора.

aa2) Фазовое пошаговое размещение решетки анализатора.

aa3) Запись первых исходных данных изображения с помощью датчика с, по меньшей мере, двумя частями, при этом первая и вторая часть записывают информацию фазово-контрастного изображения, относящуюся к первой и второй решеточным ориентациям.

b) Перенос решетки анализатора и фазовой решетки во второе положение (P2).

cc1) Применение когерентного рентгеновского излучения к интерферометру во втором положении.

cc2) Фазовое пошаговое размещение решетки анализатора.

cc3) Запись вторых исходных данных изображения с помощью датчика; при этом первая и вторая часть записывают информацию фазово-контрастного изображения, относящуюся ко второй и первой решеточным ориентациям.

d) Обеспечение записанных первых и вторых исходных данных изображения в качестве исходных данных изображения.

В качестве сущности изобретения можно рассматривать обеспечение дифракционной решетки с решеточной структурой, имеющей разные решеточные ориентации в разных частях области решетки. Таким образом, информация основанного на фазовом градиенте изображения может быть получена для разных направлений без необходимости вращения или поворота каких-либо из соответствующих решеток между этапами получения, например. Далее, таким образом, может быть получена и обеспечена улучшенная информация изображения.

Эти и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидными из и объяснены со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, описанные ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Иллюстративные варианты осуществления чертежей будут описаны в последующем со ссылкой на следующие чертежи.

Фиг. 1 схематически показывает пример медицинской системы формирования рентгеновских изображений согласно изобретению.

Фиг. 2 схематически показывает устройство получения рентгеновских изображений для генерирования фазово-контрастных изображений согласно изобретению.

Фиг. 3 схематически показывает дополнительный иллюстративный вариант осуществления устройства получения рентгеновских изображений для генерирования фазово-контрастных изображений согласно изобретению.

Фиг. 4 схематически показывает детекторную компоновку с дифракционной решеткой согласно изобретению.

Фиг. 5 по 6 показывают дополнительные иллюстративные варианты осуществления детекторной компоновки из фиг. 3.

Фиг. 7 по 9 показывают дополнительные иллюстративные варианты осуществления детекторной компоновки согласно изобретению.

Фиг. 10 по 12 показывают дополнительные иллюстративные варианты осуществления детекторных компоновок согласно изобретению.

Фиг. 13 показывает дополнительный иллюстративный вариант осуществления детекторной компоновки согласно изобретению.

Фиг. 14 схематически показывает дополнительный иллюстративный вариант осуществления устройства получения рентгеновских изображений для генерирования фазово-контрастных изображений согласно изобретению.

Фиг. 15 по 16 показывают дополнительный иллюстративный вариант осуществления детекторной компоновки согласно изобретению.

Фиг. 17 показывает основные этапы способа иллюстративного варианта осуществления изобретения.

Фиг. 18 показывает дополнительный иллюстративный вариант осуществления способа согласно изобретению.

Фиг. 19 показывает дополнительный иллюстративный вариант осуществления способа согласно изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг. 1, схематически показана медицинская система 500 формирования изображений для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений согласно изобретению. Устройство 510 получения рентгеновских изображений для генерирования фазово-контрастных изображений объекта, например, пациента, показано как часть системы 500. Устройство 510 получения рентгеновских изображений содержит источник 512 рентгеновских лучей, а также детектор 514, который располагается напротив источника рентгеновских лучей, например, на структуре 516 C-штатива. Дополнительно, устройство 510 получения рентгеновских изображений содержит решетку источника, которая не показана, фазовую решетку 520 и решетку 522 анализатора (также не показаны). Более подробное описание этих аспектов приведено ниже.

В качестве устройства приема объекта обеспечен стол 524, который располагается, по меньшей мере, частично между источником рентгеновских лучей и детектором.

Дополнительно, обеспечены блок 526 обработки и блок 528 интерфейса (не показаны). Дополнительно, устройство 530 отображения показано выше стола, чтобы отображать информацию. Дополнительно, для ввода пользователем, обеспечена панель взаимодействия, показанная с помощью ссылочной позиции 532.

Показанный пример является примером так называемого устройства получения рентгеновских изображений C-типа, имеющего штатив в форме C. Детектор изображения располагается на одном конце C-штатива и источник рентгеновского излучения располагается на противоположном конце C-штатива. Сам штатив может устанавливаться с возможностью перемещения и, таким образом, может вращаться вокруг объекта интереса. Проще говоря, возможно получать изображения для разных направлений просмотра. Однако следует отметить, что, конечно, также возможны другие формы устройств получения рентгеновских изображений, например, портал с вращающейся парой источника рентгеновских лучей и детектора.

Согласно одному аспекту изобретения, блок 526 обработки выполнен с возможностью управления источником 512 рентгеновских лучей и фазовым пошаговым размещением решетки анализатора. Блок обработки также выполнен с возможностью управления переносом фазовой решетки и решетки анализатора, что будет объясняться дополнительно ниже.

Согласно одному аспекту изобретения, блок 526 обработки выполнен с возможностью управления фазовым пошаговым размещением фазовой решетки.

Блок 528 интерфейса располагается так, что записанные данные, которые записываются посредством детектора, могут обеспечиваться в блок обработки.

В последующем, теперь устройство 510 получения рентгеновских изображений будет описываться со ссылкой на фиг. 2.

Устройство 510 получения рентгеновских изображений для генерирования фазово-контрастных изображений содержит источник 512 рентгеновских лучей, показанный посредством простого квадрата, решетку 518 источника, фазовую решетку 520, решетку 522 анализатора, и детектор 514 для обследования объекта. Объект показан с помощью ссылочной позиции 534. Дополнительно, пучок 536 рентгеновских лучей из рентгеновских лучей полихроматического спектра обеспечен источником рентгеновских лучей, который обеспечен, например, как стандартный источник рентгеновских лучей. Пучок 536 рентгеновского излучения применяется к решетке 518 источника. Решетка 518 источника, также указываемая как G0, выполнена с возможностью обеспечивать достаточную поперечную когерентность, чтобы освещать, по меньшей мере, один полный шаг решетки фазовой решетки когерентно, так что в местоположении решетки анализатора может наблюдаться интерференция. Говоря по-простому, решетка источника "расщепляет" рентгеновское излучение, так что обеспечивается когерентное рентгеновское излучение (дополнительно не показано).

Например, на фиг. 2, решетка 518 источника обеспечивает когерентное излучение, которое имеет высокую поперечную когерентность в двух направлениях.

Конечно, вместо решетки источника и источника, обеспечиваемых как стандартный источник рентгеновских лучей, может обеспечиваться микрофокусная трубка или компоновка микрофокусных трубок, например, матрица.

Согласно дополнительному примеру, для когерентного рентгеновского излучения обеспечено множество нанотрубок, чтобы генерировать соответствующее множество пучков рентгеновских лучей.

Пучок, проходящий через решетку источника, показан с помощью ссылочной позиции 538. Фазовая решетка освещается посредством нескольких из щелей и может называться решеткой расщепителя пучка, а также она расщепляет пучок в двух ведущих порядках, т.е. 1-ых порядках дифракции, так как 0-ой порядок в точности сводится на нет. После рекомбинирования расщепленных пучков за фазовой решеткой 520, рекомбинированный пучок применяется к решетке 522 анализатора. Затем, детектор 514 с датчиком, дополнительно не показан, записывает исходные данные изображения, в то время как для решетки анализатора осуществляется фазовое пошаговое размещение, что будет дополнительно объясняться ниже.

Фазовая решетка 520, решетка 522 анализатора, и детектор 514 обеспечены как детекторная компоновка 10 согласно изобретению, что будет описано в последующем.

Дополнительно, фазовая решетка и решетка анализатора обеспечены как дифракционная решетка для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений согласно одному из вариантов осуществления, описанных ниже.

Согласно одному иллюстративному варианту осуществления, решетка анализатора выполнена с возможностью пошагового размещения поперечно по, по меньшей мере, одному периоду решетки анализатора. Дополнительно, фазовая решетка и решетка анализатора обеспечены как дифракционная решетка для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений согласно одному из вариантов осуществления, описанных ниже. Согласно дополнительному аспекту, также для фазовой решетки, также указанной как G1, осуществляется пошаговое размещение по отношению к решетке анализатора, указанной как G2. Тогда, однако, достаточно осуществлять пошаговое размещение фазовой решетки только на 1/2 ее шага, так как частота интерференционных полос на анализаторе равна двойному шагу G1, т.е. фазовой решетки, что имеет место для параллельных пучков. Для конических пучков, увеличение ведет к незначительному отклонению от коэффициента 2.

На фиг. 3, схематично показан дополнительный иллюстративный вариант осуществления устройства 510' получения рентгеновских изображений. Как можно видеть, обеспечена решетка 518' источника, таким образом, обеспечивающая расщепленный пучок 538' с когерентностью в двух направлениях. В качестве решетки 518' источника, показана решетчатая структура, показывающая поперечную когерентность в двух направлениях. Дополнительно, фазовая решетка 520, также показанная с помощью ссылочной позиции 15, и решетка 522 анализатора, также показанная с помощью ссылочной позиции 14, расположены под острым углом к когерентности расщепленного пучка 538'. В качестве примера, фазовая решетка и решетка анализатора повернуты на угол 45°.

Согласно дополнительному варианту осуществления, хотя не показано, обеспечены пучки рентгеновских лучей с поперечной когерентностью только в одном направлении, например, посредством обеспечения решетки источника с линейной решеткой или одного или нескольких линейных источников вместо решетчатой решетки источника.

Множество линий решетки 518' показывают направление канавок решетки источника, и, таким образом, поперечная когерентность рентгеновских лучей в значительной степени перпендикулярна к упомянутым линиям.

Конечно, является также возможным генерировать пучки рентгеновских лучей с поперечной когерентностью в направлении, перпендикулярном к направлению, показанному на фигуре.

Согласно одному аспекту, обеспечен один линейный источник.

Согласно одному аспекту, обеспечены несколько линейных источников.

Согласно дополнительному аспекту, обеспечен маленький фокус, например, микрофокусная трубка.

На фиг. 4, схематически показана детекторная компоновка 10 рентгенографической системы для генерирования фазово-контрастных изображений объекта. Детекторная компоновка содержит детектор 12 с датчиком и первую и вторую дифракционную решетку, которые обеспечены как решетка 14 анализатора и фазовая решетка 15. Фиг. 4a показывает вид сверху, и фиг. 4b показывает изометрический вид, в так называемой иллюстрации с пространственным разделением.

По отношению к направлению излучения, подлежащего применению, фазовая решетка 15 и решетка 14 анализатора расположены перед детектором 12, согласно последующим фигурам, при этом фазовая решетка 15 располагается перед решеткой 14 анализатора.

На фиг. 4, решетка 14 анализатора располагается выше детектора, и фазовая решетка 15 располагается выше решетки 14 анализатора. Для более хорошего понимания, фиг. 4b показывает вид схематической компоновки в перспективе.

Следует явно отметить, что в последующем, описывается решетка 14 анализатора. Однако согласно настоящему изобретению, относящиеся к решетке признаки решетки 14 анализатора также обеспечены для фазовой решетки 15. Дополнительно, фазовая решетка 15 и решетка 14 анализатора расположены друг перед другом с одной и той же решеточной структурой согласно одному из вариантов осуществления, описанных для решетки анализатора, чтобы обеспечивать обнаружение информации фазового градиента.

Другими словами, признаки и характеристики, описанные для решетки 14 анализатора, также относятся к фазовой решетке 15, которая в дальнейшем не показана для обеспечения более хорошего понимания чертежей.

Согласно дополнительному аспекту, полосы решетки анализатора являются поглощающими рентгеновские лучи, так что они изменяют амплитуду рентгеновского излучения, проходящего через решетки.

Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления, полосы фазовой решетки изменяют фазу рентгеновского излучения, проходящего через решетку.

Как можно видеть, датчик детектора 12 содержит, по меньшей мере, один пиксель 16 датчика первой подгруппы пикселей 18, и, по меньшей мере, один пиксель 20 датчика второй подгруппы пикселей 22 (см. также ниже). Дифракционные решетки 14, 15 для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений, каждая, содержат первую подобласть 23 с, по меньшей мере, одним участком 24 первой решеточной структуры 26 и, по меньшей мере, одним участком 28 второй решеточной структуры 30.

Первая решеточная структура 26 содержит множество полос 34 и промежутков 36 с первой решеточной ориентацией G_O1 37, которые расположены периодически. Полосы расположены так, что они изменяют фазу и/или амплитуду рентгеновского излучения, и промежутки являются прозрачными для рентгеновских лучей.

Согласно одному аспекту изобретения, полосы решетки 14 анализатора являются поглощающими рентгеновские лучи, так что они изменяют амплитуду рентгеновского излучения, проходящего через решетки.

Согласно одному аспекту изобретения, полосы фазовой решетки 15 изменяют фазу рентгеновского излучения, проходящего через решетку.

Согласно другому аспекту, решетка источника обеспечена также как решетка поглощения, так как здесь также наблюдается эффект Тальбота.

Вторая решеточная структура 30 содержит множество полос 40 и промежутков 42 со второй ориентацией G_O2 44, которые расположены периодически. Полосы 40 являются поглощающими рентгеновские лучи, и промежутки 42 являются прозрачными для рентгеновских лучей.

Первая решеточная ориентация G_O1 37 является отличающейся от второй решеточной ориентации G_O2.

Согласно одному аспекту изобретения, множество полос 34 и промежутков 36 первой решеточной структуры 26 расположены периодически с первым шагом P_G1 38 решетки.

Согласно одному аспекту изобретения, множество полос 40 и промежутков 42 второй решеточной структуры 30 расположены периодически со вторым шагом P_G2 46 решетки.

Согласно дополнительному аспекту, первый и второй шаги P_G1 и P_G2 решетки являются равными.

Согласно дополнительному аспекту (не показано), первый и второй шаги P_G1 и P_G2 решетки являются разными.

В случае, когда первый и второй шаги решеток являются разными, необходимо принять во внимание, что расстояния Тальбота для первой решеточной ориентации и второй решеточной ориентации должны быть равными, так как расхождение между фазовой решеткой и решеткой анализатора должно быть фиксированным. Так как расстояния Тальбота зависят от расчетной энергии, шага и порядка Тальбота, это требование переходит в использование разных расчетных энергий и/или порядков Тальбота для первой и второй решеточной ориентации, соответственно.

Решетка 14 анализатора выполнена с возможностью пошагового размещения в предварительно определенном отношении к решетке 14 анализатора.

Согласно одному аспекту изобретения, решетка 14 анализатора выполнена с возможностью пошагового размещения в предварительно определенном отношении к первому и/или второму шагу решетки P_G1, P_G2 решетки 14 анализатора.

В показанном примере, фазовое пошаговое размещение показано с помощью двойной стрелки, с помощью ссылочной позиции 48. Например, направление фазового пошагового размещения имеет угол 45° по отношению к обеим первой и второй решеточным ориентациям 37 и 44.

Согласно дополнительному аспекту, фазовая решетка 15 выполнена с возможностью пошагового размещения в предварительно определенном отношении к решетке 14 анализатора.

Согласно еще дополнительному аспекту, фазовая решетка 15 выполнена с возможностью пошагового размещения в предварительно определенном отношении к первому и/или второму шагу решетки P_G1, P_G2 решетки 14 анализатора.

Первая и вторая дифракционные решетки, т.е. фазовая решетка 15 и решетка 14 анализатора, выполнены с возможностью переноса по отношению к датчику из первого положения P1, показанного на левой половине фиг. 4a, в, по меньшей мере, второе положение P2, показанное на правой половине фиг. 4a, с первым шагом P_T1 переноса, который показан с помощью стрелок 50 и 52. Этап переноса также показан с помощью широкой стрелки 54.

Следует отметить, что стрелка 50 показывает этап переноса, подлежащий выполнению, и стрелка 52 показывает предшествующий этап переноса, т.е. этап переноса, который был выполнен. Эти стрелки используются всюду в последующих фигурах и, таким образом, не будут явно упоминаться во всех случаях, где это показано на чертежах. Однако следует отметить, что эти символы показаны и объяснены таким ясным способом, что они являются ясными для специалиста в данной области техники и, таким образом, они не нуждаются в дополнительном объяснении в написанном описании. То же относится к широкой стрелке 54, показывающей этап переноса.

На фиг. 4b, перенос из первого положения P1 во второе положение P2 показан на виде в перспективе.

Конечно, все фигуры показаны не в масштабе. Особенно решеточные структуры и расстояния решеток в иллюстрациях в перспективе показаны только схематично.

Как можно видеть на фиг. 4a и 4b, шаг P_T1 переноса адаптирован для участков первой и/или второй решеточных структур дифракционных решеток.

Дополнительно, в первом и втором положении, разные части датчика расположены за участками первой и второй решеточных структур. На фиг. 4a, в левой части, пиксель 16 датчика первой подгруппы пикселей располагается ниже участка 24 первой решеточной структуры 26. Дополнительно, пиксель 20 второй подгруппы пикселей 22 располагается ниже участка 28 второй решеточной структуры 30. После переноса решеток, что показано в правой половине фиг. 4a, пиксель 16 первой подгруппы 18 пикселей располагается ниже участка 28 второй решеточной структуры 30, и пиксель 20 второй подгруппы пикселей 22 располагается ниже участка 24 первой решеточной структуры 26.

Как можно видеть на фиг. 5, согласно дополнительному аспекту изобретения, решетка 14 анализатора и детектор 12 могут располагаться так, что перенос происходит горизонтально на чертеже, т.е. перпендикулярно к первой решеточной структуре 26, тогда как на фиг. 4, перенос происходит вертикально, т.е. параллельно с первой решеточной структурой 26.

Следует отметить, что признаки такие, как "правый", "левый", "вверх" или "вниз", а также "горизонтальный" и "вертикальный" относятся к странице, на которой фигуры представлены, если смотреть на страницу таким образом, что буквы и ссылочные позиции могут читаться, т.е. в большинстве случаев страницы фигур рассматриваются в альбомной ориентации.

Как можно видеть из фиг. 6, участки первой и второй решеточных структур 26, 30 могут обеспечиваться как прямоугольные, при этом их протяженность в одном направлении отличается от протяженности во втором направлении. Альтернативно, как показано на фиг. 4 и 5, участки, каждый, имеют квадратную форму.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, решеточные участки, т.е. участки первой решеточной структуры и участки второй решеточной структуры, обеспечены в разных формах, как, например, треугольной, шестиугольной, или других (дополнительно не показаны).

Как можно видеть посредством этих очень схематичных иллюстраций, с помощью решетки 14 анализатора согласно изобретению, возможно получать данные изображения на первом этапе, при этом первая подгруппа 18 пикселей записывает информацию фазового градиента по отношению к первой решеточной ориентации. Вторая подгруппа пикселей 22 записывает основанную на фазовом градиенте информацию по отношению ко второй решеточной ориентации.

Вследствие переноса, показанного с помощью стрелки 54, решетка 14 анализатора затем располагается так, что первая подгруппа пикселей 18 записывает основанную на фазовом градиенте информацию по отношению ко второй решеточной ориентации, и вторая подгруппа пикселей 22 записывает основанную на фазовом градиенте информацию по отношению к первой решеточной ориентации.

Согласно дополнительному аспекту, в первом и/или втором положении, упомянутый, по меньшей мере, один участок первой или второй решеточной структуры располагается частично перед одной из первой или второй подгруппы пикселей.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, участки первой и второй решеточных структур 26, 30 расположены чередующимся образом в первом и во втором направлении. Например, первое направление указано как направление X и второе направление является направлением Y.

Согласно дополнительному аспекту, соотношение участков первой решеточной структуры располагается в направлении X с первым шагом P_R1X повторения в направлении X.

Согласно дополнительному аспекту, множество участков первой решеточной структуры располагается в направлении Y, с первым шагом P_R1Y повторения в направлении Y.

Согласно дополнительному аспекту, множество участков второй решеточной структуры располагается в направлении X со вторым шагом P_R2X повторения в направлении X.

Согласно дополнительному аспекту, множество участков второй подобласти располагается в направлении Y со вторым шагом P_R2Y повторения в направлении Y.

Согласно дополнительному аспекту, первый шаг P_R1X повторения в направлении X и второй шаг P_R2X повторения в направлении X являются равными.

Согласно дополнительному аспекту, первый шаг P_R1Y повторения в направлении Y и второй шаг P_R2Y повторения в направлении Y являются равными.

Согласно дополнительному аспекту, шаги P_RX, P_RY повторения в направлении X и Y являются равными.

Следует отметить, что вышеупомянутые аспекты могут свободно комбинироваться.

Согласно дополнительному аспекту, участки первой и второй решеточных структур являются равными по размеру. Согласно дополнительному аспекту, они также могут иметь разные размеры.

Согласно дополнительному аспекту изобретения обеспечен, по меньшей мере, один участок третьей или более решеточных структур с, по меньшей мере, одной дополнительной другой решеточной ориентацией G_ON.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, первая решеточная ориентация G_O1 располагается поперечно ко второй решеточной ориентации G_O2.

В показанных примерах, первая решеточная ориентация G_O1 располагается ортогонально ко второй решеточной ориентации G_O2, т.е. под 90° ко второй решеточной ориентации.

Согласно фиг. 7, показан пример, где участки первой и второй решеточных структур 26, 30 расположены по области решетки 14 анализатора в шахматном порядке 56. Как схематично проиллюстрировано, множество участков первой решеточной структуры 26 расположены в горизонтальном направлении с первым шагом P_R1X повторения, показанным с помощью ссылочной позиции 58. Дополнительно, множество участков первой решеточной структуры 26 расположены в направлении Y с первым шагом P_R1Y повторения, показанным с помощью ссылочной позиции 60. Как можно видеть, первые шаги повторения являются равными по размеру.

Под решеткой 14 анализатора, располагается детектор 12. Датчик содержит пиксели 16 датчика первой подгруппы 18 пикселей, которые покрываются участками первой решеточной структуры 26 решетки 14 анализатора. Датчик дополнительно содержит пиксели 20 датчика второй подгруппы пикселей 22, которые показываются с помощью точечного шаблона, при этом упомянутый шаблон предназначен только для описания, а не указания на какое-либо структурное различие пикселей датчика первой и второй подгрупп.

Фиг. 7a показывает первое положение P1, в котором исходные данные изображения могут записываться датчиком. Как упомянуто выше, пиксели 16 датчика первой подгруппы пикселей записывают информацию фазового градиента согласно первой решеточной ориентации, тогда как пиксели 20 датчика второй подгруппы пикселей 22 записывают информацию фазового градиента на основе второй решеточной ориентации.

Посредством переноса решетки, участка 24 первой подрешеточной структуры 26 расположены перед пикселями 20 датчика второй подгруппы пикселей 22. Пиксели 16 первой подгруппы пикселей 18 теперь расположены за участками 28 второй решеточной структуры 30. Таким образом, во втором положении, как показано на фиг. 7b, пиксели 16 датчика подгруппы пикселей 18 записывают информацию фазового градиента по отношению ко второй решеточной ориентации, тогда как пиксели 20 второй подгруппы пикселей 22 теперь записывают информацию фазового градиента, относящуюся к первой решеточной ориентации.

Перенос решетки показывается с помощью толстой рамки 62 из пунктирной линии, показывающей конкретный участок с решеточной структурой первой решеточной структуры 26. Однако рамка 62 предназначена только для целей иллюстрации.

На фиг. 7, решетка 14 анализатора была перенесена по отношению к датчику горизонтальным образом, при этом датчик остается. Дополнительно, следует отметить, что иллюстрации по