JP2015047306A - X-ray imaging apparatus and x-ray imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被写体にＸ線を照射することによって被写体を撮像するＸ線撮像装置及びＸ線撮像方法に関する。 The present invention relates to an X-ray imaging apparatus and an X-ray imaging method for imaging a subject by irradiating the subject with X-rays.
特許文献１には、一般的なタルボ・ロー干渉計を応用したＸ線撮像装置が開示されている。Ｘ線撮像装置では、光源、光源格子、回折格子、及び検出器が、この順番で配置される。光源はＸ線を発生する。光源格子は、互いに平行な複数のライン状開口部を有する。光源と光源格子とでＸ線源が構成される。回折格子は、互いに平行な複数のライン状開口部を有する。 Patent Document 1 discloses an X-ray imaging apparatus using a general Talbot-Lau interferometer. In the X-ray imaging apparatus, a light source, a light source grating, a diffraction grating, and a detector are arranged in this order. The light source generates X-rays. The light source grid has a plurality of line openings parallel to each other. The light source and the light source grid constitute an X-ray source. The diffraction grating has a plurality of line openings parallel to each other.
光源格子の各開口部の線幅ｗが値（λ・Ｒ１／ｐ）よりも小さい場合、光源格子を通過したＸ線は、回折格子上で可干渉性を有する。従って、各開口部を通過したＸ線は、回折格子により回折され、互いに干渉する。その結果、回折格子よりも下流の特定位置に、回折格子と同様な干渉パターン、つまり、回折格子の自己像が形成される（タルボ効果）。λはＸ線の波長を示し、Ｒ１は光源格子と回折格子との間の距離を示し、ｐは回折格子の開口部の周期を示す。また、光源の側を上流、検出器の側を下流と記載する。 When the line width w of each opening of the light source grating is smaller than the value (λ · R1 / p), the X-rays that have passed through the light source grating have coherence on the diffraction grating. Therefore, the X-rays that have passed through the openings are diffracted by the diffraction grating and interfere with each other. As a result, an interference pattern similar to that of the diffraction grating, that is, a self-image of the diffraction grating is formed at a specific position downstream of the diffraction grating (Talbot effect). λ represents the wavelength of the X-ray, R1 represents the distance between the light source grating and the diffraction grating, and p represents the period of the opening of the diffraction grating. The light source side is described as upstream, and the detector side is described as downstream.
自己像が形成される特定位置に検出器が配置される。検出器が自己像を検出できるようにするためには、自己像の周期が検出器の１画素の数倍以上であることが要求される。そこで、光源格子と回折格子との間の距離Ｒ１を短縮することによって自己像が拡大される。自己像の拡大率は、距離（Ｒ１＋Ｒ２）と距離Ｒ１との比の値（（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１）によって決定される。距離Ｒ２は、回折格子と検出器との間の距離である。距離Ｒ１と距離Ｒ２との和（Ｘ線撮像装置の要部の全長に相当）は、約７ｍである。 A detector is arranged at a specific position where the self-image is formed. In order to enable the detector to detect a self-image, the period of the self-image is required to be several times as large as one pixel of the detector. Therefore, the self-image is enlarged by shortening the distance R1 between the light source grating and the diffraction grating. The enlargement ratio of the self-image is determined by a ratio value ((R1 + R2) / R1) between the distance (R1 + R2) and the distance R1. The distance R2 is a distance between the diffraction grating and the detector. The sum of the distance R1 and the distance R2 (corresponding to the entire length of the main part of the X-ray imaging apparatus) is about 7 m.
しかしながら、全長７ｍのＸ線撮像装置は実用的ではない。従って、Ｘ線撮像装置の小型化が要求される。距離Ｒ２を短縮することによって小型化は可能であるが、自己像の拡大率を確保するためには、距離Ｒ２の短縮に対応して、距離Ｒ１のさらなる短縮化が要求される。 However, an X-ray imaging apparatus having a total length of 7 m is not practical. Therefore, miniaturization of the X-ray imaging apparatus is required. Although the size can be reduced by shortening the distance R2, in order to secure the enlargement ratio of the self-image, further shortening of the distance R1 is required corresponding to the shortening of the distance R2.
一方、Ｘ線の可干渉性を確保するためには、光源格子の各開口部の線幅ｗが値（λ・Ｒ１／ｐ）よりも小さいことが条件となる。従って、距離Ｒ１のさらなる短縮化に対応して、線幅ｗの縮小化が要求される。 On the other hand, in order to ensure the coherence of X-rays, it is a condition that the line width w of each opening of the light source grating is smaller than the value (λ · R1 / p). Accordingly, it is required to reduce the line width w in response to further shortening of the distance R1.
しかしながら、光源格子の非開口部にはＸ線を遮蔽するための厚みが要求されるため、各開口部の線幅ｗの縮小化には限界がある（光源格子の厚みによる制約）。従って、特許文献１に開示されたＸ線撮像装置の小型化は困難である。 However, since the non-opening portion of the light source grid is required to have a thickness for shielding X-rays, there is a limit to the reduction in the line width w of each opening (constraint due to the thickness of the light source grid). Therefore, it is difficult to reduce the size of the X-ray imaging apparatus disclosed in Patent Document 1.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を実現できるＸ線撮像装置及びＸ線撮像方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus and an X-ray imaging method capable of realizing miniaturization.
本発明の第１の観点によれば、Ｘ線撮像装置は、Ｘ線源と、回折格子と、検出手段とを備える。Ｘ線源は、Ｘ線を発生する。回折格子には、前記Ｘ線が照射される。検出手段は、前記Ｘ線に基づく前記回折格子の自己像を検出する。前記Ｘ線源は、基板と、周期的に配列された複数の金属とを含む。周期的に配列された複数の金属は、前記基板に形成され、前記Ｘ線を発生する。 According to a first aspect of the present invention, an X-ray imaging apparatus includes an X-ray source, a diffraction grating, and detection means. The X-ray source generates X-rays. The X-ray is irradiated on the diffraction grating. The detection means detects a self-image of the diffraction grating based on the X-ray. The X-ray source includes a substrate and a plurality of metals arranged periodically. A plurality of periodically arranged metals are formed on the substrate and generate the X-rays.
本発明の第１の観点に係るＸ線撮像装置は、電子源をさらに備えることが好ましい。電子源は、前記周期的に配列された複数の金属に電子線を照射することが好ましい。前記Ｘ線は、前記金属から前記電子線の進行方向に放射されることが好ましい。前記Ｘ線源は、前記電子源と前記回折格子との間に配置されることが好ましい。 The X-ray imaging apparatus according to the first aspect of the present invention preferably further includes an electron source. The electron source preferably irradiates the plurality of metals arranged periodically with an electron beam. The X-ray is preferably emitted from the metal in the traveling direction of the electron beam. The X-ray source is preferably arranged between the electron source and the diffraction grating.
本発明の第１の観点に係るＸ線撮像装置において、前記周期的に配列された複数の金属は、複数のライン状金属であることが好ましい。前記複数のライン状金属は、互いに平行に形成されることが好ましい。 In the X-ray imaging apparatus according to the first aspect of the present invention, it is preferable that the plurality of periodically arranged metals are a plurality of line-shaped metals. The plurality of line metals are preferably formed in parallel to each other.
本発明の第１の観点に係るＸ線撮像装置において、前記複数のライン状金属は、前記基板の表面に形成され、又は前記基板に埋め込まれることが好ましい。 In the X-ray imaging apparatus according to the first aspect of the present invention, it is preferable that the plurality of line-shaped metals are formed on the surface of the substrate or embedded in the substrate.
本発明の第１の観点に係るＸ線撮像装置において、前記複数のライン状金属のうち隣り合うライン状金属の間隔は、前記ライン状金属の線幅と同一、又は前記線幅より大きいことが好ましい。 In the X-ray imaging apparatus according to the first aspect of the present invention, an interval between adjacent line-shaped metals among the plurality of line-shaped metals may be equal to or greater than a line width of the line-shaped metal. preferable.
本発明の第１の観点に係るＸ線撮像装置において、前記基板は、軽元素材料により形成されることが好ましい。 In the X-ray imaging apparatus according to the first aspect of the present invention, the substrate is preferably formed of a light element material.
本発明の第１の観点に係るＸ線撮像装置において、前記回折格子は、周期的に配列された複数の開口部を含むことが好ましい。前記検出手段は、前記回折格子の自己像が投影される検出面を有することが好ましい。Ｘ線撮像装置は、移動手段をさらに備えることが好ましい。移動手段は、前記複数の開口部に応じて定められた方向に沿って、前記回折格子に対して平行に、前記検出手段を段階的に移動させることが好ましい。又は、移動手段は、前記複数の開口部に応じて定められた方向に沿って、前記検出面に対して平行に、前記回折格子を段階的に移動させることが好ましい。 In the X-ray imaging apparatus according to the first aspect of the present invention, it is preferable that the diffraction grating includes a plurality of openings arranged periodically. The detection means preferably has a detection surface on which a self-image of the diffraction grating is projected. The X-ray imaging apparatus preferably further includes moving means. The moving means preferably moves the detecting means stepwise along a direction determined according to the plurality of openings in parallel to the diffraction grating. Alternatively, it is preferable that the moving unit moves the diffraction grating stepwise in parallel with the detection surface along a direction determined according to the plurality of openings.
本発明の第２の観点によれば、Ｘ線撮像方法は、Ｘ線源から回折格子にＸ線を照射するステップと、前記Ｘ線に基づく前記回折格子の自己像を検出するステップとを含む。前記Ｘ線源は、基板と、周期的に配列された複数の金属とを含む。周期的に配列された複数の金属は、前記基板に形成され、前記Ｘ線を発生する。 According to a second aspect of the present invention, an X-ray imaging method includes a step of irradiating a diffraction grating from an X-ray source and a step of detecting a self-image of the diffraction grating based on the X-ray. . The X-ray source includes a substrate and a plurality of metals arranged periodically. A plurality of periodically arranged metals are formed on the substrate and generate the X-rays.
本発明の第２の観点に係るＸ線撮像方法は、前記周期的に配列された複数の金属に電子源から電子線を照射するステップをさらに含むことが好ましい。前記Ｘ線は、前記金属から前記電子線の進行方向に放射されることが好ましい。前記Ｘ線源は、前記電子源と前記回折格子との間に配置されることが好ましい。 The X-ray imaging method according to the second aspect of the present invention preferably further includes a step of irradiating the plurality of periodically arranged metals with an electron beam from an electron source. The X-ray is preferably emitted from the metal in the traveling direction of the electron beam. The X-ray source is preferably arranged between the electron source and the diffraction grating.
本発明によれば、周期的に配列された複数の金属に電子線を照射することによってＸ線を発生できる。各金属の厚みは、金属への電子線の侵入長と同程度で十分であるため、従来の光源格子の開口部の線幅よりも細い幅の金属を基板に形成できる。従って、Ｘ線の可干渉性を確保しつつ、回折格子とＸ線源との間の距離を短縮でき、ひいては、回折格子の自己像の拡大率を確保しつつ、回折格子と検出手段との間の距離を短縮できる。その結果、Ｘ線撮像装置の小型化を実現できる。 According to the present invention, X-rays can be generated by irradiating a plurality of metals arranged periodically with an electron beam. Since the thickness of each metal is sufficient to be about the same as the penetration length of the electron beam into the metal, a metal having a width narrower than the line width of the opening of the conventional light source grid can be formed on the substrate. Therefore, the distance between the diffraction grating and the X-ray source can be shortened while ensuring the coherence of the X-rays. As a result, the enlargement ratio of the self-image of the diffraction grating can be secured, and the diffraction grating and the detection means can be secured. The distance between them can be shortened. As a result, it is possible to reduce the size of the X-ray imaging apparatus.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is not repeated.
（実施形態１）
［基本原理］
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態１に係るＸ線撮像装置１の基本原理を説明する。図１は、Ｘ線撮像装置１を模式的に示す斜視図である。図２は、Ｘ線撮像装置１を模式的に示す平面図である。
(Embodiment 1)
[Basic principle]
The basic principle of the X-ray imaging apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the X-ray imaging apparatus 1. FIG. 2 is a plan view schematically showing the X-ray imaging apparatus 1.
Ｘ線撮像装置１は、Ｘ線源３と、回折格子５と、検出器７とを備える。Ｘ線源３は、Ｘ線ｘｒを発生する。回折格子５には、Ｘ線ｘｒが照射される。検出器７は、Ｘ線ｘｒに基づく回折格子５の自己像を検出する。検出器７は検出手段として機能する。 The X-ray imaging apparatus 1 includes an X-ray source 3, a diffraction grating 5, and a detector 7. The X-ray source 3 generates X-rays xr. The diffraction grating 5 is irradiated with X-rays xr. The detector 7 detects a self-image of the diffraction grating 5 based on the X-ray xr. The detector 7 functions as detection means.
Ｘ線源３は、基板９と、複数のライン状金属１１とを含む。複数のライン状金属１１は、基板９に形成され、Ｘ線ｘｒを発生する。複数のライン状金属１１は、互いに平行に形成される。なお、互いに平行に形成される複数のライン状金属１１は、周期的に配列された複数の金属の一例である。 The X-ray source 3 includes a substrate 9 and a plurality of line-shaped metals 11. The plurality of line-shaped metals 11 are formed on the substrate 9 and generate X-rays xr. The plurality of line-shaped metals 11 are formed in parallel to each other. The plurality of line-shaped metals 11 formed in parallel to each other is an example of a plurality of metals arranged periodically.
本実施形態１によれば、複数のライン状金属１１に電子線ｅを照射することによってＸ線ｘｒを発生できる。ライン状金属１１の厚みは、ライン状金属１１への電子線ｅの侵入長と同程度で十分であるため、従来の光源格子の開口部の線幅よりも細い線幅のライン状金属１１を形成できる。従って、Ｘ線ｘｒの可干渉性を確保しつつ、回折格子５とＸ線源３との間の距離Ｒ１を短縮でき、ひいては、回折格子５の自己像の拡大率を確保しつつ、回折格子５と検出器７との間の距離Ｒ２を短縮できる。その結果、Ｘ線撮像装置１の小型化を実現できる。 According to the first embodiment, X-rays xr can be generated by irradiating a plurality of line-shaped metals 11 with an electron beam e. Since the thickness of the line-shaped metal 11 is about the same as the penetration length of the electron beam e into the line-shaped metal 11, the line-shaped metal 11 having a line width thinner than the line width of the opening of the conventional light source grid is used. Can be formed. Accordingly, the distance R1 between the diffraction grating 5 and the X-ray source 3 can be shortened while ensuring the coherence of the X-ray xr, and thus the diffraction grating 5 can be secured while ensuring the magnification of the self-image of the diffraction grating 5. The distance R2 between 5 and the detector 7 can be shortened. As a result, the X-ray imaging apparatus 1 can be reduced in size.
［Ｘ線撮像装置１の構成及び配置］
図１及び図２を参照して、Ｘ線撮像装置１の構成及び配置について説明する。Ｘ線撮像装置１は、フィラメント１３をさらに備えることができる。フィラメント１３は、複数のライン状金属１１（複数のターゲット金属）に電子線ｅを照射する。フィラメント１３は、電子源として機能する。回折格子５は、複数のライン状開口部１４（周期的に配列された複数の開口部の一例）を有する。複数のライン状開口部１４は、互いに平行に形成される。なお、各ライン状開口部１４は、回折格子５の一方主面から他方主面まで貫通してもよいし、溝状に形成されてもよい。検出器７は、Ｎ行×Ｍ列の画素１５を含む。Ｎ及びＭの各々は２以上の整数を示す。Ｎ行×Ｍ列の画素１５の表面は検出面１６を構成する。検出器７は、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）カメラである。
[Configuration and arrangement of X-ray imaging apparatus 1]
With reference to FIG.1 and FIG.2, the structure and arrangement | positioning of the X-ray imaging device 1 are demonstrated. The X-ray imaging apparatus 1 can further include a filament 13. The filament 13 irradiates a plurality of line metals 11 (a plurality of target metals) with an electron beam e. The filament 13 functions as an electron source. The diffraction grating 5 has a plurality of line-shaped openings 14 (an example of a plurality of openings arranged periodically). The plurality of line-shaped openings 14 are formed in parallel to each other. In addition, each line-shaped opening part 14 may penetrate from the one main surface of the diffraction grating 5 to the other main surface, and may be formed in groove shape. The detector 7 includes N rows × M columns of pixels 15. Each of N and M represents an integer of 2 or more. The surface of the pixel 15 of N rows × M columns constitutes a detection surface 16. The detector 7 is, for example, a CCD (charge-coupled device) camera.
回折格子５を基準にして三次元直交座標系を定義する。Ｚ軸は、回折格子５に直交する方向に沿っている。Ｙ軸は、ライン状開口部１４の長手方向に沿っている。Ｘ軸は、Ｙ軸及びＺ軸に直交する。 A three-dimensional orthogonal coordinate system is defined with reference to the diffraction grating 5. The Z axis is along the direction orthogonal to the diffraction grating 5. The Y axis is along the longitudinal direction of the line-shaped opening 14. The X axis is orthogonal to the Y axis and the Z axis.
フィラメント１３、Ｘ線源３、回折格子５、及び検出器７は、この順番でＺ軸に沿って配置される。Ｘ線源３、回折格子５、及び検出面１６は、Ｚ軸に沿った方向、つまり、Ｘ線ｘｒの光軸方向（電子線ｅの光軸方向）に直交する。ライン状金属１１の長手方向はＹ軸に沿っている。従って、Ｘ線源３の複数のライン状金属１１の長手方向は、回折格子５の複数のライン状開口部１４の長手方向と平行である。被写体Ｏｂは、回折格子５と検出器７との間に配置される。 The filament 13, the X-ray source 3, the diffraction grating 5, and the detector 7 are arranged along the Z axis in this order. The X-ray source 3, the diffraction grating 5, and the detection surface 16 are orthogonal to the direction along the Z axis, that is, the optical axis direction of the X-ray xr (the optical axis direction of the electron beam e). The longitudinal direction of the line-shaped metal 11 is along the Y axis. Accordingly, the longitudinal direction of the plurality of line-shaped metals 11 of the X-ray source 3 is parallel to the longitudinal direction of the plurality of line-shaped openings 14 of the diffraction grating 5. The subject Ob is disposed between the diffraction grating 5 and the detector 7.
［Ｘ線撮像装置１の動作］
図１及び図２を参照して、Ｘ線撮像装置１の動作について説明する。Ｘ線撮像装置１は、Ｘ線吸収イメージング、Ｘ線位相イメージング、及びＸ線暗視野イメージングを実行する。Ｘ線吸収イメージングは、Ｘ線ｘｒが被写体Ｏｂを透過することによるＸ線ｘｒの強度変化を検出して、被写体Ｏｂの内部構造を観察する。Ｘ線位相イメージングは、Ｘ線ｘｒが被写体Ｏｂを透過することによるＸ線ｘｒの位相シフトの微分値を検出して、被写体Ｏｂの内部構造を観察する。Ｘ線位相イメージングを実行するためには、Ｘ線ｘｒに可干渉性が要求される。Ｘ線暗視野イメージングは、Ｘ線ｘｒが被写体Ｏｂを透過するときに発生するＸ線ｘｒの小角散乱を検出して、被写体Ｏｂの内部構造を観察する。
[Operation of X-ray imaging apparatus 1]
The operation of the X-ray imaging apparatus 1 will be described with reference to FIGS. The X-ray imaging apparatus 1 executes X-ray absorption imaging, X-ray phase imaging, and X-ray dark field imaging. In X-ray absorption imaging, an X-ray xr intensity change caused by transmission of the X-ray xr through the subject Ob is detected, and the internal structure of the subject Ob is observed. In the X-ray phase imaging, the differential value of the phase shift of the X-ray xr caused by the transmission of the X-ray xr through the subject Ob is detected, and the internal structure of the subject Ob is observed. In order to perform X-ray phase imaging, the X-ray xr is required to have coherence. In X-ray dark field imaging, small angle scattering of X-rays xr generated when X-rays xr are transmitted through the subject Ob is detected, and the internal structure of the subject Ob is observed.
一般的なＸ線位相イメージングでは、マイクロフォーカスＸ線源（微小な光源）が使用される。マイクロフォーカスＸ線源は可干渉性を有するＸ線を発生する。しかし、マイクロフォーカスＸ線源の強度は弱いため、実用的な時間でのＸ線撮像は困難である。 In general X-ray phase imaging, a microfocus X-ray source (a minute light source) is used. The microfocus X-ray source generates X-rays having coherence. However, since the intensity of the microfocus X-ray source is weak, X-ray imaging in a practical time is difficult.
そこで、本実施形態１では、Ｘ線源３を使用することによって、Ｘ線ｘｒの可干渉性及び強度を確保する。ライン状金属１１の線幅Ｗは、値（λ・Ｒ１／Ｐ１）よりも小さいため、Ｘ線ｘｒの可干渉性は確保される。λはＸ線ｘｒの波長を示し、Ｐ１は回折格子５のライン状開口部１４の周期を示す。 Thus, in the first embodiment, the coherence and intensity of the X-ray xr are ensured by using the X-ray source 3. Since the line width W of the line-shaped metal 11 is smaller than the value (λ · R1 / P1), the coherence of the X-ray xr is ensured. λ represents the wavelength of the X-ray xr, and P1 represents the period of the line-shaped opening 14 of the diffraction grating 5.
なお、線幅Ｗが値（λ・Ｒ１／Ｐ１）よりも大きくなるほど、回折格子５の自己像にボケが発生する。しかし、ボケが発生しても撮像の目的を達成できることもある。従って、ボケを許容できる限度において、線幅Ｗを値（λ・Ｒ１／Ｐ１）より大きくしてもよい。また、線幅Ｗは値（λ・Ｒ１／Ｐ１）と同一でもよい。本発明は、線幅Ｗが値（λ・Ｒ１／Ｐ１）よりも小さい場合に限定されない。 As the line width W becomes larger than the value (λ · R1 / P1), the self-image of the diffraction grating 5 becomes blurred. However, there are cases where the purpose of imaging can be achieved even if blurring occurs. Therefore, the line width W may be larger than the value (λ · R1 / P1) within the limit that allows blurring. Further, the line width W may be the same as the value (λ · R1 / P1). The present invention is not limited to the case where the line width W is smaller than the value (λ · R1 / P1).
以下、詳細な動作を説明する。Ｘ線源３は、フィラメント１３と回折格子５との間に配置される。フィラメント１３は、電子線ｅを複数のライン状金属１１に照射する。電子線ｅが照射された複数のライン状金属１１は、可干渉性を有するＸ線ｘｒを発生する。Ｘ線ｘｒは、基板９を透過し、回折格子５に照射される。回折格子５は、位相格子である。位相格子はＸ線ｘｒに対して位相差を与える。なお、回折格子５は吸収格子（振幅格子）でもよい。吸収格子はＸ線ｘｒに対して強度差を与える。 The detailed operation will be described below. The X-ray source 3 is disposed between the filament 13 and the diffraction grating 5. The filament 13 irradiates a plurality of line metals 11 with an electron beam e. The plurality of line metals 11 irradiated with the electron beam e generate coherent X-rays xr. X-rays xr are transmitted through the substrate 9 and irradiated onto the diffraction grating 5. The diffraction grating 5 is a phase grating. The phase grating gives a phase difference to the X-ray xr. The diffraction grating 5 may be an absorption grating (amplitude grating). The absorption grating gives an intensity difference to the X-ray xr.
複数のライン状金属１１が発生したＸ線ｘｒは、回折格子５上で可干渉性を有する。従って、Ｘ線ｘｒは、回折格子５により回折され、互いに干渉する。その結果、回折格子５よりも下流の特定位置に、回折格子５と同様な干渉パターン、つまり、回折格子５の自己像が形成される（タルボ効果）。フィラメント１３の側を上流、検出器７の側を下流と記載する。 X-rays xr generated by the plurality of line-shaped metals 11 have coherence on the diffraction grating 5. Therefore, the X-rays xr are diffracted by the diffraction grating 5 and interfere with each other. As a result, an interference pattern similar to that of the diffraction grating 5, that is, a self-image of the diffraction grating 5 is formed at a specific position downstream of the diffraction grating 5 (Talbot effect). The filament 13 side is described as upstream, and the detector 7 side as downstream.
自己像が形成される特定位置又は特定位置の近傍に検出器７が配置される。従って、自己像が検出器７の検出面１６に投影される。検出器７が特定位置又は特定位置の近傍に配置されるため、検出面１６での自己像のボケを抑制できる。また、自己像の周期が検出器７の１画素（画素１５）の数倍以上となるように、距離Ｒ１及び距離Ｒ２を決定する。その結果、複数の画素１５によって、自己像自体が検出される（自己像が直接検出される）。つまり、検出器７は、自己像自体を検出する（自己像を直接検出する）。なお、自己像の拡大率は、距離（Ｒ１＋Ｒ２）と距離Ｒ１との比の値（（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１）によって決定される。 The detector 7 is disposed at or near a specific position where the self image is formed. Accordingly, the self image is projected onto the detection surface 16 of the detector 7. Since the detector 7 is arranged at the specific position or in the vicinity of the specific position, the blur of the self image on the detection surface 16 can be suppressed. Further, the distance R1 and the distance R2 are determined so that the period of the self-image is several times or more of one pixel (pixel 15) of the detector 7. As a result, the self image itself is detected by the plurality of pixels 15 (the self image is directly detected). That is, the detector 7 detects the self image itself (directly detects the self image). The enlargement ratio of the self-image is determined by the ratio value ((R1 + R2) / R1) between the distance (R1 + R2) and the distance R1.
なお、検出器７が、自己像が形成される特定位置及び特定位置の近傍から離れるほど、回折格子５の自己像にボケが発生する。しかし、ボケが発生しても撮像の目的を達成できることもある。従って、ボケを許容できる限度において、検出器７を特定位置から離れて配置してもよい。本発明は、検出器７が特定位置及び特定位置の近傍に配置される場合に限定されない。 Note that as the detector 7 moves away from the specific position where the self-image is formed and the vicinity of the specific position, the self-image of the diffraction grating 5 becomes blurred. However, there are cases where the purpose of imaging can be achieved even if blurring occurs. Therefore, the detector 7 may be arranged away from the specific position as long as the blur can be tolerated. The present invention is not limited to the case where the detector 7 is arranged in the specific position and in the vicinity of the specific position.
被写体Ｏｂを回折格子５と検出器７との間に配置すると、Ｘ線ｘｒが被写体Ｏｂを通過することに応じて、被写体ＯｂによるＸ線ｘｒの吸収、位相シフト、及び小角散乱が発生し、回折格子５の自己像が変化する。従って、検出器７が検出した１枚の自己像の画像（被写体Ｏｂなし）及び１枚の自己像の画像（被写体Ｏｂあり）に基づいて、３種類の画像（吸収像、位相微分像（位相シフトの微分像）、及び暗視野像（小角散乱像））を算出（取得）することができる。吸収像は、被写体ＯｂによるＸ線ｘｒの強度変化に対応する像である。位相微分像は、被写体ＯｂによるＸ線ｘｒの位相シフトの微分値に対応する像である。暗視野像は、被写体ＯｂによるＸ線ｘｒの小角散乱に対応する像である。 When the subject Ob is disposed between the diffraction grating 5 and the detector 7, the X-ray xr is absorbed by the subject Ob, the phase shift, and the small-angle scattering are generated as the X-ray xr passes through the subject Ob. The self-image of the diffraction grating 5 changes. Therefore, based on one self-image image (without subject Ob) detected by the detector 7 and one self-image image (with subject Ob), three types of images (absorption image, phase differential image (phase differential)) (Differential image of shift) and dark field image (small angle scattered image)) can be calculated (acquired). The absorption image is an image corresponding to an intensity change of the X-ray xr by the subject Ob. The phase differential image is an image corresponding to the differential value of the phase shift of the X-ray xr by the subject Ob. The dark field image is an image corresponding to small angle scattering of the X-ray xr by the subject Ob.
［Ｘ線源３の構造］
図３を参照して、Ｘ線源３の構造について説明する。図３（ａ）は、Ｘ線源３の第１例を示す断面図である。第１例では、ライン状金属１１は、一部が露出するように基板９に埋め込まれる。つまり、ライン状金属１１のうち、電子線ｅが照射される面は露出している。図３（ｂ）は、Ｘ線源３の第２例を示す断面図である。第２例では、ライン状金属１１は、露出することなく基板９に埋め込まれる。図３（ｃ）は、Ｘ線源３の第３例を示す断面図である。第３例では、ライン状金属１１は、基板９の表面に形成される。
[Structure of X-ray source 3]
The structure of the X-ray source 3 will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view showing a first example of the X-ray source 3. In the first example, the line-shaped metal 11 is embedded in the substrate 9 so that a part thereof is exposed. That is, the surface of the line metal 11 that is irradiated with the electron beam e is exposed. FIG. 3B is a cross-sectional view showing a second example of the X-ray source 3. In the second example, the line-shaped metal 11 is embedded in the substrate 9 without being exposed. FIG. 3C is a cross-sectional view showing a third example of the X-ray source 3. In the third example, the line metal 11 is formed on the surface of the substrate 9.
第１例〜第３例において、ライン状金属１１の各々は、線幅Ｗ及び厚みＨを有する。線幅Ｗは、ライン状金属１１の長手方向に垂直な方向に沿った長さである。厚みＨは、ライン状金属１１の基板９に直交する方向に沿った長さである。隣り合うライン状金属１１の間隔Ｌは、ライン状金属１１の線幅Ｗと同一、又は線幅Ｗより大きい。従って、回折格子５の自己像にボケが発生することを抑制できる。例えば、線幅Ｗ：間隔Ｌ＝１：２である。線幅Ｗは、例えば、１００ｎｍ〜２μｍである。複数のライン状金属１１は、周期Ｐ０（＝Ｗ＋Ｌ）で形成される。第２例に係るライン状金属１１は、基板９の表面から深さＤの位置に埋め込まれる。 In the first example to the third example, each of the line-shaped metals 11 has a line width W and a thickness H. The line width W is a length along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the line-shaped metal 11. The thickness H is a length along the direction perpendicular to the substrate 9 of the line-shaped metal 11. The interval L between the adjacent line metals 11 is equal to or larger than the line width W of the line metals 11. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of blur in the self-image of the diffraction grating 5. For example, line width W: interval L = 1: 2. The line width W is, for example, 100 nm to 2 μm. The plurality of line metals 11 are formed with a period P0 (= W + L). The line-shaped metal 11 according to the second example is embedded at a depth D from the surface of the substrate 9.
なお、間隔Ｌが線幅Ｗより小さくなるほど、回折格子５の自己像にボケが発生する。しかし、ボケが発生しても撮像の目的を達成できることもある。従って、ボケを許容できる限度において、間隔Ｌを線幅Ｗより小さくしてもよい。本発明は、間隔Ｌが線幅Ｗと同一である場合及び間隔Ｌが線幅Ｗより大きい場合に限定されない。 Note that as the distance L becomes smaller than the line width W, the self-image of the diffraction grating 5 becomes blurred. However, there are cases where the purpose of imaging can be achieved even if blurring occurs. Therefore, the interval L may be smaller than the line width W as long as the blur can be allowed. The present invention is not limited to the case where the distance L is the same as the line width W and the case where the distance L is larger than the line width W.
ライン状金属１１は、電子線ｅを照射することによってＸ線ｘｒを発生可能な金属である。ライン状金属１１は、例えば、銅、モリブデン、タングステン、又は銀である。基板９は、軽元素材料により形成される。例えば、基板９は、高融点及び高熱伝導率の軽元素材料により形成される。軽元素は、原子番号がアルゴンより小さい元素である。例えば、軽元素材料は、炭素（例えば、ダイヤモンド）、ベリリウム、アルミニウム、ボロンナイトライド、又はシリコンカーバイトである。 The line-shaped metal 11 is a metal that can generate X-rays xr by irradiating an electron beam e. The line metal 11 is, for example, copper, molybdenum, tungsten, or silver. The substrate 9 is made of a light element material. For example, the substrate 9 is formed of a light element material having a high melting point and high thermal conductivity. A light element is an element whose atomic number is smaller than argon. For example, the light element material is carbon (eg, diamond), beryllium, aluminum, boron nitride, or silicon carbide.
Ｘ線源３に電子線ｅを照射すると、Ｘ線は、基板９及びライン状金属１１から発生する。ライン状金属１１から発生するＸ線の強度は、基板９から発生するＸ線の強度よりも圧倒的に強い。従って、ライン状金属１１が実質的に有効な光源となる。また、電子線ｅのライン状金属１１への侵入長は１μｍ〜数μｍである。例えば、管電圧を２０ｋＶとして発生した電子線を銅に照射すると、電子線の銅への侵入長は約１μｍである。 When the electron beam e is irradiated to the X-ray source 3, X-rays are generated from the substrate 9 and the line metal 11. The intensity of X-rays generated from the line metal 11 is overwhelmingly higher than the intensity of X-rays generated from the substrate 9. Therefore, the line-shaped metal 11 is a substantially effective light source. Further, the penetration length of the electron beam e into the linear metal 11 is 1 μm to several μm. For example, when an electron beam generated at a tube voltage of 20 kV is irradiated onto copper, the penetration length of the electron beam into copper is about 1 μm.
ライン状金属１１の厚みＨは、電子線ｅの侵入長と同程度で十分であるため、容易に１μｍ〜数μｍの線幅Ｗ及び厚みＨのライン状金属１１を形成できる。また、従来の光源格子の開口部の線幅を細くする場合と比較して、容易に１００ｎｍ〜数μｍの線幅Ｗ及び厚みＨのライン状金属１１を形成できる。 Since the thickness H of the line metal 11 is about the same as the penetration length of the electron beam e, the line metal 11 having a line width W of 1 μm to several μm and a thickness H can be easily formed. In addition, the line-shaped metal 11 having a line width W of 100 nm to several μm and a thickness H can be easily formed as compared with the case where the line width of the opening of the conventional light source grid is narrowed.
［透過型ターゲットとしてのＸ線源３］
図２及び図４を参照して、透過型ターゲットとしてのＸ線源３について説明する。図４は、Ｘ線源３によるＸ線ｘｒの発生を説明する図である。Ｘ線源３は透過型ターゲットである。Ｘ線源３は、電子線ｅを受けてライン状金属１１（ターゲット金属）が発生するＸ線のうち、電子線ｅの進行方向（Ｚ軸に沿った方向）に放射されるＸ線ｘｒを出力する。そして、Ｘ線源３はフィラメント１３と回折格子５との間に配置される。従って、Ｘ線ｘｒは回折格子５に照射される。なお、Ｘ線のうち電子線ｅの進行方向に放射されるＸ線ｘｒを取り出す手法として一般的な手法が採用される。従って、説明を省略する。
[X-ray source 3 as a transmission target]
The X-ray source 3 as a transmission target will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram for explaining generation of X-rays xr by the X-ray source 3. The X-ray source 3 is a transmissive target. The X-ray source 3 receives X-rays xr emitted in the traveling direction of the electron beam e (the direction along the Z axis) among the X-rays generated by the line-shaped metal 11 (target metal) upon receiving the electron beam e. Output. The X-ray source 3 is disposed between the filament 13 and the diffraction grating 5. Therefore, the X-ray xr is applied to the diffraction grating 5. In addition, a general method is employ | adopted as a method of taking out X-ray xr radiated | emitted in the advancing direction of the electron beam e among X-rays. Therefore, the description is omitted.
［Ｘ線源３の視野角（一般的なＸ線源との比較）］
図５及び図６を参照して、本実施形態１に係るＸ線源３と一般的なＸ線源とを比較しつつ、Ｘ線源３の視野角について説明する。
[Viewing angle of X-ray source 3 (comparison with general X-ray source)]
With reference to FIGS. 5 and 6, the viewing angle of the X-ray source 3 will be described while comparing the X-ray source 3 according to the first embodiment with a general X-ray source.
図５は、一般的なＸ線源の視野角を説明する図である。一般的なＸ線源（例えば、特許文献１に開示されたＸ線源）は、光源Ｍと光源格子Ｇとからなる。光源格子Ｇは開口部ＯＰを有する。なお、図５では、説明の簡略化のため、１本の開口部ＯＰを示している。光源ＭのサイズＣ０を考慮しない場合、視野角θｃ１は、開口部ＯＰの幅ｇ１及び光源格子Ｇの厚みｇ２によって、２ｔａｎ-1（ｇ１／ｇ２）として表される。光源格子Ｇから距離Ａだけ離れた位置ＰＳにおける視野Ｖｃ１は、２Ａｔａｎ（θｃ１／２）として表される。 FIG. 5 is a diagram for explaining a viewing angle of a general X-ray source. A general X-ray source (for example, the X-ray source disclosed in Patent Document 1) includes a light source M and a light source grid G. The light source grid G has an opening OP. In FIG. 5, one opening OP is shown for simplification of description. When the size C0 of the light source M is not considered, the viewing angle θc1 is expressed as 2 tan −1 (g1 / g2) by the width g1 of the opening OP and the thickness g2 of the light source grating G. The visual field Vc1 at the position PS separated from the light source grating G by the distance A is expressed as 2Atan (θc1 / 2).
幅ｇ１が１μｍであり、厚みｇ２が３０μｍであり、距離Ａが１ｍである。この場合、視野角θｃ１は３．８度、視野Ｖｃ１は６６ｍｍである。 The width g1 is 1 μm, the thickness g2 is 30 μm, and the distance A is 1 m. In this case, the viewing angle θc1 is 3.8 degrees and the viewing field Vc1 is 66 mm.
光源ＭのサイズＣ０を考慮して、視野角θｃ２及び視野Ｖｃ２を検討する。光源ＭのサイズＣ０を１ｍｍとし、光源Ｍが光源格子Ｇから距離Ｂ１（２０ｍｍ）の位置に配置される場合、視野角θｃ２は視野角θｃ１より小さくなり、視野Ｖｃ２は視野Ｖｃ１より狭くなる。また、光源Ｍが光源格子Ｇから離れるほど、視野角θｃ２は小さくなり、視野Ｖｃ２は狭くなる。 Considering the size C0 of the light source M, the viewing angle θc2 and the viewing field Vc2 are examined. When the size C0 of the light source M is 1 mm and the light source M is arranged at a distance B1 (20 mm) from the light source grid G, the viewing angle θc2 is smaller than the viewing angle θc1 and the visual field Vc2 is narrower than the visual field Vc1. Further, the farther the light source M is from the light source grid G, the smaller the viewing angle θc2 and the narrower the visual field Vc2.
なお、視野角θｃ１（３．８度）を確保するためには、光源Ｍには、距離Ｂ１（２０ｍｍ）に対してサイズＣ１（１．３ｍｍ）が要求され、距離Ｂ２（４０ｍｍ）に対してサイズＣ２（２．７ｍｍ）が要求され、距離Ｂ３（７５ｍｍ）に対してサイズＣ３（５ｍｍ）が要求される。なお、一般的には、光源ＭのサイズＣ０は１ｍｍ以下であり、光源格子Ｇと光源Ｍとの間の距離は５０ｍｍ以上である。 In order to secure the viewing angle θc1 (3.8 degrees), the light source M is required to have a size C1 (1.3 mm) with respect to the distance B1 (20 mm), and with respect to the distance B2 (40 mm). Size C2 (2.7 mm) is required, and size C3 (5 mm) is required for distance B3 (75 mm). In general, the size C0 of the light source M is 1 mm or less, and the distance between the light source grid G and the light source M is 50 mm or more.
図６は、Ｘ線源３の視野角を説明する図である。なお、図６では、説明の簡略化のため、１本のライン状金属１１を示している。ライン状金属１１の線幅Ｗを１μｍとして視野角θｐ及び視野Ｖｐを考察する。視野Ｖｐは、Ｘ線源３から距離Ａだけ離れた位置ＰＳにおける視野である。距離Ａは、図５に示した距離Ａと同じであり、１ｍである。 FIG. 6 is a diagram for explaining the viewing angle of the X-ray source 3. In FIG. 6, one line-shaped metal 11 is shown for simplification of description. Considering the viewing angle θp and the viewing field Vp with a line width W of the line metal 11 of 1 μm. The visual field Vp is a visual field at a position PS separated from the X-ray source 3 by a distance A. The distance A is the same as the distance A shown in FIG.
Ｘ線源３は、図５を参照して説明した光源格子Ｇの開口部ＯＰの幅ｇ１による制約及び光源ＭのサイズＣ０による制約を受けない。従って、Ｘ線源３は、一般的なＸ線源の視野角θｃ１及び視野Ｖｃ１と比較して、大きい視野角θｐ及び広い視野Ｖｐを有する。 The X-ray source 3 is not subject to the restriction due to the width g1 of the opening OP of the light source grating G and the restriction due to the size C0 of the light source M described with reference to FIG. Therefore, the X-ray source 3 has a large viewing angle θp and a wide field of view Vp as compared to the viewing angle θc1 and the field of view Vc1 of a general X-ray source.
［変形例］
図７及び図８を参照して、本発明の実施形態１の変形例に係るＸ線撮像装置１について説明する。図７は、変形例に係るＸ線撮像装置１を模式的に示す平面図である。Ｘ線撮像装置１は、図１に示したＸ線撮像装置１の構成に加えて、移動装置２０をさらに備える。移動装置は移動手段として機能する。移動装置２０は、Ｘ軸に沿って（矢印１９が示す方向に）検出器７を段階的に移動させる。つまり、移動装置２０は、回折格子５のライン状開口部１４の長手方向に直交する方向に沿って、回折格子５に対して平行に、検出器７を段階的に移動させる。
[Modification]
With reference to FIG.7 and FIG.8, the X-ray imaging device 1 which concerns on the modification of Embodiment 1 of this invention is demonstrated. FIG. 7 is a plan view schematically showing the X-ray imaging apparatus 1 according to the modification. The X-ray imaging apparatus 1 further includes a moving device 20 in addition to the configuration of the X-ray imaging apparatus 1 shown in FIG. The moving device functions as moving means. The moving device 20 moves the detector 7 stepwise along the X axis (in the direction indicated by the arrow 19). That is, the moving device 20 moves the detector 7 stepwise in parallel to the diffraction grating 5 along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the line-shaped opening 14 of the diffraction grating 5.
より詳細には、移動装置２０は、検出器７の１画素（画素１５）のＸ軸に沿った幅ＰＷだけ、Ｋ（Ｋは２以上の整数）ステップで、検出器７を移動させる。従って、検出器７は、距離（ＰＷ／Ｋ）ずつ移動される。検出器７は、各ステップで回折格子５の自己像ＳＩを検出する。その結果、Ｋ枚の自己像ＳＩの画像が取得される。 More specifically, the moving device 20 moves the detector 7 in K (K is an integer of 2 or more) steps by a width PW along the X axis of one pixel (pixel 15) of the detector 7. Accordingly, the detector 7 is moved by a distance (PW / K). The detector 7 detects the self-image SI of the diffraction grating 5 at each step. As a result, K images of the self-image SI are acquired.
検出器７によって取得されたＫ枚の自己像ＳＩの画像（被写体Ｏｂあり）に基づいて、３種類の画像（吸収像、位相微分像、及び暗視野像）を算出（取得）することができる。複数枚の自己像ＳＩの画像（被写体Ｏｂあり）に基づいて３種類の画像を算出するため、１枚の自己像ＳＩの画像（被写体Ｏｂなし）と１枚の自己像ＳＩの画像（被写体Ｏｂあり）とに基づいて３種類の画像を算出する場合と比較して、より精細な画像を取得できる。 Three types of images (absorption image, differential phase image, and dark field image) can be calculated (acquired) based on the K images of the self-image SI acquired by the detector 7 (with subject Ob). . Since three types of images are calculated based on a plurality of self-image SI images (with subject Ob), one self-image SI image (no subject Ob) and one self-image SI image (subject Ob) Compared to the case where three types of images are calculated based on “Yes”, a finer image can be acquired.
図８は、被写体Ｏｂを配置しない場合に検出器７が出力する画素信号の強度変化を示す図である。横軸は、空間座標（Ｘ座標）を示し、縦軸は、画素信号の強度（任意単位）を示す。図８では、一例として、移動装置２０が４ステップ（Ｋ＝４）で検出器７を移動させ場合に、検出器７が出力する画素信号の強度変化が示される。４ステップは、第１ステップ、第２ステップ、第３ステップ、及び第４ステップからなる。また、検出面１６での自己像ＳＩの１周期が約４画素に対応する例を示している。 FIG. 8 is a diagram showing a change in the intensity of the pixel signal output from the detector 7 when the subject Ob is not arranged. The horizontal axis represents spatial coordinates (X coordinate), and the vertical axis represents pixel signal intensity (arbitrary unit). In FIG. 8, as an example, when the moving device 20 moves the detector 7 in four steps (K = 4), the intensity change of the pixel signal output from the detector 7 is shown. The four steps include a first step, a second step, a third step, and a fourth step. Further, an example is shown in which one cycle of the self-image SI on the detection surface 16 corresponds to about 4 pixels.
図８に示すように、自己像ＳＩに対応して、画素信号ａ１〜画素信号ａ４、画素信号ｂ１〜画素信号ｂ４、画素信号ｃ１〜画素信号ｃ４、及び画素信号ｄ１〜画素信号ｄ４が検出される。 As shown in FIG. 8, pixel signal a1 to pixel signal a4, pixel signal b1 to pixel signal b4, pixel signal c1 to pixel signal c4, and pixel signal d1 to pixel signal d4 are detected corresponding to self image SI. The
画素信号ａ１は第１ステップで画素１５Ａが出力した画素信号であり、画素信号ａ２は第２ステップで画素１５Ａが出力した画素信号であり、画素信号ａ３は第３ステップで画素１５Ａが出力した画素信号であり、画素信号ａ４は第４ステップで画素１５Ａが出力した画素信号である。 The pixel signal a1 is a pixel signal output from the pixel 15A in the first step, the pixel signal a2 is a pixel signal output from the pixel 15A in the second step, and the pixel signal a3 is a pixel output from the pixel 15A in the third step. The pixel signal a4 is a pixel signal output from the pixel 15A in the fourth step.
画素信号ｂ１は第１ステップで画素１５Ｂが出力した画素信号であり、画素信号ｂ２は第２ステップで画素１５Ｂが出力した画素信号であり、画素信号ｂ３は第３ステップで画素１５Ｂが出力した画素信号であり、画素信号ｂ４は第４ステップで画素１５Ｂが出力した画素信号である。 The pixel signal b1 is a pixel signal output from the pixel 15B in the first step, the pixel signal b2 is a pixel signal output from the pixel 15B in the second step, and the pixel signal b3 is a pixel output from the pixel 15B in the third step. The pixel signal b4 is a pixel signal output from the pixel 15B in the fourth step.
画素信号ｃ１は第１ステップで画素１５Ｃが出力した画素信号であり、画素信号ｃ２は第２ステップで画素１５Ｃが出力した画素信号であり、画素信号ｃ３は第３ステップで画素１５Ｃが出力した画素信号であり、画素信号ｃ４は第４ステップで画素１５Ｃが出力した画素信号である。 The pixel signal c1 is a pixel signal output from the pixel 15C in the first step, the pixel signal c2 is a pixel signal output from the pixel 15C in the second step, and the pixel signal c3 is a pixel output from the pixel 15C in the third step. The pixel signal c4 is a pixel signal output from the pixel 15C in the fourth step.
画素信号ｄ１は第１ステップで画素１５Ｄが出力した画素信号であり、画素信号ｄ２は第２ステップで画素１５Ｄが出力した画素信号であり、画素信号ｄ３は第３ステップで画素１５Ｄが出力した画素信号であり、画素信号ｄ４は第４ステップで画素１５Ｄが出力した画素信号である。 The pixel signal d1 is a pixel signal output from the pixel 15D in the first step, the pixel signal d2 is a pixel signal output from the pixel 15D in the second step, and the pixel signal d3 is a pixel output from the pixel 15D in the third step. The pixel signal d4 is a pixel signal output from the pixel 15D in the fourth step.
なお、移動装置２０による検出器７の移動を実行しない場合は、例えば、画素信号ａ１、画素信号ｂ１、画素信号ｃ１、及び画素信号ｄ１が検出される。 When the movement of the detector 7 by the moving device 20 is not executed, for example, the pixel signal a1, the pixel signal b1, the pixel signal c1, and the pixel signal d1 are detected.
以上、図１〜図３を参照して説明したように、本実施形態１及び変形例によれば、マルチラインターゲット（基板９と基板９に形成した複数のライン状金属１１とにより形成されたＸ線源３）により、Ｘ線ｘｒの可干渉性を確保しつつ距離Ｒ１を短縮でき、ひいては、回折格子５の自己像の拡大率を確保しつつ距離Ｒ２を短縮できる。従って、Ｘ線撮像装置１の小型化を実現できる。 As described above with reference to FIGS. 1 to 3, according to the first embodiment and the modification, the multi-line target (formed by the substrate 9 and the plurality of line-shaped metals 11 formed on the substrate 9 is used. With the X-ray source 3), the distance R1 can be shortened while ensuring the coherence of the X-ray xr, and as a result, the distance R2 can be shortened while ensuring the magnification of the self-image of the diffraction grating 5. Therefore, the X-ray imaging apparatus 1 can be downsized.
小型化により、Ｘ線源３から検出器７までの距離（Ｒ１＋Ｒ２）が短縮される。しかも、Ｘ線撮像装置１は、図５に示した光源格子Ｇを用いることなく、マルチラインターゲットにより可干渉性を有するＸ線ｘｒを発生する。従って、Ｘ線ｘｒの減衰率が小さくなる。その結果、フィラメント１３への投入電力（管電圧×管電流）を低減させ、Ｘ線ｘｒの強度を弱くしても、明瞭な吸収像、位相微分像、及び暗視野像を取得できる（投入電力の低減化）。また、露出時間の短縮化（撮像時間の短縮化）を実現できる。さらに、回折格子５をＸ線源３に近づけることができるので、回折格子５の小型化を実現できる。その結果、回折格子５のコストを低減できる。 Due to the miniaturization, the distance (R1 + R2) from the X-ray source 3 to the detector 7 is shortened. In addition, the X-ray imaging apparatus 1 generates coherent X-rays xr using a multiline target without using the light source grid G shown in FIG. Therefore, the attenuation factor of the X-ray xr becomes small. As a result, a clear absorption image, phase differential image, and dark field image can be obtained even if the input power (tube voltage × tube current) to the filament 13 is reduced and the intensity of the X-ray xr is reduced (input power). Reduction). In addition, the exposure time can be shortened (imaging time can be shortened). Furthermore, since the diffraction grating 5 can be brought close to the X-ray source 3, the size of the diffraction grating 5 can be reduced. As a result, the cost of the diffraction grating 5 can be reduced.
また、図５及び図６を参照して説明したように、本実施形態１及び変形例によれば、マルチラインターゲットにより可干渉性を有するＸ線ｘｒを発生する。従って、光源格子Ｇを用いる場合と比較して、大きい視野角θｐ及び広い視野Ｖｐを確保できる。また、光源格子Ｇを用いないので、コストの低減を図ることができる。 Further, as described with reference to FIGS. 5 and 6, according to the first embodiment and the modification, the X-ray xr having coherence is generated by the multiline target. Therefore, as compared with the case where the light source grating G is used, a large viewing angle θp and a wide viewing field Vp can be secured. Further, since the light source grid G is not used, the cost can be reduced.
（実施形態２）
［要部］
図９及び図１０を参照して、本発明の実施形態２に係るＸ線撮像装置１について説明する。図９は、Ｘ線撮像装置１を模式的に示す斜視図である。図１０は、Ｘ線撮像装置１を模式的に示す平面図である。本実施形態２と実施形態１とでは、Ｘ線源３の種類が異なる。つまり、本実施形態２では、Ｘ線源３は反射型ターゲットである。従って、本実施形態２では、実施形態１と比較して、Ｘ線撮像装置１の各構成の配置が異なる。その他は、本実施形態２と実施形態１とは同様であり、適宜説明を省略し、異なる点を説明する。
(Embodiment 2)
[Main part]
With reference to FIG.9 and FIG.10, the X-ray imaging device 1 which concerns on Embodiment 2 of this invention is demonstrated. FIG. 9 is a perspective view schematically showing the X-ray imaging apparatus 1. FIG. 10 is a plan view schematically showing the X-ray imaging apparatus 1. In the second embodiment and the first embodiment, the type of the X-ray source 3 is different. That is, in the second embodiment, the X-ray source 3 is a reflective target. Therefore, in the second embodiment, the arrangement of each component of the X-ray imaging apparatus 1 is different from that in the first embodiment. Others are the same as the second embodiment and the first embodiment, and the description will be omitted as appropriate, and different points will be described.
Ｘ線源３は、Ｚ軸に対して角度θｒ（例えば鋭角）だけ傾斜して配置される。フィラメント１３は、電子線ｅを複数のライン状金属１１に照射する。電子線ｅが照射された複数のライン状金属１１は、角度θｒに対応した方向に（電子線ｅの反射方向に）、可干渉性を有するＸ線ｘｒを放射する。従って、Ｘ線ｘｒは、回折格子５に照射される。そして、実施形態１と同様に、回折格子５の自己像が検出面１６に投影される。その結果、検出器７は、自己像を検出し、自己像の画像が取得される。検出器７が検出した１枚の自己像の画像（被写体Ｏｂなし）及び１枚の自己像の画像（被写体Ｏｂあり）に基づいて、３種類の画像（吸収像、位相微分像、及び暗視野像）を算出（取得）することができる。 The X-ray source 3 is arranged to be inclined by an angle θr (for example, an acute angle) with respect to the Z axis. The filament 13 irradiates a plurality of line metals 11 with an electron beam e. The plurality of line-shaped metals 11 irradiated with the electron beam e radiate coherent X-rays xr in the direction corresponding to the angle θr (in the reflection direction of the electron beam e). Therefore, the X-ray xr is applied to the diffraction grating 5. As in the first embodiment, the self-image of the diffraction grating 5 is projected on the detection surface 16. As a result, the detector 7 detects the self-image and acquires the self-image. Based on one self-image image (without subject Ob) and one self-image image (with subject Ob) detected by the detector 7, three types of images (absorption image, phase differential image, and dark field) are obtained. Image) can be calculated (acquired).
［反射型ターゲットとしてのＸ線源３］
図１０を参照して、反射型ターゲットとしてのＸ線源３について説明する。Ｘ線源３は、電子線ｅを受けてライン状金属１１（ターゲット金属）が発生するＸ線のうち、電子線ｅの反射方向に放射されるＸ線ｘｒを出力する。そして、回折格子５は電子線ｅの反射方向に対応して配置される。従って、Ｘ線ｘｒは回折格子５に照射される。なお、Ｘ線のうち電子線ｅの反射方向に放射されるＸ線ｘｒを取り出す手法として一般的な手法が採用される。従って、説明を省略する。
[X-ray source 3 as a reflective target]
With reference to FIG. 10, the X-ray source 3 as a reflective target will be described. The X-ray source 3 outputs an X-ray xr emitted in the reflection direction of the electron beam e among the X-rays generated by the line-shaped metal 11 (target metal) upon receiving the electron beam e. And the diffraction grating 5 is arrange | positioned corresponding to the reflection direction of the electron beam e. Therefore, the X-ray xr is applied to the diffraction grating 5. In addition, a general method is employ | adopted as a method of taking out X-ray xr radiated | emitted in the reflection direction of the electron beam e among X-rays. Therefore, the description is omitted.
以上、図９及び図１０を参照して説明したように、本実施形態２によれば、Ｘ線撮像装置１は実施形態１に係るＸ線撮像装置１と同様の構成を有するため、実施形態１と同様の効果を奏する。つまり、Ｘ線撮像装置１の小型化、投入電力の低減化、及び露出時間の短縮化（撮像時間の短縮化）を実現できる。また、光源格子Ｇを用いる場合と比較して、大きい視野角θｐ及び広い視野Ｖｐを確保できる。さらに、光源格子Ｇを用いないので、コストの低減を図ることができる。 As described above with reference to FIGS. 9 and 10, according to the second embodiment, the X-ray imaging apparatus 1 has the same configuration as the X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment. 1 has the same effect. That is, the X-ray imaging apparatus 1 can be downsized, input power can be reduced, and exposure time can be shortened (imaging time can be shortened). Compared with the case where the light source grating G is used, a large viewing angle θp and a wide viewing field Vp can be secured. Further, since the light source grid G is not used, the cost can be reduced.
（実施形態１と実施形態２との比較）
図２、図４、及び図１０を参照して、実施形態１に係る透過型ターゲットと実施形態２に係る反射型ターゲットとを比較しつつ、Ｘ線源３の視野角について説明する。
(Comparison between Embodiment 1 and Embodiment 2)
With reference to FIGS. 2, 4, and 10, the viewing angle of the X-ray source 3 will be described while comparing the transmission target according to the first embodiment and the reflection target according to the second embodiment.
図２及び図４に示す透過型ターゲットとしてのＸ線源３は、図１０に示す反射型ターゲットとしてのＸ線源３と比較して、大きい視野角及び広い視野を確保できる。理由は次の通りである。 The X-ray source 3 as the transmission target shown in FIGS. 2 and 4 can ensure a larger viewing angle and a wider field of view than the X-ray source 3 as the reflection target shown in FIG. The reason is as follows.
図２及び図４に示すように、透過型ターゲットとしてのＸ線源３では、Ｘ線ｘｒは各ライン状金属１１から電子線ｅの進行方向に放射される。従って、複数のライン状金属１１からの複数のＸ線ｘｒ間での光路差の発生を抑制できる。その結果、反射型ターゲットと比較して、有効な視野角が大きくなるとともに有効な視野が広くなる。 As shown in FIGS. 2 and 4, in the X-ray source 3 as a transmission target, the X-rays xr are radiated from each line metal 11 in the traveling direction of the electron beam e. Therefore, the occurrence of optical path differences between the plurality of X-rays xr from the plurality of line-shaped metals 11 can be suppressed. As a result, the effective viewing angle is increased and the effective viewing field is widened as compared with the reflective target.
これに対して、図１０に示すように、反射型ターゲットとしてのＸ線源３では、Ｘ線ｘｒは各ライン状金属１１から電子線ｅの反射方向に放射される。従って、複数のライン状金属１１からの複数のＸ線ｘｒ間での光路差が発生する。その結果、Ｘ線ｘｒの光軸から離れるほど光路差の影響が大きくなり、透過型ターゲットと比較して、有効な視野角が小さくなるとともに有効な視野が狭くなる。 On the other hand, as shown in FIG. 10, in the X-ray source 3 as a reflective target, the X-rays xr are radiated from the respective line-shaped metals 11 in the reflection direction of the electron beam e. Therefore, an optical path difference between the plurality of X-rays xr from the plurality of line-shaped metals 11 occurs. As a result, the effect of the optical path difference increases as the distance from the optical axis of the X-ray xr increases, and the effective viewing angle becomes smaller and the effective viewing field narrows compared to the transmission type target.
以上、図２、図４、及び図１０を参照して説明したように、実施形態１（変形例を含む。）によれば、Ｘ線源３は透過型ターゲットであるため、実施形態２に係る反射型ターゲットとしてのＸ線源３と比較して、大きい視野角及び広い視野を確保できる。 As described above with reference to FIGS. 2, 4, and 10, according to the first embodiment (including the modification), the X-ray source 3 is a transmissive target. Compared with the X-ray source 3 as the reflective target, a large viewing angle and a wide field of view can be secured.
（実施形態３）
図１、図７、図９、及び図１１を参照して、本発明の実施形態３に係るＸ線撮像方法について説明する。図１１は、Ｘ線撮像方法を示すフローチャートである。Ｘ線撮像方法は、図１に示した実施形態１に係るＸ線撮像装置１、図７に示した変形例に係るＸ線撮像装置１、又は図９に示した実施形態２に係るＸ線撮像装置１によって実行される。
(Embodiment 3)
With reference to FIG. 1, FIG. 7, FIG. 9, and FIG. 11, an X-ray imaging method according to Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 11 is a flowchart showing an X-ray imaging method. The X-ray imaging method includes the X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1, the X-ray imaging apparatus 1 according to the modification shown in FIG. 7, or the X-ray according to the second embodiment shown in FIG. It is executed by the imaging device 1.
Ｘ線撮像方法は、ステップＳ１と、ステップＳ３と、ステップＳ５とを含む。ステップＳ１において、Ｘ線源３の複数のライン状金属１１にフィラメント１３から電子線ｅを照射する。ステップＳ３において、Ｘ線源３から回折格子５にＸ線ｘｒを照射する。ステップＳ５において、Ｘ線ｘｒに基づく回折格子５の自己像を検出する。 The X-ray imaging method includes step S1, step S3, and step S5. In step S <b> 1, an electron beam e is irradiated from the filament 13 to the plurality of line-shaped metals 11 of the X-ray source 3. In step S3, the X-ray source 3 irradiates the diffraction grating 5 with X-rays xr. In step S5, a self-image of the diffraction grating 5 based on the X-ray xr is detected.
以上、図１及び図１１を参照して説明したように、本実施形態３によれば、Ｘ線撮像方法は実施形態１に係るＸ線撮像装置１によって実行されるため、実施形態１と同様の効果を奏する。つまり、Ｘ線撮像装置１の小型化、投入電力の低減化、及び露出時間の短縮化（撮像時間の短縮化）を実現できるとともに、大きい視野角及び広い視野を確保できる。その他、本実施形態３によれば、実施形態１の変形例と同様に、より精細な３種類の画像を取得できる。 As described above with reference to FIGS. 1 and 11, according to the third embodiment, since the X-ray imaging method is executed by the X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment, the same as in the first embodiment. The effect of. That is, the X-ray imaging apparatus 1 can be miniaturized, input power can be reduced, exposure time can be shortened (imaging time can be shortened), and a large viewing angle and a wide field of view can be secured. In addition, according to the third embodiment, three types of finer images can be acquired as in the modification of the first embodiment.
次に、本発明が実施例に基づき具体的に説明されるが、本発明は以下の実施例によって限定されない。 Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.
（実施例１）
図１、図２、図３（ａ）、図１２、及び図１３を参照して、本発明の実施例１について説明する。図１２は、実施例１に係る回折格子５の自己像の画像を示す図である。図１３は、図１２の自己像の画像の一部に対応する画素信号の強度を示す図である。横軸は、位置（画素１５）を示し、縦軸は、画素信号の強度（任意単位）を示す。図１３では、図１２の自己像の画像のうちＸ軸に沿った太線部分に対応する画素信号の強度を示している。なお、太線は説明の便宜のための記載であり、実際には存在しない。
(Example 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3 (a), 12, and 13. FIG. 12 is a diagram illustrating a self-image of the diffraction grating 5 according to the first embodiment. FIG. 13 is a diagram illustrating the intensity of a pixel signal corresponding to a part of the self-image of FIG. The horizontal axis indicates the position (pixel 15), and the vertical axis indicates the intensity (arbitrary unit) of the pixel signal. FIG. 13 shows the intensity of the pixel signal corresponding to the thick line portion along the X axis in the self-image of FIG. In addition, the bold line is a description for convenience of explanation, and does not actually exist.
本実施例１では、図１及び図２に示したＸ線撮像装置１を使用した。また、図３（ａ）に示すＸ線源３を使用した。Ｘ線源３において、基板９はダイヤモンド基板であり、ライン状金属１１は銅である。ライン状金属１１の線幅Ｗは１μｍであり、厚みＨは１μｍであり、周期Ｐ０は３μｍである。距離Ｒ１は２．８３ｃｍであり、距離Ｒ２は９６ｃｍである。回折格子５のライン状開口部１４の周期Ｐ１は２．９１４μｍである。検出器７の１画素（画素１５）のサイズは、２４μｍ×２４μｍである。管電圧は２０ｋＶであり、管電流は１００μＡであり、露出時間は１分である。投入電力は２Ｗである。 In Example 1, the X-ray imaging apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 was used. Moreover, the X-ray source 3 shown to Fig.3 (a) was used. In the X-ray source 3, the substrate 9 is a diamond substrate, and the line metal 11 is copper. The line width W of the line metal 11 is 1 μm, the thickness H is 1 μm, and the period P0 is 3 μm. The distance R1 is 2.83 cm and the distance R2 is 96 cm. The period P1 of the line-shaped opening 14 of the diffraction grating 5 is 2.914 μm. The size of one pixel (pixel 15) of the detector 7 is 24 μm × 24 μm. The tube voltage is 20 kV, the tube current is 100 μA, and the exposure time is 1 minute. The input power is 2W.
以上の条件の下、検出器７により、回折格子５の自己像を検出し、図１２に示す自己像の画像を得た。また、図１３に示すように、検出器７によって、自己像に対応する良好な画素信号を取得できた。 Under the above conditions, the detector 7 detected the self-image of the diffraction grating 5 and obtained the self-image image shown in FIG. Moreover, as shown in FIG. 13, the detector 7 was able to acquire a good pixel signal corresponding to the self-image.
自己像の画像において、ライン状開口部１４の周期Ｐ１に対応する周期は１００μｍであった。従って、自己像の周期が、検出器７の１画素（画素１５）のサイズ（２４μｍ）より大きいことが確認できた。しかも、距離Ｒ１と距離Ｒ２との和（Ｘ線撮像装置１の要部の全長に相当）は、約９９ｃｍである。従って、本実施例１により、Ｘ線撮像装置１の小型化を実現しつつ、自己像を良好に検出できることが確認できた。 In the self-image, the period corresponding to the period P1 of the line-shaped opening 14 was 100 μm. Therefore, it was confirmed that the period of the self-image is larger than the size (24 μm) of one pixel (pixel 15) of the detector 7. Moreover, the sum of the distance R1 and the distance R2 (corresponding to the entire length of the main part of the X-ray imaging apparatus 1) is about 99 cm. Therefore, it has been confirmed that the self-image can be detected satisfactorily by realizing the miniaturization of the X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment.
（実施例２）
図３（ａ）、図７、図１４、及び図１５を参照して、本発明の実施例２について説明する。図１４（ａ）、図１４（ｂ）、及び図１４（ｃ）は、それぞれ、本実施例２に係る吸収像、位相微分像、及び暗視野像を示す図である。
(Example 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a), 7, 14, and 15. FIG. FIG. 14A, FIG. 14B, and FIG. 14C are diagrams illustrating an absorption image, a phase differential image, and a dark field image according to the second embodiment, respectively.
本実施例２では、図７に示したＸ線撮像装置１を使用した。また、図３（ａ）に示すＸ線源３を使用した。Ｘ線源３、距離Ｒ１、距離Ｒ２、回折格子５、及び検出器７の画素１５の条件は、実施例１と同じである。管電圧は２０ｋＶであり、管電流は３００μＡであり、露出時間は３０秒である。投入電力は６Ｗである。 In Example 2, the X-ray imaging apparatus 1 shown in FIG. 7 was used. Moreover, the X-ray source 3 shown to Fig.3 (a) was used. The conditions of the X-ray source 3, the distance R1, the distance R2, the diffraction grating 5, and the pixel 15 of the detector 7 are the same as those in the first embodiment. The tube voltage is 20 kV, the tube current is 300 μA, and the exposure time is 30 seconds. The input power is 6W.
回折格子５と検出器７との間において、Ｚ軸に沿った検出器７からの距離が３０ｃｍの位置に被写体Ｏｂ（被写体Ｏｂ１〜被写体Ｏｂ３）を配置した。被写体Ｏｂ１は、米粒であり、被写体Ｏｂ２は、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）球であり、被写体Ｏｂ３は、ポリエチレン（ＰＥ）球である。 A subject Ob (subject Ob1 to subject Ob3) is disposed between the diffraction grating 5 and the detector 7 at a position where the distance from the detector 7 along the Z axis is 30 cm. The subject Ob1 is a rice grain, the subject Ob2 is a polymethyl methacrylate resin (PMMA) sphere, and the subject Ob3 is a polyethylene (PE) sphere.
移動装置２０は、１画素（画素１５）に対応する幅ＰＷだけ、８ステップで検出器７を移動させた（矢印１９参照）。幅ＰＷは２４μｍであるため、１ステップは３μｍ（＝２４μｍ／８）である。その結果、回折格子５の自己像ＳＩの８枚の画像を取得できた。８枚の画像を処理することによって、図１４（ａ）に示す吸収像、図１４（ｂ）に示す位相微分像、及び図１４（ｃ）に示す暗視野像を取得できた。なお、これらの像を得るための処理方法として、一般的な処理方法を採用した。従って、説明を省略する。 The moving device 20 moved the detector 7 in 8 steps by a width PW corresponding to one pixel (pixel 15) (see arrow 19). Since the width PW is 24 μm, one step is 3 μm (= 24 μm / 8). As a result, eight images of the self-image SI of the diffraction grating 5 were obtained. By processing eight images, an absorption image shown in FIG. 14A, a phase differential image shown in FIG. 14B, and a dark field image shown in FIG. 14C were obtained. A general processing method was adopted as a processing method for obtaining these images. Therefore, the description is omitted.
本実施例２では、吸収像では確認し難い被写体Ｏｂ１の内部の傷を位相微分像及び暗視野像で確認できた。また、吸収像では確認し難い被写体Ｏｂ３の内部の空洞を位相微分像及び暗視野像で明瞭に確認できた。 In Example 2, scratches inside the subject Ob1 that are difficult to confirm with the absorption image can be confirmed with the phase differential image and the dark field image. Further, the cavity inside the subject Ob3, which is difficult to confirm with the absorption image, was clearly confirmed with the phase differential image and the dark field image.
また、距離Ｒ１と距離Ｒ２との和（Ｘ線撮像装置１の要部の全長に相当）は、約９９ｃｍである。従って、本実施例２により、Ｘ線撮像装置１の小型化を実現しつつ、良好な吸収像、位相微分像、及び暗視野像を取得できた。 The sum of the distance R1 and the distance R2 (corresponding to the entire length of the main part of the X-ray imaging apparatus 1) is about 99 cm. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to obtain a good absorption image, phase differential image, and dark field image while realizing miniaturization of the X-ray imaging apparatus 1.
図１５は、本実施例２に係る位相微分値を示す図である。横軸は、位置（画素１５）を示し、縦軸は、位相微分値（濃淡値）を示す。縦軸に示される位相微分値の単位は任意単位である。図１５では、図１４（ｂ）の位相微分像に含まれる被写体Ｏｂ２の太線部分に対応する位相微分値（濃淡値）をドットで示している。太線は説明の便宜のための記載であり、実際には存在しない。直線ＳＭはシミュレーション結果を示す。 FIG. 15 is a diagram illustrating phase differential values according to the second embodiment. The horizontal axis indicates the position (pixel 15), and the vertical axis indicates the phase differential value (gray value). The unit of the phase differential value shown on the vertical axis is an arbitrary unit. In FIG. 15, the phase differential value (light / dark value) corresponding to the thick line portion of the subject Ob2 included in the phase differential image of FIG. A bold line is a description for convenience of explanation and does not actually exist. A straight line SM indicates the simulation result.
本実施例２では、検出面１６での自己像ＳＩの周期は１００μｍである。一方、検出器７の１画素（画素１５）のサイズは２４μｍである。従って、自己像ＳＩの１周期は約４画素に対応する。検出器７を８ステップ（Ｋ＝８）で移動させ、取得した８枚（Ｋ枚）の画像によって補完を実行すると、自己像ＳＩの１周期は３２画素に対応する。位相微分値は、この３２画素の画素信号について、正弦関数によってフィッティングすることによって得られた位相微分像の濃淡値である。位相微分値の２つのピークは、それぞれ、位相微分像における被写体Ｏｂ２のエッジの白色部分及び黒色部分に対応する。本実施例２により、位相微分値と直線ＳＭで示すシミュレーション結果との良好な一致を確認できた。 In Example 2, the period of the self-image SI on the detection surface 16 is 100 μm. On the other hand, the size of one pixel (pixel 15) of the detector 7 is 24 μm. Therefore, one period of the self-image SI corresponds to about 4 pixels. When the detector 7 is moved in 8 steps (K = 8) and complementation is executed with the acquired 8 (K) images, one period of the self-image SI corresponds to 32 pixels. The phase differential value is a gray value of a phase differential image obtained by fitting the pixel signal of 32 pixels with a sine function. The two peaks of the phase differential value respectively correspond to the white portion and the black portion of the edge of the subject Ob2 in the phase differential image. In Example 2, good agreement between the phase differential value and the simulation result indicated by the straight line SM was confirmed.
なお、検出面１６での自己像ＳＩの１周期がＪ（Ｊは２以上の整数）個の画素に対応し、Ｋ（Ｋは２以上の整数）枚の自己像ＳＩの画像（被写体Ｏｂあり）を使用する場合（Ｋステップで検出器７を移動させる場合）、位相微分値は、（Ｊ×Ｋ）個の画素の画素信号について、正弦関数によってフィッティングすることによって算出される。一方、１枚の自己像ＳＩの画像（被写体Ｏｂなし）と１枚の自己像の画像（被写体Ｏｂあり）とに基づいて位相微分値を算出することもできる。この場合、位相微分値は、Ｊ個（本実施例２では、４個）の画素（検出面１６での自己像ＳＩの１周期に対応する画素）の画素信号について、正弦関数によってフィッティングすることによって算出される。 One period of the self-image SI on the detection surface 16 corresponds to J (J is an integer of 2 or more) pixels, and K (K is an integer of 2 or more) self-image SI images (with subject Ob) ) (When the detector 7 is moved in K steps), the phase differential value is calculated by fitting the pixel signals of (J × K) pixels with a sine function. On the other hand, the phase differential value can be calculated based on one self-image SI image (without subject Ob) and one self-image image (with subject Ob). In this case, the phase differential value is fitted by a sine function for pixel signals of J pixels (4 pixels in this embodiment) (pixels corresponding to one period of the self-image SI on the detection surface 16). Is calculated by
（実施例３）
図１、図２、図３（ｂ）、図１６、及び図１７を参照して、本発明の実施例３について説明する。図１６は、本実施例３に係る回折格子５の自己像の画像を示す図である。図１７は、図１６の自己像の画像のうち領域ＡＲの拡大図である。
Example 3
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 (b), FIG. 16, and FIG. FIG. 16 is a diagram illustrating a self-image image of the diffraction grating 5 according to the third embodiment. FIG. 17 is an enlarged view of the area AR in the self-image of FIG.
本実施例３では、図１及び図２に示したＸ線撮像装置１を使用した。また、図３（ｂ）に示すＸ線源３を使用した。Ｘ線源３、距離Ｒ１、距離Ｒ２、及び回折格子５の条件は、実施例１と同じである。検出器７の画素１５のサイズは、５０μｍ×５０μｍである。管電圧は２０ｋＶであり、管電流は１００μＡであり、露出時間１分である。投入電力は２Ｗである。 In Example 3, the X-ray imaging apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 was used. Moreover, the X-ray source 3 shown in FIG.3 (b) was used. The conditions of the X-ray source 3, the distance R1, the distance R2, and the diffraction grating 5 are the same as those in the first embodiment. The size of the pixel 15 of the detector 7 is 50 μm × 50 μm. The tube voltage is 20 kV, the tube current is 100 μA, and the exposure time is 1 minute. The input power is 2W.
以上の条件の下、検出器７により、回折格子５の自己像を検出し、図１６に示す自己像の画像を得た。自己像の画像のサイズは、１１．５ｃｍ×１１．５ｃｍである。図１７に示すように、図１６に示した領域ＡＲを拡大して観察すると、回折格子５の複数のライン状開口部１４の像を確認できた。従って、１１．５ｃｍ×１１．５ｃｍの広い視野は有効な視野である。しかも、距離Ｒ１と距離Ｒ２との和（Ｘ線撮像装置１の要部の全長に相当）は、約９９ｃｍである。従って、本実施例３により、Ｘ線撮像装置１の小型化を実現しつつ、広い視野で自己像を検出できることが確認できた。 Under the above conditions, the detector 7 detected the self-image of the diffraction grating 5 and obtained the self-image image shown in FIG. The size of the self-image is 11.5 cm × 11.5 cm. As shown in FIG. 17, when the area AR shown in FIG. 16 is enlarged and observed, images of the plurality of line-shaped openings 14 of the diffraction grating 5 can be confirmed. Therefore, a wide visual field of 11.5 cm × 11.5 cm is an effective visual field. Moreover, the sum of the distance R1 and the distance R2 (corresponding to the entire length of the main part of the X-ray imaging apparatus 1) is about 99 cm. Therefore, it has been confirmed that the self-image can be detected with a wide field of view while realizing miniaturization of the X-ray imaging apparatus 1 according to the third embodiment.
以上、図１〜図１７を参照して、本発明の実施形態及び実施例を説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態及び実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば、以下のような変形も可能である。 As described above, the embodiments and examples of the present invention have been described with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible. .
（１）図７を参照して説明した移動装置２０は、Ｘ軸に沿って（矢印１９が示す方向に）検出器７を段階的に移動させた。ただし、検出器７を移動させる代わりに、移動装置２０は、Ｘ軸に沿って（矢印１９が示す方向に）回折格子５を段階的に移動させることもできる。つまり、移動装置２０は、回折格子５のライン状開口部１４の長手方向に直交する方向に沿って、検出面１６に対して平行に、回折格子５を段階的に移動させることができる。その結果、複数枚の自己像の画像（被写体Ｏｂあり）が取得され、複数枚の自己像の画像に基づいて、吸収像、位相微分像、及び暗視野像を得ることができる。 (1) The moving device 20 described with reference to FIG. 7 moves the detector 7 stepwise along the X axis (in the direction indicated by the arrow 19). However, instead of moving the detector 7, the moving device 20 can also move the diffraction grating 5 stepwise along the X axis (in the direction indicated by the arrow 19). That is, the moving device 20 can move the diffraction grating 5 stepwise in parallel to the detection surface 16 along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the line-shaped opening 14 of the diffraction grating 5. As a result, a plurality of self-images (with subject Ob) are acquired, and an absorption image, a phase differential image, and a dark field image can be obtained based on the plurality of self-images.
（２）図７を参照して説明した移動装置２０又は上記（１）で説明した移動装置２０を使用して、図９を参照して説明したＸ線撮像装置１の検出器７又は回折格子５を段階的に移動させることもできる。その結果、複数枚の自己像の画像（被写体Ｏｂあり）が取得され、複数枚の自己像の画像に基づいて、吸収像、位相微分像、及び暗視野像を得ることができる。 (2) The detector 7 or the diffraction grating of the X-ray imaging apparatus 1 described with reference to FIG. 9 by using the moving apparatus 20 described with reference to FIG. 7 or the moving apparatus 20 described in (1) above. 5 can be moved in stages. As a result, a plurality of self-images (with subject Ob) are acquired, and an absorption image, a phase differential image, and a dark field image can be obtained based on the plurality of self-images.
（３）図９及び図１０を参照して説明したＸ線撮像装置１では、ライン状金属１１の長手方向及びライン状開口部１４の長手方向は、Ｙ軸に沿った方向であった。そして、Ｘ線源３は、Ｙ軸に沿った軸の周りの回転により、傾斜（角度θｒ）して配置された。ただし、ライン状開口部１４の長手方向がＸ軸に沿った方向になるように、回折格子５を配置することもできる（つまり、図９及び図１０に示した回折格子５をＺ軸の周りに９０度回転した状態）。この場合、ライン状金属１１の長手方向が、ＺＸ平面に平行になるように、Ｘ線源３を配置する（つまり、図９及び図１０に示したＸ線源３に直交する軸の周りにＸ線源３を９０度回転した状態）。この場合も、Ｘ線源３は、Ｙ軸に沿った軸の周りの回転により、傾斜（角度θｒ）して配置される。 (3) In the X-ray imaging apparatus 1 described with reference to FIGS. 9 and 10, the longitudinal direction of the line metal 11 and the longitudinal direction of the line opening 14 are directions along the Y axis. Then, the X-ray source 3 was arranged with an inclination (angle θr) by rotation around the axis along the Y axis. However, the diffraction grating 5 can also be arranged so that the longitudinal direction of the line-shaped opening portion 14 is along the X axis (that is, the diffraction grating 5 shown in FIGS. 9 and 10 is arranged around the Z axis). Rotated 90 degrees). In this case, the X-ray source 3 is arranged so that the longitudinal direction of the line-shaped metal 11 is parallel to the ZX plane (that is, around an axis orthogonal to the X-ray source 3 shown in FIGS. 9 and 10). X-ray source 3 rotated 90 degrees). Also in this case, the X-ray source 3 is disposed with an inclination (angle θr) by rotation around the axis along the Y axis.
（４）図１及び図２を参照して説明した実施形態１、図７を参照して説明した変形例、並びに図９及び図１０を参照して説明した実施形態２では、被写体Ｏｂは、回折格子５と検出器７との間に配置された。ただし、被写体Ｏｂは、Ｘ線源３と回折格子５との間に配置されてもよい。 (4) In the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the modification described with reference to FIG. 7, and the second embodiment described with reference to FIGS. Arranged between the diffraction grating 5 and the detector 7. However, the subject Ob may be disposed between the X-ray source 3 and the diffraction grating 5.
（５）図１８（ａ）〜図１８（ｄ）を参照して、本発明の一実施形態に係るＸ線源３について説明する。図１８（ａ）〜図１８（ｄ）は、Ｘ線源３を示す断面図である。図１及び図２を参照して説明した実施形態１のＸ線源３、図７を参照して説明した変形例のＸ線源３、並びに図９及び図１０を参照して説明した実施形態２のＸ線源３に代えて、図１８（ａ）〜図１８（ｄ）の各々に示すＸ線源３を使用できる。 (5) The X-ray source 3 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 18 (a) to 18 (d). FIGS. 18A to 18D are cross-sectional views showing the X-ray source 3. The X-ray source 3 of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the X-ray source 3 of the modified example described with reference to FIG. 7, and the embodiment described with reference to FIGS. The X-ray source 3 shown in each of FIGS. 18A to 18D can be used in place of the X-ray source 3 of FIG.
図１８（ａ）に示すＸ線源３は、図３（ａ）に示すＸ線源３の複数のライン状金属１１及び基板９を膜１２で覆うことにより形成される。図１８（ｂ）に示すＸ線源３は、図３（ｃ）に示すＸ線源３の複数のライン状金属１１及び基板９を膜１２で覆うことにより形成される。 The X-ray source 3 shown in FIG. 18A is formed by covering a plurality of line metals 11 and the substrate 9 of the X-ray source 3 shown in FIG. The X-ray source 3 shown in FIG. 18B is formed by covering a plurality of line metals 11 and the substrate 9 of the X-ray source 3 shown in FIG.
図１８（ｃ）に示すＸ線源３は、基板９に埋め込まれた複数のライン状金属１１を複数の膜１２で覆うことにより形成される。この場合、膜１２の表面と基板９の表面とが面一になるように、複数のライン状金属１１及び複数の膜１２が形成される。図１８（ｄ）に示すＸ線源３は、図３（ａ）に示すＸ線源３の基板９のうち、隣り合うライン状金属１１とライン状金属との間の領域を膜１２で覆うことにより形成される。 The X-ray source 3 shown in FIG. 18C is formed by covering a plurality of line metals 11 embedded in a substrate 9 with a plurality of films 12. In this case, the plurality of line-shaped metals 11 and the plurality of films 12 are formed so that the surface of the film 12 and the surface of the substrate 9 are flush with each other. The X-ray source 3 shown in FIG. 18D covers a region between the adjacent line-shaped metal 11 and the line-shaped metal in the substrate 9 of the X-ray source 3 shown in FIG. Is formed.
なお、図１８（ａ）〜図１８（ｄ）に示す膜１２は、基板９と異なる軽元素材料により形成される。 Note that the film 12 illustrated in FIGS. 18A to 18D is formed of a light element material different from the substrate 9.
（６）図１９を参照して、本発明の一実施形態に係るＸ線源３について説明する。図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は、Ｘ線源３を示す斜視図である。図１及び図２を参照して説明した実施形態１のＸ線源３、図７を参照して説明した変形例のＸ線源３、並びに図９及び図１０を参照して説明した実施形態２のＸ線源３に代えて、図１９（ａ）〜図１９（ｃ）の各々に示すＸ線源３を使用できる。 (6) With reference to FIG. 19, the X-ray source 3 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. FIGS. 19A to 19C are perspective views showing the X-ray source 3. The X-ray source 3 of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the X-ray source 3 of the modified example described with reference to FIG. 7, and the embodiment described with reference to FIGS. The X-ray source 3 shown in each of FIGS. 19A to 19C can be used instead of the X-ray source 3 of FIG.
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）の各々に示すＸ線源３は、周期的に配列された複数の金属１１を基板９に設けることにより形成される。 The X-ray source 3 shown in each of FIGS. 19A to 19C is formed by providing a plurality of periodically arranged metals 11 on the substrate 9.
具体的には、図１９（ａ）に示すＸ線源３は、基板９において、Ｘ軸に沿った複数のライン状の金属１１とＹ軸に沿った複数のライン状の金属１１とを交差させて形成される（井桁格子状金属）。図１９（ｂ）に示すＸ線源３は、基板９において、Ｅ１行×Ｆ１列に（Ｅ１×Ｆ１）個の立方体状（直方体状）の金属１１を配列することによって形成される。Ｅ１及びＦ１の各々は２以上の整数である。図１９（ｃ）に示すＸ線源３は、基板９において、複数の立方体状（直方体状）の金属１１を市松格子状に設けることによって形成される（市松格子状金属）。 Specifically, the X-ray source 3 shown in FIG. 19A intersects a plurality of line-shaped metals 11 along the X axis and a plurality of line-shaped metals 11 along the Y axis on the substrate 9. It is formed by (cross-girder lattice metal). The X-ray source 3 shown in FIG. 19B is formed by arranging (E1 × F1) cubic (cuboid) metals 11 in E1 rows × F1 columns on the substrate 9. Each of E1 and F1 is an integer of 2 or more. The X-ray source 3 shown in FIG. 19C is formed by providing a plurality of cubic (cuboid) metals 11 in a checkered grid on the substrate 9 (checkered grid metal).
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）の各々に示すＸ線源３において、電子線ｅが照射されると、周期的に配列された複数の金属１１は、可干渉性を有するＸ線ｘｒを発生する。各金属１１の厚みは、金属１１への電子線ｅの侵入長と同程度で十分であるため、従来の光源格子の開口部の線幅よりも細い幅の金属１１を基板９に形成できる。従って、Ｘ線の可干渉性を確保しつつ、回折格子５とＸ線源３との間の距離を短縮でき、ひいては、回折格子５の自己像の拡大率を確保しつつ、回折格子５と検出器７との間の距離を短縮できる。その結果、Ｘ線撮像装置１の小型化を実現できる。 In the X-ray source 3 shown in each of FIGS. 19A to 19C, when the electron beam e is irradiated, the plurality of periodically arranged metals 11 become coherent X-rays xr. Is generated. Since the thickness of each metal 11 is about the same as the penetration length of the electron beam e into the metal 11, the metal 11 having a width narrower than the line width of the opening of the conventional light source grid can be formed on the substrate 9. Therefore, the distance between the diffraction grating 5 and the X-ray source 3 can be shortened while ensuring the coherence of X-rays, and as a result, the magnification of the self-image of the diffraction grating 5 can be secured while The distance to the detector 7 can be shortened. As a result, the X-ray imaging apparatus 1 can be reduced in size.
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）の各々に示すＸ線源３は、透過型ターゲットとして使用することもできるし、反射型ターゲットとして使用することもできる。 The X-ray source 3 shown in each of FIGS. 19A to 19C can be used as a transmission type target or a reflection type target.
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）の各々に示すＸ線源３において、複数の金属１１は、一部が露出するように基板９に埋め込まれてよいし（図３（ａ）参照）、露出することなく基板９に埋め込まれてもよいし（図３（ｂ）参照）、基板９の表面に形成されてもよい（図３（ｃ）参照）。 In the X-ray source 3 shown in each of FIGS. 19A to 19C, the plurality of metals 11 may be embedded in the substrate 9 so that a part thereof is exposed (see FIG. 3A). It may be embedded in the substrate 9 without being exposed (see FIG. 3B), or may be formed on the surface of the substrate 9 (see FIG. 3C).
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）の各々に示すＸ線源３において、複数の金属１１及び基板９が膜１２で覆われてもよいし（図１８（ａ）及び図１８（ｂ）参照）、複数の金属１１の露出面が膜１２で覆われてもよいし（図１８（ｃ）参照）、隣り合う金属１１と金属１１との間の領域が膜１２で覆われてもよい（図１８（ｄ）参照）。 In the X-ray source 3 shown in each of FIGS. 19A to 19C, a plurality of metals 11 and the substrate 9 may be covered with a film 12 (FIGS. 18A and 18B). (Refer to FIG. 18C.) The exposed surfaces of the plurality of metals 11 may be covered with the film 12 (see FIG. 18C), or the region between the adjacent metals 11 may be covered with the film 12. (See FIG. 18D).
（７）図１及び図２を参照して説明した実施形態１、図７を参照して説明した変形例、並びに図９及び図１０を参照して説明した実施形態２では、回折格子５は複数のライン状開口部１４を有していた。ただし、回折格子５は、周期的に配列された複数の開口部を有していればよい。また、各開口部は、回折格子５の一方主面から他方主面まで貫通してもよいし、凹状に形成されてもよい。以下、具体的に説明する。 (7) In the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the modification described with reference to FIG. 7, and the second embodiment described with reference to FIGS. It had a plurality of line-shaped openings 14. However, the diffraction grating 5 only needs to have a plurality of openings arranged periodically. Each opening may penetrate from one main surface of the diffraction grating 5 to the other main surface, or may be formed in a concave shape. This will be specifically described below.
図２０を参照して、本発明の一実施形態に係る回折格子５について説明する。図２０（ａ）〜図２０（ｃ）は、回折格子５を示す斜視図である。図２０（ａ）に示す回折格子５は、Ｅ２行×Ｆ２列に配列された（Ｅ２×Ｆ２）個の開口部１４を有する。Ｅ２及びＦ２の各々は２以上の整数である。図２０（ｂ）に示す回折格子５は、Ｘ軸に沿った複数のライン状の開口部１４とＹ軸に沿った複数のライン状の開口部１４とを交差させて形成される（井桁格子状開口部）。図２０（ｃ）に示す回折格子５は、複数の立方体状（直方体状）の開口部１４を市松格子状に設けることによって形成される（市松格子状開口部）。 With reference to FIG. 20, the diffraction grating 5 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. 20A to 20C are perspective views showing the diffraction grating 5. The diffraction grating 5 shown in FIG. 20A has (E2 × F2) openings 14 arranged in E2 rows × F2 columns. Each of E2 and F2 is an integer of 2 or more. The diffraction grating 5 shown in FIG. 20B is formed by crossing a plurality of line-shaped openings 14 along the X-axis and a plurality of line-shaped openings 14 along the Y-axis (the girder grating). Shaped opening). The diffraction grating 5 shown in FIG. 20 (c) is formed by providing a plurality of cubic (cubic) openings 14 in a checkered pattern (checkered pattern openings).
なお、例えば、Ｘ線撮像装置１において、図１９（ａ）のＸ線源３と図２０（ａ）の回折格子５とが組合せて使用される。例えば、Ｘ線撮像装置１において、図１９（ｂ）のＸ線源３と図２０（ｂ）の回折格子５とが組合せて使用される。例えば、Ｘ線撮像装置１において、図１９（ｃ）のＸ線源３と図２０（ｃ）の回折格子５とが組合せて使用される。 For example, in the X-ray imaging apparatus 1, the X-ray source 3 in FIG. 19A and the diffraction grating 5 in FIG. 20A are used in combination. For example, in the X-ray imaging apparatus 1, the X-ray source 3 in FIG. 19B and the diffraction grating 5 in FIG. 20B are used in combination. For example, in the X-ray imaging apparatus 1, the X-ray source 3 in FIG. 19C and the diffraction grating 5 in FIG. 20C are used in combination.
（８）回折格子５が周期的に配列された複数の開口部１４を有している場合、図７を参照して説明した移動装置２０又は上記（１）で説明した移動装置２０を使用して、Ｘ線撮像装置１の検出器７又は回折格子５を段階的に移動させることができる。移動装置２０は、周期的に配列された複数の開口部１４に応じて定められた方向に沿って、回折格子５に対して平行に、検出器７を段階的に移動させる。又は、移動装置２０は、周期的に配列された複数の開口部１４に応じて定められた方向に沿って、検出面１６に対して平行に、回折格子５を段階的に移動させる。 (8) When the diffraction grating 5 has a plurality of openings 14 periodically arranged, the moving device 20 described with reference to FIG. 7 or the moving device 20 described in (1) above is used. Thus, the detector 7 or the diffraction grating 5 of the X-ray imaging apparatus 1 can be moved stepwise. The moving device 20 moves the detector 7 stepwise in parallel with the diffraction grating 5 along a direction determined according to the plurality of openings 14 periodically arranged. Alternatively, the moving device 20 moves the diffraction grating 5 stepwise in parallel with the detection surface 16 along a direction determined according to the plurality of openings 14 periodically arranged.
例えば、Ｘ線撮像装置１において、図１９（ａ）〜図１９（ｃ）に示すＸ線源３のうちいずれかのＸ線源３、及び／又は図２０（ａ）〜図２０（ｃ）に示す回折格子５のうちいずれかの回折格子５が使用される場合を説明する。移動装置２０は、Ｘ軸に沿って、回折格子５に対して平行に、検出器７を段階的に移動させ、その後、Ｙ軸に沿って、回折格子５に対して平行に、検出器７を段階的に移動させる。又は、移動装置２０は、Ｘ軸に沿って、検出面１６に対して平行に、回折格子５を段階的に移動させ、その後、Ｙ軸に沿って、検出面１６に対して平行に、回折格子５を段階的に移動させる。 For example, in the X-ray imaging apparatus 1, any one of the X-ray sources 3 shown in FIGS. 19A to 19C and / or FIGS. 20A to 20C. The case where any one of the diffraction gratings 5 shown in FIG. The moving device 20 gradually moves the detector 7 along the X axis in parallel to the diffraction grating 5, and then, along the Y axis, parallel to the diffraction grating 5, the detector 7. Is moved step by step. Alternatively, the moving device 20 moves the diffraction grating 5 stepwise along the X axis in parallel with the detection surface 16, and then diffracts along the Y axis in parallel with the detection surface 16. The lattice 5 is moved stepwise.
本発明は、Ｘ線顕微鏡、非破壊検査装置、及び医療用Ｘ線診断装置等、被写体の内部構造をＸ線を照射して撮像するＸ線撮像装置の分野に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the field of an X-ray imaging apparatus that images an internal structure of a subject by irradiating X-rays such as an X-ray microscope, a nondestructive inspection apparatus, and a medical X-ray diagnostic apparatus.
１ Ｘ線撮像装置
３ Ｘ線源
５ 回折格子
７ 検出器
９ 基板
１１ ライン状金属
１２ 膜
１３ フィラメント
１４ ライン状開口部
１５ 画素
１５Ａ 画素
１６ 検出面
２０ 移動装置
ｘｒ Ｘ線
ｅ 電子線
Ｗ 線幅
Ｌ 間隔
Ｏｂ 被写体
Ｏｂ１〜Ｏｂ３ 被写体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray imaging device 3 X-ray source 5 Diffraction grating 7 Detector 9 Substrate 11 Line-shaped metal 12 Film 13 Filament 14 Line-shaped opening 15 Pixel 15A Pixel 16 Detection surface 20 Moving device xr X-ray e Electron beam W Line width L Interval Ob Subject Ob1-Ob3 Subject
Claims (9)
前記Ｘ線が照射される回折格子と、
前記Ｘ線に基づく前記回折格子の自己像を検出する検出手段と
を備え、
前記Ｘ線源は、
基板と、
前記基板に形成され、前記Ｘ線を発生する周期的に配列された複数の金属と
を含む、Ｘ線撮像装置。 An X-ray source generating X-rays;
A diffraction grating irradiated with the X-ray;
Detecting means for detecting a self-image of the diffraction grating based on the X-ray,
The X-ray source is
A substrate,
An X-ray imaging apparatus, comprising: a plurality of periodically arranged metals that are formed on the substrate and generate the X-rays.
前記Ｘ線は、前記金属から前記電子線の進行方向に放射され、
前記Ｘ線源は、前記電子源と前記回折格子との間に配置される、請求項１に記載のＸ線撮像装置。 An electron source that irradiates the plurality of periodically arranged metals with an electron beam;
The X-ray is emitted from the metal in the traveling direction of the electron beam,
The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the X-ray source is disposed between the electron source and the diffraction grating.
前記複数のライン状金属は、互いに平行に形成される、請求項１又は請求項２に記載のＸ線撮像装置。 The plurality of periodically arranged metals are a plurality of line-shaped metals,
The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the plurality of line-shaped metals are formed in parallel to each other.
前記検出手段は、前記回折格子の自己像が投影される検出面を有し、
前記複数の開口部に応じて定められた方向に沿って、前記回折格子に対して平行に、前記検出手段を段階的に移動させ、又は前記複数の開口部に応じて定められた方向に沿って、前記検出面に対して平行に、前記回折格子を段階的に移動させる移動手段をさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のＸ線撮像装置。 The diffraction grating includes a plurality of openings arranged periodically,
The detection means has a detection surface on which a self-image of the diffraction grating is projected,
The detection means is moved stepwise along a direction determined according to the plurality of openings, or parallel to the diffraction grating, or along a direction determined according to the plurality of openings. The X-ray imaging apparatus according to claim 1, further comprising a moving unit that moves the diffraction grating stepwise in parallel with the detection surface.
前記Ｘ線に基づく前記回折格子の自己像を検出するステップと
を含み、
前記Ｘ線源は、
基板と、
前記基板に形成され、前記Ｘ線を発生する周期的に配列された複数の金属と
を含む、Ｘ線撮像方法。 Irradiating the diffraction grating with X-rays from an X-ray source;
Detecting a self-image of the diffraction grating based on the X-rays,
The X-ray source is
A substrate,
An X-ray imaging method comprising: a plurality of periodically arranged metals that are formed on the substrate and generate the X-rays.
前記Ｘ線は、前記金属から前記電子線の進行方向に放射され、
前記Ｘ線源は、前記電子源と前記回折格子との間に配置される、請求項８に記載のＸ線撮像方法。 Further comprising irradiating an electron beam from an electron source onto the plurality of periodically arranged metals,
The X-ray is emitted from the metal in the traveling direction of the electron beam,
The X-ray imaging method according to claim 8, wherein the X-ray source is disposed between the electron source and the diffraction grating.
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