CN109425625B - X射线成像装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种X射线成像装置。该X射线成像装置具备：X射线源、包括第一光栅和第二光栅的多个光栅、检测器、使多个光栅分别转动的光栅转动机构以及至少生成暗场像的图像处理部。图像处理部构成为生成通过将光栅在与光轴方向正交的面内配置成多个角度而拍摄到的暗场像。

Description

X射线成像装置
技术领域
本发明涉及一种X射线成像装置，特别是涉及一种生成暗场像的X射线成像装置。
背景技术
以往，已知一种生成暗场像的X射线成像装置。这种X射线成像装置例如在FlorianSchaff et al.，Correlation of X-Ray Vector Radiography to Bone Micro-Architecture，Scientific Reports 4，Article number；3695(2014)，doi：10.1038/srep03695(以下，称为“非专利文献1”)中被公开。
在上述非专利文献1中，公开了一种利用塔尔博特-劳厄干涉仪(Talbot Lauinterferometer)生成被摄体的暗场像的X射线成像装置。此外，“暗场像”是指根据基于物体的小角散射的Visibility的变化而获得的Visibility像。另外，暗场像也被称为小角散射像。“Visibility”是指清晰度。
在此，在拍摄暗场像时，在因被摄体的内部构造引起的X射线的散射存在定向性的情况下，根据光栅的朝向与被摄体相对于光栅的朝向(散射方向)之间的关系，有时无法将内部构造图像化。具体地说，向因被摄体的内部构造引起的X射线的散射方向中的与光栅的朝向正交的方向散射的X射线被强调，因此内部构造被图像化。但是，存在以下问题：由于向沿着光栅的朝向的方向散射的X射线几乎没有被图像化(不存在灵敏度)，因此根据被摄体相对于光栅的朝向，有时难以将内部构造详细地图像化。因此，在上述非专利文献1中，通过变更被摄体相对于光栅的朝向的朝向来将被摄体的内部构造详细地图像化。此外，光栅的朝向是指光栅图案延伸的方向。
然而，在上述非专利文献1中，为了将与被摄体的朝向相应的内部构造图像化，需要变更被摄体的朝向来进行摄像。因此，为了将被摄体的内部构造图像化而在多个方向配置被摄体来进行摄像，因此存在图像中的被摄体的朝向不同的问题。其结果，产生以下问题：例如在对为了将被摄体的内部构造图像化而变更被摄体相对于光栅的朝向并进行拍摄所得到的X射线对比度图像进行比对的情况下，需要使各图像中的被摄体的朝向一致。
本发明是为了解决这种问题而完成的，本发明的一个目的在于提供如下一种X射线成像装置：不变更被摄体相对于光栅的朝向就能够将被摄体的内部构造图像化，并且不需要使各图像中的被摄体的朝向一致。
发明内容
为了实现上述目的，本发明的一个方面的X射线成像装置具备：X射线源；多个光栅，其包括用于通过从X射线源照射的X射线来形成自身像的第一光栅和用于与第一光栅的自身像发生干涉的第二光栅；检测器，其检测从X射线源照射的X射线；光栅转动机构，其使多个光栅分别在与X射线的光轴方向正交的面内转动；以及图像处理部，其根据由检测器检测到的X射线的强度分布来至少生成暗场像，其中，图像处理部构成为生成通过将光栅在与光轴方向正交的面内配置成多个角度而拍摄到的暗场像。
在本发明的一个方面的X射线成像装置中，如上所述那样具备：光栅转动机构，其使多个光栅分别转动；以及图像处理部，其生成将光栅配置成多个角度而拍摄到的暗场像。由此，能够不变更被摄体相对于光栅的朝向，而通过变更光栅的朝向来变更被摄体相对于光栅的朝向。因而，不变更被摄体相对于光栅的朝向就能够将被摄体的内部构造图像化。另外，由于不变更被摄体相对于光栅的朝向就能够将被摄体的内部构造图像化，因此例如即使在对将光栅配置成多个角度而拍摄到的暗场像进行比对的情况下，也不需要使各图像中的被摄体的朝向一致，能够容易地比对各图像。
在上述一个方面的X射线成像装置中，优选的是，光栅转动机构构成为，在与光轴方向正交的面内沿纵向、横向以及倾斜方向中的至少任两个方向配置多个光栅。如果像这样构成，则在使光栅转动时，能够以使光栅相对于被摄体的朝向的朝向各不相同的方式使多个光栅转动。其结果，能够将被摄体内的X射线的散射方向不同的内部构造分别图像化。
在该情况下，优选的是，还具备使多个光栅中的至少任一个光栅移动的光栅移动机构，光栅移动机构构成为，在使多个光栅转动之后使多个光栅中的至少任一个光栅同光栅转动机构一起移动。如果像这样构成，则即使在使多个光栅转动之后移动光栅的情况下，也能够不使光栅移动机构转动地使光栅移动。
在该情况下，优选的是，光栅移动机构构成为，能够使光栅在与光轴方向正交的面内沿纵向或横向移动，并且构成为根据多个光栅的配置方向变更使光栅移动的方向，光栅移动机构构成为，在使多个光栅中的任一个光栅至少平移与光栅的一个周期以上的量相应的量时，使多个光栅中的任一个光栅沿着平移的距离变小的方向移动。如果像这样构成，则即使在将光栅配置成多个角度并使光栅进行了平移的情况下，也能够与光栅的配置方向相应地使光栅沿着光栅的平移的距离变小的方向进行平移。其结果，能够抑制由平移时的误差引起的图像的画质的劣化。
在上述根据多个光栅的配置方向变更使光栅移动的方向的结构中，优选的是，光栅转动机构包括用于保持光栅的光栅保持部和用于使光栅保持部转动的转动部。如果像这样构成，则例如与使光栅同光栅移动机构一起转动的情况相比，能够通过利用转动部使光栅保持部转动来使光栅转动机构小型化。另外，由于能够利用光栅转动机构使光栅转动，因此不需要使光栅移动部伴随光栅的旋转而转动的机构，因此能够与之相应地简化装置结构。
在该情况下，优选的是，光栅转动机构还包括止挡件机构，该止挡件机构用于在能够使光栅转动的状态与不能使光栅转动的状态之间切换。如果像这样构成，则通过设为在拍摄被摄体时不能使光栅转动的状态，例如能够抑制光栅转动部的误动作等不期望的光栅的旋转。其结果，能够抑制在利用光栅转动机构变更了光栅的朝向之后在进行摄像之前发生光栅的绕光轴旋转的旋转方向上的不期望的位置偏移。
在光栅转动机构包括止挡件机构的结构中，优选的是，止挡件机构包括：抵接构件，其用于抵接于光栅保持部；施力构件，其使抵接构件对光栅保持部进行施力；以及抵接状态解除部，其使抵接构件对抗施力构件的施力而从光栅保持部分离。如果像这样构成，则能够通过使抵接状态解除部进行动作来从利用施力构件的施力不能使光栅转动的状态切换为能够使光栅转动的状态。其结果，能够限定于变更光栅的朝向时而设为能够使光栅转动的状态，因此能够以简单的结构极力抑制光栅的旋转位置偏移。
在光栅转动机构包括光栅保持部和转动部的结构中，优选的是，光栅转动机构还具备探测光栅的原点位置的原点位置探测部。如果像这样构成，则能够在使各光栅转动时容易地确认各光栅是否被配置在原点位置。其结果，能够在使各光栅转动时容易地将各个光栅配置在初始位置。
在光栅转动机构包括光栅保持部和转动部的结构中，优选的是，还具备光栅位置调整机构，该光栅位置调整机构调整多个光栅中的至少任一个光栅的在多个光栅的光栅间的相对位置，光栅转动机构构成为借助光栅位置调整机构被保持在光栅移动机构上。如果像这样构成，则即使在利用光栅转动机构使光栅转动的情况下，也能够不使光栅位置调整机构和光栅移动机构转动地进行光栅的位置调整以及光栅的移动。其结果，不需要使光栅位置调整机构和光栅移动机构伴随光栅的转动而转动，因此能够抑制装置结构复杂化。
在具备上述光栅位置调整机构的结构中，优选的是，还具备控制部，该控制部基于在利用光栅转动机构使多个光栅转动之后产生的莫尔条纹来计算光栅位置调整机构对光栅的调整量。如果像这样构成，则即使在由于使光栅转动而导致多个光栅的光栅间的相对位置产生偏移的情况下，也能够基于莫尔条纹计算光栅的调整量，因此能够容易地进行光栅的位置调整。
在上述一个方面的X射线成像装置中，优选的是，还具备光栅角度信息存储部，该光栅角度信息存储部存储被光栅转动机构转动的多个光栅的角度信息。如果像这样构成，则能够在图像分析时容易地掌握散射成分的方向。
在上述一个方面的X射线成像装置中，优选的是，还具备旋转机构，该旋转机构使被摄体与包括X射线源、检测器以及多个光栅的摄像系统进行相对旋转，图像处理部构成为，根据一边使被摄体与摄像系统进行相对旋转一边在多个旋转角度下拍摄到的多个暗场像来生成三维暗场像。在此，根据进行被摄体与摄像系统的相对旋转时的旋转轴的方向以及光栅的朝向的不同，被强调的X射线的散射方向也不同，因此存在想要变更进行被摄体与摄像系统的相对旋转时的旋转轴的方向的情况。另外，还存在想要变更进行被摄体与摄像系统的相对旋转时的被摄体相对于旋转轴的朝向的情况。如果如上述那样构成，则不变更进行被摄体与摄像系统的相对旋转时的旋转轴的方向，就能够生成变更被摄体相对于光栅的朝向而拍摄到的三维暗场像。另外，不变更被摄体的朝向，就能够生成变更被摄体相对于光栅的朝向而拍摄到的三维暗场像。其结果，不需要将用于变更进行被摄体与摄像系统的相对旋转时的旋转轴的方向的机构和用于变更被摄体的朝向的机构进行组合，因此能够抑制装置结构复杂化。
在上述一个方面的X射线成像装置中，优选的是，图像处理部构成为，对通过将光栅在与光轴方向正交的面内配置成多个角度而拍摄到的多个暗场像进行合成，来生成表示因被摄体引起的X射线的散射的强度的全散射像。在此，基于X射线在被摄体中的散射来将暗场像图像化，因此灵敏度与光栅的朝向相应地不同(无法将一部分散射射线图像化)。如果如上述那样构成，则能够根据对使X射线沿多个方向散射得到的多个暗场像进行合成而生成的全散射像来获得弥补了X射线的散射的灵敏度的差异的所有方向的散射像。另外，能够不变更被摄体的朝向地进行摄像，因此不进行被摄体的位置对准就能够生成全散射像。其结果，能够容易且准确地生成全散射像。
在该情况下，优选的是，图像处理部构成为，还使用多个光栅的角度不同的多个暗场像生成表示因被摄体引起的X射线的散射的定向性的散射定向像和表示因被摄体引起的X射线的散射的定向性的强弱的定向性强弱像中的至少任一方。如果像这样构成，则能够通过生成散射定向像来掌握因被摄体引起的X射线的散射。另外，能够通过生成定向性强弱像来掌握因被摄体引起的X射线的散射的定向性的强弱。其结果，能够更为详细地掌握被摄体内的散射的定向性各不相同的多个内部构造的分布、在被摄体内产生的裂痕的分布等。
在图像处理部生成散射定向像的结构中，优选的是，图像处理部构成为生成使X射线的散射的定向性与色彩对应地显示的散射定向像。如果像这样构成，则由于在散射定向像中X射线的散射的定向性与色彩相关联，因此例如与通过像素值的差(图像的明暗)显示定向性的差异的散射定向像相比，能够容易地掌握X射线的散射的定向性。
在上述一个方面的X射线成像装置中，优选的是，图像处理部构成为从将多个暗场像进行合成而生成的图像获取被摄体的特征量。如果像这样构成，则不需要进行位置对准就能够准确地进行合成，因此能够容易且高精度地获取特征量。
在上述一个方面的X射线成像装置中，优选的是，图像处理部构成为获取与被摄体内的存在定向性的内部构造有关的信息来作为被摄体的特征量，与被摄体内的存在定向性的内部构造有关的信息至少包含存在定向性的内部构造的长度和存在定向性的内部构造的宽度。如果像这样构成，则例如能够更加详细地掌握碳纤维强化塑料的内部构造等存在定向性的内部构造的形状。
在上述一个方面的X射线成像装置中，优选的是，多个光栅还包括被配置在X射线源与第一光栅之间的第三光栅。如果像这样构成，则能够利用第三光栅提高从X射线源照射的X射线的相干性。其结果，能够不依赖于X射线源的焦点尺寸地形成第一光栅的自身像，因此能够提高X射线源的选择的自由度。
在该情况下，优选的是，多个光栅构成为，通过调整多个光栅中的任一个光栅的在所述多个光栅的光栅间的相对位置，以第一光栅为基准来将第二光栅和第三光栅配置成相对且对称的相对位置。如果像这样构成，则通过以第一光栅为基准将第一光栅、第二光栅以及第三光栅中的任一个光栅的位置配置成相对且对称的相对位置，能够进行多个光栅的位置调整，因此能够容易地调整多个光栅的光栅间的相对位置。
附图说明
图1是从X方向观察第一实施方式的X射线成像装置的示意图。
图2是用于说明第一实施方式的X射线成像装置中的光栅转动机构的示意图。
图3A是第一实施方式的利用光栅转动机构将光栅的朝向横向地配置的示意图。
图3B是第一实施方式的利用光栅转动机构将光栅的朝向斜向地配置的示意图。
图3C是第一实施方式的利用光栅转动机构将光栅的朝向纵向地配置的示意图。
图4是用于说明第一实施方式的X射线成像装置中的光栅位置调整机构和光栅移动机构的示意图。
图5是用于说明第一实施方式的X射线成像装置中的光栅位置调整机构对光栅的位置调整的示意图。
图6A是用于说明利用第一实施方式的X射线成像装置中的光栅移动机构移动横向地配置的光栅的移动方向的示意图。
图6B是用于说明利用第一实施方式的X射线成像装置中的光栅移动机构移动斜向地配置的光栅的移动方向的示意图。
图6C是用于说明利用第一实施方式的X射线成像装置中的光栅移动机构移动以比图6B的角度大的角度斜向地配置的光栅的移动方向的示意图。
图7是用于说明第一实施方式的X射线成像装置的摄像方法的流程图。
图8A是将第一实施方式的X射线成像装置的光栅横向地配置而拍摄到的暗场像的示意图。
图8B是将第一实施方式的X射线成像装置的光栅纵向地配置而拍摄到的暗场像的示意图。
图9是用于说明第二实施方式的X射线成像装置的摄像方法的流程图。
图10A是将第二实施方式的X射线成像装置的光栅横向地配置而拍摄到的暗场像的示意图。
图10B是将第二实施方式的X射线成像装置的光栅纵向地配置而拍摄到的暗场像的示意图。
图10C是第二实施方式的对将光栅横向地配置而拍摄到的暗场像与将光栅纵向地配置而拍摄到的暗场像进行合成所得到的暗场像。
图11是用于说明第三实施方式的X射线成像装置的摄像方法的流程图。
图12A是将第三实施方式的光栅的角度配置为0度而拍摄到的暗场像的示意图。
图12B是将第三实施方式的光栅的角度配置为45度而拍摄到的暗场像的示意图。
图12C是将第三实施方式的光栅的角度配置为90度而拍摄到的暗场像的示意图。
图12D是将第三实施方式的光栅的角度配置为135度而拍摄到的暗场像的示意图。
图13是第三实施方式的图像处理部所生成的散射定向像的示意图。
图14是第三实施方式的图像处理部所生成的定向性强弱像的示意图。
图15是从Z1方向观察第四实施方式的X射线成像装置的光栅转动机构的示意图。
图16是从Z2方向观察第四实施方式的X射线成像装置的光栅转动机构的示意图。
图17是从X方向观察第五实施方式的X射线成像装置的示意图。
图18是用于说明第五实施方式的X射线成像装置的摄像方法的流程图。
图19是从X方向观察第一实施方式的第一变形例的X射线成像装置的示意图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。
[第一实施方式]
参照图1～图8B对本发明的第一实施方式的X射线成像装置100的结构以及X射线成像装置100生成暗场像13的方法进行说明。
(X射线成像装置的结构)
首先，参照图1对第一实施方式的X射线成像装置100的结构进行说明。
如图1所示，X射线成像装置100是利用通过了被摄体T的X射线的散射将被摄体T的内部图像化的装置。另外，X射线成像装置100是利用塔尔博特(Talbot)效应将被摄体T的内部图像化的装置。X射线成像装置100例如在无损检查用途中能够用于作为物体的被摄体T的内部的图像化。
被摄体T包括存在定向性的内部构造。被摄体T例如是碳纤维强化塑料(CFRP)。此外，存在定向性的内部构造是指在各个内部构造中使X射线散射的方向具有特征的内部构造。即，存在定向性的内部构造是指使X射线沿规定的方向散射的内部构造。
如图1所示，X射线成像装置100具备X射线源1、第一光栅2、第二光栅3、检测器4、图像处理部5、控制部6、光栅转动机构7、光栅移动机构8以及光栅位置调整机构9。此外，在本说明书中，将从X射线源1朝向第一光栅2的方向设为Z2方向，将其相反方向的方向设为Z1方向。另外，将与Z方向正交的面内的左右方向设为X方向，将图1的朝向纸面的内部的方向设为X2方向，将图1的朝向纸面的近前侧的方向设为X1方向。另外，将与Z方向正交的面内的上下方向设为Y方向，将向上方向设为Y1方向，将向下方向设为Y2方向。另外，Z方向是专利权利要求书的“X射线的光轴方向”的一例。
X射线源1通过被施加高电压来产生X射线。X射线源1构成为朝向Z2方向照射所产生的X射线。
第一光栅2具有多个狭缝2a和X射线相位变化部2b。各狭缝2a和X射线相位变化部2b沿Y方向以规定的周期(间距)d1排列。各狭缝2a和X射线相位变化部2b分别形成为直线状地延伸。另外，各狭缝2a和X射线相位变化部2b分别形成为平行地延伸。第一光栅2是所谓的相位光栅。
第一光栅2被配置在X射线源1与第二光栅3之间，被X射线源1照射X射线。第一光栅2被设置为用于通过塔尔博特效应形成第一光栅2的自身像12(参照图6A)。当具有相干性的X射线通过形成有狭缝的光栅时，在与光栅相距规定的距离(塔尔博特距离)的位置处形成光栅的像(自身像12)。将该情况称为塔尔博特效应。
第二光栅3具有多个X射线透过部3a和X射线吸收部3b。各X射线透过部3a和X射线吸收部3b沿Y方向以规定的周期(间距)d2排列。各X射线透过部3a和X射线吸收部3b分别形成为直线状地延伸。另外，各X射线透过部3a和X射线吸收部3b分别形成为平行地延伸。第二光栅3是所谓的吸收光栅。第一光栅2、第二光栅3是分别具有不同的作用的光栅，但狭缝2a和X射线透过部3a分别使X射线透过。另外，X射线吸收部3b屏蔽X射线。另外，X射线相位变化部2b由于折射率与狭缝2a的折射率不同而使X射线的相位变化。
第二光栅3被配置在第一光栅2与检测器4之间，被照射通过了第一光栅2的X射线。另外，第二光栅3被配置在与第一光栅2仅相距规定的塔尔博特距离的位置。第二光栅3与第一光栅2的自身像12发生干涉，从而在检测器4的检测表面上形成莫尔条纹11(参照图5)。
检测器4构成为检测X射线，并且将检测到的X射线转换为电信号，读取转换得到的电信号来作为图像信号。检测器4例如是FPD(Flat Panel Detector：平板检测器)。检测器4由多个转换元件(未图示)和配置在多个转换元件上的像素电极(未图示)构成。多个转换元件和像素电极以规定的周期(像素间距)沿X方向和Y方向阵列状地排列。另外，检测器4构成为将获取到的图像信号输出到图像处理部5。
图像处理部5构成为基于从检测器4输出的图像信号来生成暗场像13(参照图8A)。图像处理部5例如包括GPU(Graphics Processing Unit：中央处理单元)、构成为用于图像处理的FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等处理器。
控制部6构成为通过借助光栅转动机构7使光栅转动来变更光栅相对于被摄体T的朝向。另外，控制部6构成为能够借助光栅移动机构8使第一光栅2在光栅面内沿纵向(Y方向)或横向(X方向)移动。另外，控制部6构成为与光栅的配置方向相应地变更使光栅移动的方向。另外，控制部6包括光栅角度信息存储部10，该光栅角度信息存储部10存储被光栅转动机构7转动的多个光栅的角度信息。控制部6例如包括CPU(Central Processing Unit)等处理器。
光栅转动机构7构成为基于来自控制部6的信号使第一光栅2和第二光栅3转动。具体地说，在第一光栅2和第二光栅3中分别设置有光栅转动机构7。光栅转动机构7构成为在与光轴方向(Z方向)正交的面内沿纵向(Y方向)、横向(X方向)以及倾斜方向中的至少任两个方向配置多个光栅。另外，光栅转动机构7构成为通过使光栅转动来变更光栅相对于被摄体T的朝向。光栅转动机构7使光栅转动的详细结构后文叙述。此外，纵向是指在将与X射线的光轴方向(Z方向)正交的水平方向(X方向)设为基准的情况下，配置光栅的朝向大致为90度。另外，横向是指在将与X射线的光轴方向(Z方向)正交的水平方向(X方向)设为基准的情况下，配置光栅的朝向大致为0度。另外，倾斜方向是指配置光栅的朝向大致为正负45度。此外，各个方向设为容许规定角度的范围的偏差。关于规定角度的范围的偏差，例如既可以是正负15度，也可以是正负5度。典型地说，纵向(Y方向)是铅垂方向，横向(X方向)是水平方向。
光栅移动机构8构成为能够基于来自控制部6的信号使第一光栅2沿纵向(Y方向)或横向(X方向)移动。光栅移动机构8使光栅移动的详细结构后文叙述。另外，光栅移动机构8借助光栅位置调整机构9来保持光栅转动机构7。
光栅位置调整机构9构成为基于来自控制部6的信号来调整第一光栅2的在多个光栅间的相对位置。由光栅位置调整机构9调整多个光栅的光栅间的相对位置的详细结构后文叙述。
光栅角度信息存储部10构成为基于来自控制部6的信号存储被光栅转动机构7转动的多个光栅的光栅角度信息。光栅角度信息存储部10例如由HDD(硬盘驱动器)和存储器等构成。
在第一实施方式中，图像处理部5构成为生成通过将光栅在与光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)配置成多个角度而拍摄到的暗场像13。具体地说，图像处理部5生成一边由控制部6借助光栅移动机构8使第一光栅2平移一边进行拍摄所得到的暗场像13(参照图8A)。在此，暗场像是指将通过因处于被摄体T的内部的内部构造引起的X射线的折射而产生的对比度进行图像化所得到的像。另外，在第一实施方式中，图像处理部5构成为生成通过由控制部6借助光栅转动机构7使第一光栅2和第二光栅3分别转动来将光栅配置成多个角度后拍摄到的多个暗场像13。
(光栅转动机构)
接着，参照图2对第一实施方式的X射线成像装置100中的光栅转动机构7的结构进行说明。
如图2所示，光栅转动机构7包括用于保持光栅的光栅保持部70、用于使光栅保持部70转动的转动部71以及壳体72。光栅保持部70以能够转动的方式被支承在壳体72内。另外，光栅保持部70构成为在与光栅接触的状态下将光栅保持在内部。另外，光栅保持部70形成为圆盘状。另外，光栅保持部70的外周面形成为齿轮状。在图2所示的例子中，为了方便，放大地图示了光栅(光栅图案)使得获知光栅的朝向，但实际上各光栅的光栅图案非常细，难以用肉眼辨别光栅的朝向。因此，在第一实施方式中，光栅保持部70设置有第一标记73a、第二标记73b以及第三标记73c，以使用户能够确认光栅的转动。此外，如图2所示，第一标记73a、第二标记73b以及第三标记73c构成为能够互相区别。此外，光栅图案是指狭缝2a、X射线相位变化部2b、X射线透过部3a、X射线吸收部3b等。
转动部71包括动力部(未图示)和旋转部71a。动力部包括电动机、编码器等。旋转部71a形成为圆盘状。另外，旋转部71a的外周面形成为齿轮状。另外，旋转部71a构成为利用动力部进行旋转。光栅保持部70与转动部71(旋转部71a)形成为互相卡合(齿轮之间啮合)，形成为通过使转动部71(旋转部71a)转动来使光栅保持部70转动。因而，光栅转动机构7构成为基于来自控制部6的信号使转动部71转动，通过转动部71的转动使光栅保持部70转动，由此使光栅转动。此外，转动部71的可动范围可以是任何范围。例如，既可以构成为在大致0度至大致360度的范围内旋转，也可以构成为在大致0度至大致180度的范围内转动。另外，也可以构成为在大致负90度至大致90度的范围内转动。在第一实施方式中，转动部71构成为在大致0度至大致90度的范围内可动。另外，利用转动部71中包括的编码器等将转动部71的转动角度θ(参照图6B)存储于光栅角度信息存储部10。即，各光栅被光栅转动机构7转动的角度θ被存储于光栅角度信息存储部10。
在第一实施方式中，控制部6通过借助光栅转动机构7使各光栅转动，能够将光栅配置为如图3A～图3C所示那样的朝向。光栅转动机构7构成为使各光栅的转动角度θ大致相同。在第一实施方式中，X射线成像装置100构成为以使光栅朝向纵向(Y方向)的配置和使光栅朝向横向(X方向)的配置拍摄被摄体T。此外，光栅的朝向是指光栅图案延伸的方向。
(光栅移动机构以及光栅位置调整机构)
如图4所示，光栅移动机构8构成为能够使光栅在与光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)沿纵向(Y方向)或横向(X方向)移动。具体地说，如图4所示，光栅移动机构8包括X方向直动机构80和Y方向直动机构81。X方向直动机构80构成为能够沿X方向平移。X方向直动机构80例如包括步进电动机等。Y方向直动机构81构成为能够沿Y方向平移。Y方向直动机构81例如包括步进电动机等。光栅移动机构8构成为通过X方向直动机构80的动作来经由光栅位置调整机构9使光栅转动机构7沿X方向平移。另外，光栅移动机构8构成为通过Y方向直动机构81的动作来经由光栅位置调整机构9使光栅转动机构7沿Y方向平移。即，光栅移动机构8构成为使第一光栅2同光栅转动机构7一起移动。
另外，如图4所示，光栅位置调整机构9被保持在光栅移动机构8上。光栅位置调整机构9包括台支承部90、驱动部91以及台92。台支承部90从下方(Y1方向)支承台92。驱动部91构成为使台支承部90沿X方向进行往复移动。台92构成为，底部形成为朝向台支承部90凸的凸曲面状，通过沿X方向进行往复移动来绕着Z方向的中心轴线转动。与通过使各光栅大幅地转动来变更各光栅的朝向的光栅转动机构7不同，光栅位置调整机构9是调整光栅在XY面内的细微的角度的偏差的机构。因而，光栅位置调整机构9构成为，在与光栅转动机构7相比较的情况下位置精度更高。另外，光栅位置调整机构9构成为，在与光栅转动机构7相比较的情况下，光栅的转动量更小。
(光栅的位置调整)
接着，参照图5来说明控制部6进行第一光栅2和第二光栅3的位置调整的结构。图5所示的例子是利用光栅转动机构7使第一光栅2和第二光栅3转动后的图像的示意图。存在以下情况：在利用光栅转动机构7使光栅转动后，第一光栅2和第二光栅3的光栅间的相对位置发生偏移。在第一光栅2和第二光栅3的光栅间的相对位置发生了偏移的情况下，即使在不配置被摄体T的空摄影的状态下，也如图5所示那样产生莫尔条纹11。在图5所示的例子中产生了周期d3的莫尔条纹11。
在第一实施方式中，控制部6构成为基于利用光栅转动机构7使第一光栅2和第二光栅3转动后产生的莫尔条纹11来计算光栅位置调整机构9对光栅的调整量ga。具体地说，控制部6通过以下所示的式(1)来计算光栅的调整量ga。
【数1】
Figure GDA0003258987000000141
在此，ga是光栅的调整量。另外，d2是第二光栅3的光栅间距。另外，d3是莫尔条纹11的间距。另外，s是检测器4的像素尺寸。
控制部6构成为通过上述式(1)来计算光栅的调整量ga，通过利用光栅位置调整机构9使第一光栅2转动与计算出的调整量ga相当的量来进行第一光栅2与第二光栅3的光栅间的位置调整。在第一光栅2和第二光栅3的光栅间的位置调整后，如图5所示，莫尔条纹11的周期变得足够大，根据情况大致消失。
(光栅的平移方向的切换)
接着，参照图6来说明第一实施方式的控制部6对借助光栅移动机构8进行的光栅的平移的方向进行切换的结构。在第一实施方式中，图像处理部5通过条纹扫描法生成了暗场像13。条纹扫描法是以下方法：一边使光栅平移与光栅的一个周期以上的量相当的量一边进行摄像，由此基于检测到的X射线的检测信号曲线(步进曲线)来生成图像。在第一实施方式中，光栅移动机构8构成为使第一光栅2平移与第二光栅3的一个周期(d2)以上的量相应的量。另外，光栅移动机构8构成为根据第一光栅2和第二光栅3的配置方向变更使光栅移动的方向。光栅移动机构8构成为，在使第一光栅2平移与第二光栅3的一个周期(d2)以上的量相应的量时，使第一光栅2沿着平移的距离变小的方向移动。
具体地说，控制部6构成为使光栅沿着通过以下的式(2)和式(3)计算出的平移距离中的平移的距离变小的方向平移。
【数2】
Figure GDA0003258987000000151
Figure GDA0003258987000000152
在此，swc和sws是使光栅平移时的平移距离。另外，d2是第二光栅3的间距。另外，θ是与X射线的光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)的光栅的转动角度。另外，n是使光栅平移的次数(步数)。
利用上述式(2)计算的平移的平移距离swc是使光栅沿纵向(Y方向)移动时的移动距离。利用上述式(3)计算的平移的平移距离sws是使光栅沿横向(X方向)移动时的移动距离。控制部6计算沿横向(X方向)平移时的平移距离swc和沿纵向(Y方向)平移时的平移距离sws，使光栅沿着移动距离变小的方向平移。
图6A所示的例子是示出沿横向(X方向)配置了光栅的情况下的光栅的平移的示意图。在沿横向(X方向)配置了光栅的情况下，控制部6借助光栅位置调整机构9使第一光栅2沿Y2方向平移。
图6B所示的例子是表示倾斜地配置了光栅的情况下的步进方向的示意图。图6B是光栅的转动角度θ小的情况下的例子。在图6B所示的例子中，光栅的转动角度θ例如是30度。在光栅的转动角度θ是30度的情况下，纵向(Y方向)的平移距离swc比横向(X方向)的平移距离sws小。因而，在图6B所示的例子中，使第一光栅2沿纵向(Y方向)平移。图6C所示的例子是表示倾斜地配置了光栅的情况下的步进方向的示意图。图6C是光栅的转动角度θ大的情况下的例子。在图6C所示的例子中，光栅的转动角度θ例如是60度。在光栅的转动角度θ是60度的情况下，横向(X方向)的平移距离sws比纵向(Y方向)的平移距离swc小。因而，在图6C所示的例子中，使第一光栅2沿横向(X方向)平移。
(被摄体的摄像)
接着，参照图7对第一实施方式的X射线成像装置100拍摄被摄体T的结构的流程进行说明。
在步骤S1中，控制部6借助光栅转动机构7沿横向(X方向)配置第一光栅2和第二光栅3。接着，在步骤S2中，由操作者配置被摄体T。此外，步骤S2只要在步骤S3之前，任何时候进行均可。
接着，在步骤S3中，控制部6一边借助光栅移动机构8使第一光栅2平移一边拍摄被摄体T。接着，在步骤S4中，图像处理部5生成被摄体T的暗场像13。
接着，在步骤S5中，控制部6判定是否在以期望的角度配置了第一光栅2和第二光栅3的状态下进行了摄像。在没有在以期望的角度配置第一光栅2和第二光栅3的状态下进行摄像的情况下，进入步骤S6。在以期望的角度配置了第一光栅2和第二光栅3的状态下进行了摄像的情况下，结束处理。
在步骤S6中，控制部6借助光栅转动机构7使第一光栅2和第二光栅3转动规定角度，由此沿纵向(Y方向)配置第一光栅2和第二光栅3。在第一实施方式中，规定角度大致是90度。接着，在步骤S7中，控制部6借助光栅位置调整机构9进行第一光栅2的位置调整。之后，进入步骤S3。
(图像处理部所生成的图像)
接着，参照图8A和8B对第一实施方式的图像处理部5所生成的图像进行说明。
在第一实施方式中，图像处理部5构成为生成通过将第一光栅2和第二光栅3在与光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)配置成多个角度而拍摄到的暗场像13。此外，图8A和8B所示的例子是对被摄体T(CFRP)施加冲击后使被摄体形成裂纹(裂痕14a～14d)而拍摄到的暗场像13。
在此，暗场像13是基于由于X射线散射而产生的检测器4的每个像素的X射线的剂量的变化所得到的图像。即，由于透过光栅并被检测器4检测到的X射线发生散射，该发生了散射的X射线被光栅吸收，因此X射线中的发生了散射的部分无法被检测器4检测到。另一方面，由于被光栅吸收的X射线发生散射，该发生了散射的X射线透过光栅，发生了该散射并透过光栅的X射线被检测器4检测到。因而，在暗场像13中，在检测器4的各像素中检测到的X射线的剂量发生变化。在X射线沿着与光栅的朝向正交的方向散射的情况下，被检测器4检测到的X射线的剂量的变化明显。另外，X射线由于被摄体T的内部构造(裂痕14a～14d)而多重地折射，由此引起X射线的散射。在X射线通过折射率不同的区域的边界时发生X射线的折射。在由于裂痕14a～14d导致X射线发生折射的情况下，在裂痕14a～14d与除此以外的区域的边界发生折射，因此X射线沿着与裂痕14a～14d延伸的方向交叉的方向发生折射。由此，在暗场像13中能够掌握X射线的散射的定向性。
图8A是沿横向(X方向)配置光栅(参照图3A)而拍摄到的暗场像13a。在图8A所示的例子中，沿横向(X方向)配置了光栅，因此描绘了被摄体T的内部存在的裂痕14a～14d中的沿横向(X方向)延伸的裂痕14a。另外，也描绘了被摄体T的内部存在的裂痕14a～14d中的沿倾斜方向延伸的裂痕14b和裂痕14c。沿倾斜方向延伸的裂痕14b和裂痕14c包含针对横向(X方向)和纵向(Y方向)的X射线的散射成分，因此即使在沿横向(X方向)配置了光栅的情况下也能够进行描绘。但是，倾斜方向的裂痕14b和裂痕14c在与横向(X方向)的裂痕14a进行比较的情况下，由于沿纵向(Y方向)散射的X射线的量变小，因此在暗场像13a中比沿横向(X方向)延伸的裂痕14a轻淡地描绘。
另外，图8A所示的暗场像13a中的圆形区域15是对被摄体T施加冲击时的冲击痕。由于冲击使被摄体T的在Z方向上的各层的间隔塞满(缩小)，X射线的散射变弱，因此在图像中显示为白色。另外，图8A所示的暗场像13a中的椭圆形区域16a(点状的阴影部)是通过由于对被摄体T施加了冲击使被摄体T内的Z方向上的层间发生剥离而发生的X射线的散射来描绘出的区域。椭圆形区域16a是检测到由于被摄体T的层间的剥离而沿纵向(Y方向)散射的X射线的区域。此外，在图8A所示的例子中，由光栅角度信息存储部10存储的各光栅的角度大致为0度，利用光栅移动机构8使第一光栅2平移的方向是Y方向。
图8B是沿纵向(Y方向)配置光栅(参照图3C)而拍摄到的暗场像13b。在图8B所示的例子中，沿纵向(Y方向)配置光栅，因此描绘了被摄体T的内部存在的裂痕14a～14d中的沿纵向(Y方向)延伸的裂痕14d。另外，与暗场像13a同样地，也描绘了被摄体T的内部存在的裂痕14a～14d中的沿倾斜方向延伸的裂痕14b和裂痕14c。倾斜方向的裂痕14b和裂痕14c在与纵向(Y方向)的裂痕14d进行比较的情况下，由于沿横向(X方向)散射的X射线的量变小，因此在暗场像13中以比纵向的裂痕14d轻淡的方式描绘。另外，图8B所示的暗场像13b中的圆形区域15是对被摄体T施加了冲击时的冲击痕。
另外，图8B所示的暗场像13b中的椭圆形区域16b是通过由于对被摄体T施加了冲击使被摄体T内的Z方向上的层间发生剥离而发生的X射线的散射来描绘出的区域。椭圆形区域16b(点状的阴影部)是检测到由于被摄体T的层间的剥离而沿横向(X方向)散射的X射线的区域。因而，椭圆形区域16b的形状与图8A所示的椭圆形区域16a的形状略微不同。虽省略图示，但在如图3B所示那样倾斜地配置了各光栅的情况下，描绘在沿着光栅的朝向的方向上延伸的裂痕14c。但是，在与光栅的朝向正交的方向上延伸的裂痕14b没有被描绘。此外，裂痕14a和裂痕14d分别在相对于光栅倾斜的方向上延伸，因此在暗场像13中以比裂痕14c轻淡的方式描绘。在图8B所示的例子中，由光栅角度信息存储部10存储的各光栅的角度大致为90度，利用光栅移动机构8使第一光栅2平移的方向是X方向。
(第一实施方式的效果)
在第一实施方式中，能够获得如以下那样的效果。
在第一实施方式中，如上所述，X射线成像装置100具备：X射线源1；多个光栅，其包括用于利用从X射线源1照射的X射线来形成自身像12的第一光栅2以及用于与第一光栅2的自身像12发生干涉的第二光栅3；检测器4，其检测从X射线源1照射的X射线；光栅转动机构7，其使多个光栅分别在与X射线的光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)转动；以及图像处理部5，其根据由检测器4检测到的X射线的强度分布来至少生成暗场像13，其中，图像处理部5构成为生成通过将光栅在与光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)配置成多个角度而拍摄到的暗场像13。由此，不变更被摄体T相对于光栅的朝向，就能够通过变更光栅的朝向来变更被摄体T相对于光栅的朝向。因而，不变更被摄体T相对于光栅的朝向就能够将被摄体T的内部构造(裂痕14a～14d)图像化。另外，由于不变更被摄体T相对于光栅的朝向就能够将被摄体T的内部构造(裂痕14a～14d)图像化，因此例如即使在对将光栅配置成多个角度而拍摄到的暗场像13进行比对的情况下，也不需要使各图像中的被摄体T的朝向一致，能够容易地比对各图像。
另外，在第一实施方式中，如上所述，光栅转动机构7构成为在与光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)沿纵向(Y方向)、横向(X方向)以及倾斜方向中的纵向(Y方向)和横向(X方向)配置多个光栅。由此，在使光栅转动时，能够以使光栅的朝向相对于被摄体T的朝向各不相同的方式使多个光栅转动。其结果，能够将在被摄体T内X射线的散射方向不同的内部构造(裂痕14a～14d)分别图像化。
另外，在第一实施方式中，如上所述，X射线成像装置100还具备使第一光栅2移动的光栅移动机构8，光栅移动机构8构成为在使多个光栅转动之后使第一光栅2同光栅转动机构7一起移动。由此，即使在使第一光栅2和第二光栅3转动之后使第一光栅2移动的情况下，不使光栅移动机构8转动就能够使第一光栅2移动。
另外，在第一实施方式中，如上所述，光栅移动机构8构成为能够使光栅在与光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)沿纵向(Y方向)或横向(X方向)移动，并且构成为根据多个光栅的配置方向变更使光栅移动的方向，光栅移动机构8还构成为在使第一光栅2平移与第二光栅3的一个周期(d2)以上的量相当的量时使第一光栅2沿着平移的距离变小的方向移动。由此，即使在将光栅配置成多个角度并使光栅平移的情况下，也能够根据光栅的配置方向使光栅沿着光栅的平移的距离变小的方向平移。其结果，能够抑制由平移时的误差引起的图像的画质的劣化。
另外，在第一实施方式中，如上所述，光栅转动机构7包括用于保持光栅的光栅保持部70和用于使光栅保持部70转动的转动部71。由此，例如与使光栅同光栅移动机构8一起转动的情况相比，能够通过利用转动部71使光栅保持部70转动来使光栅转动机构7小型化。另外，由于能够利用光栅转动机构7使光栅转动，因此不需要使光栅移动机构8伴随光栅的旋转而转动的机构，因此能够与之相应地简化装置结构。
另外，在第一实施方式中，如上所述，还具备光栅位置调整机构9，该光栅位置调整机构9调整第一光栅2的在多个光栅的光栅间的相对位置，光栅转动机构7构成为借助光栅位置调整机构9被保持在光栅移动机构8上。由此，即使在利用光栅转动机构7使光栅进行了转动的情况下，也能够不使光栅位置调整机构9和光栅移动机构8转动地进行光栅的位置调整和光栅的移动。其结果，不需要伴随光栅的转动使光栅位置调整机构9及光栅移动机构8转动，因此能够抑制装置结构复杂化。
另外，在第一实施方式中，如上所述，X射线成像装置100还具备控制部6，该控制部6基于在利用光栅转动机构7使多个光栅旋转之后产生的莫尔条纹11来计算光栅位置调整机构9对光栅的调整量ga。由此，即使在由于使光栅转动导致多个光栅的光栅间的相对位置发生了偏移的情况下，也能够基于莫尔条纹计算光栅的调整量ga，因此能够容易地进行光栅的位置调整。
另外，在第一实施方式中，如上所述，还具备光栅角度信息存储部10，该光栅角度信息存储部10存储被光栅转动机构7转动的多个光栅的角度信息。由此，能够在图像分析时容易地掌握散射成分的方向。
[第二实施方式]
接着，参照图1、图9以及图10A～10C对第二实施方式的X射线成像装置200(参照图1)进行说明。与根据沿横向(X方向)和纵向(Y方向)配置光栅而拍摄到的图像来分别生成暗场像13的第一实施方式不同，在第二实施方式中，图像处理部5构成为对通过将光栅在与光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)配置成多个角度而拍摄到的多个暗场像13进行合成，来生成表示因被摄体T引起的X射线的散射的强度的全散射像20(参照图10C)。此外，全散射像20是指将由于被摄体T而发生的X射线向所有方向的散射进行图像化所得到的像。另外，对与上述第一实施方式相同的结构附加相同的附图标记，并省略说明。
(X射线成像装置的结构)
首先，参照图1对第二实施方式的X射线成像装置200的结构进行说明。
在第二实施方式中，图像处理部5构成为对通过将光栅在与光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)配置成多个角度而拍摄到的多个暗场像13进行合成，来生成表示因被摄体T引起的X射线的散射的强度的全散射像20。具体地说，图像处理部5构成为将沿横向(X方向)配置光栅而拍摄到的暗场像13a和沿纵向(Y方向)配置光栅而拍摄到的暗场像13b进行合成来生成全散射像20。另外，在第二实施方式中，图像处理部5构成为获取与被摄体T内的存在定向性的内部构造(裂痕14a～14d)有关的信息来作为被摄体T的特征量，与被摄体T内的存在定向性的内部构造(裂痕14a～14d)有关的信息至少包括裂痕14a的长度L(参照图10C)和裂痕14d的宽度W(参照图10C)。此外，裂痕14a的长度L和裂痕14d的宽度W分别是专利权利要求书的“存在定向性的内部构造的长度”和“存在定向性的内部构造的宽度”的一例。
(被摄体的摄像方法)
接着，参照图9对在第二实施方式的X射线成像装置200中拍摄被摄体T的方法的流程进行说明。此外，省略与第一实施方式相同的步骤的说明。
在步骤S1～步骤S7中，生成将各光栅配置为期望的角度而拍摄到的多个暗场像13。之后，进入步骤S8。
在步骤S8中，图像处理部5将沿横向(X方向)配置第一光栅2和第二光栅3而拍摄到的暗场像13a和沿纵向(Y方向)配置第一光栅2和第二光栅3而拍摄到的暗场像13b进行合成来生成全散射像20。
接着，在步骤S9中，图像处理部5从合成得到的全散射像20提取被摄体T的内部构造(裂痕14a～14d)的特征量。
(图像处理部所生成的图像)
接着，参照图10A～10C对第二实施方式的图像处理部5所生成的图像进行说明。
图10A和图10B分别是与图8A和图8B相同的示意图，因此省略说明。图10C是将沿横向(X方向)配置光栅而拍摄到的暗场像13a与沿纵向配置光栅而拍摄到的暗场像13b进行合成所得到的全散射像20的示意图。作为合成方法，可以使用任何方法，但在第二实施方式中，图像处理部5构成为通过图10A所示的暗场像13a、图10B所示的暗场像13b以及以下所示的式(4)来生成全散射像20。
【数3】
Figure GDA0003258987000000221
在此，Idark k(x，y)是暗场像13。另外，k是表示改变光栅的朝向而拍摄到的多个暗场像13中的各个暗场像的数量，另外，M是拍摄到的暗场像13的总数(张数)。在第二实施方式中，例如，M＝2。另外，x和y分别是图像中的x方向和y方向的像素的位置坐标。
图10C所示的全散射像20中的椭圆形区域16(点状的阴影部)是通过由于对被摄体T施加了冲击使被摄体T内的Z方向上的层间发生剥离而发生的X射线的散射来描绘出的区域。椭圆形区域16是检测到由于被摄体T的层间的剥离而沿纵向(Y方向)和横向(X方向)散射的X射线的区域。
此外，第二实施方式的其它结构与上述第一实施方式的结构相同。
(第二实施方式的效果)
在第二实施方式中，能够获得如以下那样的效果。
在第二实施方式中，如上所述，图像处理部5构成为对通过将光栅在与光轴方向(Z方向)正交的面内(XY面内)配置成多个角度而拍摄到的多个暗场像13进行合成。在此，基于X射线在被摄体T处的散射来将暗场像13图像化，因此灵敏度根据光栅的朝向而不同(无法将一部分散射射线图像化)。通过如上述那样构成，能够根据对使X射线沿多个方向散射所得到的多个暗场像13进行合成而生成的全散射像20，来获得弥补了X射线的散射的灵敏度的差异的所有方向的散射像。另外，由于不变更被摄体T的朝向就能够进行摄像，因此不进行被摄体T的位置对准就能够生成全散射像20。其结果，能够容易且准确地生成全散射像20。
另外，在第二实施方式中，如上所述，图像处理部5构成为从将多个暗场像13进行合成而生成的图像(全散射像20)获取被摄体T的特征量。由此，不需要进行位置对准就能够准确地合成，因此能够容易且高精度地获取特征量。
另外，在第二实施方式中，如上所述，图像处理部5构成为获取与被摄体T内的存在定向性的内部构造(裂痕14a～14d)有关的信息来作为被摄体T的特征量，与被摄体T内的存在定向性的内部构造(裂痕14a～14d)有关的信息至少包括裂痕14a的长度L和裂痕14d的宽度W。由此，例如能够更加详细地掌握碳纤维强化塑料(CFRP)的内部构造(裂痕14a～14d)等存在定向性的内部构造(裂痕14a～14d)的形状。
[第三实施方式]
接着，参照图1以及图11～图14对第三实施方式的X射线成像装置300(参照图1)进行说明。与生成被摄体T的全散射像20的第二实施方式不同，在第三实施方式中，图像处理部5(参照图1)构成为还使用多个光栅的角度不同的多个暗场像13生成散射定向像22(参照图13)和定向性强弱像23(参照图14)中的至少任一方，该散射定向像22表示因被摄体T引起的X射线的散射的定向性，该定向性强弱像23表示因被摄体T引起的X射线的散射的定向性的强弱。此外，散射定向像22是指利用变更光栅相对于被摄体T的朝向而拍摄到的暗场像13并基于使X射线散射的方向将被摄体T的内部构造分别图像化所得到的像。另外，定向性强弱像23是指基于被摄体T的内部构造各自的X射线的散射的定向性的强弱进行图像化所得到的像。另外，对与上述第一实施方式和第二实施方式相同的结构附加相同的附图标记，并省略说明。
(X射线成像装置的结构)
首先，参照图1对第三实施方式的X射线成像装置300的结构进行说明。
在第三实施方式中，图像处理部5构成为，使用多个光栅的角度不同的多个暗场像13，来生成表示因被摄体T引起的X射线的散射的定向性的散射定向像22和表示因被摄体T引起的X射线的散射的定向性的强弱的定向性强弱像23中的至少任一方。具体地说，图像处理部5构成为基于将光栅配置为0度、45度、90度以及135度而拍摄到的多个暗场像13(参照图12A～图12D)来生成散射定向像22和定向性强弱像23中的至少任一方。在第三实施方式中，示出生成散射定向像22和定向性强弱像23这两方的例子。
(被摄体的摄像方法)
接着，参照图11对在第三实施方式的X射线成像装置300中拍摄被摄体T的方法的流程进行说明。此外，省略与第一实施方式和第二实施方式相同的步骤的说明。
在步骤S1～步骤S5、步骤S10以及步骤S7中，生成将各光栅配置为期望的角度而拍摄到的多个暗场像13。之后，进入步骤S11。此外，步骤S10的处理与第一实施方式和第二实施方式的步骤S6中的处理不同，控制部6借助光栅转动机构7使光栅转动到0度、45度、90度、135度。
在步骤S11中，图像处理部5基于将第一光栅2和第二光栅3配置为0度、45度、90度以及135度而拍摄到的多个暗场像13来生成散射定向像22或定向性强弱像23并结束处理。
(图像处理部所生成的图像)
接着，参照图12～图14对第三实施方式的图像处理部5所生成的图像进行说明。
图12A～图12D分别是将光栅配置为不同的朝向而拍摄到的暗场像13的示意图。具体地说，图12A～图12D分别是在将光栅配置为0度、45度、90度以及135度的状态下拍摄到的暗场像13。此外，在第三实施方式中，作为被摄体T，示出了对集束多个纤维21所得到的纤维束进行摄像的例子。图12所示的例子是对在弯曲为环状的状态下配置的被摄体T进行摄像的例子。由于被摄体T弯曲为环状，因此在被摄体T内产生纤维21相对于光栅的朝向不同的区域。当纤维21相对于光栅的朝向不同时，X射线的散射的灵敏度不同，因此在暗场像13中拍摄方式不同。在使X射线沿与光栅延伸的方向大致正交的方向散射的情况下，X射线的散射的灵敏度变强。在图12中，将被摄体T内的纤维21中的、沿X射线的散射的灵敏度变强的方向配置的纤维21设为纤维21a并用实线图示。另外，将沿X射线的散射的灵敏度变弱的方向配置的纤维21设为纤维21b并用虚线图示。
在第三实施方式中，图像处理部5基于图12所示的多个暗场像13来生成散射定向像22或定向性强弱像23。具体地说，如以下的式(5)那样定义在多个光栅方向上拍摄到的暗场像13在复平面上的中心。
【数4】
Figure GDA0003258987000000261
在此，Sdark(x，y)是在多个光栅方向上拍摄到的暗场像13在复平面上的中心，k与各光栅方向的识别编号对应。
图像处理部5构成为基于上述式(4)、上述式(5)、以下所示的式(6)以及式(7)来生成散射定向像22或定向性强弱像23。
【数5】
Figure GDA0003258987000000262
Figure GDA0003258987000000263
在此，
Figure GDA0003258987000000264
是表示X射线的散射的定向的式子。式(6)获取了将Idark k设为k的函数时的相位信息，其与散射的定向性对应。另外，Vdark(x，y)是表示X射线的散射的定向性的强弱的式子。式(7)是利用平均值使将Idark k设为k的函数时的振幅进行标准化的式子，其与定向性的强弱对应。此外，X射线的散射的定向主要是指使X射线向哪个方向散射。另外，X射线的散射的定向性的强弱表示使X射线散射的方向的偏颇，X射线的散射的定向性越强，越使X射线沿特定的方向散射。另外，X射线的散射的定向性越弱，越使X射线各向同性地散射。
在此，在散射定向像22中，在用像素值的差异(浓淡)示出X射线的散射的方向的情况下，有时难以一目了然地掌握哪一个像素值是使X射线沿哪个方向散射。因此，在第三实施方式中，图像处理部5构成为生成使X射线的散射的定向性与色彩对应地显示的散射定向像22。作为使X射线的散射的定向性与色彩对应地显示的方法，例如存在使定向性(0度～359度)与色相环(环状地示出色相的变化)的各颜色对应地表现的方法等。在使定向性与色相环的各颜色对应地表现的情况下，用户能够将定向性的角度类推为色相环中的对应颜色的位置来进行掌握。此外，在图13所示的例子中，为了方便，将散射的定向性与表示纤维21的线的种类对应地显示。
即，在图13中，将被摄体T中包含的纤维21中的使X射线沿纵向(90度方向)散射的纤维21设为纤维21c并用实线进行图示。另外，将被摄体T中包含的纤维21中的使X射线沿斜向(45度方向)散射的纤维21设为纤维21d并用单点划线进行图示。另外，将被摄体T中包含的纤维21中的使X射线沿横向(0度方向)散射的纤维21设为纤维21e并用虚线进行图示。另外，将被摄体T中包含的纤维21中的使X射线沿斜向(135度方向)散射的纤维21设为纤维21f并用双点划线进行图示。
另外，在图14所示的例子中，在定向性强弱像23中将定向性的强度与表示纤维21的线的种类对应地显示。即，将被摄体T中包含的纤维21中的X射线的散射的定向性强的纤维21设为纤维21g并用实线进行图示。另外，将被摄体T中包含的纤维21中的X射线的散射的定向性为中等程度的纤维21设为纤维21h并用虚线进行图示。另外，将被摄体T中包含的纤维21中的X射线的散射的定向性弱的纤维21设为纤维21i并用单点划线进行图示。
此外，第三实施方式的其它结构与上述第一实施方式和第二实施方式的结构相同。
(第三实施方式的效果)
在第三实施方式中，能够获得如以下那样的效果。
在第三实施方式中，如上所述，图像处理部5构成为还使用多个光栅的角度不同的多个暗场像13生成表示因被摄体T引起的X射线的散射的定向性的散射定向像22和表示因被摄体T引起的X射线的散射的定向性的强弱的定向性强弱像23中的至少任一方。由此，能够通过生成散射定向像22来掌握因被摄体T引起的X射线的散射。另外，能够通过生成定向性强弱像23来掌握因被摄体T引起的X射线的散射的定向性的强弱。其结果，能够更为详细地掌握被摄体T内的散射的定向性各不相同的多个内部构造(纤维21)的分布、在被摄体T内产生的裂痕的分布等。
另外，在第三实施方式中，如上所述，图像处理部5构成为生成使X射线的散射的定向性与色彩对应地显示的散射定向像22。由此，在散射定向像22中X射线的散射的定向性与色彩相关联，因此例如与通过像素值的差(图像的明暗)显示定向性的差异的散射定向像22相比，能够容易地掌握X射线的散射的定向性。
此外，第三实施方式的其它效果与上述第一实施方式和第二实施方式的效果相同。
[第四实施方式]
接着，参照图1、图15以及图16对第四实施方式的X射线成像装置400(参照图1)进行说明。与光栅转动机构7包括齿轮状的光栅保持部70和齿轮状的转动部71的第一实施方式不同，在第四实施方式中，光栅转动机构7由利用皮带74将光栅保持部70与转动部71进行连接所得到的皮带滑轮机构构成。光栅保持部70例如包括带齿的滑轮。转动部71例如包括小齿轮。皮带74例如包括同步带。此外，对与上述第一实施方式至第三实施方式相同的结构附加相同的附图标记，并省略说明。
(光栅转动机构的结构)
如图15所示，第四实施方式的光栅转动机构7包括光栅保持部70、转动部71以及将光栅保持部70与转动部71连接的皮带74。第四实施方式的光栅转动机构7是所谓的皮带滑轮机构。另外，在第四实施方式中，如图15所示，光栅转动机构7还包括止挡件机构75，该止挡件机构75用于在能够使光栅转动的状态与不能使光栅转动的状态之间切换。光栅保持部70、转动部71、皮带74以及止挡件机构75分别设置在壳体72内。
止挡件机构75包括：抵接构件75a，其用于抵接于光栅保持部70；施力构件75b(参照图16)，其使抵接构件75a对光栅保持部70施力；以及抵接状态解除部75c，其使抵接构件75a对抗施力而从光栅保持部70分离。抵接构件75a例如包括橡胶等制动垫片等。抵接构件75a与抵接状态解除部75c经由第一中间构件75d连接。抵接构件75a构成为通过抵接于光栅保持部70来使光栅保持部70为不能转动的状态。抵接构件75a构成为能够以中心轴75e为中心与第一中间构件75d一体地绕Z方向的轴线转动。
施力构件75b针对抵接构件75a向X2方向施力。具体地说，施力构件75b在光栅转动机构7的Z2侧将一端侧连接于第二中间构件75f。另外，施力构件75b的另一端侧被固定于壳体72。第二中间构件75f经由中心轴75e与抵接构件75a连接。施力构件75b通过对第二中间构件75f施加X2方向的张力F来使抵接构件75a抵接于光栅保持部70。施力构件75b例如包括螺旋弹簧。另外，抵接状态解除部75c构成为，在通过控制部6(参照图1)被供给电力时对第一中间构件75d施加Y2方向的力。抵接状态解除部75c例如包括螺线管。此外，抵接状态解除部75c经由第一中间构件75d对抵接构件75a施加的力被设定为比由施力构件75b对抵接构件75a施加的张力F大。
(由止挡件机构进行的光栅的转动状态的切换)
在第四实施方式中，止挡件机构75构成为，在控制部6的控制下在能够使光栅转动的状态与不能使光栅转动的状态之间切换。具体地说，止挡件机构75构成为，在控制部6的控制下利用抵接状态解除部75c在使抵接构件75a抵接于光栅保持部70的状态与使抵接构件75a从光栅保持部70分离的状态之间切换。
施力构件75b针对抵接构件75a始终向X2方向施加张力F。在没有通过控制部6供给电力的状态下，抵接状态解除部75c对第一中间构件75d不向Y2方向施加力。因而，在没有进行对抵接状态解除部75c的通电的情况下，对抵接构件75a仅施加来自施力构件75b的张力F。该状态是不能使光栅转动的状态。在不能使光栅转动的状态下，利用施力构件75b对抵接构件75a向X2方向施力，因此抵接构件75a成为抵接于光栅保持部70的状态。因而，光栅保持部70不能转动。
另一方面，在通过控制部6对抵接状态解除部75c进行了通电的情况下，抵接状态解除部75c通过对第一中间构件75d施加Y2方向的力来变为使抵接构件75a从光栅保持部70分离的状态。该状态是能够使光栅转动的状态。在想要变更光栅相对于被摄体T的朝向的情况下，控制部6通过对抵接状态解除部75c通电来使抵接构件75a分离，由此变为能够使光栅保持部70转动的状态。如上所述，止挡件机构75构成为在能够使光栅转动的状态与不能使光栅转动的状态之间切换。
另外，如图15所示，在第四实施方式中，光栅转动机构7具备探测光栅的原点位置的原点位置探测部76。原点位置探测部76构成为探测设置于光栅保持部70的被探测部77的位置。原点位置探测部76例如包括光电传感器。在图15所示的例子中，原点位置探测部76被设置在从光栅保持部70的中心起沿Y2方向延伸的线82上。在第四实施方式中，控制部6构成为将被探测部77被原点位置探测部76探测到的位置设为光栅的原点位置并存储于存储部(未图示)。
此外，第四实施方式的其它结构与上述第一实施方式至第三实施方式的结构相同。
(第四实施方式的效果)
在第四实施方式中，能够获得如以下那样的效果。
在第四实施方式中，如上述那样，光栅转动机构7还包括止挡件机构75，该止挡件机构75用于在能够使光栅转动的状态与不能使光栅转动的状态之间切换。由此，设为在拍摄被摄体T时不能使光栅转动的状态，由此例如能够抑制转动部71的误动作等不期望的光栅的旋转。其结果，能够在利用光栅转动机构7变更了光栅的朝向之后在进行摄像之前抑制发生光栅的绕光轴的旋转方向上的不期望的位置偏移。
另外，在第四实施方式中，如上所述，止挡件机构75包括：抵接构件75a，其用于抵接于光栅保持部70；施力构件75b，其使抵接构件75a对光栅保持部70施力；以及抵接状态解除部75c，其使抵接构件75a对抗施力构件75b的施力而从光栅保持部70分离。由此，通过使抵接状态解除部75c进行动作，能够从由施力构件75b的施力导致的不能使光栅转动的状态切换为能够使光栅转动的状态。其结果，能够限定于变更光栅的朝向时而设为能够使光栅转动的状态，因此能够以简单的结构极力抑制光栅的旋转位置偏移。
另外，在第四实施方式中，如上所述，光栅转动机构7还具备探测光栅的原点位置的原点位置探测部76。由此，能够在使各光栅转动时容易地确认各光栅是否被配置在原点位置。其结果，能够在使各光栅转动时将各个光栅容易地配置在初始位置。
此外，第四实施方式的其它效果与上述第一实施方式的效果相同。
[第五实施方式]
接着，参照图17和图18对第五实施方式的X射线成像装置500进行说明。与生成被摄体T的二维暗场像13的第一实施方式不同，在第五实施方式中，X射线成像装置500还具备旋转机构18，该旋转机构18使被摄体T与包括X射线源1、检测器4以及多个光栅的摄像系统17进行相对旋转，图像处理部5构成为根据一边使被摄体T与摄像系统17进行相对旋转一边在多个旋转角度下拍摄到的多个暗场像13来生成三维暗场像。此外，对与上述第一实施方式相同的结构附加相同的附图标记，并省略说明。
(X射线成像装置的结构)
首先，参照图17对第五实施方式的X射线成像装置500的结构进行说明。
如图17所示，第五实施方式的X射线成像装置500还具备旋转机构18，该旋转机构18使被摄体T与包括X射线源1、检测器4以及多个光栅的摄像系统17进行相对旋转。具体地说，旋转机构18构成为，通过使被摄体T绕着旋转轴AR进行旋转来使被摄体T与摄像系统17进行相对旋转。旋转机构18例如是用于配置被摄体T的能够旋转的被摄体台，包括电动机等。
(被摄体的摄像方法)
接着，参照图18对在第五实施方式的X射线成像装置500中拍摄被摄体T的方法的流程进行说明。此外，省略与第一实施方式相同的步骤的说明。
在第五实施方式中，图像处理部5构成为根据一边使被摄体T与摄像系统17进行相对旋转一边在多个旋转角度下拍摄到的多个暗场像13来生成三维暗场像。
具体地说，在步骤S1和步骤S2中，沿横向(X方向)配置第一光栅2和第二光栅3，并将被摄体T配置于旋转机构18。之后，进入步骤S12。
在步骤S12中，控制部60一边通过借助旋转机构18使被摄体T旋转来使被摄体T与摄像系统17进行相对旋转，一边使第一光栅2以多个旋转角度平移并进行摄像，由此拍摄多个暗场像13。之后，进入步骤S13。此外，在本说明书中，将一边使被摄体T旋转一边使第一光栅2平移并进行摄像的方法设为相位CT摄像。
在步骤S13中，图像处理部5根据一边使被摄体T与摄像系统17进行相对旋转一边在多个旋转角度下拍摄到的多个暗场像13来生成三维暗场像。
之后，在步骤S5中，判定是否以变更光栅的朝向的方式进行了摄像。在以变更光栅的朝向的方式进行了摄像的情况下，结束处理。在没有以变更光栅的朝向的方式进行摄像的情况下，进入步骤S6。
此外，第五实施方式的其它结构与上述第一实施方式至第四实施方式的结构相同。
(第五实施方式的效果)
在第五实施方式中，能够获得如以下那样的效果。
在第五实施方式中，如上所述，还具备旋转机构18，该旋转机构18使被摄体T与包括X射线源1、检测器4以及多个光栅的摄像系统17进行相对旋转，图像处理部5构成为根据一边使被摄体T与摄像系统17进行相对旋转一边在多个旋转角度下拍摄到的多个暗场像13来生成三维暗场像。在此，根据被摄体T与摄像系统7进行相对旋转时的旋转轴AR的方向以及光栅的朝向的不同，被强调的X射线的散射方向也不同，因此存在想要变更被摄体T与摄像系统17进行相对旋转时的旋转轴AR的方向的情况。另外，还存在想要变更被摄体T相对于进行被摄体T与摄像系统17的相对旋转时的旋转轴AR的朝向的情况。通过如上所述那样进行相位CT摄像，不变更进行被摄体T与摄像系统17的相对旋转时的旋转轴AR的方向，就能够生成以变更被摄体T相对于光栅的朝向的方式拍摄到的三维暗场像。另外，不变更被摄体T的朝向，就能够生成以变更被摄体T相对于光栅的朝向的方式拍摄到的三维暗场像。其结果，不需要将用于变更进行被摄体T与摄像系统17的相对旋转时的旋转轴AR的方向的机构及用于变更被摄体T的朝向的机构进行组合，因此能够抑制装置结构复杂化。
此外，第五实施方式的其它效果与上述第一实施方式～第四实施方式的效果相同。
(变形例)
此外，应该认为此次公开的实施方式在所有方面均为例示性的而非限制性的。本发明的范围由专利权利要求书示出，而非由上述实施方式的说明示出，还包含与专利权利要求书同等的含义和范围内的所有变更(变形例)。
例如，在上述第一实施方式～第五实施方式中，示出了光栅移动机构8使第一光栅2平移的例子，但本发明并不限于此。要平移的光栅也可以是任一个光栅。
另外，在上述第一实施方式～第五实施方式中，示出了光栅位置调整机构9调整第一光栅2的位置偏移的例子，但本发明并不限于此。要调整位置偏移的光栅也可以是任一个光栅。
另外，在上述第一实施方式～第五实施方式中，示出了在光栅移动机构8的上部配置光栅位置调整机构9的例子，但本发明并不限于此。光栅移动机构8和光栅位置调整机构9也可以被配置在不同的光栅的下面。
另外，在上述第一实施方式～第五实施方式中，作为多个光栅，示出了设置第一光栅2和第二光栅3的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以是如图19所示的X射线成像装置600那样在X射线源1与第一光栅2之间设置第三光栅19的结构。第三光栅19具有沿Y方向以规定的周期(间距)d4排列的多个狭缝19a和X射线吸收部19b。各狭缝19a和X射线吸收部19b分别形成为直线状地延伸。另外，各狭缝19a和X射线吸收部19b分别形成为平行地延伸。另外，第三光栅19被配置在X射线源1与第一光栅2之间，被X射线源1照射X射线。第三光栅19构成为将通过了各狭缝19a的X射线设为与各狭缝19a的位置对应的线光源。另外，在设置第三光栅19的结构中，设置以能够转动的方式保持第三光栅19的光栅转动机构7，第三光栅19构成为根据来自控制部6的信号来借助光栅转动机构7被配置为与第一光栅2及第二光栅3大致相同的转动角度θ。由此，第三光栅19能够提高被X射线源1照射的X射线的相干性。其结果，能够不依赖于X射线源1的焦点尺寸地形成第一光栅2的自身像12，因此能够提高X射线源1的选择的自由度。
另外，在还设置第三光栅19的情况下，多个光栅构成为，通过调整多个光栅中的任一个光栅的光栅间的相对位置来以第一光栅2为基准将第二光栅3和第三光栅19配置成相对且对称的相对位置。即，在以使第三光栅19与第一光栅2之间的距离等于第一光栅2与第二光栅3之间的距离的方式配置了各光栅的情况下，且在XY面内以与X射线的光轴方向(Z方向)正交的水平方向(X方向)为基准以转动了角度θ的方式配置了第三光栅19的情况下，如果在XY面内以与X射线的光轴方向(Z方向)正交的水平方向(X方向)为基准以向相反方向(负方向)转动了角度θ的方式配置了第二光栅3，则检测器4上的莫尔条纹11消失，因此能够视为位置调整完成的配置。如果像上述那样构成，则通过以第一光栅2为基准将第一光栅2、第二光栅3以及第三光栅19中的任一个光栅的位置配置成相对且对称的相对位置，能够进行多个光栅的位置调整，因此能够容易地调整多个光栅的光栅间的相对位置。
另外，在上述第一实施方式、第二实施方式、第四实施方式以及第五实施方式中，作为纵向(Y方向)和横向(X方向)的例子，示出了使光栅朝向大致90度和大致0度的例子，但本发明并不限于此。如果是互相大致正交的两个方向，则也可以沿除大致90度和大致0度以外的方向配置光栅。例如，也可以将各光栅配置为30度和120度的朝向。另外，如果配置光栅的朝向互不相同，则也可以配置为任意的角度，也可以如第三实施方式那样将光栅配置为比两个方向多的角度并进行摄像。但是，在彼此的角度接近的情况下，有可能包括X射线的散射不被强调的方向，因此优选沿至少包括大致正交的两个方向的方向配置光栅并进行摄像。
另外，在上述第五实施方式中，示出了使被摄体T旋转的例子，但本发明并不限于此。也可以是使摄像系统17旋转的结构。
另外，在上述第一实施方式～第五实施方式中，示出了通过使第一光栅2平移来生成暗场像13的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以构成为通过使多个光栅中的任一个光栅在XY平面内旋转来形成莫尔条纹11并进行摄像的单张莫尔纹拍摄方法，来生成暗场像13。
另外，在上述第一实施方式～第五实施方式中，示出了将相位光栅用作第一光栅2的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以将吸收光栅用作第一光栅2。
另外，在上述第一实施方式、第二实施方式、第四实施方式以及第五实施方式中，示出了作为被摄体T来拍摄碳纤维强化塑料(CFRP)的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以将玻璃纤维强化塑料(GFRP)等用作被摄体。如果在要拍摄的被摄体内包括存在定向性的内部构造，则可以是任何被摄体。
另外，在上述第一实施方式～第五实施方式中，示出了将被摄体T配置在X射线源1与第一光栅2之间的例子，但本发明并不限于此。也可以在第一光栅2与第二光栅3之间配置被摄体T。此外，在任一种情况下，当在远离第一光栅2的位置处配置被摄体T时，相位灵敏度降低，因此被摄体T优选配置在接近第一光栅2的位置。
另外，在上述第四实施方式中，示出了在光栅转动机构7中分别设置有转动部71的例子，但本发明并不限于此。例如，用于使各光栅转动的多个光栅转动机构7也可以构成为利用一个转动部71转动。
另外，在上述第三实施方式中，示出了图像处理部5生成散射定向像22和定向性强弱像23这两个像的例子，但本发明并不限于此。例如，图像处理部5也可以构成为生成散射定向像22和定向性强弱像23中的任一个。另外，图像处理部5也可以构成为生成将在第二实施方式中生成的全散射像20与散射定向像22及定向性强弱像23进行组合而合成的合成图像。
另外，在上述第四实施方式中，示出了作为皮带滑轮机构的光栅转动机构7包括止挡件机构75的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以如第一实施方式所示那样是以下结构：在光栅转动机构7包括齿轮状的光栅保持部70和齿轮状的转动部71的结构中设置止挡件机构75。
另外，在上述第三实施方式中，示出了图像处理部5通过上述式(6)和上述式(7)来获取散射定向像22和定向性强弱像23的结构的例子，但本发明并不限于此。例如，图像处理部5也可以构成为将Idark k设为k的函数并通过正弦曲线(正弦波)进行拟合，由此获取散射定向像22和定向性强弱像23。具体地说，如以下所示的式(8)那样假定暗场像13是正弦波。
【数6】
Figure GDA0003258987000000361
在此，θ是光栅的角度。另外，
Figure GDA0003258987000000362
是将Idark k设为k的函数时的相位信息。图像处理部5也可以构成为根据上述式(8)的相位信息
Figure GDA0003258987000000363
来计算
Figure GDA0003258987000000364
根据B/A来计算Vdark(x，y)，由此获取散射定向像22和定向性强弱像23。另外，k(光栅方向)并非限定于四个方向。配置光栅的方向也可以是两个方向。但是，在配置光栅的方向是两个方向的情况下，存在难以根据因被摄体T引起的X射线的散射的方向高灵敏度地检测的情况，因此配置光栅的方向优选为三个方向以上。另外，k也不需要是等间隔，但在该情况下，优选利用如上述式(8)那样的正弦曲线的拟合方法来计算散射定向像22、定向性强弱像23。

Claims (19)

1.一种X射线成像装置，具备：
X射线源；
多个光栅，其包括用于通过从所述X射线源照射的X射线来形成自身像的第一光栅和用于与所述第一光栅的自身像发生干涉的第二光栅；
检测器，其检测从所述X射线源照射的X射线；
光栅转动机构，其使所述多个光栅分别在与X射线的光轴方向正交的面内转动；以及
图像处理部，其根据由所述检测器检测到的X射线的强度分布来至少生成暗场像，
其中，所述图像处理部构成为生成通过将所述光栅在与所述光轴方向正交的面内配置成多个角度而拍摄到的所述暗场像。
2.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述光栅转动机构构成为，在与所述光轴方向正交的面内沿纵向、横向以及倾斜方向中的至少任两个方向配置所述多个光栅。
3.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，
还具备光栅移动机构，该光栅移动机构使所述多个光栅中的至少任一个光栅移动，
所述光栅移动机构构成为，在使所述多个光栅转动之后使所述多个光栅中的至少任一个光栅同所述光栅转动机构一起移动。
4.根据权利要求3所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述光栅移动机构构成为能够使光栅在与所述光轴方向正交的面内沿纵向或横向移动，并且构成为根据所述多个光栅的配置方向变更使光栅移动的方向，
所述光栅移动机构构成为，在使所述多个光栅中的任一个光栅至少平移与光栅的一个周期以上的量相应的量时，使所述多个光栅中的任一个光栅沿着平移的距离变小的方向移动。
5.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述光栅转动机构包括用于保持光栅的光栅保持部和用于使光栅保持部转动的转动部。
6.根据权利要求5所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述光栅转动机构还包括止挡件机构，该止挡件机构在能够使光栅转动的状态与不能使光栅转动的状态之间切换。
7.根据权利要求6所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述止挡件机构包括：抵接构件，其用于抵接于所述光栅保持部；施力构件，其使所述抵接构件对所述光栅保持部施力；以及抵接状态解除部，其使所述抵接构件对抗所述施力构件的施力而从所述光栅保持部分离。
8.根据权利要求5所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述光栅转动机构还具备探测光栅的原点位置的原点位置探测部。
9.根据权利要求3所述的X射线成像装置，其特征在于，
还具备光栅位置调整机构，该光栅位置调整机构调整所述多个光栅中的至少任一个光栅的在所述多个光栅的光栅间的相对位置，
所述光栅转动机构构成为借助所述光栅位置调整机构被保持在所述光栅移动机构上。
10.根据权利要求9所述的X射线成像装置，其特征在于，
还具备控制部，该控制部基于在利用所述光栅转动机构使所述多个光栅转动之后产生的莫尔条纹来计算所述光栅位置调整机构对光栅的调整量。
11.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，
还具备光栅角度信息存储部，该光栅角度信息存储部存储被所述光栅转动机构转动的所述多个光栅的角度信息。
12.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，
还具备旋转机构，该旋转机构使被摄体与包括所述X射线源、所述检测器以及所述多个光栅的摄像系统进行相对旋转，
所述图像处理部构成为根据一边使被摄体与所述摄像系统进行相对旋转一边在多个旋转角度下拍摄到的多个所述暗场像，来生成三维暗场像。
13.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为，对通过将所述光栅在与所述光轴方向正交的面内配置成多个角度而拍摄到的多个所述暗场像进行合成，来生成表示因被摄体引起的X射线的散射的强度的全散射像。
14.根据权利要求13所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为，还使用所述多个光栅的角度不同的多个所述暗场像生成表示因被摄体引起的X射线的散射的定向性的散射定向像和表示因被摄体引起的X射线的散射的定向性的强弱的定向性强弱像中的至少任一方。
15.根据权利要求14所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为生成使X射线的散射的定向性与色彩对应地显示的所述散射定向像。
16.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为，从将多个所述暗场像进行合成而生成的图像获取被摄体的特征量。
17.根据权利要求16所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为，获取与被摄体内的存在定向性的内部构造有关的信息，来作为被摄体的所述特征量，
与被摄体内的所述存在定向性的内部构造有关的信息至少包含所述存在定向性的内部构造的长度和所述存在定向性的内部构造的宽度。
18.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述多个光栅还包括被配置在所述X射线源与所述第一光栅之间的第三光栅。
19.根据权利要求18所述的X射线成像装置，其特征在于，
所述多个光栅构成为，通过调整所述多个光栅中的任一个光栅的在所述多个光栅的光栅间的相对位置，以所述第一光栅为基准来将所述第二光栅和所述第三光栅配置成相对且对称的相对位置。
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