JP2010190777A - X-ray imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray imaging apparatus capable of obtaining highly accurate and high-contrast photographed images even if an X-ray source is used which divergently emits X-rays. <P>SOLUTION: The X-ray imaging apparatus comprises: the X-ray source; a first diffraction grating for the development of Talbot's effects which generate a streaked intensity distribution of the first period; a second diffraction grating for repeatedly arranging shielding parts and transmission parts in a prescribed direction in a streaked way in the second period and further diffracting X-rays diffracted by the first diffraction grating; and an X-ray detection means for obtaining image information indicating the two-dimensional distribution of X-ray intensity. The second period is approximately double the first period. A ratio of the area occupied by the shielding parts in a surface in the second diffraction grating irradiated with X-rays diffracted by the first diffraction grating is 13 to 41%. The second diffraction grating generates Moire fringes related to image information. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、X線を発散するように出射するX線源を用いたX線撮影装置に関する。   The present invention relates to an X-ray imaging apparatus using an X-ray source that emits X-rays so as to diverge.

X線は、高い透過力を持ち、物体内部を非破壊的に透視するために、医療分野、非破壊検査など、様々な分野で利用されている。そして、X線の透過によって得られる画像(X線透視画像)におけるコントラスト(濃淡)は、物体のX線を吸収する度合いの違いによって現れる。このため、例えば、生体の軟部組織のように軽元素で構成される低密度の物体については十分なコントラストを得ることができない。   X-rays have high transmission power and are used in various fields such as the medical field and non-destructive inspection in order to see through the inside of an object nondestructively. The contrast (shading) in an image (X-ray fluoroscopic image) obtained by X-ray transmission appears depending on the difference in the degree of X-ray absorption of the object. For this reason, for example, sufficient contrast cannot be obtained for a low-density object composed of light elements such as a soft tissue of a living body.

そこで、近年、X線の波としての性質を利用して、被写体を透過するX線の位相を検出することで、コントラストおよび解像度が高いX線透視画像を得ようとする試みがなされている。そのような試みの1つに、X線のタルボ干渉を利用した撮影方法がある(たとえば、非特許文献1など)。   Therefore, in recent years, an attempt has been made to obtain an X-ray fluoroscopic image having high contrast and resolution by detecting the phase of the X-ray transmitted through the subject using the property as an X-ray wave. One of such attempts is an imaging method using X-ray Talbot interference (for example, Non-Patent Document 1).

タルボ干渉とは、以下のような現象である。光源と被写体との間、もしくは光源から見て被写体の後方に、光源から出射された光の波長よりも充分大きな周期を有する第1回折格子を置くと、この第1回折格子から所定距離(タルボ距離)離れた位置において、被写体を透過する光の位相情報を反映した縞模様の像を検出することができる。この光の位相情報は、被写体の屈折率と被写体を光が透過する光路の距離(透過光路長)とで決まる。そして、この縞模様から被写体を透過する光の位相情報を得ることで、被写体の内部情報を得ることが可能となる。   Talbot interference is the following phenomenon. When a first diffraction grating having a period sufficiently larger than the wavelength of the light emitted from the light source is placed between the light source and the subject or behind the subject when viewed from the light source, a predetermined distance (Talbot) from the first diffraction grating. It is possible to detect a striped pattern image reflecting the phase information of the light transmitted through the subject at a position separated by a distance. This light phase information is determined by the refractive index of the subject and the distance of the optical path through which the light passes through the subject (transmitted optical path length). Then, by obtaining the phase information of the light that passes through the subject from the striped pattern, it is possible to obtain the internal information of the subject.

ところで、タルボ干渉で得られる縞模様(以下「タルボ像」と称す)はタルボ干渉用の回折格子のピッチと略同一であるために、タルボ像を正確に撮像するためには非常に高い空間分解能を有するX線画像検出器を準備する必要がある。特に、蛍光体(X線用シンチレーター)を介してX線を可視光に変換した後に、CCD等の電子撮像素子で撮影する方式が考えられるが、タルボ像を正確に撮像することが可能となるまで電子撮像素子の画素を細かくすることは、現時点ではコスト面や製造歩留まりなどの観点より実用的ではない。   By the way, the striped pattern obtained by Talbot interference (hereinafter referred to as “Talbot image”) is substantially the same as the pitch of the diffraction grating for Talbot interference, so it has a very high spatial resolution in order to accurately capture the Talbot image. It is necessary to prepare an X-ray image detector having In particular, a method of taking an image with an electronic image pickup device such as a CCD after converting X-rays into visible light via a phosphor (X-ray scintillator) can be used, but a Talbot image can be taken accurately. Until now, it is not practical to make the pixels of the electronic image sensor finer from the viewpoint of cost and manufacturing yield.

これらの問題を解決するために、いわゆるモアレ縞を利用する方法が一般には行われている。具体的には、タルボ像が得られる場所に、このタルボ像とほぼ同じ周期で吸収部材(もしくは反射部材)と透過部材とが繰り返して並べられた回折格子(以下「第2回折格子」と称す)をタルボ像に対して若干傾けて配置することでモアレ縞を生じさせることができる。そして、このモアレ縞の間隔はタルボ像の周期よりもはるかに大きい。このため、一般的なX線画像検出器を用いてもモアレ縞を正確に撮像することが可能となる(たとえば、非特許文献2など)。   In order to solve these problems, a method using so-called moire fringes is generally performed. Specifically, a diffraction grating (hereinafter referred to as “second diffraction grating”) in which an absorbing member (or reflecting member) and a transmitting member are repeatedly arranged at a place where a Talbot image is obtained at substantially the same period as the Talbot image. ) Are slightly inclined with respect to the Talbot image, and moire fringes can be generated. The interval between the moire fringes is much larger than the period of the Talbot image. For this reason, even if a general X-ray image detector is used, it is possible to accurately capture moire fringes (for example, Non-Patent Document 2).

この方法においては、一般に第1回折格子と第2回折格子とにおいて同一の周期のパターンを使用する(たとえば、特許文献1など)。   In this method, a pattern having the same period is generally used in the first diffraction grating and the second diffraction grating (for example, Patent Document 1).

ここで、コントラストの高い画像を得るためには、第2回折格子が極力X線を遮蔽するほうが望ましい。このため、第2回折格子の遮蔽部分に遮蔽効果の高い金属材料を用いた場合でも、第2回折格子の厚みを大きくする必要がある。そして、使用するX線が完全な平行光である場合は、第2回折格子の厚みが大きい場合であっても問題が無いが、使用するX線が発散光の場合には、第2回折格子の厚みによっていわゆるケラレが生じて透過率が極端に悪くなる。特に、レントゲン撮影装置に使用されるようなコンパクトなX線源を用いた場合は、発散したX線しか得られないため、第2回折格子での透過率の向上が求められる。   Here, in order to obtain an image with high contrast, it is desirable that the second diffraction grating shields X-rays as much as possible. For this reason, even when a metal material having a high shielding effect is used for the shielding part of the second diffraction grating, it is necessary to increase the thickness of the second diffraction grating. When the X-ray to be used is perfectly parallel light, there is no problem even if the thickness of the second diffraction grating is large. However, when the X-ray to be used is divergent light, the second diffraction grating is used. So-called vignetting occurs depending on the thickness of the film, and the transmittance is extremely deteriorated. In particular, when a compact X-ray source such as that used in an X-ray imaging apparatus is used, only divergent X-rays can be obtained, and therefore, an improvement in transmittance at the second diffraction grating is required.

Phase Tomography by X-ray Talbot Interferometry for Biological Imaging', Atsusi Momose at al. Japanese Journal of Applied Physics, Vol.45,No.6A,2006Phase Tomography by X-ray Talbot Interferometry for Biological Imaging ', Atsusi Momose at al.Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 45, No. 6A, 2006 「X線位相イメージングの最近の展開」、百生敦、Medical Imaging Technology,Vol.24,No.5,November 2006"Recent development of X-ray phase imaging", Kaoru Hyakusei, Medical Imaging Technology, Vol.24, No.5, November 2006

特開2006−359264号公報JP 2006-359264 A

しかしながら、非特許文献1では発散するX線を使用する場合の問題点については述べられているが、例えば、入射角度が増大した場合にX線の透過率が減少してしまうという問題に対する具体的な対策案については全く述べられていない。   However, although Non-Patent Document 1 describes a problem in the case of using divergent X-rays, for example, a specific example for the problem that the transmittance of X-rays decreases when the incident angle increases. There is no mention of any corrective measures.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、X線を発散するように出射するX線源を用いた場合においても、高精度かつ高コントラストの撮影画像を得ることが可能なX線撮影装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and even when an X-ray source that emits X-rays is emitted, X-rays that can obtain a high-accuracy and high-contrast captured image. An object is to provide a photographing apparatus.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、X線を出射するX線源と、前記X線源から出射されたX線において、第1周期の縞状の強度分布を生むタルボ効果を発現させる第1回折格子と、X線を遮蔽する遮蔽部とX線を透過する透過部とが所定方向に第2周期で繰り返して縞状に配置され、かつ前記第1回折格子によって回折されたX線を更に回折する第2回折格子と、前記第2回折格子と近接して配置され、前記第2回折格子によって回折されたX線の強度の2次元分布を示す画像情報を得るX線検出手段と、を備え、前記第2周期が、前記第1周期の約2倍であり、前記第2回折格子のうち、前記X線源から出射され、かつ前記第1回折格子で回折されたX線が照射される面において、前記遮蔽部が占める面積の比率が13%以上でかつ41%以下であり、前記第2回折格子が、前記画像情報に係る画像に、モアレ縞を発生させることを特徴とするX線撮影装置である。   In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is directed to an X-ray source that emits X-rays and a stripe-like intensity distribution of a first period in the X-rays emitted from the X-ray source. A first diffraction grating that produces a Talbot effect, a shielding part that shields X-rays, and a transmission part that transmits X-rays are repeatedly arranged in a predetermined direction in a second period in a striped manner, and the first diffraction grating A second diffraction grating for further diffracting the X-rays diffracted by the first diffraction grating, and image information indicating a two-dimensional distribution of the intensity of the X-rays disposed near the second diffraction grating and diffracted by the second diffraction grating. X-ray detection means for obtaining, wherein the second period is about twice the first period, out of the second diffraction grating, emitted from the X-ray source, and at the first diffraction grating On the surface irradiated with the diffracted X-ray, the ratio of the area occupied by the shielding portion is 1 % Or more and not more than 41%, the second diffraction grating, the image according to the image information, an X-ray imaging apparatus characterized by generating moire fringes.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のX線撮影装置であって、前記比率が、14%以上でかつ40%以下であることを特徴とする。   A second aspect of the present invention is the X-ray imaging apparatus according to the first aspect, wherein the ratio is 14% or more and 40% or less.

請求項1に記載の発明によれば、第2回折格子の周期が第1回折格子の周期の2倍であり、さらに第2回折格子のX線が照射される面において遮蔽部が占める面積の比率が13%以上でかつ41%以下であるため、X線を発散するように出射するX線源を用いた場合においても、高精度かつ高コントラストの画像を得ることが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, the period of the second diffraction grating is twice the period of the first diffraction grating, and the area occupied by the shielding portion on the surface of the second diffraction grating irradiated with X-rays is further increased. Since the ratio is 13% or more and 41% or less, even when an X-ray source that emits X-rays is emitted, a high-accuracy and high-contrast image can be obtained.

請求項2に記載の発明によれば、第2回折格子の周期が第1回折格子の周期の2倍であり、さらに第2回折格子のX線が照射される面において遮蔽部が占める面積の比率が14%以上でかつ40%以下であるため、X線を発散するように出射するX線源を用いた場合においても、より高精度かつコントラストの高い画像を得ることが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, the period of the second diffraction grating is twice that of the first diffraction grating, and the area occupied by the shielding portion on the surface of the second diffraction grating irradiated with X-rays Since the ratio is 14% or more and 40% or less, even when an X-ray source that emits X-rays is emitted, an image with higher accuracy and higher contrast can be obtained.

タルボ干渉を利用した本発明の一実施形態に係るX線撮影装置50Aの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of 50 A of X-ray imaging apparatuses which concern on one Embodiment of this invention using Talbot interference. 第2回折格子7Aと第1回折格子6との相対的な角度関係を示す模式図である。It is a schematic diagram showing a relative angular relationship between the second diffraction grating 7A and the first diffraction grating 6. X線源1からX線検出器8までの構成を上方(+Z方向)から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the structure from the X-ray source 1 to the X-ray detector 8 from upper direction (+ Z direction). 第1回折格子6および第2回折格子7Aの形態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the form of the 1st diffraction grating 6 and the 2nd diffraction grating 7A. X線が第2回折格子を透過する様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that X-ray permeate | transmits a 2nd diffraction grating. X線透過層を有しない第2回折格子7Bの形態を示す図である。It is a figure which shows the form of the 2nd diffraction grating 7B which does not have an X-ray transmissive layer. タルボロー干渉を利用したX線撮影装置50Bの概略構成を例示する図である。It is a figure which illustrates schematic structure of X-ray imaging apparatus 50B using Talboro interference.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、タルボ干渉を利用した本発明の一実施形態係るX線撮影装置50Aの構成を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an X-ray imaging apparatus 50A according to an embodiment of the present invention using Talbot interference.

図1に示すように、X線撮影装置50Aは、X線源1、X線源制御部2、第1回折格子6、第2回折格子7A、X線検出器8、装置全体を制御する制御部9、記憶部12、操作部13、および表示部14を備える。なお、ここでは、第2回折格子7Aの近傍に被写体4が設けられる。   As shown in FIG. 1, an X-ray imaging apparatus 50A includes an X-ray source 1, an X-ray source control unit 2, a first diffraction grating 6, a second diffraction grating 7A, an X-ray detector 8, and a control for controlling the entire apparatus. Unit 9, storage unit 12, operation unit 13, and display unit 14. Here, the subject 4 is provided in the vicinity of the second diffraction grating 7A.

X線源1は、X線を発散するようにX線検出器8に向けて出射する。   The X-ray source 1 emits toward the X-ray detector 8 so as to diverge the X-rays.

X線源制御部2は、後述する制御部9からの信号に応じてX線源1によるX線の出射を制御する。図1では、X線源1から出射されるX線が通過する空間領域(X線通過領域)の外縁が矢印16で示されている。   The X-ray source control unit 2 controls the emission of X-rays by the X-ray source 1 in accordance with a signal from the control unit 9 described later. In FIG. 1, an outer edge of a space region (X-ray passage region) through which X-rays emitted from the X-ray source 1 pass is indicated by an arrow 16.

そして、X線源1から出射されたX線は、第1回折格子6に向けて放射される。   Then, X-rays emitted from the X-ray source 1 are emitted toward the first diffraction grating 6.

第1回折格子6は、X線源1から出射されたX線を回折する。第1回折格子6は、所定の周期で縞状に配置された複数の層を有し、第1回折格子6に照射されるX線の強度分布において、縞状の強度分布、すなわちタルボ効果による干渉縞を生じさせる。   The first diffraction grating 6 diffracts the X-rays emitted from the X-ray source 1. The first diffraction grating 6 has a plurality of layers arranged in a striped pattern at a predetermined period, and the X-ray intensity distribution irradiated to the first diffraction grating 6 has a striped intensity distribution, that is, a Talbot effect. Interference fringes are generated.

第2回折格子7Aは、第1回折格子6によって生じるタルボ効果に係る干渉縞が発生する面に沿って配置され、第1回折格子6によって回折されたX線をさらに回折する。第2回折格子7Aは、第1回折格子6と同様に所定の周期で縞状に配置された複数の層を有し、X線検出器8によって得られる画像情報(X線の強度の2次元分布を示す画像情報)に係る画像にモアレ縞を発生させる。   The second diffraction grating 7 </ b> A is disposed along a surface where interference fringes related to the Talbot effect generated by the first diffraction grating 6 are generated, and further diffracts the X-rays diffracted by the first diffraction grating 6. Similarly to the first diffraction grating 6, the second diffraction grating 7A has a plurality of layers arranged in a striped pattern with a predetermined period, and image information obtained by the X-ray detector 8 (two-dimensional X-ray intensity). Moire fringes are generated in the image related to the image information indicating the distribution.

上述の通り、タルボ像の周期よりもはるかに大きい周期を有するモアレ縞を発生させるために、タルボ像が得られる場所に、第2回折格子7Aが、配置される。具体的には、第2回折格子7Aが、第1回折格子6と平行状態を維持したまま相対的な角度関係が変更され、第1回折格子6によって生じるタルボ像が発生する面に沿って配置される。図2は、第2回折格子7Aと第1回折格子6との相対的な角度関係を示す模式図である。ここで、第2回折格子7Aが傾いている度合い(傾き度合い)は、第1回折格子6を基準とした回転角度θで表すことができ、回転角度θは0度よりも大きく、5度以下であることが好ましい。なお、回転角度θが5度を超えると、モアレ縞の明瞭性が劣化する傾向を呈する。   As described above, in order to generate moire fringes having a period much larger than the period of the Talbot image, the second diffraction grating 7A is arranged at a place where the Talbot image is obtained. Specifically, the relative angle relationship of the second diffraction grating 7 </ b> A is changed while maintaining a parallel state with the first diffraction grating 6, and the second diffraction grating 7 </ b> A is arranged along the plane on which the Talbot image generated by the first diffraction grating 6 is generated. Is done. FIG. 2 is a schematic diagram showing a relative angular relationship between the second diffraction grating 7A and the first diffraction grating 6. As shown in FIG. Here, the degree of inclination of the second diffraction grating 7A (degree of inclination) can be expressed by a rotation angle θ with respect to the first diffraction grating 6, and the rotation angle θ is greater than 0 degree and not more than 5 degrees. It is preferable that When the rotation angle θ exceeds 5 degrees, the clarity of moire fringes tends to deteriorate.

図3は、X線源1からX線検出器8までの構成を上方(+Z方向)から見た模式図である。図4は、第1回折格子6および第2回折格子7Aの形態の一例を示す図である。図3以降の図では、方位関係を明確化するためにXYZの直交する3軸が適宜付されている。   FIG. 3 is a schematic view of the configuration from the X-ray source 1 to the X-ray detector 8 as viewed from above (+ Z direction). FIG. 4 is a diagram showing an example of the form of the first diffraction grating 6 and the second diffraction grating 7A. In the drawings after FIG. 3, three orthogonal axes of XYZ are appropriately attached in order to clarify the orientation relationship.

図4に示される第1回折格子6および第2回折格子7Aは、X線の吸収率が高い素材(例えば、金、白金、鉛、ガリウム、チタン、タングステン等の重金属)によって構成されるX線を遮蔽する層(X線遮蔽層)22Aと、X線の吸収率が低い素材(例えば、シリコン、ガラス、樹脂等)によって構成されるX線を透過する層(X線透過層)23とが交互に配置されてそれぞれ形成されている。   The first diffraction grating 6 and the second diffraction grating 7A shown in FIG. 4 are X-rays made of a material having a high X-ray absorption rate (for example, heavy metals such as gold, platinum, lead, gallium, titanium, and tungsten). A layer (X-ray shielding layer) 22A, and a layer (X-ray transmission layer) 23 that transmits X-rays made of a material having a low X-ray absorption rate (for example, silicon, glass, resin, etc.) They are formed alternately.

また、図3,4に示すように、第1回折格子6および第2回折格子7Aのうち、X線源1の出射側に面する回折格子の−Y側の端面から+Y側の端面までの距離をそれぞれ「厚み」と称する。ここでは、X線遮蔽層22AとX線透過層23とが繰り返して配置される周期、すなわち「周期」は、1層のX線遮蔽層22Aの厚みと1層のX線透過層23の厚みとを加算した厚みとなっている。   As shown in FIGS. 3 and 4, of the first diffraction grating 6 and the second diffraction grating 7 </ b> A, from the −Y side end face to the + Y side end face of the diffraction grating facing the emission side of the X-ray source 1. Each distance is referred to as “thickness”. Here, the period in which the X-ray shielding layer 22A and the X-ray transmission layer 23 are repeatedly arranged, that is, the “period” is the thickness of one X-ray shielding layer 22A and the thickness of one X-ray transmission layer 23. It becomes the thickness which added and.

そして、第2回折格子7Aの厚みは、第1回折格子6の周期の5倍以上でありかつ10倍以下の範囲で設定されている。この第2回折格子7Aの厚みについては、第1回折格子6の周期の約5倍であることが特に好ましい。なお、第2回折格子7Aの厚みが、第1回折格子6の周期の10倍を超える場合には、第2回折格子7Aの周期が細かいことに起因して、製造が困難となり、第2回折格子7Aの厚みが、第1回折格子6の周期の5倍未満である場合には、得られる画像のコントラストが劣化する。   The thickness of the second diffraction grating 7A is set in the range of 5 times or more the period of the first diffraction grating 6 and 10 times or less. The thickness of the second diffraction grating 7A is particularly preferably about 5 times the period of the first diffraction grating 6. When the thickness of the second diffraction grating 7A exceeds 10 times the period of the first diffraction grating 6, the second diffraction grating 7A has a fine period, making it difficult to manufacture, When the thickness of the grating 7A is less than 5 times the period of the first diffraction grating 6, the contrast of the obtained image deteriorates.

さらに、図3では、距離R1は、X線源1から第1回折格子6までの距離を表し、距離R2は、第1回折格子6から第2回折格子7Aまでの距離を表す。   Further, in FIG. 3, the distance R1 represents the distance from the X-ray source 1 to the first diffraction grating 6, and the distance R2 represents the distance from the first diffraction grating 6 to the second diffraction grating 7A.

図1に戻って説明を続ける。   Returning to FIG. 1, the description will be continued.

X線検出器8は、第2回折格子7Aと近接して配置され、第2回折格子7Aによって回折されたX線の強度の2次元分布を電気信号に変換する。具体的には、第2回折格子7Aによって発生する縞状のX線の強度分布に対応するモアレ縞の画像がX線検出器8によって得られる。X線検出器8は、いわゆるX線シンチレータと撮像素子を用いて構成され、平面上にマトリックス状に並べられた複数の画素によって、2次元平面上におけるX線の強度をサンプリングする。そして、X線検出器8は、画素ごとにX線量に比例した電荷値を電気信号に変換し、順次走査によって電気信号を出力しつつ、該電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換(A/D変換)して画像情報として記憶部12に出力する。   The X-ray detector 8 is arranged close to the second diffraction grating 7A, and converts the two-dimensional distribution of the intensity of the X-ray diffracted by the second diffraction grating 7A into an electric signal. Specifically, an image of moire fringes corresponding to the intensity distribution of the striped X-rays generated by the second diffraction grating 7A is obtained by the X-ray detector 8. The X-ray detector 8 is configured using a so-called X-ray scintillator and an image sensor, and samples the intensity of X-rays on a two-dimensional plane by a plurality of pixels arranged in a matrix on the plane. The X-ray detector 8 converts a charge value proportional to the X-ray dose for each pixel into an electric signal, and converts the electric signal from an analog signal to a digital signal while sequentially outputting the electric signal by scanning (A / D conversion) and output to the storage unit 12 as image information.

図1に示すように、X線源1から出射されたX線の光路上に、位相差を与える物体(被写体4)が存在すると、被写体4が存在する場所に係るタルボ像がひずむ。このひずみを第2回折格子7Aによって発生したモアレ縞の画像から検出することによって、被写体4の内部形態を検出することが可能となる。   As shown in FIG. 1, when an object (subject 4) giving a phase difference exists on the optical path of the X-rays emitted from the X-ray source 1, the Talbot image relating to the place where the subject 4 exists is distorted. By detecting this distortion from the image of moire fringes generated by the second diffraction grating 7A, the internal form of the subject 4 can be detected.

制御部9は、例えばCPUによって構成され、記憶部12に記憶される制御プログラムを実行することで、X線撮影装置50A全体の動作を制御する。具体的には、制御部9は、X線撮影装置50A全体に各種指令を与え、さらに後述する表示部14に表示の指示を出す。制御部9は、後述する検出器制御部10の機能も実現する。   The control unit 9 is configured by, for example, a CPU, and controls the overall operation of the X-ray imaging apparatus 50A by executing a control program stored in the storage unit 12. Specifically, the control unit 9 gives various commands to the entire X-ray imaging apparatus 50A, and issues a display instruction to the display unit 14 to be described later. The control unit 9 also realizes the function of the detector control unit 10 described later.

検出器制御部10は、X線検出器8の動作を制御する。   The detector control unit 10 controls the operation of the X-ray detector 8.

記憶部12は、例えば半導体メモリ、ハードディスク等の記憶装置によって構成され、制御部9で実行されるプログラム、該プログラムを実行する際に必要なデータ、およびX線検出器8によって得られた画像情報等を記憶する。   The storage unit 12 is constituted by a storage device such as a semiconductor memory or a hard disk, for example. A program executed by the control unit 9, data necessary for executing the program, and image information obtained by the X-ray detector 8 Memorize etc.

操作部13は、キーボード、タッチパネルまたはマウス等を備えて構成され、ユーザの各種操作にしたがって各種指令信号を制御部9に送信する。   The operation unit 13 includes a keyboard, a touch panel, a mouse, or the like, and transmits various command signals to the control unit 9 in accordance with various user operations.

表示部14は、例えば液晶表示ディスプレイ等を備えて構成され、制御部9で生成される動画像データ等を可視的に出力する。   The display unit 14 includes, for example, a liquid crystal display, and visually outputs moving image data generated by the control unit 9.

X線撮影装置50Aがコントラストの高い画像を得るためには、第2回折格子7AはできるだけX線を遮蔽するほうが望ましい。このため、第2回折格子7AのX線遮蔽層22AにX線の吸収率が高い金属材料を用いた場合であっても、第2回折格子7Aの厚みを大きくする必要がある。そして、使用するX線が完全な平行光である場合は、第2回折格子7Aの厚みが大きい場合であっても、透過率に影響が無いが、X線源1から出射されるX線が発散する場合には、第2回折格子7Aの厚みによっていわゆるケラレが生じ、X線の透過率が極端に悪くなる。   In order for the X-ray imaging apparatus 50A to obtain an image with high contrast, it is desirable that the second diffraction grating 7A shields X-rays as much as possible. For this reason, even when a metal material having a high X-ray absorption rate is used for the X-ray shielding layer 22A of the second diffraction grating 7A, it is necessary to increase the thickness of the second diffraction grating 7A. When the X-ray to be used is completely parallel light, the transmittance is not affected even when the thickness of the second diffraction grating 7A is large, but the X-ray emitted from the X-ray source 1 is not affected. In the case of divergence, so-called vignetting occurs due to the thickness of the second diffraction grating 7A, and the X-ray transmittance is extremely deteriorated.

図5は、X線が第2回折格子7Aを透過する様子を示す概略図である。図5(a)では、X線が略平行に出射される場合について示した図であり、図5(b)では、X線が発散するように出射される場合について示した図である。特に、レントゲン撮影装置に使用されるようなコンパクトなX線源を用いる場合には、X線は発散されつつ出射されるため、第2回折格子7Aでの透過率の向上が求められる。   FIG. 5 is a schematic diagram showing how X-rays pass through the second diffraction grating 7A. FIG. 5A is a diagram showing a case where X-rays are emitted substantially in parallel, and FIG. 5B is a diagram showing a case where X-rays are emitted so as to diverge. In particular, when a compact X-ray source such as that used in an X-ray imaging apparatus is used, X-rays are emitted while being diverged, and thus an improvement in transmittance at the second diffraction grating 7A is required.

X線が発散されつつ出射される場合において、単純にX線遮蔽層22Aを薄くすると、第2回折格子7Aを通過する光の量は多くなるが、モアレ縞の画像のコントラストが低下する。また、第1回折格子6と同じ周期の第2回折格子7Aを用いた場合において、第2回折格子7Aのうち、X線源1から出射され、かつ第1回折格子6で回折されたX線が照射される面において、X線遮蔽層22Aが占める面積の比率(以下、「遮蔽面積比率」と称する)を40%とすると、遮蔽面積比率が50%の場合と比べて、発散するX線の透過率は約1.3向上する。しかし、発散するX線については、X線が進行する領域の中心軸付近と、その周辺とでX線が進行する角度が異なる。   In the case where X-rays are emitted while diverging, if the X-ray shielding layer 22A is simply made thin, the amount of light passing through the second diffraction grating 7A increases, but the contrast of the moire fringe image decreases. When the second diffraction grating 7A having the same period as that of the first diffraction grating 6 is used, the X-ray emitted from the X-ray source 1 and diffracted by the first diffraction grating 6 out of the second diffraction grating 7A. When the ratio of the area occupied by the X-ray shielding layer 22A (hereinafter referred to as “shielding area ratio”) is 40% on the surface irradiated with X-rays, the X-rays diverge as compared to the case where the shielding area ratio is 50%. The transmittance is improved by about 1.3. However, for divergent X-rays, the angle at which the X-rays travel differs between the vicinity of the central axis of the region where the X-rays travel and the periphery thereof.

したがって、遮蔽面積比率が40%である場合、X線の入射角度による影響が現れ、X線検出器8によって得られる画像情報に係る画像のモアレ縞の画像のコントラストは、出射されたX線が照射野外領域(放射線が被写体4の必要な部分にのみ照射されるように照射域を制限する照射野絞りの開口輪郭の外側領域)において、X線の中心軸を基準としたX線の入射角度が大きくなるほど低下する。例えば、X線が第2回折格子7Aに入射する角度(入射角度)が4度である場合、モアレ縞の画像のコントラストは、入射角度が0度の場合と比較して約12%低下する。   Therefore, when the shielding area ratio is 40%, the influence of the incident angle of X-rays appears, and the contrast of the image of the moire fringes of the image related to the image information obtained by the X-ray detector 8 is the same as that of the emitted X-rays. X-ray incident angle with respect to the central axis of X-rays in the irradiation field outside region (outer region of the opening contour of the irradiation field stop that limits the irradiation region so that the radiation is irradiated only on the necessary part of the subject 4) As the value increases, it decreases. For example, when the angle at which X-rays enter the second diffraction grating 7A (incident angle) is 4 degrees, the contrast of the image of moire fringes is reduced by about 12% compared to the case where the incident angle is 0 degrees.

入射角度が4度の場合、第2回折格子7Aの厚みを増加させることによって、X線遮蔽層22AのX線の吸収率(遮蔽率)を上げることが考えられる。しかし、一般に第2回折格子7Aは、得られる画像の解像力をできるだけ上げるために、製造可能な限界まで細かい周期で製造されている第1回折格子6の周期と同じ細かい周期のものが使用されている。したがって、周期が細かい第2回折格子7Aの厚みを増加させることは製造上容易ではない。   When the incident angle is 4 degrees, it is conceivable to increase the X-ray absorption rate (shielding rate) of the X-ray shielding layer 22A by increasing the thickness of the second diffraction grating 7A. However, in general, the second diffraction grating 7A has the same fine period as that of the first diffraction grating 6 that is manufactured with a fine period to the limit that can be manufactured in order to increase the resolution of the obtained image as much as possible. Yes. Therefore, it is not easy to increase the thickness of the second diffraction grating 7A having a small period.

ところで、第2回折格子7Aの周期をタルボ像の周期の整数付近にすると、モアレ干渉が起こることが知られている。第2回折格子7Aの周期を変更することによってモアレ縞の画像のコントラストを改善することも考えられるが、第2回折格子7Aの周期をタルボ像の周期の約3倍にすると、入射角度が0度から5度の間で、所望のコントラストのモアレ縞が得られない。そこで、十分なコントラストのモアレ縞を得るためには、第2回折格子7Aの周期は、タルボ像の周期の約2倍とすることが好ましい。具体的には、第2回折格子7Aの周期は、タルボ像の周期の1.7倍以上2.3倍以下とすることがより好ましい。この範囲を超えるに従って、モアレ縞の間隔が狭くなり、一般的なX線撮像素子では解像できにくくなる傾向となる。   By the way, it is known that moire interference occurs when the period of the second diffraction grating 7A is set to be an integer around the period of the Talbot image. It is conceivable to improve the contrast of the moire fringe image by changing the period of the second diffraction grating 7A. However, if the period of the second diffraction grating 7A is about three times the period of the Talbot image, the incident angle is 0. A moiré fringe with a desired contrast cannot be obtained between 5 degrees and 5 degrees. Therefore, in order to obtain moire fringes with sufficient contrast, the period of the second diffraction grating 7A is preferably about twice the period of the Talbot image. Specifically, the period of the second diffraction grating 7A is more preferably 1.7 times or more and 2.3 times or less of the period of the Talbot image. As the range is exceeded, the moire fringe spacing becomes narrower, and resolution tends to be difficult with a general X-ray imaging device.

また、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率は、13%以上かつ41%以下、より好ましくは14%以上かつ40%以下に設定されることが望ましい。   Further, the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is desirably set to 13% to 41%, more preferably 14% to 40%.

(実施例)
本発明のX線撮影装置50Aについての実施例(実施例1〜5)と比較例(比較例1〜6)とについて、X線の透過率とモアレ縞の画像のコントラストを測定した。実施例では、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率を13%以上かつ41%以下の範囲に設定し、比較例では、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率を13%未満、または41%よりも上の範囲に設定した。
(Example)
For the examples (Examples 1 to 5) and the comparative examples (Comparative Examples 1 to 6) of the X-ray imaging apparatus 50A of the present invention, the X-ray transmittance and the contrast of moire fringe images were measured. In the embodiment, the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is set in a range of 13% to 41%, and in the comparative example, the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is less than 13% or more than 41%. Set to the above range.

Figure 2010190777
Figure 2010190777

表1では、第2回折格子7Aの周期とタルボ像の周期との比率(周期比、すなわち、第2回折格子7Aの周期をタルボ像の周期で除した値)および第2回折格子7Aの遮蔽面積比率を種々変化させた場合において、第2回折格子7Aの透過率およびモアレ縞の画像のコントラストを測定して得られた結果が示されている。   In Table 1, the ratio between the period of the second diffraction grating 7A and the period of the Talbot image (period ratio, ie, the value obtained by dividing the period of the second diffraction grating 7A by the period of the Talbot image) and the shielding of the second diffraction grating 7A. The results obtained by measuring the transmittance of the second diffraction grating 7A and the contrast of the image of moire fringes when the area ratio is variously changed are shown.

なお、当該測定にあたっては、第1回折格子6については、周期を4μm、X線が照射される面のうちのX線遮蔽層22Aが占める面積の比率を50%、厚みを4μmとした。X線源1から出射されるX線は主として10nm近辺の波長のものを用い、強度は約30keVとした。   In the measurement, for the first diffraction grating 6, the period was 4 μm, the ratio of the area occupied by the X-ray shielding layer 22A in the surface irradiated with X-rays was 50%, and the thickness was 4 μm. X-rays emitted from the X-ray source 1 are mainly those having a wavelength around 10 nm, and the intensity is about 30 keV.

また、第2回折格子7Aについては、X線を十分に遮蔽するために、厚みを20μmにするとともに、第1回折格子6に対する第2回折格子7Aの傾き角度を5度とした。   The second diffraction grating 7A has a thickness of 20 μm and a tilt angle of the second diffraction grating 7A with respect to the first diffraction grating 6 is 5 degrees in order to sufficiently shield X-rays.

更に、距離R1は2m、R2は1600μm(最小のタルボ距離)とした。なお、距離R2としては、1600μmの整数倍(タルボ距離)であればよい。なお、第1および第2回折格子6,7AのX線遮蔽層22Aの材質をそれぞれ金とし、X線透過層23の材質をそれぞれシリコンとした。   Further, the distance R1 was 2 m, and R2 was 1600 μm (minimum Talbot distance). The distance R2 may be an integer multiple of 1600 μm (Talbot distance). The X-ray shielding layer 22A of the first and second diffraction gratings 6 and 7A is made of gold, and the X-ray transmission layer 23 is made of silicon.

表1で示す「第2回折格子7Aの透過率」は、比較例1の透過率、すなわち、第2回折格子7Aの周期がタルボ像と周期と同じであり、かつ遮蔽面積比率が50%であり、かつX線の入射角度が0度の場合に第2回折格子7Aを透過するX線の線量を基準値である1としたときの値である。   “Transmissivity of the second diffraction grating 7A” shown in Table 1 is the transmittance of Comparative Example 1, that is, the period of the second diffraction grating 7A is the same as the period of the Talbot image, and the shielding area ratio is 50%. This is the value when the X-ray dose transmitted through the second diffraction grating 7A is 1 as the reference value when the X-ray incident angle is 0 degree.

モアレ縞の画像のコントラストも同様に、比較例1の画像のコントラスト、すなわち、第2回折格子7Aの周期がタルボ像と周期と同じであり、遮蔽面積比率が50%であり、かつX線の入射角度が0度の場合における画像のコントラストを基準値である1としたときの値である。   Similarly, the contrast of the image of the moire fringes is the same as the contrast of the image of Comparative Example 1, that is, the period of the second diffraction grating 7A is the same as the period of the Talbot image, the shielding area ratio is 50%, and the X-ray This is a value when the contrast of the image when the incident angle is 0 degree is set to 1, which is a reference value.

なお、X線の入射角度については、比較例1の条件において、第2回折格子7AへのX線の入射角度が5度となったところで透過率がゼロとなってしまうため、入射角度の測定範囲を0度、2度、4度の3段階とした。   As for the incident angle of the X-ray, since the transmittance becomes zero when the incident angle of the X-ray to the second diffraction grating 7A becomes 5 degrees under the conditions of Comparative Example 1, the incident angle is measured. The range was set to three levels of 0 degree, 2 degrees, and 4 degrees.

表1で示されるように、例えば、実施例1において、第2回折格子7Aの周期をタルボ像の周期で除した値(周期比)が2であり、かつ第2回折格子7Aの遮蔽面積比率が25%の場合、第2回折格子7Aの透過率については、X線の入射角度が0度であれば1.00となり、X線の入射角度が2度であれば1.00となり、X線の入射角度が4度であれば0.99となる。また、モアレ縞の画像のコントラストについては、X.線の入射角度が0度であれば0.574となり、X線の入射角度が2度であれば0.574となり、X線の入射角度が4度であれば0.570となる。   As shown in Table 1, for example, in Example 1, the value (period ratio) obtained by dividing the period of the second diffraction grating 7A by the period of the Talbot image is 2, and the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A Is 25%, the transmittance of the second diffraction grating 7A is 1.00 if the X-ray incident angle is 0 degree, and 1.00 if the X-ray incident angle is 2 degrees. If the incident angle of the line is 4 degrees, it becomes 0.99. Further, the contrast of the image of the moire fringe is 0.574 when the X-ray incident angle is 0 degree, and 0.574 when the X-ray incident angle is 2 degrees, and the X-ray incident angle is 0.574. If it is 4 degrees, it will be 0.570.

表1で示される測定結果より、実施例1に示すように、第2回折格子7Aとタルボ像に係る周期比を2、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率を25%にすると、X線の入射角度が増大してもモアレ縞の画像のコントラストが低下しにくい上に、透過率が比較例1と比較して改善された。特に、実施例2,3で示すように、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率が14.0%以上かつ40%以下のとき、X線の入射角度が4度であっても、X線の入射角度が0度である場合と比較して透過率の低下が15%以下となり、モアレ縞の画像のコントラストの低下率についても、X線の入射角度が0度である場合と比較して5%以内となった。また、第2回折格子7AへのX線の入射角度が4度以内であればモアレ縞の画像のコントラストが0.55以上となり、計算によるモアレ縞の解析が容易に可能な程度となる。   From the measurement results shown in Table 1, as shown in Example 1, when the period ratio between the second diffraction grating 7A and the Talbot image is 2, and the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is 25%, the X-ray Even if the incident angle is increased, the contrast of the moire fringe image is hardly lowered and the transmittance is improved as compared with Comparative Example 1. In particular, as shown in Examples 2 and 3, when the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is 14.0% or more and 40% or less, even if the X-ray incident angle is 4 degrees, Compared to the case where the incident angle is 0 degree, the decrease in transmittance is 15% or less, and the decrease rate of the contrast of the image of moire fringes is also 5 compared to the case where the incident angle of X-ray is 0 degree. Within%. Further, if the incident angle of the X-rays on the second diffraction grating 7A is within 4 degrees, the contrast of the moire fringe image is 0.55 or more, and the moire fringe can be easily analyzed by calculation.

また、実施例4,5に示すように、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率が13%、または41%であれば、計算によるモアレ縞の解析が可能なモアレ縞の画像のコントラストである約0.300が得られた。   Further, as shown in Examples 4 and 5, if the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is 13% or 41%, the contrast of the image of the moire fringes that can be analyzed by the calculation moire fringes is about. 0.300 was obtained.

さらに、第2回折格子7Aとタルボ像の周期比を2とし、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率を13.0%以上とすれば、X線遮蔽層22Aのピッチに対する厚みの比(厚み/X線遮蔽層22Aのピッチ)が大きくならず、第2回折格子7Aの製造が困難となることがない。第2回折格子7Aとタルボ像の周期比を2とし、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率を13.0%とした場合の、X線遮蔽層22Aのピッチに対する厚みの比は、第2回折格子7Aとタルボ像との周期が等しく、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率が40.0%の場合の、X線遮蔽層22Aのピッチに対する厚みの比にほぼ相当する。   Furthermore, if the period ratio between the second diffraction grating 7A and the Talbot image is 2, and the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is 13.0% or more, the ratio of the thickness to the pitch of the X-ray shielding layer 22A (thickness / The pitch of the X-ray shielding layer 22A) is not increased, and the production of the second diffraction grating 7A does not become difficult. When the period ratio of the second diffraction grating 7A and the Talbot image is 2, and the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is 13.0%, the ratio of the thickness to the pitch of the X-ray shielding layer 22A is the second diffraction When the period of the grating 7A is equal to that of the Talbot image and the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is 40.0%, it substantially corresponds to the ratio of the thickness to the pitch of the X-ray shielding layer 22A.

なお、表1には示されていないが、実施例1に関しては、第2回折格子7AへのX線の入射角度が12度付近であっても、X線の透過率が0.80以上(具体的には0.84)であり、モアレ縞の画像のコントラストの低下率も入射角度が0度である場合と比較して5%以内であることが確認された。   Although not shown in Table 1, regarding Example 1, the X-ray transmittance is 0.80 or more even when the X-ray incident angle on the second diffraction grating 7A is about 12 degrees ( Specifically, it was 0.84), and it was confirmed that the contrast reduction rate of the moire fringe image was within 5% as compared with the case where the incident angle was 0 degree.

比較例2では、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率が40%である。なお、第2回折格子7Aの周期が、タルボ像の周期と同じである場合、第2回折格子7Aの周期は小さくなり、遮蔽面積比率を40%未満にすることは製造上容易ではないため、比較例2では、遮蔽面積比率が40%に設定されている。また、比較例2では、X線の入射角度が0度である場合のモアレ縞の画像のコントラストについては、実施例1,2と比較して高いが、X線の入射角度の増大に応じたモアレ縞の画像のコントラストの低下率が大きい。   In Comparative Example 2, the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is 40%. In addition, when the period of the second diffraction grating 7A is the same as the period of the Talbot image, the period of the second diffraction grating 7A becomes small, and it is not easy in manufacturing to make the shielding area ratio less than 40%. In Comparative Example 2, the shielding area ratio is set to 40%. Further, in Comparative Example 2, the contrast of the image of the moire fringes when the X-ray incident angle is 0 degrees is higher than that in Examples 1 and 2, but according to the increase in the X-ray incident angle. The reduction rate of the contrast of the moire fringe image is large.

さらに、比較例5,6に示すように、第2回折格子7Aとタルボ像の周期比を2とし、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率が13%未満、もしくは41%よりも上とすると、モアレ縞の画像のコントラストが0.300未満となり、計算によるモアレ縞の解析がノイズなどにより困難となる。更に、比較例5よりも遮蔽面積比率を低めた比較例4、および比較例6よりも遮蔽面積比率を高めた比較例3ではモアレ縞の画像のコントラストが非常に悪いため、モアレ縞が目視では観察不可能となる。   Furthermore, as shown in Comparative Examples 5 and 6, when the periodic ratio between the second diffraction grating 7A and the Talbot image is 2, and the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is less than 13% or higher than 41%, The contrast of the moire fringe image is less than 0.300, and the analysis of the moire fringe by calculation becomes difficult due to noise or the like. Furthermore, in Comparative Example 4 in which the shielding area ratio is lower than that in Comparative Example 5 and in Comparative Example 3 in which the shielding area ratio is higher than that in Comparative Example 6, the contrast of the moire fringe image is very poor. It becomes impossible to observe.

なお、第2回折格子7Aとタルボ像の周期比を3にした場合においては、入射角度が0度から5度の間でモアレ縞の画像のコントラストが、0.50以下になり、十分なコントラストが得られない。   When the period ratio between the second diffraction grating 7A and the Talbot image is 3, the contrast of the moire fringe image is 0.50 or less when the incident angle is between 0 and 5 degrees, and the contrast is sufficient. Cannot be obtained.

以上のように、第2回折格子7Aの周期は、タルボ像の周期の約2倍とし、第2回折格子7Aの遮蔽面積比率は、13%以上かつ41%以下、より好ましくは14%以上かつ40%以下に設定することで、モアレ縞の画像のコントラストの低下を抑制しつつ、X線遮蔽層22AにおけるX線の透過率を上昇させることが可能となる。すなわち、第2回折格子7Aについては、厚みを大きく変更することなく、周期を大きくすることよって、斜めから入射されるX線に対しても透過し易い構成とすることが可能である。このため、X線を発散光として出射するX線源1を用いた場合においても、高精度かつ高コントラストの撮影画像を得ることが可能となる。   As described above, the period of the second diffraction grating 7A is approximately twice the period of the Talbot image, and the shielding area ratio of the second diffraction grating 7A is 13% or more and 41% or less, more preferably 14% or more and By setting it to 40% or less, it is possible to increase the X-ray transmittance in the X-ray shielding layer 22A while suppressing a decrease in the contrast of the image of moire fringes. That is, the second diffraction grating 7A can be configured to easily transmit X-rays incident from an oblique direction by increasing the period without greatly changing the thickness. For this reason, even when the X-ray source 1 that emits X-rays as diverging light is used, it is possible to obtain a captured image with high accuracy and high contrast.

<変形例>
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
<Modification>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the thing of the content demonstrated above.

◎例えば、上記実施形態では、第2回折格子7Aは、X線遮蔽層22AとX線透過層23とが交互に配置されて形成されていたが、X線透過層23を設けずに、比較的剛性の高い材料からなるX線遮蔽層のみで構成してもよい。図6は、X線透過層を有しない第2回折格子7Bの形態を示す図である。第2回折格子7Bでは、例えばシリコン等によって構成される基板24の上にX線遮蔽層22Bが形成されている。具体的には、基板24の−Y側の端面上に、X線遮蔽層22Bの厚みが該−Y側の端面の法線方向と平行になるようにX線遮蔽層22Bが密着して形成されている。   For example, in the above embodiment, the second diffraction grating 7A is formed by alternately arranging the X-ray shielding layers 22A and the X-ray transmission layers 23. You may comprise only the X-ray shielding layer which consists of material with high mechanical rigidity. FIG. 6 is a diagram showing a form of the second diffraction grating 7B having no X-ray transmission layer. In the second diffraction grating 7B, an X-ray shielding layer 22B is formed on a substrate 24 made of, for example, silicon. Specifically, the X-ray shielding layer 22B is formed in close contact with the -Y side end surface of the substrate 24 so that the thickness of the X-ray shielding layer 22B is parallel to the normal direction of the -Y side end surface. Has been.

◎また、上記実施形態では、タルボ干渉を利用したX線撮影装置50Aであり、X線源1から出射されたX線を直接第1回折格子6によって回折することでタルボ像を発生させていたが、これに限られない。例えば、X線源1の近傍にX線源用回折格子を配置し、X線源1からX線源用回折格子を介してX線を出射させる構成であるタルボロー干渉を利用したX線撮影装置でもよい。   In the above embodiment, the X-ray imaging apparatus 50A uses Talbot interference, and the Talbot image is generated by directly diffracting the X-rays emitted from the X-ray source 1 by the first diffraction grating 6. However, it is not limited to this. For example, an X-ray imaging apparatus using Talboro interference that is configured to arrange an X-ray source diffraction grating in the vicinity of the X-ray source 1 and emit X-rays from the X-ray source 1 through the X-ray source diffraction grating. But you can.

例えば、図7は、タルボロー干渉を利用したX線撮影装置50Bの概略構成を例示する図である。本変形例の機能構成は、前述の一実施形態と類似しているため、同様の構成については同じ符号を付している。   For example, FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of an X-ray imaging apparatus 50B using Talborough interference. Since the functional configuration of this modification is similar to that of the above-described embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals.

X線源用回折格子15は、X線源1のX線が出射される側の近傍に設けられ、マルチスリットの回折格子が配置されて構成される。このX線源用回折格子15によって、X線源1は、点状のX線源がマトリックス状に配置された状態となる。X線源用回折格子15のスリットは、各スリットから放射されるX線によって得られる撮影画像が重なりあうことによって、コントラストが強められるように設定される。   The X-ray source diffraction grating 15 is provided in the vicinity of the X-ray source 1 on the side from which X-rays are emitted, and is configured by arranging a multi-slit diffraction grating. With this X-ray source diffraction grating 15, the X-ray source 1 is in a state in which point-like X-ray sources are arranged in a matrix. The slits of the X-ray source diffraction grating 15 are set so that the contrast is enhanced by overlapping the captured images obtained by the X-rays emitted from the slits.

1 X線源
2 X線源制御部
6 第1回折格子
7A,7B 第2回折格子
8 X線検出器
9 制御部
12 記憶部
13 操作部
14 表示部
15 X線源用回折格子
50A,50B X線撮影装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray source 2 X-ray source control part 6 1st diffraction grating 7A, 7B 2nd diffraction grating 8 X-ray detector 9 Control part 12 Storage part 13 Operation part 14 Display part 15 X-ray source diffraction grating 50A, 50B X X-ray equipment

Claims (2)

X線を出射するX線源と、
前記X線源から出射されたX線において、第1周期の縞状の強度分布を生むタルボ効果を発現させる第1回折格子と、
X線を遮蔽する遮蔽部とX線を透過する透過部とが所定方向に第2周期で繰り返して縞状に配置され、かつ前記第1回折格子によって回折されたX線を更に回折する第2回折格子と、
前記第2回折格子と近接して配置され、前記第2回折格子によって回折されたX線の強度の2次元分布を示す画像情報を得るX線検出手段と、
を備え、
前記第2周期が、前記第1周期の約2倍であり、
前記第2回折格子のうち、前記X線源から出射され、かつ前記第1回折格子で回折されたX線が照射される面において、前記遮蔽部が占める面積の比率が13%以上でかつ41%以下であり、
前記第2回折格子が、前記画像情報に係る画像に、発生させることを特徴とするX線撮影装置。
An X-ray source emitting X-rays;
A first diffraction grating that exhibits a Talbot effect that produces a striped intensity distribution of a first period in the X-rays emitted from the X-ray source;
A shielding part that shields X-rays and a transmission part that transmits X-rays are repeatedly arranged in a predetermined direction at a second period in a striped pattern, and a second part that further diffracts the X-rays diffracted by the first diffraction grating. A diffraction grating,
X-ray detection means that is arranged close to the second diffraction grating and obtains image information indicating a two-dimensional distribution of the intensity of X-rays diffracted by the second diffraction grating;
With
The second period is approximately twice the first period;
Of the second diffraction grating, the ratio of the area occupied by the shielding portion on the surface irradiated with the X-rays emitted from the X-ray source and diffracted by the first diffraction grating is 13% or more and 41 % Or less,
An X-ray imaging apparatus, wherein the second diffraction grating generates an image related to the image information.
請求項1に記載のX線撮影装置であって、
前記比率が、14%以上でかつ40%以下であることを特徴とするX線撮影装置。
The X-ray imaging apparatus according to claim 1,
An X-ray imaging apparatus characterized in that the ratio is 14% or more and 40% or less.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012093429A (en) * 2010-10-25 2012-05-17 Fujifilm Corp Grid for radiation imaging, method of manufacturing the same, and radiation imaging system
JP2012103237A (en) * 2010-10-14 2012-05-31 Canon Inc Imaging apparatus
JP2012108098A (en) * 2010-10-20 2012-06-07 Canon Inc Imaging device using talbot interference and adjustment method of imaging device
WO2012098908A1 (en) * 2011-01-20 2012-07-26 富士フイルム株式会社 Radiation phase image-capturing device
JP2012208114A (en) * 2011-03-14 2012-10-25 Canon Inc X-ray imaging apparatus
JP2013050432A (en) * 2011-07-29 2013-03-14 Canon Inc Structure, manufacturing method thereof, and imaging apparatus using the structure
US8781069B2 (en) 2010-10-29 2014-07-15 Fujifilm Corporation Radiographic phase-contrast imaging apparatus
CN110049725A (en) * 2016-11-22 2019-07-23 株式会社岛津制作所 X-ray phase imaging device
US10541062B2 (en) 2016-06-14 2020-01-21 Siemens Healthcare Gmbh Apparatus for movably suspending an x-ray grid, arrangement with an x-ray grid and method for operating an x-ray grid

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012103237A (en) * 2010-10-14 2012-05-31 Canon Inc Imaging apparatus
JP2012108098A (en) * 2010-10-20 2012-06-07 Canon Inc Imaging device using talbot interference and adjustment method of imaging device
US9194825B2 (en) 2010-10-20 2015-11-24 Canon Kabushiki Kaisha Imaging apparatus using talbot interference and adjusting method for imaging apparatus
JP2012093429A (en) * 2010-10-25 2012-05-17 Fujifilm Corp Grid for radiation imaging, method of manufacturing the same, and radiation imaging system
US8781069B2 (en) 2010-10-29 2014-07-15 Fujifilm Corporation Radiographic phase-contrast imaging apparatus
WO2012098908A1 (en) * 2011-01-20 2012-07-26 富士フイルム株式会社 Radiation phase image-capturing device
JP2012208114A (en) * 2011-03-14 2012-10-25 Canon Inc X-ray imaging apparatus
JP2013050432A (en) * 2011-07-29 2013-03-14 Canon Inc Structure, manufacturing method thereof, and imaging apparatus using the structure
US10541062B2 (en) 2016-06-14 2020-01-21 Siemens Healthcare Gmbh Apparatus for movably suspending an x-ray grid, arrangement with an x-ray grid and method for operating an x-ray grid
CN110049725A (en) * 2016-11-22 2019-07-23 株式会社岛津制作所 X-ray phase imaging device

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