JP2021509179A - Ｘ線回折格子をｘ線放射線源に位置合わせするためのデバイス及び方法、並びにｘ線画像取得システム - Google Patents

Abstract

本発明は、Ｘ線回折格子をＸ線放射線源に位置合わせするためのデバイスに関し、デバイス１０は、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９と、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの１つのＸ線回折格子セグメントを位置合わせするための少なくとも１つの位置合わせユニット３１〜３９とを備え、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は並置して配置されて、Ｘ線回折格子２０を形成し、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は、各々、Ｘ線放射線のための回折格子面４１〜４９を備え、各回折格子面４１〜４９は、幾何学中心を備え、回折格子面４１〜４９の各々に対する法線２１〜２９は、共通平面７３を画定し、法線２１〜２９は、回折格子面４１〜４９の幾何学中心と交差し、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のうちの少なくとも第１のＸ線回折格子セグメントは、共通平面７３に垂直な軸１３１〜１３９の周りを回転可能であり、軸１３１〜１３９の周りを回転可能である少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のうちの第１のＸ線回折格子セグメントは、少なくとも１つの位置合わせユニット３１〜３９のうちの第１の位置合わせユニットに接続される。この発明は、改善されたＸ線回折格子２０を提供するデバイス１０及び方法１００を提供する。

Description

本発明は、Ｘ線回折格子をＸ線放射線源に位置合わせするためのデバイス及び方法、並びにＸ線画像取得システムに関する。

暗視野Ｘ線画像取得は、小さな角度の散乱を使用して、通常のＸ線撮像から取得できない情報を取得する。暗視野Ｘ線画像取得システムは、３つの回折格子、Ｇ０、Ｇ１及びＧ２を使用する。回折格子Ｇ０及びＧ１は小さく、通常、Ｘ線放射線源の近くに配置される。Ｇ０回折格子は、Ｘ線放射線源に配置され、仮想線源の二次元配列を提供するために使用される。Ｇ１回折格子は、Ｘ線放射線の振幅又は位相を変調する。Ｇ２回折格子は、撮像される対象物を通過したＸ線放射線の波面を分析するために使用される。Ｇ２回折格子は、Ｘ線放射線検出器の近くに配置され、好ましくは、Ｘ線放射線検出器のアクティブ領域のフルサイズをカバーする。

回折格子Ｇ０及びＧ２は、Ｘ線放射線を遮断する材料のストライプからなり、Ｘ線放射線に対して透過的なストライプで、間の空間が占められている。Ｘ線遮断ストライプは、Ｘ線放射線を遮断できるように有限の厚さを有する必要がある。回折格子は、Ｘ線放射線源に焦点を有する。つまり、ストライプは、Ｘ線画像取得システムの光軸に沿って配向される。しかしながら、ほとんどすべての製造方法は、焦点の合わない回折格子構造となる。すなわち、回折格子ストライプはすべて互いに平行である。

ＪＰ ２００１ ２０６１６１ Ａは、中心軸がＸ線焦点及びＸ線放射線源を通過する仮想線である仮想円筒面に沿って配列された複数の小さな回折格子を備えた第１の吸収型回折格子を記載している。位相微分画像生成計算機は、各回折格子に補正量を適用し、強度変化の位相偏差を計算する。

ＤＥ １０１ ３６ ７９５ Ａ１は、平坦方式で製造され、次いで機械的応力によって湾曲形状にされる回折格子を記載している。

したがって、Ｘ線回折格子の改善された位置合わせを提供するデバイス及び方法を提供する必要がある。

本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決され、さらなる実施形態は、従属請求項に組み込まれる。以下に説明される本発明の態様は、Ｘ線画像取得システム、方法、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体にも適合することに留意されたい。

本発明によれば、Ｘ線回折格子をＸ線放射線源に位置合わせするためのデバイスが提供され、デバイスは、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントと、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの１つのＸ線回折格子セグメントを位置合わせするための少なくとも１つの位置合わせユニットとを備え、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントは並置して配置されて、Ｘ線回折格子を形成し、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントは各々、Ｘ線放射線のための回折格子面を備え、各回折格子面は、幾何学中心を備え、回折格子面の各々に対する法線は、共通平面を画定し、法線は、回折格子面の幾何学中心と交差し、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの少なくとも第１のＸ線回折格子セグメントは、共通平面に垂直な軸の周りを回転可能であり、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの第１のＸ線回折格子セグメントは、少なくとも１つの位置合わせユニットのうちの第１の位置合わせユニットに接続される。

少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの少なくとも１つのＸ線回折格子セグメントは、対応する位置合わせユニットによって個々に位置合わせされる。そうすることで、平坦なＸ線回折格子セグメントは、位置合わせユニットに接続される。しかしながら、いくつかの実施形態では、２つ以上の平坦なＸ線回折格子セグメントを位置合わせユニットに接続して、複数の平坦なＸ線回折格子セグメントを焦点又は法線に位置合わせすることが可能である。Ｘ線回折格子の少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの少なくとも１つのＸ線回折格子セグメントの個々の位置合わせにより、Ｘ線回折格子の少なくとも１つの部分は、Ｘ線焦点スポットに集束される回折格子構造を備える。好ましい例示的な実施形態では、平坦な各Ｘ線セグメントは、位置合わせユニットによって位置合わせされる。その実施形態では、平坦な各Ｘ線回折格子セグメントは、位置合わせユニットに接続される。すなわち、平坦な各Ｘ線回折格子セグメントは、それ自体の個々の位置合わせユニットに一対一で接続される。

平坦なＸ線回折格子セグメントの位置合わせは、回折格子面における法線、すなわち、回折格子面に垂直な法線が、Ｘ線放射線源が配置される焦点と交差するように位置合わせされるように実行される。異なる平坦なＸ線回折格子セグメントは、すべて単一の平坦面にある回折格子面に垂直な法線を備える。Ｘ線回折格子セグメントは、共通平面に配置される複数の平行な法線を備える。例では、法線が、平坦なＸ線回折格子セグメントのそれぞれの幾何学中心と交差することが好ましい。さらに、平坦なＸ線回折格子セグメントが回転される軸は、前記共通平面に垂直である。したがって、その軸の周りの平坦なＸ線回折格子セグメントの回転により、法線が共通平面に沿って旋回する。したがって、平坦なＸ線回折格子セグメントの法線は、軸の周りの回転により、共通平面を離れない。したがって、平坦なＸ線回折格子セグメントの回転により、平面内の法線が交差する。さらに、すべての平坦なＸ線回折格子セグメントの法線は、単一の交点で交差するように位置合わせされる。その結果、平坦なＸ線回折格子セグメントは、Ｘ線回折格子の各部分の最適な位置合わせを提供するために、所定の焦点に位置合わせされる。

したがって、本発明は、個々の平坦なＸ線回折格子セグメントを共通の焦点に配向させる手段を備えたセグメント化されたＸ線回折格子を提供する。これらの手段は、例えば、動的であるので、その場で、恒久的な、又は繰り返しの位置合わせが実行される。セグメントは、平坦な各Ｘ線回折格子セグメントの法線、すなわち、回折格子面に垂直な法線が、Ｘ線放射線源が配置されている共通の交点又は線の方を指すように、位置合わせユニットによって、軸の周りを個々に回転できる。この交点又は線は、Ｘ線画像取得システムの焦点又は線である。したがって、製造が容易である、一直線の回折格子構造を有する平坦なＸ線回折格子セグメントが使用される。さらに、Ｘ線回折格子は、平坦なＸ線回折格子セグメントの向きを、現在の焦点距離に向けて正確に変化させることにより、多数の異なる焦点距離のために使用できる。

さらに、Ｘ線画像取得システムの製造中の許容誤差及びＸ線画像取得システムの構成要素の位置合わせの変更は、Ｘ線回折格子の平坦なＸ線回折格子セグメントを再配置することによって補償される。

例によれば、少なくとも１つの位置合わせユニットのうちの第１の位置合わせユニットは、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの第１のＸ線回折格子セグメントを、軸の周りで回転させ、前記法線が交点で交差するように、共通平面内の法線間の角度を変更し、交点の位置を、Ｘ線回折格子の焦点を画定する単一の共通の交点に変更する。

例では、平坦なＸ線回折格子セグメントは、焦点の合わない回折格子構造を有する。

さらなる例では、平坦なＸ線回折格子セグメントは、Ｘ線放射線源に配向可能である。配向可能とは、法線がＸ線源と交差するように、平坦なＸ線回折格子セグメントが位置合わせされることを意味する。これは、焦点スポットと、回折格子セグメントの中心とを結ぶ法線が、回折格子面に対して垂直であることを意味する。

例では、焦点は、Ｘ線画像取得システムの焦点法線上に設けられる。

別の例では、焦点からＸ線回折格子までの距離は可変である。

例によれば、平坦な各Ｘ線回折格子セグメントは、軸の周りを回転可能であり、各々は、少なくとも１つの位置合わせユニットの個々に接続可能である。それぞれの軸に関して、平坦なＸ線回折格子セグメントは、一対一方式で、位置合わせユニットに接続可能である。すなわち、単一の平坦なＸ線回折格子セグメントが、その軸の周りで回転可能であるように、単一の位置合わせユニットに接続される。

これは、平坦な各Ｘ線回折格子セグメントが、個々の軸の周りを回転可能であることを意味する。これにより、平坦なＸ線回折格子セグメントの調整機能が向上する。

例によれば、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの少なくとも１つのＸ線回折格子セグメントは、少なくとも２つの軸の周りを回転可能であり、及び／又は、少なくとも２つの軸に沿って並進可能である。

したがって、Ｘ線回折格子セグメントは、二次元で位置合わせされる。これにより、平坦なＸ線回折格子セグメントの調整機能がさらに向上する。

例によれば、デバイスは、２から１００の範囲の、好ましくは５から５０の範囲の、より好ましくは８から２０の範囲の、最も好ましくは１０の、平坦なＸ線回折格子セグメントの中に、いくつかの平坦な回折格子セグメントを備え、各回折格子セグメントは、個々の位置合わせユニットに接続可能である。

例によれば、Ｘ線回折格子は、Ｘ線画像取得デバイスのＧ２回折格子である。

別の例では、Ｘ線回折格子は、コンピュータ断層撮影検出器の回折格子である。

例によれば、平坦なＸ線回折格子セグメントの軸は、曲線に沿って配置される。

曲線に沿った平坦なＸ線回折格子セグメントの軸の配置は、特定の焦点距離に事前調整されたＸ線回折格子を提供する。平坦なＸ線回折格子セグメントの位置合わせは、焦点距離の精細な位置合わせを提供する。さらに、曲面のために、曲面の最初と最後に配置された部分は、焦点までの距離が、Ｘ線回折格子の中心にある平坦なＸ線回折格子セグメントと実質的に同じである。

例によれば、平坦なＸ線回折格子セグメントの回折格子面は、１ｃｍから１００ｃｍ、好ましくは２ｃｍから８０ｃｍ、より好ましくは３ｃｍから６０ｃｍの範囲の幅及び長さ、最も好ましくは４ｃｍの幅及び４３ｃｍの高さを有する。

平坦なＸ線回折格子セグメント及びそれらの回折格子面のサイズは、Ｘ線放射線検出器の開口部のサイズに適合される。したがって、いくつかのＸ線放射線検出器が使用される場合、各検出器は、Ｘ線放射線源に対するＸ線放射線検出器の特定の位置、すなわち、焦点に位置合わせされた平坦なＸ線回折格子セグメントに接続される。

例によれば、デバイスは、平坦なＸ線回折格子セグメントの二次元マトリクスを形成するために、並置して配置された更なる平坦なＸ線回折格子セグメントであって、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントの隣に配置された更なる平坦なＸ線回折格子セグメントを備える。

これにより、平坦なＸ線回折格子セグメントをマトリクスに配置できる。したがって、Ｘ線回折格子の部分の位置合わせは、二次元で高い空間分解能で実行される。

本発明によれば、Ｘ線画像取得システムも提供され、Ｘ線画像取得システムは、Ｘ線放射線源と、先行する請求項のいずれか一項に記載のデバイスを備えたＸ線回折格子アセンブリと、Ｘ線放射線検出器と、少なくとも１つの位置合わせユニットとを備え、Ｘ線回折格子アセンブリは、Ｘ線放射線源とＸ線放射線検出器との間に配置され、焦点は、Ｘ線放射線源に設けられ、少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの１つのＸ線回折格子セグメントは、少なくとも１つの位置合わせユニットのうちの単一の位置合わせユニットに接続される。

一例では、平坦なＸ線セグメントによって形成されたＸ線回折格子は、Ｘ線放射線検出器の近くに配置される。

したがって、Ｘ線回折格子は、Ｘ線放射線検出器の前のＧ２回折格子である。Ｇ２回折格子は、Ｘ線回折格子アセンブリの回折格子の最大サイズを有しているので、特にＸ線回折格子の端部を焦点位置に位置合わせする必要がある。

例によれば、Ｘ線画像取得システムはさらに、処理ユニットを備え、処理ユニットは、焦点の位置を変更するように、少なくとも１つの位置合わせユニットを制御する。

したがって、平坦なＸ線回折格子セグメントの自動連続位置合わせ、又は、ライブの位置合わせさえもが実行される。

例によれば、各位置合わせユニットは、焦点の位置を動的に調整するために、処理ユニットによって個々に及び／又は動的に制御可能である。

本発明によれば、前述した説明によるデバイス、又は前述した説明によるシステムで、Ｘ線回折格子をＸ線放射線源に位置合わせする方法も提供され、この方法は、ａ）処理ユニットを用いてＸ線放射線源の位置を決定するステップと、ｂ）平坦なＸ線回折格子セグメントの回折格子面に垂直な法線が、Ｘ線放射線源と交差するように、位置合わせユニットを用いて、平坦なＸ線回折格子セグメントを回転させるステップであって、法線は、回折格子面の幾何学中心と交差する、回転させるステップと、ｃ）平坦な各Ｘ線回折格子セグメントに対してステップｂ）を繰り返すステップとを有する。

例では、ステップｂ）はまた、Ｘ線回折格子の各Ｘ線回折格子セグメントに対して同時に実行される。

本発明によれば、処理ユニットによって実行されると、前述した説明に従って方法のステップを実行する、前述した説明による装置、又は前述した説明によるシステムを制御するためのコンピュータプログラム要素も提供される。

本発明によれば、前述した説明によるプログラム要素を格納したコンピュータ可読媒体も提供される。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に説明される実施形態を参照して明らかになり、解明されるであろう。

本発明の例示的な実施形態が、以下の図面を参照して以下に説明される。

デバイスの概略図である。 回折格子面の概略図である。 Ｘ線画像取得システムの概略図である。 平坦なＸ線回折格子セグメント構成の概略図である。 位置合わせユニットの概略図である。 方法の概略フローチャートである。

図１は、Ｘ線回折格子２０をＸ線放射線源６９に位置合わせするためのデバイス１０を示す。この実施形態では、Ｘ線回折格子２０は、Ｇ２回折格子である。

デバイス１０は、位置合わせユニット３１〜３９に接続された少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を備え、１つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は、１つの位置合わせユニット３１〜３９に接続される。したがって、平坦な各Ｘ線回折格子セグメント１１〜１９は、それ自体の個々の位置合わせユニット３１〜３９に接続される。

少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は、並置して配置される。Ｘ線回折格子セグメント１１〜１９はそれぞれ、回折格子面４１〜４９を備える。回折格子面４１〜４９は、Ｘ線放射線を吸収する、図２に示される回折格子構造６１を備える。回折格子構造６１の間には、Ｘ線放射線に対して透過的な構造がある。

回折格子面４１〜４９に垂直であり、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の幾何学中心において交差する法線２１〜２９は、回折格子構造６１が配向される方向を示す。異なる平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の法線２１〜２９は、共通平面７３を画定する。法線２１〜２９は回折格子面４１〜４９に垂直であるため、共通平面７３も回折格子面４１〜４９に垂直である。

位置合わせユニット３１〜３９は、軸１３１〜１３９の周りで、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を回転させる。軸１３１〜１３９は、平面７３に垂直であり、すなわち、回折格子面４１〜４９に平行である。したがって、軸１３１〜１３９の周りの回転は、平面７３における法線２１〜２９の回転をもたらす。さらに、回転は、軸１３１〜１３９の周りの回折格子面４１〜４９の回転をもたらす。したがって、位置合わせユニット３１〜３９は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の回折格子面４１〜４９を位置合わせする。

図１ａにおける平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の数は、２から１００の範囲である。暗視野Ｘ線画像取得システム６０では、Ｘ線回折格子２０は、約４ｃｍの幅を有する１０から１１個の平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を備え、対象物６４と、約４３ｃｍの幅及び高さを有するＸ線放射線検出器６５との間に配置される。結果として、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の高さは、約４３ｃｍである。

別の実施形態では、平坦なＸ線回折格子２０の高さもセグメント化される。したがって、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の高さは、例えば、約４ｃｍであり、すなわち、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は、約４ｃｍ×４ｃｍの領域を備える。さらに、その実施形態は、高さ及び幅の位置合わせを可能にする。この実施形態の例は、以下で説明される図４ａ又は図４ｂの実施形態のように見える。

しかしながら、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の回折格子面４１〜４９の幅及び高さは、１ｃｍ〜１００ｃｍ、好ましくは２ｃｍ〜８０ｃｍ、又はより好ましくは３ｃｍ〜６０ｃｍの範囲である。回折格子面４１〜４９、すなわち平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９はさらに、正方形形状、長方形形状を備える。

図１ｂに示すように、法線２１〜２９が単一の交点で交差するように、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の位置合わせが実行される。図１ｂに示す実施形態では、Ｘ線回折格子２０の端に配置された平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のうちの第１のＸ線回折格子セグメントが最も回転され、焦点３０と交差するようにそれぞれの法線２１２９を位置合わせする。さらに、Ｘ線回折格子２０の中心の近くに配置された平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のうちの第２のＸ線回折格子セグメントは、第１の平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９よりも少なくではあるが、Ｘ線回折格子２０の中心に配置された平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のうちの第３のＸ線回折格子セグメントよりも多く回転する。第１及び第２の平坦なＸ線回折格子セグメントの回転は、焦点３０と交差するようにそれぞれの法線２１〜２９を位置合わせする。平坦な各Ｘ線回折格子セグメント１１〜１９は、位置合わせユニット３１〜３９によって個々に位置合わせされる。

図３は、Ｘ線放射線源６９と、Ｘ線放射線検出器６５と、Ｇ０回折格子６２、Ｇ１回折格子６３、及びデバイス１０を備えたＸ線回折格子アセンブリ６２、６３、１０とを備えたＸ線画像取得システム６０を示す。

対象物６４は、Ｇ１回折格子６３とＧ２回折格子２０との間に配置され、対象物６４は、暗視野画像化される。

デバイス１０の平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の向きを示す法線２１〜２９は、Ｘ線放射線源６９が配置されている焦点３０において交差する。

処理ユニット７０は、デバイス１０のすべての位置合わせユニット３１〜３９に接続され、図３では、概観の理由から、位置合わせユニット３１への接続のみが示されている。処理ユニット７０は、位置合わせユニット３１〜３９を制御して、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を位置合わせする。

処理ユニット７０はさらに、Ｘ線放射線検出器６５によって取得された画像を分析して、異なる平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の位置合わせデータを抽出する。

図４ａによれば、デバイス１０は、互いに並置して配置される平坦なＸ線回折格子セグメント５１〜５９を備え、平坦な各Ｘ線回折格子セグメント５１〜５９は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のうちの１つのＸ線回折格子セグメントに並置して配置される。したがって、デバイス１０は、２行の平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９を備え、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は、第１の行を画定し、平坦なＸ線回折格子セグメント５１〜５９は、第１の行の隣に配置される第２の行を画定する。

平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９はさらに、少なくとも２つの軸１３１〜１３９、１４１の周りを回転可能である。図４ａでは、概観の理由から、さらに１つの軸１４１しか示されていないが、すべての平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９及び５１〜５９は、回転が実行される２つの軸を備える。

さらなる軸１４１の周りに平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を回転させるために、デバイス１０は、さらなる軸の周りに平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を回転させる、さらなる位置合わせユニット９１〜９９を備える。さらなる位置合わせユニット９１〜９９は、位置合わせユニット３１〜３９に、又は直接、平坦なＸ線回折格子セグメントに接続される。例では、法線２１〜２９が共通平面上にあることを保証するために、さらなる位置合わせユニット９１〜９９が使用される。別の例では、すべての法線２１〜２９の交点の位置を修正するために、さらなる位置合わせが使用される。

図４ｂは、デバイス１０のさらなる実施形態を示す。この実施形態では、デバイス１０は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のマトリクスを備える。図４ａの実施形態に加えて、図４ｃの実施形態は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９、８１〜８４からなる第３の行を画定する平坦なＸ線回折格子セグメント８１〜８４を備える。この実施形態では、位置合わせユニット３１〜３９及び位置合わせユニット９１〜９９は、平坦なＸ線回折格子セグメント上の異なる位置に配置される。

図４ｂの実施形態はさらに、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）構成である。ＣＴ構成では、Ｘ線放射線検出器は、マトリクスに配置された複数の検出器モジュールを備える。したがって、１つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９、８１〜８４が、１つの検出器モジュール（図示せず）に割り当てられる。さらに、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９、８１〜８４は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９、８１〜８４間のギャップが最小化されるか又は完全に避けられるように配置される。

図４ｃは、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９が曲面上に配置された構成を示す。これは、軸１３１〜１３９も曲面上に配置されることを意味する。曲面は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を、曲面の中心に事前に位置合わせされるように、事前に位置合わせする。位置合わせユニット３１〜３９は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の位置合わせを微調整して、曲面の中心に正確に位置合わせする。さらに、位置合わせユニット３１〜３９は、法線２１〜２９の交点が、曲面の中心以外の別の位置にあるように、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の位置合わせを修正する。例示的な１つの実施形態では、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は、一次元の曲面上に配置される。別の例示的な実施形態では、図４ｂの実施形態を参照すると、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９、８１〜８４は、二次元の曲面（図示せず）に位置合わせされる。

図５ａ〜図５ｃは、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の並進位置合わせを提供する位置合わせユニットの実施形態を示す。図５ａでは、位置合わせユニット６６は、軸１３１に沿った方向に、平坦なＸ線回折格子セグメント１１の並進位置合わせを提供する。

図５ｂに示される位置合わせユニット６７は、軸１３１に垂直であり、法線２１に垂直な方向に並進位置合わせを提供する。

図５ｃに示される位置合わせユニット６８は、法線２１に平行な方向に並進位置合わせを提供する。

位置合わせユニット６６〜６８による並進方向の位置合わせは、位置合わせユニット３１〜３９及び９１〜９９の回転位置合わせと組み合わせて提供される。さらに、第３の回転位置合わせユニット（図示せず）を設けて、軸１３１及び軸１４１に垂直な軸の周りに、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を回転させる。

図６は、Ｘ線回折格子をＸ線放射線源に位置合わせするための方法１００の概略フローチャートを示す。方法１００は、Ｘ線回折格子をＸ線放射線源に位置合わせするためのデバイス１０、又はそのデバイス１０を備えるＸ線画像取得システム６０を用いて実行される。

図１は、Ｘ線回折格子２０をＸ線放射線源６９に位置合わせするためのデバイス１０を示す。この実施形態では、Ｘ線回折格子２０はＧ２回折格子である。

デバイス１０は、位置合わせユニット３１〜３９に接続された少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を備え、１つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は、１つの位置合わせユニット３１〜３９に接続される。したがって、平坦な各Ｘ線回折格子セグメント１１〜１９は、それ自体の個々の位置合わせユニット３１〜３９に接続される。

少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は、並置して配置される。Ｘ線回折格子セグメント１１〜１９はそれぞれ、回折格子面４１〜４９を備える。回折格子面４１〜４９は、Ｘ線放射線を吸収する、図２に示される回折格子構造６１を備える。回折格子構造６１の間には、Ｘ線放射線に対して透過的な構造がある。

回折格子面４１〜４９に垂直であり、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の幾何学中心において交差する法線２１〜２９は、回折格子構造６１が配向される方向を示す。異なる平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の法線２１〜２９は、共通平面７３を画定する。法線２１〜２９は回折格子面４１〜４９に垂直であるため、共通平面７３も回折格子面４１〜４９に垂直である。

位置合わせユニット３１〜３９は、軸１３１〜１３９の周りで、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を回転させる。軸１３１〜１３９は、平面７３に垂直であり、すなわち、回折格子面４１〜４９に平行である。したがって、軸１３１〜１３９の周りの回転は、平面７３における法線２１〜２９の回転をもたらす。さらに、回転は、軸１３１〜１３９の周りの回折格子面４１〜４９の回転をもたらす。したがって、位置合わせユニット３１〜３９は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の回折格子面４１〜４９を位置合わせする。

図１ａにおける平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の数は、２から１００の範囲である。暗視野Ｘ線画像取得システム６０では、Ｘ線回折格子２０は、約４ｃｍの幅を有する１０から１１個の平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を備え、対象物６４と、約４３ｃｍの幅及び高さを有するＸ線放射線検出器６５との間に配置される。結果として、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の高さは、約４３ｃｍである。

別の実施形態では、平坦なＸ線回折格子２０の高さもセグメント化される。したがって、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の高さは、例えば、約４ｃｍであり、すなわち、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は、約４ｃｍ×４ｃｍの領域を備える。さらに、その実施形態は、高さと幅の位置合わせを可能にする。この実施形態の例は、以下で説明される図４ａ又は図４ｂの実施形態のように見える。

しかしながら、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の回折格子面４１〜４９の幅及び高さは、１ｃｍ〜１００ｃｍ、好ましくは２ｃｍ〜８０ｃｍ、又はより好ましくは３ｃｍ〜６０ｃｍの範囲である。回折格子面４１〜４９、すなわち平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９はさらに、正方形形状、長方形形状を備える。

図１ｂに示すように、法線２１〜２９が単一の交点で交差するように、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の位置合わせが実行される。図１ｂに示す実施形態では、Ｘ線回折格子２０の端に配置された平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のうちの第１のＸ線回折格子セグメントが最も回転され、焦点３０と交差するようにそれぞれの法線２１２９を位置合わせする。さらに、Ｘ線回折格子２０の中心の近くに配置された平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のうちの第２のＸ線回折格子セグメントは、第１の平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９よりも少なくではあるが、Ｘ線回折格子２０の中心に配置された平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のうちの第３のＸ線回折格子セグメントよりも多く回転する。第１及び第２の平坦なＸ線回折格子セグメントの回転は、焦点３０と交差するようにそれぞれの法線２１〜２９を位置合わせする。平坦な各Ｘ線回折格子セグメント１１〜１９は、位置合わせユニット３１〜３９によって個々に位置合わせされる。

図３は、Ｘ線放射線源６９と、Ｘ線放射線検出器６５と、Ｇ０回折格子６２、Ｇ１回折格子６３、及びデバイス１０を備えたＸ線回折格子アセンブリ６２、６３、１０とを備えたＸ線画像取得システム６０を示す。

対象物６４は、Ｇ１回折格子６３とＧ２回折格子２０との間に配置され、対象物６４は、暗視野画像化される。

デバイス１０の平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の向きを示す法線２１〜２９は、Ｘ線放射線源６９が配置されている焦点３０において交差する。

処理ユニット７０は、デバイス１０のすべての位置合わせユニット３１〜３９に接続され、図３では、概観の理由から、位置合わせユニット３１への接続のみが示されている。処理ユニット７０は、位置合わせユニット３１〜３９を制御して、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を位置合わせする。

処理ユニット７０はさらに、Ｘ線放射線検出器６５によって取得された画像を分析して、異なる平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の位置合わせデータを抽出する。

第１のステップａ）において、Ｘ線放射線源の位置が、処理ユニットを用いて決定される（１０１）。これは、例えば、Ｘ線回折格子２０の端に配置された平坦なＸ線回折格子セグメント１１及び１５を使用することにより、Ｘ線放射線検出器の端における干渉計の透過率及び可視性を最大化することによって実行される。

第２のステップｂ）では、平坦なＸ線回折格子セグメントは、平坦なＸ線回折格子セグメントの回折格子面に垂直な法線が、Ｘ線放射線源と交差するように、位置合わせユニットを用いて回転される（１０２）。

図４ａによれば、デバイス１０は、互いに並置して配置される平坦なＸ線回折格子セグメント５１〜５９を備え、平坦な各Ｘ線回折格子セグメント５１〜５９は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のうちの１つのＸ線回折格子セグメントに並置して配置される。したがって、デバイス１０は、２行の平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９を備え、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９は、第１の行を画定し、平坦なＸ線回折格子セグメント５１〜５９は、第１の行の隣に配置される第２の行を画定する。

平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９はさらに、少なくとも２つの軸１３１〜１３９、１４１の周りを回転可能である。図４ａでは、概観の理由から、さらに１つの軸１４１しか示されていないが、すべての平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９及び５１〜５９は、回転が実行される２つの軸を備える。

さらなる軸１４１の周りに平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を回転させるために、デバイス１０は、さらなる軸の周りに平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を回転させる、さらなる位置合わせユニット９１〜９９を備える。さらなる位置合わせユニット９１〜９９は、位置合わせユニット３１〜３９に、又は直接、平坦なＸ線回折格子セグメントに接続される。例では、法線２１〜２９が共通平面上にあることを保証するために、さらなる位置合わせユニット９１〜９９が使用される。別の例では、すべての法線２１〜２９の交点の位置を修正するために、さらなる位置合わせが使用される。

図４ｂは、デバイス１０のさらなる実施形態を示す。この実施形態では、デバイス１０は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９のマトリクスを備える。図４ａの実施形態に加えて、図４ｃの実施形態は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９、８１〜８４からなる第３の行を画定する平坦なＸ線回折格子セグメント８１〜８４を備える。この実施形態では、位置合わせユニット３１〜３９及び位置合わせユニット９１〜９９は、平坦なＸ線回折格子セグメント上の異なる位置に配置される。

図４ｂの実施形態はさらに、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）構成である。ＣＴ構成では、Ｘ線放射線検出器は、マトリクスに配置された複数の検出器モジュールを備える。したがって、１つの平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９、８１〜８４が、１つの検出器モジュール（図示せず）に割り当てられる。さらに、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９、８１〜８４は、例えば、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９、８１〜８４間のギャップが最小化されるか又は完全に避けられるように配置される。

図４ｃは、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９が曲面上に配置された構成を示す。これは、軸１３１〜１３９も曲面上に配置されることを意味する。曲面は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を、曲面の中心に事前に位置合わせされるように、事前に位置合わせする。位置合わせユニット３１〜３９は、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の位置合わせを微調整して、曲面の中心に正確に位置合わせする。さらに、位置合わせユニット３１〜３９は、法線２１〜２９の交点が、曲面の中心以外の別の位置にあるように、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の位置合わせを修正する。例示的な１つの実施形態では、一次元の曲面に位置合わせされる。別の例示的な実施形態では、図４ｂの実施形態を参照すると、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９、５１〜５９、８１〜８４は、二次元の曲面（図示せず）に位置合わせされる。

図５ａ〜図５ｃは、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９の並進位置合わせを提供する位置合わせユニットの実施形態を示す。図５ａでは、位置合わせユニット６６は、軸１３１に沿った方向に、平坦なＸ線回折格子セグメント１１の並進位置合わせを提供する。

図５ｂに示される位置合わせユニット６７は、軸１３１に垂直であり、法線２１に垂直な方向に並進位置合わせを提供する。

図５ｃに示される位置合わせユニット６８は、法線２１に平行な方向に並進位置合わせを提供する。

位置合わせユニット６６〜６８による並進方向の位置合わせは、位置合わせユニット３１〜３９及び９１〜９９の回転位置合わせと組み合わせて提供される。さらに、第３の回転位置合わせユニット（図示せず）を設けて、軸１３１及び軸１４１に垂直な軸の周りに、平坦なＸ線回折格子セグメント１１〜１９を回転させる。

さらなるステップｃ）において、ステップｂ）は、Ｘ線回折格子の平坦な各Ｘ線回折格子セグメントに対して繰り返される（１０３）。これは、平坦なＸ線回折格子セグメントの位置合わせが、平坦なＸ線回折格子セグメントの一連の位置合わせとして実行されることを意味する。

別の例では、平坦なＸ線回折格子セグメントの位置合わせは、Ｘ線回折格子のすべての平坦なＸ線回折格子セグメントに対して同時に実行される。

さらに別のステップｄ）では、ステップａ）からｃ）は、所定の期間後に繰り返される（１０４）。これは、例えば、温度変化や振動による位置ずれを防ぐために、平坦なＸ線回折格子セグメントの位置合わせが、数回実行されることを意味する。

本発明の別の例示的な実施形態では、前述した実施形態のうちの１つの実施形態による方法の方法のステップを適切なシステム上で実行することを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。

したがって、コンピュータプログラム要素は、本発明の実施形態の一部でもあるコンピュータユニットに格納される。この計算ユニットは、前述した方法のステップを実行する、又は実行を引き起こす。さらに、この計算ユニットは、前述した装置の構成要素を操作する。計算ユニットは、自動的に動作する、及び／又は、ユーザの指示を実行する。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードされる。したがって、データプロセッサは、本発明の方法を実行する。

本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、更新によって、既存のプログラムを、本発明を使用するプログラムに変換するコンピュータプログラムとの両方をカバーする。

さらに、コンピュータプログラム要素は、前述した方法の例示的な実施形態の手順を実行するために必要なすべてのステップを提供できる。

本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体が提示され、このコンピュータ可読媒体は、前のセクションで説明され、格納されているコンピュータプログラム要素を有する。コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに、又はその一部として供給される光学記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体に格納及び／又は配布されるが、例えば、インターネット又は他の有線若しくはワイヤレスの通信システムなどを介して、他の形態でも配布される。

しかしながら、コンピュータプログラムはまた、ワールドワイドウェブのようなネットワークを介して提示され、そのようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされる。本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ダウンロードのために利用可能なコンピュータプログラム要素を作成するための媒体が提供され、そのコンピュータプログラム要素は、本発明の前述した実施形態のうちの１つの実施形態による方法を実行するように構成される。

本発明の実施形態は、異なる主題を参照して説明されることに留意されたい。特に、いくつかの実施形態は、方法のタイプの請求項を参照して説明されているが、他の実施形態は、デバイスのタイプの請求項を参照して説明される。しかしながら、当業者は、別段の通知がない限り、前述及び後述の説明から、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組合せに加えて、異なる主題に関連する特徴間の任意の組合せも、本出願で開示されていると考えられると推測する。しかしながら、すべての特徴を組み合わせることで、特徴の単純加算以上の相乗効果を提供できる。

本発明を図面及び前述した説明において詳細に例示及び説明してきたが、そのような例示及び説明は、例示的又は典型的であり、限定的ではないと見なされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形は、図面、開示、及び従属請求項の検討から、特許請求された発明を実施する際に当業者によって理解及び達成される。

特許請求の範囲において、「備える、有する」という文言は、他の要素又はステップを除外せず、単数形は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲に列挙されたいくつかの項目の機能を満たす。特定の方策が、相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組合せが、有利に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲におけるあらゆる参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. Ｘ線回折格子をＸ線放射線源に位置合わせするためのデバイスであって、前記デバイスは、
   少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントと、
   前記少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの１つのＸ線回折格子セグメントを位置合わせするための少なくとも１つの位置合わせユニットとを備え、
   前記少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントは並置して配置されて、Ｘ線回折格子を形成し、
   前記少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントは、各々、Ｘ線放射線のための回折格子面を備え、各回折格子面は幾何学中心を備え、
   前記回折格子面の各々に対する法線は、共通平面を画定し、前記法線は、前記回折格子面の前記幾何学中心と交差し、
   前記少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの少なくとも第１のＸ線回折格子セグメントは、前記共通平面に垂直な軸の周りを回転可能であり、
   前記少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの前記第１のＸ線回折格子セグメントは、前記少なくとも１つの位置合わせユニットのうちの第１の位置合わせユニットに接続される、デバイス。
2. 前記少なくとも１つの位置合わせユニットのうちの前記第１の位置合わせユニットは、前記少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの前記第１のＸ線回折格子セグメントを、前記軸の周りで回転させ、前記法線が交点で交差するように、前記共通平面内の前記法線間の角度を変更し、前記交点の位置を、前記Ｘ線回折格子の焦点を画定する単一の共通の交点に変更する、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記平坦な各Ｘ線回折格子セグメントは、前記軸の周りを回転可能であり、前記少なくとも１つの位置合わせユニットの個々に接続可能である、請求項１又は２に記載のデバイス。
4. 前記少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの少なくとも１つのＸ線回折格子セグメントは、少なくとも２つの軸の周りを回転可能であり、及び／又は、前記少なくとも２つの軸に沿って並進可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
5. 前記デバイスは、２から１００の範囲、好ましくは５から５０の範囲の、より好ましくは８から２０の範囲の、最も好ましくは１０の、平坦なＸ線回折格子セグメントの中に、いくつかの平坦なＸ線回折格子セグメントを備え、各Ｘ線回折格子セグメントは、前記少なくとも１つの位置合わせユニットの個々に接続可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
6. 前記Ｘ線回折格子は、Ｘ線画像取得デバイスのＧ２回折格子である、請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
7. 前記平坦なＸ線回折格子セグメントの前記軸は、曲線に沿って配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。
8. 前記回折格子面は、１ｃｍから１００ｃｍ、好ましくは２ｃｍから８０ｃｍ、より好ましくは３ｃｍから６０ｃｍの範囲の幅及び長さ、最も好ましくは４ｃｍの幅及び４３ｃｍの高さを有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス。
9. 平坦なＸ線回折格子セグメントの二次元マトリクスを形成するために、並置して配置された更なる平坦なＸ線回折格子セグメントであって、前記少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントの隣に配置された更なる平坦なＸ線回折格子セグメントを備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。
10. Ｘ線放射線源と、
    請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイスを備えたＸ線回折格子アセンブリと、
    Ｘ線放射線検出器と、
    少なくとも１つの位置合わせユニットとを備え、
    前記Ｘ線回折格子アセンブリは、前記Ｘ線放射線源と前記Ｘ線放射線検出器との間に配置され、
    焦点が前記Ｘ線放射線源に設けられ、
    前記少なくとも２つの平坦なＸ線回折格子セグメントのうちの１つのＸ線回折格子セグメントは、前記少なくとも１つの位置合わせユニットのうちの単一の位置合わせユニットに接続される、Ｘ線画像取得システム。
11. 前記Ｘ線画像取得システムは、処理ユニットをさらに備え、
    前記処理ユニットは、前記焦点の位置を変更するように、前記少なくとも１つの位置合わせユニットを制御する、請求項１０に記載のＸ線画像取得システム。
12. 各位置合わせユニットは、前記焦点の位置を動的に調整するために、前記処理ユニットによって個々に及び／又は動的に制御可能である、請求項１０又は１１に記載のＸ線画像取得システム。
13. 請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス、又は請求項１０から１２のいずれか一項に記載のＸ線画像取得システムで、Ｘ線回折格子をＸ線放射線源に位置合わせする方法であって、前記方法は、
    ａ） 処理ユニットを用いてＸ線放射線源の位置を決定するステップと、
    ｂ） 平坦なＸ線回折格子セグメントの回折格子面に垂直な法線が、前記Ｘ線放射線源と交差するように、位置合わせユニットを用いて、前記平坦なＸ線回折格子セグメントを回転させるステップであって、前記法線は、前記回折格子面の幾何学中心と交差する、回転させるステップと、
    ｃ） 前記平坦な各Ｘ線回折格子セグメントに対してステップｂ）を繰り返すステップとを有する、方法。
14. 処理ユニットによって実行されると、請求項１３に記載の方法のステップを実行する、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス、又は、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のＸ線画像取得システムを制御するためのコンピュータプログラム。
15. 請求項１４に記載のコンピュータプログラムを格納した、コンピュータ可読媒体。

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