JP6958716B2 - X-ray phase difference imaging system - Google Patents
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Description
本発明は、X線位相差撮像システムに関し、特に、タルボ干渉計によって、暗視野像を含む位相コントラスト画像を生成するX線位相差撮像システムに関する。 The present invention relates to an X-ray phase difference imaging system, and more particularly to an X-ray phase difference imaging system that generates a phase contrast image including a dark field image by a Talbot interferometer.
従来、タルボ干渉計によって、暗視野像を含む位相コントラスト画像を生成するX線位相差撮像システムが知られている。このようなX線位相差撮像システムは、たとえば、特許第6173457号公報および国際公開第2012/128335号に開示されている。 Conventionally, an X-ray phase difference imaging system that generates a phase contrast image including a dark field image by using a Talbot interferometer is known. Such an X-ray phase difference imaging system is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 6173457 and International Publication No. 2012/128335.
特許第6173457号公報に開示されているX線位相差撮像システムは、X線源と、マルチスリットと、位相格子と、吸収格子と、検出器と、位相格子をステップ移動させるステッピングアレンジメントとを備える。特許第6173457号公報に開示されているX線位相差撮像システムは、位相格子をステップ移動させて撮像することにより、暗視野像を含む位相コントラスト画像生成することができる。なお、「暗視野像」とは、物体の小角散乱に基づくVisibilityの変化によって得られる、Visibility像のことである。また、暗視野像は、小角散乱像とも呼ばれる。「Visibility」とは、鮮明度のことである。また、位相コントラスト画像には、暗視野像のほかに吸収像および位相微分像を含む。「吸収像」とは、X線が被写体を通過した際に発生するX線の減衰をもとに画像化した像である。また、「位相微分像」とは、X線が被写体を通過した際に発生するX線の位相のずれをもとに画像化した像である。 The X-ray phase difference imaging system disclosed in Japanese Patent No. 6173457 includes an X-ray source, a multi-slit, a phase grid, an absorption grid, a detector, and a stepping arrangement for stepping the phase grid. .. The X-ray phase difference imaging system disclosed in Japanese Patent No. 6173457 can generate a phase contrast image including a dark field image by step-moving the phase grid for imaging. The "dark field image" is a Visibility image obtained by a change in Visibility based on small-angle scattering of an object. The dark field image is also called a small-angle scattered image. "Visibility" means sharpness. Further, the phase contrast image includes an absorption image and a phase differential image in addition to the dark field image. The "absorption image" is an image imaged based on the attenuation of X-rays generated when X-rays pass through a subject. The "phase differential image" is an image imaged based on the phase shift of the X-rays generated when the X-rays pass through the subject.
ここで、暗視野像を撮像する際、被写体の内部構造によるX線の拡散に指向性がある場合、格子の向きと格子に対する被写体の向き(拡散方向)との関係によっては、内部構造が画像化されない場合がある。具体的には、被写体の内部構造によるX線の拡散方向のうち、格子の向きと直交する方向に拡散するX線は強調されるため、内部構造が画像化される。しかし、格子の向きに沿う方向に拡散するX線はほとんど画像化されない(感度がない)ため、格子に対する被写体の向きによっては内部構造を画像化することが難しい場合があるという不都合がある。 Here, when an image of a dark field image is taken, if the diffusion of X-rays due to the internal structure of the subject is directional, the internal structure is an image depending on the relationship between the orientation of the grid and the orientation (diffusion direction) of the subject with respect to the grid. It may not be converted. Specifically, among the diffusion directions of X-rays due to the internal structure of the subject, the X-rays diffused in the direction orthogonal to the direction of the grid are emphasized, so that the internal structure is imaged. However, since X-rays diffused in the direction along the direction of the grid are hardly imaged (there is no sensitivity), there is an inconvenience that it may be difficult to image the internal structure depending on the orientation of the subject with respect to the grid.
そこで、国際公開第2012/128335号では、格子回転部によって格子を回動させることにより、格子に対する被写体の向きを変更して撮像するX線位相差撮像システムが開示されている。具体的には、国際公開第2012/128335号に開示されているX線位相差撮像システムは、マルチスリットを回転させるマルチスリット回転部と、第1格子および第2格子を回転させる格子回転部とを備えている。マルチスリット回転部および格子回転部によって複数の格子を回動させることにより、格子に対する被写体の向きを変更するように構成されている。 Therefore, International Publication No. 2012/128335 discloses an X-ray phase difference imaging system that changes the orientation of a subject with respect to a grid and images the image by rotating the grid by a grid rotating unit. Specifically, the X-ray phase difference imaging system disclosed in International Publication No. 2012/128335 includes a multi-slit rotating unit that rotates a multi-slit and a grid rotating unit that rotates the first and second grids. It has. It is configured to change the orientation of the subject with respect to the grid by rotating a plurality of grids by the multi-slit rotating portion and the grid rotating portion.
しかしながら、国際公開第2012/128335号に開示されているX線位相差撮像システムは、マルチスリット回転部と格子回転部との両方によって複数の格子を回動させているため、格子を回動させた後の各格子の相対位置が変化する可能性がある。タルボ干渉計では、複数の格子間の相対位置が変化すると、意図しないモアレが生じ、生成する位相コントラスト画像にアーチファクトが発生するという不都合が生じる。そのため、意図しないモアレが生じることを抑制するために、格子に対する被写体の向きを変更するたびに、複数の格子の位置調整を行わなければならないという問題点がある。 However, in the X-ray phase difference imaging system disclosed in International Publication No. 2012/128335, since a plurality of grids are rotated by both the multi-slit rotating portion and the grid rotating portion, the grids are rotated. The relative position of each grid after that may change. In the Talbot interferometer, when the relative position between a plurality of lattices changes, unintended moire occurs, which causes an inconvenience that an artifact occurs in the generated phase contrast image. Therefore, in order to suppress the occurrence of unintended moire, there is a problem that the positions of a plurality of grids must be adjusted each time the orientation of the subject with respect to the grid is changed.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、格子に対する被写体の向きを変更するたびに複数の格子の位置調整を行うことなく格子に対する被写体の向きを変更することが可能なX線位相差撮像システムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is to deal with a grid without adjusting the positions of a plurality of grids each time the orientation of the subject with respect to the grid is changed. It is an object of the present invention to provide an X-ray phase difference imaging system capable of changing the orientation of a subject.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるX線位相差撮像システムは、X線源と、X線源から照射されたX線を検出する検出器と、X線源と検出器との間に配置され、X線源からX線が照射される第1格子と、第1格子からのX線が照射される第2格子とを含む複数の格子と、検出器によって検出された信号に基づいて位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、被写体を撮像する際に円弧状の軌道に沿って被写体をX線の光軸方向周りに回動させることにより、被写体の所定の部分を、複数の格子の格子が延びる方向およびX線の光軸方向と直交する面内において複数の格子の格子が延びる方向と交差する方向に向けることが可能な被写体回動機構とを備える。 In order to achieve the above object, the X-ray phase difference imaging system in one aspect of the present invention includes an X-ray source, a detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source, and an X-ray source and a detector. A plurality of lattices are arranged between the above and include a first lattice in which X-rays are emitted from an X-ray source and a second lattice in which X-rays are emitted from the first lattice, and are detected by a detector. An image processing unit that generates a phase contrast image based on a signal and a predetermined part of the subject are rotated around the X-ray optical axis direction along an arc-shaped trajectory when the subject is imaged. Provided with a subject rotation mechanism capable of directing a plurality of lattices in a direction in which the lattices extend and in a direction intersecting the direction in which the lattices of the plurality of lattices extend in a plane orthogonal to the X-ray optical axis direction.
この発明の一の局面におけるX線位相差撮像システムでは、上記のように、円弧状の軌道に沿って被写体を回動させることにより、被写体の所定の部分を、複数の格子の格子が延びる方向およびX線の光軸方向と直交する面内において複数の格子の格子が延びる方向と交差する方向に向けることが可能な被写体回動機構を備える。これにより、被写体を回動させることによって、格子を回動させることなく格子に対する被写体の向きを変更することができる。その結果、格子を回動させないので、格子に対する被写体の向きを変更するたびに複数の格子の位置調整を行うことなく格子に対する被写体の向きを変更することができる。また、たとえば、被写体の周囲を1周にわたって覆う機構によって、被写体を円周状の軌道に沿って回動させる場合と比較して、回動範囲を小さくすることができる。その結果、被写体回動機構が大型化することを抑制することができる。 In the X-ray phase difference imaging system according to one aspect of the present invention, as described above, by rotating the subject along an arcuate orbit, a predetermined portion of the subject is extended in a direction in which a plurality of grids extend. Also provided is a subject rotation mechanism capable of directing a plurality of lattices in a direction orthogonal to the direction of the optical axis of the X-ray and in a direction intersecting the direction in which the lattices of the plurality of lattices extend. Thereby, by rotating the subject, the orientation of the subject with respect to the grid can be changed without rotating the grid. As a result, since the grid is not rotated, the orientation of the subject with respect to the grid can be changed without adjusting the positions of the plurality of grids each time the orientation of the subject with respect to the grid is changed. Further, for example, by a mechanism that covers the periphery of the subject over one circumference, the rotation range can be reduced as compared with the case where the subject is rotated along the circumferential orbit. As a result, it is possible to prevent the subject rotation mechanism from becoming large.
この場合、好ましくは、被写体回動機構は、被写体を保持する被写体保持部と、被写体保持部を移動可能に保持する円弧状のガイドレールと、ガイドレールに沿って被写体保持部の向きを変えながら被写体保持部を円弧状に移動させる回動駆動部とを備える。このように構成すれば、回動駆動部によって被写体保持部を円弧状のガイドレールに沿って移動させることにより、被写体を容易に円弧状に回動させることができる。 In this case, preferably, the subject rotation mechanism includes a subject holding portion for holding the subject, an arc-shaped guide rail for holding the subject holding portion in a movable manner, and changing the direction of the subject holding portion along the guide rail. It is provided with a rotation drive unit that moves the subject holding unit in an arc shape. With this configuration, the subject can be easily rotated in an arc shape by moving the subject holding portion along the arc-shaped guide rail by the rotation drive unit.
上記被写体回動機構が被写体保持部と円弧状のガイドレールと回動駆動部とを備える構成において、好ましくは、被写体保持部の回動範囲は、半円または半円よりも小さい円弧形状を有するガイドレールの一端側から他端側であり、回動駆動部は、円弧形状のガイドレールの内周面側において被写体を保持した被写体保持部を移動させるように構成されている。このように構成すれば、ガイドレールが半円の円弧形状を有する場合には、被写体を180度回動させることができる。その結果、被写体がX線を拡散させる方向が未知であったとしても、X線の拡散を感度よく検出できる向きに被写体を配置することができる。また、ガイドレールが半円よりも小さい円弧形状を有する場合には、たとえば、被写体保持部に保持されていない側の被写体の部分がガイドレールの曲率円からはみ出る場合でも、被写体保持部をガイドレールの端部へ回動させた際に、被写体保持部に保持されていない側の被写体の部分がガイドレールの反対側の端部に当接することを抑制することができる。その結果、被写体保持部に保持されていない側の被写体の部分がガイドレールの曲率円からはみ出る場合でも、格子に対する被写体の向きを容易に変更することができる。 In a configuration in which the subject rotation mechanism includes a subject holding portion, an arc-shaped guide rail, and a rotation driving portion, the rotation range of the subject holding portion preferably has a semicircle or an arc shape smaller than a semicircle. From one end side to the other end side of the guide rail, the rotation drive unit is configured to move the subject holding unit that holds the subject on the inner peripheral surface side of the arc-shaped guide rail. With this configuration, if the guide rail has a semicircular arc shape, the subject can be rotated 180 degrees. As a result, even if the direction in which the subject diffuses X-rays is unknown, the subject can be arranged in a direction in which the diffusion of X-rays can be detected with high sensitivity. Further, when the guide rail has an arc shape smaller than a semicircle, for example, even if the part of the subject on the side not held by the subject holding portion protrudes from the curvature circle of the guide rail, the subject holding portion is guided by the guide rail. It is possible to prevent the portion of the subject that is not held by the subject holding portion from coming into contact with the end portion on the opposite side of the guide rail when it is rotated to the end portion of the guide rail. As a result, the orientation of the subject with respect to the grid can be easily changed even when the portion of the subject on the side not held by the subject holding portion protrudes from the circle of curvature of the guide rail.
上記被写体回動機構が被写体保持部と円弧状のガイドレールと回動駆動部とを備える構成において、好ましくは、被写体保持部の回動範囲は、中心角が少なくとも90度の円弧形状を有するガイドレールの一端側から他端側である。ここで、被写体によるX線の散乱方向と格子の延びる方向とが直交する場合に、得られる暗視野像のコントラストが明確になる。被写体内部の微細構造のうち、格子の延びる方向と直交する方向に向いていない微細構造であっても、格子に対する被写体の向きを少なくとも90度回動させることができれば、被写体内の微細構造を格子の延びる方向と直交する方向に向けることが可能となる。したがって、上記のように構成すれば、ガイドレールの一端側から他端側まで被写体保持部を移動させることにより、被写体の向きを90度変更することが可能となり、被写体内部の微細構造を格子の延びる方向と直交する方向に向けることができる。その結果、被写体によるX線の散乱方向と格子の延びる方向とが直交する向きに被写体を配置することが可能となるので、コントラストが明確な暗視野像を得ることができる。 In a configuration in which the subject rotation mechanism includes a subject holding portion, an arc-shaped guide rail, and a rotation driving portion, the rotation range of the subject holding portion is preferably a guide having an arc shape with a central angle of at least 90 degrees. From one end side to the other end side of the rail. Here, when the scattering direction of X-rays by the subject and the extending direction of the grid are orthogonal to each other, the contrast of the obtained dark field image becomes clear. Of the microstructures inside the subject, even if the microstructures are not oriented in the direction orthogonal to the extending direction of the grid, if the orientation of the subject with respect to the grid can be rotated by at least 90 degrees, the microstructures inside the subject can be gridded. It is possible to point in a direction orthogonal to the extending direction of. Therefore, with the above configuration, the orientation of the subject can be changed by 90 degrees by moving the subject holding portion from one end side to the other end side of the guide rail, and the fine structure inside the subject can be changed to a grid. It can be oriented in a direction orthogonal to the extending direction. As a result, the subject can be arranged in a direction in which the scattering direction of the X-rays by the subject and the extending direction of the grid are orthogonal to each other, so that a dark field image having a clear contrast can be obtained.
上記被写体回動機構が被写体保持部と円弧状のガイドレールと回動駆動部とを備える構成において、好ましくは、回動駆動部は、被写体保持部とともにガイドレールに沿って移動するように構成されている。このように構成すれば、回動駆動部を移動させることにより被写体保持部を移動させることが可能となるので、回動駆動部が被写体保持部とともに移動しない構成と比較した場合、回動駆動部から被写体保持部に対して動力を伝達する機構の構成を簡素化することができる。その結果、被写体保持部に対して動力を伝達する機構の構成を簡素化することが可能となるので、装置構成を簡素化することができる。 In the configuration in which the subject rotation mechanism includes a subject holding portion, an arc-shaped guide rail, and a rotation driving portion, the rotation driving portion is preferably configured to move along the guide rail together with the subject holding portion. ing. With this configuration, the subject holding unit can be moved by moving the rotation driving unit. Therefore, when compared with the configuration in which the rotation driving unit does not move together with the subject holding unit, the rotation driving unit It is possible to simplify the configuration of the mechanism for transmitting power to the subject holding portion. As a result, it is possible to simplify the configuration of the mechanism for transmitting power to the subject holding unit, so that the configuration of the device can be simplified.
この場合、好ましくは、回動駆動部に回転可能に設けられた第1係合部材と、ガイドレールに設けられ、第1係合部材に係合する第2係合部材とをさらに含み、回動駆動部は、第1係合部材を回転させて第1係合部材と第2係合部材とを相対移動させることにより、被写体保持部をガイドレールに沿って円弧状に移動させるように構成されている。このように構成すれば、第1係合部材を回転させることにより、円弧状のガイドレールに設けられた第2係合部材に沿って被写体保持部を移動させることができる。その結果、ボールネジ機構などによって被写体保持部を移動させる構成と比較して、装置構成を簡素化することができる。 In this case, preferably, a first engaging member rotatably provided on the rotation driving unit and a second engaging member provided on the guide rail and engaging with the first engaging member are further included and rotated. The dynamic drive unit is configured to move the subject holding unit in an arc shape along the guide rail by rotating the first engaging member to relatively move the first engaging member and the second engaging member. Has been done. With this configuration, by rotating the first engaging member, the subject holding portion can be moved along the second engaging member provided on the arc-shaped guide rail. As a result, the device configuration can be simplified as compared with the configuration in which the subject holding portion is moved by a ball screw mechanism or the like.
上記被写体回動機構が被写体保持部と円弧状のガイドレールと回動駆動部とを備える構成において、好ましくは、被写体回動機構は、ガイドレールの曲率中心の位置がX線の光軸上となるように配置されている。このように構成すれば、ガイドレールの曲率中心の位置がX線の光軸上にあるため、被写体を回動させて複数枚の位相コントラスト画像を撮像した場合でも、各位相コントラスト画像に写る被写体が各位相コントラスト画像間で平行移動することを抑制することができる。その結果、各位相コントラスト画像を合成する場合でも、被写体を回転させることにより位置合わせを行うことが可能となるので、位相コントラスト画像の合成を容易に行うことができる。 In a configuration in which the subject rotation mechanism includes a subject holding portion, an arcuate guide rail, and a rotation drive portion, the subject rotation mechanism preferably has a position of the center of curvature of the guide rail on the optical axis of X-rays. It is arranged so as to be. With this configuration, the position of the center of curvature of the guide rail is on the optical axis of the X-ray, so even if the subject is rotated to capture a plurality of phase-contrast images, the subject reflected in each phase-contrast image. Can be prevented from translating between the phase contrast images. As a result, even when the phase-contrast images are combined, the alignment can be performed by rotating the subject, so that the phase-contrast images can be easily combined.
上記被写体回動機構が被写体保持部と円弧状のガイドレールと回動駆動部とを備える構成において、好ましくは、X線源と検出器と複数の格子とによって構成される撮像系と被写体回動機構とを、X線の光軸方向と直交する面内における垂直方向の軸線周りに相対回転させる3次元撮像回転機構をさらに備え、画像処理部は、複数の回転角度において撮像された複数の位相コントラスト画像から、3次元位相コントラスト画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、格子に対する被写体の向きを変更させた際に複数の格子の位置調整を行うことなく3次元位相コントラスト画像を生成することができる。 In a configuration in which the subject rotation mechanism includes a subject holding portion, an arc-shaped guide rail, and a rotation driving portion, it is preferable to use an imaging system and subject rotation composed of an X-ray source, a detector, and a plurality of lattices. The mechanism is further provided with a three-dimensional imaging rotation mechanism that rotates the mechanism relative to the vertical axis in a plane orthogonal to the optical axis direction of the X-ray, and the image processing unit has a plurality of phases imaged at a plurality of rotation angles. It is configured to generate a three-dimensional phase contrast image from the contrast image. With this configuration, it is possible to generate a three-dimensional phase contrast image without adjusting the positions of the plurality of grids when the orientation of the subject with respect to the grid is changed.
この場合、好ましくは、被写体保持部は、ガイドレールの両端部を結んだ線分よりもガイドレールの曲率中心に近い位置で被写体を保持するように構成されている。このように構成すれば、ガイドレールの両端部が撮像範囲に入ることを抑制することができる。その結果、撮像系と被写体とを相対回転させながら撮像した場合でも、位相コントラスト画像にガイドレールの両端部が写りこむことを抑制することができる。なお、撮像範囲とは、検出器のうち、X線が照射される範囲であり、位相コントラスト画像に写る範囲のことである。 In this case, preferably, the subject holding portion is configured to hold the subject at a position closer to the center of curvature of the guide rail than the line segment connecting both ends of the guide rail. With this configuration, it is possible to prevent both ends of the guide rail from entering the imaging range. As a result, even when the image pickup system and the subject are imaged while being relatively rotated, it is possible to prevent both ends of the guide rail from being reflected in the phase contrast image. The imaging range is a range of the detector that is irradiated with X-rays and is a range that is captured in the phase contrast image.
上記3次元撮像回転機構を備える構成において、好ましくは、ガイドレールは、3次元撮像回転機構による相対回転の軸方向を基準として、ガイドレールの中心角がX線の光軸方向周りの両側において略等しい角度となるように形成されている。このように構成すれば、ガイドレールの中心と相対回転の軸方向とを略一致させることができる。その結果、相対回転の軸方向の基準から両側に略等しい角度でガイドレールが形成されるため、ガイドレールの中心角の角度を大きくしつつ、ガイドレールの両端部が撮像範囲に入ることを抑制することができる。 In the configuration including the three-dimensional image pickup rotation mechanism, preferably, the guide rail has a central angle of the guide rail substantially on both sides around the optical axis direction of the X-ray with reference to the axial direction of the relative rotation by the three-dimensional image pickup rotation mechanism. It is formed so that the angles are equal. With this configuration, the center of the guide rail and the axial direction of relative rotation can be made to substantially coincide with each other. As a result, the guide rails are formed at substantially equal angles on both sides based on the axial reference of the relative rotation, so that the angle of the central angle of the guide rails is increased and both ends of the guide rails are suppressed from entering the imaging range. can do.
上記一の局面におけるX線位相差撮像システムにおいて、好ましくは、被写体回動機構を保持するとともに、被写体の位置調整を行う被写体位置調整機構をさらに備える。このように構成すれば、被写体回動機構によって被写体を回動させた状態で被写体の位置を調整することができる。その結果、被写体の回動角度を維持した状態で被写体の位置を調整することが可能となるので、たとえば、被写体を拡大して撮像した際に、同じ拡大率で被写体の異なる領域を撮像したい場合でも、被写体の回動角度を維持した状態で撮像範囲を変更することができる。 The X-ray phase difference imaging system in the above one aspect preferably further includes a subject position adjustment mechanism that holds the subject rotation mechanism and adjusts the position of the subject. With this configuration, the position of the subject can be adjusted while the subject is rotated by the subject rotation mechanism. As a result, it is possible to adjust the position of the subject while maintaining the rotation angle of the subject. However, the imaging range can be changed while maintaining the rotation angle of the subject.
上記一の局面におけるX線位相差撮像システムにおいて、好ましくは、複数の格子の格子間における相対位置を調整する格子位置調整機構をさらに備える。このように構成すれば、たとえば、熱などによって格子の相対位置が変化した場合でも、複数の格子の格子間における相対位置を調整することができる。その結果、複数の格子の格子間における相対位置が変化することにより、意図しないモアレが生じることを抑制することが可能となり、位相コントラスト画像の画質が劣化することを抑制することができる。 In the X-ray phase difference imaging system in the above one aspect, preferably, a grid position adjusting mechanism for adjusting the relative position between the grids of a plurality of grids is further provided. With this configuration, even if the relative positions of the lattices change due to heat, for example, the relative positions of the plurality of lattices among the lattices can be adjusted. As a result, it is possible to suppress the occurrence of unintended moire due to the change in the relative position between the grids of the plurality of grids, and it is possible to suppress the deterioration of the image quality of the phase contrast image.
上記一の局面におけるX線位相差撮像システムにおいて、好ましくは、複数の格子は、X線源と第1格子との間に配置された第3格子をさらに含んでいる。このように構成すれば、第3格子によってX線源から照射されるX線の可干渉性を高めることができる。その結果、X線源の焦点サイズに依存することなく第1格子の自己像を形成させることが可能となるので、X線源の選択の自由度を向上させることができる。 In the X-ray phase difference imaging system in one aspect, preferably, the plurality of grids further includes a third grid arranged between the X-ray source and the first grid. With this configuration, the coherence of X-rays emitted from the X-ray source by the third lattice can be enhanced. As a result, it is possible to form a self-image of the first lattice without depending on the focal size of the X-ray source, so that the degree of freedom in selecting the X-ray source can be improved.
本発明によれば、上記のように、格子に対する被写体の向きを変更するたびに複数の格子の位置調整を行うことなく格子に対する被写体の向きを変更することが可能なX線位相差撮像システムを提供することができる。 According to the present invention, as described above, an X-ray phase difference imaging system capable of changing the orientation of a subject with respect to a grid without adjusting the positions of a plurality of grids each time the orientation of the subject with respect to the grid is changed. Can be provided.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1〜図14を参照して、本発明の第1実施形態によるX線位相差撮像システム100の構成について説明する。[First Embodiment]
The configuration of the X-ray phase
(X線位相差撮像システムの構成)
まず、図1〜図7を参照して、第1実施形態によるX線位相差撮像システム100の構成について説明する。(Configuration of X-ray phase difference imaging system)
First, the configuration of the X-ray phase
X線位相差撮像システム100は、図1に示すように、被写体TにX線を照射した際の、X線の減衰、位相の変化およびX線の拡散を利用して被写体Tの内部を画像化するシステムである。また、X線位相差撮像システム100は、タルボ(Talbot)効果を利用して、被写体Tの内部を画像化するシステムである。第1実施形態では、被写体Tを通過したX線の拡散を利用して、被写体Tの内部を画像化する例を説明する。X線位相差撮像システム100は、たとえば、非破壊検査用途では、物体としての被写体Tの内部の画像化に用いることが可能である。
As shown in FIG. 1, the X-ray phase
図1に示すように、X線位相差撮像システム100は、X線源1と、第3格子2と、第1格子3と、第2格子4と、検出器5と、制御装置6と、被写体回動機構7と、格子位置調整機構8と、被写体位置調整機構9とを備えている。なお、本明細書において、鉛直方向をY方向とし、鉛直上方向をY1方向とし、鉛直下方向をY2方向とする。また、Y方向と直交する水平面内の直交する2方向をそれぞれX方向、および、Z方向とする。X方向のうち、一方をX1方向とし、他方をX2方向とする。また、Z方向のうち、一方をZ1方向とし、他方をZ2方向とする。図1に示す例では、Z方向にX線源1と複数の格子と検出器5とを並べて配置している。なお、Z方向とは、請求の範囲の「X線の光軸方向」の一例である。
As shown in FIG. 1, the X-ray phase
X線源1は、高電圧が印加されることにより、X線を発生させるとともに、発生されたX線をZ1方向に向けて照射するように構成されている。
The
図2は、X線位相差撮像システム100をY方向から見た模式図である。なお、図2では、便宜上、被写体回動機構7、被写体位置調整機構9および格子位置調整機構8は図示していない。
FIG. 2 is a schematic view of the X-ray phase
図2に示すように、第3格子2は、複数のX線透過部2aおよびX線遮蔽部2bを有している。各X線透過部2aおよびX線遮蔽部2bは、直線状に延びるように形成されている。また、X線透過部2aおよびX線遮蔽部2bは、X線透過部2aおよびX線遮蔽部2bが延びる方向と直交する方向に所定の周期(ピッチ)d3で配列される。As shown in FIG. 2, the
第3格子2は、X線源1と第1格子3との間に配置されており、X線源1からX線が照射されるX線の一部を遮蔽することにより、X線の空間的な可干渉性を高める。第3格子2は、いわゆるマルチスリットである。
The
第1格子3は、複数のスリット3aおよびX線位相変化部3bを有している。各スリット3aおよびX線位相変化部3bは、それぞれ、直線状に延びるように形成されている。また、スリット3aおよびX線位相変化部3bは、スリット3aおよびX線位相変化部3bが延びる方向と直交する方向に所定の周期(ピッチ)d1で配列される。第1格子3は、いわゆる位相格子である。The
第1格子3は、X線源1と、第2格子4との間に配置されている。第1格子3は、X線源1から照射されるX線の位相を変化させてタルボ干渉を生じさせる。タルボ干渉とは、可干渉性を有するX線が、スリットが形成された格子を通過すると、格子から所定の距離(タルボ距離Zp)離れた位置に、格子の像(自己像(図示せず))が形成されることである。The
第2格子4は、複数のX線透過部4aおよびX線遮蔽部4bを有している。各X線透過部4aおよびX線遮蔽部4bは、それぞれ、直線状に延びるように形成されている。また、X線透過部4aおよびX線遮蔽部4bは、X線透過部4aおよびX線遮蔽部4bが延びる方向と直交する方向に所定の周期(ピッチ)d2で配列される。第2格子4は、いわゆる、吸収格子である。第1格子3、第2格子4、第3格子2はそれぞれ異なる役割を持つ格子であるが、スリット3a、X線透過部4a、および、X線透過部2aはそれぞれX線を透過させる。また、X線遮蔽部4b、および、X線遮蔽部2bはそれぞれX線を遮蔽する役割を担っており、X線位相変化部3bはスリット3aとの屈折率の違いによってX線の位相を変化させる。The
第2格子4は、第1格子3と検出器5との間に配置されており、第1格子3を通過したX線が照射される。また、第2格子4は、第1格子3からタルボ距離Zp離れた位置に配置される。第2格子4は、第1格子3の自己像と干渉して、検出器5の検出表面上にモアレ縞(図示せず)を形成する。The
また、タルボ距離Zpは、以下の式(1)によって表される。
また、第2格子4の周期d2は、第1格子3の自己像と同じ周期となるように設計されており、以下の式(2)によって表される。
検出器5は、X線源1から照射されたX線を検出するとともに、検出されたX線を電気信号に変換し、変換された電気信号を画像信号として読み取るように構成されている。検出器5は、たとえば、FPD(Flat Panel Detector)である。検出器5は、複数の変換素子(図示せず)と複数の変換素子上に配置された画素電極(図示せず)とにより構成されている。複数の変換素子および画素電極は、所定の周期(画素ピッチ)で、画素の配列方向がX方向およびY方向に一致するように検出器5が配置されている。また、検出器5は、取得した画像信号を、制御装置6に出力するように構成されている。
The
制御装置6は、制御部10と、画像処理部11とを含んでいる。制御部10は、CPU(Central Processing Unit)やメモリなどから構成されており、記憶部(図示せず)に格納された各種プログラムを実行することにより、X線位相差撮像システム100の制御部10として機能するように構成されている。
The
画像処理部11は、検出器5から出力された画像信号に基づいて、暗視野像32(図12参照)を生成するように構成されている。画像処理部11は、たとえば、GPU(Graphics Processing Unit)または画像処理用に構成されたFPGA(Field−Programmable Gate Array)などのプロセッサを含む。
The image processing unit 11 is configured to generate a dark field image 32 (see FIG. 12) based on the image signal output from the
なお、第1実施形態では、X線位相差撮像システム100は、被写体Tを縞走査法によって撮像するように構成されている。縞走査法とは、第1格子3または第2格子4を、X方向に所定のピッチで並進させながら撮像し、画素ごとに検出されたX線強度に基づいて強度変調信号を作成し、作成した強度変調に基づいて画像化する方法である。
In the first embodiment, the X-ray phase
被写体回動機構7(図1参照)は、制御部10の制御の下で、被写体Tを撮像する際に被写体TをX線の光軸方向(Z方向)周りに回動させることにより、被写体Tの所定の部分を、複数の格子の格子が延びる方向(Y方向)およびX線の光軸方向(Z方向)と直交する面内(XY面内)において複数の格子の格子が延びる方向(Y方向)と交差する方向に向けるように構成されている。具体的には、被写体回動機構7は、被写体Tを撮像する際に円弧状の軌道に沿って被写体Tを回動させることにより、格子(第3格子2、第1格子3および第2格子4)に対する被写体Tの向きを変更するように構成されている。被写体回動機構7が被写体Tを回動させる詳細な構成については、後述する。
The subject rotation mechanism 7 (see FIG. 1) rotates the subject T around the X-ray optical axis direction (Z direction) when the subject T is imaged under the control of the
格子位置調整機構8は、制御部10の制御の下で、複数の格子の格子間における相対位置を調整するように構成されている。格子位置調整機構8による複数の格子の格子間における相対位置を調整する詳細な構成については後述する。
The grid
被写体位置調整機構9は、被写体回動機構7を保持するように構成されている。また、被写体位置調整機構9は、制御部10の制御の下で、被写体Tの位置調整を行うように構成されている。被写体位置調整機構9による被写体Tの位置を調整する詳細な構成については後述する。
The subject
(被写体回動機構)
次に、図3〜図6を参照して、被写体回動機構7の構成について説明する。図3に示すように、被写体回動機構7は、被写体Tを保持する被写体保持部12と、円弧形状のガイドレール13と、回動駆動部14とを備えている。(Subject rotation mechanism)
Next, the configuration of the subject rotation mechanism 7 will be described with reference to FIGS. 3 to 6. As shown in FIG. 3, the subject rotation mechanism 7 includes a
被写体保持部12は、被写体Tを把持する被写体把持部12aと、調節ネジ12bとを含む。被写体把持部12aは、被写体Tの厚み方向(Z方向)に移動可能な1対の把持部を有する。調節ネジ12bは、被写体Tの厚み(Z方向の幅)に応じて被写体把持部12aの1対の把持部の間隔を調節するように構成されている。第1実施形態では、被写体保持部12は、円弧形状のガイドレール13の内周面側において被写体Tを保持している。
The
ガイドレール13は、円弧形状を有しており、被写体保持部12を移動可能に保持している。また、ガイドレール13には、被写体保持部12の回動角度を検知するための回動角度検知部15が設けられている。第1実施形態では、回動角度検知部15は、ガイドレール13上において、Y方向を基準として被写体保持部12の回動角度が−45度、0度、および45度となる位置に設けられている。回動角度検知部15は、回動角度検知部15が設けられている位置に被写体保持部12が配置されているか否かを検知するように構成されている。回動角度検知部15は、たとえば、フォトセンサを含む。また、ガイドレール13の外周面側には、ガイドレール13の内周面側に突出した突出部を有するベルト16が設けられている。ベルト16の両端は、それぞれ、ガイドレール13の一端部と他端部とにおいて固定されている。なお、ベルト16は、請求の範囲の「第2係合部材」の一例である。
The
回動駆動部14は、ガイドレール13に沿って被写体保持部12の向きを変えながら被写体保持部12を円弧状に移動させるように構成されている。回動駆動部14は、駆動源17(図6参照)と、歯車18と、第1ベアリング19と、第2ベアリング20と、基台部21とを含む。なお、歯車18は、請求の範囲の「第1係合部材」の一例である。
The
駆動源17は、歯車18を駆動するように構成されている。駆動源17は、たとえば、回転軸に歯車18が取り付けられたステッピングモータを含む。歯車18は、ベルト16と係合しており、駆動源17によって回転させられることにより、ベルト16に沿って移動する。第1ベアリング19は、歯車18の左右両側(X方向の両側)にそれぞれ設けられており、ベルト16に対して歯車18に向けて張力を付与することにより、歯車18がベルト16に対して空回りすることを抑制している。第2ベアリング20は、ガイドレール13を上下方向(Y方向)から挟むように複数設けられている。
The
図4に示すように、駆動源17と、第1ベアリング19と、第2ベアリング20とは、それぞれ、基台部21に設けられている。また、回動駆動部14は、基台部21を介して被写体保持部12と一体的に形成されている。
As shown in FIG. 4, the
また、被写体保持部12の回動範囲は、半円または半円よりも小さい円弧形状を有するガイドレール13の一端側から他端側である。具体的には、被写体保持部12の回動範囲は、中心角θが少なくとも90度の円弧形状を有するガイドレール13の一端側から他端側である。また、第1実施形態では、被写体回動機構7は、ガイドレール13の曲率中心Cの位置が、X線の光軸上となるように配置されている。また、回動駆動部14は、被写体保持部12と一体的に形成されている。その結果、回動駆動部14は、被写体保持部12とともにガイドレール13に沿って移動するように構成されている。このように構成することにより、回動駆動部14は、ガイドレール13に沿って被写体保持部12を移動させることにより、被写体Tをガイドレール13の曲率中心Cを中心として回動させ、格子に対する被写体Tの向きを変更することができる。これにより、被写体Tの回動角度を変更して撮像した暗視野像32を合成する場合でも、暗視野像32に写る被写体Tは、被写体Tの回動角度に対応する角度分だけ回転させることにより位置を合わせることができる。すなわち、回動角度を変更して撮像した複数の暗視野像32に写る被写体Tにおいて、回転移動以外の平行移動を行うことなく被写体Tの位置合わせを行うことができる。
The rotation range of the
図5は、図4における回動駆動部14を拡大した模式図である。図5に示すように、歯車18は、ベルト16の突出部と係合している。回動駆動部14は、歯車18を回転させて歯車18とベルト16とを相対移動させることにより、被写体保持部12をガイドレール13に沿って円弧状に移動させるように構成されている。歯車18とベルト16とは、いわゆるラックアンドピニオン機構である。回動駆動部14のX1方向側に設けられている第1ベアリング19は、X1方向からX2方向に向けてベルト16に対して張力を付与している。また、回動駆動部14のX2方向側に設けられている第1ベアリング19は、X2方向からX1方向に向けてベルト16に対して張力を付与している。
FIG. 5 is an enlarged schematic view of the
図6は、被写体回動機構7をX方向から見た模式図である。図6では、便宜上、ガイドレール13は断面図で図示している。
FIG. 6 is a schematic view of the subject rotation mechanism 7 as viewed from the X direction. In FIG. 6, for convenience, the
図6に示すように、ガイドレール13は、断面がH形状となっており、Y方向に突出する突出部13aを有している。図6に示す例では、ガイドレール13は、Z1側およびZ2側のそれぞれにおいて突出部13aを有している。
As shown in FIG. 6, the
また、第2ベアリング20は、軸方向において中央部分が凹形状となるように形成されている。第2ベアリング20は、窪み部分20aにおいてガイドレール13の突出部13aと当接するように配置されている。具体的には、上側(Y1方向側)に設けられた第2ベアリング20の下側(Y2方向側)窪み部分20aは、上側(Y1方向側)に突出しているガイドレール13の突出部13aに対して上側(Y1方向側)から当接している。下側(Y2方向側)に設けられた第2ベアリング20の上側(Y1方向側)の窪み部分20aは、下側(Y2方向側)に突出しているガイドレール13の突出部13aに対して、下側(Y2方向側)から当接している。このように第2ベアリング20を配置することにより、被写体保持部12および回動駆動部14がガイドレール13に沿って移動する際の位置ずれを抑制することができる。
Further, the
また、基台部21は、回動駆動部14を保持する駆動基台部21aと、被写体保持部12を保持する被写体保持基台部21bとを含む。駆動基台部21aは、Y方向に延びる形状を有しており、Z2側において駆動源17、第1ベアリング19および第2ベアリング20を保持している。また、被写体保持基台部21bは、Z方向に延びる形状をしており、Y1側において被写体保持部12を保持している。
Further, the
また、被写体保持部12は、調節ネジ12bによって、被写体把持部12aにおける1対の把持部の間隔(被写体Tの厚み方向の距離)を調整することにより、被写体Tを保持するように構成されている。また、被写体回動機構7は、被写体回動機構保持部22によって保持されている。被写体回動機構保持部22は、ガイドレール13を保持するガイドレール保持部22aと、ガイドレール保持部22aを保持するガイドレール保持基台部22bとを有しており、ガイドレール保持基台部22bを介して被写体位置調整機構9に配置されている。
Further, the
(格子位置調整機構および被写体位置調整機構)
次に、図7を参照して、第1実施形態によるX線位相差撮像システム100の格子位置調整機構8が格子の位置を調整する構成、および、被写体位置調整機構9が被写体Tの位置を調整する構成について説明する。ここで、X線位相差撮像システム100のようなタルボ・ロー干渉計では、第1格子3からタルボ距離Zp離れた位置に第2格子4を配置する。また、第1格子3および第2格子4の相対位置がずれている場合、意図しないモアレ縞が発生するため、生成する画像の画質が劣化するなどの問題が発生する。したがって、第1実施形態では、X線位相差撮像システム100は、格子位置調整機構8によって、第1格子3、第2格子4、および、第3格子2の相対位置をあらかじめ調整するように構成されている。第1格子3、第2格子4、および、第3格子2の位置ずれには、主に、X方向の位置ずれ、Y方向の位置ずれ、Z方向の位置ずれ、Z方向軸周りの回転方向Rzにおける位置ずれ、X方向の中心軸線周りの回転方向Rxにおける位置ずれおよびY方向の中心軸線周りの回転方向Ryにおける位置ずれがある。(Lattice position adjustment mechanism and subject position adjustment mechanism)
Next, with reference to FIG. 7, the grid
図7に示すように、格子位置調整機構8は、X方向、Y方向、Z方向、Z方向軸周りの回転方向Rz、X方向の中心軸線周りの回転方向Rx、および、Y方向の中心軸線周りの回転方向Ryに格子(第3格子2、第1格子3および第2格子4)を移動可能に構成されている。具体的には、格子位置調整機構8は、X方向直動機構80と、Y方向直動機構81と、Z方向直動機構82と、直動機構接続部83と、ステージ支持部駆動部84と、ステージ支持部85と、ステージ駆動部86と、ステージ87とを含む。X方向直動機構80は、X方向に移動可能に構成されている。X方向直動機構80は、たとえば、モータなどを含む。Y方向直動機構81は、Y方向に移動可能に構成されている。Y方向直動機構81は、たとえば、モータなどを含む。Z方向直動機構82は、Z方向に移動可能に構成されている。Z方向直動機構82は、たとえば、モータなどを含む。
As shown in FIG. 7, the lattice
格子位置調整機構8は、X方向直動機構80の動作により、格子をX方向に移動させるように構成されている。また、格子位置調整機構8は、Y方向直動機構81の動作により、格子をY方向に移動させるように構成されている。また、格子位置調整機構8は、Z方向直動機構82の動作により、格子をZ方向に移動させるように構成されている。
The grid
ステージ支持部85は、ステージ87を下方(Y1方向)から支持している。ステージ駆動部91は、ステージ87をX方向に往復移動させるように構成されている。ステージ87は、底部がステージ支持部85に向けて凸曲面状に形成されており、X方向に往復移動されることにより、Z方向の中心軸線周りに回動するように構成されている。また、ステージ支持部駆動部84は、ステージ支持部85をZ方向に往復移動させるように構成されている。また、ステージ支持部85は底部が直動機構接続部83に向けて凸曲面状に形成されており、Z方向に往復移動されることにより、X方向の中心軸線周りに回動するように構成されている。また、直動機構接続部83は、Y方向の中心軸線周りに回動可能にX方向直動機構80に設けられている。したがって、格子位置調整機構8は、格子をY方向の中心軸線周りに回動させることができる。
The
第1実施形態では、被写体位置調整機構9は、格子位置調整機構8と同様の構成である。したがって、被写体位置調整機構9は、格子位置調整機構8と同様に、X方向、Y方向、Z方向、X方向の中心軸線周りの回転方向Rx、Y方向の中心軸線周りの回転方向Ry、および、Z方向の中心軸線周りの回転方向Rzに被写体Tを移動可能に構成されている。被写体Tを大きく回動させることにより格子に対する被写体Tの向きを変更する被写体回動機構7とは異なり、格子位置調整機構8は、格子のXY面内における微細な角度のずれを調整する機構である。また、被写体位置調整機構9は、暗視野像32に写る被写体Tの位置を微調整する機構である。したがって、格子位置調整機構8および被写体位置調整機構9は、被写体回動機構7と比較した場合、位置精度が高くなるように構成されている。また、格子位置調整機構8および被写体位置調整機構9は、被写体回動機構7と比較した場合、格子および被写体Tの回動量が小さくなるように構成されている。
In the first embodiment, the subject
(被写体の構造および格子に対する被写体の向き)
次に、図8〜図12を参照して、被写体Tの構造および、格子に対する被写体Tの向きの違いによって生じる暗視野像32の違いについて説明する。(Subject structure and orientation of the subject with respect to the grid)
Next, with reference to FIGS. 8 to 12, the structure of the subject T and the difference in the
X線位相差撮像システム100が撮像する被写体Tとしては、X線の拡散方向に指向性があるものが好適である。第1実施形態では、その一例として、被写体Tは、板状形状を有しており、内部に繊維束30を含む例について説明する。被写体Tは、たとえば、繊維束30として炭素繊維が用いられ、母材として樹脂31が用いられる炭素繊維強化プラスチック(CFRP)である。なお、繊維束とは、繊維が多数集まって束状になったものである。図8に示す例では、被写体Tは、Y方向に延びる繊維束30aと、X方向に延びる繊維束30bとが編み込まれた構造となっている。なお、図8に示す例では、繊維束30aおよび繊維束30bを区別して表示しているが、実際にはシート状に織り込まれた(または、編み込まれた)同種の炭素繊維である。また、図8〜図10に示す例は、被写体Tを0度の位置に配置した場合の例である。
As the subject T imaged by the X-ray phase
図9は、被写体TをX方向から見た断面図である。図9に示すように、繊維束30aは、Y方向に延びるとともに、繊維束30bに編み込まれている。図10は、被写体TをY方向から見た断面図である。図10に示すように、繊維束30bは、X方向に延びるとともに、繊維束30aに編み込まれている。また、図9および図10に示すように、被写体Tは、Y方向に延びる繊維束30aと、X方向に延びる繊維束30bとが編み込まれたシートがZ方向に複数積層された構造となっている。また、被写体T(CFRP)の母材である樹脂31は、被写体Tの表面を覆っている。また、樹脂31は、被写体Tの内部では繊維束30の間の隙間を埋めている。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the subject T as viewed from the X direction. As shown in FIG. 9, the
図11および図12は、画像処理部11が生成した暗視野像32(第1暗視野像32aおよび第2暗視野像32b)である。なお、第1暗視野像32aおよび第2暗視野像32bは、それぞれ、請求の範囲の「位相コントラスト画像」の一例である。
11 and 12 are dark-field images 32 (first dark-
ここで、繊維束30にX線が入射した場合、繊維束30によってX線が拡散する。具体的には、被写体T内の繊維と樹脂31との界面において、繊維と樹脂31との屈折率の差によってX線が屈折する。被写体T内には、繊維束30が積層されており、また、繊維束30は多数の繊維から構成されているため、多数の繊維を通過することによって多重の屈折が起こり、X線が拡散する。
Here, when X-rays are incident on the
X線の拡散方向が格子の延びる方向(Y方向)と直交する方向(X方向)の場合、得られる位相コントラスト画像の感度がよくなる。一方、X線の拡散方向が格子の延びる方向(Y方向)に沿う方向の場合、得られる位相コントラスト画像の感度が悪くなる。したがって、被写体Tの格子に対する向きによっては、位相コントラスト画像に写る繊維束30と、位相コントラスト画像に写らない繊維束30とが生じる。図11は、繊維束30bが延びる方向と、格子の向きとが直交するように被写体Tを配置して撮像した暗視野像32の例である。図11に示すように、格子の延びる方向(Y方向)と直交する方向(X方向)に繊維束30bが延びる向きとなるように被写体Tを配置する場合、生成される第1暗視野像32aには、繊維束30bが写る。一方、繊維束30aは格子の延びる方向(Y方向)に沿う方向に延びているため、第1暗視野像32aには写らない。そこで、図12に示すように、格子に対する被写体Tの向きを変更することにより、繊維束30aをX方向に向けて配置した状態で撮像した場合、得られる第2暗視野像32bには、繊維束30aが写り、繊維束30bは写らない。そこで、第1実施形態では、被写体回動機構7によって被写体Tを回動させて複数回撮像する。
When the diffusion direction of X-rays is orthogonal to the extending direction of the grid (Y direction) (X direction), the sensitivity of the obtained phase contrast image is improved. On the other hand, when the diffusion direction of X-rays is along the extending direction (Y direction) of the grid, the sensitivity of the obtained phase contrast image becomes poor. Therefore, depending on the orientation of the subject T with respect to the grid, a
(被写体の回動)
次に、図13および図14を参照して、第1実施形態における被写体回動機構7が被写体Tを回動させる構成について説明する。(Rotation of subject)
Next, with reference to FIGS. 13 and 14, a configuration in which the subject rotation mechanism 7 in the first embodiment rotates the subject T will be described.
図13は、被写体Tを−45度回動させた場合の例を示している。図13に示すように、回動駆動部14は、被写体保持部12とともにガイドレール13に沿って移動することにより、被写体Tを回動させる。図13に示す例では、回動駆動部14は、ガイドレール13のX1側の端部に向けて移動することにより、被写体TをX線の光軸周りの方向に−45度回動させた状態で撮像することができる。
FIG. 13 shows an example when the subject T is rotated by −45 degrees. As shown in FIG. 13, the
図14は、被写体Tを45度回動させた場合の模式図である。図14に示すように、回動駆動部14は、ガイドレール13のX2側の端部に向けて移動することにより、被写体TをX線の光軸周りの方向に45度回動させた状態で撮像することができる。
FIG. 14 is a schematic view when the subject T is rotated by 45 degrees. As shown in FIG. 14, the
第1実施形態では、被写体回動機構7は、円弧状のガイドレール13の一端側から他端側までを円弧状に回動することにより、被写体Tを−45度から45度までの90度分回動させることにより、格子に対する被写体Tの向きを変更して撮像することが可能となる。したがって、少なくともどちらかの位置では、暗視野像32に繊維束30が写る。
In the first embodiment, the subject rotation mechanism 7 rotates the subject T in an arc shape from one end side to the other end side of the
(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。(Effect of the first embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
第1実施形態では、上記のように、X線位相差撮像システム100は、X線源1と、X線源1から照射されたX線を検出する検出器5と、X線源1と検出器5との間に配置され、X線源1からX線が照射される第1格子3と、第1格子3からのX線が照射される第2格子4とを含む複数の格子と、検出器5によって検出された信号に基づいて暗視野像32を生成する画像処理部11と、被写体Tを撮像する際に被写体TをX線の光軸方向周りに回動させることにより、被写体Tの所定の部分を、複数の格子の格子が延びる方向およびX線の光軸方向と直交する面内において複数の格子の格子が延びる方向と交差する方向に向けることが可能な被写体回動機構7とを備える。これにより、被写体Tを回動させることによって、格子を回動させることなく格子に対する被写体Tの向きを変更することができる。その結果、格子を回動させないので、格子に対する被写体Tの向きを変更するたびに複数の格子の位置調整を行うことなく格子に対する被写体Tの向きを変更することができる。
In the first embodiment, as described above, the X-ray phase
また、第1実施形態では、上記のように、被写体回動機構7は、被写体Tを撮像する際に円弧状の軌道に沿って被写体Tを回動させることにより、被写体Tの所定の部分を、複数の格子の格子が延びる方向およびX線の光軸方向と直交する面内において複数の格子の格子が延びる方向と交差する方向に向けるように構成されている。これにより、たとえば、被写体Tの周囲を1周にわたって覆う機構によって、被写体Tを円周状の軌道に沿って回動させる場合と比較して、回動範囲を小さくすることができる。その結果、被写体回動機構7が大型化することを抑制することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the subject rotation mechanism 7 rotates the subject T along an arcuate trajectory when the subject T is imaged, so that a predetermined portion of the subject T is rotated. , The direction in which the grids of the plurality of grids extend and the direction in which the grids of the plurality of grids intersect with the extending direction in the plane orthogonal to the optical axis direction of the X-rays are configured. Thereby, for example, the rotation range can be reduced as compared with the case where the subject T is rotated along the circumferential orbit by the mechanism that covers the circumference of the subject T over one circumference. As a result, it is possible to prevent the subject rotation mechanism 7 from becoming large.
また、第1実施形態では、上記のように、被写体回動機構7は、被写体Tを保持する被写体保持部12と、被写体保持部12を移動可能に保持する円弧状のガイドレール13と、ガイドレール13に沿って被写体保持部12の向きを変えながら被写体保持部12を円弧状に移動させる回動駆動部14とを備える。これにより、回動駆動部14によって被写体保持部12を円弧状のガイドレール13に沿って移動させることにより、被写体Tを容易に円弧状に回動させることができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the subject rotation mechanism 7 includes a
また、第1実施形態では、上記のように、ガイドレール13における被写体保持部12の回動範囲は、半円または半円よりも小さい円弧形状を有しており、回動駆動部14は、円弧形状のガイドレール13の内周面側において被写体Tを保持した被写体保持部12を移動させるように構成されている。これにより、ガイドレール13が半円の円弧形状を有する場合には、被写体Tを180度回動させることができる。その結果、被写体TがX線を拡散させる方向が未知であったとしても、X線の拡散を感度よく検出できる向きに被写体Tを配置することができる。また、ガイドレール13が半円よりも小さい円弧形状を有する場合には、被写体保持部12に保持されていない側の被写体Tの部分がガイドレール13の曲率円からはみ出る場合でも、被写体保持部12をガイドレール13の端部へ回動させた際に、被写体保持部12に保持されていない側の被写体の部分がガイドレール13の反対側の端部に当接することを抑制することができる。その結果、被写体保持部12に保持されていない側の被写体Tの部分がガイドレール13の曲率円からはみ出る場合でも、格子に対する被写体Tの向きを容易に変更することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the rotation range of the
また、第1実施形態では、上記のように、ガイドレール13における被写体保持部12の回動範囲は、中心角θが少なくとも90度の円弧形状を有するガイドレール13の一端側から他端側である。これにより、ガイドレール13の一端側から他端側まで被写体保持部12を移動させることにより、被写体Tの向きを90度変更することが可能となり、被写体T内部の微細構造を格子の延びる方向(Y方向)と直交する方向(X方向)に向けることができる。その結果、被写体TによるX線の散乱方向と格子の延びる方向(Y方向)とが直交する向きに被写体Tを配置することが可能となるので、コントラストが明確な暗視野像32を得ることができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the rotation range of the
また、第1実施形態では、上記のように、回動駆動部14は、被写体保持部12とともにガイドレール13に沿って移動するように構成されている。これにより、回動駆動部14を移動させることにより被写体保持部12を移動させることが可能となるので、回動駆動部14が被写体保持部12とともに移動しない構成と比較した場合、回動駆動部14から被写体保持部12に対して動力を伝達する機構の構成を簡素化することができる。その結果、被写体保持部12に対して動力を伝達する機構の構成を簡素化することが可能となるので装置構成を簡素化することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、回動駆動部14に回転可能に設けられた歯車18と、ガイドレール13に設けられ、歯車18に係合するベルト16とをさらに含み、回動駆動部14は、歯車18を回転させて歯車18とベルト16とを相対移動させることにより、被写体保持部12をガイドレール13に沿って円弧状に移動させるように構成されている。これにより、歯車18を回転させることにより、円弧状のガイドレール13に設けられたベルト16に沿って被写体保持部12を移動させることができる。その結果、ボールネジ機構などによって被写体保持部12を移動させる構成と比較して、装置構成を簡素化することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、被写体回動機構7は、ガイドレール13の曲率中心Cの位置がX線の光軸上となるように配置されている。これにより、ガイドレール13の曲率中心Cの位置がX線の光軸上にあるため、被写体Tを回動させて複数枚の暗視野像32を撮像した場合でも、各暗視野像32に写る被写体Tが各暗視野像32において平行移動することを抑制することができる。その結果、各暗視野像32を合成する場合でも、被写体Tを回転させることにより位置合わせを行うことが可能となるので、暗視野像32の合成を容易に行うことができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the subject rotation mechanism 7 is arranged so that the position of the center of curvature C of the
また、第1実施形態では、上記のように、被写体回動機構7を保持するとともに、被写体Tの位置調整を行う被写体位置調整機構9をさらに備える。これにより、被写体回動機構7によって被写体Tを回動させた状態で被写体Tの位置を調整することができる。その結果、被写体Tの回動角度を維持した状態で被写体Tの位置を調整することが可能となるので、たとえば、被写体Tを拡大して撮像した際に、同じ拡大率で被写体Tの異なる領域を撮像したい場合でも、被写体Tの回動角度を維持した状態で撮像範囲を変更することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the subject rotation mechanism 7 is held and the subject
また、第1実施形態では、上記のように、複数の格子の格子間における相対位置を調整する格子位置調整機構8をさらに備える。これにより、たとえば、熱などによって格子の相対位置が変化した場合でも、複数の格子の格子間における相対位置を調整することができる。その結果、複数の格子の格子間における相対位置が変化することにより、意図しないモアレが生じることを抑制することが可能となり、暗視野像32の画質が劣化することを抑制することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the lattice
また、第1実施形態では、上記のように、複数の格子は、X線源1と第1格子3との間に配置された第3格子2をさらに含んでいる。これにより、第3格子2によってX線源1から照射されるX線の可干渉性を高めることができる。その結果、X線源1の焦点サイズに依存することなく第1格子3の自己像を形成させることが可能となるので、X線源1の選択の自由度を向上させることができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the plurality of grids further include a
[第2実施形態]
次に、図4、図15および図16を参照して、本発明の第2実施形態によるX線位相差撮像システム200(図15参照)について説明する。被写体Tの(2次元)暗視野像32を生成する第1実施形態とは異なり、第2実施形態では、X線源1と検出器5と複数の格子とによって構成される撮像系40と、被写体回動機構7とを相対回転させる3次元撮像回転機構50をさらに備え、画像処理部11は、3次元暗視野像33(図16参照)を生成するように構成されている。なお、上記第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。また、3次元暗視野像33は、請求の範囲の「3次元位相コントラスト画像」の一例である。[Second Embodiment]
Next, the X-ray phase difference imaging system 200 (see FIG. 15) according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4, 15 and 16. Unlike the first embodiment in which the (two-dimensional)
図15に示すように、第2実施形態におけるX線位相差撮像システム200では、X線源1と検出器5と複数の格子とによって構成される撮像系40と被写体回動機構7とを、X線の光軸方向と直交する面内における垂直方向の軸線周りに相対回転させる3次元撮像回転機構50をさらに備える。画像処理部11は、複数の回転角度において撮像された複数の暗視野像32から、3次元暗視野像33を生成するように構成されている。具体的には、3次元撮像回転機構50は、載置面に載置された被写体位置調整機構9、被写体回動機構7および被写体TをY方向の軸線周りに被写体Tを回転させることにより、被写体Tと撮像系40とを相対回転させるように構成されている。3次元撮像回転機構50は、たとえば、回転ステージを含む。
As shown in FIG. 15, in the X-ray phase
第2実施形態では、被写体保持部12は、ガイドレール13の両端部を結んだ線分ELよりもガイドレール13の曲率中心Cに近い位置で被写体Tを保持するように構成されている。具体的には、図4に示すように、被写体保持部12は、被写体保持部12が被写体Tを保持している高さ(被写体把持部12aが被写体Tを把持しているY方向の位置)を表す破線Hpの位置が、ガイドレール13の両端部を結んだ線分ELよりもガイドレール13の曲率中心Cに近い位置で被写体Tを保持するように構成されている。また、被写体Tの撮像範囲は、破線Hpよりも上側(曲率中心Cに近い方向(Y1方向))に設定される。
In the second embodiment, the
また、ガイドレール13は、3次元撮像回転機構50による相対回転の軸AR方向(Y方向)を基準として、ガイドレール13の中心角θがX線の光軸方向周りの両側において略等しい角度となるように形成されている。図4に示す例では、ガイドレール13は、X線の光軸方向周りの両側において角度θ1と角度θ2とが略等しくなるように形成されている。
Further, the
3次元撮像回転機構50によって被写体Tを回転させながら撮像することにより、画像処理部11は、被写体Tを回転させながら複数の回転角度において撮像された複数の暗視野像32を生成することができる。また、ガイドレール13がX線の光軸方向に沿う回転角度において被写体Tを撮像する場合でも、被写体保持部12が、ガイドレール13の両端部を結んだ線分ELよりもガイドレール13の曲率中心Cに近い位置で被写体Tを保持するため、ガイドレール13が撮像範囲に入ることを抑制することができる。
By taking an image while rotating the subject T by the three-dimensional image
図16は、第2実施形態における画像処理部11が生成する3次元暗視野像33の模式図である。第2実施形態では、画像処理部11は、被写体Tを回転させながら複数の回転角度において撮像された複数の暗視野像32から3次元暗視野像33を生成するように構成されている。
FIG. 16 is a schematic view of the three-dimensional dark field image 33 generated by the image processing unit 11 in the second embodiment. In the second embodiment, the image processing unit 11 is configured to generate a three-dimensional dark field image 33 from a plurality of
3次元暗視野像33を生成することにより、画像処理部11は、被写体T内の注目領域内における繊維束30の数、繊維束30の境界同士の間の距離FD、表面積SA(ハッチング領域の面積)、繊維束30の密度、繊維束30の編み込みの高さHおよび隣接する繊維束30の間の隙間の大きさSなどを取得することができる。
By generating the three-dimensional dark field image 33, the image processing unit 11 determines the number of
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 The other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。(Effect of the second embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
第2実施形態では、上記のように、X線源1と検出器5と複数の格子とによって構成される撮像系40と、被写体回動機構7とを相対回転させる3次元撮像回転機構50をさらに備え、画像処理部11は、複数の回転角度において撮像された複数の暗視野像32から、3次元暗視野像33を生成するように構成されている。これにより、格子に対する被写体Tの向きを変更させた際に複数の格子の位置調整を行うことなく3次元暗視野像33を生成することができる。
In the second embodiment, as described above, the three-dimensional image
また、第2実施形態では、上記のように、被写体保持部12は、ガイドレール13の両端部よりもガイドレール13の曲率中心Cに近い位置で被写体Tを保持するように構成されている。これにより、ガイドレール13の両端部が撮像範囲に入ることを抑制することができる。その結果、撮像系40と被写体Tとを相対回転させながら撮像した場合でも、暗視野像32にガイドレール13の両端部が写りこむことを抑制することができる。
Further, in the second embodiment, as described above, the
また、第2実施形態では、上記のように、ガイドレール13は、3次元撮像回転機構50による相対回転の軸AR方向を基準として、ガイドレール13の中心角θがX線の光軸方向周りの両側において略等しい角度となるように形成されている。これにより、ガイドレール13の中心と相対回転の軸AR方向とを略一致させることができる。その結果、相対回転の軸AR方向の基準から両側に略等しい角度でガイドレール13が形成されるため、ガイドレール13の中心角θの角度を大きくしつつ、ガイドレール13の両端部が撮像範囲に入ることを抑制することができる。
Further, in the second embodiment, as described above, the
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。(Modification example)
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, not the description of the above-described embodiment, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
たとえば、上記第1および第2実施形態では、第3格子2を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、X線源1から照射されるX線の可干渉性が高い場合、図17に示すX線位相差撮像システム300ように、第3格子2を設けない構成でもよい。
For example, in the first and second embodiments described above, an example including the
また、上記第1および第2実施形態では、被写体T(被写体回動機構7および被写体位置調整機構9)を第1格子3と第2格子4との間に配置する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図18に示すX線位相差撮像システム400のように、被写体T(被写体回動機構7および被写体位置調整機構9)を第3格子2と第1格子3との間に配置してもよい。しかし、第1格子3と第2格子4との間に被写体Tを配置して撮像した場合の方が、画質が高い画像を生成することができるので、第1格子3と第2格子4との間に被写体Tを配置する方が好ましい。
Further, in the first and second embodiments, an example of a configuration in which the subject T (subject rotation mechanism 7 and subject position adjustment mechanism 9) is arranged between the
また、上記第1および第2実施形態では、被写体回動機構7が被写体Tを90度回動させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。被写体回動機構7が、被写体Tを回動させる角度は、90度よりも小さい角度でもよい。また、被写体回動機構7が、被写体Tを回動させる角度は、90度よりも大きい角度でもよい。 Further, in the first and second embodiments, the subject rotation mechanism 7 has shown an example of a configuration in which the subject T is rotated by 90 degrees, but the present invention is not limited to this. The angle at which the subject rotation mechanism 7 rotates the subject T may be an angle smaller than 90 degrees. Further, the angle at which the subject rotation mechanism 7 rotates the subject T may be an angle larger than 90 degrees.
また、上記第1および第2実施形態では、歯車18と係合するベルト16をガイドレール13に設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ガイドレール13の内周面側または外周面側にラックギアを形成し、ラックギアと歯車18とを係合させる構成でもよい。
Further, in the first and second embodiments, an example of the configuration in which the
また、上記第1および第2実施形態では、回動駆動部14が被写体保持部12とともにガイドレール13に沿って移動する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。回動駆動部14は、被写体保持部12とともに移動しなくてもよい。たとえば、ベルト16をガイドレール13に沿うように1周させて配置し、被写体保持部12の一部をベルト16に固定するとともに、被写体回動機構保持部22に設けられた駆動源17によって歯車18を回転させることにより、被写体保持部12を回動させる構成であってもよい。
Further, in the first and second embodiments, an example of a configuration in which the
また、上記第1および第2実施形態では、ベルト16がガイドレール13の両端部に固定された状態で、被写体回動機構7が被写体Tを回動させる、いわゆるラックアンドピニオン機構による構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ベルト16をガイドレール13に沿うように1周させて配置し、ベルト16と係合した歯車18を回転させることにより被写体保持部12を移動させる、いわゆるベルトアンドプーリー機構によって被写体Tを回動させるように構成されていてもよい。
Further, in the first and second embodiments, the subject rotating mechanism 7 rotates the subject T while the
また、上記第1および第2実施形態では、ベルト16と係合した歯車18を回転させることにより被写体保持部12を回動させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ベルト16および歯車18を備えない構成であってもよい。ベルト16および歯車18を備えない構成の場合、駆動源17が第2ベアリング20を回転させることにより、被写体保持部12を回動させるように構成すればよい。
Further, in the first and second embodiments, an example of a configuration in which the
また、上記第1および第2実施形態では、画像処理部11が、位相コントラスト画像として暗視野像32を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部11は、位相コントラスト画像として、吸収像および位相微分像を生成するように構成されていてもよい。
Further, in the first and second embodiments, an example of a configuration in which the image processing unit 11 generates a
また、上記第1および第2実施形態では、ガイドレール13の曲率中心Cの位置をX線の光軸上となるように被写体回動機構7を配置する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。ガイドレール13の曲率中心Cの位置をX線の光軸上とならないように被写体回動機構7を配置してもよい。しかし、ガイドレール13の曲率中心Cの位置をX線の光軸上とならないように被写体回動機構7を配置した場合、複数の暗視野像32を合成する場合には、各暗視野像32に写る被写体Tを平行移動させる必要があるため、ガイドレール13の曲率中心Cの位置をX線の光軸上となるように被写体回動機構7を配置することが好ましい。
Further, in the first and second embodiments, an example of a configuration in which the subject rotation mechanism 7 is arranged so that the position of the center of curvature C of the
また、上記第1および第2実施形態では、ベルト16がガイドレール13の外周面側に設けられる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ベルト16は、ガイドレール13の内周面側に設けられていてもよい。ベルト16がガイドレール13の内周面側に設けられる構成の場合、回動駆動部14もガイドレール13の内周面側に設ければよい。
Further, in the first and second embodiments, the example of the configuration in which the
また、上記第1および第2実施形態では、被写体Tとして板状のCFRPを撮像する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。被写体Tは板状以外のものでもよい。被写体Tが板状以外の場合、被写体保持部12は、被写体把持部12aを被写体Tの外形に合うような形状として、被写体Tを保持するように構成すればよい。
Further, in the first and second embodiments, an example of a configuration in which a plate-shaped CFRP is imaged as a subject T is shown, but the present invention is not limited to this. The subject T may be something other than a plate shape. When the subject T has a shape other than the plate shape, the
また、上記第2実施形態では、ガイドレール13が、3次元撮像回転機構50による相対回転の軸AR方向(Y方向)を基準として、ガイドレール13の中心角θがX線の光軸方向周りの両側において略等しい角度となる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。ガイドレール13は、3次元撮像回転機構50による相対回転の軸AR方向(Y方向)を基準として、左右非対称な形状となるように形成されていてもよい。
Further, in the second embodiment, the center angle θ of the
また、上記第2実施形態では、3次元撮像回転機構50が被写体位置調整機構9を保持する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、被写体位置調整機構9が3次元撮像回転機構50を保持する構成であってもよい。
Further, in the second embodiment, an example of the configuration in which the three-dimensional image
また、上記第2実施形態では、3次元撮像回転機構50が被写体T(被写体回動機構7および被写体位置調整機構9)を回転させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、3次元撮像回転機構50は、撮像系40を回転させることにより、被写体Tと撮像系40とを相対回転させるように構成されていてもよい。
Further, in the second embodiment, an example of the configuration in which the three-dimensional image
1 X線源
2 第3格子
3 第1格子
4 第2格子
5 検出器
7 被写体回動機構
8 格子位置調整機構
9 被写体位置調整機構
11 画像処理部
12 被写体保持部
13 ガイドレール
14 回動駆動部
16 ベルト(第2係合部材)
18 歯車(第1係合部材)
32 暗視野像(位相コントラスト画像)
32a 第1暗視野像(位相コントラスト画像)
32b 第2暗視野像(位相コントラスト画像)
33 3次元暗視野像(3次元位相コントラスト画像)
40 撮像系
50 3次元撮像回転機構
100、200、300、400 X線位相差撮像システム
C 曲率中心
EL ガイドレールの両端部を結んだ線分
T 被写体
Z方向 X線の光軸方向
θ ガイドレールの中心角1 X-ray
18 gear (first engaging member)
32 Dark field image (phase contrast image)
32a 1st dark field image (phase contrast image)
32b Second dark field image (phase contrast image)
33 3D dark field image (3D phase contrast image)
40
Claims (13)
前記X線源から照射されたX線を検出する検出器と、
前記X線源と前記検出器との間に配置され、前記X線源からX線が照射される第1格子と、前記第1格子からのX線が照射される第2格子とを含む複数の格子と、
前記検出器によって検出された信号に基づいて位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、
被写体を撮像する際に円弧状の軌道に沿って被写体をX線の光軸方向周りに回動させることにより、被写体の所定の部分を、前記複数の格子の格子が延びる方向およびX線の光軸方向と直交する面内において前記複数の格子の格子が延びる方向と交差する方向に向けることが可能な被写体回動機構とを備える、X線位相差撮像システム。 X-ray source and
A detector that detects X-rays emitted from the X-ray source, and
A plurality of grids arranged between the X-ray source and the detector and including a first grid to be irradiated with X-rays from the X-ray source and a second grid to be irradiated with X-rays from the first grid. Lattice and
An image processing unit that generates a phase contrast image based on the signal detected by the detector, and
When the subject is imaged, the subject is rotated around the optical axis direction of the X-ray along the arcuate trajectory, so that a predetermined portion of the subject is covered by the direction in which the grids of the plurality of lattices extend and the light of the X-ray. An X-ray phase difference imaging system including a subject rotation mechanism capable of directing a plurality of grids in a direction orthogonal to an axial direction and a direction in which the grids of the plurality of grids extend.
被写体を保持する被写体保持部と、
前記被写体保持部を移動可能に保持する円弧状のガイドレールと、
前記ガイドレールに沿って前記被写体保持部の向きを変えながら前記被写体保持部を円弧状に移動させる回動駆動部とを備える、請求項1に記載のX線位相差撮像システム。 The subject rotation mechanism is
The subject holding part that holds the subject and
An arc-shaped guide rail that movably holds the subject holding portion, and
The X-ray phase difference imaging system according to claim 1 , further comprising a rotation driving unit that moves the subject holding portion in an arc shape while changing the direction of the subject holding portion along the guide rail.
前記回動駆動部は、円弧形状の前記ガイドレールの内周面側において被写体を保持した前記被写体保持部を移動させるように構成されている、請求項2に記載のX線位相差撮像システム。 The rotation range of the subject holding portion is from one end side to the other end side of the guide rail having a semicircle or an arc shape smaller than the semicircle.
The X-ray phase difference imaging system according to claim 2 , wherein the rotation driving unit is configured to move the subject holding unit that holds the subject on the inner peripheral surface side of the arc-shaped guide rail.
前記ガイドレールに設けられ、前記第1係合部材に係合する第2係合部材とをさらに含み、
前記回動駆動部は、前記第1係合部材を回転させて前記第1係合部材と前記第2係合部材とを相対移動させることにより、前記被写体保持部を前記ガイドレールに沿って円弧状に移動させるように構成されている、請求項5に記載のX線位相差撮像システム。 A first engaging member rotatably provided on the rotary drive unit and
Further including a second engaging member provided on the guide rail and engaging with the first engaging member.
The rotation driving unit rotates the first engaging member to move the first engaging member and the second engaging member relative to each other, thereby causing the subject holding portion to form a circle along the guide rail. The X-ray phase difference imaging system according to claim 5 , which is configured to move in an arc shape.
前記画像処理部は、複数の回転角度において撮像された複数の前記位相コントラスト画像から、3次元位相コントラスト画像を生成するように構成されている、請求項2に記載のX線位相差撮像システム。 The imaging system composed of the X-ray source, the detector, the plurality of lattices, and the subject rotation mechanism are relatively rotated around a vertical axis in a plane orthogonal to the optical axis direction of X-rays. Further equipped with a 3D imaging rotation mechanism,
The X-ray phase difference imaging system according to claim 2 , wherein the image processing unit is configured to generate a three-dimensional phase contrast image from a plurality of the phase contrast images captured at a plurality of rotation angles.
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