JPWO2019171920A1 - 放射線位相撮像装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、比較的大きい構造体であっても高感度で検査できる技術を提供するためのものである。第1アーム11と第2アーム12とは、両者の間に被写体10を配置できる空間を形成した状態で配置される。線源部2は、第1アーム11に取り付けられる。線源部2は、放射線を発生する線源と、放射線を透過させるG1格子とを備える。検出部3は、第2アーム12に取り付けられる。検出部3は、G1格子と被写体10とを通過した放射線の画像を取得する。第1アーム11及び第2アーム12は、線源部2と検出部3とを、三次元空間内において移動させることができる。

Description

本発明は、試料(被写体)を透過した放射線、例えばX線における波としての性質を利用して試料の内部構造を高感度で観察するための技術に関するものである。
透過力が高い放射線、例えばX線は、物体内部を透視するためのプローブとして、医用画像診断、非破壊検査、セキュリティチェックなどにおいて、広く利用されている。X線透視画像のコントラストは、X線減衰率の違いによっており、X線を強く吸収する物体はX線の影として描出される。X線吸収能は、原子番号が大きい元素を多く含むほど強くなる。逆に原子番号が小さい元素から成る物質についてはコントラストがつきにくいことも指摘でき、これがX線透視画像の原理的欠点でもある。したがって、生体軟部組織や有機材料などに対しては、十分な感度を得ることができない。
一方、位相コントラストを利用することにより、上記の問題を克服する方法が知られている。X線や中性子線などの放射線の位相コントラスト法を利用した高感度撮像法を実現するアプローチとして、透過格子を用いる方法が提案されている。適宜配置されている透過格子と被検体とを透過した放射線が画像検出器上で形成する強度パターンは、被検体における僅かな放射線の屈折や散乱によって変化する。この現象を通じ、被検体の構造を表すコントラストを得ることができる。従来の画像に対応する吸収画像、被検体によるX線の屈折の大小を示す屈折画像、および、被検体による散乱の大小を示す散乱画像がこの方法により一般的に生成される。
使用する透過格子の格子周期が微細な場合は、格子による干渉効果(言い換えれば回折効果)による分数Talbot効果を考慮して、上記強度パターンのコントラストが強く現れる位置に検出器が配置される。また、上記強度パターンが直接画像検出器で解像できないほど細かくなる場合は、その位置にもう一枚の透過格子を配置し、モアレ模様を生成させることにより強度パターンの変化を可視化できる。なお、以降、最初の透過格子をG1、第二の透過格子をG2と称する。G1とG2からなる構成はTalbot干渉計と呼ばれる。
Talbot干渉計を動作させるには、G1に照射する放射線の空間的可干渉距離が、G1周期と同等かそれ以上であることが望ましい。これは、放射線の波が揃っていること(言い換えれば、空間的干渉性のあること)を要求するものであり、たとえばX線ではシンクロトロン放射光やマイクロフォーカスX線源を使うことにより満たされる。特に、マイクロフォーカスX線源は実験室で使用できる線源であるので、実用性を考える際には特筆される点である。
しかし、マイクロフォーカスX線源の出力は限られているので、通常は数分から数十分の露光時間が必要となる。一般的に使われているX線源はマイクロフォーカスX線源よりハイパワーであるが、そもそもX線Talbot干渉計を動作させるために必要な空間的可干渉性が望めない。
そこで、第3の格子(以降、G0)を一般的なX線源の近傍に配置するTalbot-Lau干渉計が知られている。これにより、露光時間を短縮できるので、撮影を大幅に高速化できる。放射線として中性子線を用いる場合は、現状では中性子線源に空間的干渉性が望めないため、常にG0が使われる。
G0とG2は振幅型の格子である必要がある。すなわち、放射線を遮る格子部材は十分に厚い必要があり、その結果、高アスペクト比構造形成がG0とG2に求められる。特にG2に対しては、その面積が撮影視野を左右するので、できるだけ大面積で高アスペクト比構造を形成しなければならない。加えて、厚い被検体の撮影にはより高エネルギーのX線が必要となるが、そのために必要な格子のアスペクト比はより大きなものでなければならない。そのような格子の製作は容易ではなく、これが当該技術発展における課題となっている。
また、線源から放射状に供給される放射線(いわゆるコーンビームの放射線)を用いる際、上記高アスペクト比格子が平板面に形成されていると、格子の端においては、放射線の経路と格子部材が平行ではなくなり、放射線が格子を通過できなくなるという問題が発生する。それを避けるためには、線源が曲率中心となるような湾曲形状を格子が有することも必要となる。
こうした困難を克服するために、G0とG1を共に放射線源近くに配置し、G2を省略するLau干渉計が知られている(下記特許文献1参照)。この構成によれば、放射線コーンビームの頂点近くにG0とG1が配置されることになるので、これらの格子の面積は大きくなくてもよい。なお、G1は位相格子でよく、そのパターンの厚さは振幅格子のパターン厚より大幅に薄くできる。
いずれの構成の場合であっても、画像検出器により記録される強度パターンあるいはモアレ画像を直接利用することは稀であり、記録される画像をコンピュータで所定の手続きにより処理し、吸収画像、屈折画像、および、散乱画像などが生成され、利用される。多くの方法では、被検体が視野内で静止していることを前提に、縞走査法がこの目的のために適用される。縞走査法とは、格子のひとつをその周期方向に並進させ、複数の強度パターンあるいはモアレ画像を撮影し、画像演算する方法である。具体的な例としては、一つの格子をその周期dの1/Mだけ並進させて撮影し、これをM回繰り返して、M枚の画像が取得され画像演算に供される。Mは3以上の整数である。以降、位相コントラストを利用したこのような画像生成手法を位相イメージングと称する。
また、ベルトコンベア上を移動する被検体について上記と同様の撮影を可能とする手法として、下記特許文献2のものが提案されている。これによれば、格子並進を必要としない位相イメージングが可能になる。具体的には、この技術は、格子自体の歪やわずかな傾きにより生ずるモアレを利用し、撮影視野にモアレ縞が生じている状況を作り、被検体にそこを移動させることによって縞走査法に必要なデータをサンプリングする方法である。
振幅格子G2を省略する構成であるLau干渉計について上で触れたが、もう一つの振幅格子であるG0を省略するために、構造化X線源を用いる方法が、先行文献(下記特許文献3〜5参照)に記述されている。一般に、X線は金属ターゲットに電子線などの励起ビームを照射して生成される。構造化X線源を用いる方法では、金属ターゲットに所望のパターンを形成することによって、X線発生部位自体をパターン化させることができ、このパターンにG0の機能を発揮させることができる。
特許第5601909号公報 特開2017−044603号公報 特許第5158699号号公報 特開2015−47306号公報 米国特許第9719947号公報
A. Momose et al., Opt. Express 17 (2009) 12540.
ところで、被写体(被検体)が大型である場合、格子(特にG2格子)を大型化する必要があり、装置コストや維持コストが増加するという問題がある。また、被写体を移動させる技術によれば、被写体の所望個所を撮影できるが、大型の被写体を移動させる移動機構を設置することは、装置コストや維持コストを増大させるという問題がある。
本発明は、前記した状況に基づいてなされたものである。本発明は、比較的大きい構造体を高感度で検査できる技術を提供することを目的としている。
本発明は、以下の項目に記載の発明として表現することができる。
(項目1)
駆動部と、線源部と、検出部とを備えており、
前記駆動部は、第1アームと第2アームとを備えており、
前記第1アームと第2アームとは、両者の間に被写体を配置できる空間を形成した状態で配置されており、
前記線源部は、前記第1アームに取り付けられており、
かつ、前記線源部は、放射線を発生する線源と、前記放射線を透過させるG1格子とを備えており、
前記検出部は、前記第2アームに取り付けられており、
かつ、前記検出部は、前記G1格子と前記被写体とを通過した前記放射線の画像を取得する構成となっており、
さらに、前記第1アーム及び前記第2アームは、前記線源部と前記検出部とを、三次元空間内において移動させることができる構成となっている
ことを特徴とする放射線位相撮像装置。
(項目2)
前記線源としては、周期的に配置されたターゲット部材を有する構造化線源が用いられている
項目1に記載の放射線位相撮像装置。
(項目3)
前記構造化線源と前記G1格子とは、前記線源部内において一体化されている
項目2に記載の放射線位相撮像装置。
(項目4)
前記検出部は、画像検出器と、G2格子とを備えており、
前記画像検出器は、前記G1格子と前記被写体と前記G2格子とを通過した前記放射線の画像を取得する構成となっている
項目1から3のいずれか1項に記載の放射線位相撮像装置。
(項目5)
前記画像検出器と前記G2格子とは、前記検出部内において一体化されている
項目4に記載の放射線位相撮像装置。
(項目6)
前記検出部は、画像検出器と、構造化シンチレータとを備えており、
前記画像検出器は、前記G1格子と前記被写体とを通過し、かつ、前記構造化シンチレータに入射した前記放射線の画像を取得する構成となっている
項目1〜3のいずれか1項に記載の放射線位相撮像装置。
(項目7)
前記第1アーム及び前記第2アームは、前記線源部と前記検出部との相対的位置関係を保持したまま、前記線源部と前記検出部との両方又は一方を三次元空間内において所定の移動軌跡に沿って移動させることができる構成となっている
項目1〜6のいずれか1項に記載の放射線位相撮像装置。
(項目8)
前記線源部と前記検出部とは、前記線源部と前記検出部との両方又は一方が前記移動軌跡に沿って移動しながら撮影を実行することができる構成となっている
項目7に記載の放射線位相撮像装置。
(項目9)
前記第1アーム及び前記第2アームは、それぞれ、ロボットアームにより構成されている
項目1〜8のいずれか1項に記載の放射線位相撮像装置。
(項目10)
前記第1アーム及び前記第2アームは、一体化されており、全体として略C字状に形成されている
項目1〜8のいずれか1項に記載の放射線位相撮像装置。
本発明によれば、比較的大きい構造体であっても、また、構造体がそのままの姿勢であっても、大型の格子を必要とせずに、高感度の画像検査を行うことができる。
本発明の第1実施形態に係る放射線位相撮像装置の概略的な構成を示す説明図である。 図1の装置に用いられる線源部の概略的な構成を示す説明図である。 図2の線源部に用いられる構造化ターゲットと格子とを概略的に示す斜視図である。 図1の装置における各部材の位置関係を模式的に示す説明図である。 図1の装置における駆動部と線源部の移動パターンの一例を示す説明図である。 図1の装置における駆動部と線源部の移動パターンの一例を示す説明図である。 図1の装置における駆動部と線源部の移動パターンの一例を示す説明図である。 図1の装置における駆動部と線源部の移動パターンの一例を示す説明図である。 本発明の第2実施形態に係る放射線位相撮像装置において用いられる各部材の位置関係を模式的に示す説明図である。 本発明の第3実施形態に係る放射線位相撮像装置において用いられる各部材の位置関係を模式的に示す説明図である。
以下、本発明の第1実施形態に係る放射線位相撮像装置(以下「撮像装置」又は単に「装置」ということがある)を、図1〜図8を参照しながら説明する。
(第1実施形態の構成)
本実施形態に係る撮像装置は、駆動部1と、線源部2と、検出部3とを備えている。さらにこの装置は、搬送部4を追加的な要素として備えている。
(駆動部)
駆動部1は、第1ロボットアーム11と第2ロボットアーム12とを備えている。第1ロボットアーム11と第2ロボットアーム12とは、両者の間に被写体10を配置できる空間を形成した状態で配置されている。ここで、第1ロボットアーム11及び第2ロボットアーム12は、本発明における第1アーム及び第2アームの具体例に対応する。
さらに、第1ロボットアーム11及び第2ロボットアーム12は、線源部2と検出部3とを、三次元空間内において移動させることができる構成となっている。
より具体的には、本例の第1ロボットアーム11及び第2ロボットアーム12は、線源部2と検出部3との相対的位置関係を保持したまま、線源部2と検出部3との両方又は一方を三次元空間内において所定の移動軌跡に沿って移動させることができる構成となっている。
(線源部)
線源部2は、第1ロボットアーム11に取り付けられている。線源部2は、放射線を発生する線源21と、放射線を透過させるG1格子22と、線源21を内部に収容する真空容器23を備えている(図2参照)。
本実施形態の線源21は、真空容器23の内部に配置された基板211と、この基板211に周期的に配置されたターゲット部材212(図3参照)と、電子源213とを有している。基板211としては、例えばダイアモンド基板が用いられているが、これには制約されない。ターゲット部材212としては、例えばタングステンが用いられているが、これには制約されない。
周期的に配置されたターゲット部材212を有することにより、本実施形態の線源21は、いわゆる構造化線源とされている。つまり、通常のG0格子の機能を線源21自体が持つ構成となっている。これにより、G0格子の設置を省略できる。
電子源213は、ターゲット部材212に向けて電子線214を照射して放射線(ここではX線)100を発生させる構成となっている。ただし、電子源213に代えて、レーザを用いてX線を励起することも可能である。
G1格子22は、真空容器23内またはその外側において、放射線100が通過する位置に設置される。G1格子22はG0格子(ここでは構造化X線源のターゲット部材212)との相対的な位置関係を調整するために、適宜外部より制御可能な精密ステージを介して設置するのが一般的であるが、本実施例ではG1格子22を真空容器23に直接一体化し、軽量化を図る。具体的には、G1格子22を、真空容器23から放射線(ここではX線)を取り出す窓(ベリリウム窓やダイアモンド窓など)に直接形成することができる。つまり、窓を基板としてG1格子22を作成して真空容器23にこの窓を取り付けることにより、G1格子22とターゲット部材212(構造化X線源)とを、真空容器23を介して一体化することができる。
G1格子22としては、通常は位相型格子が用いられるが、吸収型格子とすることも可能である。
(検出部)
検出部3は、第2ロボットアーム12に取り付けられている。本実施形態の検出部3は、画像検出器31を備えている。この画像検出器31は、G1格子22と被写体10とを通過した放射線の画像を取得する構成となっている。
より詳しくは、検出部3は、縦横二次元的に画素を並べた構成を持ち、G1格子22を通過して到達する放射線を画素ごとに検出する構成となっている。また、検出部3は、所定のフレームレートでの動画像を取得できるものである。
線源部2と検出部3とは、線源部2と検出部3との両方又は一方が移動軌跡に沿って移動しながら、例えば特許文献2に準ずる撮影を実行することができる構成となっている。特許文献2では、格子並進を伴う縞走査法により、装置自体が生成しているモアレ画像の形状を被写体なしの状態で事前に計測するステップを有している。しかしながら、本実施例では、G1格子22に並進機構を設けていないので、別の方法で同じ機能を果たす。具体的には、画像検出器31はG1格子22による自己像を検出する。自己像は細かい縞模様となっており、これをフーリエ変換法で処理することにより、モアレ画像の計測処理を行う。ここで言うフーリエ変換法については、例えば前記した非特許文献1に記載があるので、これ以上の説明は省略する。
(搬送部)
搬送部4は、被写体10を所定の位置まで搬送できる構成となっており、例えば、被写体10の移動位置や移動速度を制御可能なコンベアにより構成される。
(本実施形態の成立条件)
前記した本実施形態では、下記の条件を満たすものとする。ただしこの明細書において、「条件を満たす」とは、数学的に厳密な意味ではなく、実用上の支障がない程度に条件を満たしていればよい。
ここで、
:ターゲット部材のピッチ(構造化線源のピッチ)
:G1格子22のピッチ
a:G1格子とターゲット部材との距離
b:G1格子と画像検出器との距離
λ:干渉計構成が最適となる放射線(X線)の波長
D:格子の周期方向における、画像検出器の画素サイズ
p:Talbot次数
である(図4参照)。pについては、ここではG1格子として?/2位相格子を用いることを前提とし、その場合半整数である。用いる放射線が例えば連続X線の場合、λはその中心波長で近似できる。
前記条件を満たすとき、Lau干渉計構成が可能となり、したがって、G2格子を省略することができる。
(本実施形態の動作)
本実施形態では、第1ロボットアーム11と第2ロボットアーム12との間に被写体10を搬送部4により配置する。ついで、線源部2の電子源213からターゲット部材212(図3参照)に電子線214を照射し、放射線100をG1格子22に照射する(図2参照)。G1格子22を透過した放射線は、被写体10を通過して、検出部3の画像検出器31により検出される。これにより、本実施形態では、放射線の強度分布画像を取得することができる。
また、本実施形態では、被写体10に対して放射線100が相対的に走査するように、ロボットアーム11及び12を動かす。被写体10を動かすことによりこのような走査を行うことも可能である。
より具体的には、本実施形態では、駆動部1の第1ロボットアーム11と第2ロボットアーム12とを用いて、図5〜図8に示されるように、線源部2と検出部3と被写体10との位置関係を変化させる。ただしこれらの例は例示に過ぎず、これらには制約されない。
図5の例では、線源部2と検出部3とを同じ方向に平行に移動させている。図6の例では、線源部2を自転させ、その回転角度に応じて、線源部2を中心として検出部3を公転させている。図7の例では、被写体10を中心として、線源部2と検出部3とを同じ方向に回転させている。図8の例では、被写体10の湾曲形状に合わせて、線源部2と検出部3とを蛇行するように同期して移動させている。ここで、線源部2と検出部3とは、撮影時には、前記した位置関係(すなわち成立条件)を満たしている。
特許文献2に準じた放射線位相像の計測を行うためには、既述したように、本実施例ではフーリエ変換法を事前に用いる。その後は、被写体10と線源部2又は検出部3とを相対移動させることにより、放射線位相像を撮影できる。その手順については、特許文献2と基本的に同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
本実施形態によれば、被写体10の状況に応じて、線源部2と検出部3との位置関係を適切に設定することができる。したがって、例えば、被写体10が大型である場合、被写体10を移動させる代わりに、線源部2と検出部3とを任意の位置に移動させることにより、迅速に撮影を行うことができる。また、これにより、被写体10を移動させるための移動機構を簡素化できるという利点もある。さらに、大型の格子を用いなくても、大型の被写体10を撮影することができるという利点もある。
(変形例1)
前記した第1実施形態では、フーリエ変換法を採用して特許文献2に準じた処理を行った。G1格子22をピエゾステージなどの微動機構を介して線源21に設置することにより、特許文献2の手順どおり、G1格子22を所定ステップずつ微動させる縞走査法を実施することも可能である。線源部2の構成要素が増えて、重量も増加するデメリットはあるが、フーリエ変換法よりも高い空間分解能が保証されるメリットが期待できる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る撮像装置を、図9を主に参照しながら説明する。この第2実施形態の説明においては、前記した第1実施形態と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることにより、説明の重複を避ける。
前記した第1実施形態においては、G2格子を省略したLau干渉計構成を用いていた。これに対して、第2実施形態においては、検出部3が、ピッチdを持つG2格子32を備えている。したがって、本実施形態の画像検出器31は、G1格子22と被写体10とG2格子32とを通過した放射線の画像を取得する構成となっている。この第2実施形態における画像検出器31とG2格子32とは、検出部3の内部において一体化されている。
また、第2実施形態では、下記条件を満たす位置関係となっている。すなわち、画像検出器31の画素サイズがある程度大きいものとなっている。
つまり、この第実施形態では、式(3)の条件に代えて、式(4)及び(5)の条件を満たしている。ただし、ここでbは、G1格子22からG2格子32までの距離である(図9参照)。また、G2格子32と画像検出器31とは離間していてもよい。
ここで、G2格子32としては吸収格子が用いられるので、格子の厚さを厚くする必要がある。この第2実施形態では、d>>d,dであるので、厚いG2格子32の製作を容易とすることができるという利点がある。
本実施例において、特許文献2に準じた処理を行う際には、線源部2に対して検出部3を相対的に並進させる縞走査法を実施する。並進の方向は、線源部2と検出部3との距離を保ち、G2格子32の周期の方向である。縞走査法の実施に必要な並進量は、G2格子32の周期相当であり、その大きさは、画像検出器31の画素サイズより小さい(式(4))。したがって、この並進が特に問題となることはない。
前記した変形例1と同様の微動機構を搭載している場合は、G1格子22の並進による縞走査法を実施してもよい。なお、本実施例では、G1格子22の自己像が解像できない条件下のものであるので、第1実施形態で述べたフーリエ変換法を適用する場合には、線源部2に対して検出部3を相対的に傾けることにより細かい回転モアレを発生させる。
第2実施形態における前記以外の構成及び利点については、前記した第1実施形態と基本的に同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る撮像装置を、図10を主に参照しながら説明する。この第3実施形態の説明においては、前記した第2実施形態と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることにより、説明の重複を避ける。
前記した第2実施形態においては、検出部3がG2格子32を備えるものとした。これに対して、この第3実施形態では、G2格子32に代えて、ピッチdを持つ構造化シンチレータ33を検出部3が備えるものとした。構造化シンチレータ33は、シンチレータが周期的にかつ離散的に配置されたものであり、シンチレータに入射した放射線(例えばX線)のみが、画像検出器31で検出可能な光を発するように構成されている。また、構造化シンチレータの側面には、放射線の入力により発生した光がその直下の画素だけではなく、その周辺の画素に到達し、その結果として画像コントラストが低下する問題を防ぐための膜(例えば金属膜。図示省略)が形成されている。さらに、ここでbは、G1格子22から構造化シンチレータ33までの距離である。
第3実施形態における画像検出器31は、G1格子22と被写体10とを通過し、かつ、構造化シンチレータ33に入射した放射線の画像を取得するように構成されている。この構成により、この実施形態では、G2格子の設置を省略できるという利点がある。
特許文献2に準じた処理を行う際の方法については、第2実施形態における記述と同様である。
第3実施形態における前記以外の構成及び利点については、前記した第2実施形態と基本的に同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
(変形例2)
前記した第2及び第3実施形態において、G2格子32あるいは構造化シンチレータ33を、微動機構(図示せず)により、画像検出器31に対して(つまり放射線に対して)、所定ステップずつ微動させる構成とすることも可能である。この場合も、特許文献2の手順の前提となる縞走査法を実施することができる。一般に、G2格子32あるいは構造化シンチレータ33の周期は、G1格子22の周期よりもかなり大きく設定できる。したがって、このように構成すれば、微動機構の精度や安定性において、線源部2側に微動機構を設けるよりも格段に有利となる。
(変形例3)
前記した各実施形態においては、第1アーム及び第2アームを、それぞれ、ロボットアームにより構成した。しかしながら、第1アーム及び第2アームを一体化し、全体として略C字状に形成することもできる。すなわち、いわゆるCアームの一方の端部を第1アームとし、他方の端部を第2アームとして用いることができる。
なお、前記実施形態および実施例の記載は単なる一例に過ぎず、本発明に必須の構成を示したものではない。各部の構成は、本発明の趣旨を達成できるものであれば、上記に限らない。
例えば、前記実施形態では、線源部としてX線源を用いたが、試料に対して透過性のある他の放射線、例えば中性子線源を用いることができる。もちろん、この場合、検出部としては、用いる放射線を検出できるものが用いられる。
また例えば、画像生成部及びその構成要素は、機能ブロックとして存在していればよく、独立したハードウエアとして存在しなくても良い。また、実装方法としては、ハードウエアを用いてもコンピュータソフトウエアを用いても良い。さらに、本発明における一つの機能要素が複数の機能要素の集合によって実現されても良く、本発明における複数の機能要素が一つの機能要素により実現されても良い。
また、機能要素は、物理的に離間した位置に配置されていてもよい。この場合、機能要素どうしがネットワークにより接続されていても良い。グリッドコンピューティング又はクラウドコンピューティングにより機能を実現し、あるいは機能要素を構成することも可能である。
1 駆動部
11 第1ロボットアーム(第1アーム)
12 第2ロボットアーム(第2アーム)
2 線源部
21 線源
211 基板
212 ターゲット部材
213 電子源
214 電子線
22 G1格子
23 真空容器
3 検出部
31 画像検出器
32 G2格子
33 構造化シンチレータ
4 搬送部
10 被写体
100 放射線(X線)
【0011】
λ:干渉計構成が最適となる放射線(X線)の波長
D:格子の周期方向における、画像検出器の画素サイズ
p:Talbot次数
である(図4参照)。pについては、ここではG1格子としてπ/2位相格子を用いることを前提とし、その場合半整数である。用いる放射線が例えば連続X線の場合、λはその中心波長で近似できる。
[0051]
前記条件を満たすとき、Lau干渉計構成が可能となり、したがって、G2格子を省略することができる。
[0052]
(本実施形態の動作)
本実施形態では、第1ロボットアーム11と第2ロボットアーム12との間に被写体10を搬送部4により配置する。ついで、線源部2の電子源213からターゲット部材212(図3参照)に電子線214を照射し、放射線100をG1格子22に照射する(図2参照)。G1格子22を透過した放射線は、被写体10を通過して、検出部3の画像検出器31により検出される。これにより、本実施形態では、放射線の強度分布画像を取得することができる。
[0053]
また、本実施形態では、被写体10に対して放射線100が相対的に走査するように、ロボットアーム11及び12を動かす。被写体10を動かすことによりこのような走査を行うことも可能である。
[0054]
より具体的には、本実施形態では、駆動部1の第1ロボットアーム11と第2ロボットアーム12とを用いて、図5〜図8に示されるように、線源部2と検出部3と被写体10との位置関係を変化させる。ただしこれらの例は例示に過ぎず、これらには制約されない。
[0055]
図5の例では、線源部2と検出部3とを同じ方向に平行に移動させている。図6の例では、線源部2を自転させ、その回転角度に応じて、線源部2を中心として検出部3を公転させている。図7の例では、被写体10を中心として、線源部2と検出部3とを同じ方向に回転させている。図8の例では、被写体10の湾曲形状に合わせて、線源部2と検出部3とを蛇行するように

Claims (10)

  1. 駆動部と、線源部と、検出部とを備えており、
    前記駆動部は、第1アームと第2アームとを備えており、
    前記第1アームと第2アームとは、両者の間に被写体を配置できる空間を形成した状態で配置されており、
    前記線源部は、前記第1アームに取り付けられており、
    かつ、前記線源部は、放射線を発生する線源と、前記放射線を透過させるG1格子とを備えており、
    前記検出部は、前記第2アームに取り付けられており、
    かつ、前記検出部は、前記G1格子と前記被写体とを通過した前記放射線の画像を取得する構成となっており、
    さらに、前記第1アーム及び前記第2アームは、前記線源部と前記検出部とを、三次元空間内において移動させることができる構成となっている
    ことを特徴とする放射線位相撮像装置。
  2. 前記線源としては、周期的に配置されたターゲット部材を有する構造化線源が用いられている
    請求項1に記載の放射線位相撮像装置。
  3. 前記構造化線源と前記G1格子とは、前記線源部内において一体化されている
    請求項2に記載の放射線位相撮像装置。
  4. 前記検出部は、画像検出器と、G2格子とを備えており、
    前記画像検出器は、前記G1格子と前記被写体と前記G2格子とを通過した前記放射線の画像を取得する構成となっている
    請求項1から3のいずれか1項に記載の放射線位相撮像装置。
  5. 前記画像検出器と前記G2格子とは、前記検出部内において一体化されている
    請求項4に記載の放射線位相撮像装置。
  6. 前記検出部は、画像検出器と、構造化シンチレータとを備えており、
    前記画像検出器は、前記G1格子と前記被写体とを通過し、かつ、前記構造化シンチレータに入射した前記放射線の画像を取得する構成となっている
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の放射線位相撮像装置。
  7. 前記第1アーム及び前記第2アームは、前記線源部と前記検出部との相対的位置関係を保持したまま、前記線源部と前記検出部との両方又は一方を三次元空間内において所定の移動軌跡に沿って移動させることができる構成となっている
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の放射線位相撮像装置。
  8. 前記線源部と前記検出部とは、前記線源部と前記検出部との両方又は一方が前記移動軌跡に沿って移動しながら撮影を実行することができる構成となっている
    請求項7に記載の放射線位相撮像装置。
  9. 前記第1アーム及び前記第2アームは、それぞれ、ロボットアームにより構成されている
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の放射線位相撮像装置。
  10. 前記第1アーム及び前記第2アームは、一体化されており、全体として略C字状に形成されている
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の放射線位相撮像装置。
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