WO2019167324A1 - X-ray phase difference imaging system - Google Patents

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日明 堀場
木村　健士
太郎 白井
貴弘 土岐
哲 佐野
直樹 森本
洋 水島
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株式会社島津製作所
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Abstract

An X-ray phase difference imaging system (100) is provided with: an X-ray source (1); a detector (5); a plurality of gratings; an image processing unit (11); and an object rotation mechanism (7) that causes an object (T) to rotate about the optical axis of X-rays, and thereby enables directing of a prescribed part of the object (T) toward a direction (Y direction) in which a grating among the gratings extends and toward a direction (X direction) which intersects the direction in which the grating among the gratings extends, in a plane orthogonal to the optical axis direction of the X-rays.

Description

Ｘ線位相差撮像システムX-ray phase difference imaging system
　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 using 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 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。 An X-ray phase difference imaging system disclosed in Japanese Patent No. 6173457 includes an X-ray source, a multi-slit, a phase grating, an absorption grating, a detector, and a stepping arrangement for stepping the phase grating. . 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 imaging by moving the phase grating stepwise. The “dark field image” is a Visibility image obtained by a change in Visibility based on small-angle scattering of an object. A dark field image is also called a small angle scattered image. “Visibility” means sharpness. The phase contrast image includes an absorption image and a phase differential image in addition to the dark field image. An “absorption image” is an image formed based on the attenuation of X-rays generated when X-rays pass through a subject. Further, the “phase differential image” is an image formed based on a phase shift of the X-ray generated when the X-ray passes 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 capturing a dark field image, if the X-ray diffusion due to the internal structure of the subject has directivity, the internal structure may be an image depending on the relationship between the orientation of the lattice and the orientation of the subject relative to the lattice (diffusion direction). May not be realized. Specifically, the X-ray diffusing in the direction orthogonal to the direction of the lattice among the X-ray diffusion directions due to the internal structure of the subject is emphasized, so that the internal structure is imaged. However, since X-rays diffusing 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 direction of the subject with respect to the grating and rotates the grating by a grating rotating unit. Specifically, an 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 grating rotating unit that rotates a first grating and a second grating. It has. The direction of the subject with respect to the lattice is changed by rotating a plurality of lattices by the multi-slit rotating portion and the lattice rotating portion.
特許第６１７３４５７号公報Japanese Patent No. 6173457 国際公開第２０１２／１２８３３５号International Publication No. 2012/128335
　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, since the X-ray phase difference imaging system disclosed in International Publication No. 2012/128335 rotates a plurality of gratings by both the multi-slit rotation unit and the grating rotation unit, the grating is rotated. There is a possibility that the relative position of each grid after the change. In the Talbot interferometer, when the relative position between the plurality of gratings changes, unintentional moire occurs, and an inconvenience occurs in the generated phase contrast image. Therefore, 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 in order to suppress the occurrence of unintended moire.
　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 in order to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to adjust the position of a plurality of lattices without adjusting the position of the subject each time the orientation of the subject with respect to the lattice is changed. To provide an X-ray phase difference imaging system capable of changing the direction 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, an X-ray phase difference imaging system according to one aspect of the present invention includes an X-ray source, a detector that detects X-rays emitted from the X-ray source, an X-ray source, and a detector. And a plurality of gratings including a first grating irradiated with X-rays from an X-ray source and a second grating irradiated with X-rays from the first grating, and detected by a detector An image processing unit that generates a phase contrast image based on the signal, and a plurality of lattices that illuminate a predetermined portion of the subject by rotating the subject around the optical axis direction of the X-ray when imaging the subject. A subject rotation mechanism capable of being directed in a direction intersecting with the extending direction of the plurality of gratings in a plane orthogonal to the extending direction and the optical axis direction of the X-ray.
　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、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。 In the X-ray phase difference imaging system according to one aspect of the present invention, as described above, by rotating the subject, a predetermined portion of the subject is moved in the direction in which the lattices of the plurality of lattices extend and the optical axis direction of the X-rays Is provided with a subject rotation mechanism that can be directed in a direction intersecting with a direction in which a plurality of lattices extend in a plane perpendicular to the surface. Accordingly, by rotating the subject, the orientation of the subject with respect to the lattice can be changed without rotating the lattice. As a result, since the lattice is not rotated, the orientation of the subject relative to the lattice can be changed without adjusting the position of the plurality of lattices each time the orientation of the subject relative to the lattice is changed.
　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、被写体回動機構は、被写体を撮像する際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ように構成されている。このように構成すれば、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 the above aspect, preferably, the subject rotation mechanism rotates a subject along an arc-shaped trajectory when imaging the subject, thereby moving a predetermined portion of the subject, A plurality of gratings are configured to extend in a direction intersecting with a direction in which the plurality of gratings extend and in a plane orthogonal to the optical axis direction of the X-ray. If comprised in this way, a rotation range can be made small compared with the case where a to-be-photographed object is rotated along the circular track | orbit by the mechanism which covers the circumference | surroundings of a to-be-photographed object, for example. As a result, an increase in the size of the subject rotation mechanism can be suppressed.
　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 is configured to change the direction of the subject holding unit along the guide rail, a subject holding unit that holds the subject, an arcuate guide rail that holds the subject holding unit movably, and the guide rail. A rotation drive unit that moves the subject holding unit in an arc shape. If comprised in this way, a to-be-photographed object can be easily rotated to circular arc shape by moving a to-be-photographed object holding | maintenance part along an arc-shaped guide rail by a rotation drive part.
　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 the configuration in which the subject rotation mechanism includes a subject holding unit, an arcuate guide rail, and a rotation driving unit, the rotation range of the subject holding unit 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 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. With this configuration, when 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 placed in a direction in which X-ray diffusion can be detected with high sensitivity. In addition, when the guide rail has an arc shape smaller than a semicircle, for example, even when the portion of the subject that is not held by the subject holding portion protrudes from the curvature circle of the guide rail, the subject holding portion is It is possible to prevent the portion of the subject on the side not held by the subject holding portion from coming into contact with the end on the opposite side of the guide rail when being rotated to the end of the guide rail. As a result, the orientation of the subject with respect to the lattice can be easily changed even when the portion of the subject that is not held by the subject holding portion protrudes from the curvature circle 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 the configuration in which the subject rotation mechanism includes a subject holding portion, an arcuate 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 of the rail to the other end side. Here, when the X-ray scattering direction by the subject is orthogonal to the direction in which the grating extends, the contrast of the obtained dark field image becomes clear. Among the fine structures inside the subject, even if the fine structure is not oriented in the direction perpendicular to the direction in which the grid extends, the fine structure in the subject can be latticed if the orientation of the subject relative to the grid can be rotated by at least 90 degrees. Can be directed in a direction perpendicular to the extending direction of the. Therefore, if configured as described above, it is possible to change the orientation of the subject 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 the lattice structure. The direction can be perpendicular to the extending direction. As a result, the subject can be arranged in a direction in which the X-ray scattering direction by the subject and the direction in which the lattice extends are orthogonal, and thus a dark field image with 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 unit, an arcuate guide rail, and a rotation driving unit, the rotation driving unit is preferably configured to move along with the subject holding unit along the guide rail. ing. If comprised in this way, it will become possible to move a to-be-held part by moving a turning drive part, Therefore When compared with the structure to which a turning drive part does not move with a to-be-held part, a turning drive part Therefore, it is possible to simplify the configuration of the mechanism that transmits power to the subject holding unit. As a result, it is possible to simplify the configuration of the mechanism that transmits power to the subject holding unit, and thus the device configuration 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, it further includes a first engagement member that is rotatably provided on the rotation drive unit, and a second engagement member that is provided on the guide rail and engages with the first engagement member. The dynamic drive unit is configured to move the subject holding unit in an arc shape along the guide rail by rotating the first engagement member and relatively moving the first engagement member and the second engagement member. Has been. If comprised in this way, a to-be-photographed object holding | maintenance part can be moved along the 2nd engagement member provided in the circular arc-shaped guide rail by rotating the 1st engagement member. As a result, the configuration of the apparatus can be simplified as compared with a configuration in which the subject holding unit 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 the configuration in which the subject rotation mechanism includes a subject holding unit, an arcuate guide rail, and a rotation drive unit, preferably, the subject rotation mechanism is configured such that the position of the center of curvature of the guide rail is on the X-ray optical axis. It is arranged to be. With this configuration, since the position of the center of curvature of the guide rail is on the optical axis of the X-ray, even when a plurality of phase contrast images are picked up by rotating the subject, subjects appearing 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 synthesized, the alignment can be performed by rotating the subject, so that the phase contrast images can be easily synthesized.
　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 the configuration in which the subject rotation mechanism includes a subject holding unit, an arcuate guide rail, and a rotation drive unit, preferably, an imaging system including an X-ray source, a detector, and a plurality of grids, and a subject rotation And a three-dimensional imaging rotation mechanism that relatively rotates the mechanism around a vertical axis in a plane orthogonal to the optical axis direction of the X-ray, and the image processing unit includes a plurality of phases imaged at a plurality of rotation angles. A three-dimensional phase contrast image is generated from the contrast image. With this configuration, a three-dimensional phase contrast image can be generated without adjusting the position of the plurality of gratings when the orientation of the subject with respect to the grating 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 unit is configured to hold the subject at a position closer to the center of curvature of the guide rail than a line segment connecting both ends of the guide rail. If comprised in this way, it can suppress that the both ends of a guide rail enter into an imaging range. As a result, it is possible to prevent both ends of the guide rail from being reflected in the phase contrast image even when the imaging system and the subject are imaged while being relatively rotated. The imaging range is a range of the detector that is irradiated with X-rays, and is a range that appears 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 imaging rotation mechanism, preferably, the guide rail is substantially on both sides around the optical axis direction of the X-ray with respect to the axial direction of the relative rotation by the three-dimensional imaging rotation mechanism. It is formed to have an equal angle. If comprised in this way, the center of a guide rail and the axial direction of relative rotation can be made to correspond substantially. As a result, guide rails are formed at approximately the same angle on both sides from the axial reference of relative rotation, so that the center angle of the guide rail is increased and both ends of the guide rail are prevented 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 according to the above aspect preferably further includes a subject position adjustment mechanism that holds the subject rotation mechanism and adjusts the position of the subject. If comprised in this way, the position of a to-be-photographed object can be adjusted in the state which rotated the to-be-photographed object by the to-be-photographed object rotation mechanism. As a result, it is possible to adjust the position of the subject while maintaining the rotation angle of the subject. For example, when the subject is magnified and imaged, different regions of the subject are to be imaged at the same magnification. However, it is possible to change the imaging range 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。 The X-ray phase difference imaging system according to the above aspect preferably further includes a grating position adjusting mechanism for adjusting a relative position between the gratings of the plurality of gratings. If comprised in this way, even when the relative position of a grating | lattice changes with heat etc., the relative position between the grating | lattices of a some grating | lattice can be adjusted, for example. As a result, it is possible to suppress the occurrence of unintended moire due to a change in the relative position between the plurality of gratings, and it is possible to suppress 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 according to the above aspect, preferably, the plurality of gratings further include a third grating disposed between the X-ray source and the first grating. If comprised in this way, the coherence of the X-ray irradiated from an X-ray source with a 3rd grating | lattice can be improved. As a result, a self-image of the first grating can be formed without depending on the focal spot size of the X-ray source, and 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 lattice without adjusting the position of a plurality of lattices each time the orientation of the subject with respect to the lattice is changed. Can be provided.
第１実施形態によるＸ線位相差撮像システムの全体構造を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the X-ray phase difference imaging system by 1st Embodiment. 第１実施形態によるＸ線位相差撮像システムのＸ線源と、複数の格子と、検出器との配置を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating arrangement | positioning of the X-ray source of the X-ray phase difference imaging system by 1st Embodiment, a some grating | lattice, and a detector. 第１実施形態によるＸ線位相差撮像システムが備える被写体回動機構の斜視図である。It is a perspective view of a subject rotation mechanism provided in the X-ray phase difference imaging system according to the first embodiment. 第１実施形態によるＸ線位相差撮像システムの被写体回動機構をＺ方向から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the to-be-photographed object rotation mechanism of the X-ray phase difference imaging system by a 1st embodiment from the Z direction. 図４における被写体回動機構の回動駆動部を拡大した模式図である。FIG. 5 is an enlarged schematic diagram of a rotation driving unit of the subject rotation mechanism in FIG. 4. 第１実施形態によるＸ線位相差撮像システムの被写体回動機構をＸ方向から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the to-be-photographed object rotation mechanism of the X-ray phase difference imaging system by 1st Embodiment from the X direction. 第１実施形態による格子位置調整機構および被写体位置調整機構の構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the lattice position adjustment mechanism by 1st Embodiment, and a to-be-photographed object position adjustment mechanism. 被写体をＺ方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the to-be-photographed object from the Z direction. 被写体をＸ方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the to-be-photographed object from the X direction. 被写体をＹ方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the to-be-photographed object from the Y direction. 第１実施形態によるＸ線位相差撮像システムが撮像する第１暗視野像の模式図である。It is a schematic diagram of the 1st dark field image which the X-ray phase difference imaging system by 1st Embodiment images. 第１実施形態によるＸ線位相差撮像システムが撮像する第２暗視野像の模式図である。It is a schematic diagram of the 2nd dark field image which the X-ray phase difference imaging system by 1st Embodiment images. 第１実施形態による被写体回動機構が被写体を－４５度傾けた際の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram when the subject rotation mechanism according to the first embodiment tilts the subject by −45 degrees. 第１実施形態による被写体回動機構が被写体を４５度傾けた際の模式図である。It is a schematic diagram when the subject rotation mechanism according to the first embodiment tilts the subject by 45 degrees. 第２実施形態によるＸ線位相差撮像システムの全体構造を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the X-ray phase difference imaging system by 2nd Embodiment. 第２実施形態によるＸ線位相差撮像システムによって生成される３次元暗視野像の模式図である。It is a schematic diagram of the three-dimensional dark field image produced | generated by the X-ray phase difference imaging system by 2nd Embodiment. 第１実施形態の第１変形例によるＸ線位相差撮像システムの全体構造を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the X-ray phase difference imaging system by the 1st modification of 1st Embodiment. 第１実施形態の第２変形例によるＸ線位相差撮像システムの全体構造を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the X-ray phase difference imaging system by the 2nd modification of 1st Embodiment.
　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, an embodiment of 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 difference imaging system 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
　（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 difference imaging system 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
　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 difference imaging system 100 images the inside of the subject T using attenuation of X-rays, phase change, and X-ray diffusion when the subject T is irradiated with X-rays. System. The X-ray phase difference imaging system 100 is a system that images the inside of the subject T using the Talbot effect. In the first embodiment, an example in which the inside of the subject T is imaged using the diffusion of X-rays that have passed through the subject T will be described. The X-ray phase difference imaging system 100 can be used for imaging the inside of the subject T as an object, for example, in a nondestructive inspection application.
　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 difference imaging system 100 includes an X-ray source 1, a third grating 2, a first grating 3, a second grating 4, a detector 5, a control device 6, A subject rotation mechanism 7, a lattice position adjustment mechanism 8, and a subject position adjustment mechanism 9 are provided. In the present specification, the vertical direction is the Y direction, the vertical upward direction is the Y1 direction, and the vertical downward direction is the Y2 direction. Further, two orthogonal directions in a horizontal plane orthogonal to the Y direction are defined as an X direction and a Z direction, respectively. One of the X directions is the X1 direction, and the other is the X2 direction. One of the Z directions is the Z1 direction, and the other is the Z2 direction. In the example shown in FIG. 1, an X-ray source 1, a plurality of gratings, and a detector 5 are arranged side by side in the Z direction. The Z direction is an example of the “X-ray optical axis direction” in the claims.
　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 X-ray source 1 is configured to generate X-rays by applying a high voltage and to irradiate the generated X-rays in the Z1 direction.
　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 difference imaging system 100 as viewed from the Y direction. In FIG. 2, for convenience, the subject rotation mechanism 7, the subject position adjustment mechanism 9, and the lattice position adjustment mechanism 8 are not illustrated.
　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 3rd grating | lattice 2 has the some X-ray transmissive part 2a and the X-ray shielding part 2b. Each X-ray transmission part 2a and X-ray shielding part 2b are formed so as to extend linearly. Also, X-ray transmitting portion 2a and the X-ray shielding portion 2b is arranged at a predetermined period (pitch) d 3 in the direction perpendicular to the direction X-ray transmitting portion 2a and the X-ray shielding portion 2b extends.
　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 third grating 2 is disposed between the X-ray source 1 and the first grating 3, and shields a part of the X-rays irradiated with the X-rays from the X-ray source 1, thereby allowing the X-ray space. Enhances coherence. The third grating 2 is a so-called multi-slit.
　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 first grating 3 has a plurality of slits 3a and an X-ray phase change portion 3b. Each slit 3a and X-ray phase change portion 3b are formed so as to extend linearly. The slit 3a and the X-ray phase shift unit 3b is arranged in a direction perpendicular to the direction in which the slit 3a and the X-ray phase change portion 3b extends in a predetermined cycle (pitch) d 1. The first grating 3 is a so-called phase grating.
　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 first grating 3 is disposed between the X-ray source 1 and the second grating 4. The first grating 3 changes the phase of X-rays emitted from the X-ray source 1 to cause Talbot interference. Talbot interference refers to an image of a grating (self-image (not shown) at a position away from the grating by a predetermined distance (Talbot distance Z p ) when coherent X-rays pass through the grating in which slits are formed. )) Is formed.
　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 second grating 4 has a plurality of X-ray transmission parts 4a and X-ray shielding parts 4b. Each X-ray transmission part 4a and X-ray shielding part 4b are each formed so as to extend linearly. Also, X-ray transmitting portion 4a and the X-ray shielding portion 4b are arranged at a predetermined period (pitch) d 2 in the direction perpendicular to the direction X-ray transmitting portion 4a and the X-ray shielding portion 4b extends. The second grating 4 is a so-called absorption grating. The first grating 3, the second grating 4, and the third grating 2 are gratings having different roles, but the slit 3a, the X-ray transmitting part 4a, and the X-ray transmitting part 2a each transmit X-rays. Further, the X-ray shielding part 4b and the X-ray shielding part 2b each play a role of shielding X-rays, and the X-ray phase changing part 3b changes the phase of the X-rays depending on the difference in refractive index from the slit 3a. Let
　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 second grating 4 is disposed between the first grating 3 and the detector 5 and is irradiated with X-rays that have passed through the first grating 3. The second grating 4 is disposed from the first grating 3 into the Talbot distance Z p away. The second grating 4 interferes with the self-image of the first grating 3 to form moire fringes (not shown) on the detection surface of the detector 5.
　また、タルボ距離Ｚｐは、以下の式（１）によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、ｄ１は第１格子３の周期である。また、λはＸ線源１から照射されるＸ線の波長である。また、Ｒ１は第１格子３から第２格子４までの距離である。また、ｐは任意の整数である。 Moreover, the Talbot distance Z p is represented by the following equation (1).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 Here, d 1 is the period of the first grating 3. Λ is the wavelength of X-rays emitted from the X-ray source 1. R 1 is the distance from the first grating 3 to the second grating 4. P is an arbitrary integer.
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 The period d 2 of the second grating 4 is designed to have the same period as the self-image of the first grating 3 and is represented by the following expression (2).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　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 detector 5 is configured to detect X-rays emitted from the X-ray source 1, convert the detected X-rays into electric signals, and read the converted electric signals as image signals. The detector 5 is, for example, an FPD (Flat Panel Detector). The detector 5 includes a plurality of conversion elements (not shown) and pixel electrodes (not shown) arranged on the plurality of conversion elements. In the plurality of conversion elements and the pixel electrodes, the detector 5 is arranged so that the arrangement direction of the pixels coincides with the X direction and the Y direction at a predetermined cycle (pixel pitch). The detector 5 is configured to output the acquired image signal to the control device 6.
　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 control device 6 includes a control unit 10 and an image processing unit 11. The control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, and the like. The control unit 10 of the X-ray phase difference imaging system 100 is executed by executing various programs stored in a storage unit (not shown). Is configured to function as
　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 detector 5. The image processing unit 11 includes, for example, a processor such as a GPU (Graphics Processing Unit) or an FPGA (Field-Programmable Gate Array) configured for image processing.
　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 difference imaging system 100 is configured to image the subject T by the fringe scanning method. In the fringe scanning method, the first grating 3 or the second grating 4 is imaged while being translated at a predetermined pitch in the X direction, and an intensity modulation signal is created based on the X-ray intensity detected for each pixel. This is a method of imaging based on the intensity modulation.
　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 optical axis direction (Z direction) of the X-ray when the subject T is imaged under the control of the control unit 10. A direction in which a plurality of lattice lattices extend in a plane (in the XY plane) perpendicular to the direction in which the plurality of lattice lattices extend (Y direction) and the optical axis direction of the X-ray (Z direction) in a predetermined portion of T ( (Direction Y). Specifically, the subject rotation mechanism 7 rotates the subject T along an arcuate trajectory when the subject T is imaged, so that the lattices (the third lattice 2, the first lattice 3, and the second lattice) are rotated. The direction of the subject T with respect to 4) is changed. A detailed configuration in which the subject rotation mechanism 7 rotates the subject T will be described later.
　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 lattice position adjustment mechanism 8 is configured to adjust the relative positions of the plurality of lattices between the lattices under the control of the control unit 10. A detailed configuration for adjusting the relative positions of the plurality of gratings by the grating position adjusting mechanism 8 will be described later.
　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 position adjustment mechanism 9 is configured to hold the subject rotation mechanism 7. The subject position adjustment mechanism 9 is configured to adjust the position of the subject T under the control of the control unit 10. A detailed configuration for adjusting the position of the subject T by the subject position adjusting mechanism 9 will be described later.
　（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. As illustrated in FIG. 3, the subject rotation mechanism 7 includes a subject holding unit 12 that holds the subject T, an arc-shaped guide rail 13, and a rotation driving unit 14.
　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 subject holding unit 12 includes a subject holding unit 12a that holds the subject T and an adjustment screw 12b. The subject gripping portion 12a has a pair of gripping portions that are movable in the thickness direction (Z direction) of the subject T. The adjusting screw 12b is configured to adjust the distance between the pair of gripping portions of the subject gripping portion 12a according to the thickness of the subject T (width in the Z direction). In the first embodiment, the subject holding unit 12 holds the subject T on the inner peripheral surface side of the arc-shaped guide rail 13.
　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 guide rail 13 has an arc shape and holds the subject holding portion 12 so as to be movable. In addition, the guide rail 13 is provided with a rotation angle detection unit 15 for detecting the rotation angle of the subject holding unit 12. In the first embodiment, the rotation angle detection unit 15 is provided on the guide rail 13 at a position where the rotation angle of the subject holding unit 12 is −45 degrees, 0 degrees, and 45 degrees with reference to the Y direction. ing. The rotation angle detection unit 15 is configured to detect whether or not the subject holding unit 12 is disposed at a position where the rotation angle detection unit 15 is provided. The rotation angle detector 15 includes, for example, a photo sensor. Further, on the outer peripheral surface side of the guide rail 13, a belt 16 having a protruding portion that protrudes toward the inner peripheral surface side of the guide rail 13 is provided. Both ends of the belt 16 are fixed at one end and the other end of the guide rail 13, respectively. The belt 16 is an example of the “second engagement member” in the claims.
　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 rotation drive unit 14 is configured to move the subject holding unit 12 in an arc shape while changing the direction of the subject holding unit 12 along the guide rail 13. The rotation drive unit 14 includes a drive source 17 (see FIG. 6), a gear 18, a first bearing 19, a second bearing 20, and a base unit 21. The gear 18 is an example of the “first engagement member” in the claims.
　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 drive source 17 is configured to drive the gear 18. The drive source 17 includes, for example, a stepping motor having a gear 18 attached to a rotating shaft. The gear 18 is engaged with the belt 16 and is moved along the belt 16 by being rotated by the driving source 17. The first bearing 19 is provided on each of the left and right sides (both sides in the X direction) of the gear 18, and when the tension is applied to the belt 16 toward the gear 18, the gear 18 idles with respect to the belt 16. To suppress. A plurality of second bearings 20 are provided so as to sandwich the guide rail 13 from the vertical direction (Y direction).
　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 drive source 17, the first bearing 19, and the second bearing 20 are respectively provided on the base portion 21. Further, the rotation driving unit 14 is formed integrally with the subject holding unit 12 via the base unit 21.
　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。 Further, the rotation range of the subject holding unit 12 is from one end side to the other end side of the guide rail 13 having a semicircle or an arc shape smaller than the semicircle. Specifically, the rotation range of the subject holding unit 12 is from one end side to the other end side of the guide rail 13 having an arc shape with a central angle θ of at least 90 degrees. In the first embodiment, the subject rotation mechanism 7 is arranged so that the position of the center of curvature C of the guide rail 13 is on the optical axis of the X-ray. Further, the rotation drive unit 14 is formed integrally with the subject holding unit 12. As a result, the rotation drive unit 14 is configured to move along the guide rail 13 together with the subject holding unit 12. With this configuration, the rotation driving unit 14 rotates the subject T around the center of curvature C of the guide rail 13 by moving the subject holding unit 12 along the guide rail 13, so that The direction of the subject T can be changed. Thus, even when the dark field image 32 captured by changing the rotation angle of the subject T is synthesized, the subject T shown in the dark field image 32 is rotated by an angle corresponding to the rotation angle of the subject T. Can be aligned. That is, the subject T can be aligned without performing parallel movement other than rotational movement in the subject T shown in the plurality of dark field images 32 picked up by changing the rotation angle.
　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 rotation drive unit 14 in FIG. As shown in FIG. 5, the gear 18 is engaged with the protruding portion of the belt 16. The rotation driving unit 14 is configured to move the subject holding unit 12 in an arc shape along the guide rail 13 by rotating the gear 18 and relatively moving the gear 18 and the belt 16. The gear 18 and the belt 16 are a so-called rack and pinion mechanism. The first bearing 19 provided on the X1 direction side of the rotation drive unit 14 applies tension to the belt 16 from the X1 direction to the X2 direction. Further, the first bearing 19 provided on the X2 direction side of the rotation drive unit 14 applies tension to the belt 16 from the X2 direction toward the X1 direction.
　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 viewed from the X direction. In FIG. 6, for the sake of convenience, the guide rail 13 is shown in a sectional view.
　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 guide rail 13 has an H-shaped cross section, and has a protruding portion 13a protruding in the Y direction. In the example shown in FIG. 6, the guide rail 13 has a protruding portion 13a on each of the Z1 side and the Z2 side.
　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 second bearing 20 is formed so that the central portion is concave in the axial direction. The 2nd bearing 20 is arrange | positioned so that it may contact | abut with the protrusion part 13a of the guide rail 13 in the hollow part 20a. Specifically, the lower (Y2 direction side) hollow portion 20a of the second bearing 20 provided on the upper side (Y1 direction side) is formed on the protruding portion 13a of the guide rail 13 protruding upward (Y1 direction side). It is in contact with the upper side (Y1 direction side). The recessed portion 20a on the upper side (Y1 direction side) of the second bearing 20 provided on the lower side (Y2 direction side) is opposed to the protruding portion 13a of the guide rail 13 protruding on the lower side (Y2 direction side). It contacts from the lower side (Y2 direction side). By disposing the second bearing 20 in this way, it is possible to suppress positional deviation when the subject holding unit 12 and the rotation driving unit 14 move along the guide rail 13.
　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。 The base unit 21 includes a drive base unit 21 a that holds the rotation drive unit 14 and a subject holding base unit 21 b that holds the subject holding unit 12. The drive base portion 21a has a shape extending in the Y direction, and holds the drive source 17, the first bearing 19, and the second bearing 20 on the Z2 side. The subject holding base portion 21b has a shape extending in the Z direction, and holds the subject holding portion 12 on the Y1 side.
　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。 The subject holding unit 12 is configured to hold the subject T by adjusting the distance between the pair of gripping portions in the subject gripping unit 12a (the distance in the thickness direction of the subject T) by the adjustment screw 12b. Yes. The subject rotation mechanism 7 is held by a subject rotation mechanism holding unit 22. The subject rotation mechanism holding part 22 has a guide rail holding part 22a for holding the guide rail 13 and a guide rail holding base part 22b for holding the guide rail holding part 22a. It is arranged in the subject position adjusting mechanism 9 via 22b.
　（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, referring to FIG. 7, the configuration in which the grating position adjustment mechanism 8 of the X-ray phase difference imaging system 100 according to the first embodiment adjusts the position of the grating, and the subject position adjustment mechanism 9 determines the position of the subject T. A configuration to be adjusted will be described. Here, the Talbot-Lau interferometer, such as X-ray phase imaging system 100, to place the second grid 4 from the first grating 3 into the Talbot distance Z p away. Further, when the relative positions of the first grating 3 and the second grating 4 are shifted, unintentional moire fringes are generated, which causes problems such as deterioration in the image quality of the generated image. Therefore, in the first embodiment, the X-ray phase difference imaging system 100 is configured to adjust in advance the relative positions of the first grating 3, the second grating 4, and the third grating 2 by the grating position adjustment mechanism 8. Has been. The positional deviations of the first grating 3, the second grating 4, and the third grating 2 are mainly the positional deviation in the X direction, the positional deviation in the Y direction, the positional deviation in the Z direction, and the rotational direction around the Z direction axis. There is a positional deviation in Rz, a positional deviation in the rotational direction Rx around the central axis in the X direction, and a positional deviation in the rotational direction Ry around the central axis in the Y direction.
　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 position adjusting mechanism 8 includes the X direction, the Y direction, the Z direction, the rotation direction Rz around the Z direction axis, the rotation direction Rx around the center axis in the X direction, and the center axis in the Y direction. The grating (the third grating 2, the first grating 3, and the second grating 4) is configured to be movable in the surrounding rotation direction Ry. Specifically, the lattice position adjusting mechanism 8 includes an X-direction linear motion mechanism 80, a Y-direction linear motion mechanism 81, a Z-direction linear motion mechanism 82, a linear motion mechanism connection portion 83, and a stage support portion drive portion 84. A stage support unit 85, a stage drive unit 86, and a stage 87. The X direction linear motion mechanism 80 is configured to be movable in the X direction. The X direction linear motion mechanism 80 includes, for example, a motor. The Y direction linear motion mechanism 81 is configured to be movable in the Y direction. The Y direction linear motion mechanism 81 includes, for example, a motor. The Z direction linear motion mechanism 82 is configured to be movable in the Z direction. The Z direction linear motion mechanism 82 includes, for example, a motor.
　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 lattice position adjusting mechanism 8 is configured to move the lattice in the X direction by the operation of the X direction linear motion mechanism 80. The lattice position adjusting mechanism 8 is configured to move the lattice in the Y direction by the operation of the Y-direction linear movement mechanism 81. The lattice position adjusting mechanism 8 is configured to move the lattice in the Z direction by the operation of the Z direction linear motion mechanism 82.
　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 stage support unit 85 supports the stage 87 from below (Y1 direction). The stage drive unit 91 is configured to reciprocate the stage 87 in the X direction. The stage 87 is formed in a convex curved surface toward the stage support portion 85, and is configured to rotate around the central axis in the Z direction by reciprocating in the X direction. Further, the stage support unit drive unit 84 is configured to reciprocate the stage support unit 85 in the Z direction. Further, the stage support portion 85 has a bottom surface formed in a convex curved shape toward the linear motion mechanism connection portion 83, and is configured to revolve around the central axis in the X direction by reciprocating in the Z direction. Has been. Further, the linear motion mechanism connecting portion 83 is provided in the X direction linear motion mechanism 80 so as to be rotatable around the central axis in the Y direction. Therefore, the lattice position adjusting mechanism 8 can rotate the lattice around the central axis in the Y direction.
　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 position adjustment mechanism 9 has the same configuration as the lattice position adjustment mechanism 8. Accordingly, the subject position adjustment mechanism 9, similar to the lattice position adjustment mechanism 8, has an X direction, a Y direction, a Z direction, a rotation direction Rx around the center axis in the X direction, a rotation direction Ry around the center axis in the Y direction, and The subject T can be moved in the rotation direction Rz around the central axis in the Z direction. Unlike the subject rotation mechanism 7 that changes the orientation of the subject T with respect to the lattice by rotating the subject T greatly, the lattice position adjustment mechanism 8 is a mechanism that adjusts a fine angle deviation in the XY plane of the lattice. is there. The subject position adjusting mechanism 9 is a mechanism for finely adjusting the position of the subject T that appears in the dark field image 32. Therefore, the lattice position adjustment mechanism 8 and the subject position adjustment mechanism 9 are configured to have higher positional accuracy than the subject rotation mechanism 7. Further, the lattice position adjusting mechanism 8 and the subject position adjusting mechanism 9 are configured such that the amount of rotation of the lattice and the subject T is smaller than that of the subject rotating mechanism 7.
　（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 subject orientation relative to the grid)
Next, with reference to FIG. 8 to FIG. 12, the difference in the dark field image 32 caused by the difference in the structure of the subject T and the orientation of the subject T with respect to the lattice will be described.
　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 difference imaging system 100, one having directivity in the X-ray diffusion direction is suitable. In the first embodiment, an example in which the subject T has a plate shape and includes the fiber bundle 30 therein will be described as an example. The subject T is, for example, carbon fiber reinforced plastic (CFRP) in which carbon fiber is used as the fiber bundle 30 and resin 31 is used as a base material. The fiber bundle is a bundle of many fibers gathered. In the example shown in FIG. 8, the subject T has a structure in which a fiber bundle 30a extending in the Y direction and a fiber bundle 30b extending in the X direction are knitted. In the example shown in FIG. 8, the fiber bundle 30a and the fiber bundle 30b are distinguished from each other, but are actually the same type of carbon fibers woven (or knitted) into a sheet shape. Further, the examples shown in FIGS. 8 to 10 are examples in the case where the subject T is arranged at a position of 0 degrees.
　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 viewed from the X direction. As shown in FIG. 9, the fiber bundle 30a extends in the Y direction and is knitted into the fiber bundle 30b. FIG. 10 is a cross-sectional view of the subject T viewed from the Y direction. As shown in FIG. 10, the fiber bundle 30b extends in the X direction and is knitted into the fiber bundle 30a. Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the subject T has a structure in which a plurality of sheets in which fiber bundles 30a extending in the Y direction and fiber bundles 30b extending in the X direction are knitted are stacked in the Z direction. Yes. The resin 31 that is the base material of the subject T (CFRP) covers the surface of the subject T. Further, the resin 31 fills a gap between the fiber bundles 30 inside the subject T.
　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 field image 32a and second dark field image 32b) generated by the image processing unit 11. FIG. Each of the first dark field image 32a and the second dark field image 32b is an example of the “phase contrast image” in the claims.
　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 enter the fiber bundle 30, the X-rays diffuse by the fiber bundle 30. Specifically, X-rays are refracted by the difference in refractive index between the fiber and the resin 31 at the interface between the fiber and the resin 31 in the subject T. Since the fiber bundle 30 is laminated in the subject T and the fiber bundle 30 is composed of a large number of fibers, multiple refraction occurs by passing through the large number of fibers, and X-rays diffuse. .
　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 X-ray diffusion direction is a direction (X direction) perpendicular to the direction in which the grating extends (Y direction), the sensitivity of the obtained phase contrast image is improved. On the other hand, when the X-ray diffusion direction is a direction along the direction in which the grating extends (Y direction), the sensitivity of the obtained phase contrast image is deteriorated. Therefore, depending on the orientation of the subject T with respect to the lattice, a fiber bundle 30 that appears in the phase contrast image and a fiber bundle 30 that does not appear in the phase contrast image are generated. FIG. 11 is an example of a dark field image 32 obtained by arranging the subject T so that the direction in which the fiber bundle 30b extends and the direction of the lattice are orthogonal to each other. As shown in FIG. 11, when the subject T is arranged so that the fiber bundle 30b extends in a direction (X direction) orthogonal to the direction in which the lattice extends (Y direction), a first dark field image 32a generated is generated. Shows the fiber bundle 30b. On the other hand, since the fiber bundle 30a extends in a direction along the direction in which the lattice extends (Y direction), the fiber bundle 30a does not appear in the first dark field image 32a. Therefore, as shown in FIG. 12, when the image is taken in a state where the fiber bundle 30a is arranged in the X direction by changing the direction of the subject T with respect to the lattice, the obtained second dark field image 32b includes a fiber The bundle 30a is shown and the fiber bundle 30b is not shown. Therefore, in the first embodiment, the subject T is rotated by the subject rotation mechanism 7 and images are taken a plurality of times.
　（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。 (Subject rotation)
Next, with reference to FIG. 13 and FIG. 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 in which the subject T is rotated by −45 degrees. As illustrated in FIG. 13, the rotation driving unit 14 rotates the subject T by moving along the guide rail 13 together with the subject holding unit 12. In the example shown in FIG. 13, the rotation drive unit 14 rotates the subject T by −45 degrees in the direction around the optical axis of the X-ray by moving toward the end of the guide rail 13 on the X1 side. Images can be taken in a state.
　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 diagram when the subject T is rotated 45 degrees. As shown in FIG. 14, the rotation drive unit 14 moves toward the end of the guide rail 13 on the X2 side to rotate the subject T by 45 degrees in the direction around the optical axis of the X-ray. You can take an image.
　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 90 degrees from −45 degrees to 45 degrees by rotating in an arc shape from one end side to the other end side of the arc-shaped guide rail 13. By rotating it by an amount, it is possible to change the direction of the subject T with respect to the lattice and take an image. Accordingly, the fiber bundle 30 appears in the dark field image 32 at least in either position.
　（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 1st 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 difference imaging system 100 includes the X-ray source 1, the detector 5 that detects X-rays emitted from the X-ray source 1, the X-ray source 1, and the detection. A plurality of gratings including a first grating 3 disposed between the X-ray source 1 and irradiated with X-rays from the X-ray source 1; and a second grating 4 irradiated with X-rays from the first grating 3; An image processing unit 11 that generates a dark field image 32 based on a signal detected by the detector 5, and a subject T by rotating the subject T around the optical axis direction of the X-ray when the subject T is imaged. The predetermined portion of the subject can be directed in a direction intersecting with a direction in which the plurality of lattices extend and in a direction orthogonal to the optical axis direction of the X-rays in the direction in which the plurality of lattices extend. With. Thereby, by rotating the subject T, the orientation of the subject T with respect to the lattice can be changed without rotating the lattice. As a result, since the lattice is not rotated, the orientation of the subject T relative to the lattice can be changed without adjusting the position of the plurality of lattices each time the orientation of the subject T relative to the lattice is changed.
　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。 In the first embodiment, as described above, the subject rotation mechanism 7 rotates a subject T along an arcuate trajectory when imaging the subject T, so that a predetermined portion of the subject T is displayed. In the plane orthogonal to the direction in which the plurality of gratings extend and the optical axis direction of the X-ray, the plurality of gratings are directed in a direction intersecting with the extending direction. Thereby, for example, the rotation range can be reduced as compared with the case where the subject T is rotated along a circumferential path by a mechanism that covers the periphery of the subject T over one round. As a result, the subject rotation mechanism 7 can be prevented 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。 In the first embodiment, as described above, the subject rotation mechanism 7 includes the subject holding unit 12 that holds the subject T, the arc-shaped guide rail 13 that holds the subject holding unit 12 movably, and the guide. A rotation drive unit 14 that moves the subject holding unit 12 in an arc shape while changing the direction of the subject holding unit 12 along the rail 13 is provided. Accordingly, the subject T can be easily rotated in an arc shape by moving the subject holding unit 12 along the arc-shaped guide rail 13 by the rotation driving unit 14.
　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。 In the first embodiment, as described above, the rotation range of the subject holding unit 12 in the guide rail 13 has a semicircle or an arc shape smaller than a semicircle, and the rotation drive unit 14 is The subject holding unit 12 that holds the subject T is moved on the inner peripheral surface side of the arc-shaped guide rail 13. Thereby, when the guide rail 13 has a semicircular arc shape, the subject T can be rotated 180 degrees. As a result, even if the direction in which the subject T diffuses X-rays is unknown, the subject T can be arranged in a direction in which X-ray diffusion can be detected with high sensitivity. In addition, when the guide rail 13 has an arc shape smaller than a semicircle, the subject holding unit 12 even if the portion of the subject T that is not held by the subject holding unit 12 protrudes from the curvature circle of the guide rail 13. It is possible to prevent the subject portion on the side not held by the subject holding portion 12 from coming into contact with the opposite end portion of the guide rail 13 when the guide rail 13 is rotated to the end portion of the guide rail 13. As a result, even when the portion of the subject T on the side not held by the subject holding unit 12 protrudes from the curvature circle of the guide rail 13, the direction of the subject T with respect to the lattice can be easily changed.
　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。 In the first embodiment, as described above, the rotation range of the subject holding portion 12 in the guide rail 13 is from one end side to the other end side of the guide rail 13 having an arc shape with a central angle θ of at least 90 degrees. is there. Accordingly, by moving the subject holding portion 12 from one end side to the other end side of the guide rail 13, the orientation of the subject T can be changed by 90 degrees, and the fine structure inside the subject T is extended in the direction in which the lattice extends ( The direction can be directed in the direction (X direction) orthogonal to the (Y direction). As a result, the subject T can be arranged in a direction in which the X-ray scattering direction of the subject T and the direction in which the lattice extends (Y direction) are orthogonal to each other, so that a dark field image 32 with a clear contrast can be obtained. it can.
　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。 In the first embodiment, as described above, the rotation driving unit 14 is configured to move along the guide rail 13 together with the subject holding unit 12. Accordingly, since the subject holding unit 12 can be moved by moving the rotation driving unit 14, the rotation driving unit 14 is compared with a configuration in which the rotation driving unit 14 does not move together with the subject holding unit 12. The structure of the mechanism for transmitting power from 14 to the subject holding unit 12 can be simplified. As a result, it is possible to simplify the configuration of the mechanism for transmitting power to the subject holding unit 12, and thus the device configuration can be simplified.
　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, as described above, the first embodiment further includes the gear 18 that is rotatably provided on the rotation drive unit 14 and the belt 16 that is provided on the guide rail 13 and engages with the gear 18. The dynamic drive unit 14 is configured to move the subject holding unit 12 in an arc shape along the guide rail 13 by rotating the gear 18 and relatively moving the gear 18 and the belt 16. Thus, by rotating the gear 18, the subject holding unit 12 can be moved along the belt 16 provided on the arcuate guide rail 13. As a result, the apparatus configuration can be simplified as compared with a configuration in which the subject holding unit 12 is moved by a ball screw mechanism or the like.
　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。 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 guide rail 13 is on the optical axis of the X-ray. Thereby, since the position of the center of curvature C of the guide rail 13 is on the optical axis of the X-ray, even when the subject T is rotated and a plurality of dark field images 32 are captured, each dark field image 32 is captured. It is possible to prevent the subject T from translating in each dark field image 32. As a result, even when the dark field images 32 are combined, the alignment can be performed by rotating the subject T, so that the dark field images 32 can be easily combined.
　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。 In the first embodiment, as described above, the subject rotation mechanism 7 is held, and the subject position adjustment mechanism 9 that adjusts the position of the subject T is further provided. Thereby, the position of the subject T can be adjusted in a state where the subject T is rotated by the subject rotating mechanism 7. As a result, it is possible to adjust the position of the subject T while maintaining the rotation angle of the subject T. For example, when the subject T is enlarged and imaged, different regions of the subject T with the same magnification rate Even when it is desired to capture the image, the imaging range can be changed in a state where the rotation angle of the subject T is maintained.
　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 position adjusting mechanism 8 that adjusts the relative position between the lattices of the plurality of lattices is further provided. Thereby, for example, even when the relative position of the lattice changes due to heat or the like, the relative position between the lattices of the plurality of lattices can be adjusted. As a result, it is possible to suppress the occurrence of unintentional moire due to the change of the relative positions of the plurality of gratings, and it is possible to suppress the deterioration of the image quality of the dark field image 32.
　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。 In the first embodiment, as described above, the plurality of gratings further include the third grating 2 disposed between the X-ray source 1 and the first grating 3. Thereby, the coherency of the X-rays irradiated from the X-ray source 1 by the third grating 2 can be enhanced. As a result, it becomes possible to form a self-image of the first grating 3 without depending on the focal spot size of the X-ray source 1, so that the degree of freedom in selecting the X-ray source 1 can be improved.
　［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, an 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 FIG. 4, FIG. 15, and FIG. Unlike the first embodiment that generates the (two-dimensional) dark field image 32 of the subject T, in the second embodiment, the imaging system 40 including the X-ray source 1, the detector 5, and a plurality of gratings, A three-dimensional imaging rotation mechanism 50 that relatively rotates the subject rotation mechanism 7 is further provided, and the image processing unit 11 is configured to generate a three-dimensional dark field image 33 (see FIG. 16). In addition, about the structure similar to the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. The three-dimensional dark field image 33 is an example of the “three-dimensional phase contrast image” in the claims.
　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 difference imaging system 200 according to the second embodiment, an imaging system 40 including the X-ray source 1, the detector 5, and a plurality of gratings, and the subject rotation mechanism 7 are provided. It further includes a three-dimensional imaging rotation mechanism 50 that relatively rotates around a vertical axis in a plane orthogonal to the optical axis direction of the X-ray. The image processing unit 11 is configured to generate a three-dimensional dark field image 33 from a plurality of dark field images 32 captured at a plurality of rotation angles. Specifically, the three-dimensional imaging rotation mechanism 50 rotates the subject T around the axis in the Y direction by rotating the subject position adjusting mechanism 9, the subject rotating mechanism 7, and the subject T placed on the placement surface. The subject T and the imaging system 40 are configured to rotate relative to each other. The three-dimensional imaging rotation mechanism 50 includes, for example, a rotation stage.
　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 subject holding unit 12 is configured to hold the subject T at a position closer to the center of curvature C of the guide rail 13 than the line segment EL connecting both ends of the guide rail 13. Specifically, as shown in FIG. 4, the subject holding unit 12 has a height at which the subject holding unit 12 holds the subject T (a position in the Y direction where the subject holding unit 12a holds the subject T). Is represented so that the subject T is held at a position closer to the center of curvature C of the guide rail 13 than the line EL connecting both ends of the guide rail 13. In addition, the imaging range of the subject T is set above the broken line Hp (direction close to the center of curvature C (Y1 direction)).
　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 guide rail 13 has a central angle θ of the guide rail 13 that is substantially equal on both sides around the optical axis direction of the X-ray with reference to the axis AR direction (Y direction) of relative rotation by the three-dimensional imaging rotation mechanism 50. It is formed to become. In the example shown in FIG. 4, the guide rail 13 is formed so that the angle θ <b> 1 and the angle θ <b> 2 are substantially equal on both sides around the optical axis direction of the X-ray.
　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 imaging while rotating the subject T by the three-dimensional imaging rotation mechanism 50, the image processing unit 11 can generate a plurality of dark field images 32 that are imaged at a plurality of rotation angles while rotating the subject T. . Further, even when the guide rail 13 images the subject T at a rotation angle along the optical axis direction of the X-ray, the curvature of the guide rail 13 is greater than the line segment EL where the subject holding portion 12 connects both ends of the guide rail 13. Since the subject T is held at a position close to the center C, the guide rail 13 can be prevented from entering the imaging range.
　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 diagram of a 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 dark field images 32 captured at a plurality of rotation angles while rotating the subject T.
　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 allows the number of fiber bundles 30 in the attention area in the subject T, the distance FD between the boundaries of the fiber bundles 30, and the surface area SA (hatching area). Area), the density of the fiber bundle 30, the weaving height H of the fiber bundle 30, and the size S of the gap between the adjacent fiber bundles 30 can be acquired.
　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。 In addition, the other structure of 2nd Embodiment is the same as that of the said 1st 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 2nd 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 imaging system 40 configured by the X-ray source 1, the detector 5, and a plurality of gratings, and the three-dimensional imaging rotation mechanism 50 that relatively rotates the subject rotation mechanism 7 are provided. In addition, the image processing unit 11 is configured to generate a three-dimensional dark field image 33 from a plurality of dark field images 32 captured at a plurality of rotation angles. As a result, the three-dimensional dark field image 33 can be generated without adjusting the positions of the plurality of gratings when the orientation of the subject T with respect to the grating is changed.
　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。 In the second embodiment, as described above, the subject holding unit 12 is configured to hold the subject T at a position closer to the center of curvature C of the guide rail 13 than to both ends of the guide rail 13. Thereby, it can suppress that the both ends of the guide rail 13 enter into an imaging range. As a result, even when the imaging system 40 and the subject T are imaged while being relatively rotated, it is possible to prevent the both end portions of the guide rail 13 from being reflected in the dark field image 32.
　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。 In the second embodiment, as described above, the guide rail 13 has the center angle θ of the guide rail 13 around the optical axis direction of the X-ray with reference to the direction AR of the relative rotation by the three-dimensional imaging rotation mechanism 50. Are formed so as to have substantially the same angle on both sides. As a result, the center of the guide rail 13 and the direction of the relative rotation axis AR can be substantially matched. As a result, the guide rails 13 are formed at substantially the same angle on both sides from the reference in the direction of the axis AR of the relative rotation. Can be prevented from entering.
　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 remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned 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)
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the scope of claims and all modifications (variants) within the scope.
　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, the example including the third lattice 2 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, when the coherence of X-rays emitted from the X-ray source 1 is high, a configuration in which the third grating 2 is not provided as in the X-ray phase difference imaging system 300 shown in FIG.
　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。 In the first and second embodiments, an example in which the subject T (the subject rotation mechanism 7 and the subject position adjustment mechanism 9) is disposed between the first lattice 3 and the second lattice 4 has been described. The present invention is not limited to this. For example, a subject T (subject rotation mechanism 7 and subject position adjustment mechanism 9) may be disposed between the third lattice 2 and the first lattice 3 as in the X-ray phase difference imaging system 400 shown in FIG. Good. However, when the subject T is arranged between the first grid 3 and the second grid 4 and an image is taken, an image with higher image quality can be generated. Therefore, the first grid 3 and the second grid 4 It is preferable to arrange the subject T between the two.
　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。 In the first and second embodiments, the example in which the subject rotation mechanism 7 rotates the subject T by 90 degrees is shown, but the present invention is not limited to this. The angle by which the subject rotation mechanism 7 rotates the subject T may be an angle smaller than 90 degrees. Further, the angle by 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。 In the first and second embodiments, the belt 16 that engages with the gear 18 is provided on the guide rail 13. However, the present invention is not limited to this. For example, the rack gear may be formed on the inner peripheral surface side or the outer peripheral surface side of the guide rail 13 and the rack gear and the gear 18 may be engaged.
　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。 In the first and second embodiments, the example in which the rotation driving unit 14 moves along the guide rail 13 together with the subject holding unit 12 has been described. However, the present invention is not limited to this. The rotation driving unit 14 may not move together with the subject holding unit 12. For example, the belt 16 is arranged so as to make one turn along the guide rail 13, a part of the subject holding unit 12 is fixed to the belt 16, and the gear is driven by the drive source 17 provided in the subject rotating mechanism holding unit 22. A configuration may be adopted in which the subject holding unit 12 is rotated by rotating 18.
　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。 In the first and second embodiments, an example of a configuration using a so-called rack and pinion mechanism in which the subject rotation mechanism 7 rotates the subject T in a state where the belt 16 is fixed to both ends of the guide rail 13. However, the present invention is not limited to this. For example, the belt 16 is arranged around the guide rail 13 once, and the subject T is rotated by a so-called belt and pulley mechanism in which the subject holding unit 12 is moved by rotating a gear 18 engaged with the belt 16. It may be configured to be moved.
　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, the example of the configuration in which the subject holding unit 12 is rotated by rotating the gear 18 engaged with the belt 16 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the structure which is not provided with the belt 16 and the gearwheel 18 may be sufficient. In the case of a configuration that does not include the belt 16 and the gear 18, the drive source 17 may be configured to rotate the subject holding unit 12 by rotating the second bearing 20.
　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。 In the first and second embodiments, the image processing unit 11 generates the dark field image 32 as the phase contrast image. However, the present invention is not limited to this. For example, the image processing unit 11 may be configured to generate an absorption image and a phase differential image as the phase contrast image.
　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。 In the first and second embodiments, the object rotation mechanism 7 is arranged so that the position of the center of curvature C of the guide rail 13 is on the optical axis of the X-ray. Is not limited to this. The subject rotation mechanism 7 may be arranged so that the position of the center of curvature C of the guide rail 13 is not on the optical axis of the X-ray. However, when the subject rotation mechanism 7 is arranged so that the position of the center of curvature C of the guide rail 13 is not on the optical axis of the X-ray, each dark field image 32 is combined when a plurality of dark field images 32 are synthesized. Therefore, the subject rotation mechanism 7 is preferably arranged so that the position of the center of curvature C of the guide rail 13 is on the optical axis of the X-ray.
　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。 In the first and second embodiments, the belt 16 is provided on the outer peripheral surface side of the guide rail 13, but the present invention is not limited to this. For example, the belt 16 may be provided on the inner peripheral surface side of the guide rail 13. In the case where the belt 16 is provided on the inner peripheral surface side of the guide rail 13, the rotation driving unit 14 may be provided on the inner peripheral surface side of the guide rail 13.
　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。 In the first and second embodiments, an example of a configuration in which a plate-like CFRP is imaged as the subject T is shown, but the present invention is not limited to this. The subject T may be other than a plate shape. In the case where the subject T is other than a plate shape, the subject holding unit 12 may be configured to hold the subject T with the subject gripping part 12a having a shape that matches the outer shape of the subject T.
　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。 In the second embodiment, the guide rail 13 has the center angle θ of the guide rail 13 around the optical axis direction of the X-ray with reference to the axis AR direction (Y direction) of the relative rotation by the three-dimensional imaging rotation mechanism 50. Although the example of the structure which becomes a substantially equal angle is shown in both sides of this, this invention is not limited to this. The guide rail 13 may be formed to have an asymmetric shape with respect to the axis AR direction (Y direction) of relative rotation by the three-dimensional imaging rotation mechanism 50 as a reference.
　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。 In the second embodiment, the example in which the three-dimensional imaging rotation mechanism 50 holds the subject position adjustment mechanism 9 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the subject position adjustment mechanism 9 may hold the three-dimensional imaging rotation mechanism 50.
　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。 In the second embodiment, the example in which the three-dimensional imaging rotation mechanism 50 rotates the subject T (the subject rotation mechanism 7 and the subject position adjustment mechanism 9) is shown, but the present invention is not limited to this. . For example, the three-dimensional imaging rotation mechanism 50 may be configured to rotate the subject T and the imaging system 40 relative to each other by rotating the imaging system 40.
　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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray source 2 3rd grating | lattice 3 1st grating | lattice 4 2nd grating | lattice 5 Detector 7 Subject rotation mechanism 8 Lattice position adjustment mechanism 9 Subject position adjustment mechanism 11 Image processing part 12 Subject holding part 13 Guide rail 14 Rotation drive part 16 Belt (second engaging member)
18 Gear (first engaging member)
32 Dark field image (phase contrast image)
32a First dark field image (phase contrast image)
32b Second dark field image (phase contrast image)
33 3D dark field image (3D phase contrast image)
40 Imaging system 50 Three-dimensional imaging rotation mechanism 100, 200, 300, 400 X-ray phase difference imaging system C Center of curvature EL Line segment connecting both ends of the guide rail T Subject Z direction X-ray optical axis direction θ Guide rail Central angle

Claims (14)

  1. 　Ｘ線源と、
    　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。     An X-ray source;
    A detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source;
    A plurality of first gratings arranged between the X-ray source and the detector and irradiated with X-rays from the X-ray source, and a second grating irradiated with X-rays from the first grating Grid of
    An image processing unit for generating a phase contrast image based on a signal detected by the detector;
    By rotating the subject around the optical axis direction of the X-ray when imaging the subject, a predetermined portion of the subject is placed in a plane orthogonal to the direction in which the lattice of the plurality of lattices extends and the optical axis direction of the X-ray An X-ray phase difference imaging system comprising: a subject rotation mechanism capable of being directed in a direction intersecting with a direction in which the plurality of gratings extend.
  2. 　前記被写体回動機構は、被写体を撮像する際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、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ように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相差撮像システム。 The subject rotation mechanism rotates a subject along an arcuate trajectory when imaging the subject, thereby moving a predetermined portion of the subject in a direction in which the plurality of lattices extend and an X-ray optical axis. The X-ray phase difference imaging system according to claim 1, wherein the X-ray phase difference imaging system is configured to face in a direction intersecting with a direction in which the plurality of gratings extend in a plane orthogonal to the direction.
  3. 　前記被写体回動機構は、
    　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２に記載のＸ線位相差撮像システム。     The subject rotation mechanism is
    A subject holding unit for holding the subject;
    An arc-shaped guide rail that movably holds the subject holding portion;
    The X-ray phase difference imaging system according to claim 2, further comprising: a rotation driving unit that moves the subject holding unit in an arc shape while changing the direction of the subject holding unit along the guide rail.
  4. 　前記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前記ガイドレールの一端側から他端側であり、
    　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３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 a semicircle,
    The X-ray phase difference imaging system according to claim 3, wherein the rotation driving unit is configured to move the subject holding unit holding a subject on an inner peripheral surface side of the arc-shaped guide rail.
  5. 　前記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前記ガイドレールの一端側から他端側である、請求項３に記載のＸ線位相差撮像システム。 4. The X-ray phase difference imaging system according to claim 3, wherein the rotation range of the subject holding portion is from one end side to the other end side of the guide rail having an arc shape with a central angle of at least 90 degrees.
  6. 　前記回動駆動部は、前記被写体保持部とともに前記ガイドレールに沿って移動するように構成されている、請求項３に記載のＸ線位相差撮像システム。 The X-ray phase difference imaging system according to claim 3, wherein the rotation driving unit is configured to move along the guide rail together with the subject holding unit.
  7. 　前記回動駆動部に回転可能に設けられた第１係合部材と、
    　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６に記載のＸ線位相差撮像システム。     A first engagement member rotatably provided on the rotation drive unit;
    A second engagement member provided on the guide rail and engaged with the first engagement member;
    The rotation driving unit rotates the first engagement member to move the first engagement member and the second engagement member relative to each other, thereby moving the subject holding unit along the guide rail. The X-ray phase difference imaging system according to claim 6, which is configured to move in an arc shape.
  8. 　前記被写体回動機構は、前記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、請求項３に記載のＸ線位相差撮像システム。 4. The X-ray phase difference imaging system according to claim 3, wherein the subject rotation mechanism is arranged such that a position of a center of curvature of the guide rail is on an X-ray optical axis.
  9. 　前記Ｘ線源と前記検出器と前記複数の格子とによって構成される撮像系と前記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、
    　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３に記載のＸ線位相差撮像システム。     The imaging system constituted by the X-ray source, the detector, and the plurality of gratings, and the subject rotation mechanism are relatively rotated around a vertical axis in a plane perpendicular to the optical axis direction of the X-ray. A three-dimensional imaging rotation mechanism;
    The X-ray phase difference imaging system according to claim 3, 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.
  10. 　前記被写体保持部は、前記ガイドレールの両端部を結んだ線分よりも前記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、請求項９に記載のＸ線位相差撮像システム。 The X-ray phase difference according to claim 9, wherein the subject holding unit is configured to hold a subject at a position closer to a center of curvature of the guide rail than a line segment connecting both ends of the guide rail. Imaging system.
  11. 　前記ガイドレールは、前記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、前記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、請求項９に記載のＸ線位相差撮像システム。 The guide rail is formed such that the center angle of the guide rail is substantially equal on both sides around the optical axis direction of the X-ray with reference to the axial direction of relative rotation by the three-dimensional imaging rotation mechanism. The X-ray phase difference imaging system according to claim 9.
  12. 　前記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、請求項１に記載のＸ線位相差撮像システム。 The X-ray phase difference imaging system according to claim 1, further comprising a subject position adjustment mechanism that holds the subject rotation mechanism and adjusts the position of the subject.
  13. 　前記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、請求項１に記載のＸ線位相差撮像システム。 The X-ray phase difference imaging system according to claim 1, further comprising a grating position adjusting mechanism that adjusts a relative position between the plurality of gratings.
  14. 　前記複数の格子は、前記Ｘ線源と前記第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、請求項１に記載のＸ線位相差撮像システム。 2. The X-ray phase difference imaging system according to claim 1, wherein the plurality of gratings further include a third grating disposed between the X-ray source and the first grating.
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