非破坏检查装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于利用透射了被检体的放射线、例如X射线中的作为波的性质，以高 灵敏度来观察被检体的内部构造的非破坏检查装置。
【背景技术】
[0002] 透射力高的放射线、例如X射线作为用于对物体内部进行透视的探头，在医用图像 诊断、非破坏检查、安全性检验等中被广泛利用。X射线透视图像的对比度根据X射线衰减率 的差异，较强地吸收X射线的物体作为X射线的影而被描出。包含越多原子序号大的元素则X 射线吸收能变得越强。相反还能够指出关于由原子序号小的元素构成的物质，难以得到较 好的对比度，这也是X射线透视图像的原理的缺点。从而，对于生物体(生体)软组织、有机材 料等，不能得到充分的灵敏度。
[0003] 另一方面，若利用X射线中的作为波的性质，则与一般的以往的X射线透视图像相 比能够实现最高约3位的高灵敏度化。以后，将其称为X射线相位对比度法。若将该技术应用 于由不太吸收X射线的轻元素构成的物质(生物体软组织、有机材料等)的观察，则能够进行 在以往方法中困难的检查，所以其实用化被期待。
[0004] 为了实现利用了 X射线相位对比度法的高灵敏度拍摄法，以往，作为其主流而研究 了使用单色平面波的X射线的X射线光学系统，为此以使用非常高的亮度的X射线源为前提。
[0005] 为了得到单色平面波，需要从原本得到的X射线中仅拣选向特定的方向前进的特 定的光谱分量。因此，为了确保拍摄所需的强度，对原来的X射线寻求补充拣选所引起的损 耗的充分的明亮度。使用硅等单结晶作为用于进行这样的拣选的光学元件，但不得不同时 实质上以利用巨大的同步加速器放射光设施为前提，在研究实用的情况下成为较大的障 碍。
[0006] 若实现以较宽的带宽的锥形波束而发挥作用的X射线相位对比度法，则能够期待 使用了同步加速器放射光以外的紧凑X射线源的装置化。作为这样的拍摄法的候选，期待基 于X射线Talbot干涉仪的X射线相位对比度法(参照下述专利文献1以及2)。在该方法中，由 于使用X射线栅格而不是单结晶，所以能够进行利用了多色的发散波束X射线的拍摄。
[0007] 其中，在相位对比度法中，对X射线寻求一定程度的空间的可干涉性。因此，X射线 产生源的尺寸必须一定程度地小。于是，对紧凑的X射线源来说，在该方法中能够使用的已 有的X射线源实质上成为微焦点X射线源。通常焦点的X射线源与其不相应。
[0008] 在微焦点X射线源中，通过对目标（target)中的微少区域照射电子线而产生X射 线。在想要产生大量X射线时需要照射大量的电子，但由于目标中的热负荷的问题，实际上 的X射线功率的上限被制约。作为结果，若以由微焦点X射线源得到的X射线的功率为前提而 进行X射线拍摄，则存在曝光时间变长的问题。
[0009] 在以往的X射线Talbot-Lau干涉仪中，使用通常焦点的X射线源来避免强度不足的 问题。X射线Talbot-Lau干涉仪的结构被设为在构成X射线Talbot干涉仪的X射线源和Gl栅 格之间添加了多缝(参照下述专利文献3~4以及非专利文献1)。另外，有时将多缝称为GO栅 格，但该多缝用于构成虚拟的X射线源。即，在该技术中，对目标中的比较宽的面积照射电子 线而产生X射线，使所产生的X射线通过多缝而部分地透射。由此，能够实现以规定间距配置 了窄且线状的虚拟的X射线源的线源。另外，有时将这样的具有多个微线的线源称为微多线 线源。
[0010] X射线TalbOt-Lau干涉仪能够进行将X射线Talbot干涉仪中的X射线源通过通常焦 点的X射线产生部和多缝来实现的技术，应是X射线Talbot干涉仪的具体的一方式。
[0011]然而，在基于包含Talbot-Lau干涉仪的X射线Talbot干涉仪的相位对比度法中，莫 尔(Moirg)花纹图像通过X射线检测器而被记录。在该图像中，X射线通过被检体而被折射的 效果被可视化。但是，与以往图像对应的吸收对比度也重叠，且拍摄光学系统、装置的不完 全性所引起的与被检体无关的对比度也被相加。为了将它们分离，更准确地进行高级的检 查，提出了对被称为"X射线相位成像法"的定量的图像测量技术的展开。为了由X射线 Talbot干涉仪实现相位成像法，实施被称为条纹扫描法(下述非专利文献2)、傅里叶变换法 (下述非专利文献3、4)的过程。条纹扫描法是，以预定步伐(step)量逐次移动其中一个栅 格，依次对被检体进行摄影，从而在多张图像数据中取得莫尔花纹的变化，通过计算机运算 处理，得到吸收图像、折射图像、以及散射图像的方法。另一方面，傅里叶变换法是，使一张 栅格倾斜而产生细小的旋转莫尔条纹，从一张莫尔条纹图像通过规定的傅里叶滤波处理同 样地得到吸收图像、折射图像、以及散射图像的方法。傅里叶变换法存在空间分辨率比应用 条纹扫描法时差的问题。因此，为了被检体的精细检查，认为条纹扫描法合适。另外，吸收图 像相当于以往的图像，折射图像是映射了通过被检体中的折射而X射线被弯曲的角度的图 像，散射图像是映射了基于被检体的莫尔花纹的清晰度的降低的图像。该清晰度降低与被 检体中包含的微小的散射体的分布对应，因此称为散射图像。
[0012] 在条纹扫描法中，一边以预定量依次逐次移动栅格，一边对在视野内静止的被检 体进行摄影，所以摄影本身花费几十~几百秒为现状。
[0013] 另一方面，例如在工厂中，通过带式传送机等移动部件等逐次传送被检体。在需要 对其进行全品检查时，必须在短时间完成被检体的摄影，以高速来检测缺陷。在机场的手提 货物检查中也需要同样的高速处理。
[0014]但是，在以往的条纹扫描法中，需要对在预定位置上静止的被检体使用二维X射线 图像检测器，以其周期的整数分之一逐次挪动栅格而进行多次摄影，因此存在难以进行对 于以一定程度的速度移动的被检体的检查的问题。
[0015] 此外，对用于以微小量逐次精密地挪动栅格的机构来说，需要相当的机械的精度， 还存在可能成为在成本上、维护上的负担的问题。
[0016] 现有技术文献 [0017]专利文献
[0018] 专利文献1:国际公开W02004/058070号公报 [0019]专利文献2:美国专利第5812629号公报 [0020] 专利文献3:特开2008 -145111号公报 [0021] 专利文献4:特开2009 - 240378号公报 [0022]非专利文献
[0023]非专利文献l:F.Pfeiffer et al.，Nat.Phys.2,258-261(2006)
[0024] 非专利文献2 : A · Momose，S · Kawamoto，I · Koyama，Y · Hamai shi，K · Takai and Y·Suzuki，"Demonstration of X-ray Talbot interferometry,^Jpn.J.Appl.Phys.42, L866-L868(2003).
[0025] 非专利文献3:M.Takeda,H. Ina and S.Kobayashi ,"Fourier-transform method of fringe-pattern analysis for computer-based topography and interferometry, J.Opt.Soc.Am.72,156-160(1982).
[0026] 非专利文南犬4:Atsushi Momose ,Wataru Yashiro ,Hirohide MaikusajYoshihiro Takeda,''High-speed X-ray phase imaging and X-ray phase tomography with Talbot interferometer and white synchrotron radiation^Opt.Express 17,12540-12545 (2009)
【发明内容】
[0027]发明要解决的课题
[0028]本发明是鉴于前述的情况而完成的。本发明的一个目的在于，提供能够对相对于 装置移动的被检体进行使用了放射线的高灵敏度非破坏检查的技术。
[0029]用于解决课题的手段
[0030] 本发明能够作为以下的项目中记载的发明来表现。
[0031] (项目 1)
[0032] -种非破坏检查装置，其特征在于，具备：
[0033] 放射线源;栅格群；以及放射线检测器，
[0034]所述放射线源成为将具有对于被摄体的透射性的放射线向所述栅格群进行放射 的结构，
[0035] 所述栅格群由向所述栅格群照射的所述放射线能够透射的多张栅格构成，
[0036] 且所述多张栅格分别具备以按每个栅格决定的预定周期来配置的多个栅格构件，
[0037] 所述放射线检测器成为对通过所述多个栅格构件而衍射的所述放射线进行检测 的结构，
[0038] 从所述放射线源放射而到达所述放射线检测器的放射线通过的放射线通过区域 至少具备第一~第三部分区域，
[0039]所述第一~第三部分区域被配置在与所述放射线的放射方向交叉的方向上相互 位移的位置上，
[0040] 进而，所述第一~第三部分区域的位置成为在与所述放射线的放射方向交叉的方 向上相对于所述栅格群移动的所述被摄体能够通过的位置，
[0041] 在将处于通过所述第一~第三部分区域之中其中一个部分区域的所述放射线分 别通过的空间中的所述栅格群的部分称为基准栅格部分群，且将处于通过所述第一~第三 部分区域之中的其他部分区域的所述放射线分别通过的空间中的所述栅格群的部分分别 称为第一栅格部分群以及第二栅格部分群时，
[0042] 所述基准栅格部分群中包含的一部分的所述栅格中的所述栅格构件以该栅格中 的所述预定周期而配置，
[0043] 所述第一栅格部分群中包含的一部分的所述栅格具备相对于以该一部分的栅格 中的所述预定周期的配置具有第一相位差的栅格构件，
[0044] 所述第二栅格部分群中包含的一部分的所述栅格具备相对于以该一部分的栅格 中的所述预定周期的配置具有第二相位差的栅格构件。
[0045] (项目 2)
[0046] 如项目1所述的非破坏检查装置，
[0047]所述第一~第三部分区域分别具备相互重叠的部分和不重叠的部分，
[0048] 具有所述第一相位差的栅格构件、和具有所述第二相位差的栅格构件都被配置在 所述不重叠的部分，
[0049] 所述放射线源成为对所述第一~第三部分区域在不同的定时放射所述放射线的 结构。
[0050] (项目 3)
[00511如项目1或2所述的非破坏检查装置，
[0052] 所述放射线检测器成为分别对通过了所述基准栅格部分群的所述放射线、通过了 所述第一栅格部分群的所述放射线、通过了所述第二栅格部分群的所述放射线进行检测的 结构。
[0053] (项目 4)
[0054]如项目3所述的非破坏检查装置，还具备：
[0055] 处理部，
[0056] 所述处理部成为使用通过了所述基准栅格部分群的所述放射线的检测值、通过了 所述第一栅格部分群的所述放射线的检测值、通过了所述第二栅格部分群的所述放射线的 检测值，算出所述被摄体的吸收图像、折射图像以及散射图像之中的其中一个的结构。
[0057] (项目5)
[0058]如项目1~4的任一项所述的非破坏检查装置，还具备：
[0059] 运送部，
[0060] 所述运送部成为使所述被摄体相对于所述栅格群在与所述放射线的放射方向交 叉的方向上移动的结构。
[0061] (项目 6)
[0062] 如项目1~5的任一项所述的非破坏检查装置，
[0063]所述栅格群由两张栅格构成。
[0064] (项目 7)
[0065] 如项目1~5的任一项所述的非破坏检查装置，
[0066]所述栅格群由三张栅格构成。
[0067] (项目8)
[0068] 如项目1~7的任一项所述的非破坏检查装置，
[0069]所述放射线源具备