非破壞檢查裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于利用透射了被檢體的放射線、例如X射線中的作為波的性質(zhì)，以高 靈敏度來觀察被檢體的內(nèi)部構(gòu)造的非破壞檢查裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 透射力高的放射線、例如X射線作為用于對物體內(nèi)部進行透視的探頭，在醫(yī)用圖像 診斷、非破壞檢查、安全性檢驗等中被廣泛利用。X射線透視圖像的對比度根據(jù)X射線衰減率 的差異，較強地吸收X射線的物體作為X射線的影而被描出。包含越多原子序號大的元素則X 射線吸收能變得越強。相反還能夠指出關(guān)于由原子序號小的元素構(gòu)成的物質(zhì)，難以得到較 好的對比度，這也是X射線透視圖像的原理的缺點。從而，對于生物體(生體)軟組織、有機材 料等，不能得到充分的靈敏度。
[0003] 另一方面，若利用X射線中的作為波的性質(zhì)，則與一般的以往的X射線透視圖像相 比能夠?qū)崿F(xiàn)最高約3位的高靈敏度化。以后，將其稱為X射線相位對比度法。若將該技術(shù)應(yīng)用 于由不太吸收X射線的輕元素構(gòu)成的物質(zhì)(生物體軟組織、有機材料等)的觀察，則能夠進行 在以往方法中困難的檢查，所以其實用化被期待。
[0004] 為了實現(xiàn)利用了 X射線相位對比度法的高靈敏度拍攝法，以往，作為其主流而研究 了使用單色平面波的X射線的X射線光學(xué)系統(tǒng)，為此以使用非常高的亮度的X射線源為前提。
[0005] 為了得到單色平面波，需要從原本得到的X射線中僅揀選向特定的方向前進的特 定的光譜分量。因此，為了確保拍攝所需的強度，對原來的X射線尋求補充揀選所引起的損 耗的充分的明亮度。使用硅等單結(jié)晶作為用于進行這樣的揀選的光學(xué)元件，但不得不同時 實質(zhì)上以利用巨大的同步加速器放射光設(shè)施為前提，在研究實用的情況下成為較大的障 礙。
[0006] 若實現(xiàn)以較寬的帶寬的錐形波束而發(fā)揮作用的X射線相位對比度法，則能夠期待 使用了同步加速器放射光以外的緊湊X射線源的裝置化。作為這樣的拍攝法的候選，期待基 于X射線Talbot干涉儀的X射線相位對比度法(參照下述專利文獻1以及2)。在該方法中，由 于使用X射線柵格而不是單結(jié)晶，所以能夠進行利用了多色的發(fā)散波束X射線的拍攝。
[0007] 其中，在相位對比度法中，對X射線尋求一定程度的空間的可干涉性。因此，X射線 產(chǎn)生源的尺寸必須一定程度地小。于是，對緊湊的X射線源來說，在該方法中能夠使用的已 有的X射線源實質(zhì)上成為微焦點X射線源。通常焦點的X射線源與其不相應(yīng)。
[0008] 在微焦點X射線源中，通過對目標（target)中的微少區(qū)域照射電子線而產(chǎn)生X射 線。在想要產(chǎn)生大量X射線時需要照射大量的電子，但由于目標中的熱負荷的問題，實際上 的X射線功率的上限被制約。作為結(jié)果，若以由微焦點X射線源得到的X射線的功率為前提而 進行X射線拍攝，則存在曝光時間變長的問題。
[0009] 在以往的X射線Talbot-Lau干涉儀中，使用通常焦點的X射線源來避免強度不足的 問題。X射線Talbot-Lau干涉儀的結(jié)構(gòu)被設(shè)為在構(gòu)成X射線Talbot干涉儀的X射線源和Gl柵 格之間添加了多縫(參照下述專利文獻3~4以及非專利文獻1)。另外，有時將多縫稱為GO柵 格，但該多縫用于構(gòu)成虛擬的X射線源。即，在該技術(shù)中，對目標中的比較寬的面積照射電子 線而產(chǎn)生X射線，使所產(chǎn)生的X射線通過多縫而部分地透射。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)以規(guī)定間距配置 了窄且線狀的虛擬的X射線源的線源。另外，有時將這樣的具有多個微線的線源稱為微多線 線源。
[0010] X射線TalbOt-Lau干涉儀能夠進行將X射線Talbot干涉儀中的X射線源通過通常焦 點的X射線產(chǎn)生部和多縫來實現(xiàn)的技術(shù)，應(yīng)是X射線Talbot干涉儀的具體的一方式。
[0011]然而，在基于包含Talbot-Lau干涉儀的X射線Talbot干涉儀的相位對比度法中，莫 爾(Moirg)花紋圖像通過X射線檢測器而被記錄。在該圖像中，X射線通過被檢體而被折射的 效果被可視化。但是，與以往圖像對應(yīng)的吸收對比度也重疊，且拍攝光學(xué)系統(tǒng)、裝置的不完 全性所引起的與被檢體無關(guān)的對比度也被相加。為了將它們分離，更準確地進行高級的檢 查，提出了對被稱為"X射線相位成像法"的定量的圖像測量技術(shù)的展開。為了由X射線 Talbot干涉儀實現(xiàn)相位成像法，實施被稱為條紋掃描法(下述非專利文獻2)、傅里葉變換法 (下述非專利文獻3、4)的過程。條紋掃描法是，以預(yù)定步伐(step)量逐次移動其中一個柵 格，依次對被檢體進行攝影，從而在多張圖像數(shù)據(jù)中取得莫爾花紋的變化，通過計算機運算 處理，得到吸收圖像、折射圖像、以及散射圖像的方法。另一方面，傅里葉變換法是，使一張 柵格傾斜而產(chǎn)生細小的旋轉(zhuǎn)莫爾條紋，從一張莫爾條紋圖像通過規(guī)定的傅里葉濾波處理同 樣地得到吸收圖像、折射圖像、以及散射圖像的方法。傅里葉變換法存在空間分辨率比應(yīng)用 條紋掃描法時差的問題。因此，為了被檢體的精細檢查，認為條紋掃描法合適。另外，吸收圖 像相當(dāng)于以往的圖像，折射圖像是映射了通過被檢體中的折射而X射線被彎曲的角度的圖 像，散射圖像是映射了基于被檢體的莫爾花紋的清晰度的降低的圖像。該清晰度降低與被 檢體中包含的微小的散射體的分布對應(yīng)，因此稱為散射圖像。
[0012] 在條紋掃描法中，一邊以預(yù)定量依次逐次移動?xùn)鸥?，一邊對在視野?nèi)靜止的被檢 體進行攝影，所以攝影本身花費幾十~幾百秒為現(xiàn)狀。
[0013] 另一方面，例如在工廠中，通過帶式傳送機等移動部件等逐次傳送被檢體。在需要 對其進行全品檢查時，必須在短時間完成被檢體的攝影，以高速來檢測缺陷。在機場的手提 貨物檢查中也需要同樣的高速處理。
[0014]但是，在以往的條紋掃描法中，需要對在預(yù)定位置上靜止的被檢體使用二維X射線 圖像檢測器，以其周期的整數(shù)分之一逐次挪動?xùn)鸥穸M行多次攝影，因此存在難以進行對 于以一定程度的速度移動的被檢體的檢查的問題。
[0015] 此外，對用于以微小量逐次精密地挪動?xùn)鸥竦臋C構(gòu)來說，需要相當(dāng)?shù)臋C械的精度， 還存在可能成為在成本上、維護上的負擔(dān)的問題。
[0016] 現(xiàn)有技術(shù)文獻 [0017]專利文獻
[0018] 專利文獻1:國際公開W02004/058070號公報 [0019]專利文獻2:美國專利第5812629號公報 [0020] 專利文獻3:特開2008 -145111號公報 [0021] 專利文獻4:特開2009 - 240378號公報 [0022]非專利文獻
[0023]非專利文獻l:F.Pfeiffer et al.，Nat.Phys.2,258-261(2006)
[0024] 非專利文獻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] 非專利文獻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] 非專利文南犬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)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0027]發(fā)明要解決的課題
[0028]本發(fā)明是鑒于前述的情況而完成的。本發(fā)明的一個目的在于，提供能夠?qū)ο鄬τ?裝置移動的被檢體進行使用了放射線的高靈敏度非破壞檢查的技術(shù)。
[0029]用于解決課題的手段
[0030] 本發(fā)明能夠作為以下的項目中記載的發(fā)明來表現(xiàn)。
[0031] (項目 1)
[0032] -種非破壞檢查裝置，其特征在于，具備：
[0033] 放射線源;柵格群；以及放射線檢測器，
[0034]所述放射線源成為將具有對于被攝體的透射性的放射線向所述柵格群進行放射 的結(jié)構(gòu)，
[0035] 所述柵格群由向所述柵格群照射的所述放射線能夠透射的多張柵格構(gòu)成，
[0036] 且所述多張柵格分別具備以按每個柵格決定的預(yù)定周期來配置的多個柵格構(gòu)件，
[0037] 所述放射線檢測器成為對通過所述多個柵格構(gòu)件而衍射的所述放射線進行檢測 的結(jié)構(gòu)，
[0038] 從所述放射線源放射而到達所述放射線檢測器的放射線通過的放射線通過區(qū)域 至少具備第一~第三部分區(qū)域，
[0039]所述第一~第三部分區(qū)域被配置在與所述放射線的放射方向交叉的方向上相互 位移的位置上，
[0040] 進而，所述第一~第三部分區(qū)域的位置成為在與所述放射線的放射方向交叉的方 向上相對于所述柵格群移動的所述被攝體能夠通過的位置，
[0041] 在將處于通過所述第一~第三部分區(qū)域之中其中一個部分區(qū)域的所述放射線分 別通過的空間中的所述柵格群的部分稱為基準柵格部分群，且將處于通過所述第一~第三 部分區(qū)域之中的其他部分區(qū)域的所述放射線分別通過的空間中的所述柵格群的部分分別 稱為第一柵格部分群以及第二柵格部分群時，
[0042] 所述基準柵格部分群中包含的一部分的所述柵格中的所述柵格構(gòu)件以該柵格中 的所述預(yù)定周期而配置，
[0043] 所述第一柵格部分群中包含的一部分的所述柵格具備相對于以該一部分的柵格 中的所述預(yù)定周期的配置具有第一相位差的柵格構(gòu)件，
[0044] 所述第二柵格部分群中包含的一部分的所述柵格具備相對于以該一部分的柵格 中的所述預(yù)定周期的配置具有第二相位差的柵格構(gòu)件。
[0045] (項目 2)
[0046] 如項目1所述的非破壞檢查裝置，
[0047]所述第一~第三部分區(qū)域分別具備相互重疊的部分和不重疊的部分，
[0048] 具有所述第一相位差的柵格構(gòu)件、和具有所述第二相位差的柵格構(gòu)件都被配置在 所述不重疊的部分，
[0049] 所述放射線源成為對所述第一~第三部分區(qū)域在不同的定時放射所述放射線的 結(jié)構(gòu)。
[0050] (項目 3)
[00511如項目1或2所述的非破壞檢查裝置，
[0052] 所述放射線檢測器成為分別對通過了所述基準柵格部分群的所述放射線、通過了 所述第一柵格部分群的所述放射線、通過了所述第二柵格部分群的所述放射線進行檢測的 結(jié)構(gòu)。
[0053] (項目 4)
[0054]如項目3所述的非破壞檢查裝置，還具備：
[0055] 處理部，
[0056] 所述處理部成為使用通過了所述基準柵格部分群的所述放射線的檢測值、通過了 所述第一柵格部分群的所述放射線的檢測值、通過了所述第二柵格部分群的所述放射線的 檢測值，算出所述被攝體的吸收圖像、折射圖像以及散射圖像之中的其中一個的結(jié)構(gòu)。
[0057] (項目5)
[0058]如項目1~4的任一項所述的非破壞檢查裝置，還具備：
[0059] 運送部，
[0060] 所述運送部成為使所述被攝體相對于所述柵格群在與所述放射線的放射方向交 叉的方向上移動的結(jié)構(gòu)。
[0061] (項目 6)
[0062] 如項目1~5的任一項所述的非破壞檢查裝置，
[0063]所述柵格群由兩張柵格構(gòu)成。
[0064] (項目 7)
[0065] 如項目1~5的任一項所述的非破壞檢查裝置，
[0066]所述柵格群由三張柵格構(gòu)成。
[0067] (項目8)
[0068] 如項目1~7的任一項所述的非破壞檢查裝置，
[0069]所述放射線源具備