(57)【要約】  本発明にかかるタルボ・ロー干渉計は、第０、第１および第２格子および前記第０格子に振動を付与する振動付与部材を備え、前記第０格子は、前記第１方向に移動可能、且つ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第２軸回り、および、前記第１および第２方向それぞれに直交する第３方向に延びる第３軸回りにそれぞれ回動可能であり、前記第１および第２格子は、互いに所定距離を隔てて互いに平行になった状態で、互いに固定され、前記振動付与部材は、前記第０格子を前記第１方向に振動させ、且つ、前記第２軸回りと前記第３軸回りとのそれぞれに振動させる。
2017006620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を放射するＸ線源を有する干渉計本体と、前記Ｘ線源から順に第１方向に沿って配置され前記干渉計本体に保持された第０格子、第１格子および第２格子と、前記第０格子が振動に際して前記第１格子と所定の第１距離を隔てて平行になる位置にくるように前記第０格子に振動を付与する振動付与部材とを備え、
前記第０格子は、前記第１方向に移動可能、且つ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第２軸回り、および、前記第１方向と第２方向とのそれぞれに直交する第３方向に延びる第３軸回りにそれぞれ回動可能に前記干渉計本体に保持され、
前記第１格子と第２格子とは、互いに所定の第２距離を隔てて互いに平行になった状態で、互いに固定され、
前記振動付与部材は、前記第０格子を前記第１方向に振動させ、且つ前記第２軸回りと前記第３軸回りとのそれぞれに振動させる、
タルボ・ロー干渉計。
【請求項２】
前記第２軸回りに前記第０格子を振動させる振動周波数と前記第３軸回りに前記第０格子を振動させる振動周波数とは、互いに素である、
請求項１記載のタルボ・ロー干渉計。
【請求項３】
前記第１格子と第２格子とは、収納部材の内部に温度調整可能に封入されている、
請求項１または請求項２に記載のタルボ・ロー干渉計。
【請求項４】
前記第１方向における、前記第２格子を挟んで前記第１格子と反対側に、撮像部を、更に備え、
前記第０格子は、第１干渉パターンを備え、
前記第１格子と第２格子との少なくとも一方は、前記第０格子が前記第１格子と前記第１距離を隔てて平行になると前記第１干渉パターンと干渉する第２干渉パターンを備え、
前記撮像部は、撮像部本体と、前記干渉を検出する検出部を備え、
前記撮像部本体は、前記検出部の検出結果に基いて、前記第１干渉パターンと干渉する第２干渉パターンとの干渉模様が等間隔になったタイミングで被写体を撮像する、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタルボ・ロー干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タルボ・ロー干渉計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被爆量の低減の観点から、Ｘ線位相イメージングが注目されており、例えばタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮像装置が広く実施されている。タルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮像装置では、第０格子、第１格子および第２格子の３個のＸ線用金属格子が用いられている。この第０格子は、単一のＸ線源をマルチ光源とするために利用される通常の格子であり、前記単一のＸ線源から放射されたＸ線を複数のＸ線（複数のＸ線ビーム）に分けて放射する。これら第１および第２格子は、互いにタルボ距離だけ離間して配置される回折格子である。このようなタルボ・ロー干渉計を用いた装置として、例えば特許文献１に、タルボ・ロー干渉計を用いた関節撮影装置が開示されている。特許文献１では、第０格子、第１格子および第２格子は、干渉計本体に位置移動可能に保持され、これにより、第０格子と第１格子とが互いに平行且つ所定の距離に調整可能、且つ、第１格子と第２格子とが互いに平行且つ所定の距離に調整可能とされている。【０００３】
しかしながら、第０格子と第１格子とが互いに平行且つ所定の距離に設定され、また、第１格子と第２格子とも互いに平行且つ所定の距離に設定されても、タルボ・ロー干渉計は、例えばタルボ・ロー干渉計が設置される場所で振動を受け、或いは被験者から振動を受ける。また、タルボ・ロー干渉計は、タルボ・ロー干渉計が設置される場所で温度変化を受ける。このような振動を受け、或いは温度変化を受けると、第０格子と第１格子との平行度や距離が変化し、或いは、第１格子と第２格子との平行度や距離が変化してしまう。その結果、被写体を鮮明な画像で撮像できない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０８５６３１号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、振動や温度変化を受けても被写体のより鮮明な画像を得ることができるタルボ・ロー干渉計を提供することである。
【０００６】
本発明にかかるタルボ・ロー干渉計は、第０、第１および第２格子および前記第０格子に振動を付与する振動付与部材を備え、前記第０格子は、前記第１方向に移動可能、且つ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第２軸回り、および、前記第１および第２方向それぞれに直交する第３方向に延びる第３軸回りにそれぞれ回動可能であり、前記第１および第２格子は、互いに所定距離を隔てて互いに平行になった状態で、互いに固定され、前記振動付与部材は、前記第０格子を前記第１方向に振動させ、且つ、前記第２軸回りと前記第３軸回りとのそれぞれに振動させる。したがって、本発明にかかるタルボ・ロー干渉計は、振動や温度変化を受けても被写体のより鮮明な画像を得ることができる。
【０００７】
上記並びにその他の本発明の目的、特徴および利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態におけるタルボ・ロー干渉計の斜視図である。
【図２】図１に示すタルボ・ロー干渉計の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すタルボ・ロー干渉計の要部の概略図である。
【図４】図１に示すタルボ・ロー干渉計に用いられる、Ｘ線源と、第０格子、第１格子および第２格子の位置関係を示す概略図である。
【図５】図１に示すタルボ・ロー干渉計の要部拡大図である。
【図６】保持枠に保持された状態の第０格子の拡大した底面図である。
【図７】第０格子が有する第０格子本体の拡大斜視図である。
【図８】保持枠に保持された状態の第０格子と、収納部材に収納された状態の第１格子および第２格子との斜視図である。
【図９】第０格子と第１格子とが第１距離を隔てて平行になった状態におけるＸ線撮像部の説明図である。
【図１０】第０格子が第１格子に対して平行状態から第２軸回りに回動した状態におけるＸ線撮像部の説明図である。
【図１１】第０格子が第１格子に対して平行状態から第３軸回りに回動した状態におけるＸ線撮像部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００１０】
図１は、実施形態におけるタルボ・ロー干渉計の斜視図である。図２は、図１のタルボ・ロー干渉計の構成を示すブロック図である。図３は、図１のタルボ・ロー干渉計の要部の概略図である。図４は、図１のタルボ・ロー干渉計に用いられる、Ｘ線源と、第０格子、第１格子および第２格子の位置関係を示す概略図である。図５は、図１に示すタルボ・ロー干渉計の要部拡大図である。図５Ａは、側面図であり、図５Ｂは、上面図である。図６は、保持枠に保持された状態の第０格子の拡大した底面図である。図７は、第０格子が有する第０格子本体の拡大斜視図である。図８は、保持枠に保持された状態の第０格子と、収納部材に収納された状態の第１格子および第２格子との斜視図である。なお、第１方向をＺ１−Ｚ２方向とし、第１方向と直交する第２方向をＸ１−Ｘ２方向とし、第１方向および第２方向に直交する第３方向をＹ１−Ｙ２方向として説明する。
【００１１】
この実施形態におけるタルボ・ロー干渉計１は、図１ないし図４に示すように干渉計本体１０と、干渉計本体１０に保持された第０格子（Ｇ０格子）２、第１格子（Ｇ１格子）３および第２格子（Ｇ２格子）４と、第０格子２に振動を付与する振動付与部材５（図５、図６に図示）と、第１格子３および第２格子４を収納した収納部材６とを備えている。
【００１２】
干渉計本体１０は、支柱部１１と、Ｘ線源１２と、Ｘ線撮像部（撮像部）１３と、Ｘ線源１２に電源を供給するＸ線電源部１４と、Ｘ線撮像部１３の撮像動作を制御するカメラ制御部１５と、干渉計本体１０の全体動作を制御する処理部１６と、Ｘ線電源部１４の給電動作を制御することによってＸ線源１２におけるＸ線の放射動作を制御するＸ線制御部１７とを備えている。
【００１３】
支柱部１１は、図３に示すように、Ｚ１−Ｚ２方向（第１方向）に延された支柱部本体１１０と、支柱部本体１１０のＺ１側からＺ２側に順に配置されたＸ線源保持片１１１、第０格子保持部１１２、第０格子受け部１１３、撮影用載置台１１４および撮像部保持部１１５とを備えている。
【００１４】
Ｘ線源保持片１１１は、支柱部本体１１０からＸ１側に突設されており、その突出先端部にＸ線源１２を保持している。
【００１５】
第０格子受け部１１３は、図３および図５に示すように板状の部材で、第０格子２をＺ２側から受け得るようになっている。なお、第０格子受け部１１３は、Ｘ線の進行を妨げないように形成されている。
【００１６】
撮影用載置台１１４は、図３に示すように板状の部材で、支柱部本体１１０からＸ１側に突設されており、その上面に、被写体Ｓが載置される。被写体Ｓが載置される撮影用載置台１１４の被写体載置部は、Ｘ線の進行を妨げないようになっている。
【００１７】
撮像部保持部１１５は、板状の部材で、支柱部本体１１０からＸ１側に突設されており、Ｘ線撮像部１３を保持している。なお、第０格子保持部１１２については、後述する。
【００１８】
Ｘ線撮像部１３は、図９に示すように第２格子３によって回折されたＸ線の像を撮像する撮像部本体１３０と、後述の第１干渉パターン２２１と第２干渉パターン６１３との干渉を検出する検出部１３１を備えている。
【００１９】
撮像部本体１３０は、例えば、Ｘ線のエネルギーを吸収して蛍光を発するシンチレータを含む薄膜層が受光面上に形成された二次元イメージセンサを備えるフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）や、入射フォトンを光電面で電子に変換し、この電子をマイクロチャネルプレートで倍増し、この倍増された電子群を蛍光体に衝突させて発光させるイメージインテンシファイア部と、イメージインテンシファイア部の出力光を撮像する二次元イメージセンサとを備えるイメージインテンシファイアカメラなどである。
【００２０】
検出部１３１は、撮像部本体１３０の外周の略全周に形成されている。この検出部１３１が第１干渉パターン２１１を通過したＸ線と第２干渉パターン６１３を通過したＸ線との干渉によって生じた干渉模様を検出し、撮像部本体１３０は、その干渉結果に基いて第２格子３によって回折されたＸ線の像を撮像するようになっている。
【００２１】
処理部１６は、タルボ・ロー干渉計１の各部を当該各部の機能に応じて制御することによってタルボ・ロー干渉計１全体の動作を制御する装置であり、例えば、マイクロプロセッサおよびその周辺回路を備えて構成され、図２に示すように、機能的に、画像処理部１６１およびシステム制御部１６２を備えている。
【００２２】
システム制御部１６２は、Ｘ線制御部１７との間で制御信号を送受信することによってＸ線電源部１４を介してＸ線源１２におけるＸ線の放射動作を制御すると共に、カメラ制御部１５との間で制御信号を送受信することによってＸ線撮像部１３の撮像動作を制御する。システム制御部１６２の制御によって、Ｘ線が被写体Ｓに向けて照射され、これによって生じた像がＸ線撮像部１３によって撮像され、画像信号がカメラ制御部１５を介して処理部１６に入力される。
【００２３】
システム制御部１６２は、後述の振動付与部材５の第１圧電素子５１を作動させる第１給電信号、後述の振動付与部材５の第２圧電素子５２を作動させる第２給電信号および後述の振動付与部材５の第３圧電素子５３を作動させる第３給電信号を、第１圧電素子５１、第２圧電素子５２および第３圧電素子５３のそれぞれに出力する。
【００２４】
画像処理部１６１は、Ｘ線撮像部１３によって生成された画像信号を処理し、被写体Ｓの画像を生成する。
【００２５】
次に、第０格子２について説明する。第０格子２は、図６に示すように第０格子本体２１と、第０格子本体２１を保持した第０格子保持枠２２とを備えている。
【００２６】
第０格子本体２１は、図７に示すように、例えばシリコンウェハ等のシリコン素材に、Ｚ１−Ｚ２方向に所定の厚さ（深さ）Ｈを有してＹ１−Ｙ２方向に線状に延びるように形成された複数のＸ線透過部２１２と、前記所定の厚さＨを有して前記Ｙ１−Ｙ２方向に線状に延び金属が埋設されることによって形成された複数のＸ線吸収部２１１とを備え、これら複数のＸ線吸収部２１１と複数のＸ線透過部２１２とは、交互に平行に配設されている。このため、複数のＸ線吸収部２１１は、前記Ｙ１−Ｙ２方向と直交するＸ１−Ｘ２方向に所定の間隔を空けてそれぞれ配設されている。この間隔（ピッチ）Ｐは、本実施形態では、一定とされている。すなわち、複数のＸ線吸収部２１１は、前記Ｘ１−Ｘ２方向に等間隔Ｐでそれぞれ配設されている。本実施形態では、Ｘ線吸収部２１１は、板状または層状であり、複数のＸ線透過部２１２は、互いに隣接するＸ線吸収部２１１に挟まれた板状または層状の空間である。
【００２７】
これら複数のＸ線吸収部２１１は、Ｘ線を吸収するように機能し、これらＸ線透過部２１２は、Ｘ線を透過するように機能する。Ｘ線吸収部２１１は、例えば仕様に応じて充分にＸ線を吸収することができるように、適宜な厚さＨとされている。Ｘ線は、一般的に透過性が高いので、この結果、Ｘ線吸収部２１１における幅Ｗに対する厚さＨの比（アスペクト比＝厚さ／幅）は、例えば、５以上の高アスペクト比とされている。Ｘ線吸収部２１１における幅Ｗは、前記第３方向におけるＸ線吸収部２１１における長さであり、その厚さＨは、第１方向におけるＸ線吸収部２１１の長さである。
【００２８】
第０格子保持枠２２は、図６に示すように、この実施形態では、第０格子本体２１の外周の全周に配置された四角筒状を呈するものからなり、第１干渉パターン２２１を備えている。第１干渉パターン２２１は、Ｘ１−Ｘ２方向およびＹ１−Ｙ２方向のそれぞれに沿って等間隔に配列された複数個のスリットを備えている。各スリットは、Ｚ１−Ｚ２方向に沿う厚さ方向に所定の深さで金属が埋設されて形成されている。
【００２９】
このように形成された第０格子２は、図５に示すように支柱部１１の第０格子保持部１１２に、Ｚ１−Ｚ２方向に移動可能、且つ、Ｘ１−Ｘ２方向（第２方向）に延びるＸ軸（第２軸）２ａ回り、およびＹ１−Ｙ２方向（第３方向）に延びるＹ軸（第３軸）２ｂ回りにそれぞれ回動可能に保持されている。
【００３０】
より詳しくは、第０格子保持部１１２は、円柱状の連結軸１１２ａと、略コの字状の保持枠１１２ｂとを備えている。連結軸１１２ａは、一端が支柱部本体１１０に連結され、他端が支柱部本体１１０からＸ１側に延されている。
【００３１】
保持枠１１２ｂは、互いに対向するように形成された回動軸１１２ｃを備えている。そして、この保持枠１１２ｂは、連結軸１１２ａに、Ｚ１−Ｚ２方向に移動可能に、且つ連結軸１１２ａ回りに回動自在に連結されている。
【００３２】
第０格子２は、保持枠１１２ｂの回動軸１１２ｃに回動自在に嵌挿され、これにより、第０格子２は、Ｚ１−Ｚ２方向に移動可能、且つ、Ｘ軸（第２軸）２ａ回りおよびＹ軸（第３軸）２ｂ回りにそれぞれ回動可能に、第０格子保持部１１２に保持されている。
【００３３】
次に、振動付与部材５について説明する。振動付与部材５は、この実施形態では、第１圧電素子５１、第２圧電素子５２および第３圧電素子５３とを備えている。
【００３４】
これらの第１圧電素子５１、第２圧電素子５２および第３圧電素子５３は、略同じ構成の素子で、各圧電素子５１〜５３は、入力の電気エネルギーを、伸縮する機械エネルギー、すなわち、機械的な運動に変換する素子であり、例えば、入力の電気エネルギーを圧電効果によって機械的な伸縮運動に変換する。このような圧電素子５１〜５３は、例えば積層体と、一対の外部電極とを備える。
【００３５】
積層体は、圧電材料から成る薄膜状（層状）の圧電層と導電性を有する薄膜状（層状）の内部電極層とを交互に複数積層されたものである。複数の内部電極層は、その一部が互いに対向する一対の外周側面で外部に臨むようにそれぞれ構成されている。一対の外部電極は、積層体における前記一対の外周側面上に積層方向に沿って形成され、前記電気エネルギーを積層体に供給し、前記複数の内部電極と順次交互に接続されている。なお、圧電材料は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ニオブ酸タンタル酸カリウム（Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）およびチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）等の無機圧電材料である。
【００３６】
第１圧電素子５１は、積層方向（第１圧電素子５１の軸方向）の伸縮によって第０格子２をＸ軸２ａ回りに振動させるための素子で、第０格子２の第０格子保持枠２２と支柱部１１の第０格子受け部１１３との間における第０格子保持枠２２のＸ１側且つＹ１側の端部に、第０格子保持枠２２と第０格子受け部１１３とのそれぞれに当接するように配置されている。そして、この実施形態では、第１圧電素子５１は、第１給電信号を受信すると作動するようになっている。
【００３７】
第２圧電素子５２は、積層方向（第２圧電素子５２の軸方向）の伸縮によって第０格子２をＹ軸２ｂ回りに振動させるための素子で、第０格子２の第０格子保持枠２２と支柱部１１の第０格子受け部１１３との間における第０格子保持枠２２のＸ１側且つＹ２側の端部に、第０格子保持枠２２と第０格子受け部１１３とのそれぞれに当接するように配置されている。そして、この実施形態では、第２圧電素子５２は、第２給電信号を受信すると作動するようになっている。
【００３８】
第３圧電素子５３は、積層方向（第３圧電素子５３の軸方向）の伸縮によって第０格子２をＺ１−Ｚ２方向に振動させるための素子で、この実施形態では、２個からなる。そして、第３圧電素子５３は、第０格子２の第０格子保持枠２２と支柱部１１の第０格子受け部１１３との間における第０格子保持枠２２のＹ１側且つＸ１−Ｘ２方向の中央部と、上記間における第０格子保持枠２２のＹ２側且つＸ１−Ｘ２方向の中央部とにそれぞれ、第０格子保持枠２２と第０格子受け部１１３とのそれぞれに当接するように配置されている。そして、この実施形態では、第３圧電素子５３は、第３給電信号を受信すると作動するようになっている。なお、振動付与部材５は、圧電材料を用いた圧電方式のアクチュエータの形態のものに限らず、適宜変更でき、例えば静電方式のアクチュエータの形態のものでもよく、適宜変更できる。
【００３９】
このように配置された振動付与部材５は、図１に示すように第０格子２と共に、上部カバー１７ａで覆われている。
【００４０】
次に、第１格子３について説明する。第１格子３は、Ｘ線源１２から放射されたＸ線によってタルボ効果を生じる回折格子である。第１格子３は、図示しないが、第０格子本体２１と同様に、Ｚ１−Ｚ２方向に所定の厚さ（深さ）を有してＹ１−Ｙ２方向に線状に延び交互に平行に配設される複数のＸ線吸収部と複数のＸ線透過部とを備えている。この第１格子３は、タルボ効果を生じる条件を満たすように構成されており、Ｘ線源１２から放射されたＸ線の波長よりも充分に粗い格子、例えば、格子定数（回折格子の周期）がＸ線の波長の約２０以上である位相型回折格子である。なお、第１格子３は、振幅型回折格子であってもよい。
【００４１】
この第１格子３は、振動を受けない設定温度のもとで、図４に示すように第０格子２とＸ線の波長の整数倍の距離（第１距離）Ｌ４を隔てて平行に配置される。
【００４２】
次に、第２格子４について説明する。第２格子４は、第１格子３から略タルボ距離Ｌ２離れた位置に配置され、第１格子３によって回折されたＸ線を回折する透過型の振幅型回折格子である。この第２格子４も、第１格子３と同様に、図示しないが、Ｚ１−Ｚ２方向に所定の厚さ（深さ）を有してＸ１−Ｘ２方向に線状に延び交互に平行に配設される複数のＸ線吸収部と複数のＸ線透過部とを備えている。
【００４３】
この第２格子４は、位相型回折格子である第１格子３と次の式１および式２を満たすように配置されている。
ｌ＝λ／（ａ／（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３））      ・・・（式１）
Ｚ１＝（ｍ＋１／２）×（ｄ２／λ）      ・・・（式２）
ここで、ｌは、可干渉距離であり、λは、Ｘ線の波長（通常は中心波長）であり、ａは、回折格子の回折部材にほぼ直交する方向におけるＸ線源１２の開口径であり、Ｌ１は、Ｘ線源１２から第１回折格子３までの距離であり、Ｌ２は、第１回折格子３から第２回折格子４までの距離（第２距離）であり、Ｌ３は、第２回折格子１０３からＸ線撮像部１３までの距離であり、ｍは、整数であり、ｄは、回折部材の周期（回折格子の周期、格子定数、隣接する回折部材の中心間距離、前記ピッチＰ）である。
【００４４】
次に、収納部材６について説明する。収納部材６は、図４に示すように枠部６１と、温度センサ６２と、温度調整部材６３とを備えている。
【００４５】
枠部６１は、側部６１１と、周縁部６１２とを備え、これらによって内部を密封状態にしている。側部６１１は、Ｘ線を透過可能な材料、例えばガラスから構成されている。
【００４６】
周縁部６１２は、図８に示すように、第０格子２の第１干渉パターン２２１と干渉させるための第２干渉パターン６１３を備えている。第２干渉パターン６１３は、第１干渉パターン２２１と対応するように、Ｘ１−Ｘ２方向およびＹ１−Ｙ２方向それぞれに沿って等間隔に配列された複数個のスリットからなる。各スリットは、Ｚ１−Ｚ２方向に沿う厚さ方向に所定の深さで金属が埋設されて形成されている。
【００４７】
そして、枠部６１の内部に、第１格子３と第２格子４とが、互いに所定距離を隔てて平行状態で固定的に配置されて封入されている。枠部６１内に封入された第１格子３と第２格子４とは、図３に示すように撮影用載置台１１４のＺ２側に、上記（式１）および式（２）を満たすように配置されている。このように配置された第１格子３と第２格子は、図１に示すように下部カバー１７ｂで覆われている。
【００４８】
温度センサ６２は、収納部材６の内部の温度を検出するもので、この実施形態では、図４に示すように枠部６１の内面に取り付けられている。
【００４９】
温度調整部材６３は、収納部材６の内部の温度を調整する素子で、例えばペルチェ素子を備えて構成される。温度調整部材６３は、枠部６１の内面に取り付けられており、温度センサ６２の検出温度に基づき、収納部材６の内部の温度を上げまたは下げることで、設定温度範囲に調整する。
【００５０】
次に、本実施形態のタルボ・ロー干渉計の動作について説明する。図９は、第０格子と第１格子とが第１距離を隔てて平行になった状態におけるＸ線撮像部の説明図である。図１０は、第０格子が第１格子に対して平行状態から第２軸回りに回動した状態におけるＸ線撮像部の説明図である。図１１は、第０格子が第１格子に対して平行状態から第３軸回りに回動した状態におけるＸ線撮像部の説明図である。
【００５１】
被写体Ｓが撮影用載置台１１４に載置されることによって、被写体Ｓが第０格子２と第１格子３との間に配置される。
【００５２】
この状態で、タルボ・ロー干渉計１のユーザ（オペレータ）によって図略の操作部から被写体Ｓの撮像が指示されると、処理部１６のシステム制御部１６２は、被写体Ｓに向けてＸ線を照射すべくＸ線制御部１７に制御信号を出力する。この制御信号によってＸ線制御部１７は、Ｘ線電源部１４にＸ線源１２へ給電させ、Ｘ線源１２は、Ｘ線を放射して被写体Ｓに向けてＸ線を照射する。
【００５３】
システム制御部１６２は、後述の振動付与部材５の第１圧電素子５１を作動させる第１給電信号、振動付与部材５の第２圧電素子５２を作動させる第２給電信号および振動付与部材５の第３圧電素子５３を作動させる第３給電信号を、第１圧電素子５１、第２圧電素子５２および第３圧電素子５３に重畳的に送信する。これにより、第１圧電素子５１、第２圧電素子５２および第３圧電素子５３が作動し、第０格子２は、Ｚ１−Ｚ２方向に振動し、また、Ｘ軸２ａ回りおよびＹ軸２ｂ回りに振動する。
【００５４】
照射されたＸ線は、第０格子２および被写体Ｓを介して第１格子３を通過し、第１格子３によって回折され、タルボ距離だけ離れた位置に第１格子３の自己像であるタルボ像Ｔが形成される。
【００５５】
この形成されたＸ線のタルボ像Ｔは、第２格子４によって回折され、モアレを生じてモアレ縞の像が形成される。
【００５６】
その際、予め設定した第０格子２と第１格子３との距離がずれ、または第０格子２と第１格子３とが平行でなくなり、或いは、予め設定した第１格子３と第２格子４との距離がずれ、または第１格子３と第２格子４との平行でなくなると、Ｘ線撮像部１３によって撮像される像が不鮮明になってしまう。
【００５７】
例えば、図１０に示すように第０格子２がＸ軸２ａ回りに回動して第１格子３に対して傾いて平行でなくなると、Ｘ線撮像部１３によって撮像される像１３ａが不鮮明になってしまう。また、例えば図１１に示すように第０格子２がＹ軸２ｂ回りに回動して第１格子３に対して傾いて平行でなくなると、Ｘ線撮像部１３によって撮像される像１３ａが不鮮明になってしまう。さらに、図示しないが、第０格子２がＺ１−Ｚ２方向に移動して第１格子３に対する距離がずれると、同様に、Ｘ線撮像部１３によって撮像される像１３ａが不鮮明になってしまう。
【００５８】
このような互いに隣接する２つ格子２、３、４の互いの距離のずれまたは傾きは、例えばタルボ・ロー干渉計の全体が外部から振動や温度変化を受けると生じるおそれがある。
【００５９】
しかし、この実施形態では、第１圧電素子５１、第２圧電素子５２および第３圧電素子５３によって第０格子２が、Ｚ１−Ｚ２方向に振動し、また、Ｘ軸２ａ回りおよびＹ軸２ｂ回りに振動しているため、その振動中に、第０格子２が第１格子３に対して第１距離Ｌ４だけ隔てて平行となる位置にくる。また、第１圧電素子５１によりＸ軸２ａ回りに振動させる第０格子２の振動周波数と第２圧電素子５２によりＹ軸２ｂ回りに振動させる第０格子２の振動周波数とが互いに素、即ち互いに１以外の公約数を持たないようにすることで、ミソスリ運動（歳差運動）または櫓の運動を起こすことがなく、その振動中に、第０格子２が第１格子３に対して平行となるときがくる。
【００６０】
第１格子３と第２格子４とは、収納部材６に互いに固定状態で所定温度で封入されているため、第１格子３と第２格子４とは、外部から振動や温度変化を受けても、互いに第２距離を隔てて平行状態に維持される。したがって、第０格子２が第１格子３に対して第１距離だけ隔てて平行となった位置では、第１格子３と第２格子４とが互いに第２距離だけ隔てて平行となっている。
【００６１】
第０格子２が、振動に際して第１格子３に対して設定距離だけ隔てて平行となった位置にくると、第０格子２の第１干渉パターン２２１と収納部材６の第２干渉パターン６１３との干渉模様が等間隔になる。本実施形態では、検出部１３１は、第１干渉パターン２１１を通過したＸ線と第２干渉パターン６１３を通過したＸ線との干渉によって生じた干渉模様を検出し、この検出結果を処理部１６のシステム制御部１６２へ出力し、システム制御部１６２は、この検出部１３１の検出結果の干渉模様が等間隔になると、カメラ制御部１５を介してＸ線撮像部１３へ、撮像を指示する制御信号を出力する。
【００６２】
この撮像を指示する制御信号により、Ｘ線撮像部１３は、その干渉模様が等間隔になったタイミングでモアレ縞の像１３ａを撮像する。よって、その際に、Ｘ線撮像部１３で検出される像１３ａは、図９に示すように鮮明な画像になっている。
【００６３】
そして、Ｘ線撮像部１３は、モアレ縞の像の画像信号をカメラ制御部１５を介して処理部１６へ出力する。この画像信号は、処理部１６の画像処理部１６１によって処理される。
【００６４】
なお、上記実施形態では、第２干渉パターン６１３は、第１格子３と第２格子４とを収納した収納部材６に形成され、第１格子３が収納部材６を介して間接的に第２干渉パターン６１３を備えたものとされたが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば第１格子３と第２格子４との何れか一方または両方に、直接的に第２干渉パターン６１３が形成されることにより、第１格子３と第２格子４との何れか一方または両方に第２干渉パターン６１３を備えたものとしてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、Ｘ線を用いたが、Ｘ線に代えて可視光を用いてもよく、適宜変更できる。
【００６６】
本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
【００６７】
一態様に係るタルボ・ロー干渉計は、Ｘ線を放射するＸ線源を有する干渉計本体と、前記Ｘ線源から順に第１方向に沿って配置され前記干渉計本体に保持された第０格子、第１格子および第２格子と、前記第０格子が振動に際して前記第１格子と所定の第１距離を隔てて平行になる位置にくるように前記第０格子に振動を付与する振動付与部材とを備え、前記第０格子は、前記第１方向に移動可能、且つ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第２軸回り、および、前記第１方向と第２方向とのそれぞれに直交する第３方向に延びる第３軸回りにそれぞれ回動可能に前記干渉計本体に保持され、前記第１格子と第２格子とは、互いに所定の第２距離を隔てて互いに平行になった状態で、互いに固定され、前記振動付与部材は、前記第０格子を前記第１方向に振動させ、且つ前記第２軸回りと前記第３軸回りとのそれぞれに振動させる。
【００６８】
このようなタルボ・ロー干渉計は、第１格子と第２格子とが、互いに第２距離を隔てて互いに平行になった状態で、互いに一体に固定されているため、振動や温度変化を受けても、第１格子と第２格子とは、互いに第２距離を隔てて互いに平行になった状態を維持できる。
【００６９】
第０格子が振動や温度変化を受けて第０格子が第１格子との距離が変化し、或いは、平行状態がずれても、振動付与部材が、第０格子を、前記第１方向に移動させるように振動させ、且つ、第２軸回りと第３軸回りとのそれぞれに回動するように振動させることによって、その振動中に、第０格子が第１格子と第１距離を隔てて平行になった状態の位置にくるときがある。したがって、上記タルボ・ロー干渉計は、その位置で、被写体を撮像すれば被写体のより鮮明な画像を得ることができる。
【００７０】
他の一態様では、上述のタルボ・ロー干渉計において、前記第２軸回りに前記第０格子を振動させる振動周波数と前記第３軸回りに前記第０格子を振動させる振動周波数とは、互いに素である。
【００７１】
ミソスリ運動（歳差運動）または櫓の運動を起こすと第０格子が第１格子と平行にならない。そこで、上記構成のように、第２軸回りに回動させる振動周波数と第３軸回りに回動させる振動周波数とが互いに素、即ち互いに１以外の公約数を持たないようにすることで、上記タルボ・ロー干渉計は、ミソスリ運動（歳差運動）または櫓の運動を起こすことを防止できる。
【００７２】
他の一態様では、これら上述のタルボ・ロー干渉計において、前記第１格子と第２格子とは、収納部材の内部に温度調整可能に封入されている。
【００７３】
このようなタルボ・ロー干渉計は、第１格子と第２格子とが、収納部材の内部に温度調整可能に封入されているため、互いに第２距離を隔てて互いに平行になった状態に確実に維持される。第１格子と第２格子とが収納部材に収納されても、被写体は、第０格子と第１格子との間に配置されるため、撮像に支障をきたすようなことがない。
【００７４】
他の一態様では、これら上述のタルボ・ロー干渉計において、前記第１方向における、前記第２格子を挟んで前記第１格子と反対側に、撮像部を、更に備え、前記第０格子は、第１干渉パターンを備え、前記第１格子と第２格子との少なくとも一方は、前記第０格子が前記第１格子と前記第１距離を隔てて平行になると前記第１干渉パターンと干渉する第２干渉パターンを備え、前記撮像部は、撮像部本体と、前記干渉を検出する検出部を備え、前記撮像部本体は、前記検出部の検出結果に基いて、前記第１干渉パターンと干渉する第２干渉パターンとの干渉模様が等間隔になったタイミングで被写体を撮像する。
【００７５】
このようなタルボ・ロー干渉計は、検出部の検出結果に基いて撮像部本体が被写体を撮像するため、第０格子が第１格子と第１距離を隔てて平行になった状態を容易に検出でき、その状態で容易に確実に被写体を撮像できる。
【００７６】
この出願は、２０１５年７月３日に出願された日本国特許出願特願２０１５−１３４２５８を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
【００７７】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、タルボ・ロー干渉計が提供できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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