(57)【要約】【課題】タルボ干渉計を利用した放射線位相画像撮影装置において、大サイズの放射線位相イメージングを可能とする。【解決手段】被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、各放射線源から射出されて被写体を透過した放射線が被写体の投影像の一部分を形成するように多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ効果を生じるように構成された第１の回折格子と、第１の回折格子により回折された放射線を回折する第２の回折格子と、第２の回折格子により回折された放射線を検出する放射線画像検出器とから放射線位相画像撮影装置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、該各放射線源から射出されて前記被写体を透過した放射線が前記被写体の投影像の一部分を形成するように前記多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、
該放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、該照射によりタルボ効果を生じるように構成された第１の回折格子と、
該第１の回折格子により回折された放射線を回折する第２の回折格子と、
該第２の回折格子により回折された放射線を検出する放射線画像検出器とを備えたことを特徴とする放射線位相画像撮影装置。
【請求項２】
前記多数の放射線源が平面に沿って配置されており、
前記第１の回折格子と前記第２の回折格子とが、それぞれ前記多数の放射線源が配置された平面と平行な平面に沿って形成されていることを特徴とする請求項１記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項３】
前記多数の放射線源が円筒面に沿って配置されており、
前記第１の回折格子と前記第２の回折格子とが、それぞれ前記多数の放射線源が配置された円筒面と同心の円筒面に沿って形成されていることを特徴とする請求項１記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項４】
前記多数の放射線源または前記放射線画像検出器が、前記被写体が配置される位置を中心とする円筒面に接するように配置されており、
前記第１の回折格子と前記第２の回折格子とが、それぞれ前記多数の放射線源または前記放射線画像検出器が接する円筒面と同心の円筒面に接するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項５】
前記多数の放射線源が、互いに隣接する前記放射線源から射出された放射線の前記被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、前記各放射線源から射出された放射線の前記第１の回折格子および前記第２の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において前記第１の回折格子の前記第２の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項６】
前記多数の放射線源のそれぞれから射出される放射線の前記第１の回折格子の回折部材の延伸方向への広がり角が、前記延伸方向に直交する方向への広がり角よりも大きいことを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項７】
前記多数の放射線源の前記第１の回折格子の回折部材の延伸方向についての配置範囲が、前記延伸方向に直交する方向についての配置範囲よりも狭いことを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項８】
前記多数の放射線源の全てが、前記第１の回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向について一列に配置されていることを特徴とする請求項７記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項９】
前記各放射線源がマイクロフォーカスＸ線源であって、前記第１の回折格子と前記第２の回折格子とでタルボ干渉計を構成することを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１０】
前記各放射線源が、電子源と、金属ターゲットと、前記第１の回折格子と前記第２の回折格子の回折部材と平行な線状部材からなる前記金属ターゲットから発せられたＸ線を透過するスリットとから構成されるＸ線源であって、前記第１の回折格子と前記第２の回折格子とでタルボ・ロー干渉計を構成することを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１１】
前記第１の回折格子と前記第２の回折格子とを、該第１の回折格子と前記第２の回折格子の回折部材の延伸方向と直交する方向に移動させる移動機構と、
該移動機構による前記第１の回折格子と前記第２の回折格子の移動に応じて複数位置で前記放射線画像検出器により検出された画像信号に基づいて位相画像を形成することを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１２】
前記各放射線源から射出された放射線の照射範囲に対応する前記放射線画像検出器の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分に対応する画像信号に基づいて、前記各検出範囲毎の部分位相画像を生成し、該部分位相画像を合成して全体位相画像を形成することを特徴とする請求項１１記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１３】
前記放射線画像検出器により検出された信号のうち前記各放射線源から射出され、直進した放射線の照射範囲に対応する前記放射線画像検出器における検出範囲により検出された信号のみを抽出することを特徴とする請求項１から１２いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１４】
被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、該各放射線源から射出されて前記被写体を透過した放射線が前記被写体の投影像の一部分を形成するように前記多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、
該放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、該照射によりタルボ効果を生じるように構成された回折格子と、
該回折格子により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器とを備えたことを特徴とする放射線位相画像撮影装置。
【請求項１５】
前記多数の放射線源が平面に沿って配置されており、
前記回折格子と前記周期情報撮像放射線画像検出器とが、それぞれ前記多数の放射線源が配置された平面と平行な平面に沿って形成されていることを特徴とする請求項１４記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１６】
前記多数の放射線源が円筒面に沿って配置されており、
前記回折格子と前記周期情報撮像放射線画像検出器とが、それぞれ前記多数の放射線源が配置された円筒面と同心の円筒面に沿って形成されていることを特徴とする請求項１４記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１７】
前記多数の放射線源または前記周期情報撮像放射線画像検出器が、前記被写体が配置される位置を中心とする円筒面に接するように配置されており、
前記回折格子が、前記多数の放射線源または前記周期情報撮像放射線画像検出器が接する円筒面と同心の円筒面に接するように形成されていることを特徴とする請求項１４記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１８】
前記多数の放射線源が、互いに隣接する前記放射線源から射出された放射線の前記被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、前記各放射線源から射出された放射線の前記回折格子および前記周期情報撮像放射線画像検出器の位置における照射範囲の辺縁において前記回折格子および前記周期情報撮像放射線画像検出器の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることを特徴とする請求項１４から１７いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１９】
前記多数の放射線源のそれぞれから射出される放射線の前記回折格子の回折部材の延伸方向への広がり角が、前記延伸方向に直交する方向への広がり角よりも大きいことを特徴とする請求項１４から１８いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項２０】
前記多数の放射線源の前記回折格子の回折部材の延伸方向についての配置範囲が、前記延伸方向に直交する方向についての配置範囲よりも狭いことを特徴とする請求項１４から１９いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項２１】
前記多数の放射線源の全てが、前記回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向について一列に配置されていることを特徴とする請求項２０記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項２２】
前記各放射線源がマイクロフォーカスＸ線源であって、前記回折格子と前記周期情報撮像放射線画像検出器とでタルボ干渉計を構成することを特徴とする請求項１４から２１いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項２３】
前記各放射線源が、冷陰極電子源と、金属ターゲットと、前記第１の回折格子と前記第２の回折格子の回折部材と平行な線状部材からなり前記金属ターゲットから発せられたＸ線を透過するスリットとから構成されるＸ線源であって、前記回折格子と前記周期情報撮像放射線画像検出器とでタルボ・ロー干渉計を構成することを特徴とする請求項１４から２１いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項２４】
前記回折格子および前記周期情報撮像放射線画像検出器を、前記回折格子の回折部材の延伸方向と直交する方向に移動させることなく、前記周期情報撮像放射線画像検出器により検出された複数の位相成分に対応する画像信号に基づいて位相画像を合成することを特徴とする請求項１４から２３いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項２５】
前記各放射線源から射出された放射線の照射範囲に対応する前記周期情報撮像放射線画像検出器の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分に対応する画像信号に基づいて、前記各検出範囲毎の部分位相画像を生成し、該部分位相画像を合成して全体位相画像を形成することを特徴とする請求項１４から２４いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項２６】
前記周期情報撮像放射線画像検出器により検出された信号のうち前記各放射線源から射出され、直進した放射線の照射範囲に対応する前記周期情報撮像放射線画像検出器における検出範囲により検出された信号のみを抽出することを特徴とする請求項１４から２５いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タルボ干渉計を利用した放射線位相画像撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回折格子によりタルボ効果を生じさせ、さらにもう一枚の回折格子を併用してモアレ縞を生成するタルボ干渉計をＸ線分野に適用することが研究されている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
そして、たとえば、特許文献２には、Ｘ線源、２つの回折格子およびＸ線画像検出器から構成されたタルボ干渉計を利用したＸ線撮像装置が提案されている。
【特許文献１】米国特許第５８１２６２９号明細書
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００４／０５８０７０号公報
【特許文献３】特開２００６−２５９２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献２に記載のＸ線撮像装置においては、２つの回折格子とＸ線画像検出器はいずれも平面基板上に形成されている。放射光のような平行光を用いる場合には、上記のような平面形状であっても特に問題は生じないが、医療診断用途などにおいては、通常、ビームの方向が大幅に拡がるＸ線源が用いられるため、回折格子の中心部分においては、Ｘ線は問題なく通過するが、中心部分以外の部分については、Ｘ線が斜め方向から入射するため、Ｘ線が回折部材により遮断されて回折格子を通過できない問題が生じる。たとえば、特許文献３においては、金属製の幅２μｍ以上１０μｍ以下、厚み２５μｍ以上１００μｍ以下のＸ線吸収部材を２μｍ以上１０μｍ以下の等間隔で配列した振幅型回折格子が提案されているが、このような回折格子を用いた場合、上記のような問題が生じると考えられる。したがって、医療診断用途での大サイズのＸ線位相イメージングは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑み、大サイズの放射線位相イメージングを可能とする放射線位相画像撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の放射線位相画像撮影装置は、被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、各放射線源から射出されて被写体を透過した放射線が被写体の投影像の一部分を形成するように多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ効果を生じるように構成された第１の回折格子と、第１の回折格子により回折された放射線を回折する第２の回折格子と、第２の回折格子により回折された放射線を検出する放射線画像検出器とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、上記本発明の第１の放射線位相画像撮影装置においては、多数の放射線源を平面に沿って配置し、第１の回折格子と第２の回折格子とを、それぞれ多数の放射線源が配置された平面と平行な平面に沿って形成することができる。
【０００８】
また、多数の放射線源を円筒面に沿って配置し、第１の回折格子と第２の回折格子とを、それぞれ多数の放射線源が配置された円筒面と同心の円筒面に沿って形成することができる。
【０００９】
また、多数の放射線源または放射線画像検出器を、被写体が配置される位置を中心とする円筒面に接するように配置し、第１の回折格子と第２の回折格子とを、それぞれ多数の放射線源または放射線画像検出器が接する円筒面と同心の円筒面に接するように形成することができる。
【００１０】
また、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものとするとともに、各放射線源から射出された放射線の第１の回折格子および第２の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において第１の回折格子の第２の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとすることができる。
【００１１】
また、多数の放射線源のそれぞれから射出される放射線の第１の回折格子の回折部材の延伸方向への広がり角を、上記延伸方向に直交する方向への広がり角よりも大きくすることができる。
【００１２】
また、多数の放射線源の第１の回折格子の回折部材の延伸方向についての配置範囲を、上記延伸方向に直交する方向についての配置範囲よりも狭くすることができる。
【００１３】
また、多数の放射線源の全てを、第１の回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向について一列に配置することができる。
【００１４】
また、各放射線源をマイクロフォーカスＸ線源とし、第１の回折格子と第２の回折格子とでタルボ干渉計を構成するものとすることができる。
【００１５】
また、各放射線源を、電子源と、金属ターゲットと、第１の回折格子と第２の回折格子の回折部材と平行な線状部材からなる金属ターゲットから発せられたＸ線を透過するスリットとから構成されるＸ線源とし、第１の回折格子と第２の回折格子とでタルボ・ロー干渉計を構成するものとすることができる。
【００１６】
また、第１の回折格子と第２の回折格子とを、第１の回折格子と第２の回折格子の回折部材の延伸方向と直交する方向に移動させる移動機構と、移動機構による第１の回折格子と第２の回折格子の移動に応じて複数位置で放射線画像検出器により検出された画像信号に基づいて位相画像を形成することができる。
【００１７】
また、各放射線源から射出された放射線の照射範囲に対応する放射線画像検出器の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分に対応する画像信号に基づいて、各検出範囲毎の部分位相画像を生成し、その部分位相画像を合成して全体位相画像を形成することができる。
【００１８】
また、放射線画像検出器により検出された信号のうち各放射線源から射出され、直進した放射線の照射範囲に対応する放射線画像検出器における検出範囲により検出された信号のみを抽出することができる。
【００１９】
本発明の第２の放射線位相画像撮影装置は、被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、各放射線源から射出されて被写体を透過した放射線が被写体の投影像の一部分を形成するように多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ効果を生じるように構成された回折格子と、回折格子により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、上記本発明の第２の放射線位相画像撮影装置においては、多数の放射線源を平面に沿って配置し、回折格子と周期情報撮像放射線画像検出器とを、それぞれ多数の放射線源が配置された平面と平行な平面に沿って形成することができる。
【００２１】
また、多数の放射線源を円筒面に沿って配置し、回折格子と周期情報撮像放射線画像検出器とを、それぞれ多数の放射線源が配置された円筒面と同心の円筒面に沿って形成することができる。
【００２２】
また、多数の放射線源または周期情報撮像放射線画像検出器を、被写体が配置される位置を中心とする円筒面に接するように配置し、回折格子を、多数の放射線源または周期情報撮像放射線画像検出器が接する円筒面と同心の円筒面に接するように形成することができる。
【００２３】
また、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものとするとともに、各放射線源から射出された放射線の回折格子および周期情報撮像放射線画像検出器の位置における照射範囲の辺縁において回折格子および周期情報撮像放射線画像検出器の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとすることができる。
【００２４】
また、多数の放射線源のそれぞれから射出される放射線の回折格子の回折部材の延伸方向への広がり角を、上記延伸方向に直交する方向への広がり角よりも大きくすることができる。
【００２５】
また、多数の放射線源の回折格子の回折部材の延伸方向についての配置範囲を、上記延伸方向に直交する方向についての配置範囲よりも狭くすることができる。
【００２６】
また、多数の放射線源の全てを、回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向について一列に配置することができる。
【００２７】
また、各放射線源をマイクロフォーカスＸ線源とし、回折格子と周期情報撮像放射線画像検出器とでタルボ干渉計を構成するものとすることができる。
【００２８】
また、各放射線源を、電子源と、金属ターゲットと、第１の回折格子と第２の回折格子の回折部材と平行な線状部材からなる金属ターゲットから発せられたＸ線を透過するスリットとから構成されるＸ線源とし、回折格子と周期情報撮像放射線画像検出器とでタルボ・ロー干渉計を構成するものとすることができる。
【００２９】
また、回折格子および周期情報撮像放射線画像検出器を、回折格子の回折部材の延伸方向と直交する方向に移動させることなく、周期情報撮像放射線画像検出器により検出された複数の位相成分に対応する画像信号に基づいて位相画像を合成することができる。
【００３０】
また、各放射線源から射出された放射線の照射範囲に対応する周期情報撮像放射線画像検出器の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分に対応する画像信号に基づいて、各検出範囲毎の部分位相画像を生成し、その部分位相画像を合成して全体位相画像を形成することができる。
【００３１】
また、周期情報撮像放射線画像検出器により検出された信号のうち各放射線源から射出され、直進した放射線の照射範囲に対応する周期情報撮像放射線画像検出器における検出範囲により検出された信号のみを抽出することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の第１および第２の放射線位相画像撮影装置によれば、放射線照射部を多数の放射線源から構成し、その多数の放射線源を、各放射線源から射出された放射線が被写体の投影像の一部分を形成するように分散配置するようにしたので、各放射線源から射出される放射線の回折部材の延伸方向に直交する方向についての広がり角を小さくすることができるので、回折格子の中心部分以外の部分についても放射線を通過させることができ、大サイズの放射線位相イメージングが可能である。
【００３３】
また、上記本発明の第１および第２の放射線位相画像撮影装置において、多数の放射線源を円筒面に沿って配置し、回折格子を、それぞれ多数の放射線源が配置された円筒面と同心の円筒面に沿って形成するようにした場合には、放射線照射部全体のサイズを小さくすることができる。
【００３４】
また、多数の放射線源または放射線画像検出器を、被写体が配置される位置を中心とする円筒面に接するように配置し、回折格子とを、それぞれ多数の放射線源または放射線画像検出器が接する円筒面と同心の円筒面に接するように形成するようにした場合には、（効果をご教示願います）。
【００３５】
また、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものとするとともに、各放射線源から射出された放射線の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとした場合には、隙間なく、かつ適切な位相画像を取得することができる。
【００３６】
また、多数の放射線源のそれぞれから射出される放射線の回折部材の延伸方向への広がり角を、上記延伸方向に直交する方向への広がり角よりも大きくするようにした場合には、たとえば、放射線源としてファンビームを射出するものを利用することができ、ペンシルビームを射出するものよりも放射線利用効率の点で有利である。
【００３７】
また、多数の放射線源の第１の回折格子の回折部材の延伸方向についての配置範囲を、上記延伸方向に直交する方向についての配置範囲よりも狭くするようにした場合には、放射線照射部のサイズを小さくすることができ、装置として小型化することができる。
【００３８】
また、多数の放射線源の全てを、第１の回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向について一列に配置するようにした場合には、さらに装置を小型化することができる。
【００３９】
また、放射線画像検出器により検出された信号のうち各放射線源から射出され、直進した放射線の照射範囲に対応する放射線画像検出器における検出範囲により検出された信号のみを抽出するようにした場合には、被写体によって生じた散乱線の影響を排除することができるので位相画像の画質の向上を図ることができる。
【００４０】
また、本発明の第２の放射線位相画像撮影装置によれば、検出器として周期情報撮像放射線画像検出器を用いるようにしたので、従来の放射線位相画像撮影装置のように振幅型回折格子を設ける必要がなく、製造が容易となり、装置を簡略化することができるとともに、コストの削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明の放射線位相画像撮影装置の第1の実施形態について説明する。図１に第１の実施形態の放射位相画像線撮影装置の概略構成を示す。図２に図１に示す放射線位相画像撮影装置の上面図（Ｘ−Ｒ断面図）を示す。図２の紙面厚さ方向が図１のＹ方向である。
【００４２】
放射線位相画像撮影装置は、図１に示すように、放射線を被写体１０に向かって照射する放射線照射部１と、被写体１０を透過した放射線が照射され、その照射によりタルボ効果を生じるように構成された第１の回折格子２と、第１の回折格子２により回折された放射線を回折する第２の回折格子３と、第２の回折格子３により回折された放射線を検出する放射線画像検出器４と、第１および第２の回折格子２，３とをそれぞれの面に沿って回折部材と直交する方向（図１のＸ方向）に移動させる移動機構５と、放射線画像検出器４により検出された画像信号に基づいて位相画像を形成する位相画像取得部６とを備えている。
【００４３】
放射線照射部１は、図１に示すように、放射線を射出する多数の放射線源１ａが２次元状に平面に沿って配列されたものである。そして、各放射線源１ａから射出された放射線は、被写体を透過した後、放射線画像検出器４により検出されるが、各放射線源１ａは、各放射線源１ａから射出されて被写体を透過した放射線が、被写体の投影像の一部分を形成するように分散配置されている。つまり、各放射線源１ａから射出された放射線により形成される被写体の部分的な投影像の結合により被写体の全体の投影像が形成される。
【００４４】
放射線源１ａは、第１の回折格子２に放射線を照射したとき、タルボ効果を発生させうるだけの空間的干渉性を有するものとする。たとえば、放射線の発光点のサイズ（つまり、放射線源の開口径）を３０ミクロン程度とし、その放射線源から約５メートル以上の位置での空間的干渉性がそれに相当する。本実施形態においては、放射線源１ａとして、冷陰極電子源を有するマイクロフォーカスＸ線源やプラズマＸ線源を利用することができる。放射線源１ａは、放射線画像検出器４の画素に対応してそれぞれ設けるようにすることが望ましいが、特にその構成に限定されるわけではない。
【００４５】
そして、放射線照射部１の多数の放射線源１ａは、互いに隣接する放射線源１ａから射出された放射線の被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、各放射線源１ａから射出された放射線の第１の回折格子２の位置における照射範囲の辺縁において、第１の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。上記角度の条件については、後で詳述する。
【００４６】
また、本発明は、放射線照射部１を上記以外の構成とすることもできるが、その構成については後で詳述する。
【００４７】
第１の回折格子２は、多数の放射線源１ａが配置された平面と平行な平面に沿って形成されており、図３に示すように、基板２１と、基板２１に設けられた複数の回折部材２２とを備えている。複数の回折部材２２は、いずれも一方向（図３中紙面の厚さ方向）に延びる線状形状で形成されている。複数の回折部材２２どうしの間隔（つまり、回折格子の周期）Ｐ１は、この実施形態では一定とされている。回折部材２２の素材としては、たとえば、金を用いることができる。また、回折部材２２としては、照射される放射線に対して約８０°〜１００°（理想的には９０°）の位相変調を与える、いわゆる位相型回折格子を構成するものであることが望ましい。通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な金の厚さは１μｍ〜数μｍ程度になる。
【００４８】
第２の回折格子３は、多数の放射線源１ａが配置された平面と平行な平面に沿って形成されており、図４に示すように、第１の回折格子２と同様に、基板３１と、基板３１に設けられた複数の回折部材３２とを備えている。複数の回折部材２２は、いずれも一方向（図４中紙面の厚さ方向）に延びる線状形状で形成されている。複数の回折部材３２どうしの間隔（つまり、回折格子の周期）Ｐ２は、この実施形態では一定とされている。複数の回折部材３２の素材としては、たとえば、金を用いることができる。第２の回折格子３は、第１の回折格子２により回折された放射線を回折することにより、画像コントラストを形成する構成となっている。第２の回折格子３については、回折部材３２をより厚くした振幅型回折格子であることが望ましいが、第１の回折格子２と同様に構成することもできる。振幅型回折格子とするには、回折部材が放射線を十分に吸収する必要がある。通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な金の厚さは１０μｍ〜数１０μｍ程度になる。
【００４９】
なお、放射線源１ａから第１の回折格子２までの距離Ｌと第１の回折格子２におけるピッチＰ１との比を、放射線源１ａから第２の回折格子３までの距離Ｌ＋Ｚ１と第２の回折格子３におけるピッチＰ２の比にほぼ等しく設定することができる。
【００５０】
放射線画像検出器４は、第１の回折格子２および第２の回折格子３により画像コントラストを生じた放射線を検出するものである。このような放射線画像検出器４は、直接変換型および間接変換型のフラットパネル検出器，イメージングプレート，増感スクリーンとフィルムの組合せ，など従来の放射線位相画像撮影装置に使われているものと同様でよいので、詳細な説明は省略する。
【００５１】
また、放射線源１ａ、第１の回折格子２および第２の回折格子３によってタルボ干渉計が構成される。その条件について以下に説明する。
【００５２】
まず、可干渉距離ｌは、次のようになる。
【数１】
2010063646.tif 000003
【００５３】
ただし、
λ：放射線の波長（通常は中心波長）
ａ：回折部材にほぼ直交する方向における放射線源１ａの開口径
Ｌ：放射線源１ａ（放射線照射部において後述するスリットを用いる場合はスリットの位置）から第１の回折格子２までの距離（図２参照）
Ｚ１：第１の回折格子２から第２の回折格子３までの距離（図２参照）
Ｚ２：第２の回折格子３から放射線画像検出器４までの距離（図２参照）
である。
【００５４】
また、第１の回折格子２と第２の回折格子３との距離Ｚ１は、第１の回折格子２が位相型回折格子であることを前提にすれば、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数２】
2010063646.tif 000004
【００５５】
ただし、ｍは整数、Ｐ１は上述した回折部材の周期である。
【数３】
2010063646.tif 000005
【００５６】
ただし、ｍは０か正の整数、λは放射線の波長である。
【００５７】
移動機構５は、上述したように第１および第２の回折格子２，３をＸ方向に移動させるものであるが、たとえば、第１の回折部材のピッチＰ１の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことによりｎ種類の位相成分の画像信号を取得することができる。たとえば、４種類の位相成分または６種類の位相成分に対応する画像信号を取得するように第１および第２の回折格子２，３を移動させるようにすることが望ましい。
【００５８】
次に、本実施形態の放射線位相画像撮影装置の作用について説明する。
【００５９】
まず、図１に示すように、放射線照射部１と第１の回折格子２との間に、被写体１０が配置される。次に、放射線照射部１の各放射線源１ａから第１の回折格子２に向けて同時に放射線が射出され、第１の回折格子２に照射される。すると、照射された放射線は、第１の回折格子２を通過する。このとき、第１の回折格子２では、タルボ効果を生じる。
【００６０】
ここで、タルボ効果とは、平面波が回折格子を通過したとき、位相型回折格子の場合、式（２）で与えられる距離において回折格子の自己像を形成することである。上記の場合、被写体１０による放射線の位相のずれがあるので、第１の回折格子２に入射する放射線の波面が歪んでいる。したがって、第１の回折格子２の自己像はそれに依存して変形している。続いて、放射線は、第２の回折格子３を通過する。その結果、上記の変形した第１の回折格子２の自己像と第２の回折格子３との重ね合わせにより、放射線に画像コントラストを生成することができる。画像コントラストは、一般にモアレ縞となっており、放射線画像検出器４により検出することができる。生成されたモアレ縞は、被写体１０により変調を受けている。その変調量は、被写体１０による屈折効果によって放射線が曲げられた角度に比例している。したがって、放射線画像検出器４により検出されたモアレ縞を解析することにより、被写体１０およびその内部の構造を検出することができる。
【００６１】
そして、上記のようにして第１および第２の回折格子２，３が所定の位置にあるときの位相成分に対応する画像信号が放射線画像検出器４により検出される。そして、移動機構５により第１および第２の回折格子２，３がＸ方向について第１の回折部材のピッチＰ１の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かされる。そして、それぞれの位置で放射線画像検出器４により位相成分に対応する画像信号が検出される。
【００６２】
そして、上記のようにして検出された画像信号は位相画像取得部６に入力される。そして、位相画像取得部６は、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する放射線画像検出器４の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分の画像信号に基づいて、各検出範囲毎について部分位相画像を生成する。つまり、１つの放射線源１ａに対応する部分位相画像を生成する。そして、その部分位相画像を合成して１画面全体の位相画像を形成する。
【００６３】
ここで、上述したように、放射線源１ａから射出される放射線は、被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようにするとともに、放射線の第１の回折格子２および第２の回折格子３の位置における照射範囲の辺縁において、第１の回折格子２および第２の回折格子３の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。以下のその角度について検討する。なお、ここでは、上記角度の許容範囲を第１の回折格子２の位置ずれに換算して検討するものとする。
【００６４】
まず、放射線源１ａから射出される放射線の中心軸Ｃと第１の回折格子２との交点Ｑから回折部材に直交する方向に距離ｘだけ離れた場所（ｒ,ｘ）における回折部材の必要なピッチをΔｘとすると、Δｘは下式（４）のように表わすことができる（図５参照。図５は、図１に示す放射線位相画像撮影装置の上面図であり、紙面厚さ方向が図１のＹ方向に相当する。）
【数４】
2010063646.tif 000006
【００６５】
ただし、ｒは放射線源１ａ（放射線照射部において後述するスリットを用いる場合はスリットの位置）からまでの距離であり、ｒΔθは放射線ビームの中心軸Ｃと第１の回折格子２との交点Ｑにおける回折部材のピッチである。
【００６６】
そして、ｘ／ｒ＝ｔａｎθであるので、これを式（４）に代入すると、Δｘは下式（５）で表わすことができる。
【数５】
2010063646.tif 000007
【００６７】
したがって、（ｒ，ｘ）におけるピッチと交点ＱにおけるピッチｒΔθとの比は下式（６）で表わすことができる。
【数６】
2010063646.tif 000008
【００６８】
そして、上式（６）に基づいてθとΔｘ／ｒΔθとの関係を求めると、下表のようになる。
【表１】
2010063646.tif 000009
【００６９】
ここで、第１の回折格子２の回折部材のピッチＰ１を８μｍ、回折部材の幅を３μｍとし、放射線画像検出器４の１画素の幅を約１２０μｍとすると、第１の回折格子２の位相がピッチの１／１２程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（回折部材に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の回折部材の位置ずれを８／１２×１／２＝８／２４＝０．３３３μｍ以下に抑えることが好ましい。
【００７０】
中心軸Ｃ上での回折部材のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における１画素内の両端にある回折部材の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【００７１】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．３３３を満たせばよいことになる。
【００７２】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１０となる。
【００７３】
したがって、上表１より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを５°以下に抑えればよい。
【００７４】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ５°＝１７５ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの第１の回折格子２上におけるＸ方向の幅が１７５ｍｍ以下となるようにすればよい。
【００７５】
また、上記説明では、放射線画像検出器４の１画素の幅が約１２０μｍの場合を検討したが、１画素の幅が約８０μｍの場合について検討する。なお、回折部材のピッチと幅については上記と同様である。
【００７６】
この場合には、第１の回折格子２の位相がピッチの１／８程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（線状電極に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の回折部材の位置ずれを８／８×１／２＝８／１６＝０．５μｍ以下に抑えることが好ましい。
【００７７】
中心軸Ｃ上での回折部材のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における１画素内の両端にある回折部材の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【００７８】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．５を満たせばよいことになる。
【００７９】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１６となる。
【００８０】
したがって、上表１より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを６°以下に抑えればよい。
【００８１】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ６°＝２１０ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの第１の回折格子２上におけるＸ方向の幅が２１０ｍｍ以下となるようにすればよい。
【００８２】
なお、上記の検討結果より、回折部材のピッチは放射線ビームの広がり角θの制約に依存しないことがわかる。
【００８３】
また、上記説明においては、被写体１０が放射線照射部１と第１の回折格子２との間に位置する場合を説明したが、被写体１０が第１の回折格子２と第２の回折格子３との間に位置する場合であっても、第２の回折格子３の位置に生成される第１の回折格子２の自己像が被写体１０により変形する。したがって、この場合でも、放射線画像検出器４により被写体１０に起因して変調された位相成分の画像信号を検出することができる。すなわち、本実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、被写体１０を放射線照射部１と第１の回折格子２との間に配置してもよいし、第１の回折格子２と第２の回折格子３との間に配置するようにしてもよい。
【００８４】
次に、本発明の第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置の変形例について説明する。
【００８５】
上記第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、放射線源１ａを平面に沿って配置し、第１の回折格子２および第２の回折格子３を、多数の放射線源１ａが配置された平面と平行な平面に沿って形成するようにしたが、これに限らず、図６に示すように、放射線源１ａを円筒面に沿って配置して放射線照射部１を構成し、第１の回折格子２と第２の回折格子３とを、それぞれ多数の放射線源１ａが配置された円筒面の中心０と同心の円筒面に沿って形成するようにしてもよい。このように放射線源１ａを円筒面に沿って配置することにより、第１の実施形態のように平面に沿って配置する場合に比べて放射線照射部１の全体のサイズを小さくすることができ、装置を小型化することができる。
【００８６】
なお、この場合、タルボ干渉計を構成する条件は、放射線源１ａのそれぞれの位置からの距離で決まることになる。
【００８７】
また、上記のように第１および第３の回折格子２、３を円筒面に沿って形成するには、たとえば、基板２１，３１として透明なフレキシブル基板を用い、そのフレキシブル基板上に回折部材２２，３２を形成した後、上記円筒面を有する基材に貼り合わせるようにすればよい。また、基板２１，３１としてプラスチックフィルムを貼りあわせて補強した薄いガラス基板を用い、その補強したガラス基板上に回折部材２２，３２を形成した後、上記円筒面を有する基材に貼り合わせるようにしてもよい。
【００８８】
また、さらに放射線画像検出器４も多数の放射線源１ａが配置された円筒面の中心０と同心の円筒面に沿って形成するようにしてもよい。
【００８９】
また、上記第１の実施形態および変形例の放射線位相画像撮影装置を、Ｘ線位相ＣＴ装置に適用するようにしてもよい。具体的には、図７に示すように、放射線照射部１と放射線画像検出器４との間に配置された被写体１０に対して、放射線照射部１と第１および第２の回折格子２，３と放射線画像検出器４とを図７の矢印方向に一体的に回転させる回転機構を設け、その回転機構による移動に伴って放射線画像検出器４により検出された被写体１０の複数の画像データに基づいて、３次元画像構成部４００において被写体１０の３次元画像を構成するようにしてもよい。
【００９０】
また、被写体１０の配置は、図７に示すように、第１の回折格子２と第３の回折格子３との間にしてもよいし、図８に示すように、放射線照射部１と第１の回折格子２との間にしてもよい。なお、図７および図８は、放射線照射部１、第１および第２の回折格子２，３、放射線画像検出器４および被写体１０の位置関係を示しているだけであり、放射線照射部１と第１および第２の回折格子２，３との距離、および第１および第２の回折格子２，３と放射線画像検出器４との距離を正確に表したものではない。放射線照射部１と第１および第２の回折格子２，３との距離、および第１および第２の回折格子２，３と放射線画像検出器４との距離は、タルボ効果を得られるように上述した条件を満たすように設定される。
【００９１】
また、放射線画像検出器４により検出された被写体１０の複数の画像データに基づいて３次元画像を構成する方法については、従来のＸ線位相ＣＴ装置と同様である。
【００９２】
また、図７および図８に示すＸ線位相ＣＴ装置は、放射線照射部１と第１および第２の回折格子２，３と放射線画像検出器４とを全て一体的に回転させるものであるが、放射線照射部１または放射線画像検出器４を、被写体１０が配置される位置を中心とする円筒面に沿って全円周に固定して配置するようにしてもよい。
【００９３】
図９に放射線画像検出器４を、上記円筒面の全円周に沿って配置した構成を示す。図９の構成においては、放射線放射部１と第１の回折格子２と第２の回折格子３とが被写体１０を中心として一体的に回転するように構成されている。
【００９４】
図１０に放射線照射部１の各放射線源１ａを、上記円筒面の全円周に沿って配置した構成を示す。図１０に示す構成においては、放射線画像検出器４と第１の回折格子２と第２の回折格子３とが被写体１０を中心として一体的に回転するように構成されている。
【００９５】
また、上記第１の実施形態においては、放射線照射部１を構成する放射線源１ａとして、冷陰極電子源を有するマイクロフォーカスＸ線源やプラズマＸ線源を利用するようにしたが、放射線照射部１の構成はこれに限らない。たとえば、図１１に示すように、放射線照射部１５を、冷陰極電子源１５ａと、金属ターゲット１５ｃと、第１および第２の回折格子２，３の回折部材と平行なスリット部材からなり金属ターゲット１５ｃから発せられた放射線を透過するスリット１５ｄとから構成するようにしてもよい。
【００９６】
冷陰極電子源１５ａと金属ターゲット１５ｃとスリット１５ｄは、放射線画像検出器４の大きさに対応した大きさで構成されている。
【００９７】
冷陰極電子源１５ａとしては、たとえば、FED(Field Emission Display)やSED(Surface-conduction Electron-emitter Display)における電子源を利用することができる。冷陰極電子源１５ａは、電子を放出する電子放出部１５ｂを多数備えている。電子放出部１５ｂは、放射線画像検出器４の画素毎に設けることが望ましいが、これに限らない。
【００９８】
また、スリット１５ｄは、各電子放出部１５ｂから放出された電子の衝突により金属ターゲット１５ｃから射出された放射線の照射範囲を制限するものである。具体的には、スリット１５ｄは、スリット１５ｄを透過した放射線の被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようになるとともに、スリット１５ｄを透過した放射線が第１の回折格子２の位置における照射範囲の辺縁において、第１の回折格子２の回折特性に実質的に影響を与えないような角度となるように放射線の照射範囲を制限するものであることが望ましい。
【００９９】
また、図１１に示す放射線照射部１５において、金属ターゲット１５ｃを平面的なもので構成せずに、第１および第２の回折格子２,３の回折部材２２,３２と平行な金属ワイヤで構成し、スリット１５ｄを設けないようにしてもよい。なお、この場合の放射線の望ましい照射範囲の条件も、上述したとおりである。
【０１００】
また、図１１に示す放射線照射部１５において、冷陰極電子源１５ａを平面的なもので構成せずに、第１および第２の回折格子２,３の回折部材２２,３２と平行な線状の冷陰極電子源で構成し、スリット１５ｄを設けないようにしてもよい。なお、この場合の放射線の望ましい照射範囲の条件も、上述したとおりである。
【０１０１】
なお、放射線照射部として図１１に示す構成および上述したその変形例の構成を用いた場合には、タルボ・ロー干渉計を構成するものとなる。
【０１０２】
また、上述したタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計を構成するための干渉条件に関係するのは、第１の回折格子２の回折部材２２の延伸方向に直交する方向についての放射線の広がりだけであり、回折部材２２の延伸方向についての放射線の広がりは干渉条件に関係しない。したがって、放射線照射部として、回折部材２２の延伸方向についての広がり角が、その延伸方向に直交する方向についての広がり角よりも大きいファンビームを射出するものを利用するようにしてもよい。このようにファンビームを用いた方が放射線利用効率の点でマイクロフォーカスＸ線源を用いるよりも有利である。
【０１０３】
具体的には、図１２に示すように、マイクロフォーカスＸ線源などよりも幅広く放射線を射出する複数の放射線源１６ａをＸ方向に一列に配置し、その放射線源１６ａから射出された放射線をスリット１６ｂの開口で規制することによって放射線の照射範囲を制限するようにしてもよい。なお、回折部材２２の延伸方向についての広がり角は、放射線画像検出器４全体に放射線が照射される程度の角度になっているものとする。また、放射線源を配置する列は１列に限らず、第１の回折格子２の回折部材２２の延伸方向についての放射線源の配置範囲を、その延伸方向に直交する方向についての放射線源の配置範囲よりも狭くするのであれば、上記延伸方向に複数列設けるようにしてもよい。
【０１０４】
また、上記第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置では、位相画像取得部６において、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する放射線画像検出器４の検出範囲毎について、それぞれ複数の位相成分の画像信号を取得するようにしたが、このとき、各検出範囲毎に検出された画像信号のうち、各放射線源１ａから射出され、直進した放射線の照射範囲に対応する検出範囲から出力された画像信号のみを抽出するようにしてもよい。各放射線源１ａから射出され、直進した放射線の照射範囲に対応する検出範囲については、被写体１０を設置していない状態において各放射線源１ａから放射線を射出させ、その放射線画像検出器４における照射範囲（検出範囲）を取得することによって予め設定することができる。このように画像信号を抽出することにより散乱線の影響を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【０１０５】
次に、本発明の放射線位相画像撮影装置の第２の実施形態について説明する。図１３に第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置の概略構成を示す。図１４に図１３に示す放射線位相画像撮影装置の上面図（Ｘ−Ｒ断面図）を示す。図１４の紙面厚さ方向が図１３のＹ方向である。
【０１０６】
第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置は、第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置における放射線画像検出器４の代わりに周期情報撮像放射線画像検出器４０を用いるようにし、第２の回折格子３を設けないようにしたものである。
【０１０７】
第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置は、図１３に示すように、放射線を被写体１０に向かって照射する放射線照射部１と、被写体１０を透過した放射線が照射され、その照射によりタルボ効果を生じるように構成された回折格子２０と、回折格子２０により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器４０と、回折格子２０および周期情報撮像放射線画像検出器４０をそれぞれの面に沿って検出器４０の有する線状電極に直交する方向（図１３のＸ方向）に移動させる移動機構５５と、周期情報撮像放射線画像検出器４０により検出された画像信号に基づいて位相画像を形成する位相画像取得部６とを備えている。
【０１０８】
放射線照射部１は、上記第１の実施形態およびその変形例で説明した構成と同様である。
【０１０９】
回折格子２０は、上記第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置における第１の回折格子を同様の構成である。
【０１１０】
第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置は、回折格子２０と周期情報撮像放射線画像検出器４０によりタルボ干渉計を構成するものであるが、その条件を説明する。まず、可干渉距離ｌは、次のようになる。
【数７】
2010063646.tif 000010
【０１１１】
ただし、
λ：放射線の波長（通常は中心波長）
ａ：回折部材にほぼ直交する方向における放射線源の開口径
Ｌ：放射線源（放射線照射部においてスリットを用いる場合はスリットの位置）から回折格子２０までの距離（図１４参照）
Ｚ３：回折格子２０から周期情報撮像放射線画像検出器４０までの距離（図１４参照）
である。
【０１１２】
また、回折格子２０から周期情報撮像放射線画像検出器４０までの距離Ｚ３は、回折格子２０が位相型回折格子であることを前提にすれば、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数８】
2010063646.tif 000011
【０１１３】
ただし、ｍは０か正の整数、λは放射線の波長である。
【０１１４】
なお、回折格子２０が振幅型回折格子である場合の条件は次のようになる。
【数９】
2010063646.tif 000012
【０１１５】
ただし、ｍは０か正の整数、λは放射線の波長である。
【０１１６】
次に、本実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器４０の構成について詳細に説明する。図１５は周期情報撮像放射線画像検出器４０の一部断面図である。
【０１１７】
周期情報撮像放射線画像検出器４０は、図１５に示すように、アクティブマトリクス基板７０と、このアクティブマトリクス基板７０上に積層され、アクティブマトリクス基板７０上の略全面に形成された半導体層６０と、上部電極５０とを備えている。
【０１１８】
半導体層６０は、電磁波導電性を有するものであり、放射線が照射されると内部に電荷を発生するものである。半導体層６０としては、たとえば、セレンを主成分とする膜厚１０〜１５００μｍの非晶質Ｓｅ膜を用いることができるが、それに限定されることなく、ＰｂＩ２、ＨｇＩ２、Ｃｄ（Ｚｎ）Ｔｅ、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｂｉ１２Ｓｉｏ２０、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０などでもよい。上記半導体層６０は、アクティブマトリクス基板７０上に真空蒸着法などによって形成される。
【０１１９】
上部電極５０は、Ａｕ、Ａｌなどの低抵抗の導電材料で形成され、照射された放射線を透過する厚さで形成されている。なお、上部電極５０と半導体層６０の間に、電極からの電荷注入を防止する一方で発生した電荷のうち注入されるのとは反対の極性の電荷が上部電極５０に到達できるようにするための電荷輸送層や、非晶質Ｓｅの結晶化を防止するための結晶化防止層などの中間層を設けることができる。
【０１２０】
アクティブマトリクス基板７０は、図１５に示すように、被写体の放射線画像を構成する画素に対応する電荷収集電極とスイッチ素子などを含む単位素子７２が、ガラス基板７１上に２次元状に多数配列されたものである。
【０１２１】
ここで、周期情報撮像放射線画像検出器４０における各画素あるいはサブ画素ごとの構造の詳細について以下に説明する。なお、本実施形態でサブ画素とは、配列周期の位相が互いに逆位相となるように交互に配列された２つの線状電極群の組のことをいう。図１６は周期情報撮像放射線画像検出器４０の平面図、図１７は図１６に示す周期情報撮像放射線画像検出器４０の６−６線断面図、図１８は図１６に示す周期情報撮像放射線画像検出器４０の７−７線断面図である。
【０１２２】
周期情報撮像放射線画像検出器４０は、半導体層６０において発生した電荷を収集する第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとから構成される電荷収集電極と、第１の線状電極群８１ａによって収集された電荷を蓄積する第１の蓄積容量４１ａと、第２の線状電極群８１ｂによって収集された電荷を蓄積する第２の蓄積容量４１ｂと、第１の蓄積容量４１ａに蓄積された電荷を読み出すための第１のＴＦＴスイッチ４２ａと、第２の蓄積容量４１ｂに蓄積された電荷を読み出すための第２のＴＦＴスイッチ４２ｂとを備えている。
【０１２３】
図１９に、４画素に対応する単位素子７２の第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとの模式図を示す。第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとは、ともに多数の線状電極をピッチＰ２で周期的に配列したものである。そして、第１の線状電極群８１ａの線状電極間に、第２の線状電極群８１ｂの線状電極が配置されるように形成され、第１の線状電極群８１ａの線状電極の配列周期の位相と第２の線状電極群８１ｂの線状電極の配列周期の位相とがπ（１８０°＝ ピッチの半分に相当）だけずれるように形成されている。また、図１９に示すように、第１の線状電極群８１ａの線状電極どうしは接続されており、第２の線状電極群８１ｂの線状電極どうしも接続されている。なお、線状電極間の接続線が電極として機能しないように、接続線を線状電極とは異なる面に配置する方が望ましいが、接続線の幅が狭ければ実質的な影響を問題にならないレベルに抑えることができる。
【０１２４】
そして、第１の線状電極群８１ａの線状電極の配列ピッチＰ２と、第２の線状電極群８１ｂの線状電極の配列ピッチＰ２は、２μｍ以上１５μｍ以下とされる。なお、第１の線状電極群８１ａの各線状電極の幅と第２の線状電極群８１ｂの各線状電極の幅は、１μｍ以上１４μｍ以下である。
【０１２５】
なお、放射線源１ａから回折格子２０までの距離Ｌと回折格子２０におけるピッチＰ１との比を、放射線源１ａから周期情報撮像放射線画像検出器４０までの距離Ｌ＋Ｚ３と周期情報撮像放射線画像検出器における線状電極のピッチＰ２の比にほぼ等しく設定することができる。
【０１２６】
また、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとは、たとえば、非晶質透明導電酸化膜から形成するようにすればよい。
【０１２７】
また、第１の線状電極群８１ａおよび第２の線状電極群８１ｂと半導体層６０との間に電極からの電荷注入を防止する一方で、半導体層６０で発生した電荷を第１の線状電極群８１ａおよび第２の線状電極群８１ｂで収集するための電荷輸送層や非晶質Ｓｅの結晶化を防止する結晶化防止層などの中間層を設けても良い。
【０１２８】
第１の蓄積容量４１ａは、接続電極８３ａとゲート絶縁膜８５と電荷蓄積容量電極８４とから構成され、ゲート絶縁膜８５が誘電体として作用し、接続電極８３ａと電荷蓄積容量電極８４との間に電荷が蓄積される。また、第２の蓄積容量４１ｂは、接続電極８３ｂとゲート絶縁膜８５と電荷蓄積容量電極８４とから構成され、ゲート絶縁膜８５が誘電体として作用し、接続電極８３ｂと電荷蓄積容量電極８４との間に電荷が蓄積される。
【０１２９】
第１のＴＦＴ４２ａは、後述する走査配線７３から延伸して形成されたゲート電極４３ａと、接続電極８３ａから延伸して形成されたドレイン電極４３ｂと、後述するデータ配線７４から延伸して形成されたソース電極４３ｃと、ゲート絶縁膜８５と、半導体膜８８ａなどから構成されている。また、第２のＴＦＴ４２ｂは、走査配線７３から延伸して形成されたゲート電極４４ａと、接続電極８３ｂから延伸して形成されたドレイン電極４４ｂと、データ配線７４から延伸して形成されたソース電極４４ｃと、ゲート絶縁膜８５と、半導体膜８８ｂなどから構成されている。ゲート絶縁膜８５は、たとえば、ＳｉＮＸ や、ＳｉＯＸ などから形成される。また、半導体膜８８ａ,８８ｂは、第１および第２のＴＦＴスイッチ４２ａ,４２ｂのチャネル部であり、データ配線７４と接続電極８３ａ,８３ｂとを結ぶ電流の通路である。
【０１３０】
そして、絶縁保護膜８７が、第１の蓄積容量４１ａと第２の蓄積容量４１ｂ、第１のＴＦＴスイッチ４２ａと第２のＴＦＴスイッチ４２ｂ、およびデータ配線７４などを覆うように形成されている。絶縁保護膜８７には、第１の線状電極群８１ａと接続電極８３ａの接続部分および第２の線状電極群８１ｂと接続電極８３ｂの接続部分において、コンタクトホール８６が形成されている。
【０１３１】
そして、絶縁保護膜８７の上面に層間絶縁膜８２が形成されており、層間絶縁膜８２には、コンタクトホール８６が貫通しており、そのコンタクトホール８６を介して第１の線状電極群８１ａと接続電極８３ａとが接続され、第２の線状電極群８１ｂと接続電極８３ｂとが接続されている。層間絶縁膜８２は、有機絶縁膜であり、第１および第２のＴＦＴスイッチ４２ａ,４２ｂの電気的な絶縁分離を図っている。有機絶縁膜の材料としては、たとえば、アクリル樹脂を用いることができる。
【０１３２】
走査配線７３およびデータ配線７４は、図１６に示すように、格子状に配列された電極配線であり、その交点近傍に第１のＴＦＴスイッチ４２ａおよび第２のＴＦＴスイッチ４２ｂが形成されている。そして、第１のＴＦＴスイッチ４２ａと第２のＴＦＴスイッチ４２ｂとには、それぞれ別の走査配線７３が接続されており、第１のＴＦＴスイッチ４２ａと第２のＴＦＴスイッチ４２ｂとは別個にＯＮ／ＯＦＦ制御されるように構成されている。
【０１３３】
そして、データ配線７４の終端には、データ配線７４に流れ出した信号電荷を検出するアンプからなる読出回路（図示省略）が接続され、走査配線７３には、第１のＴＦＴスイッチ４２ａおよび第２のＴＦＴスイッチ４２ｂをそれぞれ独立にＯＮ/ＯＦＦ制御するための制御信号を出力するゲートドライバ（図示省略）が接続されている。
【０１３４】
移動機構５５は、上述したように回折格子２０および周期情報撮像放射線画像検出器４０をＸ方向に移動させるものであるが、たとえば、周期情報撮像放射線画像検出器４０の線状電極の配列ピッチＰ２の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことによりｎ種類の位相成分の画像信号を取得することができる。たとえば、４種類の位相成分または６種類の位相成分の画像信号を取得するように周期情報撮像放射線画像検出器４０を移動させることが望ましいが、本実施形態のように、電荷収集電極を第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとから構成する場合には、配列ピッチＰ２の１／２だけ動かすことにより４種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができ、配列ピッチＰ２の１／３ずつ動かすことにより６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。なお、２種類の位相成分に対応する画像信号で位相画像を構成する場合には、移動機構５５は設ける必要はない。
【０１３５】
次に、上記実施形態の放射線位相画像撮影装置による周期情報撮像放射線画像検出器への放射線画像の記録および読取りの作用について説明する。
【０１３６】
まず、放射線照射部１と回折格子２０との間に被写体１０が配置される（図１４参照）。なお、本実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、放射線照射部１と回折格子２０との間に被写体１０を配置するようにしたが、回折格子２０と周期情報撮像放射線画像検出器４０との間に配置するようにしてもよい。その場合、被写体から周期情報撮像放射線画像検出器４０までの距離が近くなるとともに、拡大率が小さくなるので既存の放射線撮影室内に設置し易くなる。
【０１３７】
そして、次に、放射線照射部１の各放射線源１ａから回折格子２０に向けて同時に放射線が射出される。そして、回折格子２０に照射された放射線は、回折格子２０を通過するが、このとき、回折格子２０ではタルボ効果を生じる。ここで、タルボ効果とは、平面波が回折格子を通過したとき、位相型回折格子の場合、上述した距離Ｚ３で与えられる距離において回折格子の自己像を形成することをいう。上記の場合、被写体１０による放射線の位相のずれがあるので、回折格子２０に入射する放射線の波面が歪んでいる。したがって、回折格子２０の自己像はそれに依存して変形している。
【０１３８】
そして、電圧源によって周期情報撮像放射線画像検出器４０の上部電極５０に正の電圧を印加した状態において、上記のようにして回折格子２０のタルボ効果によって形成された自己像を担持した放射線が、周期情報撮像放射線画像検出器４０の上部電極５０側から照射される。なお、本実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、周期情報撮像放射線画像検出器４０は、上部電極５０が放射線照射部１側を向くように配置されているとともに、アクティブマトリクス基板７０の第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂの各線状電極の長さ方向が、回折格子２０の回折部材２２の長さ方向とが同じ方向になるように配置されている。
【０１３９】
そして、周期情報撮像放射線画像検出器４０に照射された放射線は、上部電極５０を透過し、半導体層６０に照射される。そして、その放射線の照射によって半導体層６０において電荷対が発生し、そのうち負の電荷は上部電極５０に帯電した正の電荷と結合して消滅し、正の電荷は各単位素子７２の第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂに収集され、第１および第２の蓄積容量４１ａ，４１ｂに蓄積される。
【０１４０】
ここで、本放射線位相画像撮影装置の周期情報撮像放射線画像検出器４０においては、半導体層６０において発生した電荷を収集する電荷収集電極が、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとから構成されている。したがって、上記のようにして上部電極５０に電圧を印加すると、図２０の点線矢印で示すように、半導体層６０内に、第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂの各線状電極に向かってほぼ平行な、すなわち上部電極５０の面にほぼ垂直な電界が形成される。半導体層６０内に発生した電荷はその電界に沿って拡散することなく各線状電極に収集されるので、第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂは、実質的に振幅型回折格子とその後に設置された検出器の組合せと同等の機能を果たすことになる。したがって、第１の蓄積容量４１ａには、上記変形した回折格子２０の自己像と第１の線状電極群８１ａによって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積され、第２の蓄積容量４１ｂには、上記変形した回折格子２０の自己像と第２の線状電極群８１ｂによって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積される。上記画像コントラストは、一般にモアレ縞となっている。そして、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとは、上述したように互いにπだけ位相がずれているので、互いにπだけ位相がずれた２種類の位相成分に対応する信号が周期情報撮像放射線画像検出器４０により検出される。
【０１４１】
そして、次に、図示省略したゲートドライバから第１のＴＦＴスイッチ４２ａに接続された各走査配線７３に第１のＴＦＴスイッチ４２ａをＯＮするための制御信号が順次出力される。そして、ゲートドライバから出力された制御信号に応じて第１のＴＦＴスイッチ４２ａがＯＮし、各単位素子７２の第１の蓄積容量４１ａからデータ配線７４に蓄積電荷が読み出される。そして、データ配線７４に流れ出した電荷信号は、図示省略した読出回路のチャージアンプにより第１の位相成分に対応する画像信号として検出される。
【０１４２】
ついで、図示省略したゲートドライバから第２のＴＦＴスイッチ４２ｂに接続された各走査配線７３に第２のＴＦＴスイッチ４２ｂをＯＮするための制御信号が順次出力される。そして、ゲートドライバから出力された制御信号に応じて第２のＴＦＴスイッチ４２ｂがＯＮし、各単位素子７２の第２の蓄積容量４１ｂからデータ配線７４に蓄積電荷が読み出される。そして、データ配線７４に流れ出した電荷信号は、図示省略した読出回路のチャージアンプにより第２の位相成分に対応する画像信号として検出される。
【０１４３】
そして、移動機構５５による周期情報撮像放射線画像検出器４０の移動にともなって、上述した周期情報撮像放射線画像検出器４０への記録と画像信号の読取りがそれぞれ所定の位置について行なわれ、それぞれ所定の位置毎について第１および第２の位相成分に対応する画像信号が検出される。
【０１４４】
そして、上記のようにして検出された画像信号は位相画像取得部６に入力される。そして、位相画像取得部６は、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する周期情報撮像放射線画像検出器４０の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分の画像信号に基づいて、各検出範囲毎について部分位相画像を生成する。つまり、１つの放射線源１ａに対応する部分位相画像を生成する。そして、その部分位相画像を合成して１画面全体の位相画像を形成する。
【０１４５】
次に、上記第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器４０の変形例について説明する。
【０１４６】
図１９に示した周期情報撮像放射線画像検出器４０の第１の線状電極群８１ａおよび第２の線状電極群８１ｂに加えて、図２１に示すように、各単位素子７２の第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂからなる電荷収集電極を囲むように、格子状に定電位線状電極９０を設けるようにしてもよい。電荷収集電極間に隙間があると電界が曲げられ、線状電極がない部分からも電荷が集まり、位相成分のコンタミが起こる。そこで、上述したように定電位が印加される定電位線状電極９０を設けることによって、電界を安定させることができ、上記のようなコンタミの発生を防止することができる。定電位線状電極９０には、周囲の電荷収集電極との間の電位差が大きくならないような電位が印加される。つまり、電荷収集電極とほぼ同電位の電位とされ、具体的には、接地またはそれに近い電位とされる。なお、上記のように定電位線状電極９０を設ける場合には、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂは、図２１に示すように構成および配置することが望ましい。
【０１４７】
また、上記実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器４０においては、各単位素子７２に、電荷収集電極として、互いにπだけ位相のずれた第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとを設けるようにしたが、電荷収集電極の形状としてはこれに限らない。
【０１４８】
たとえば、図２２に示すように、線状電極をピッチＰ２で多数配列した第１〜第６の線状電極群１０１〜１０６を、各線状電極群の線状電極の配列周期の位相がπ／３ずつずれるように配置するようにしてもよい。具体的には、第１の線状電極群１０１の位相を０とすると、第２の線状電極群１０２の位相はπ／３、第３の線状電極群１０３の位相は２π／３、第４の線状電極群１０４の位相はπ、第５の線状電極群１０５の位相は４π／３、第６の線状電極群１０６の位相は５π／３となるように配置するようにしてもよい。
【０１４９】
図２２に示すように電荷収集電極を構成し、第１〜第６の線状電極群１０１〜１０６によって収集された電荷を各線状電極群毎に読み出すようにすることによって、一度の放射線画像の撮影により、互いに位相の異なる６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。したがって、移動機構５５を設ける必要がない。
【０１５０】
また、図２３に示すように、１つの単位素子７２に対応する画素を複数（ここでは、３つ）のサブ画素に区分し、このサブ画素毎に、互いに位相の異なる線状電極群を配置するようにしてもよい。なお、本実施形態においては、上記サブ画素は、上述したように配列周期の位相が互いに逆位相となるように交互に配列された２つの線状電極群の組を意味している。
【０１５１】
具体的には、図２３に示す変形例では、サブ画素ＳＰ１に、線状電極がピッチＰ２で配列された第１の線状電極群１１１と第２の線状電極群１１２とを互いに位相がπだけずれるように配置し、サブ画素ＳＰ２に、線状電極がピッチＰ２で配列された第３の線状電極群１１３と第４の線状電極群１１４とを互いに位相がπだけずれるように配置し、サブ画素ＳＰ３に、線状電極がピッチＰ２で配列された第５の線状電極群１１５と第６の線状電極群１１６とを互いに位相がπだけずれるように配置している。そして、サブ画素ＳＰ１とサブ画素ＳＰ２の隣接する線状電極群がピッチ（７／６）・Ｐ２だけ離れるように配置し、サブ画素ＳＰ２とサブ画素ＳＰ３の隣接する線状電極群がピッチ（７／６）・Ｐ２だけ離れるように配置することによってサブ画素間で位相が４π／３ずれるように配置している。図１２に示すように１画素の中に線状電極群を配置することによって、第１の線状電極群１１１の位相を０とすると、第２の線状電極群１１２の位相はπ、第３の線状電極群１１３の位相は４π／３、第４の線状電極群１１４の位相はπ／３、第５の線状電極群１１５の位相は２π／３、第６の線状電極群１１６の位相は５π／３となる。なお、線状電極群１１７と線状電極群１１８は、隣接画素の線状電極群である。
【０１５２】
図２３に示すように電荷収集電極を構成し、第１〜第６の線状電極群１１１〜１１６によって収集された電荷を各線状電極群毎に読み出すようにすることによって、一度の放射線画像の撮影により、６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。図２２に示す電荷収集電極の構成でも６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができるが、図２３に示すように電荷収集電極を構成することによって、線状電極の幅を図２２の場合に比べて広くすることができる。図２２に示す構成とすると空間分解能は低下するが、線状電極の接続も容易である。
【０１５３】
ここで、上述したように、放射線源１ａから射出される放射線は、被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようにするとともに、放射線の回折格子２０および周期情報撮像放射線画像検出器４０の位置における照射範囲の辺縁において、回折格子２０および周期情報撮像放射線画像検出器４０の線状電極群の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。以下のその角度について検討する。なお、ここでは、上記角度の許容範囲を周期情報撮像放射線画像検出器４０の線状電極群の位置ずれに換算して検討するものとする。
【０１５４】
まず、放射線源１ａから射出される放射線の中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器４０との交点Ｑから回折部材に直交する方向に距離ｘだけ離れた場所（ｒ,ｘ）における回折部材の必要なピッチをΔｘとすると、Δｘは下式（１０）のように表わすことができる（図２４参照。図２４は、図１３に示す放射線位相画像撮影装置の上面図であり、紙面厚さ方向が図１３のＹ方向に相当する。）
【数１０】
2010063646.tif 000013
【０１５５】
ただし、ｒは放射線源１ａ（放射線照射部において後述するスリットを用いる場合はスリットの位置）から周期情報撮像放射線画像検出器４０までの距離であり、ｒΔθは放射線ビームの中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器４０との交点Ｑにおける線状電極のピッチである。
【０１５６】
そして、ｘ／ｒ＝ｔａｎθであるので、これを式（１０）に代入すると、Δｘは下式（１１）で表わすことができる。
【数１１】
2010063646.tif 000014
【０１５７】
したがって、（ｒ，ｘ）におけるピッチと交点ＱにおけるピッチｒΔθとの比は下式（１２）で表わすことができる。
【数１２】
2010063646.tif 000015
【０１５８】
そして、上式（１２）に基づいてθとΔｘ／ｒΔθとの関係を求めると、下表のようになる。
【表２】
2010063646.tif 000016
【０１５９】
ここで、周期情報撮像放射線画像検出器４０の電荷収集電極を、図２３に示すような構成とし、線状電極のピッチＰ２を８μｍ、線状電極の線幅を３μｍとすると、１位相成分に対応する信号を検出する線状電極群の幅は３５μｍとなり、１画素は約１２０μｍ幅になる。
【０１６０】
そして、各線状電極群の位相がピッチの１／１２程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（線状電極に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の線状電極の位置ずれを８／１２×１／２＝８／２４＝０．３３３μｍ以下に抑えることが好ましい。
【０１６１】
中心軸Ｃ上での線状電極のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における線状電極群の両端にある線状電極の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【０１６２】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．３３３を満たせばよいことになる。
【０１６３】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１０となる。
【０１６４】
したがって、上表２より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを５°以下に抑えればよい。
【０１６５】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ５°＝１７５ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの周期情報撮像放射線画像検出器４０上におけるＸ方向の幅が１７５ｍｍ以下となるようにすればよい。
【０１６６】
また、上記説明では、電荷収集電極が、図２３に示すように、３つのサブ画素に区分された構成の場合について検討したが、２つのサブ画素に区分し、そのサブ画素毎に、互いに位相がπだけずれた２つの線状電極群を配置する構成として場合について検討する。なお、１つの線状電極群に属する線状電極の本数は５本であり、線状電極のピッチと線状電極の幅とについては上記と同様である。
【０１６７】
この場合には、各線状電極群の位相がピッチの１／８程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（線状電極に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の線状電極の位置ずれを８／８×１／２＝８／１６＝０．５μｍ以下に抑えることが好ましい。
【０１６８】
中心軸Ｃ上でのピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における線状電極群の両端にある線状電極の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【０１６９】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．５を満たせばよいことになる。
【０１７０】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１６となる。
【０１７１】
したがって、上表２より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを６°以下に抑えればよい。
【０１７２】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ６°＝２１０ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの周期情報撮像放射線画像検出器４０上におけるＸ方向の幅が２１０ｍｍ以下となるようにすればよい。
【０１７３】
なお、上記の検討結果より、線状電極のピッチは放射線ビームの広がり角θの制約に依存しないことがわかる。
【０１７４】
また、図２３に示した第１〜第６の線状電極群１１１〜１１６に加えて、図２５に示すように、各単位素子７２の第１〜第６の線状電極群１１１〜１１６からなる電荷収集電極を囲むように、格子状に定電位電極１１９を設けるようにしてもよい。この定電位電極１１９の作用効果は、図２１における説明と同様である。定電位電極１１９にも、周囲の電荷収集電極との間の電位差が大きくならないような電位が印加される。つまり、電荷収集電極とほぼ同電位の電位とされ、具体的には、接地またはそれに近い電位とされる。なお、図２５に示すように、定電位電極１１９を設ける場合には、線状電極に直交する方向に隣接する画素間の線状電極群、具体的には、線状電極群１１６と線状電極群１１７とのピッチは（１０／６）・Ｐ２とされる。
【０１７５】
また、図２５に示すように定電位電極１１９を各画素を囲むように設けるのではなく、図２６に示すように定電位電極１２０を各サブ画素を囲むように設けるようにしてもよい。
【０１７６】
また、図２７に示すように、１つの単位素子７２に対応する画素を２つのサブ画素に区分し、このサブ画素毎に、互いに位相の異なる線状電極群を配置するようにしてもよい。具体的には、図２７に示す変形例では、サブ画素ＳＰ１に、線状電極がピッチＰ２で配列された第１の線状電極群１３１と第２の線状電極群１３２とを互いに位相がπだけずれるように配置し、サブ画素ＳＰ２に、線状電極がピッチＰ２で配列された第３の線状電極群１３３と第４の線状電極群１３４とを互いに位相がπだけずれるように配置している。そして、サブ画素ＳＰ１とサブ画素ＳＰ２の隣接する線状電極群がピッチ５Ｐ２／４だけ離れるように配置すると、第１の線状電極群１３１の位相を０とすると、第２の線状電極群１３２の位相はπ、第３の線状電極群１３３の位相は３π／２、第４の線状電極群１３４の位相はπ／２となり、第１〜第４の線状電極群はπ／２ずつ異なる位相に対応した線状電極群となる。なお、線状電極群１３５〜１３８は、隣接画素の線状電極群であり、線状電極群１３５が、第１の線状電極群１３１と同じ位相の信号を検出するものであり、線状電極群１３６が、第２の線状電極群１３２と同じ位相の信号を検出するものであり、線状電極群１３７が、第３の線状電極群１３３と同じ位相の信号を検出するものであり、線状電極群１３８が、第４の線状電極群１３４と同じ位相の信号を検出するものである。
【０１７７】
図２７に示すように電荷収集電極を構成し、第１〜第４の線状電極群１３１〜１３４によって収集された電荷を各線状電極群毎に読み出すようにすることによって、一度の放射線画像の撮影により、４種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。
【０１７８】
また、図２３および図２７では、１つの単位素子７２に対応する画素を３つまたは２つのサブ画素に区分した場合を示したが、これに限らず、ｎ個（ｎ≧４）のサブ画素に区分してもよい。この場合、隣接するサブ画素における隣接する線状電極群のピッチを、（２ｎ＋１）Ｐ２／２ｎにするとπ／ｎずつ異なる位相に対応した線状電極群とすることができる。
【０１７９】
２つ〜３つ程度のサブ画素に区分すれば４つ〜６つの位相成分のデータが一度の撮影で取得され、好ましい位相画像を形成することができる。サブ画素に分割しないで４つ〜６つの位相成分のデータを一度の撮影で得るためには、図２２の構成が考えられるが、各線状電国の幅が狭くなり、製造上の問題が生じるおそれがある。一方、画素サイズを維持したままｎ≧４とすると、個々の線状電極群の線状電極の数が少なくなり、位相成分のデータとして精度が低下することになる。
【０１８０】
また、上記のように複数のサブ画素に区分する場合には、図２３、図２５〜図２７に示すように、サブ画素内の線状電極群の組の線状電極の長さ方向についての幅を、線状電極群の組の長さ方向に直交する方向についての幅よりも大きくすることが望ましい。
【０１８１】
また、上述した変形例は、各単位素子７２に複数の線状電極群を設けるようにした例であるが、たとえば、図２８に示すように、各単位素子７２に、線状電極がピッチＰ２で配列された線状電極群１２１を１つだけ設けるようしてもよい。なお、図２８は隣接する４つの単位素子７２の線状電極群１２１を示している。なお、図２８に示すように、単位素子７２の電荷収集電極を１つの線状電極群によって構成するとともに、互いに位相の異なる複数種類の位相成分に対応する画像信号を取得する場合には、周期情報撮像放射線画像検出器４０および回折格子２０をそれぞれの面に沿って線状電極と直交する方向（図２８の矢印Ａ方向）に移動させる移動機構を設け、その移動機構による移動にともなって放射線画像の撮影を複数回行なうようにすればよい。たとえば、ピッチＰ２の１／３ずつ動かして、それぞれの位置での放射線画像の撮影を行なうことにより３種類の位相成分に対応する画像信号が取得でき、また、ピッチＰ２の１／６ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことにより６種類の位相成分に対応する画像信号が取得できる。
【０１８２】
また、図２８に示す線状電極群１２１からなる電荷収集電極に、さらに、図２９に示すように、定電位線状電極１２２を設けるようにしてもよい。定電位線状電極１２２は、線状電極群１２１の各線状電極間に配置されるとともに、各単位素子７２を囲むように格子状に配置されている。この定電位線状電極１２２の作用効果は、図２１における説明と同様である。定電位線状電極１２２にも、周囲の電荷収集電極との間の電位差が大きくならないような電位が印加される。つまり、電荷収集電極とほぼ同電位の電位とされ、具体的には、接地またはそれに近い電位とされる。
【０１８３】
また、図１９においては、各単位素子７２に、互いに位相がπだけずれた第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとを設ける場合について説明したが、これに限らず、たとえば、各単位素子７２に位相が２π／３ずつずれた３つの線状電極群を設けるようにしてもよい。また、各単位素子７２の電荷収集電極を、上記のように３つの線状電極群から構成するとともに、周期情報撮像放射線画像検出器および回折格子を、たとえば、ピッチＰ２の１／２ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことにより６種類の位相成分に対応する画像信号が取得できる。
【０１８４】
なお、上記第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、ＴＦＴスイッチを備えた放射線画像検出器を用いるようにしたが、スイッチ素子としてはＴＦＴだけでなく、ＣＭＯＳやＣＣＤなどを利用するようにしてもよい。
【０１８５】
また、上記第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、放射線画像の記録時に正電圧が印加される周期情報撮像放射線画像検出器４０を用いるようにしたが、これに限らず、放射線画像の記録時に負の電圧が印加されるＴＦＴ読取方式の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。
【０１８６】
次に、本発明の放射線位相画像撮影装置の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置は、第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置におけるＴＦＴ読取方式の周期情報撮像放射線画像検出器の代わりに、光読取方式の周期情報撮像放射線画像検出器を用いたものである。第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置は、第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置と周期情報撮像放射線画像検出器の構成のみが異なるものであるため、以下のその周期情報撮像放射縁画像検出器の構成について説明する。図３０（Ａ）は周期情報撮像放射線画像検出器の斜視図、図３０（Ｂ）は図３０（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＺ面断面図、図３０（Ｃ）は図３０（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＹ面断面図である。
【０１８７】
第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器２００は、図３０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、放射線を透過する第１の電極層２０１、第１の電極層２０１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層２０２、記録用光導電層２０２において発生した電荷のうち一方の極性の電荷に対しては絶縁体として作用し、且つ他方の極性の電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層２０４、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層２０５、および第２の電極層２０６をこの順に積層してなるものである。記録用光導電層２０２と電荷輸送層２０４との界面近傍には、記録用光導電層２０２内で発生した電荷を蓄積する蓄電部２０３が形成される。なお、上記各層は、ガラス基板２０７上に第２の電極層２０６から順に形成されている。
【０１８８】
第１の電極層１としては、放射線を透過するものであればよく、たとえば、ネサ皮膜（ＳｎＯ2）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Idemitsu Indium X-metal Oxide ；出光興産（株））などを５０〜２００ｎｍ厚にして用いることができ、また、１００ｎｍ厚のＡｌやＡｕなども用いることもできる。
【０１８９】
第２の電極層２０６は、読取光を透過する複数の透明線状電極２０６ａと読取光を遮光する複数の遮光線状電極２０６ｂとを有するものである。透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂとは、周期情報撮像放射線画像検出器２００の画像形成領域の一方の端部から他方の端部まで連続して直線状に延びるものである。そして、透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂとは、図３０（Ａ），（Ｂ）に示すように、所定の間隔を空けて交互に平行に配列されている。
【０１９０】
透明線状電極２０６ａは読取光を透過するとともに、導電性を有する材料から形成されている。たとえば、第１の電極層１と同様に、ＩＴＯ、ＩＺＯやＩＤＩＸＯを用いることができる。そして、その厚さは１００〜２００ｎｍ程度である。
【０１９１】
遮光線状電極２０６ｂは読取光を遮光するとともに、導電性を有する材料から形成されている。消去光は透過することが望ましいので、たとえば、上記の透明導電材料とカラーフィルターを組み合せて用いることができる。透明導電材料の厚さは１００〜２００ｎｍ程度である。
【０１９２】
そして、後述するように隣接する透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂを１組として画像信号が読み出されるが、本実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器２００においては、図１８に示すように、透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂの組が、放射線画像を構成する１画素の幅の中に２０組配置されるように構成されている。つまり、１画素の幅の中に第１の線状電極組２１１、第２の線状電極組２１２、第３の線状電極組２１３、第４の線状電極組２１４、・・・など第２０の線状電極組までが配置されている。
【０１９３】
そして、図３１に示すように、第１の線状電極組２１１と第３の線状電極組２１３との間隔と、第２の線状電極組２１２と第４の線状電極組２１４との間隔、など１組おきの間隔がそれぞれピッチＰ２となるように配置されている。このピッチＰ２は２μｍ以上１５μｍ以下に設定される。そして、第２ｎ−１（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組から第１の線状電極群が構成され、第２ｎ（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組から第２の線状電極群が構成される。
【０１９４】
そして、上述した１画素幅内の第１および第２の線状電極群が、線状電極の長さ方向に直交する方向に交互に繰り返して配置される。この場合、第１の線状電極群と第２の線状電極群とは、線状電極組の配列周期の位相がπだけずれるように配置される。なお、図示していないが、第１の線状電極群の透明線状電極２０６ａどうしは導線などの接続線により物理的に接続されており、第２の線状電極群の透明線状電極２０６ａどうしも導線などの接続線により物理的に接続されている。
【０１９５】
記録用光導電層２０２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているａ−Ｓｅを主成分とするものを使用する。厚さは１０μｍ以上１５００μｍ以下が適切である。また、特にマンモグラフィ用途である場合には、１５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましく、一般撮影用途である場合には、５００μｍ以上１２００μｍ以下であることが好ましい。
【０１９６】
電荷輸送層２０４としては、たとえば、放射線画像の記録の際に第１の電極層２０１に帯電する電荷の移動度と、その逆極性となる電荷の移動度の差が大きい程良く（例えば１０２以上、望ましくは１０３以上）、たとえば、ポリＮ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス（３−メチルフェニル）−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン（ＴＰＤ）やディスコティック液晶等の有機系化合物、或いはＴＰＤのポリマー（ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＶＫ）分散物，Ｃｌを１０〜２００ｐｐｍドープしたａ−Ｓｅ、Ａｓ２Ｓｅ３等の半導体物質が適当である。厚さは０．２〜２μｍ程度が適切である。
【０１９７】
読取用光導電層２０５としては、読取光の照射を受けることにより導電性を呈するものであればよく、たとえば、ａ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、ＭｇＰｃ（Magnesium phtalocyanine），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine）、ＣｕＰｃ（Cupper phtalocyanine）などのうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。厚さは５〜２０μｍ程度が適切である。
【０１９８】
次に、上記第３の実施形態の放射線画像装置の周期情報撮像放射線画像検出器への放射線画像の記録および読取りの作用について説明する。
【０１９９】
放射線照射部１からの放射線の射出から回折格子２０による自己像の形成までは上記第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置の作用と同様であるので説明を省略する。
【０２００】
そして、図３２（Ａ）に示すように高圧電源３００によって周期情報撮像放射線画像検出器２００の第１の電極層２０１に負の電圧を印加した状態において、回折格子２０のタルボ効果によって形成された自己像を担持した放射線が、周期情報撮像放射線画像検出器２００の第１の電極層２０１側から照射される。
【０２０１】
そして、周期情報撮像放射線画像検出器２００に照射された放射線は、第１の電極層２０１を透過し、記録用光導電層２０２に照射される。そして、その放射線の照射によって記録用光導電層２０２において電荷対が発生し、そのうち正の電荷は第１の電極層２０１に帯電した負の電荷と結合して消滅し、負の電荷は潜像電荷として記録用光導電層２０２と電荷輸送層２０４との界面に形成される蓄電部２０３に蓄積される（図３２（Ｂ）参照）。
【０２０２】
ここで、本放射線位相画像撮影装置の周期情報撮像放射線画像検出器２００においては、記録用光導電層２０２において発生した電荷を蓄電部２０３に収集するために用いられる第２の電極層２０６が、透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂとから構成されている。したがって、上記のようにして第１の電極層２０１に電圧を印加すると、記録用光導電層２０２内に、透明線状電極２０６ａおよび遮光線状電極２０６ｂの各線状電極から第１の電極層２０１に向かってほぼ平行な、すなわち第１の電極層２０１の面にほぼ垂直な電界が形成される。記録用光導電層２０２内に発生した負電荷はその電界に沿って拡散することなく各線状電極方向に移動して蓄電部２０３に収集されるので、透明線状電極２０６ａおよび遮光線状電極２０６ｂは、その後に設置された検出器の組合せと実質的に振幅型回折格子と同等の機能を果たすことになる。したがって、図３１に示した第２ｎ−１（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組からなる第１の線状電極群の上部の蓄電部２０３には、変形した回折格子２０の自己像と上記第１の線状電極群によって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積され、図３１に示した第２ｎ（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組からなる第２の線状電極群の上部の蓄電部２０３には、変形した回折格子２０の自己像と上記第２の線状電極群によって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積される。上記画像コントラストは、一般にモアレ縞となっている。そして、第１の線状電極群と第２の線状電極群とは、上述したように互いにπだけ位相がずれているので、互いにπだけ位相がずれた２種類の位相成分に対応する画像信号が周期情報撮像放射線画像検出器２００に記録される。
【０２０３】
そして、次に、図３３に示すように、第１の電極層２０１が接地された状態において、第２の電極層２０６側から読取光Ｌ１が照射され、読取光Ｌ１は透明線状電極２０６ａを透過して読取用光導電層２０５に照射される。読取光Ｌ１の照射により読取用光導電層２０５において発生した正の電荷が蓄電部２０４における潜像電荷と結合するとともに、負の電荷が、遮光線状電極２０６ｂに接続されたチャージアンプ３０５を介して遮光線状電極２０６ｂに帯電した正の電荷と結合する。
【０２０４】
そして、読取用光導電層２０５において発生した負の電荷と遮光線状電極２０６ｂに帯電した正の電荷との結合によって、チャージアンプ３０５に電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出される。
【０２０５】
このとき、図３１に示す第１の線状電極組２１１と第３の線状電極組２１３からなる第１の線状電極群から流れ出した電荷はチャージアンプ３０５により第１の位相成分に対応する画像信号として検出される。一方、図３１に示す第２の線状電極組２１２と第４の線状電極組２１４からなる第２の線状電極群から流れ出した電荷はチャージアンプ３０５により第２の位相成分に対応する画像信号として検出される。
【０２０６】
そして、移動機構５５による周期情報撮像放射線画像検出器２００の移動にともなって、上述した周期情報撮像放射線画像検出器２００への記録と画像信号の読取りがそれぞれ所定の位置について行なわれ、それぞれ所定の位置毎について第１および第２の位相成分に対応する画像信号が検出される。
【０２０７】
そして、上記のようにして検出された画像信号は位相画像取得部６に入力される。そして、位相画像取得部６は、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する周期情報撮像放射線画像検出器２００の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分の画像信号に基づいて、各検出範囲毎について部分位相画像を生成する。つまり、１つの放射線源１ａに対応する部分位相画像を生成する。そして、その部分位相画像を合成して１画面全体の位相画像を形成する。
【０２０８】
なお、上記第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置において、移動機構５５により周期情報撮像放射線画像検出器２００および回折格子２０をそれぞれの面に沿って線状電極と直交する方向に、たとえば、ピッチＰ２の１／３ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことにより６種類の位相成分に対応する画像信号が取得できる。
【０２０９】
また、上記第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置においても、上記第２の実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器と同様に、それぞれの線状電極群が順番に配列された線状電極群の組を異なる位置に互いに位相が異なるように配置することができる。そうすることによって上述した移動機構がなくても位相画像を形成するのに十分な数の位相成分に対応する画像を同時に得ることができる。
【０２１０】
ここで、上述したように、放射線源１ａから射出される放射線は、被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようにするとともに、放射線の回折格子２０および周期情報撮像放射線画像検出器２００の位置における照射範囲の辺縁において、回折格子２０および周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極群の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。以下のその角度について検討する。なお、ここでは、上記角度の許容範囲を周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極の位置ずれに換算して検討するものとする。
【０２１１】
まず、放射線源１ａから射出される放射線の中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器２００との交点Ｑから線状電極に直交する方向に距離ｘだけ離れた場所（ｒ,ｘ）における線状電極の必要なピッチをΔｘとすると、Δｘは下式（１３）のように表わすことができる（図２４参照。図２４は、図１３に示す放射線位相画像撮影装置の上面図であり、紙面厚さ方向が図１３のＹ方向に相当する。）
【数１３】
2010063646.tif 000017
【０２１２】
ただし、ｒは放射線源１ａ（放射線照射部において後述するスリットを用いる場合はスリットの位置）から周期情報撮像放射線画像検出器２００までの距離であり、ｒΔθは放射線ビームの中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器２００との交点Ｑにおける線状電極のピッチである。
【０２１３】
そして、ｘ／ｒ＝ｔａｎθであるので、これを式（１３）に代入すると、Δｘは下式（１４）で表わすことができる。
【数１４】
2010063646.tif 000018
【０２１４】
したがって、（ｒ，ｘ）におけるピッチと交点ＱにおけるピッチｒΔθとの比は下式（１５）で表わすことができる。
【数１５】
2010063646.tif 000019
【０２１５】
そして、上式（１５）に基づいてθとΔｘ／ｒΔθとの関係を求めると、下表のようになる。
【表３】
2010063646.tif 000020
【０２１６】
ここで、周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極組のピッチＰ２を８μｍ、線状電極組の幅を３μｍとすると１画素は約８０μｍ幅になる。
【０２１７】
そして、各線状電極組の位相がピッチの１／８程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（線状電極に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の線状電極組の位置ずれを８／８×１／２＝８／１６＝０．５μｍ以下に抑えることが好ましい。
【０２１８】
中心軸Ｃ上での線状電極組のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における画素内の両端にある線状電極組の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×９だけ離れていることになる。
【０２１９】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×９−７２＜０．５を満たせばよいことになる。
【０２２０】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．００７となる。
【０２２１】
したがって、表３より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを２°以下に抑えればよい。
【０２２２】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ２°＝７０ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの周期情報撮像放射線画像検出器２００上におけるＸ方向の幅が７０ｍｍ以下となるようにすればよい。
【０２２３】
また、上記第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、放射線画像の記録時に負電圧が印加される周期情報撮像放射線画像検出器２００を用いるようにしたが、これに限らず、放射線画像の記録時に正の電圧が印加される光読取方式の周期情報撮像放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。
【０２２４】
また、上記第２および第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置の説明においては、被写体１０が放射線照射部１と回折格子２０との間に位置する場合を説明したが、被写体１０が回折格子２０と周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００との間に位置する場合であっても、周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００の位置に生成される回折格子２０の自己像が被写体１０により変形する。したがって、この場合でも、周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００により被写体１０に起因して変調された位相成分の画像信号を検出することができる。すなわち、上記第２および第３の放射線位相画像撮影装置においては、被写体１０を放射線照射部１と回折格子２０との間に配置してもよいし、回折格子２０と周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００との間に配置するようにしてもよい。
【０２２５】
また、上記第２および第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、放射線源１ａを平面に沿って配置し、回折格子２０および周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００を、多数の放射線源１ａが配置された平面と平行な平面に沿って形成するようにしたが、これに限らず、図３４に示すように、放射線源１ａを円筒面に沿って配置して放射線照射部１を構成し、回折格子２０と周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００とを、それぞれ多数の放射線源１ａが配置された円筒面の中心０と同心の円筒面に沿って形成するようにしてもよい。このように放射線源１ａを円筒面に沿って配置することにより、第１の実施形態のように平面に沿って配置する場合に比べて放射線照射部１の全体のサイズを小さくすることができ、装置を小型化することができる。
【０２２６】
なお、この場合、タルボ干渉計を構成する条件は、放射線源１ａのそれぞれの位置からの距離で決まることになる。
【０２２７】
なお、上記のように第２の実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器４０を形成するには、たとえば、アクティブマトリクス基板７０の基板７１として透明なフレキシブル基板を用い、そのフレキシブル基板上に単位素子７２を形成した後、上記円筒面を有する基材に貼り合わせ、その後、アクティブマトリクス基板７１上に半導体層６０および上部電極５０を形成するようにすればよい。なお、フレキシブル基板上に単位素子７２を形成し、アクティブマトリクス基板７１上に半導体層６０および上部電極５０を形成した後、上記円筒面を有する基材に貼り合わせるようにしてもよいが、半導体層６０が厚い場合は割れたり剥離したりしやすくなる。また、基板７１として、上記フレキシブル基板の代わりにプラスチックフィルムを貼りあわせて補強した薄いガラス基板を用いるようにしてもよい。なお、基板側から光照射を行う場合は透明基板および透明基材を用いることが望ましい。
【０２２８】
また、上記のように第３の実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器２００を形成するには、たとえば、基板２０７としてフレキシブル基板を用い、そのフレキシブル基板上に第２の電極層２０６を形成した後、上記円筒面を有する基材に貼り合わせ、その後、第２の電極層２０６上に、読取用光導電層２０５、電荷輸送層２０４、記録用光導電層２０２および第１の電極層２０１を順次形成するようにすればよい。なお、フレキシブル基板上に上記各層を全て形成した後、上記円筒面を有する基材に貼り合わせるようにしてもよい。
【０２２９】
また、基板２０７として、上記フレキシブル基板の代わりにプラスチックフィルムを貼りあわせて補強した薄いガラス基板を用いるようにしてもよい。なお、基板側から光照射を行う場合は透明基板および透明基材を用いることが望ましい。
【０２３０】
また、上記第２および第３の実施形態および変形例の放射線位相画像撮影装置を、Ｘ線位相ＣＴ装置に適用するようにしてもよい。具体的には、図３５に示すように、放射線照射部１と回折格子２０との間に配置された被写体１０に対して、放射線照射部１と回折格子２０と周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００とを図３５の矢印方向に一体的に回転させる回転機構を設け、その回転機構による移動に伴って周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００により検出された被写体１０の複数の画像データに基づいて、３次元画像構成部４００において被写体１０の３次元画像を構成するようにしてもよい。
【０２３１】
また、被写体１０の配置は、図３５に示すように、放射線照射部１と回折格子２０との間にしてもよいし、図３６に示すように、回折格子２０と周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００との間にしてもよい。なお、図３５および図３６は、放射線照射部１、回折格子２０、周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００および被写体１０の位置関係を示しているだけであり、放射線照射部１と回折格子２０との距離、および回折格子２０と周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００との距離を正確に表したものではない。放射線照射部１と回折格子２０との距離、および回折格子２０と周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００との距離は、タルボ効果を得られるように上述した条件を満たすように設定される。
【０２３２】
また、周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００により検出された被写体１０の複数の画像データに基づいて３次元画像を構成する方法については、従来のＸ線位相ＣＴ装置と同様である。
【０２３３】
また、図３５および図３６に示すＸ線位相ＣＴ装置は、放射線照射部１と回折格子２０と周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００とを全て一体的に回転させるものであるが、放射線照射部１または周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００を、被写体１０が配置される位置を中心とする円筒面に沿って全円周に固定して配置するようにしてもよい。
【０２３４】
図３７に、周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００を上記円筒面の全円周に沿って配置した構成を示す。図３７の構成においては、放射線放射部１と回折格子２０とが被写体１０を中心として一体的に回転するように構成されている。
【０２３５】
図３８に放射線照射部１の各放射線源１ａを、上記円筒面の全円周に沿って配置した構成を示す。図３８に示す構成においては、周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００と回折格子２０とが被写体１０を中心として一体的に回転するように構成されている。
【０２３６】
また、上述した第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置において利用できる放射線照射部の構成は、全て上記第２および第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置においても利用可能である。
【０２３７】
また、上記第２および第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置においても、上記第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置と同様に、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００の検出範囲毎に検出された画像信号のうち、各放射線源１ａから射出され、直進した放射線の照射範囲に対応する検出範囲から出力された画像信号のみを抽出するようにしてもよい。各放射線源１ａから射出され、直進した放射線の照射範囲に対応する検出範囲については、被写体１０を設置していない状態において各放射線源１ａから放射線を射出させ、その周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００における照射範囲（検出範囲）を取得することによって予め設定することができる。このように画像信号を抽出することにより散乱線の影響を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【０２３８】
また、上記第１から第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置において、複数の位相成分に対応する画像信号を取得するようにした場合には、これらの画像信号を用いて位相シフト微分像（被写体による屈折効果によって放射線が曲げられる角度の分布像）や、位相シフト像（位相シフト微分を積分したもの）を演算することができ、これらも撮像の目的に応じて利用することができる。位相シフト微分像や位相シフト像の演算方法については、たとえば、国際公開ＷＯ２００４／０５８０７０号公報に示されている。
【図面の簡単な説明】
【０２３９】
【図１】本発明の放射線位相画像撮影装置の第１の実施形態の概略構成図
【図２】図１に示す放射線位相画像撮影装置の上面図
【図３】第１の回折格子の概略構成図
【図４】第２の回折格子の概略構成図
【図５】放射線源から射出される放射線の広がり角の条件を説明するための図
【図６】放射線源を円筒面上に配置した放射線位相画像撮影装置の概略構成図
【図７】第１の実施形態および変形例の放射線位相画像撮影装置をＸ線位相ＣＴ装置に適用した場合の概略構成図
【図８】第１の実施形態および変形例の放射線位相画像撮影装置をＸ線位相ＣＴ装置に適用した場合の概略構成図
【図９】放射線画像検出器を被写体を中心とする円筒面の全円周に沿って配置した放射線位相画像撮影装置の概略構成図
【図１０】放射線源を被写体を中心とする円筒面の全円周に沿って配置した放射線位相画像撮影装置の概略構成図
【図１１】放射線照射部のその他の実施形態を示す図
【図１２】放射線照射部のその他の実施形態を示す図
【図１３】本発明の放射線位相画像撮影装置の第２および第３の実施形態の概略構成図
【図１４】図１３に示す放射線位相画像撮影装置の上面図
【図１５】第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の概略構成を示す断面図
【図１６】周期情報撮像放射線画像検出器の一部平面図
【図１７】図１６に示す周期情報撮像放射線画像検出器の一部の６−６線断面図
【図１８】図１６に示す周期情報撮像放射線画像検出器の一部の７−７線断面図
【図１９】４画素に対応する単位素子の第１の線状電極群と第２の線状電極群との模式図
【図２０】第１の線状電極群によって半導体層内に形成される電界を示す図
【図２１】第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２２】第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２３】第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２４】放射線源から射出される放射線の広がり角の条件を説明するための図
【図２５】第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２６】第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２７】第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２８】第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２９】第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図３０】（Ａ）本発明の放射線位相画像撮影装置の第３の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器の概略構成を示す断面図、（Ｂ）（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＺ面断面図、（Ｃ）（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＹ面断面図
【図３１】本発明の放射線位相画像撮影装置の第３の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極の構成を説明するための図
【図３２】本発明の放射線位相画像撮影装置の第３の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器への放射線画像の記録の作用を説明するための図
【図３３】本発明の放射線位相画像撮影装置の第３の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器からの画像信号の読取りの作用を説明するための図
【図３４】放射線源を被写体を中心とする円筒面の全円周に沿って配置した放射線位相画像撮影装置の概略構成図
【図３５】第２および第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置をＸ線位相ＣＴ装置に適用した場合の概略構成図
【図３６】第２および第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置をＸ線位相ＣＴ装置に適用した場合の概略構成図
【図３７】放射線画像検出器を被写体を中心とする円筒面の全円周に沿って配置した放射線位相画像撮影装置の概略構成図
【図３８】放射線源を被写体を中心とする円筒面の全円周に沿って配置した放射線位相画像撮影装置の概略構成図
【符号の説明】
【０２４０】
１     放射線照射部
１ａ   放射線源
２     第１の回折格子
３     第２の回折格子
４     放射線画像検出器
５     移動機構
６     位相画像取得部
１０   被写体
１５   放射線照射部
１５ａ 冷陰極電子源
１５ｂ 電子放出部
１５ｃ 金属ターゲット
１５ｄ スリット
１６ａ 放射線源
１６ｂ スリット
２０   回折格子
２２   回折部材
３１   基板
３２   回折部材
４０   周期情報撮像放射線画像検出器
５０   上部電極
５５   移動機構
６０   半導体層
７０   アクティブマトリクス基板
７１   ガラス基板
７２   単位素子
７３   走査配線
７３   各走査配線
７４   データ配線
８１ａ 第１の線状電極群
８１ｂ 第２の線状電極群
１１９ 定電位電極
１２０ 定電位電極
１２２ 定電位線状電極
２００ 周期情報撮像放射線画像検出器
２０１ 第１の電極層
２０２ 記録用光導電層
２０３ 蓄電部
２０４ 電荷輸送層
２０４ 蓄電部
２０４ 電荷輸送層
２０５ 読取用光導電層
２０６ 第２の電極層
２０６ａ       透明線状電極
２０６ｂ       遮光線状電極
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月20日(2009.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、多数の放射線源または放射線画像検出器を、被写体が配置される位置を中心とする円筒面に接するように配置し、回折格子を、それぞれ多数の放射線源または放射線画像検出器が接する円筒面と同心の円筒面に接するように形成するようにした場合には、これらを回転させて３次元画像を得ることができる。