(57)【要約】【課題】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とともに、より簡易に製造可能とする。【解決手段】放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、放射線照射部から射出された放射線が照射される回折格子と、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、多数の線状電極を有する周期情報撮像放射線画像検出器とを設け、放射線照射部と周期情報撮像放射線画像検出器とを、周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して垂直になるように配置し、放射線照射部を、ファンビームを上記垂直方向に走査するものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、該放射線照射部から射出された放射線が照射される回折格子と、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、多数の線状電極を有する周期情報撮像放射線画像検出器とを備え、
前記放射線照射部と前記周期情報撮像放射線画像検出器とが、前記周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して垂直になるように配置され、
前記放射線照射部が、前記ファンビームを前記垂直方向に走査するものであることを特徴とする放射線位相画像撮影装置。
【請求項２】
前記周期情報撮像放射線画像検出器が、前記放射線源を通り前記線状電極の延伸方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置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】
放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、該放射線照射部から射出された放射線が照射される回折格子と、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、多数の線状電極を有する周期情報撮像放射線画像検出器とを備え、
前記放射線照射部と前記周期情報撮像放射線画像検出器とが、前記周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して平行になるように配置され、
前記放射線照射部が、前記ファンビームを前記扇面に対して垂直な方向に走査するものであることを特徴とする放射線位相画像撮影装置。
【請求項４】
前記周期情報撮像放射線画像検出器が、平面上または前記放射線源を通り前記線状電極の配列方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置されていることを特徴とする請求項３記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項５】
前記周期情報撮像放射線画像検出器が、前記ファンビームの走査に応じて前記垂直方向に移動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】
前記周期情報撮像放射線画像検出器が、前記放射線源と前記周期情報撮像放射線画像検出器とを結ぶ直線を半径とする円弧に沿って移動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７】
放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、該放射線照射部から射出された放射線が照射される第１の回折格子と、該第１の回折格子によって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、
前記放射線照射部と前記第１および第の回折格子とが、前記第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して垂直になるように配置され、
前記放射線照射部が、前記ファンビームを前記垂直方向に走査するものであり、
前記第２の回折格子が、前記放射線源を通り前記回折部材の延伸方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置されていることを特徴とする放射線位相画像撮影装置。
【請求項８】
前記第２の回折格子が、前記ファンビームの走査に応じて前記垂直方向に移動するものであ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】
放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、該放射線照射部から射出された放射線が照射される第１の回折格子と、該第１の回折格子によって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、
前記放射線照射部と前記第１および第の回折格子とが、前記第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して垂直になるように配置され、
前記放射線照射部が、前記ファンビームを前記垂直方向に走査するものであり、
前記第２の回折格子が、前記放射線源と前記第２の回折格子とを結ぶ直線を半径とする円弧に沿って移動するものであることを特徴とする放射線位相画像撮影装置。
【請求項１０】
放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、該放射線照射部から射出された放射線が照射される第１の回折格子と、該第１の回折格子によって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、
前記放射線照射部と前記第１および第の回折格子とが、前記第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して平行になるように配置され、
前記放射線照射部が、前記ファンビームを前記扇面に対して垂直な方向に走査するものであり、
前記第２の回折格子が、平面上または前記放射線源を通り前記回折部材の配列方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置されていることを特徴とする放射線位相画像撮影装置。
【請求項１１】
前記第２の回折格子が、前記ファンビームの走査に応じて前記垂直方向に移動するものであることを特徴とする請求項１０記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１２】
放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、該放射線照射部から射出された放射線が照射される第１の回折格子と、該第１の回折格子によって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、
前記放射線照射部と前記第１および第の回折格子とが、前記第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して平行になるように配置され、
前記放射線照射部が、前記ファンビームを前記垂直方向に走査するものであり、
前記第２の回折格子が、前記放射線源と前記第２の回折格子とを結ぶ直線を半径とする円弧に沿って移動するものであることを特徴とする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、回折格子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、特許文献１および特許文献２には、Ｘ線源、２つの回折格子およびＸ線画像検出器を備えたＸ線撮影装置が提案されているが、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。
【０００４】
ここで、上記のようなＸ線撮影装置において、たとえば、放射光のような平行光を用いる場合には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、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おいては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】
そこで、特許文献４においては、回折格子の条帯が、ビームの光路中に陰を形成しないように構成されたＸ線撮影装置が提案されている。
【０００６】
また、特許文献５は、位相格子の格子線に対して平行に向いた多数の縦長の検出条帯からなる検出素子を備えたＸ線撮影装置が記載されており、このＸ線撮影装置によれば、各ビームで単に一回の測定を実行するだけで位相画像を取得することができ、必要な測定回数を減らすことができる。また、特許文献６には、特許文献５と同様に位相画像を取得するＸ線撮影装置であって、シンチレーション条帯を備えたＸ線撮影装置が提案されている。
【０００７】
また、特許文献７には、スロットスキャンによるＸ線位相画像撮影装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５８１２６２９号公報
【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
【特許文献４】特開２００７−２０６０７５号公報
【特許文献５】特開２００７−２０３０６３号公報
【特許文献６】特開２００７−２０３０６２号公報
【特許文献７】特表２００８−５４５９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献４および特許文献７に記載のＸ線撮影装置は、ファンビームまたはコーンビームを用いて放射線位相画像を撮影するものであるが、ファンビームを用いて大サイズの放射線位相画像を撮影するにはいろいろな制約やより好ましい条件が存在する。
【００１０】
また、特許文献５や特許文献６に記載のＸ線撮影装置のように、多数の縦長の検出条帯からなる検出素子を設けるようにした場合、位相画像を得るための撮影回数を減らすことは可能だが、位相成分の数が多くなると、１つの検出条帯の幅をより狭くする必要があり製造上、実現が困難となる。
【００１１】
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とともに、より簡易に製造することができ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】
【００１２】
本発明の放射線位相画像撮影装置は、放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、放射線照射部から射出された放射線が照射される回折格子と、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、多数の線状電極を有する周期情報撮像放射線画像検出器とを備え、放射線照射部と周期情報撮像放射線画像検出器とが、周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して垂直になるように配置され、放射線照射部が、ファンビームを上記垂直方向に走査するものであることを特徴とする。
【００１３】
また、上記本発明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を、放射線源を通り線状電極の延伸方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置することができる。
【００１４】
本発明の放射線位相画像撮影装置は、放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、放射線照射部から射出された放射線が照射される回折格子と、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、多数の線状電極を有する周期情報撮像放射線画像検出器とを備え、放射線照射部と周期情報撮像放射線画像検出器とが、周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して平行になるように配置され、放射線照射部が、ファンビームを扇面に対して垂直な方向に走査するものであることを特徴とする。
【００１５】
また、上記本発明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を、平面上または放射線源を通り線状電極の配列方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置することができる。
【００１６】
また、上記本発明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を、ファンビームの走査に応じて上記垂直方向に移動させることができる。
【００１７】
また、周期情報撮像放射線画像検出器を、放射線源と周期情報撮像放射線画像検出器とを結ぶ直線を半径とする円弧に沿って移動させることができる。
【００１８】
本発明の放射線位相画像撮影装置は、放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、放射線照射部から射出された放射線が照射される第１の回折格子と、第１の回折格子によって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、放射線照射部と第１および第の回折格子とが、第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して垂直になるように配置され、放射線照射部が、ファンビームを上記垂直方向に走査するものであり、第２の回折格子が、放射線源を通り回折部材の延伸方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置されていることを特徴とする。
【００１９】
また、上記本発明の放射線位相画像撮影装置においては、第２の回折格子を、ファンビームの走査に応じて上記垂直方向に移動させることができる。
【００２０】
本発明の放射線位相画像撮影装置は、放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、放射線照射部から射出された放射線が照射される第１の回折格子と、第１の回折格子によって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、放射線照射部と第１および第の回折格子とが、第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して垂直になるように配置され、放射線照射部が、ファンビームを上記垂直方向に走査するものであり、第２の回折格子が、放射線源と第２の回折格子とを結ぶ直線を半径とする円弧に沿って移動するものであることを特徴とする。
【００２１】
本発明の放射線位相画像撮影装置は、放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、放射線照射部から射出された放射線が照射される第１の回折格子と、第１の回折格子によって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、放射線照射部と第１および第の回折格子とが、第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して平行になるように配置され、放射線照射部が、ファンビームを扇面に対して垂直な方向に走査するものであり、第２の回折格子が、平面上または放射線源を通り回折部材の配列方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置されていることを特徴とする。
【００２２】
また、上記本発明の放射線位相画像撮影装置においては、第２の回折格子を、ファンビームの走査に応じて上記垂直方向に移動させることができる。
【００２３】
本発明の放射線位相画像撮影装置は、放射線源を有し、ファンビームの放射線を照射する放射線照射部と、放射線照射部から射出された放射線が照射される第１の回折格子と、第１の回折格子によって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、放射線照射部と第１および第の回折格子とが、第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して平行になるように配置され、放射線照射部が、ファンビームを上記垂直方向に走査するものであり、第２の回折格子が、放射線源と第２の回折格子とを結ぶ直線を半径とする円弧に沿って移動するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の放射線位相画像撮影装置によれば、多数の線状電極を有する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検出器をより簡易に製造することができ、その周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して垂直または平行になるように配置し、ファンビームを上記垂直方向に走査するようにしたので、大サイズの放射線位相イメージングが可能である。
【００２５】
また、上記本発明の放射線位相画像撮影装置において、周期情報撮像放射線画像検出器を、放射線源を通り線状電極の延伸方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置するようにした場合には、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、周期情報撮像放射線画像検出器を、放射線源を通り線状電極の配列方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置するようにした場合には、周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極が放射線の通過を妨げるのを回避することができる。
【００２６】
また、上記本発明の放射線位相画像撮影装置において、周期情報撮像放射線画像検出器を、ファンビームの走査に応じて上記垂直方向に移動させるようにした場合には、周期情報撮像放射線画像検出器のサイズを小さくすることができるので、より簡易に製造することができ、歩留りも向上するのでコストの削減を図ることができる。
【００２７】
また、周期情報撮像放射線画像検出器を、放射線源と周期情報撮像放射線画像検出器とを結ぶ直線を半径とする円弧に沿って移動させるようにした場合には、周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極が放射線の通過を妨げるのをより効果的に回避することができる。
【００２８】
本発明の放射線位相画像撮影装置によれば、第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して垂直になるように配置し、ファンビームを上記垂直方向に走査するようにしたので、大サイズの放射線位相イメージングが可能となり、また、第２の回折格子を、放射線源を通り回折部材の延伸方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置するようにしたので、第２の回折格子の回折部材が放射線の通過を妨げるのを回避することができる。
【００２９】
本発明の放射線位相画像撮影装置によれば、第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して垂直になるように配置し、ファンビームを上記垂直方向に走査するようにしたので、大サイズの放射線位相イメージングが可能となり、また、第２の回折格子を、放射線源と第２の回折格子とを結ぶ直線を半径とする円弧に沿って移動させるようにしたので、第２の回折格子の回折部材が放射線の通過を妨げるのを回避することができる。
【００３０】
本発明の放射線位相画像撮影装置によれば、第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して平行になるように配置し、ファンビームを扇面に対して垂直な方向に走査するようにしたので、大サイズの放射線位相イメージングが可能となり、また、第２の回折格子を、放射線源を通り回折部材の配列方向に平行な軸を中心軸とする円筒面上に沿って配置するようにしたので、第２の回折格子の回折部材が放射線の通過を妨げるのを回避することができる。
【００３１】
本発明の放射線位相画像撮影装置によれば、第１および第２の回折格子の回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の扇面に対して平行になるように配置し、ファンビームを上記垂直方向に走査するようにしたので、大サイズの放射線位相イメージングが可能となり、また、第２の回折格子を、放射線源と第２の回折格子とを結ぶ直線を半径とする円弧に沿って移動させるようにしたので、第２の回折格子の回折部材が放射線の通過を妨げるのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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Ｘ−Ｒ断面図
【図３】回折格子の概略構成図
【図４】移動機構の作用を説明するための図
【図５】移動機構のその他の作用を説明するための図
【図６】第１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７】第１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一部平面図
【図８】図７に示す周期情報撮像放射線画像検出器の一部の８−８線断面図
【図９】図７に示す周期情報撮像放射線画像検出器の一部の９−９線断面図
【図１０】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１１】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１２】第１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１３】周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図１４】第１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１５】第１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１６】第１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１７】第１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１８】第１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１９】第１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２０】（Ａ）本発明の放射線位相画像撮影装置の第２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２１】本発明の放射線位相画像撮影装置の第２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２２】本発明の第２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２３】本発明の第２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２４】本発明の放射線位相画像撮影装置の第３の実施形態の概略構成図
【図２５】図２４に示す放射線位相画像撮影装置のＸ−Ｒ断面図
【図２６】回折格子の概略構成図
【図２７】ファンビームの広がり角の条件を説明するための図
【図２８】本発明の放射線位相画像撮影装置の第４の実施形態の概略構成図
【図２９】図２８に示す放射線位相画像撮影装置のＸ−Ｒ断面図
【図３０】第２の回折格子の概略構成図
【図３１】移動機構の作用を説明するための図
【図３２】移動機構のその他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５の実施形態の概略構成図
【図３４】図３３に示す放射線位相画像撮影装置のＸ−Ｒ断面図
【図３５】第２の回折格子の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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の実施形態の放射線位相画像撮影装置の概略構成を表す斜視図を示す。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。
【００３４】
本実施形態の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２０に向かって照射する放射線照射部１０と、被写体２０を透過した放射線が照射され、その放射線を回折する回折格子３０と、回折格子３０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、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、放射線照射部１０における放射線源１１、スリット部材１２、回折格子３０および周期情報撮像放射線画像検出器４０をＹ方向に沿って移動させる移動機構５５とを備えている。
【００３５】
放射線照射部１０は、図１に示すように、放射線を射出する放射線源１１と、放射線源１１から射出された放射線が通過するとともに、その放射線の通過を制限してファンビームとして射出するスリット部材１２とを備えている。
【００３６】
スリット部材１２は、放射線を吸収する部材で形成されるとともに、その中央部分に放射線を通過させるスリット１２ａが形成されている。スリット１２ａの大きさについては、ファンビームのＹ方向（広がり角が狭い方）の周期情報撮像放射線画像検出器４０上における照射範囲が、その検出器の複数画素相当の範囲となるようにすることが望ましい。
【００３７】
放射線源１１としては、たとえば、マイクロフォーカスＸ線源や、冷陰極電子源と金属ターゲットと周期情報撮像放射線画像検出器４０の線状電極と平行なスリット群とからなるＸ線源や、冷陰極電子源と周期情報撮像放射線画像検出器４０の線状電極と平行な金属ワイヤで構成されたターゲット群とからなるＸ線源や、周期情報撮像放射線画像検出器４０の線状電極と平行な線状冷陰極電子源群と金属ターゲットとからなるＸ線源などを用いることができる。いずれの放射線源もタルボ干渉計またはタルボ・ロー干渉計または暗視野Ｘ線位相コントラスト撮像に関するものとして構成される。
【００３８】
回折格子３０は、図３に示すように、基板３１と、この基板３１に取り付けられた複数の回折部材３２とを備えている。なお、図３においては平面で表わしているが、周期情報撮像放射線画像検出器４０と同心の円筒面に形成してもよい。いずれの場合も放射線源１１からこの円筒面に投影された回折格子のピッチを均一にする必要がある。基板３１は、たとえばガラスやプラスチックで形成すればよいが、熱膨張率の小さな素材が好ましい。複数の回折部材３２は、いずれも一方向（図３中紙面の厚さ方向）に延びる線状とされている。複数の回折部材３２の配列ピッチ（つまり回折格子の周期）Ｐ１は、本実施形態では、一定である。回折部材３２の素材としては、たとえば、金やシリコン用いることができる。また、回折部材３２としては、照射される放射線に対して約９０°または約１８０°の位相変調を与える、いわゆる位相変調型格子を構成するものであることが望ましい。たとえば、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。また、振幅変調型格子を用いることもできる。この場合、回折部材３２は放射線を十分に吸収する厚さが必要である。たとえば、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。
【００３９】
なお、放射線照射部１０として、複数の放射線の焦点を有するものを用いる場合には、放射線の焦点のＸ方向についての間隔Ｐ０と、上記焦点と回折格子３０との距離Ｌ１（図２参照）と、回折格子３０と周期情報撮像放射線画像検出器４０との距離Ｚ１（図２参照）と、周期情報撮像放射線画像検出器４０の線状電極の間隔Ｐ２（図１０参照）とが下式（１）を満たすことができるように構成することが望ましい。
【数１】
2010253194.tif 000003
【００４０】
また、本実施形態の放射線位相画像撮影装置の構成をタルボ干渉計として機能させるためには、さらにいくつかの条件をほぼ満たさねばならない。その条件について以下に説明する。
【００４１】
タルボ干渉を利用するには、回折格子３０と周期情報撮像放射線画像検出器４０との距離Ｚ１は、回折格子３０が９０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数２】
2010253194.tif 000004
【００４２】
ただし、λは放射線の波長（通常は中心波長）、ｍは０か正の整数、Ｐ１は上述した回折部材３２の格子ピッチである。
【００４３】
また、回折格子３０が１８０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合、または、回折格子３０が振幅変調型格子である場合には、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数３】
2010253194.tif 000005
【００４４】
また、本実施形態における回折格子３０は、放射線照射部１０から射出され被写体２０を透過したファンビームの照射範囲に応じた大きさであり、Ｙ方向の幅よりもＸ方向の幅の方を大きくした帯状の形状で構成されたものである。
【００４５】
移動機構５５は、図４に示すように、放射線源１１、スリット部材１２、回折格子３０および周期情報撮像放射線画像検出器４０を一体的にＹ方向に沿って移動させるものであり、この移動機構５５による移動によって被写体２０が放射線照射部１０から射出されたファンビームによってＹ方向に走査される。
【００４６】
また、本実施形態においては、上述したようにスリット部材１２、回折格子３０および周期情報撮像放射線画像検出器４０をＹ方向に沿って移動させるようにしたが、これに限らず、図５に示すように、放射線源１１と周期情報撮像放射線画像検出器４０とを結ぶ直線１を半径とし、放射線源１１を中心とする円弧に沿って一体的に移動させるようにしてもよい。
【００４７】
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。
【００４８】
図６に周期情報撮像放射線画像検出器４０の一部断面図を示す。
【００４９】
周期情報撮像放射線画像検出器４０は、図６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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
アクティブマトリクス基板７０は、図６に示すように、被検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が、Ｙ方向の単位素子７２の数よりもＸ方向の単位素子７２の数の方を大きくした帯状の検出器として構成されている。
【００５３】
ここで、周期情報撮像放射線画像検出器４０における各画素単位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７は周期情報撮像放射線画像検出器４０の一部の平面図、図８は図７に示す周期情報撮像放射線画像検出器４０の一部の８−８線断面図、図９は図７に示す周期情報撮像放射線画像検出器４０の９−９線断面図である。
【００５４】
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。
【００５５】
図１０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１０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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
走査配線７３およびデータ配線７４は、図７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。
【００６４】
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。
【００６５】
そして、周期情報撮像放射線画像検出器４０は、その線状電極の延伸方向が、放射線照射部１０から射出されたファンビームの広がり角が大きい方の扇面（図１のＸ−Ｒ面に沿って広がる扇面）に対して垂直になるように配置されている。すなわち、線状電極の延伸方向が、図１に示すＹ方向に平行になるように配置されている。なお、回折格子３０は、その回折部材３２の延伸方向が、周期情報撮像放射線画像検出器４０の線状電極の延伸方向と平行になるように配置されている。
【００６６】
また、本実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器４０は、放射線源１１を通り周期情報撮像放射線画像検出器４０の線状電極に平行な軸を中心軸とする円筒面に沿って形成されている。
【００６７】
なお、本実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器４０は、具体的には、以下のようにして形成するようにすればよい。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。
【００６８】
また、移動機構５５は、上述したように回折格子３０および周期情報撮像放射線画像検出器４０を一体的にＹ方向に沿って移動させるものであるとともに、さらに回折格子３０および周期情報撮像放射線画像検出器４０がＹ方向について所定の位置にあるときに、その位置において回折格子３０または周期情報撮像放射線画像検出器４０をその面に沿ってＹ方向に直交する方向に移動させるものでもある。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。ｎ種類の画像信号からは、各画素ごとに位相シフトの微分量、すなわち被写体２０によって生じた放射線の屈折角度に応じた量を復元することができ、様々な画像処理とその表現を介して、いわゆる位相コントラスト画像として供することができる。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。
【００６９】
次に、第１の実施形態の放射線位相画像撮像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。
【００７０】
まず、放射線照射部１０と回折格子３０との間に被写体２０が配置される（図１参照）。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１０と回折格子３０との間に被写体２０を配置するようにしたが、回折格子３０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２０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。また、回折格子３０として振幅変調型格子を利用する場合には、被写体２０への被曝量の低減の観点から、特に、被写体を回折格子３０と周期情報撮像放射線画像検出器４０との間に配置することが望ましい。
【００７１】
そして、放射線照射部１０の放射線源１１から放射線が射出され、その放射線はスリット部材１２のスリット１２ａを通過してファンビームとなって被写体２０に照射される。そして、被写体２０を透過した放射線は回折格子３０に照射される。照射された放射線は、回折格子３０で回折されることにより、回折格子３０から放射線の光軸方向における所定の距離において、回折格子の自己像を形成する。
【００７２】
たとえば、回折格子３０が、９０°の位相変調を与える位相変調型格子の場合、上式（２）（１８０°の位相変調型格子や強度変調型格子の場合は、上式（３））で与えられる距離において回折格子３０の自己像を形成する。一方、被写体２０によって、回折格子３０に入射する放射線の波面は歪むため、回折格子３０の自己像はそれに従って変形している。
【００７３】
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３０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１０側を向くように配置されている。
【００７４】
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。
【００７５】
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１１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３０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３０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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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または回折格子３０のＹ方向に直交する方向へ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。なお、周期情報撮像放射線画像検出器４０の線状電極または回折格子３０の回折部材が平面上に形成されており、その延伸方向が図１に示すＹ方向に平行になるように配置されている場合は、放射線源を通る上記延伸方向に平行な軸を中心とする円筒面への線状電極または回折部材の放射線源からの投影が均一なピッチになるように設定されるが、平面上に形成された検出器または回折格子を放射線源に対して上記延伸方向と垂直な方向に移動させることはピッチのずれが生じるために好ましくない。したがって、この方向の移動が必要な場合は円筒面上に形成する必要がある。
【００７９】
そして、次に、移動機構５５によって放射線源１１、スリット部材１２、回折格子３０および周期情報撮像放射線画像検出器４０が一体的にＹ方向に所定の距離だけ移動し、その位置において上記と同様の作用が繰り返される。
【００８０】
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、複数の位相成分の画像信号に基づいて位相画像を生成する。具体的には、スリット部材１２、回折格子３０および周期情報撮像放射線画像検出器４０がＹ方向について所定の位置にあるときに取得された複数の位相成分の画像信号に基づいて部分位相画像が生成され、Ｙ方向のそれぞれの位置について生成された部分位相画像を組み合わせることによって１画面の全体位相画像が生成される。なお、上記のような方法に限らず、たとえば、各位相成分毎について１画面分の画像信号を生成した後、その位相成分毎の画像信号に基づいて全体位相画像を生成するようにしてもよいが、本実施形態の方法の方が、画面全体にわたる格子や検出器の不均一性による影響が出にくく望ましい。
【００８１】
次に、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。
【００８２】
図１０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１２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１２に示すように構成および配置することが望ましい。
【００８３】
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。
【００８４】
たとえば、図１３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。
【００８５】
図１３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。
【００８６】
また、図１４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、上記サブ画素は、前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。具体的には、図１４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１４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。
【００８７】
図１４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、互いに異なる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。図１３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１４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１３の場合に比べて広くすることができる。図１４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。
【００８８】
また、図１４に示した第１〜第６の線状電極群１１１〜１１６に加えて、図１５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、格子状に定電位線状電極１１９を設けるようにしてもよい。この定電位線状電極１１９の作用効果は、図１２における説明と同様である。定電位線状電極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１５に示すように、定電位線状電極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。
【００８９】
また、図１５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１６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。
【００９０】
また、図１７に示すように、１つの検出素子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１７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。
【００９１】
図１７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、互いに異なる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。
【００９２】
また、図１４および図１７では、１つの検出素子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間のピッチを、（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。
【００９３】
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得られ、周期情報撮像放射線画像検出器４０を線状電極ピッチの１/ｎ単位で移動することなく好ましい位相画像を取得することができる。また、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１３の構成が考えられるが、各線状電極の幅が狭くなり、製造上の問題が生じるおそれがあり実用的でない。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。
【００９４】
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１４〜図１７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。
【００９５】
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１８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１８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１８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、移動機構５５により周期情報撮像放射線画像検出器４０または回折格子３０をそれぞれの面に沿って線状電極と直交する方向（図１８の矢印Ａ方向）に相対的に移動させ、その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。
【００９６】
また、図１８に示す線状電極群１２１からなる電荷収集電極に、さらに、図１９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１２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。
【００９７】
また、図１０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。このように電荷収集電極を構成することにより、１回の放射線画像の撮影で３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。つまり、各単位素子７２に線状電極群を１つだけ設けた放射線画像検出器を用いた場合と比較すると、放射線画像の撮影回数を１／３にすることができる。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、放射線画像検出器および回折格子を上述したように相対的に移動させる移動機構を設け、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。
【００９８】
なお、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、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。
【００９９】
また、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。
【０１００】
また、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、周期情報撮像放射線画像検出器４０を円筒面に沿って配置するようにしたが、回折格子３０についても、周期情報撮像放射線画像検出器４０と同様に、円筒面に沿って配置するようにしてもよい。
【０１０１】
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。第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置は、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を中心に説明する。図２０（Ａ）は周期情報撮像放射線画像検出器の斜視図、図２０（Ｂ）は図２０（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２０（Ｃ）は図２０（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。
【０１０２】
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放射線画像検出器２００は、図２０（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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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２０（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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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２１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画素単位に対応する幅の中に２０組配置されるように構成されている。つまり、１画素単位に対応する幅の中に第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。ここで、本発明においては、第２の実施形態の「画素単位」は線状電極と垂直方向の区分のみを意味するものとする。そして、図２０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。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ていることになる。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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
そして、周期情報撮像放射線画像検出器２００は、その線状電極の延伸方向が、放射線照射部１０から射出されたファンビームの広がり角が大きい方の扇面（図１のＸ−Ｒ面に沿って広がる扇面）に対して垂直になるように配置されている。すなわち、線状電極の延伸方向が、図１に示すＹ方向に平行になるように配置されている。なお、回折格子３０は、その回折部材３２の延伸方向が、周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極の延伸方向と平行になるように配置されている。
【０１１２】
また、本実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器２００は、放射線源１１を通り周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極に平行な軸を中心軸とする円筒面に沿って形成されている。
【０１１３】
次に、第２の実施形態の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。
【０１１４】
放射線照射部１０からの放射線の射出から回折格子３０による自己像の形成までは上記第１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。
【０１１５】
そして、図２２（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３０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。
【０１１６】
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２２（Ｂ）参照）。
【０１１７】
ここで、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、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２１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３０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２１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３０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強度変調を受け、波面の歪みを反映した信号として電荷が蓄積される。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により検出される。
【０１１８】
そして、次に、図２３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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
このとき、図２１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２１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。
【０１２１】
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または回折格子３０のＹ方向に直交する方向へ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。
【０１２２】
そして、次に、移動機構５５によってスリット部材１２、回折格子３０および周期情報撮像放射線画像検出器２００が一体的にＹ方向に所定の距離だけ移動し、その位置において上記と同様の作用が繰り返される。
【０１２３】
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、複数の位相成分の画像信号に基づいて位相画像を生成する。具体的には、スリット部材１２、回折格子３０および周期情報撮像放射線画像検出器２００がＹ方向について所定の位置にあるときに取得された複数の位相成分の画像信号に基づいて部分位相画像が生成され、Ｙ方向のそれぞれの位置について生成された部分位相画像を組み合わせることによって１画面の全体位相画像が生成される。
【０１２４】
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、移動機構５５により周期情報撮像放射線画像検出器２００または回折格子３０をそれぞれの面に沿ってＹ方向に直交する方向に、たとえば、ピッチＰ３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。
【０１２５】
また、上記第１の実施形態の場合と同様に第２の実施形態においても、それぞれの線状電極群に属する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。そのようにすることによって上述した移動機構による移動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取得することができる。
【０１２６】
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放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。
【０１２７】
また、上記第１および第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、移動機構５５により回折格子３０および周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００を一体的にＹ方向に沿って移動させて所定の位置で静止させた後、さらその位置において回折格子３０または周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００をその面に沿ってＹ方向に直交する方向に移動させて複数種類の位相成分の画像信号を取得するようにしたが、周期情報撮像放射線画像検出器が一度の撮影で必要十分な種類の位相成分の画像信号を取得できる構成である場合には、上記のように一旦静止することなく、Ｙ方向に移動させながら撮像を行うようにしてもよい。
【０１２８】
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。図２４に第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置の概略構成を表す斜視図を示す。図２５に図２４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２５の紙面厚さ方向が図２４のＹ方向である。
【０１２９】
本実施形態の放射線位相画像撮影装置は、図２４に示すように、放射線を被写体２０に向かって照射する放射線照射部１０と、被写体２０を透過した放射線が照射され、その放射線を回折する回折格子３２０と、回折格子３２０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３００と、周期情報撮像放射線画像検出器３００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、放射線照射部１０における放射線源１１、スリット部材１２、回折格子３２０および周期情報撮像放射線画像検出器３００をＹ方向に沿って移動させる移動機構５６とを備えている。
【０１３０】
放射線照射部１０の構成は、上記第１の実施形態と同様である。
【０１３１】
回折格子３２０は、図２６に示すように、基板３２１と、この基板３２１に取り付けられた複数の回折部材３２２とを備えている。複数の回折部材３２２は、いずれも一方向（図２６中紙面の厚さ方向）に延びる線状とされている。複数の回折部材３２２の配列ピッチ（つまり回折格子の周期）Ｐ３は、本実施形態では、一定である。
【０１３２】
そして、本実施形態の回折格子３２０は、第１の実施形態の回折格子３０と回折部材の延伸方向が異なる。回折格子３２０は、その回折部材３２２の延伸方向が、放射線照射部１０から射出されたファンビームの広がり角が大きい方の扇面（図１のＸ−Ｒ面に沿って広がる扇面）に対して平行になるように配置されている。すなわち、回折部材３２２の延伸方向が、図２４に示すＸ方向に平行になるように構成されている。
【０１３３】
回折部材３２２の材料や厚さなどについては、第１の実施形態の回折格子３０と同様である。
【０１３４】
なお、放射線照射部１０として、複数の放射線の焦点を有するものを用いる場合には、放射線の焦点のＹ方向についての間隔Ｐ０と、上記焦点と回折格子３２０との距離Ｌ２（図２５参照）と、回折格子３２０と周期情報撮像放射線画像検出器３００との距離Ｚ２（図２５参照）と、周期情報撮像放射線画像検出器３００の線状電極の間隔Ｐ２（図１０参照）とが下式（１）を満たすことができるように構成することが望ましい。
【数４】
2010253194.tif 000006
【０１３５】
また、本実施形態の放射線位相画像撮影装置の構成をタルボ干渉計として機能させるためには、さらにいくつかの条件をほぼ満たさねばならない。その条件について以下に説明する。
【０１３６】
回折格子３２０と周期情報撮像放射線画像検出器３００との距離Ｚ２は、回折格子３２０が９０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数５】
2010253194.tif 000007
【０１３７】
ただし、λは放射線の波長（通常は中心波長）、ｍは０か正の整数、Ｐ３は上述した回折部材３２２の格子ピッチである。
【０１３８】
また、回折格子３２０が１８０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合、または、回折格子３２０が振幅変調型格子である場合には、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数６】
2010253194.tif 000008
【０１３９】
また、本実施形態における回折格子３２０は、放射線照射部１０から射出され被写体２０を透過したファンビームの照射範囲に応じた大きさであり、Ｙ方向の幅よりもＸ方向の幅の方を大きくした帯状の形状で構成されたものである。
【０１４０】
移動機構５６は、図４に示すように、放射線源１１、スリット部材１２、回折格子３２０および周期情報撮像放射線画像検出器３００を一体的にＹ方向に沿って移動させるものであり、この移動機構５６による移動によって被写体２０が放射線照射部１０から射出されたファンビームによってＹ方向に走査される。
【０１４１】
また、本実施形態においては、上述したように回折格子３２０および周期情報撮像放射線画像検出器３００をＹ方向に沿って移動させるようにしたが、これに限らず、上記第１の実施形態と同様に、図５に示すように、放射線源１１と周期情報撮像放射線画像検出器３００とを結ぶ直線１を半径とし、放射線源１１を中心とする円弧に沿って一体的に移動させるようにしてもよい。
【０１４２】
周期情報撮像放射線画像検出器３００については、その線状電極の延伸方向が、放射線照射部１０から射出されたファンビームの広がり角が大きい方の扇面（図１のＸ−Ｒ面に沿って広がる扇面）に対して平行になるように構成されていること以外は、上記第１または第２の実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００と同様である。なお、本実施形態においては、周期情報撮像放射線画像検出器３００を、回折格子３２０と平行な平面上に形成するようにしてもよい。
【０１４３】
また、移動機構５６は、上述したように回折格子３２０および周期情報撮像放射線画像検出器３００を一体的にＹ方向に沿って移動させるものであるとともに、さらに回折格子３２０および周期情報撮像放射線画像検出器３００がＹ方向について所定の位置にあるときに、その位置において回折格子３２０または周期情報撮像放射線画像検出器３００をその面に沿ってさらにＹ方向に所定のピッチで移動させるものでもある。たとえば、周期情報撮像放射線画像検出器３００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３００を移動させることが望ましいが、上記第１の実施形態と同様に、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。本実施形態においては周期情報撮像放射線画像検出器または回折格子が平面上に形成された場合においてもＹ方向の所定の位置においてさらにＹ方向に所定のピッチで移動させることが可能である。
【０１４４】
第３の実施形態の放射線位相画像撮像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は、上述した移動機構５６による回折格子３２０または周期情報撮像放射線画像検出器３００のＹ方向についての所定のピッチでの移動以外は、上記第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置と同様である。
【０１４５】
そして、第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、移動機構５６による周期情報撮像放射線画像検出器３００または回折格子３２０のＹ方向への所定のピッチでの移動にともなって、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。
【０１４６】
そして、次に、移動機構５６によってスリット部材１２、回折格子３２０および周期情報撮像放射線画像検出器３００が一体的にＹ方向に所定の距離だけ移動し、その位置において上記と同様の作用が繰り返される。
【０１４７】
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、複数の位相成分の画像信号に基づいて位相画像を生成する。具体的には、スリット部材１２、回折格子３２０および周期情報撮像放射線画像検出器３００がＹ方向について所定の位置にあるときに取得された複数の位相成分の画像信号に基づいて部分位相画像が生成され、Ｙ方向のそれぞれの位置について生成された部分位相画像を組み合わせることによって１画面の全体位相画像が生成される。
【０１４８】
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は、放射線照射部１０から射出されるファンビームは、回折格子３２０および周期情報撮像放射線画像検出器３００の位置における照射範囲のＹ方向についての辺縁において、回折格子３２０および周期情報撮像放射線画像検出器３００の線状電極の干渉条件に実質的に影響を及ぼさない角度で入射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回折格子３２０の位置ずれに換算して検討するものとする。
【０１４９】
まず、放射線照射部１０から射出されるファンビームのＹ方向についての中心軸Ｃと回折格子３２０との交点Ｑから回折部材に直交する方向に距離ｙだけ離れた場所（ｒ,ｙ）における回折部材の必要なピッチをΔｙとすると、Δｙは下式（７）のように表わすことができる（図２７参照。図２７は、図２４に示す放射線位相画像撮影装置のＹ−Ｒ面断面図であり、紙面厚さ方向が図２４のＸ方向に相当する。）
【数７】
2010253194.tif 000009
【０１５０】
ただし、ｒは放射線源１１から回折格子３２０までの距離であり、ｒΔθはファンビームの中心軸Ｃと回折格子３２０との交点Ｑにおける回折部材のピッチである。
【０１５１】
そして、ｙ／ｒ＝ｔａｎθであるので、これを式（７）に代入すると、Δｙは下式（８）で表わすことができる。
【数８】
2010253194.tif 000010
【０１５２】
したがって、（ｒ，ｙ）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（９）で表わすことができる。
【数９】
2010253194.tif 000011
【０１５３】
そして、上式（９）に基づいてθとΔｙ／ｒΔθとの関係を求めると、下表のようになる。
【表１】
2010253194.tif 000012
【０１５４】
ここで、回折格子３２０の回折部材３２２のピッチＰ３を８μｍ、回折部材３２２の幅を３μｍとし、周期情報撮像放射線画像検出器３００の１画素の幅を約１２０μｍとすると、回折格子３２０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。ファンビームが中心軸ＣからＹ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。
【０１５５】
中心軸Ｃ上での回折部材のピッチを８μｍとすると、ファンビームのＹ方向についての辺縁における１画素内の両端にある回折部材３２２の中心間はΔｙ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【０１５６】
したがって、Δｙ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．３３３を満たせばよいことになる。
【０１５７】
よって、Δｙ／ｒΔθ＜１．０１０となる。
【０１５８】
したがって、上表１より、ファンビームのＹ方向片側の広がり角θを５°以下に抑えればよい。すなわち、ファンビームのＹ方向についての広がり角を１０°以下に抑えることが望ましい。
【０１５９】
また、上記説明では、周期情報撮像放射線画像検出器３００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。
【０１６０】
この場合には、回折格子３２０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。ファンビームが中心軸ＣからＹ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。
【０１６１】
中心軸Ｃ上での回折部材のピッチを８μｍとすると、ファン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。
【０１６２】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．５を満たせばよいことになる。
【０１６３】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１６となる。
【０１６４】
したがって、上表１より、ファンビームのＹ方向片側の広がり角θを６°以下に抑えればよい。すなわち、ファンビームのＹ方向についての広がり角を１２°以下に抑えることが望ましい。
【０１６５】
なお、上記の検討結果より、回折部材のピッチはファンビームの広がり角θの制約に依存しないことがわかる。
【０１６６】
また、上記第１から第３の実施形態においては、回折格子３０と周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００，３００の形状を帯状の形状とし、ファンビームの走査に応じて移動させるようにしたが、これに限らず、回折格子３０と周期情報撮像放射線画像検出器４０，２００，３００を、ファンビームの走査範囲を全てカバーする大きさとしてもよい。この場合には、スリット部材１２のみを移動機構により移動させるようにすればよい。
【０１６７】
次に、本発明の放射線位相画像撮影装置の第４の実施形態について説明する。図２８に第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置の概略構成を表す斜視図を示す。図２９に図２８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２９の紙面厚さ方向が図２８のＹ方向である。
【０１６８】
本実施形態の放射線位相画像撮影装置は、図２８に示すように、放射線を被写体２０に向かって照射する放射線照射部１０と、被写体２０を透過した放射線が照射され、その放射線を回折する第１の回折格子３０と、第１の回折格子３０により回折された放射線を回折する第２の回折格子４２０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４００と、放射線画像検出器４００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、放射線照射部１０におけるスリット部材１２、第１の回折格子３０、第２の回折格子４２０および放射線画像検出器４００をＹ方向に沿って移動させる移動機構５７とを備えている。
【０１６９】
放射線照射部１０の構成は、第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置と同様である。また、第１の回折格子３０の構成は、第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置の回折格子３０と同様である。なお、第１の回折格子３０は、第２の回折格子４２０と同心の円筒面に形成してもよい。いずれの場合も放射線源１１からこの円筒面に投影された回折格子のピッチを均一にする必要がある。
【０１７０】
第２の回折格子４２０は、図３０に示すように、基板４２１と、基板４２１に設けられた複数の回折部材４２２とを備えている。複数の回折部材４２２は、いずれも一方向（図３０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４２２どうしの間隔（つまり、格子の周期）Ｐ４は、この実施形態では一定とされている。複数の回折部材４２２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４２０については、第１の回折格子３０より回折部材４２２を厚くした振幅変調型格子であることが望ましい。このとき、回折部材４２２は放射線を十分に吸収する厚さが必要である。たとえば、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。
【０１７１】
また、第１の回折格子３０および第２の回折格子４２０は、それぞれの回折部材の延伸方向が、放射線照射部１０から射出されたファンビームの広がり角が大きい方の扇面（図１のＸ−Ｒ面に沿って広がる扇面）に対して垂直になるように配置されている。すなわち、回折部材４２２の延伸方向が、図２８に示すＹ方向に平行になるように配置されている。
【０１７２】
なお、放射線照射部１０として、複数の放射線の焦点を有するものを用いる場合には、放射線の焦点のＸ方向についての間隔Ｐ０と、上記焦点と第１の回折格子３０との距離Ｌ３（図２９参照）と、第１の回折格子３０と第２の回折格子４２０との距離Ｚ３（図２９参照）と、第２の回折格子４２０の回折部材４２２の間隔Ｐ４（図３０参照）とが下式（７）を満たすことができるように構成することが望ましい。
【数１０】
2010253194.tif 000013
【０１７３】
また、本実施形態の放射線位相画像撮影装置の構成をタルボ干渉計として機能させるためには、さらにいくつかの条件をほぼ満たさねばならない。その条件について以下に説明する。
【０１７４】
第１の回折格子３０と第２の回折格子４２０との距離Ｚ３は、第１の回折格子３０が９０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数１１】
2010253194.tif 000014
【０１７５】
ただし、λは放射線の波長（通常は中心波長）、ｍは０か正の整数、Ｐ１は上述した回折部材３２の格子ピッチである。
【０１７６】
また、第１の回折格子３０が１８０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合、または、第１の回折格子３０が振幅変調型格子である場合には、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数１２】
2010253194.tif 000015
【０１７７】
また、本実施形態の第２の回折格子４２０は、放射線源１１を通り第２の回折格子４２０の回折部材４２２に平行な軸を中心軸とする円筒面に沿って形成されている。
【０１７８】
移動機構５７は、図３１に示すように、放射線源１１、スリット部材１２、第１の回折格子３０、第２の回折格子４２０および放射線画像検出器４００を一体的にＹ方向に沿って移動させるものであり、この移動機構５７による移動によって被写体２０が放射線照射部１０から射出されたファンビームによってＹ方向に走査される。
【０１７９】
また、本実施形態においては、上述したようにスリット部材１２、第１の回折格子３０、第２の回折格子４２０および放射線画像検出器４００をＹ方向に沿って移動させるようにしたが、これに限らず、図３２に示すように、放射線源１１と放射線画像検出器４００とを結ぶ直線２を半径とし、放射線源１１を中心とする円弧に沿って一体的に移動させるようにしてもよい。
【０１８０】
放射線画像検出器４００は、第１の回折格子３０に入射した放射線が形成する第１の回折格子３０の自己像を第２の回折格子４２０によって強度変調された画像信号として検出するものである。このような放射線画像検出器４００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。
【０１８１】
また、移動機構５７は、上述したようにスリット部材１２、第１の回折格子３０、第２の回折格子４２０および放射線画像検出器４００を一体的にＹ方向に沿って移動させるものであるとともに、さらに第１の回折格子３０および第１の回折格子４２０がＹ方向について所定の位置にあるときに、その位置において第１の回折格子３０または第２の回折格子をその面に沿ってＹ方向に直交する方向に移動させるものでもある。たとえば、第２の回折格子４２０の回折部材４２２の配列ピッチＰ４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。ｎ種類の画像信号からは、各画素ごとに位相シフトの微分量、すなわち被写体２０によって生じた放射線の屈折角度に応じた量を復元することができ、様々な画像処理とその表現を介して、いわゆる位相コントラスト画像として供することができる。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第２の回折格子４２０を移動させることが望ましい。
【０１８２】
次に、第４の実施形態の放射線位相画像撮像装置による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。
【０１８３】
まず、放射線照射部１０と第１の回折格子３０との間に被写体２０が配置される（図２８参照）。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１０と第１の回折格子３０との間に被写体２０を配置するようにしたが、第１の回折格子３０と第２の回折格子４２０との間に配置するようにしてもよい。その場合、被検体から放射線画像検出器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。
【０１８４】
そして、放射線照射部１０の放射線源１１から放射線が射出され、その放射線はスリット部材１２のスリット１２ａを通過してファンビームとなって被写体２０に照射される。そして、被写体２０を透過した放射線は第１の回折格子３０に照射される。照射された放射線は、第１の回折格子３０で回折されることにより、第１の回折格子３０から放射線の光軸方向における所定の距離において、第１の回折格子の自己像を形成する。
【０１８５】
たとえば、回折格子３０が、９０°の位相変調を与える位相変調型格子の場合、上式（１１）（１８０°の位相変調型格子や強度変調型格子の場合は、上式（１２））で与えられる距離において第１の回折格子３０の自己像を形成する。一方、被写体２０によって、第１の回折格子３０に入射する放射線の波面は歪むため、第１の回折格子３０の自己像はそれに従って変形している。
【０１８６】
続いて、放射線は、第２の回折格子４２０を通過する。その結果、上記の変形した第１の回折格子３０の自己像は第２の回折格子４２０との重ね合わせにより、強度変調を受け、上記波面の歪みを反映した画像信号として放射線画像検出器４００により検出される。
【０１８７】
続いて順次、移動機構５７により第２の回折格子４２０がその面に沿ってＹ方向に直交する方向に回折部材４２２のピッチＰ４の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かされ、放射線画像検出器４００により、それぞれのｎに対する波面の歪みを反映したｎ種類の位相成分に対応する画像信号が検出される。
【０１８８】
そして、次に、移動機構５７によって放射線源１１、スリット部材１２、第１の回折格子３０、第２の回折格子４２０および放射線画像検出器４００が一体的にＹ方向に所定の距離だけ移動し、その位置において上記と同様の作用が繰り返される。
【０１８９】
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、複数の位相成分の画像信号に基づいて位相画像を生成する。具体的には、放射線源１１、スリット部材１２、第１の回折格子３０、第２の回折格子４２０および放射線画像検出器４００がＹ方向について所定の位置にあるときに取得された複数の位相成分の画像信号に基づいて部分位相画像が生成され、Ｙ方向のそれぞれの位置について生成された部分位相画像を組み合わせることによって１画面の全体位相画像が生成される。なお、上記のような方法に限らず、たとえば、各位相成分毎について１画面分の画像信号を生成した後、その位相成分毎の画像信号に基づいて全体位相画像を生成するようにしてもよいが、本実施形態の方法の方が、画面全体にわたる格子や検出器の不均一性による影響が出にくく望ましい。
【０１９０】
また、上記第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、第２の回折格子４２０を円筒面に沿って配置するようにしたが、第１の回折格子３０についても、第２の回折格子４２０と同様に、円筒面に沿って配置するようにしてもよい。
【０１９１】
次に、本発明の放射線位相画像撮影装置の第５の実施形態について説明する。図３３に第５の実施形態の放射線位相画像撮影装置の概略構成を表す斜視図を示す。図３４に図３３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３４の紙面厚さ方向が図３３のＹ方向である。
【０１９２】
本実施形態の放射線位相画像撮影装置は、図３３に示すように、放射線を被写体２０に向かって照射する放射線照射部１０と、被写体２０を透過した放射線が照射され、その放射線を回折する第１の回折格子３２０と、第１の回折格子３２０により回折された放射線を回折する第２の回折格子５２０と、第２の回折格子５２によって回折された放射線を検出する放射線画像検出器４００と、放射線画像検出器４００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、放射線照射部１０における放射線源１１、スリット部材１２、第１の回折格子３２０、第２の回折格子５２０および放射線画像検出器４００をＹ方向に沿って移動させる移動機構５８とを備えている。
【０１９３】
放射線照射部１０の構成は、上記第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置と同様である。第１の回折格子３２０の構成は、第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置の回折格子３２０と同様である。
【０１９４】
第２の回折格子５２０は、図３５に示すように、基板５２１と、基板５２１に設けられた複数の回折部材５２２とを備えている。複数の回折部材５２２は、いずれも一方向（図３５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５２２どうしの間隔（つまり、格子の周期）Ｐ５は、この実施形態では一定とされている。複数の回折部材５２２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５２０については、第１の回折格子３２０より回折部材５２２を厚くした振幅変調型格子であることが望ましい。このとき、回折部材５２２は放射線を十分に吸収する厚さが必要である。たとえば、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。
【０１９５】
また、第１の回折格子３２０および第２の回折格子５２０は、それぞれの回折部材の延伸方向が、放射線照射部１０から射出されたファンビームの広がり角が大きい方の扇面（図１のＸ−Ｒ面に沿って広がる扇面）に対して平行になるように配置されている。すなわち、回折部材３２２および回折部材５２２の延伸方向が、図３３に示すＸ方向に平行になるように配置されている。
【０１９６】
なお、放射線照射部１０として、複数の放射線の焦点を有するものを用いる場合には、放射線の焦点のＹ方向についての間隔Ｐ０と、上記焦点と第１の回折格子３２０との距離Ｌ４（図３４参照）と、第１の回折格子３２０と第２の回折格子５２０との距離Ｚ４（図３４参照）と、第２の回折格子５２０の回折部材５２２の間隔Ｐ５（図３５参照）とが下式（１０）を満たすことができるように構成することが望ましい。
【数１３】
2010253194.tif 000016
【０１９７】
また、本実施形態の放射線位相画像撮影装置の構成をタルボ干渉計として機能させるためには、さらにいくつかの条件をほぼ満たさねばならない。その条件について以下に説明する。
【０１９８】
第１の回折格子３２０と第２の回折格子５２０との距離Ｚ４は、第１の回折格子３２０が９０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数１４】
2010253194.tif 000017
【０１９９】
ただし、λは放射線の波長（通常は中心波長）、ｍは０か正の整数、Ｐ３は上述した回折部材３２２の格子ピッチである。
【０２００】
また、回折格子３２０が１８０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合、または、回折格子３２０が振幅変調型格子である場合には、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数１５】
2010253194.tif 000018
【０２０１】
また、本実施形態の第２の回折格子５２０は、放射線源１１を通り第２の回折格子５２０の回折部材５２２に配列方向（Ｙ方向）に平行な軸を中心軸とする円筒面に沿って形成されている。
【０２０２】
移動機構５８は、図３１に示すように、放射線源１１、スリット部材１２、第１の回折格子３２０、第２の回折格子５２０および放射線画像検出器４００を一体的にＹ方向に沿って移動させるものであり、この移動機構５８による移動によって被写体２０が放射線照射部１０から射出されたファンビームによってＹ方向に走査される。
【０２０３】
また、本実施形態においては、上述したようにスリット部材１２、第１の回折格子３２０、第２の回折格子５２０および放射線画像検出器４００をＹ方向に沿って移動させるようにしたが、これに限らず、図３２に示すように、放射線源１１と放射線画像検出器４０とを結ぶ直線２を半径とし、放射線源１１を中心とする円弧に沿って一体的に移動させるようにしてもよい。
【０２０４】
放射線画像検出器４００の構成は、上記第４の実施形態の放射線画像検出器４００と同様である。
【０２０５】
また、移動機構５８は、上述したようにスリット部材１２、第１の回折格子３２０、第２の回折格子５２０および放射線画像検出器４００を一体的にＹ方向に沿って移動させるものであるとともに、さらに第１の回折格子３２０および第２の回折格子５２０がＹ方向について所定の位置にあるときに、その位置において第１の回折格子３２０または第２の回折格子５２０をその面に沿ってさらにＹ方向に所定のピッチで移動させるものでもある。たとえば、第２の回折格子５２０の回折部材５２２の配列ピッチＰ５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第２の回折格子５２０を移動させることが望ましい。
【０２０６】
第５の実施形態の放射線位相画像撮像装置による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は、上述した移動機構５８による第１の回折格子３２０または第２の回折格子５２０のＹ方向についての所定のピッチでの移動以外は、上記第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置と同様である。
【０２０７】
そして、第５の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、移動機構５８により第２の回折格子５２０がその面に沿ってＹ方向に回折部材５２２のピッチＰ５の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かされ、放射線画像検出器４００により、それぞれのｎに対する波面の歪みを反映したｎ種類の位相成分に対応する画像信号が検出される。
【０２０８】
そして、次に、移動機構５８によって放射線源１１、スリット部材１２、第１の回折格子３２０、第２の回折格子５２０および放射線画像検出器４００が一体的にＹ方向に所定の距離だけ移動し、その位置において上記と同様の作用が繰り返される。
【０２０９】
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、複数の位相成分の画像信号に基づいて位相画像を生成する。具体的には、スリット部材１２、第１の回折格子３２０、第２の回折格子５２０および放射線画像検出器４００がＹ方向について所定の位置にあるときに取得された複数の位相成分の画像信号に基づいて部分位相画像が生成され、Ｙ方向のそれぞれの位置について生成された部分位相画像を組み合わせることによって１画面の全体位相画像が生成される。また、上記第５の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、第２の回折格子５２０を円筒面に沿って配置するようにしたが、第１の回折格子３２０についても、第２の回折格子５２０と同様に、円筒面に沿って配置するようにしてもよい。また、第２の回折格子５２０を第１の回折格子３２０と平行な平面上に形成するようにしてもよい。
【０２１０】
なお、上記第５の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、放射線照射部１０から射出されるファンビームは、第１の回折格子３２０および第２の回折格子５２０の位置における照射範囲のＹ方向についての辺縁において、第１の回折格子３２０および第２の回折格子５２０の干渉条件に実質的に影響を及ぼさない角度で入射するものであることが望ましい。
【０２１１】
したがって、上記第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置の説明における検討結果と同様に、放射線照射部１０から射出されるファンビームのＹ方向についての広がり角は、１２°以下であることが好ましく、より好ましくは１０°以下である。
【０２１２】
また、上記第４および第５の実施形態においては、第１の回折格子３０，３２０、第２の回折格子４２０，５２０および放射線画像検出器４００の形状を帯状の形状とし、ファンビームの走査に応じて移動させるようにしたが、これに限らず、第１の回折格子３０，３２０、第２の回折格子４２０，５２０および放射線画像検出器４００を、ファンビームの走査範囲を全てカバーする大きさとしてもよい。この場合には、スリット部材１２のみを移動機構により移動させるようにすればよい。
【０２１３】
また、上記第１から第５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（被検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。
【０２１４】
また、上記第１から第５の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、被写体または放射線位相画像撮影装置のいずれかを回転させたり、移動させたりして複数の投影方向で画像を取得し、それらに演算処理を施すことにより、被写体およびその内部構造を立体的に観察することができる。なお、この場合、従来のトモグラフィやトモシンセシスとは異なり、屈折率分布により立体像が形成されることになり、従来のトモグラフィやトモシンセシスの感度では描出しにくい構造を描出することができる。
【符号の説明】
【０２１５】
１０   放射線照射部
１１   放射線源
１２   スリット部材
１２ａ スリット
２０   被写体
３０   回折格子
４０   周期情報撮像放射線画像検出器
４０   放射線画像検出器
４０，２００，３００  周期情報撮像放射線画像検出器
３２０ 第１の回折格子
４００ 放射線画像検出器
４２０，５２０ 第２の回折格子
【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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