(57)【要約】  本発明は、波長１Å以下のＸ線から所望波長のＸ線を取り出すことを可能とし、種々のＸ線撮影に対応可能なバンドパスフィルタを提供する。このＸ線バンドパスフィルタには、Ｘ線を屈折させるＸ線屈折レンズと、Ｘ線屈折レンズにより屈折された所望波長のＸ線が集光する位置に設けられたスリットまたは孔を有するＸ線遮蔽部材とが備えられていることを特徴とする。
2008102632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を屈折させるＸ線屈折レンズと、
前記Ｘ線屈折レンズにより屈折された所望波長のＸ線が集光する位置に設けられたスリットまたは孔を有するＸ線遮蔽部材とを有することを特徴とするＸ線バンドパスフィルタ。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載のＸ線バンドパスフィルタにおいて、
前記Ｘ線遮蔽部材は、異なる複数の所望波長の各々について、前記Ｘ線屈折レンズにより屈折された当該波長のＸ線が集光する位置に、当該Ｘ線遮蔽部材のスリットまたは孔を位置するように移動可能であることを特徴とするＸ線バンドパスフィルタ。
【請求項３】
請求の範囲第１項又は第２項記載のＸ線バンドパスフィルタにおいて、
前記Ｘ線屈折レンズのレンズ口径Ｄ、前記Ｘ線屈折レンズの光軸に直交する当該Ｘ線屈折レンズの屈折力を持つ方向と平行な方向の前記スリット又は孔の幅ｄが下記式（１）を満たすことを特徴とするＸ線バンドパスフィルタ。
ｄ≦Ｄ／２・・・（１）
【請求項４】
請求の範囲第１項乃至第３項の何れか一項に記載のＸ線バンドパスフィルタにおいて、
前記Ｘ線屈折レンズに入射するＸ線が実質的に平行Ｘ線であり、
前記Ｘ線遮蔽部材の前記スリット又は孔が、前記Ｘ線屈折手段により屈折された所望波長のＸ線の焦点位置近傍に位置することを特徴とするＸ線バンドパスフィルタ。
【請求項５】
請求の範囲第１項乃至第３項の何れか一項に記載のＸ線バンドパスフィルタにおいて、
前記Ｘ線屈折レンズに入射するＸ線が焦点径αのＸ線源から照射されたＸ線であり、
前記Ｘ線源の焦点位置と前記Ｘ線屈折レンズのレンズ中心との距離Ｒ１、前記Ｘ線屈折レンズのレンズ中心と前記Ｘ線遮蔽部材のスリット又は孔との距離Ｒ２、前記スリット又は孔の前記幅ｄが下記式（２）を満たすことを特徴とするＸ線バンドパスフィルタ。
ｄ≧Ｒ２／Ｒ１×α・・・（２）
【請求項６】
請求の範囲第１項乃至第５項の何れか一項に記載のＸ線バンドパスフィルタと、
当該Ｘ線バンドパスフィルタにＸ線を照射するＸ線源とを有することを特徴とするＸ線照射システム。
【請求項７】
請求の範囲第６項記載のＸ線照射システムにおいて、
前記Ｘ線源が特性Ｘ線を発生させるＸ線発生部を有し、
前記Ｘ線バンドパスフィルタが前記特性Ｘ線のピーク波長を所望波長とすることを特徴とするＸ線照射システム。
【請求項８】
請求の範囲第６項又は第７項記載のＸ線照射システムと、
前記Ｘ線源から照射されて、前記Ｘ線遮蔽部材のスリット又は孔を通ったＸ線を検出するＸ線画像検出器とを備えることを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項９】
請求の範囲第８項記載のＸ線撮影システムにおいて、
被写体を配置するための被写体台と、
前記Ｘ線源から前記被写体台を通って照射されたＸ線を回折することによりタルボ効果を生じさせる第一回折格子と、
前記第一回折格子により回折されたＸ線を回折する第二回折格子と、を有し、
前記Ｘ線画像検出器が、前記第二回折格子により回折されたＸ線を検出することを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項１０】
請求の範囲第９項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線源が照射するＸ線の波長分布の半値幅が、当該Ｘ線のピーク波長の１／４以下であることを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項１１】
請求の範囲第８項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線源から発生したＸ線を、前記Ｘ線画像検出器のＸ線画像検出面において離散的に配置されたドット状又は縞状のＸ線照射量分布となるように絞るＸ線光学手段と、
前記Ｘ線画像検出器の検出結果を基に、前記離散的に配置されたドット状又は縞状の変形に相当する変形相当量を検出する変形相当量検出手段とを備えることを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項１２】
請求の範囲第１１項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線光学手段は、Ｘ線光軸方向に複数の第二Ｘ線屈折レンズが並べて設けられたＸ線屈折レンズ群であることを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項１３】
請求の範囲第１１項または第１２項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線光学手段は、Ｘ線光軸方向に直交する方向の平面に複数の第二Ｘ線屈折レンズ各々がそれぞれＸ線照射量分布のドット又は縞を形成するように周期的に並べて設けられたＸ線屈折レンズアレイであることを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項１４】
請求の範囲第１３項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線源の焦点径をａ、前記Ｘ線光軸方向に直交する方向における前記第二Ｘ線屈折レンズの配列周期をｐ、前記Ｘ線源の中心と前記第二Ｘ線屈折レンズの中心との間隔をＲ３、前記第二Ｘ線屈折レンズのレンズ中心と前記Ｘ線検出器における前記Ｘ線画像検出面との間隔をＲ４とすると、以下の式（３）を満たすことを特徴とするＸ線撮影システム。
ａ×Ｒ４＜ｐ×（Ｒ３＋Ｒ４）・・・（３）
【請求項１５】
請求の範囲第１１項乃至第１４項の何れか一項に記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線光学手段は、被写体がない状態で前記Ｘ線源から照射されたＸ線を、前記Ｘ線検出器の前記多数の画素のうち、隣接する少なくとも２画素にまたがるように離散的なドット状又は縞状のＸ線照射量分布に絞るものであることを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項１６】
請求の範囲第１５項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線検出器における前記隣接する２画素間の出力差と出力和との比に相当する値に基づいて微分位相画像を算出する微分位相画像算出手段を備えることを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項１７】
請求の範囲第１６項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記被写体のない状態で前記Ｘ線源から照射されたＸ線に基づく前記Ｘ線検出器の検出結果と、前記被写体がある状態で前記Ｘ線源から前記被写体を透過したＸ線に基づく前記Ｘ線検出器の検出結果との比較結果に基づいて、前記微分位相画像を算出する微分位相画像算出手段を備えることを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項１８】
請求の範囲第１５項乃至第１７項の何れか一項に記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線検出器における前記隣接する２画素間の出力和に相当する値に基づいて吸収画像を算出する吸収画像算出手段を備えることを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項１９】
請求の範囲第１５項乃至第１７項の何れか一項に記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線検出器における前記隣接する２画素間の出力和に相当する値と、前記隣接する２画素間の出力差と出力和との比に相当する値とから、位相エッジ効果を含む吸収画像を算出するエッジ吸収画像算出手段を備えることを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項２０】
請求の範囲第１６項又は第１７項に記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記微分位相画像算出手段によって算出された前記微分位相画像を積分して位相差画像を算出する位相差画像算出手段を備えることを特徴とするＸ線撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線バンドパスフィルタ、Ｘ線照射システム及びＸ線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所定波長範囲の光のみを透過させるバンドパスフィルタ（例えば特許文献１参照）を用いて、所望波長のＸ線を取り出すことが考えられている。例えば、多層膜反射鏡を備えたバンドパスフィルタを用いると、波長１Åを超える波長の軟Ｘ線から所望波長のＸ線を取り出すことが可能となっている。しかしながら、波長１Å以下のＸ線を反射する多層膜反射鏡は製造できていない。そこで、波長１Å以下のＸ線に対しては、上記した多層膜反射鏡を用いたバンドパスフィルタでなく、所望波長よりも低波長側にＫエッジがある物質を基に成形されたバンドパスフィルタが使用されている。
【特許文献１】特開２００６−２３６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、Ｋエッジがある実用的な物質は限られていることから、バンドパスの中心波長も限られてしまう。この中心波長が所望波長に適合しない場合はフィルタとして意味をなさない。さらに、多層膜反射今日におるバンドパスフィルタのように急峻なフィルタ性能もないのが現状である。【０００４】
本発明の課題は、波長１Å以下のＸ線から所望波長のＸ線を取り出すことを可能とし、種々のＸ線撮影に対応可能なバンドパスフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求の範囲第１項記載の発明に係るＸ線バンドパスフィルタは、
Ｘ線を屈折させるＸ線屈折レンズと、
前記Ｘ線屈折レンズにより屈折された所望波長のＸ線が集光する位置に設けられたスリットまたは孔を有するＸ線遮蔽部材とを有することを特徴としている。【０００６】
請求の範囲第２項記載の発明は、請求の範囲第１項記載のＸ線バンドパスフィルタにおいて、
前記Ｘ線遮蔽部材は、異なる複数の所望波長の各々について、前記Ｘ線屈折レンズにより屈折された当該波長のＸ線が集光する位置に、当該Ｘ線遮蔽部材のスリットまたは孔を位置するように移動可能であることを特徴としている。【０００７】
請求の範囲第３項記載の発明は、請求の範囲第１項又は第２項記載のＸ線バンドパスフィルタにおいて、
前記Ｘ線屈折レンズのレンズ口径Ｄ、前記Ｘ線屈折レンズの光軸に直交する当該Ｘ線屈折レンズの屈折力を持つ方向と平行な方向の前記スリット又は孔の幅ｄが下記式（１）を満たすことを特徴としている。【０００８】
ｄ≦Ｄ／２・・・（１）
請求の範囲第４項記載の発明は、請求の範囲第１項乃至第３項の何れか一項に記載のＸ線バンドパスフィルタにおいて、
前記Ｘ線屈折レンズに入射するＸ線が実質的に平行Ｘ線であり、
前記Ｘ線遮蔽部材の前記スリット又は孔が、前記Ｘ線屈折手段により屈折された所望波長のＸ線の焦点位置近傍に位置することを特徴としている。【０００９】
請求の範囲第５項記載の発明は、請求の範囲第１項乃至第３項の何れか一項に記載のＸ線バンドパスフィルタに
おいて、
前記Ｘ線屈折レンズに入射するＸ線が焦点径αのＸ線源から照射されたＸ線であり、
前記Ｘ線源の焦点位置と前記Ｘ線屈折レンズのレンズ中心との距離Ｒ１、前記Ｘ線屈折レンズのレンズ中心と前記Ｘ線遮蔽部材のスリット又は孔との距離Ｒ２、前記スリット又は孔の前記幅ｄが下記式（２）を満たすことを特徴としている。【００１０】
ｄ≧Ｒ２／Ｒ１×α・・・（２）
請求の範囲第６項記載の発明に係るＸ線照射システムは、
請求の範囲第１項乃至第５項の何れか一項に記載のＸ線バンドパスフィルタと、
当該Ｘ線バンドパスフィルタにＸ線を照射するＸ線源とを有することを特徴としている。【００１１】
請求の範囲第７項記載の発明は、請求の範囲第６項記載のＸ線照射システムにおいて、
前記Ｘ線源が特性Ｘ線を発生させるＸ線発生部を有し、
前記Ｘ線バンドパスフィルタが前記特性Ｘ線のピーク波長を所望波長とすることを特徴としている。【００１２】
請求の範囲第８項記載の発明に係るＸ線撮影システムは、
請求の範囲第６項又は第７項記載のＸ線照射システムと、
前記Ｘ線源から照射されて、前記Ｘ線遮蔽部材のスリット又は孔を通ったＸ線を検出するＸ線画像検出器と、を備えることを特徴としている。【００１３】
請求の範囲第９項記載の発明は、請求の範囲第８項記載のＸ線撮影システムにおいて、
被写体を配置するための被写体台と、
前記Ｘ線源から前記被写体台を通って照射されたＸ線を回折することによりタルボ効果を生じさせる第一回折格子と、
前記第一回折格子により回折されたＸ線を回折する第二回折格子と、を有し、
前記Ｘ線画像検出器が、前記第二回折格子により回折されたＸ線を検出することを特徴としている。【００１４】
請求の範囲第１０項記載の発明は、請求の範囲第９項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線源が照射するＸ線の波長分布の半値幅が、当該Ｘ線のピーク波長の１／４以下であることを特徴としている。【００１５】
請求の範囲第１１項記載の発明は、請求の範囲第８項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線源から発生したＸ線を、前記Ｘ線画像検出器のＸ線画像検出面において離散的に配置されたドット状又は縞状のＸ線照射量分布となるように絞るＸ線光学手段と、
前記Ｘ線画像検出器の検出結果を基に、前記離散的に配置されたドット状又は縞状の変形に相当する変形相当量を検出する変形相当量検出手段とを備えることを特徴としている。【００１６】
請求の範囲第１２項記載の発明は、請求の範囲第１１項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線光学手段は、Ｘ線光軸方向に複数の第二Ｘ線屈折レンズが並べて設けられたＸ線屈折レンズ群であることを特徴としている。【００１７】
請求の範囲第１３項記載の発明は、請求の範囲第１１項又は第１２項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線光学手段は、Ｘ線光軸方向に直交する方向の平面に複数の前記第二Ｘ線屈折レンズ各々がそれぞれＸ線照射量分布のドット又は縞を形成するように周期的に並べて設けられたＸ線屈折レンズアレイであることを特徴としている。【００１８】
請求の範囲第１４項記載の発明は、請求の範囲第１３項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線源の焦点径をａ、前記Ｘ線光軸方向に直交する方向における前記第二Ｘ線屈折レンズの配列周期をｐ、前記Ｘ線源の中心と前記第二Ｘ線屈折レンズの中心との間隔をＲ３、前記第二Ｘ線屈折レンズのレンズ中心と前記Ｘ線検出器における前記Ｘ線画像検出面との間隔をＲ４とすると、以下の式（３）を満たすことを特徴としている。【００１９】
ａ×Ｒ４＜ｐ×（Ｒ３＋Ｒ４）・・・（３）
請求の範囲第１５項記載の発明は、請求の範囲第１１項乃至第１４項の何れか一項に記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線光学手段は、被写体がない状態で前記Ｘ線源から照射されたＸ線を、前記Ｘ線検出器の前記多数の画素のうち、隣接する少なくとも２画素にまたがるように離散的なドット状又は縞状のＸ線照射量分布に絞るものであることを特徴としている。【００２０】
請求の範囲第１６項記載の発明は、請求の範囲第１６項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線検出器における前記隣接する２画素間の出力差と出力和との比に相当する値に基づいて微分位相画像を算出する微分位相画像算出手段を備えることを特徴としている。【００２１】
請求の範囲第１７項記載の発明は、請求の範囲第１６項記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記被写体のない状態で前記Ｘ線源から照射されたＸ線に基づく前記Ｘ線検出器の検出結果と、前記被写体がある状態で前記Ｘ線源から前記被写体を透過したＸ線に基づく前記Ｘ線検出器の検出結果との比較結果に基づいて、前記微分位相画像を算出する微分位相画像算出手段を備えることを特徴としている。【００２２】
請求の範囲第１８項記載の発明は、請求の範囲第１５項乃至第１７項の何れか一項に記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線検出器における前記隣接する２画素間の出力和に相当する値に基づいて吸収画像を算出する吸収画像算出手段を備えることを特徴としている。【００２３】
請求の範囲第１９項記載の発明は、請求の範囲第１５項乃至第１７項の何れか一項に記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記Ｘ線検出器における前記隣接する２画素間の出力和に相当する値と、前記隣接する２画素間の出力差と出力和との比に相当する値とから、位相エッジ効果を含む吸収画像を算出するエッジ吸収画像算出手段を備えることを特徴としている。【００２４】
請求の範囲第２０項記載の発明は、請求の範囲第１６項又は第１７項に記載のＸ線撮影システムにおいて、
前記微分位相画像算出手段によって算出された前記微分位相画像を積分して位相差画像を算出する位相差画像算出手段を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
請求の範囲第１項記載の発明によれば、所望波長のＸ線は、その波長のＸ線が集光する位置に設けられたスリットまたは孔を通過するが、所望波長から短い波長のＸ線は、集光する位置がスリットまたは孔の位置よりＸ線屈折レンズから遠い位置であり、所望波長から長い波長のＸ線は、集光する位置がスリットまたは孔の位置よりＸ線屈折レンズに近い位置となる。いずれも、所望波長のＸ線と比べると、スリットまたは孔を通過する割合に対するＸ線遮蔽部材で遮蔽される割合が多くなるので、Ｘ線バンドパスフィルタとして機能させることができる。【００２６】
また、所望波長より低波長側にＫエッジがある物質を用いるバンドパスフィルタのように、バンドパスの中心波長は限られるということはなく、Ｘ線屈折レンズとＸ線遮蔽部材と、それらの配置を任意の所望波長に合わせて設計することで、所望波長をバンドパスの中心波長としたＸ線バンドパスフィルタとして機能させることができる。これにより、波長１Å以下のＸ線であっても所望波長のＸ線を取り出すことができる。【００２７】
請求の範囲第２項記載の発明によれば、１つのＸ線バンドパスフィルタで、異なる複数の所望波長の各々について、当該は長のＸ線が集光する位置に各々対応する位置に当該Ｘ線遮蔽部材のスリットまたは孔を位置させることで、当該波長を中心波長としたバンドパスフィルタとして機能させることができる。【００２８】
請求の範囲第３項記載の発明によれば、所望波長より長波長側の遮蔽特性を急峻にでき、良好なバンドパスフィルタ特性にできる。例えば、Ｘ線屈折レンズがＸ線進行方向と交差する一方向だけに集光する作用を持ち、Ｘ線遮蔽部材が当該一方向について集光された所望波長のＸ線が透過するようにスリットが有る場合、スリットの位置では、Ｘ線屈折レンズの光学性能にも依存するが、原理的には、所望波長の√２倍以上の波長のＸ線は、Ｘ線屈折レンズのレンズ径以上に広がっており、スリットのサイズがレンズ径の半分以下なので、半分以上遮蔽される。また、Ｘ線屈折レンズがＸ線進行方向と垂直かつ互いに垂直な二軸方向の両方に集光する作用を持ち、Ｘ線遮蔽部材が当該二軸方向について集光された所望波長のＸ線が透過するように孔が有る場合、スリットの位置では、Ｘ線屈折レンズの光学性能にも依存するが、原理的には、所望波長の√２倍以上の波長のＸ線は、Ｘ線屈折レンズのレンズ径以上に広がっており、スリットのサイズがレンズ径の半分以下なので、３／４以上遮蔽される。【００２９】
請求の範囲第４項記載の発明によれば、入射するＸ線が実質的に平行Ｘ線なので、Ｘ線源からの拡散Ｘ線と比べて、Ｘ線屈折レンズのＸ線進行方向の長さを比較的短くできつつ、所望波長をバンドパスの中心波長としたＸ線バンドパスフィルタとして機能させることができる。【００３０】
請求の範囲第５項記載の発明によれば、例えば、一般的なＸ線撮影に使用されているような焦点径αのＸ線源を用いても、Ｘ線屈折レンズの光学性能にも依存するが、原理的には、Ｘ線屈折レンズのレンズ口径Ｄ内に入射した所望波長のＸ線がＸ線遮蔽部材で遮蔽されずに、Ｘ線遮蔽部材のスリット又は孔を透過しつつ、所望波長をバンドパスの中心波長としたＸ線バンドパスフィルタとして機能させることができる。【００３１】
請求の範囲第６項記載の発明によれば、Ｘ線バンドパスフィルタが、Ｘ線屈折レンズの光学性能にも依存するが、原理的には、Ｘ線屈折レンズのレンズ口径Ｄ内に入射した所望波長のＸ線がＸ線遮蔽部材で遮蔽されずに、Ｘ線遮蔽部材のスリット又は孔を透過しつつ、所望波長をバンドパスの中心波長としたＸ線バンドパスフィルタとして機能するので、例えば、一般的に使用されているような、焦点径αのＸ線源を用いて、単色性の有るＸ線を照射できる。【００３２】
請求の範囲第７項記載の発明によれば、Ｘ線バンドパスフィルタが、Ｘ線屈折レンズの光学性能にも依存するが、原理的には、Ｘ線源から照射された特性Ｘ線のピーク波長をバンドパスの中心波長としたＸ線バンドパスフィルタとして機能するので、一層単色性の高いＸ線を照射できる。【００３３】
請求の範囲第８項記載の発明によれば、例えば、一般的に使用されているような、焦点径αのＸ線源を用いて、単色性の有るＸ線を照射して、Ｘ線撮影できるので、比較的安価で、かつ、単色性の良いＸ線撮影で、ビームハードニングの影響が小さくなる。【００３４】
また、検出量を定量的に用いても、Ｘ線源の不安定性と被写体毎に異なるビームハードニングの影響の切り分けができない事に起因する検出量の定量性の低さが抑えられ、検出量の比から定量性のあるデータを得ることができる。【００３５】
請求の範囲第９項記載の発明によれば、タルボ干渉計方式で、医療診断・生物診断に利用可能な画像が得られる
請求の範囲第１０項記載の発明によれば、単色性のよいＸ線照射になり、タルボ干渉計方式で、医療診断・生物診断に一層有用な画像が得られる。【００３６】
請求の範囲第１１項記載の発明によれば、１つのＸ線光学手段によって変形相当量を検出することができるので、少なくとも２つの回折格子が必要なタルボ干渉計方式と比較しても、簡単な構成で位相画像を検出することができる。また、検出に干渉ではなく屈折を利用するので、Ｘ線源に可干渉性を必要としない。これにより、タルボ干渉計方式よりも簡単な構成で、被写体のＸ線吸収が少ない組織であっても、密度差の大きい異なる組織間や、気体・組織間の境界を高いコントラストで捉えることが可能となる。【００３７】
請求の範囲第１２項記載の発明によれば、Ｘ線光学手段が、Ｘ線光軸方向に複数のＸ線屈折レンズが並べて設けられたＸ線屈折レンズ群であるので、Ｘ線屈折レンズの形状が先鋭な形状でなくてもよく、作成が容易で、耐久性を確保することができる。【００３８】
請求の範囲第１３項記載の発明によれば、Ｘ線光学手段が、Ｘ線光軸方向に直交する方向の平面に複数のＸ線屈折レンズがそれぞれドット又は縞を形成するように周期的に並べて設けられたＸ線屈折レンズアレイであるので、各々のＸ線屈折レンズは撮影画像の画素サイズの数倍程度の大きさでよい。このため、作成が容易であり、被写体を透過したＸ線をより簡素な構成でドット状又は縞状に絞ることが可能となる。【００３９】
また、Ｘ線屈折レンズに不具合があったとしても、当該Ｘ線屈折レンズにより形成されたドット又は縞をＸ線検出器の検出結果から特定することが可能となるので、不具合となったＸ線屈折レンズの特定も容易になる。【００４０】
請求の範囲第１４項記載の発明によれば、式（３）の関係を満たすように、被写体を配置可能であるので、式（３）の関係を満たすように被写体を配置することにより、Ｘ線画像検出面上で被写体内のＸ線屈折率差による位相画像として識別性の高い画像を得ることができる。【００４１】
請求の範囲第１５項記載の発明によれば、被写体を透過したＸ線をＸ線光学手段によって、Ｘ線検出器の多数の画素のうち、隣接する２画素にまたがるように離散的なドット状又は縞に絞っているので、少なくとも２つの回折格子が必要なタルボ干渉計方式と比較して簡単な構成で位相画像を検出することができる。また、検出に干渉ではなく屈折を利用するので、Ｘ線源に可干渉性を必要としない。これにより、タルボ干渉計方式よりも簡単な構成で、被写体のＸ線吸収が少ない組織であっても、密度差の大きい異なる組織間や、気体・組織間の境界を高いコントラストで捉えることが可能となる。【００４２】
請求の範囲第１６項記載の発明によれば、Ｘ線が被写体を透過することによる離散的なドット状又は縞状の変位量から、微分位相画像が算出することができる。【００４３】
請求の範囲第１７項記載の発明によれば、被写体のない状態でＸ線源から照射されたＸ線に基づくＸ線検出器の検出結果と、被写体がある状態でＸ線源から被写体を透過したＸ線に基づくＸ線検出器の検出結果との比較結果に基づいて算出するので、精度の高い微分位相画像を算出することができる。【００４４】
請求の範囲第１８項記載の発明によれば、吸収画像算出手段によって、隣接する２画素間の出力和に相当する値に基づいて吸収画像を算出することができる。【００４５】
請求の範囲第１９項記載の発明によれば、吸収画像算出手段によって、隣接する２画素間の出力和に相当する値と、隣接する２画素間の出力差と出力和との比に相当する値とから位相エッジ効果を含む吸収画像を算出することができる。【００４６】
請求の範囲第２０項記載の発明によれば、位相画像算出手段が微分位相画像を積分して位相差画像を算出するので、微分位相画像とともに位相差画像をも一度の撮影で算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】Ｘ線バンドパスフィルタの実施の形態の断面図である。
【図２】第一の実施の形態におけるＸ線撮影システムの制御構成を示すブロック図である。
【図３】第一の実施の形態におけるＸ線撮影システムを構成するＸ線撮影装置の要部構成例を示す側面図である。
【図４】第一の実施の形態における回折格子保持構造体及びこれに保持された第一回折格子及び第二回折格子の斜視断面図である。
【図５】第一の実施の形態におけるＸ線撮影装置におけるＸ線透過を説明する要部斜視図である。
【図６】第一の実施の形態の第一回折格子の図５におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図７】第一の実施の形態の第二回折格子の図５におけるII−II断面図である。
【図８】第一の実施の形態におけるＸ線撮影装置のＸ線管、被写体、第一回折格子、第二回折格子、Ｘ線検出器の位置関係を説明する説明図である。
【図９】第一の実施の形態におけるＸ線撮影システムで実行されるＸ線撮影方法の流れを表すデータフローダイアグラムである。
【図１０】第一の実施の形態におけるＸ線撮影装置の変形例を示す側面図である。
【図１１】第二の実施の形態におけるＸ線撮影システムの構成例を示す説明図である。
【図１２】第二の実施の形態におけるＸ線撮影システムに備わるＸ線屈折レンズアレイの概略構成を示す説明図である。
【図１３】第二の実施の形態におけるＸ線屈折レンズアレイに備わるＸ線屈折レンズの断面図である。
【図１４】第二の実施の形態におけるＸ線撮影システムに備わるＸ線検出器の隣接する２画素に１つの縞がまたがった際に、他の縞の端部付近が進入した状態を表す説明図である。
【図１５】第二の実施の形態におけるＸ線撮影システムに備わる撮影装置本体部の制御構成を示すブロック図である。
【図１６】第二の実施の形態におけるＸ線撮影システムでの撮影時のＸ線の照射状況を表す示す図である。
【図１７】第二の実施の形態におけるＸ線検出器上に現出する縞の被写体の有無に基づく変位を表す説明図である。
【図１８】第二の実施の形態における制御装置で実行される微分位相画像、位相差画像、吸収画像、位相エッジ効果を有する吸収画像の算出処理の流れを表すデータフローダイアグラムである。
【図１９】Ｘ線バンドパスフィルタの実施の形態におけるＸ線屈折レンズの変形例を示す説明図である。
【図２０】Ｘ線バンドパスフィルタの実施の形態におけるＸ線屈折レンズの変形例を示す説明図である。
【図２１】第二の実施の形態におけるＸ線屈折レンズアレイの変形例を示す説明図である。
【図２２】第二の実施の形態におけるＸ線屈折レンズの変形例を示す説明図である。
【図２３】第三の実施の形態におけるＸ線屈折レンズアレイを表す説明図である。
【図２４】第三の実施の形態におけるＸ線屈折レンズアレイにより現出されたドットの変位を表す説明図である。
【図２５】第四の実施の形態におけるＸ線撮影システムを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  Ｘ線撮影装置
３  コンソール
１１  支持基台
１２  Ｘ線照射装置
１３  被写体台
１４  Ｘ線検出器
１５  第一回折格子
１６  第二回折格子
３１  制御装置
３３  表示装置
４０  Ｘ線バンドパスフィルタ
４１  Ｘ線屈折レンズ
４２  Ｘ線遮蔽部材
４６  スリット
１００  Ｘ線撮影システム
１２２  Ｘ線管
Ｈ  被写体
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、図面を参照しながら本発明に係るＸ線バンドパスフィルタと、これを用いたＸ線撮影システムの第一の実施の形態について説明する。【００５０】
なお、発明を実施するための最良の形態欄は、発明を実施するために発明者が最良と認識している形態を示すものであり、発明の範囲や、特許請求の範囲に用いられている用語を一見、断定又は定義するような表現もあるが、これらは、あくまで、発明者が最良と認識している形態を特定するための表現であり、発明の範囲や、特許請求の範囲に用いられている用語を特定又は限定するものではない。【００５１】
［Ｘ線バンドパスフィルタの実施の形態］
Ｘ線バンドパスフィルタ４０は、Ｘ線管１２２から照射されたＸ線を屈折させるＸ線屈折レンズ４１と、Ｘ線屈折レンズ４１により屈折された所望波長のＸ線が集光する位置に設けられたスリット４６を有するＸ線遮蔽部材４２とを備えている。【００５２】
Ｘ線屈折レンズ４１は、Ｘ線管１２２よりＸ線画像検出面側で、Ｘ線の光軸方向に沿って配置されている。これにより、後述するように、Ｘ線屈折レンズ４１に入射するＸ線が屈折して、集光されることになる。【００５３】
図１はＸ線屈折レンズ４１の断面図である。Ｘ線屈折レンズ４１には、Ｘ線管１２２から発せられたＸ線の光軸に沿って、複数のレンズ４３が配列されている。各レンズ４３は、Ｘ線管１２２側に向けて凹んだ断面放物線状の凹曲面４４と、Ｘ線検出器１４側に向けて凹んだ断面放物線状の凹曲面４５とが対向するように形成されていて、物質が存在する方が真空中や大気中よりも僅かながら屈折率が低くなるので、これら凹曲面４４、４５によりＸ線が、僅かに光軸に近づく方向に屈折されることになる。そして、Ｘ線の光軸に沿って、複数のレンズが配列されているので、光軸に向かって集光され、所望波長のＸ線がスリット４６に向けて集光されることになる。【００５４】
上述したようなX線屈折レンズ、例えば、口径１５７μｍで、放物線の最小曲率半径１９．６２５μｍのX線屈折レンズを、X線の進行方向に７５個並べた複合X線屈折レンズを用いた場合を例にあげると、２０KｅＶの平行X線、即ち波長０．６Å平行Ｘ線を前記複合X線屈折レンズに入射させて、レンズ先端から約２０ｃｍの位置に集光させることができる。【００５５】
もし、前記並行X線が４０ＫｅＶ（波長０．３Å）であった場合には、２０KｅＶ（波長０．６Å）の平行X線と比較して空気に対する屈折率の差が１／４倍となることから、集光する位置はレンズ先端から約８０ｃｍの位置となる。【００５６】
また、前記並行X線が１０ＫｅＶ（波長１．２Å）であった場合には、２０KｅＶ（波長０．６Å）の平行X線と比較して空気に対する屈折率の差が４倍となることから、集光する位置はレンズ先端から約４〜５ｃｍの位置となる。【００５７】
Ｘ線遮蔽部材４２は、例えば鉛などのＸ線を遮蔽する材料により形成されている。このＸ線遮蔽部材４２は、Ｘ線屈折レンズ４１のＸ線検出面側（下方）に配置されていて、レンズ４１に対向する位置にスリット４６が形成されている。したがって、Ｘ線検出面から見ると、Ｘ線屈折レンズ４１による屈折方向に関しては、このスリット４６の位置が照射されるＸ線の中心になる。
Ｘ線遮光部材４２の配置位置は、Ｘ線屈折レンズ４１に集光されたＸ線のうち、所望波長（例えば、特性Ｘ線のピーク波長）のＸ線が集光する位置にスリット４６が配置されるように制御されている。【００５８】
即ち、Ｘ線遮蔽部材４２は、ガイド部材４８によりＸ線の光軸方向と平行な方向に案内されるＸ線遮蔽部材保持部４７に保持されており、Ｘ線遮蔽部材保持部４７がガイド部材４８によりＸ線の光軸方向と平行な方向に案内されながら、所定の位置に位置するように図示しない駆動部材により移動及び停止することにより、Ｘ線屈折レンズ４１に集光されたＸ線のうち、所望波長（例えば、特性Ｘ線のピーク波長）のＸ線が集光する位置にスリット４６が配置されるように制御されている。【００５９】
例えば、一例として既に説明した口径１５７μｍで、放物線の最小曲率半径１９．６２５μｍのX線屈折レンズを、X線の進行方向に７５個並べた複合X線屈折レンズを用いた場合には、レンズ先端から約２０ｃｍの位置に開口幅７８．５μｍのスリットを設けると、この位置に集光する２０ＫｅＶ（波長０．６Å）のＸ線はこのスリットを通過し、レンズ先端から約８０ｃｍの位置に集光する４０ＫｅＶ（波長０．３Å）のＸ線およびレンズ先端から約４〜５ｃｍの位置に集光する１０ＫｅＶ（波長１．２Å）のＸ線の多くの割合が、スリットにより阻止されることになる。【００６０】
このように、異なる複数の所望波長の各々について、Ｘ線屈折レンズにより屈折された当該波長のＸ線が集光する位置に、当該Ｘ線遮蔽部材のスリットまたは孔を位置するように移動可能であるので、当該波長を中心波長としたバンドパスフィルタとして機能させることができる。【００６１】
これにより、例えば、被写体が薄い場合は、コントラストが大きく取れる長波長のＸ線を照射し、被写体が厚い場合は、必要なＸ線透過量が得られる短波長のＸ線を照射するというように、被写体の厚さに最適な波長のX線を照射したり、異なる複数の波長のX線を照射して、その差分画像を取ることで、被写体の骨部を強調した画像や、軟部組織を強調した画像を得たり、さまざまな応用が可能となる。【００６２】
そして、Ｘ線屈折レンズ４１の光軸に直交する当該Ｘ線屈折レンズ４１の屈折力を持つ方向と平行な方向のスリット４６の幅ｄ、Ｘ線屈折レンズ４１のレンズ口径Ｄ、Ｘ線管１２２の焦点径α、Ｘ線管１２２の焦点位置とＸ線屈折レンズ４１のレンズ中心との距離Ｒ１、Ｘ線屈折レンズ４１のレンズ中心とＸ線遮蔽部材４２のスリット４６との距離Ｒ２は、下記式（１）、（２）を満たすことで、より効率的に所望波長のＸ線を効率的に取り出すことができる。【００６３】
ｄ≦Ｄ／２・・・（１）
ｄ≧Ｒ２／Ｒ１×α・・・（２）
また、本実施の形態では、断面放物線状の凹曲面２７２を備えたＸ線屈折レンズ２７１を例示して説明したがレンズの形状はＸ線を屈折させるものであればこれに限定されるものではなく、例えば、図１９に示すように対向する面に形成され、互いに直交する断面放物線状の凹曲面２７４，２７５によりＸ線を屈折させるレンズ２７１Ａ（特開２００１−３３７１９７号公報参照）や、図２０に示すように、対向する段状面２７６によりＸ線を屈折させるレンズ２７１Ｂ（特表２００３−５０５６７７号公報）や、図２２に示すように、断面円形状の曲面７７を有するＸ線屈折レンズ７１ｂを複数、Ｘ線光軸方向に配列することで形成したＸ線屈折レンズ群９ａ（特開２００２−１３１４８８号公報、特許２５２６４０９号公報参照）や、断面楕円形状の曲面を有するＸ線屈折レンズを複数、Ｘ線光軸方向に配列することで形成したＸ線屈折レンズ群（米国特許第６７１８００９号公報参照）等が挙げられる。【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、所望波長のＸ線は、その波長のＸ線が集光する位置に設けられたスリット４６を通過するが、所望波長から短い波長のＸ線は、集光する位置がスリット４６よりＸ線屈折レンズ４１から遠い位置であり、所望波長から長い波長のＸ線は、集光する位置がスリット４６よりＸ線屈折レンズ４１に近い位置となる。いずれも、所望波長のＸ線と比べると、スリット４６を通過する割合に対するＸ線遮蔽部材４２で遮蔽される割合が多くなるので、上記の構成であってもＸ線バンドパスフィルタとして機能する。【００６５】
また、所望波長より低波長側にＫエッジがある物質を用いるバンドパスフィルタのように、バンドパスの中心波長は限られるということはなく、Ｘ線屈折レンズ４１とＸ線遮蔽部材４２と、それらの配置を任意の所望波長に合わせて設計することで、所望波長をバンドパスの中心波長としたＸ線バンドパスフィルタとして機能させることができる。これにより、波長１Å以下のＸ線であっても所望波長のＸ線を取り出すことができる。【００６６】
また、１つのＸ線バンドパスフィルタ４０で、異なる複数の所望波長のＸ線が集光する位置に各々対応する位置に当該Ｘ線遮蔽部材４２のスリット４６を位置させることで、異なる複数の所望波長を中心波長としたバンドパスフィルタとして機能させることができる。【００６７】
そして、所望波長より長波長側の遮蔽特性を急峻にでき、良好なバンドパスフィルタ特性にできる。【００６８】
また、入射するＸ線が実質的に平行Ｘ線なので、Ｘ線管１２２からの拡散Ｘ線と比べて、Ｘ線屈折レンズ４１のＸ線進行方向の長さを比較的短くできつつ、所望波長をバンドパスの中心波長としたＸ線バンドパスフィルタとして機能させることができる。【００６９】
そして、例えば、一般的なＸ線撮影に使用されているような、焦点径αのＸ線管１２２を用いたとしても、Ｘ線屈折レンズ４１の光学性能にも依存するが、原理的には、Ｘ線屈折レンズ４１のレンズ口径Ｄ内に入射した所望波長のＸ線がＸ線遮蔽部材４２で遮蔽されずに、Ｘ線遮蔽部材４２のスリット４６を透過しつつ、所望波長をバンドパスの中心波長としたＸ線バンドパスフィルタとして機能させることができる。
［第一の実施の形態］
図１〜９を参照しながら本発明に係るＸ線撮影システムの一実施形態について説明する。【００７０】
図２は、本実施形態におけるＸ線撮影システムの制御構成を示した図である。図３は、本実施形態におけるＸ線撮影システムに適用されるＸ線撮影装置の構成例を示したものである。【００７１】
図２に示すように、Ｘ線撮影システム１００は、被写体ＨのＸ線撮影を行うＸ線撮影装置１と、Ｘ線撮影装置１の各部を制御して被写体Ｈに照射するＸ線の制御を行ったり、Ｘ線を照射して取得したＸ線画像の画像処理等を行うコンソール３と、を備えている。【００７２】
Ｘ線撮影装置１は、図３に示すように、床面にボルト等で固定された支持基台１１を備えている。支持基台１１は、床面に対して垂直方向に延在する支持部材１１１を備えており、支持部材１１１の上部には、上方から下方に向かってほぼ鉛直方向であるＸ線光軸方向にＸ線を照射するＸ線照射部１２が設けられている。Ｘ線照射部１２の下方には、透過口７０が設けられているとともに、当該Ｘ線照射部１２から照射されたＸ線から所定波長のＸ線を取り出すためのＸ線バンドパスフィルタ４０が配設されている。また、Ｘ線照射部１２のＸ線光軸方向下方の位置に、被写体Ｈを下から支持する被写体台１３が配設されている。被写体台１３のＸ線光軸方向下方の位置に、Ｘ線照射部１２から照射され被写体Ｈを透過したＸ線を検出するＸ線検出器１４が設けられている。また、被写体台１３とＸ線検出器１４との間には、前記被写体台１３とは別体に構成され第一回折格子１５及び第二回折格子１６（図１等参照）を一体に保持する回折格子保持構造体１７が配設されている。【００７３】
Ｘ線照射部１２には、高電圧を発生する高電圧発生源１２１と、高電圧発生源１２１により高電圧が印加されるとＸ線を発生するＸ線源としてのＸ線管１２２と、が設けられている。また、Ｘ線照射部１２は、Ｘ線源制御部１２３を備えており、高電圧発生源１２１及びＸ線管１２２は、Ｘ線源制御部１２３とそれぞれ接続されている。Ｘ線源制御部１２３は、コンソール３の制御装置３１（図２参照）からの制御信号に基づいて、高電圧発生源１２１、Ｘ線管１２２を制御する。【００７４】
Ｘ線管１２２は、第一回折格子１５及び第二回折格子１６を介してＸ線検出器１４にＸ線を照射するＸ線源であり、Ｘ線管１２２としては、例えば、医療現場や非破壊検査施設で広く用いられているクーリッジＸ線管や、回転陽極Ｘ線管が挙げられる。なお、回転陽極Ｘ線管においては、陰極から放射される電子線が陽極に衝突することでＸ線が発生する。これは自然光のようにインコヒーレント（非干渉性）であり、また平行光Ｘ線でもなく発散光である。電子線が陽極の固定した場所に当り続けると、熱の発生で陽極が傷むので、通常用いられるＸ線管１２２では陽極を回転して陽極の寿命の低下を防いでいる。【００７５】
電子線を陽極の一定の大きさの面に衝突させることにより、発生したＸ線はその一定の大きさの陽極の平面から被写体Ｈに向けて放射される。この照射方向（被写体方向）から見たＸ線が発生する陽極の平面の大きさを実焦点（フォーカス）と呼ぶ。焦点径（μｍ）は、ＪＩＳ  Ｚ  ４７０４−１９９４の７．４．１焦点試験の（２）スリットカメラ法による焦点寸法の測定に規定されている方法で測定できる。なお、この測定方法中の任意選択条件は、Ｘ線照射部１２の性質に応じて測定原理から考えて精度が最も高くなる条件を選択した方が一層精度の高い測定が可能となることは言うまでもない。【００７６】
ここで、陽極（ターゲット）としては、特性Ｘ線のピークが分かりやすい、モリブデンやロジウム等が用いられる。この陽極が本発明に係るＸ線発生部である。【００７７】
なお、Ｘ線源は、照射するＸ線の波長分布の半値幅が、当該Ｘ線のピーク波長の０．１倍以下であるものが好ましく、このような条件を満たすものであればＸ線管１２２に限定されず、マイクロフォーカスＸ線源であってもよい。【００７８】
なお、本実施形態において、Ｘ線照射部１２は、第一回折格子１５にＸ線を照射したとき、後述する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。例えば、前記焦点径（μｍ）を３０ミクロン程度とし、そのＸ線照射部１２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。【００７９】
また、Ｘ線バンドパスフィルタ４０は、本発明のＸ線バンドパスフィルタとして実施の形態で説明したＸ線バンドパスフィルタであり、本実施形態では、上述のＸ線源と、このバンドパスフィルタ４０との組み合わせにより、Ｘ線照射システムとなっている。【００８０】
被写体台１３は、支持基台１１に保持された保持部材１８によって挟持され、床面とほぼ平行となるように支持部材１１１に固定されている。保持部材１８の被写体台１３と接触する部分には、衝撃や振動等を吸収、緩和する緩衝部材１９が設けられており、被写体台１３は、緩衝部材１９を介して保持部材１８に保持されている。【００８１】
また、被写体台１３は、水平方向の内、少なくとも被写体が被写体台１３上に支持されるために接近する方向及び被写体台１３上に支持された被写体が離れる方向について、第一回折格子１５、第二回折格子１６、及び、回折格子保持構造体１７より突き出た形状になっており、被写体が、第一回折格子１５、第二回折格子１６、及び、回折格子保持構造体１７に接触する可能性を低減している。【００８２】
緩衝部材１９の材料としては、例えば硬質ゴムや各種樹脂等が適用できるが、緩衝部材１９の材料はこれらに限定されない。【００８３】
Ｘ線検出器１４は、パネル１４１、検出器電源部１４２、検出器通信部１４３、検出器制御部１４４等を備えて構成されている。パネル１４１、検出器電源部１４２、検出器通信部１４３、検出器制御部１４４は、それぞれＸ線検出器１４内のバスに接続されている。【００８４】
パネル１４１は、Ｘ線検出器１４の表面（被写体Ｈに対向する側の面）に配置され、Ｘ線照射部１２から照射され被写体Ｈを透過したＸ線に基づいてＸ線画像データを出力するものである。【００８５】
本実施形態において、パネル１４１は２次元画像センサであり、Ｘ線検出器１４は、パネル１４１に２次元配置された多数の画素毎にＸ線照射量に基づいた信号を読み取ってＸ線画像データを取得するＦＰＤ（flat panel detector）である。このパネル１４１の各画素（図示せず）は、例えば７０〜１５０μｍピッチでマトリクス状に配置されている。【００８６】
検出器電源部１４２は、Ｘ線検出器１４内に配設された各部に電力を供給する。検出器電源部１４２には、例えば、充電可能でかつ撮影時に消費する電力に対応可能なコンデンサが設けられている。なお、検出器電源部１４２の構成はここに示したものに限定されない。【００８７】
検出器通信部１４３は、コンソール３のインターフェース３４（図２において「Ｉ／Ｆ」とする。）を介してコンソール３との間で信号を送受信したり、コンソール３にＸ線画像データを送信したりすることが可能な機能部である。なお、通常、Ｘ線撮影装置１は、例えば、鉛板のようなＸ線遮蔽部材（電波の透過を抑える性質や電波を反射する性質を持つ金属製部材等）で覆われたＸ線撮影室（図示せず）に設けられており、コンソール３は、Ｘ線技師等の操作者が待機するＸ線制御室（図示せず）に設けられている。このため、検出器通信部１４３が無線で信号の送受信を行うものである場合には、Ｘ線撮影室内に図示しない無線中継器を設け、この無線中継器を介してコンソール３との間で信号の送受信が可能なように構成する。【００８８】
検出器制御部１４４は、検出器通信部１４３が受信した制御信号に基づいて、Ｘ線検出器１４に配設された各部を制御する。具体的には、検出器制御部１４４は、パネル１４１の画素毎に検出されたＸ線照射量に基づいた信号の読み取りを行ったり、この読み取りの結果得られたＸ線画像データを検出器通信部１４３を介してコンソール３に送信する。【００８９】
回折格子保持構造体１７は、例えば、図４に示すように、枠状に形成された部材であり、回折格子保持構造体１７の一方の面には第一回折格子１５が保持され、他方の面には第二回折格子１６が保持されている。回折格子保持構造体１７は、第一回折格子１５及び第二回折格子１６が床面とほぼ平行に配置されるように支持基台１１の支持部材１１１に緩衝部材１７１を介して固定されている。【００９０】
なお、緩衝部材１７１は、緩衝部材１９と同様、例えば硬質ゴムや各種樹脂等で形成されているが、緩衝部材１７１を形成する材料はこれらに限定されない。【００９１】
回折格子保持構造体１７は、前述のように前記被写体台１３と別体構造となっており、回折格子保持構造体１７と被写体台１３とには、被写体台１３に加わる力及び振動を緩衝する緩衝手段１９、１７１がそれぞれ配置されている。これにより、被写体台１３に力がかかったり被写体Ｈが動くこと等により振動が生じたりした場合でも、回折格子保持構造体１７に保持された第一回折格子１５及び第二回折格子１６の位置関係にずれが生じる等の影響が生じないようになっている。【００９２】
本実施形態においては、図５に示すように、Ｘ線照射部１２から照射され被写体Ｈを透過したＸ線が、第一回折格子１５及び第二回折格子１６を透過してＸ線検出器１４に入射するようになっており、Ｘ線照射部１２、第一回折格子１５及び第二回折格子１６によってタルボ干渉計が構成される。なお、タルボ干渉計が構成される条件については後述する。【００９３】
図６は、第一回折格子１５の図５におけるＩ−Ｉ断面図である。【００９４】
図５及び図６に示すように、第一回折格子１５は、基板１５１と、この基板１５１に配置された複数の回折部材１５２と、隣接する回折部材１５２の間各々を埋めて、隣接する回折部材１５２を保持する保持部材１５３を有し、被写体台１３及びこれに保持された被写体Ｈを透過して照射されたＸ線を回折することにより後述するタルボ効果を生じさせるものである。基板１５１は、例えばガラス等により形成されている。なお、基板１５１の、回折部材１５２が配置されている面を回折格子面１５３とする。【００９５】
複数の回折部材１５２は、いずれも、Ｘ線照射部１２から照射されるＸ線の照射方向に直交する一方向（例えば、本実施形態では図５における上下方向）に延びる線状の部材である。【００９６】
各回折部材１５２の厚みはほぼ等しくなっており、例えば吸収型回折格子の場合、１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、位相型回折格子の場合、１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。【００９７】
また、複数の回折部材１５２の配置間隔（格子周期）ｄ１（図５参照）は一定であり、つまり複数の回折部材１５２の配置間隔は等間隔であり、２μｍ以上１０μｍ以下の間隔が好ましい。【００９８】
複数の回折部材１５２を構成する材料としては、Ｘ線吸収性に優れるものが好ましく、例えば金、銀、白金等の金属を用いることができる。回折部材１５２は、例えば基板１５１の上にこれらの金属をめっき、蒸着等することにより形成される。【００９９】
回折部材１５２は、回折部材１５２に照射されたＸ線の位相速度を変化させるものであり、回折部材１５２としては、照射されるＸ線に対して（１／３）×π以上（２／３）×π以下（特に、（３／８）×π以上（５／８）×π以下、理想的には（１／２）×π）の位相シフト量を与える、いわゆる位相型回折格子を構成するものであることが好ましい。Ｘ線はかならずしも単色である必要はなく、上記条件を満たす範囲のエネルギー幅（つまり波長スペクトル幅）を有しても構わない。【０１００】
図７は、第二回折格子１６の図５におけるII−II断面図である。【０１０１】
図５及び図７に示すように、第二回折格子１６は、前記第一回折格子１５と同様に、基板１６１と複数の回折部材１６２とを備えている。なお、基板１６１の、回折部材１６２が配置されている面を回折格子面１６３とする。【０１０２】
なお、第二回折格子１６の回折部材１６２相互間の間隔（格子周期）及び各回折部材１６２の幅は、第一回折格子１５の回折部材１５２相互間の間隔（格子周期）及び各回折部材１５２の幅と同一となっている。【０１０３】
第二回折格子１６は、その回折部材１６２の延在方向が、第一回折格子１５の回折部材１５２の延在方向と一致するような配置で回折格子保持構造体１７に保持されており、第一回折格子１５により回折されたＸ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。第二回折格子１６については、回折部材１６２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、第一回折格子１５と同様の構成とすることも可能である。各回折部材１５２の厚みはほぼ等しく、例えば、吸収型回折格子の場合、２０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、位相型回折格子の場合、１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。【０１０４】
次に、Ｘ線管１２２、Ｘ線遮蔽部材４２の孔又はスリット４６、第一回折格子１５及び第二回折格子１６がタルボ干渉計を構成する条件を説明する。【０１０５】
まず、Ｘ線の可干渉性から、Ｘ線遮蔽部材４２に設けられたスリット４６が回折部材と垂直な方向に伸びる場合、回折部材にほぼ直交する方向におけるＸ線管１２２の焦点径ａ、Ｘ線管１２２の実焦点から第一回折格子１５までの距離Ｌとするが、それ以外の場合、図８に示すように、回折部材にほぼ直交する方向におけるＸ線遮蔽部材４２の孔又はスリット４６の幅ａ、Ｘ線遮蔽部材４２の孔又はスリット４６から第一回折格子１５までの距離Ｌ（図８参照）とし、第一回折格子１５から第二回折格子１６までの距離Ｚ１（図８参照）、第二回折格子１６からＸ線検出器１４までの距離Ｚ２（図８参照）、照射するＸ線のピーク波長λｐとすると、第一回折格子１５の回折部材１５２の間隔ｄ１（図６参照）及び、第二回折格子１６の回折部材１６２の間隔ｄ２（図７参照）は、各々下記式（４）及び（５）を満たすことが好ましい。【０１０６】
ｄ１＜（Ｌ／ａ）×λｐ              ・・・（４）
ｄ２＜｛（Ｌ＋Ｚ１）／ａ｝×λｐ    ・・・（５）
また、第一回折格子１５と第二回折格子１６との距離Ｚ１は、第一回折格子１５が吸収型回折格子であることを前提にすれば、いずれかの自然数ｍにおいて、下記式（６）で示す条件を満たすことが理想である。【０１０７】
Ｚ１＝ｍ×（ｄ１２／λｐ）            ・・・（６）
実際は、いずれかの自然数ｍにおいて、下記式（７）で示す条件を満たすことが好ましい。【０１０８】
（ｍ−１／８）×（ｄ１２／λｐ）≦Ｚ１≦（ｍ＋１／８）×（ｄ１２／λｐ）      ・・・（７）
また、第一回折格子１５と第二回折格子１６との距離Ｚ１は、第一回折格子１５が位相型回折格子であることを前提にすれば、いずれかの自然数ｍにおいて、下記式（８）で示す条件を満たすことが理想である。【０１０９】
Ｚ１＝（ｍ＋１／２）×（ｄ１２／λｐ）            ・・・（８）
実際は、いずれかの自然数ｍにおいて、下記式（９）で示す条件を満たすことが好ましい。【０１１０】
（ｍ−５／８）×（ｄ１２／λｐ）≦Ｚ１≦（ｍ−３／８）×（ｄ１２／λｐ）      ・・・（９）
なお、上記式（６）〜（９）において、
λｐ：Ｘ線照射部から照射されるＸ線のピーク波長
Ｚ１：第一回折格子１５から第二回折格子１６までの距離（図８参照）
ｄ１：第一回折格子１５の回折部材の間隔（図６参照）
である。【０１１１】
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、上記式（４）又は（６）の式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。但し、上記式（５）又は（７）の式を満たす距離であれば、若干ぼけているが充分下記の現象が生じる。【０１１２】
本実施形態の場合、Ｘ線管１２２から照射されたＸ線は、被写体Ｈを透過することにより被写体ＨによるＸ線の位相のずれが生じるので、第一回折格子１５に入射するＸ線の波面が歪んでいる。したがって、第一回折格子１５の自己像はそれに依存して変形している。続いて、Ｘ線は、第二回折格子１６を通過する。その結果、上記の変形した第一回折格子１５の自己像と第二回折格子１６との重ね合わせにより、Ｘ線に画像コントラストが生じる。この画像コントラストは一般にモアレ縞となっており、Ｘ線検出器１４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Ｈにより変調を受けている。その変調量は、被写体Ｈによる屈折効果によってＸ線が曲げられた角度に比例している。したがって、Ｘ線検出器１４で検出されたモアレ縞を解析することにより、被写体Ｈ及びその内部の構造を検出することができる。【０１１３】
また、間隔Ｌと第一回折格子１５の格子周期ｄ１との比は、Ｘ線検出器１４がモアレ縞（又はモアレ縞を解析することによって得られる微分位相差画像、位相差画像）を検出可能な程度に、間隔（Ｌ＋Ｚ１）と第二回折格子１６の格子周期ｄ２との比になるのが、後述するように微小角θだけで縞の間隔を調整するのに理想的である。即ち、下記式（１０）を満たすことが、後述するように微小角θだけで縞の間隔を調整するのに理想的である。
ｄ１／Ｌ＝ｄ２／（Ｌ＋Ｚ１）            ・・・（１０）
なお、第一回折格子１５又は第二回折格子１６の回折部材１５２，５２が、Ｘ線管１２２とＸ線検出器１４を通る仮想的な軸のまわりに相対的に微小角θだけ回転して配置してあるとする。θの大きさによって、発生するモアレ縞の間隔が変わる。被写体Ｈが無いとすると、モアレ縞の間隔はｄ３／θで与えられる。ここでｄ３は第一回折格子１５の回折部材１５２相互間の間隔をＸ線管１２２の中心からＸ線検出面（すなわち、Ｘ線検出器１４）に投影した間隔であり、また、第二回折格子１６の回折部材１６２相互間の間隔をＸ線管１２２の中心からＸ線検出面（すなわち、Ｘ線検出器１４）に投影した間隔である。【０１１４】
微小角θを変えるための機構（例えば、第一回折格子１５及び第二回折格子１６の一方を他方に対して相対的に回転させる機構）を備えれば、観察に好ましいようにモアレ縞を調整することが可能となる。また、微小角θをほぼゼロになるように調整すれば、被写体Ｈに対応する部分以外では（つまり非変調部分では）モアレ縞は現れない。その結果、得られたＸ線画像では、被写体Ｈによる吸収コントラストのみが現れる。【０１１５】
なお、第一回折格子及び第二回折格子を所定位置に配置したまま、吸収コントラストのみのＸ線画像を得る必要が無ければ、上述の式（１０）の条件を満たす必要はなく、Ｘ線検出器１４で検出可能な縞の間隔になるように、適宜、ｄ１、ｄ２、θを選択すればよい。【０１１６】
そして、間隔Ｌと第一回折格子１５の格子周期ｄ１との比は、Ｘ線検出器１４がモアレ縞（又はモアレ縞を解析することによって得られる微分位相差画像、位相差画像）を検出可能な程度に、（間隔（Ｌ＋Ｚ１）と第二回折格子１６の格子周期ｄ２との比に近いことが好ましい。）
間隔（Ｌ＋Ｚ１）と第二回折格子１６の格子周期ｄ２との比に近いとは、Ｘ線検出器１４で発生する縞の変化を検出できる程度に近いことを意味し、好ましくは、Ｘ線検出器１４の画素ピッチＰ３とすると、下記式（１１）を満たすことである。
［１−（ｄ１／Ｌ）×｛（Ｌ＋Ｚ１＋Ｚ２）／Ｐ３｝）］×（ｄ１／Ｌ）≦ｄ２／（Ｌ＋Ｚ１）≦［１＋（ｄ１／Ｌ）×｛（Ｌ＋Ｚ１＋Ｚ２）／Ｐ３｝］×（ｄ１／Ｌ）        
・・・（１１）
また、本実施形態において、回折格子保持構造体７は、第一回折格子１５をその回折格子面４３と平行で、かつ、回折部材１５２の延在方向に交差する方向に移動可能に保持しており、第一回折格子１５の一端部には、電圧を印加することにより変形する圧電アクチュエータ２０（以下の説明において単に「アクチュエータ」とする。）が設けられている。【０１１７】
アクチュエータ２０は、コンソール３からの指示信号に従って動作し、第一回折格子１５を、第一回折格子１５の回折格子面４３とほぼ平行であり、かつ、その回折部材１５２の延在方向に交差する方向に移動させる駆動手段である。【０１１８】
アクチュエータ２０が駆動することにより、第一回折格子１５は第二回折格子１６に対して相対的に並進移動するようになっている。【０１１９】
図２に示すコンソール３には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）（いずれも図示せず）を備える制御装置３１が備えられている。【０１２０】
制御装置３１には、操作者が撮影準備指示や撮影指示、指示内容を入力する入力装置３２、Ｘ線画像などを表示する表示装置３３、Ｘ線撮影装置１の各部と接続されているインターフェース３４、画像情報を記憶する画像記憶部３５、及びコンソール３の各部に電力を供給するコンソール電源部３６等がバスを介して接続されている。【０１２１】
入力装置３２としては、例えば、Ｘ線照射要求スイッチやタッチパネル、マウス、キーボード、ジョイスティック等を用いることが可能であり、入力装置３２の操作により、例えばＸ線管電圧やＸ線管電流、Ｘ線照射時間等のＸ線撮影条件、撮影タイミング、撮影部位、撮影方法等のＸ線撮影制御条件、画像処理条件、画像出力条件、Ｘ線検出器選択情報（複数の撮影装置がコンソール３に接続されている場合）、オーダ選択情報、被写体ＩＤ等の指示内容が入力される。【０１２２】
表示装置３３は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ等であり、表示装置３３は、コンソール３の制御装置３１の制御により、Ｘ線撮影条件や画像処理条件等の文字及びＸ線画像を表示する。【０１２３】
画像記憶部３５は、インターフェース３４を介してＸ線検出器１４から受信したＸ線画像データの一時記憶や、画像処理されたＸ線画像データの保存を行う。画像記憶部３５としては、大容量かつ高速の記憶装置であるハードディスク、ＲＡＩＤ（Redundant Array of Independent Disks）等のハードディスクアレイ、シリコンディスク等を用いることが可能である。【０１２４】
コンソール電源部３６は、外部電源又は内部電源から、コンソール３を構成する各部に電力を供給する。【０１２５】
制御装置３１の内部記憶装置には、Ｘ線撮影システム１００各部を制御するための制御プログラム及び各種処理プログラムが記憶されており、ＣＰＵは、この制御プログラム及び各種処理プログラムとの協働によりＸ線撮影システム１００各部の動作を統括的に制御し、Ｘ線画像撮影を行う。【０１２６】
例えば、制御装置３１は、高電圧電源１２１からＸ線管１２２に供給する電圧を調整するように、Ｘ線撮影装置１のＸ線源制御部１２３を制御する。そして、高電圧電源１２１がＸ線管１２２に所定電圧を供給して、Ｘ線管１２２が被写体Ｈに対してＸ線を照射させ、Ｘ線検出器１４に入射したＸ線量が予め設定されたＸ線量に達すると、高電圧電源１２１がＸ線管１２２へ高電圧の供給を停止し、Ｘ線源２がＸ線の照射を停止する。【０１２７】
なお、本実施形態においては、制御装置３１は、Ｘ線検出器１４におけるパネル１４１からの信号の読み取り及び、アクチュエータ２０による第一回折格子１５の移動が停止しているときにＸ線管１２２からのＸ線の照射を行うようにＸ線源制御部１２３を制御する。【０１２８】
アクチュエータ２０による第一回折格子１５の移動が停止しているかどうかは、例えばアクチュエータ２０に印加される電圧を検出することによっても、第一回折格子１５にこ固定された加速度センサの出力から検出することによっても、第一回折格子１５の移動を検出する速度センサの出力から検出することによっても、判断することができる。【０１２９】
また、制御装置３１は、Ｘ線検出器１４の検出器制御部１４４を動作させて、パネル１４１の画素毎に検出されたＸ線照射量に基づいた信号の読み取りを開始させ、読み取りの結果得られたＸ線画像データを検出器通信部１４３を介してコンソール３に送信させる。【０１３０】
また、制御装置３１は、アクチュエータ２０を動作させて第一回折格子１５を所定量ずつ移動させるようになっている。【０１３１】
本実施形態において、第一回折格子１５は、前述のようにアクチュエータ２０により、第二回折格子１６に対して相対的に並進移動する。第一回折格子１５の方向は、第一回折格子１５の回折格子面４３とほぼ平行であり、かつ、回折部材１５２の延在方向にほぼ直交する方向である。【０１３２】
第一回折格子１５が第二回折格子１６に対して相対的に並進移動するに伴って、モアレ縞が移動し、第一回折格子１５の移動距離（並進距離）が第一回折格子１５の格子周期の１周期分に達すると、モアレ縞画像は元に戻る。本実施形態では、制御装置３１は、第一回折格子１５を、例えば第一回折格子１５の格子周期の１周期の整数分の１ずつ並進移動させながら複数回のＸ線撮影を行うようになっている。【０１３３】
すなわち、１回目のＸ線撮影を行うと、制御装置３１はアクチュエータ２０を動作させて第一回折格子１５を、格子周期の１周期の整数分の１ずつ、第二回折格子１６に対して相対的に並進移動させ、２回目の撮影を行う。その後制御装置３１はアクチュエータ２０を動作させて第一回折格子１５を同方向にさらに回折部材１５２の１周期の整数分の１ずつ並進移動させて３回目の撮影を行う、というように、Ｘ線撮影と第一回折格子１５の移動を複数回繰り返す。【０１３４】
なお、制御装置３１はアクチュエータ２０の動作量情報を取得するようになっており、複数回の撮影動作間各々のアクチュエータ２０による第一回折格子１５の移動量に関する移動量情報を得る移動量情報取得手段として機能するようになっている。【０１３５】
なお、アクチュエータ２０によって第一回折格子１５を移動させる移動量は、予めデフォルトとして設定されていてもよいし、操作者が適宜任意に設定できるようになっていてもよい。【０１３６】
また、本実施形態においては、Ｘ線検出器１４又は制御装置３１により、Ｘ線検出器１４固有の各画素のオフセット・ゲイン特性補正が行われる。そして、その後、オフセット・ゲイン特性補正をされたＸ線画像について、制御装置３１は、被写体Ｈ、第一回折格子１５及び第二回折格子１６を透過してＸ線検出器１４で検出されたＸ線の画像コントラスト（モアレ縞）を解析する。これにより、制御装置３１は、Ｘ線検出器１４から取得した各画素の放射線量等に基づいて、微分位相画像、及び位相差画像を算出する。また、制御装置３１は、必要に応じて被写体ＨのＸ線吸収率の違いに基づく吸収画像を取得する。【０１３７】
すなわち、本実施形態においては、前述のように、第一回折格子１５を第二回折格子１６に対して相対的に並進移動させながら複数回のＸ線撮影が行われ、制御装置３１は、これらのＸ線撮影により得られた複数のＸ線撮影画像と第一回折格子１５の移動量情報とから微分位相画像を得る微分位相画像取得手段として機能する。【０１３８】
また、制御装置３１は、複数回のＸ線撮影により得られた複数のＸ線撮影画像と第一回折格子１５の移動量情報とから位相差画像を得る位相差画像取得手段として機能する。【０１３９】
以下、微分位相画像、位相差画像、及び、吸収画像の算出方法について説明する。【０１４０】
まず、微分位相画像は、被写体Ｈによる屈折効果によってＸ線が曲げられる角度の分布像であり、制御装置６１は、下記に示す、いわゆる縞走査法を用いることによって、Ｘ線検出器１４により検出されたモアレ縞の現れたＸ線画像（以下、「縞画像」と称する。）を微分位相画像に変換することができる。【０１４１】
縞走査法では、第一回折格子１５及び第二回折格子１６の一方を他方に対して相対的に並進移動させながら撮影を行うが、本実施形態では、第一回折格子１５を第二回折格子１６に対して相対的に並進移動させる。【０１４２】
第一回折格子１５の移動に伴って、モアレ縞が移動し、並進距離（移動量）が回折部材１５２の１周期に達すると、縞画像は元に戻る。縞走査法は、このような縞画像の変化を、回折部材１５２の１周期の整数分の１ずつ第一回折格子１５を移動させながら記録し、それらを演算処理することにより微分位相画像ψ（ｘ，ｙ）を得るものである。（ｘ，ｙ）は画素の位置を示す座標である。上記移動量をξとして、縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）は一般的に、下記の式（１２）により与えられる。【０１４３】
【数１】
2008102632.tif 000003
【０１４４】
ここでＡｋ（ｋ＝０，１，…）は、第一回折格子１５の形状により決まる定数である。Δ（ｘ，ｙ）は、第一回折格子１５の歪、製作誤差、および配置誤差によって被写体Ｈとは関係なく発生するコントラストの寄与を表すものである。ｄは、移動させる回折部材１５２の周期、Ｚ１は、第一回折格子１５と第二回折格子１６との間隔である。今、ξをステップｄ／Ｍ（Ｍ：整数）で変化させながらＭ回のＸ線撮影を行いＭ枚の縞画像を取得するとする。式（１２）においてｋ＞Ｎの項が十分小さく無視できるとすれば、Ｍ＞Ｎ＋１を満たすようにＭを選べば、下記の式（１３）が満たされる。【０１４５】
【数２】
2008102632.tif 000004
【０１４６】
ａｒｇ［］は偏角の抽出を意味する。Ｉｐ（ｘ，ｙ）は、ξ＝ｐｄ／Ｍとしたときの式（１２）の値である。ｄおよびＺ１は既知であり、Δ（ｘ，ｙ）は被検体が無いとき（すなわちψ（ｘ，ｙ）＝０）に同様の測定を行って予め求めることができる。したがって、以上よりψ（ｘ，ｙ）を得ることができる。【０１４７】
制御装置６１は、微分位相画像の出力時においては、微分位相画像を生成して、表示装置９に出力し、位相差画像の出力時においては、微分位相画像を積分して位相差画像を算出し、表示装置９に出力する。【０１４８】
次に、位相差画像とは、微分位相画像を積分することにより、位相のずれそのものを表す像であり、位相差画像Φ（ｘ，ｙ）と微分位相画像ψ（ｘ，ｙ）とは、下記の式（１４）で関係付けられる。【０１４９】
【数３】
2008102632.tif 000005
【０１５０】
ここでｘは、上記縞走査法により第一回折格子１５を並進移動させる方向にあたる。これより、位相差画像Φ（ｘ，ｙ）は、微分位相画像ψ（ｘ，ｙ）をｘ軸に沿って積分することにより与えられる。【０１５１】
位相差画像像Φ（ｘ，ｙ）は、被検体の屈折率分布をｎ（ｘ，ｙ，ｚ）として、下記の式（１５）で与えられる。【０１５２】
【数４】
2008102632.tif 000006
【０１５３】
また、Ｘ線が物体を透過すると当該物体のＸ線吸収率の違いに応じたＸ線画像が形成され、Ｘ線検出器１４で検出される。これにより得られる画像を吸収画像という。【０１５４】
なお、このような撮像手法は、いずれも、その撮像の目的に応じて十分に利用可能なものであり、制御装置６１は、微分位相画像の出力時においては、微分位相画像φ（ｘ，ｙ）を生成して、表示装置９に出力し、位相差画像の出力時においては、微分位相画像を積分して位相差画像Φ（ｘ，ｙ）を算出し、表示装置９に出力することができる。【０１５５】
また、制御装置６１は、撮影により複数種類の画像（微分位相画像、位相差画像、吸収画像）を取得した場合には、これら複数種類の画像を相互に対応付けて画像記憶部３５に記憶するようになっている。【０１５６】
ここで、微分位相画像、位相差画像、吸収画像を得るプロセスの概略を図９のデータフローダイアグラムを用いて説明する。【０１５７】
まず、Ｘ線撮影５２１は、制御装置３１からの撮影指示信号に基づいた同一被写体の一連のＸ線撮影５２１により、Ｘ線検出器が、複数の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）、又は、単一の縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）を得る処理である。【０１５８】
オフセットゲイン補正５２２は、同一被写体の一連のＸ線撮影５２１により得られた複数の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）又は単一の縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）に、Ｘ線検出器が、Ｘ線検出器に特有の各画素の特性のバラツキを補正するために、画素毎にオフセット・ゲインを補正する処理である。【０１５９】
被写体依存欠陥領域特定処理５３７は、同一被写体の一連のＸ線撮影５２１により得られ、オフセットゲイン補正された複数の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）又は単一の縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）から、通常の縞の幅を超えて画像データが無い領域を被写体依存欠陥領域として特定する処理である。このような被写体依存欠陥領域は、被写体のＸ線吸収が大きいために、回折格子による縞のＸ線透過領域であっても、Ｘ線検出器での画像データ値が０になる領域である。【０１６０】
Ｘ線検出器でのＩＤ付与処理５２３は、同一被写体の一連のＸ線撮影５２１により得られ、オフセットゲイン補正された複数の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）又は単一の縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）に同一被写体の一連のＸ線撮影５２１に共通の撮影ＩＤをＸ線検出器が付与する処理である。保存処理５２３は、共通の撮影ＩＤを付与された複数の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）又は単一の縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）を一時保存する処理である。【０１６１】
微分位相画像算出処理５２５は、一時保存された複数の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）又は単一の縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）から、前述したように、各縞画像に対応する移動量ξ、被写体が無い時の微分位相画像Δ（ｘ，ｙ）に応じて、すなわち、撮影条件に応じて、微分位相画像を得る処理である。本実施形態では、このようにして得た微分位相画像を原微分位相画像と呼ぶ。【０１６２】
原微分位相画像保存処理５２６は、得られた原微分位相画像を一時保存する処理である。【０１６３】
欠陥補正処理５２７は、一時保存された原微分位相画像に対して、被写体依存欠陥領域以外の領域について、Ｘ線検出器に特有の欠陥の補正をする処理である。欠陥画素がある場合、原微分位相画像に対して欠陥画素周辺のデータから補間処理する。また、線状欠陥がある場合、原微分位相画像に対して欠陥線に隣接するラインのデータから補間処理する。このように原微分位相画像に対して欠陥補正をして、欠陥補正済微分位相画像を出力する。【０１６４】
画素数・階調数減少処理５２８は、保存手段で保存する画像データ量を少なくさせつつ、診断・検査時に、画像の表示、画像データの送信などでレスポンスを向上させるための処理である。例えば、画素数・階調数減少処理５２８までは１２ｂｉｔ階調以上の階調、例えば、１４ｂｉｔ階調に対して、ダイナミックレンジ圧縮処理をした後、８ｂｉｔ階調に階調数を低減したり、例えば、２×２画素の平均値を１画素の値にして画素数を減少させたりする処理である。この処理により、画素数・階調数減少済微分位相画像が得られる。【０１６５】
オーダＩＤ付与処理５２９は、画素数・階調数減少微分位相画像に対して、その撮影ＩＤから、オーダＩＤと撮影ＩＤとの対応関係に基づいて、オーダＩＤを付与する処理である。このように、オーダＩＤを種々の画像処理終了後に付与するのは、Ｘ線撮影の後、オーダ情報を作成することがあるからである。【０１６６】
微分位相画像の保存処理５３０は、オーダＩＤを付与された画素数・階調数減少済微分位相画像を長期保存する処理である。【０１６７】
積分処理５３１は、一時保存された原微分位相画像に対して、前述のように積分する処理である。この積分処理により、原位相差画像が得られる。【０１６８】
原位相差画像の保存処理５３２は、得られた原位相差画像を一時保存する処理である。【０１６９】
欠陥補正処理５３３は、一時保存された原位相差画像に対して、Ｘ線検出器に特有の欠陥の補正をする処理である。【０１７０】
欠陥画素がある場合、原位相差画像に対して欠陥画素より積分方向で先の画素列のデータは、例えば最小二乗法などを用いて、隣接する画素列のデータとの差が最小になる定数を加算する。【０１７１】
また、積分方向の線状欠陥がある場合、その原微分位相画像に対して欠陥線に隣接するラインのデータから補間処理する。【０１７２】
一方、積分方向と垂直な方向の線状欠陥がＸ線検出器を完全に横断している場合、この線状欠陥より積分方向の先の画素列のデータは、順次、例えば最小二乗法などを用いて、隣接する画素列のデータとの差が最小になる定数を加減算する。その後、線状欠陥より積分方向の手前と先とで段差が目立たないように、例えば最小二乗法などを用いて、線状欠陥に隣接する画素列間で、データの差が最小になる定数を線状欠陥より積分方向の先の画素全てに加算する。【０１７３】
また、積分方向と垂直な方向の線状欠陥がＸ線検出器を完全に横断していない場合や被写体依存欠陥領域がある場合、この線状欠陥や被写体依存欠陥領域が積分に関係しない領域の境界域の画素列のデータに対して、それに隣接する画素列のデータが、例えば最小二乗法などを用いて、データ差が最小になる定数を加算する。その後、定数を加算した画素列に隣接する画素列のデータを確定していくことで、順次、線状欠陥より積分方向の手前と先とで段差が目立たないように、例えば最小二乗法などを用いて、線状欠陥や被写体依存欠陥領域より積分方向の先の画素データを確定する。【０１７４】
このように、微分位相画像と位相差画像とでは、欠陥補正の方法が大きく異なる。そして、この欠陥補正処理５３３により、欠陥補正済位相差画像が得られる。【０１７５】
画素数・階調数減少処理５３４は、保存手段で保存する画像データ量を少なくさせつつ、診断・検査時に、画像の表示、画像データの送信などでレスポンスを向上させるための処理である。例えば、画素数・階調数減少処理５３４までは１２ｂｉｔ階調以上の階調、例えば、１４ｂｉｔ階調に対して、ダイナミックレンジ圧縮処理をした後、８ｂｉｔ階調に階調数を低減したり、例えば、２×２画素の平均値を１画素の値にして画素数を減少させたりする処理である。この処理により、画素数・階調数減少済位相差画像が得られる。【０１７６】
オーダＩＤ付与処理５３５は、画素数・階調数減少位相差画像に対して、その撮影ＩＤから、オーダＩＤと撮影ＩＤとの対応関係に基づいて、オーダＩＤを付与する処理である。このようにして、同一被写体の一連のＸ線撮影５２１により得られ、オフセットゲイン補正された複数の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）又は単一の縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）から得られた微分位相差画像と同一のオーダＩＤが付与される。【０１７７】
位相差画像の保存処理５３６は、オーダＩＤを付与された画素数・階調数減少済位相差画像を長期保存する処理である。【０１７８】
撮影条件に応じたモアレ除去処理５４１は、一時保存された共通の撮影ＩＤを付与された複数の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）又は単一の縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）から縞を除去して吸収画像を算出する処理である。例えば、移動させる回折部材１５２の周期ｄに対して、移動量ξをステップｄ／Ｍ（Ｍ：整数）の一定量で変化させながらＭ回のＸ線撮影を行いＭ枚の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）を得た場合、単純に合計しても、縞が相殺しあい吸収画像が得られる。また、そうでない場合も、回折格子によるモアレ縞も、モアレ縞の一種なので、モアレ除去処理で、モアレ縞を取り除くことで、吸収画像が得られる。このようなモアレ除去処理としては、モアレ周期に対して充分大きな画素単位で平均化する単純な平滑化処理、モアレ周波数以上の周波数成分を抑える周波数処理、モアレ周波数近傍の周波数成分を抑える周波数処理などが挙げられるが、これらに限らない。また、公知のモアレ除去処理で、回折格子によるモアレ縞の影響を抑えられるが、公知でないモアレ除去処理によってモアレ縞の影響を抑えても良い。そして、モアレ処理の方法は撮影条件に応じて選択することが好ましい。【０１７９】
なお、Ｘ線検出器によるサンプリング周波数ｆｓは、回折格子によるモアレ縞の周波数ｆｍに対して、下記（１３）式を満たすことが、モアレ縞除去後のビート成分を低減でき好ましい。【０１８０】
ｆｍ≦０．４×ｆｓ                ・・・（１６）
このように、撮影条件に応じたモアレ除去処理５４１により、原吸収画像が得られる。原吸収画像の保存処理５４２は、得られた原吸収画像を一時保存する。【０１８１】
欠陥補正処理５４３は、一時保存された原吸収画像に対して、被写体依存欠陥領域以外の領域について、Ｘ線検出器に特有の欠陥の補正をする処理である。被写体依存欠陥領域以外の領域について、欠陥画素がある場合、原吸収画像に対して欠陥画素周辺のデータから補間処理する。また、被写体依存欠陥領域以外の領域について、線状欠陥がある場合、原吸収画像に対して欠陥線に隣接するラインのデータから補間処理する。このように原吸収画像に対して欠陥補正をして、欠陥補正済吸収画像を出力する。【０１８２】
画素数・階調数減少処理５４４は、保存手段で保存する画像データ量を少なくさせつつ、診断・検査時に、画像の表示、画像データの送信などでレスポンスを向上させるための処理である。例えば、画素数・階調数減少処理５４４までは１２ｂｉｔ階調以上の階調、例えば、１４ｂｉｔ階調に対して、ダイナミックレンジ圧縮処理をした後、８ｂｉｔ階調に階調数を低減したり、例えば、８×８画素の平均値を１画素の値にして画素数を減少させたりする処理である。なお、このようにして得られた吸収画像は、縞の間隔以上に細かい成分が少ないので、縦・横とも縞の間隔に相当する画素数を１画素とする大幅な画素数減少処理をしてもよい。この処理により、画素数・階調数減少済吸収画像が得られる。【０１８３】
オーダＩＤ付与処理５４５は、画素数・階調数減少吸収画像に対して、その撮影ＩＤから、オーダＩＤと撮影ＩＤとの対応関係に基づいて、オーダＩＤを付与する処理である。このようにして、同一被写体の一連のＸ線撮影５２１により得られた複数の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）又は単一の縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）から得られた微分位相画像や位相差画像と同一のオーダＩＤが付与される。【０１８４】
吸収画像の保存処理５４６は、オーダＩＤを付与された画素数・階調数減少済吸収画像を長期保存する処理である。【０１８５】
このようにして、良好なＸ線位相に関連する画像が得られるタルボ干渉計方式で得られるＸ線撮影画像から吸収画像が得られるので、Ｘ線位相微分画像又は位相差画像などのＸ線位相に関連する画像と、この画像に対応する吸収画像を、別々の撮影ではなく、同じ一回または一連の撮影から得られる。【０１８６】
なお、上記のオーダーＩＤとは、Ｘ線撮影のオーダに固有のＩＤで、コンソールでＸ線撮影のオーダ毎に、他のオーダのＩＤと決して重ならないように付与される。【０１８７】
また、上記実施形態では、Ｘ線撮影時にオーダＩＤが発行されるワークフロー又は発行されていれば、Ｘ線検出器でのＩＤ付与処理５２３で、同一被写体の一連のＸ線撮影５２１により得られ、オフセットゲイン補正された複数の縞画像ＩＭ（ｘ，ｙ）又は単一の縞画像Ｉ（ｘ，ｙ）に撮影ＩＤを付与したが、その代わりに、オーダＩＤを付与してもよい。この場合、オーダＩＤ付与処理５２９，５３５，５４５は不要となる。【０１８８】
以上のように、本実施形態によれば、所望波長のＸ線は、その波長のＸ線が集光する位置に設けられたスリット４６を通過するが、所望波長から短い波長のＸ線は、集光する位置がスリット４６よりＸ線屈折レンズ４１から遠い位置であり、所望波長から長い波長のＸ線は、集光する位置がスリット４６よりＸ線屈折レンズ４１に近い位置となる。いずれも、所望波長のＸ線と比べると、スリット４６を通過する割合に対するＸ線遮蔽部材４２で遮蔽される割合が多くなるので、上記の構成であってもＸ線バンドパスフィルタとして機能する。【０１８９】
なお、本実施形態においては、Ｘ線検出器１４としてＦＰＤを例として説明したが、Ｘ線検出器１４はこれに限定されるものではない。ＦＰＤ以外にも、例えば輝尽性蛍光体シートを収納したカセッテ等をＸ線検出器１４として適用することができる。【０１９０】
また、本実施携帯では、Ｘ線バンドパスフィルタ４０がＸ線屈折レンズ４１を１つ有する場合について例示して説明したが、図１０に示すように、Ｘ線バンドパスフィルタ４０Ａが複数のＸ線屈折レンズ４１ａを有していてもよい。この場合、複数のＸ線屈折レンズ４１ａは、Ｘ線管１２２の下方で、当該Ｘ線管１２２を中心とした放射状となるように配置されている。そして、Ｘ線遮蔽部材４２のスリット４６ａは、各Ｘ線屈折レンズ４１ａの下端部にそれぞれ対向するように複数形成されている。【０１９１】
また、本実施形態では、遮蔽部材４２にスリット４６を形成することにより、所望波長のＸ線を通過させる場合を例示して説明したが、スリット４６でなくとも孔であっても構わない。【０１９２】
また、Ｘ線源としては、本実施形態で例示したＸ線管１２２以外にも、シンクロトン放射光源であっても構わない。シンクロトン放射光源では、電子蓄積リングに細いＸ線ターゲットを挿入することで、ハードＸ線が容易に発生することになる。シンクロトン放射光源は、ターゲットが細いために、多重散乱は起こらず、放射は前方に鋭く集中する。熱の発生は２次電子や特性Ｘ線の発生によるが、ターゲットが細いとこれらの放射線はターゲットに吸収されないので熱には転化しない。さらには、ターゲットが細いと散乱や減速を受けなかった電子は、引き続き蓄積リングを周回して再びターゲットに衝突するため大きな発生効率が得られる。
［第二の実施の形態］
図１１に、第二の実施の形態におけるＸ線撮影システム２００の構成例を示す。Ｘ線撮影システム２００には、被写体Ｈに向けてＸ線を照射するＸ線管２０２と、Ｘ線管２０２から照射され被写体Ｈを透過したＸ線を検出するＸ線検出器２０３と、Ｘ線管２０２及びＸ線検出器２０３の間で被写体Ｈの保持する保持部２０４と、保持部２０４及びＸ線管２０２の間で当該Ｘ線管２０２から照射されたＸ線から所定波長のＸ線を取り出すためのＸ線バンドパスフィルタ２４０と、これら各部を制御する撮影装置本体部２０５とが設けられている。【０１９３】
Ｘ線管２０２としては、例えば、医療現場や非破壊検査施設で広く用いられているクーリッジＸ線管や、回転陽極Ｘ線管が挙げられる。なお、回転陽極Ｘ線管においては、陰極から放射される電子線が陽極に衝突することでＸ線が発生する。これは自然光のようにインコヒーレント（非干渉性）であり、また平行光Ｘ線でもなく発散光である。電子線が陽極の固定した場所に当り続けると、熱の発生で陽極が傷むので、通常用いられるＸ線管では陽極を回転して陽極の寿命の低下を防いでいる。電子線を陽極の一定の大きさの面に衝突させ、発生したＸ線はその一定の大きさの陽極の平面から被写体Ｈに向けて放射される。この照射方向（被写体方向）から見たＸ線が発生する陽極の平面の大きさを実焦点（フォーカス）と呼ぶ。焦点径ａ（μｍ）は、ＪＩＳ  Ｚ  ４７０４−１９９４の７．４．１焦点試験の（２）スリットカメラ法による焦点寸法測定に規定されている方法で測定できる。なお、この測定方法中の任意選択条件は、Ｘ線源の性質に応じて測定原理から考えて精度が最も高くなる条件を選択した方が一層精度の高い測定が可能となることは言うまでもない。【０１９４】
このＸ線管２０２には、管電圧及び管電流を印加する電源部２２１（図１５参照）が接続されている。【０１９５】
Ｘ線検出器２０３は、Ｘ線管２０２から照射され被写体Ｈを透過したＸ線をＸ線画像検出面２３２で検出するため、２次元配置された多数の画素毎にＸ線照射量に基づいた信号を取得するＦＰＤ（flat panel detector）である。つまり、Ｘ線検出器２０３はＸ線画像検出面２３２に配置された２次元画像センサである。このＸ線検出器２０３の各画素２３１は、例えば７０〜１５０μｍピッチでマトリクス状に配置されている。【０１９６】
保持部２０４には、被写体ＨをＸ線管２０２側の面で支持する支持部２０６と、支持部２０６のＸ線検出器２０３側に配置されたＸ線屈折レンズアレイ（Ｘ線光学手段）２０７とが収納されている。Ｘ線屈折レンズアレイ２０７は、被写体Ｈを透過したＸ線をＸ線検出器２０３の多数の画素２３１のうち、隣接する２画素２３１にまたがるように縞状のＸ線照射量分布に絞るようになっている。【０１９７】
Ｘ線バンドパスフィルタ２４０は、Ｘ線管２０２から照射されたＸ線を屈折させるＸ線屈折レンズ２４１と、Ｘ線屈折レンズ２４１により屈折された所望波長のＸ線が集光する位置に設けられたスリット２４６を有するＸ線遮蔽部材２４２とを備えている。【０１９８】
Ｘ線屈折レンズ２４１は、Ｘ線管２０２のＸ線照射方向における前方で、当該Ｘ線管２０２を中心とした放射状となるように、複数配置されている。これにより、各Ｘ線屈折レンズ２４１に入射するＸ線が実質的に平行Ｘ線となる。Ｘ線屈折レンズ２４１の形状は、第一の実施の形態のＸ線屈折レンズ４１と同形状である。【０１９９】
Ｘ線遮蔽部材２４２は、例えば鉛などのＸ線を遮蔽する材料により形成されている。このＸ線遮蔽部材２４２は、Ｘ線屈折レンズ２４１におけるＸ線照射方向の前方に配置されていて、各レンズ２４１のそれぞれに対向する位置にスリット２４６が形成されている。Ｘ線遮光部材２４２の配置位置は、Ｘ線屈折レンズ２４１に集光されたＸ線のうち、所望波長（例えば、特性Ｘ線のピーク波長）のＸ線が集光する位置にスリット２４６が配置されるように決定されている。【０２００】
図１２はＸ線屈折レンズアレイ２０７の概略構成を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。この図１２に示すようにＸ線屈折レンズアレイ２０７には、図１２紙面上における上下方向に沿う、図１２紙面における横方向に集光力を有する多数のＸ線屈折レンズ（第二Ｘ線屈折レンズ）２７１が、所定の周期で横方向に沿って配列されている。そして、Ｘ線屈折レンズ２７１は、Ｘ線光軸方向に複数積層されている。これにより、Ｘ線光軸方向に複数のＸ線屈折レンズ２７１が並べて設けられたＸ線屈折レンズ群２０９が形成される。【０２０１】
図１３は１つのＸ線屈折レンズ２７１の断面図である。Ｘ線屈折レンズ２７１は、Ｘ線管２０２側に向けて凹んだ凹曲面２７２が形成されていて、この凹曲面２７２によりＸ線が屈折されることになる。これにより、各Ｘ線屈折レンズ２７１は、それぞれに入射したＸ線を集光してＸ線画像検出面２３２にＸ線照射量分布の縞を形成する。このように、Ｘ線屈折レンズアレイ２０７によりＸ線が集光されて、Ｘ線検出面２３２上に、即ち、Ｘ線画像検出器２０３上で離散的に配置された縞状のＸ線照射量分布になる。【０２０２】
ここで、各部の設置箇所について説明すると、Ｘ線管２０２の焦点径をａ、Ｘ線光軸方向に直交する方向におけるＸ線屈折レンズアレイ２０７の配列周期をｐ、Ｘ線管２０２の光軸方向における中心とＸ線屈折レンズアレイ２０７の光軸方向における中心との間隔をＲ３、Ｘ線屈折レンズアレイ２０７の光軸方向におけるレンズ中心とＸ線検出器２０３におけるＸ線画像検出面２３２との間隔をＲ４とすると、以下の式（３）を満たすようにＸ線管２０２、Ｘ線屈折レンズアレイ２０７、Ｘ線検出器２０３が配置されている。【０２０３】
ａ×Ｒ４＜ｐ×（Ｒ３＋Ｒ４）・・・（３）
従って、Ｘ線管１２２の焦点径ａによるＸ線画像検出面２３２上の幾何学的不鋭が、Ｘ線管２０２を投影中心としたＸ線屈折レンズ２７１のＸ線画像検出面２３２上の像の配列周期より小さいので、Ｘ線屈折レンズアレイ２０７によるＸ線照射量分布の縞に隣接する２画素内に収まり、隣の縞に隣接する画素にまであまり影響しないので、Ｘ線の位相差に関する画像が得られる。【０２０４】
そして、上記式（３）を満たしつつ、図１１に示す通り各Ｘ線屈折レンズ２７１により形成されたＸ線照射量分布の縞ＳがＸ線検出器２０３における隣接する２画素２３１間にまたがるように、Ｘ線管２０２、Ｘ線屈折レンズアレイ２０７、Ｘ線検出器２０３、被写体Ｈが配置されている。【０２０５】
なお、図１２に示す一軸方向のみに集光作用のあるＸ線屈折レンズアレイ２０７を用いる場合、ＪＩＳ  Ｚ  ４７０４−１９９４の７．４．１焦点試験の（２）スリットカメラ法による焦点寸法の測定に規定されている方法でＸ線屈折レンズアレイ２０７の配列方向で測定された焦点径をａ（μｍ）として、式（３）を満たすことが好ましい。【０２０６】
ここで、「Ｘ線照射量分布の縞Ｓが隣接する２画素間にまたがる」とは、各縞内での最大照射量の微小領域の半分以上の照射量の微小領域を縞領域と呼ぶと、図１４（ａ）に示すように、Ｘ線屈折レンズ手段による屈折方向Ｘにおいて、縞領域Ｓｎが、この方向Ｘに隣接する２画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ内に跨っていて、かつ、２画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ内に収まり、隣の縞領域Ｓｎ＋２に隣接する画素まで跨っていないことである。これは、Ｘ線屈折レンズ手段による屈折方向Ｘにおいて、Ｘ線検出器の画素サイズの１／３以下の幅のスリットを有するＸ線遮蔽板をＸ線検出器の画素サイズの１／３以下の所定量ずつずらして、被写体の無い状態で、通常のＸ線照射条件と同じ条件で、Ｘ線照射することで、測定できる。【０２０７】
一方、図１４（ｂ）に示すように、隣接する２画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍに１つの縞Ｓｎがまたがっており、更に、他の縞Ｓｎ＋２が画素Ｐｎ＋１，ｍに跨っている場合は、「Ｘ線照射量分布の縞Ｓが隣接する２画素間にまたがる」に該当しない。【０２０８】
図１５に示すように、撮影装置本体部２０５には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）により構成される制御装置２５１が備えられている。制御装置２５１には、Ｘ線検出器２０３、電源部２２１がバス２５２を介して接続されている。また、制御装置２５１には、撮影条件等の入力を行うキーボードやタッチパネル（図示省略）、保持部２０４の位置の調整を行うための位置調整スイッチ等を備える入力装置２２４、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等の表示装置２２５等が接続されている。【０２０９】
制御装置２５１のＲＯＭには、Ｘ線像撮影装置１００各部を制御するための制御プログラム及び各種処理プログラムが記憶されており、ＣＰＵは、この制御プログラム及び各種処理プログラムとの協働によりＸ線像撮影装置１００各部の動作を統括的に制御し、Ｘ線画像撮影を行う。【０２１０】
例えば、撮影装置本体部２０５は、電源部２２１により、Ｘ線管２０２に管電圧及び管電流を印加して被写体Ｈに対して放射線を照射させ、Ｘ線検出器２０３に入射した放射線量が予め設定された放射線量に達すると、電源部２２１によりＸ線管２０２からの放射線の照射を停止させる。【０２１１】
そして、Ｘ線検出器２０３又は制御装置２５１は、Ｘ線検出器２０３固有の各画素のオフセット・ゲイン特性のバラツキを補正する。その後、オフセット・ゲイン特性を補正されたＸ線画像について、制御装置２５１は、基準値と、被写体Ｈを透過した際に縞Ｓが形成される隣接する２画素２３１のそれぞれが検出した出力差／出力和とを比較して、被写体Ｈを透過したことによる縞Ｓの変形に相当する変形相当量を検出する。なお、この基準値は、被写体Ｈがない場合にＸ線照射した際のＸ線画像の隣接する２画素２３１の各々が検出した放射線量の出力差／出力和で、制御装置２５１が記憶している基準値である。つまり、制御装置２５１が、本発明に係る変形相当量検出手段である。制御装置２５１は、Ｘ線検出器２０３から取得した各画素２３１の放射線量や、変形相当量に基づいて、微分位相画像、吸収画像、位相エッジ効果を有する吸収画像、位相差画像を算出する。つまり、制御装置２５１は、本発明に係る微分位相画像算出手段、吸収画像算出手段、位相差画像算出手段，エッジ吸収画像算出手段である。【０２１２】
以下、各画像の算出方法について説明する。【０２１３】
まず、図１６は、撮影時におけるＸ線の照射状況を表す示す図である。図１６に示すように、被写体ＨとＸ線検出器２０３間に距離を設けると、Ｘ線管２０２から照射されたＸ線により、ライフサイズに対して拡大されたＸ線画像がＸ線検出器２０３で検出されることとなる。【０２１４】
ここで、被写体Ｈを透過したことによるＸ線の傾斜角をα、Ｘ線の波長をλとすると、被写体ＨのＸ線位相シフトφは式（１７）で表される。【０２１５】
φ（ｘ，ｙ）＝（２π／λ）×∫δ（ｘ，ｙ，ｚ）ｄｚ・・・（１７）
ここでδは、位相に関する係数であり、被写体Ｈの複素屈折率ｎ＝１−δ−ｉβ（β：吸収に関する係数）から算出される。【０２１６】
そして、角度αと、位相シフトφの関係は式（１８）で表される。【０２１７】
（αｘ，αｙ）＝（λ／２π）×Δφ（ｘ，ｙ）・・・（１８）
この式（１８）の関係から、αｘ，αｙの何れかが検出されれば、それを積分することでＸ線位相シフトφが求まることになる。【０２１８】
この積分前の各画素２３１の放射線検出量に基づく画像が微分位相画像であり、当該微分位相画像を積分した値に基づく画像が位相差画像となる。【０２１９】
具体的には、制御装置２５１は、微分位相画像の出力時においては、Ｘ線が被写体Ｈを透過したことによる縞Ｓの変位量を求めるために、Ｘ線検出器２０３における隣接する２画素２３１間の放射線量の出力差と出力和との比に相当する値に基づいて変形相当量を求め、変形相当量と微分位相量との関係を示すＬＵＴを通すことで微分位相画像を算出して、表示装置２２５に出力する。【０２２０】
また、制御装置２５１は、位相差画像の出力時においては、微分位相画像を積分して位相差画像を算出し、表示装置２２５に出力する。【０２２１】
なお、上記した微分位相画像の算出方式とは別に、被写体Ｈのない状態でＸ線管２０２から照射されたＸ線に基づくＸ線検出器２０３の各画素２３１の検出結果と、被写体Ｈがある状態でＸ線管２０２から被写体Ｈを透過したＸ線に基づくＸ線検出器２０３の各画素２３１の検出結果との比較結果に基づいて、Ｘ線が被写体Ｈを透過したことによる縞Ｓの変位量を求め、微分位相画像を算出することも可能である。【０２２２】
図１７は、被写体の有無による縞Ｓｎの変位を表す説明図である。この図１７に示すように、被写体の有無により縞Ｓｎが変位するため、隣接する画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍの信号出力値も変化することになる。ここで、被写体なしの場合の画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍの信号出力値を各々Ｒｎ，ｍ、Ｒｎ＋１，ｍとし、被写体ありの場合の画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍの信号出力値を各々Ｓｎ，ｍ、Ｓｎ＋１，ｍとすると、被写体による変形相当量Ｈｎ，ｍは、式（１９）で表される。【０２２３】
Ｈｎ，ｍ＝（Ｓｎ，ｍ−Ｓｎ＋１，ｍ）／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）−（Ｒｎ，ｍ−Ｒｎ＋１，ｍ）／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ）・・・（１９）
各画素に対する変形相当量Ｈに対して、予め求められている変形相当量と微分位相量との関係を表すＬＵＴを通すことで、微分位相画像が求められ、その微分位相画像をＸ軸に沿って積分することで、位相差画像が求められることになる。【０２２４】
また、吸収画像の出力時においては、制御装置２５１は、Ｘ線検出器２０３における隣接する２画素３１間の放射線量の出力和に相当する値に基づいて吸収画像を算出し、表示装置２２５に出力する。具体的には、式（２０）（２１）により、２画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ間の平均出力に基づいて吸収画像Ｋｎ，ｍ、Ｋｎ＋１，ｍを算出する。【０２２５】
Ｋｎ，ｍ＝（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）／２・・・（２０）
Ｋｎ＋１，ｍ＝（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）／２・・・（２１）
そして、位相エッジ効果を有する吸収画像の出力時においては、制御装置２５１は、Ｘ線検出器２０３における隣接する２画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ間の放射線量の出力和に相当する値と、隣接する２画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ間の出力差と出力和との比に相当する値とから位相エッジ効果を有する吸収画像を算出する。具体的には、画素Ｐｎ，ｍの信号出力Ｅｎ，ｍを式（２２）により算出し、画素Ｐｎ＋１，ｍの信号出力Ｅｎ＋１，ｍを式（２３）により算出する。
Ｅｎ，ｍ＝（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）／２×｛１−（Ｓｎ，ｍ−Ｓｎ＋１，ｍ）／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）＋（Ｒｎ，ｍ−Ｒｎ＋１，ｍ）／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ）｝・・・（２２）
Ｅｎ＋１，ｍ＝（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）／２×｛１＋（Ｓｎ，ｍ−Ｓｎ＋１，ｍ）／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）−（Ｒｎ，ｍ−Ｒｎ＋１，ｍ）／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ）｝・・・（２３）
これら微分位相画像、位相差画像、吸収画像、位相エッジ効果を有する吸収画像の算出流れを、図８のデータフローダイアグラムに示す。【０２２６】
Ｘ線撮影６２１は、撮影指示信号を受けると、Ｘ線撮影をして、当該撮影によってＸ線検出器１４が、検出画像データに固有の撮影ＩＤを付与した検出画像データを出力する処理である。【０２２７】
検出器のオフセットゲイン補正６２２は、撮影装置本体部５の制御装置５１が、検出画像データに対してＸ線検出器１４に特有のＸ線検出器１４の画素毎のオフセット・ゲイン特性のバラツキを補正して、オフセット・ゲイン補正済み検出データを作成する処理である。【０２２８】
演算元画像データの保存６２３は、制御装置５１が、オフセット・ゲイン補正済み検出データを内部記憶装置に、演算元画像データとして保存する処理である。【０２２９】
変形相当量算出６２４は、制御装置５１が、演算元画像データから変形相当量画像データを算出する処理である。このとき、例えば、前述のように、式（１９）を用いて算出して、変形相当量画像データを算出してもよい。【０２３０】
微分位相画像算出６２５は、制御装置５１が、変形相当量画像データから、微分位相画像データを算出する処理である。このとき、例えば、前述のように、ＬＵＴ変換して、微分位相画像データを算出してもよい。【０２３１】
微分位相画像データの保存６２６は、制御装置５１が、微分位相画像データを内部記憶装置に保存する処理である。【０２３２】
ＩＤ付与ファイル化６２７は、制御装置５１が、内部記憶装置に記憶されている微分位相画像データにオーダＩＤを付与してファイル化して、微分位相画像ファイルを出力する処理である。このとき、撮影ＩＤに基づいて、撮影ＩＤとオーダＩＤとの対応関係から、オーダＩＤを付与することが、同一の検出画像データから得られた画像に共通のオーダＩＤが付与され好ましい。【０２３３】
微分位相画像ファイルの保存６２８は、制御装置５１が、微分位相画像ファイルを記憶装置に保存する処理である。【０２３４】
積分処理６２９は、制御装置５１が、内部記憶装置に保存されている微分位相画像データに対して積分処理を施し、位相差画像データを算出する処理である。このとき、例えば、前述のように、Ｘ軸に沿って積分することで、位相差画像データが求めてもよい。【０２３５】
位相差画像データの保存５３０は、制御装置５１が、位相差画像データを内部記憶装置に保存する処理である。【０２３６】
ＩＤ付与ファイル化６３１は、制御装置５１が、内部記憶装置に記憶されている位相差画像データにオーダＩＤを付与してファイル化して、位相差画像ファイルを出力する処理である。このとき、撮影ＩＤに基づいて、撮影ＩＤとオーダＩＤとの対応関係から、オーダＩＤを付与することが、同一の検出画像データから得られた画像に共通のオーダＩＤが付与され好ましい。
位相差画像ファイルの保存６３１は、制御装置５１が、位相差画像ファイルを記憶装置に保存する処理である。【０２３７】
吸収画像算出６３３は、制御装置５１が、内部記憶装置に記憶されている演算元画像データから吸収画像データを算出する処理である。このとき、例えば、前述のように、Ｘ線照射量分布の縞が跨ぐ２画素の出力信号を平均化して、吸収画像データを算出してもよい。【０２３８】
吸収画像データの保存６３４は、制御装置５１が、内部記憶装置に吸収画像データを保存する処理である。【０２３９】
ＩＤ付与ファイル化６３５は、制御装置５１が、内部記憶装置に記憶されている吸収画像データにオーダＩＤを付与してファイル化して吸収画像ファイルを出力する処理である。このとき、撮影ＩＤに基づいて、撮影ＩＤとオーダＩＤとの対応関係から、オーダＩＤを付与することが、同一の検出画像データから得られた画像に共通のオーダＩＤが付与され好ましい。【０２４０】
吸収画像ファイルの保存６３６は、制御装置５１が、吸収画像ファイルを記憶装置に保存する処理である。【０２４１】
位相エッジ効果を有する吸収画像算出５３７は、制御装置５１が、内部記憶装置に記憶されている演算元画像データから位相エッジ効果を有する吸収画像を算出する処理である。このとき、例えば、前述のように、式（２２）、（２３）を用いて、位相エッジ効果を有する吸収画像データを算出してもよい。【０２４２】
位相エッジ効果を有する吸収画像データの保存６３８は、制御装置５１が、内部記憶装置に位相エッジ効果を有する吸収画像データを保存する処理である。【０２４３】
ＩＤ付与ファイル化６３９は、制御装置５１が、内部記憶装置に記憶されている位相エッジ効果を有する吸収画像データにオーダＩＤを付与してファイル化して、位相エッジ効果を有する吸収画像ファイルを出力する処理である。このとき、撮影ＩＤに基づいて、撮影ＩＤとオーダＩＤとの対応関係から、オーダＩＤを付与することが、同一の検出画像データから得られた画像に共通のオーダＩＤが付与され好ましい。【０２４４】
位相エッジ効果を有する吸収画像ファイルの保存６４０は、制御装置５１が、位相エッジ効果を有する吸収画像ファイルを記憶装置に保存する処理である。【０２４５】
なお、上述の説明では、制御装置５１が、Ｘ線検出器１４から出力された検出画像データから、オフセットゲイン補正して演算元画像データを作成し、演算元画像データから微分位相画像、位相差画像、吸収画像、位相エッジ効果を有する吸収画像を算出したが、制御装置５１とは別体のコンソールで、演算元画像データから微分位相画像、位相差画像、吸収画像、位相エッジ効果を有する吸収画像を算出するようにしても良いし、また、演算や処理の分担は上述の例に限らない。【０２４６】
以上のように、本実施形態によれば、被写体Ｈを透過したＸ線を１つのＸ線屈折レンズアレイ２０７によって、Ｘ線検出器２０３の多数の画素２３１のうち、隣接する２画素２３１にまたがるように離散的な縞に絞っているので、少なくとも２つの回折格子が必要なタルボ干渉計方式と比較しても、簡単な構成で位相画像を検出することができる。これにより、タルボ干渉計方式よりも簡単な構成で、被写体ＨのＸ線吸収が少ない組織であっても、密度差の大きい異なる組織間や、気体・組織間の境界を高いコントラストで捉えることが可能となる。【０２４７】
また、所望波長より低波長側にＫエッジがある物質を用いるバンドパスフィルタのように、バンドパスの中心波長は限られるということはなく、Ｘ線屈折レンズ２４１とＸ線遮蔽部材２４２と、それらの配置を任意の所望波長に合わせて設計することで、所望波長をバンドパスの中心波長としたＸ線バンドパスフィルタ２４０として機能させることができる。これにより、波長１Å以下のＸ線であっても所望波長のＸ線を取り出すことができる。【０２４８】
また、制御装置２５１が、隣接する２画素２３１間の出力差と出力和との比に相当する値に基づいて微分位相画像を算出するので、Ｘ線が被写体Ｈを透過することによる離散的な縞の変位量が考慮された微分位相画像が算出されることになる。【０２４９】
そして、制御装置２５１によって、隣接する２画素２３１間の出力和に相当する値に基づいて吸収画像が算出されるので、微分位相画像とともに吸収画像をも一度の撮影で算出することができる。【０２５０】
さらに、制御装置２５１によって、隣接する２画素間の出力和に相当する値と、隣接する２画素間の出力差と出力和との比に相当する値とから吸収画像が算出されるので、微分位相画像、吸収画像とともに位相エッジ効果を有する吸収画像も一度の撮影で算出することができる。【０２５１】
また、制御装置２５１が微分位相画像を積分して位相差画像を算出するので、微分位相画像、吸収画像、位相エッジ効果を有する吸収画像とともに位相差画像をも一度の撮影で算出することができる。【０２５２】
また、本実施形態では、Ｘ線画像を出力する装置としてＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示装置２２５を例示して説明したが、これ以外にも、Ｘ線画像をフィルムや紙等の媒体にプリントするプリント式の出力装置であってもよい。【０２５３】
また、本実施形態では、Ｘ線屈折レンズ２７１が複数積層したＸ線屈折レンズアレイ２０７を例示して説明したが、例えば、図２１に示すように、Ｘ線屈折レンズ２７１が１層であるＸ線屈折レンズアレイ２０７Ａであってもよい。【０２５４】
なお、これ以外にも例えば図２２に示すように、断面円形状の曲面２７７を有するＸ線屈折レンズ２７１ｂを複数、Ｘ線光軸方向に配列することでＸ線屈折レンズ群２０９ａを形成してもよい。【０２５５】
さらに、本実施形態においてはＸ線検出器２０３としてＦＰＤを例示して説明したが、本発明に係るＸ線検出器２０３はこれに限定されるものではなく、ＦＰＤ以外にも例えば輝尽性蛍光体シートを収納したカセッテなどが挙げられる。
［第三の実施の形態］
そして、第二の実施の形態では、Ｘ線屈折レンズアレイ２０７によって、Ｘ線を離散的な縞状に絞る場合を例示して説明しているが、第三の実施の形態のようにＸ線屈折レンズアレイ２０７がＸ線を離散的なドット状に絞るものであってもよい。第三の実施の形態はＸ線屈折レンズアレイ２０７がＸ線を離散的なドット状に絞ること及びこれに伴う下記に示す変更点を除き、第二の実施の形態と同じである。【０２５６】
図２３は、Ｘ線を離散的なドット状に絞るＸ線屈折レンズアレイ２０７Ａの一例を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＲ−Ｒ断面図、（ｃ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図である。この図２３（ａ）に示すように、Ｘ線屈折レンズアレイ２０７Ａは、複数のＸ線屈折レンズ２７１ａがマトリクス状に配置されている。各Ｘ線屈折レンズ２７１ａは、Ｘ線光軸を回転中心とした放物線の回転体の形状をした、Ｘ線管２０２側に向けて凹んだ凹曲面２７２ａと、Ｘ線検出器２０３側に向けて凹んだ凹曲面２７３ａとが対向するように形成されていて、これら凹曲面２７２ａ，２７３ａによりＸ線が屈折されることになる。これにより、各Ｘ線屈折レンズ２７１ａは、それぞれに入射したＸ線を集光してＸ線画像検出面２３２にＸ線照射量分布のドットを形成する。【０２５７】
図２４は、被写体の有無によるＸ線照射量分布のドットの変位を表す説明図である。ここで、「Ｘ線照射量分布のドットが隣接する２画素間にまたがる」とは、各縞内での最大照射量の微小領域の半分以上の照射量の微小領域をドット領域と呼ぶと、図２４に示すように、Ｘ線屈折レンズ手段による屈折方向のＸ方向・Ｙ方向の両方において、ドット領域Ｄｎ，ｍが、Ｘ方向に隣接する２画素×Ｙ方向に隣接する２画素の合計４画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ＋１内に跨っていて、かつ、４画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ＋１内に収まり、隣のドット領域Ｄｎ＋２，ｍ、Ｄｎ，ｍ＋２、Ｄｎ＋２，ｍ＋２に隣接する画素まで跨っていないことである。【０２５８】
これは、Ｘ方向とＹ方向の両方において、Ｘ線検出器の画素サイズの１／３以下の幅の孔を有するＸ線遮蔽板をＸ線検出器の画素サイズの１／３以下の所定量ずつずらして、被写体の無い状態で、通常のＸ線照射条件と同じ条件で、Ｘ線照射することで、測定できる。【０２５９】
この図２４に示すように、被写体の有無によりＸ線照射量分布のドットが変位するため、ドットＤｎ，ｍに隣接する４画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ＋１の信号出力値も変化することになる。ここで、被写体なしの場合の画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ＋１の信号出力値を各々Ｒｎ，ｍ、Ｒｎ＋１，ｍ、Ｒｎ，ｍ＋１、Ｒｎ＋１，ｍ＋１とし、被写体ありの場合の画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ＋１の信号出力値を各々Ｓｎ，ｍ、Ｓｎ＋１，ｍ、Ｓｎ，ｍ＋１、Ｓｎ＋１，ｍ＋１とすると、被写体によるＸ方向の変形相当量Ｈｘｎ，ｍ、被写体によるＸ方向の変形相当量Ｈｙｎ，ｍは、式（２４），（２５）で表される。【０２６０】
Ｈｘｎ，ｍ＝｛（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１）−（（Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）｝／（（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）−｛（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１）−（Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）・・・（２４）
Ｈｙｎ，ｍ＝｛（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）−（Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）−｛（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ）−（（Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）・・・（２５）
各画素に対するＸ方向の変形相当量Ｈｘｎ，ｍ、Ｙ方向の変形相当量Ｈｙｎ，ｍに対して、各々、予め求められているＸ方向の変形相当量と微分位相量との関係を表すＬＵＴ、Ｙ方向の変形相当量と微分位相量との関係を表すＬＵＴを通すことで、Ｘ方向の微分位相画像、Ｙ方向の微分位相画像が求められ、そのＸ方向の微分位相画像をＸ軸に沿って積分することで、位相差画像が求められ、また、そのＹ方向の微分位相画像をＹ軸に沿って積分することで、位相差画像が求められる。【０２６１】
また、制御装置５１が、Ｘ線検出器１４におけるドットＤｎ，ｍに隣接する４画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ＋１間の放射線量の出力和に相当する値に基づいて、吸収画像Ｋｎ，ｍ、Ｋｎ＋１，ｍ、Ｋｎ，ｍ＋１、Ｋｎ＋１，ｍ＋１を算出する。具体的には、式（２５）により求められた、ドットＤｎ，ｍに隣接する４画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ＋１間の平均出力Ｈに基づいて吸収画像を算出する。【０２６２】
Ｋｎ，ｍ＝Ｋｎ＋１，ｍ＝Ｋｎ，ｍ＋１＝Ｋｎ＋１，ｍ＋１＝（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）／４・・・（２６）
そして、制御装置５１が、Ｘ線検出器１４におけるドットＤｎ，ｍに隣接する４画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ＋１間の放射線量の出力和に相当する値と、ドットＤｎ，ｍに隣接する４画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ＋１間の出力差と出力和との比に相当する値とから位相エッジ効果を有する吸収画像を算出する。具体的には、画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ＋１，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ＋１の信号出力Ｅｎ，ｍ、Ｅｎ＋１，ｍ、Ｅｎ，ｍ＋１、Ｅｎ＋１，ｍ＋１を式（２７）〜（３０）により算出する。
Ｅｎ，ｍ＝（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）／４×［１−｛（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１）−（Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）−｛（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１）−（Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）］×［１−｛（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）−（Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）−｛（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ）−（Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）］・・・（２７）
Ｅｎ＋１，ｍ＝（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）／４×［１＋｛（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１）−（Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）−｛（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１）−（Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）］×［１−｛（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）−（Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）−｛（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ）−（Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）］・・・（２８）
Ｅｎ，ｍ＋１＝（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）／４×［１−｛（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１）−（Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）｝／（（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）−｛（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１）−（Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）］×［１＋｛（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）−（Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）−｛（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ）−（Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）］・・・（２９）
Ｅｎ＋１，ｍ＋１＝（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）／４×［１＋｛（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１）−（Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）−｛（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１）−（Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）］×［１＋｛（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ）−（Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ＋１，ｍ＋Ｓｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ＋１，ｍ＋１）−｛（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ）−（Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）｝／（Ｒｎ，ｍ＋Ｒｎ＋１，ｍ＋Ｒｎ，ｍ＋１＋Ｒｎ＋１，ｍ＋１）］・・・（３０）
［第四の実施の形態］
また、これ以外にも、例えば図２５に示すように、Ｘ線バンドパスフィルタ４０Ｂが複数のＸ線屈折レンズ４１ｂを有していて、複数のＸ線屈折レンズ４１ｂは、Ｘ線管の実焦点２０２のＸ線画像検出面側で、当該Ｘ線管の実焦点２０２を中心とした放射状となるように配置されている。そして、Ｘ線遮蔽部材４２ｂの孔４６ｂは、各Ｘ線屈折レンズ４１のＸ線画像検出面側にそれぞれ対向するように複数形成されている。これらＸ線屈折レンズ４１ｂと、Ｘ線遮蔽部材４２ｂと、Ｘ線遮蔽部材４２ｂの孔４６ｂの位置関係とは、Ｘ線バンドパスフィルタ４０Ｂの実施の形態で説明したとおりである。【０２６３】
そして、Ｘ線遮蔽部材４２ｂの多数の孔４６ｂは、Ｘ線画像検出面の方へ照射するＸ線をドット状に絞ることで、Ｘ線がＸ線検出器２０３上に離散的なドット状となるように絞られることになる。このようにすることで、タルボ干渉計方式よりも簡単な構成で、被写体ＨのＸ線吸収が少ない組織であっても、密度差の大きい異なる組織間や、気体・組織間の境界を高いコントラストで捉えることが可能となる。【０２６４】
［その他］
なお、Ｘ線画像検出面に照射されたＸ線画像を検出するＸ線検出器として、Ｘ線画像検出面に配置された２次元画像センサの例で説明したが、これに限らず、Ｘ線画像検出面に配置された蓄積性蛍光体シートを読み取る画像読取装置（ＣＲ：コンピューティッド・ラジオグラフィー）や、Ｘ線画像検出面に配置された蛍光体シートの発光を撮像する撮像装置等であっても良いし、Ｘ線画像検出面に照射されたＸ線画像を検出するものであれば、他のＸ線画像検出器であってもよい。
【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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【国際調査報告】
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