(57)【要約】  本発明のＸ線撮像素子及び方法並びにＸ線撮像装置では、Ｘ線が可視光に変換されてから回折格子で回折され、そして、その回折された可視光の像が撮像される。このため、本発明は、回折格子における回折部材の厚さを従来よりも薄くすることができる。
2008096691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を可視光に変換するＸ線変換素子と、
前記Ｘ線変換素子によって変換された可視光を回折する回折格子と、
前記回折格子によって回折された可視光を撮像する撮像素子とを備えること
を特徴とするＸ線撮像素子。
【請求項２】
前記回折格子は、透過型であること
を特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像素子。
【請求項３】
前記回折格子は、振幅型回折格子または位相型回折格子であること
を特徴とする請求項２に記載のＸ線撮像素子。
【請求項４】
前記回折格子は、一次元周期であること
を特徴とする請求項３に記載のＸ線撮像素子。
【請求項５】
前記回折格子は、二次元周期であること
を特徴とする請求項３に記載のＸ線撮像素子。
【請求項６】
前記二次元周期の周期構造は、正方格子配列または三角格子配列であること
を特徴とする請求項５に記載のＸ線撮像素子。
【請求項７】
Ｘ線を可視光に変換する変換工程と、
前記変換工程によって変換された可視光を回折する回折工程と、
前記回折工程によって回折された可視光を撮像する撮像工程とを備えること
を特徴とするＸ線撮像方法。
【請求項８】
Ｘ線を放射するＸ線源と、
前記Ｘ線源から放射されたＸ線によってタルボ効果を生じるタルボ用回折格子と、
前記タルボ用回折格子によって回折されたＸ線を撮像するＸ線撮像素子とを備え、
前記Ｘ線撮像素子は、請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のＸ線撮像素子であって、
前記Ｘ線変換素子は、前記タルボ用回折格子から実質的にタルボ距離離れた位置に配置されること
を特徴とするＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を撮像する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線撮影では、Ｘ線の吸収コントラスト、すなわち、被写体によるＸ線吸収の大小をコントラストとした画像が得られている。Ｘ線の吸収は、一般に、原子番号が大きくなるほど、すなわち、重い元素になるほど多くなる。生体を被写体とする場合、生体を構成する元素は、主に、水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）等の比較的原子番号が小さい元素、すなわち、軽い元素であるため、生体のＸ線画像は、コントラストがあまりつかない。そのため、生体のＸ線撮影では、原子番号の大きな元素を含んだ物質が造影剤として使用される。例えば、胃や結腸等の消化器に対するＸ線撮影では、硫酸バリウムが造影剤として使用されている。しかしながら、すべての組織に造影剤が利用できるわけではなく、また、生体の負担も大きい。【０００３】
そこで、近年では、Ｘ線を波として扱って被写体中を波が伝わる速さの違いをコントラストとした画像を得る位相コントラスト法が研究、開発されている。この位相コントラスト法では、例えば、Ｘ線干渉計が利用され、被写体を通過することによって生じるＸ線の位相シフトが検出され、被写体の透過画像が得られる。この位相コントラスト法は、Ｘ線の吸収コントラストによって被写体の透過画像を得る場合に較べて、約１０００倍の感度改善が見込まれ、それによってＸ線照射量が例えば１／１００〜１／１０００に軽減可能となるという利点もある。【０００４】
このような位相コントラスト法の一つとして例えばタルボ干渉計を利用した方法が例えば特許文献１や非特許文献１に提案されている。【０００５】
図５は、特許文献１に記載のＸ線撮像装置の概略的な構成を示す説明図である。図５において、特許文献１に記載のＸ線撮像装置１０００は、Ｘ線源１００１と、Ｘ線源１００１から照射されるＸ線を回折する位相型の第１回折格子１００２と、第１回折格子１００２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振幅型の第２回折格子１００３と、第２回折格子１００３により画像コントラストの生じたＸ線を検出するＸ線画像検出器１００４とを備え、第１および第２回折格子１００２、１００３がタルボ干渉計を構成する条件に設定される。この条件は、次の式１および式２によって表される。式２は、第１回折格子１００２が位相型回折格子であることを前提としている。
ｌ＝λ／（ａ／（Ｌ＋Ｚ１＋Ｚ２））      ・・・（式１）
Ｚ１＝（ｍ＋１／２）×（ｄ２／λ）       ・・・（式２）【０００６】
ここで、ｌは、可干渉距離であり、λは、Ｘ線の波長（通常は中心波長）であり、ａは、回折格子の回折部材にほぼ直交する方向におけるＸ線源１００１の開口径であり、Ｌは、Ｘ線源１００１から第１回折格子１００２までの距離であり、Ｚ１は、第１回折格子１００２から第２回折格子１００３までの距離であり、Ｚ２は、第２回折格子１００３からＸ線画像検出器１００４までの距離であり、ｍは、整数であり、ｄは、回折部材の周期（回折格子の周期、格子定数、隣接する回折部材の中心間距離）である。【０００７】
このような構成のＸ線撮像装置１０００では、Ｘ線源１００１と第１回折格子１００２との間に被検体１０１０が配置され、Ｘ線源１００１から第１回折格子１００２に向けてＸ線が照射される。この照射されたＸ線は、第１回折格子１００２でタルボ効果を生じ、タルボ像を形成する。このタルボ像が第２回折格子１００３で作用を受け、モアレ縞の画像コントラストが形成される。そして、この画像コントラストがＸ線画像検出器１００４で検出される。このモアレ縞は、被検体１０１０によって変調を受けており、この変調量が被検体１０１０による屈折効果によってＸ線が曲げられた角度に比例する。このため、モアレ縞を解析することによって被検体１０１０およびその内部の構造を検出することができる。【０００８】
ここで、タルボ効果とは、回折格子に光が入射されると、或る距離に前記回折格子と同じ像（前記回折格子の自己像）が形成されることをいい、この或る距離をタルボ距離Ｌといい、この自己像をタルボ像という。タルボ距離Ｌは、回折格子が位相型回折格子の場合では、上記式２に表されるＺ１となる（Ｌ＝Ｚ１）。タルボ像は、Ｌの奇数倍（＝（２ｍ＋１）Ｌ、ｍは、整数）では、反転像が現れ、Ｌの偶数倍（＝２ｍＬ）では、正像が現れる。【０００９】
このＸ線撮像装置１０００に利用される第１回折格子１００２は、Ｘ線のタルボ像を形成するために、Ｘ線の波長よりも充分に粗い格子、例えば、格子定数がＸ線の波長の約２０倍以上である必要がある。Ｘ線の波長は、一般に、１０−１２ｍ〜１０−８ｍくらいであるので、第１回折格子１００２の格子定数は、１０−１１ｍ〜１０−７ｍくらいであり、実用的には、数μｍとなる。タルボ像は、第１回折格子１００２の自己像であるため、すなわち、入射Ｘ線が平行光である場合には第１回折格子１００２の格子模様と同一模様の像であるため、あるいは、Ｘ線源１００１が点光源と見なせる場合にはＸ線源１００１から第１回折格子１００２までの距離とＸ線源１００１から第２回折格子１００３までの距離との比に応じて拡大された第１回折格子１００２の格子模様の像であるため、タルボ像も数μｍの周期の縞模様となる。このため、タルボ像が第２回折格子１００３によってモアレを生じるためには、第２回折格子１００３の格子定数も数μｍとなる。【００１０】
一方、この第２回折格子１００３を振幅型（吸収型）回折格子で形成する場合、振幅型回折格子として機能するような充分なＸ線を吸収させるためには、第２回折格子１００３の回折部材に重い元素の例えば金（Ａｕ）を用いた場合でも、数十〜数百μｍの厚さが必要となる。【００１１】
したがって、図６に示すように、第２回折格子１００３の回折部材は、幅が数μｍ（例えば４μｍ）に対し厚さが数十〜数百μｍ（例えば１００μｍ）となる。このため、回折部材をハイアスペクト比で形成する必要があり、第２回折格子１００３の製作が容易ではない。【００１２】
また、仮に第２回折格子１００３が製作することができたとしても、Ｘ線源１００１から放射したＸ線は、Ｘ線源１００１が略点光源であるため、放射状に拡がる。このため、図６に示すように、第２回折格子１００３の中心領域では、タルボ像のＸ線が回折部材と略平行に入射されるため、タルボ像と第２回折格子１００３とによってモアレを生じるが、第２回折格子１００３の両サイド領域では、タルボ像のＸ線が回折部材に対して斜めに入射されるため、タルボ像と第２回折格子１００３とによるモアレ像がぼけるか、あるいは全くモアレを生じない。【００１３】
一方、この第２回折格子１００３を位相型回折格子で形成する場合でも、位相型回折格子として機能するような充分な位相変化をＸ線に与えるためには、第２回折格子１００３の回折部材に重い元素の例えば金（Ａｕ）を用いた場合でも、数十μｍの厚さが必要となる。このため、位相型回折格子においても振幅型回折格子と同様の上記不都合が生じる。【００１４】
また、このような上述の第２回折格子１００３による不都合を回避するために、第２回折格子１００３を使用することなく、タルボ像を直接撮像する方法が考えられる。胸部レントゲン用では、大きさが１７インチ×１４インチであって解像度が４０００ドット×３０００ドットであるＣＣＤなどのディジタル撮像素子が知られているが、その画素のサイズは、約１１０μｍであり、このような撮像素子でも数μｍ周期のタルボ像を撮像することができない。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００４／０５８０７０号パンフレット
【非特許文献１】百生敦、「Ｘ線位相イメージングの最近の展開」、Medical  Imaging  Technology,  Vol.24,No.5,November  2006
【発明の開示】
【００１５】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、Ｘ線を振幅型回折格子を介して撮像する場合に、回折部材の厚さをより薄くすることができるＸ線撮像素子および方法を提供することである。そして、本発明の他の目的は、このＸ線撮像素子を用いたＸ線撮像装置を提供することである。
【００１６】
本発明に係るＸ線撮像素子および方法ならびにＸ線撮像装置では、Ｘ線が可視光に変換されてから回折格子で回折され、そして、その回折された可視光の像が撮像される。このため、本発明に係るＸ線撮像素子および方法ならびにＸ線撮像装置は、回折格子における回折部材の厚さを従来よりも薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態におけるＸ線撮像装置の構成を示す説明図である。
【図２】実施形態におけるＸ線撮像素子の構成を示す説明図である。
【図３】正方格子配列の二次元周期の振幅型回折格子を示す説明図である。
【図４】図３に示す振幅型回折格子によってタルボ像から生じるモアレを説明するための図である。
【図５】特許文献１に記載のＸ線撮像装置の概略的な構成を示す説明図である。
【図６】背景技術に係るＸ線撮像装置における第２回折格子とモアレ像とを説明するための上面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。【００１９】
（実施形態の構成）
図１は、実施形態におけるＸ線撮像装置の構成を示す説明図である。図２は、実施形態におけるＸ線撮像素子の構成を示す説明図である。【００２０】
図１において、Ｘ線撮像装置１は、Ｘ線撮像素子１１と、第１回折格子１２と、Ｘ線源１３とを備え、さらに、本実施形態では、Ｘ線源１３に電源を供給するＸ線電源部１４と、Ｘ線撮像素子１１の撮像動作を制御するカメラ制御部１５と、本Ｘ線撮像装置１の全体動作を制御する処理部１６と、Ｘ線電源部１４の動作を制御することによってＸ線源１３におけるＸ線の放射動作を制御するＸ線制御部１７とを備えて構成される。【００２１】
Ｘ線源１３は、Ｘ線を放射し、第１回折格子１２へ向けてＸ線を照射する装置である。Ｘ線源１３は、例えば、Ｘ線電源部１４から供給された高電圧が陰極と陽極との間に印加され、陰極のフィラメントから放出された電子が陽極に衝突することによってＸ線を放射する装置である。【００２２】
第１回折格子１２は、Ｘ線源１３から放射されたＸ線によってタルボ効果を生じる透過型の回折格子である。第１回折格子１２は、Ｘ線を透過する材料から構成された平板状の基板と、基板の一方面に形成された複数の回折部材とを備えて構成される。この複数の回折部材は、それぞれ、一方向（図１では紙面の法線方向）に延びる線状であり、該一方向と直交する方向に所定の間隔を空けてそれぞれ配設される。この所定の間隔は、本実施形態では、一定とされている。すなわち、複数の回折部材は、前記一方向と直交する方向に等間隔でそれぞれ配設されている。第１回折格子１２の基板には、例えばガラスが用いられ、その回折部材には、例えば金（Ａｕ）が用いられる。第１回折格子１２は、タルボ効果を生じる条件を満たすように構成されており、Ｘ線源１３から放射されたＸ線の波長よりも充分に粗い格子、例えば、格子定数（回折格子の周期）ｄが当該Ｘ線の波長の約２０倍以上である位相型回折格子である。なお、第１回折格子１２は、このような振幅型（吸収型）回折格子であってもよい。【００２３】
Ｘ線撮像素子１１は、第１回折格子１２から略タルボ距離Ｌ離れた位置に配置され、第１回折格子によって回折されたＸ線を撮像する装置である。Ｘ線撮像素子１１は、例えば、図２に示すように、Ｘ線変換素子１１１と、第２回折格子１１２と、撮像素子１１３とを備えて構成される。【００２４】
Ｘ線変換素子１１１は、Ｘ線を可視光に変換する部材であり、第１回折格子１２から実質的にタルボ距離Ｌ離れた位置に配置される。Ｘ線変換素子１１１は、例えば、Ｘ線のエネルギーを吸収して蛍光を発する物質を含む薄膜が一方面上に形成された平板状の基板である。Ｘ線のエネルギーを吸収して蛍光を発する物質は、シンチレータと呼ばれ、例えば、タングステン酸塩系蛍光体、テルビウム賦活希土類酸硫化物系蛍光体、テルビウム賦活希土類燐酸塩系蛍光体、テルビウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、ツリウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、ガドリニウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、セリウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、硫酸バリウム系蛍光体、２価のユーロピウム賦活アルカリ土類金属燐酸塩系蛍光体、２価のユーロピウム賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物系蛍光体、沃化物系蛍光体、硫化物系蛍光体、燐酸ハフニウム系蛍光体、タンタル酸塩系蛍光体などがある。特に、Ｘ線吸収及び発光効率が高いセシウムアイオダイド（ＣｓＩ：Ｘ、Ｘは賦活剤）やガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｘ、Ｘは賦活剤）が好ましい。【００２５】
また、Ｘ線のエネルギーを吸収して蛍光を発する物質の粒子の粒径（直径）は、７μｍ以下、特に４μｍ以下であることが好ましい。粒子の直径が小さいほどシンチレータ内での光の散乱を防ぐことが可能となり、高い鮮鋭度が得られるからである。さらに、この粒子は、バインダーに分散されても良い。バインダーとしては、ポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル系共重合体、ポリビニルブチラール、ニトロセルロース等が好ましい。このようなバインダーを用いることによって、この粒子の分散性を高め、充填率を高くすることが可能である。【００２６】
第２回折格子１１２は、第１回折格子１２によって回折されたＸ線がＸ線変換素子１１１によって変換された可視光を回折する透過型の回折格子である。第２回折格子１１２は、可視光に位相差を与える回折部材で構成された位相型回折格子であってもよいが、得られる像のコントラストの点で優れていることから、本実施形態では、振幅型回折格子が用いられる。第２回折格子１１２は、可視光を透過する材料から構成された平板状の基板１１２ａと、基板１１２ａの一方面に形成された複数の回折部材１１２ｂとを備えて構成される。この複数の回折部材１１２ｂは、それぞれ、一方向に延びる線状であり、該一方向と直交する方向に所定の間隔を空けてそれぞれ配設される。この所定の間隔は、本実施形態では、一定とされている。【００２７】
第１および第２回折格子１２、１１２は、第２回折格子１１２がＸ線変換素子１１１と一体に扱われて、上述の式１および式２によって表されるタルボ干渉計を構成する条件に設定されている。【００２８】
撮像素子１１３は、第２回折格子１１２によって回折された可視光を撮像する装置である。撮像素子１１３は、可視光の像を電気信号に変換する素子であって、受光量に応じた電荷を生成するマトリクス状に二次元配列された複数の光電変換素子およびその周辺回路を備えて構成される。撮像素子１１３は、例えば、可視光用のＣＣＤ（charge  coupled  device）イメージセンサやＣＭＯＳ（complementary  metal  oxide  semiconductor）イメージセンサが用いられる。【００２９】
処理部１６は、Ｘ線撮像装置１の各部を制御することによってＸ線撮像装置１全体の動作を制御する装置であり、例えば、マイクロプロセッサおよびその周辺回路を備えて構成される。処理部１６は、機能的に、画像処理部１６１およびシステム制御部１６２を備えている。【００３０】
システム制御部１６２は、Ｘ線制御部１７との間で制御信号を送受信することによってＸ線電源部１４を介してＸ線源１３におけるＸ線の放射動作を制御すると共に、カメラ制御部１５との間で制御信号を送受信することによってＸ線撮像素子１１の撮像動作を制御する。システム制御部１６２の制御によって、Ｘ線が被写体Ｓに向けて照射され、これによって生じた像がＸ線撮像素子１１によって撮像され、画像信号がカメラ制御部１５を介して処理部１６に入力される。【００３１】
画像処理部１６１は、Ｘ線撮像素子１１によって生成された画像信号を処理し、被写体Ｓの画像を生成する。【００３２】
次に、本実施形態の動作について説明する。【００３３】
（実施形態の動作）
被写体ＳがＸ線源１３と第１回折格子１２との間に配置され、Ｘ線撮像装置１のユーザによって図略の操作部から被写体Ｓの撮像が指示されると、処理部１６のシステム制御部１６２は、被写体Ｓに向けてＸを照射すべくＸ線制御部１７に制御信号を出力する。この制御信号によってＸ線制御部１７は、Ｘ線電源部１４にＸ線源１３へ給電させ、Ｘ線源１３は、Ｘ線を放射して被写体Ｓに向けてＸ線を照射する。【００３４】
照射されたＸ線は、第１回折格子１２を通過し、第１回折格子１２によって回折される。そして、タルボ距離Ｌ（＝Ｚ１）離れた位置に第１回折格子１２の自己像であるタルボ像Ｔが形成される。【００３５】
この形成されたＸ線のタルボ像Ｔは、Ｘ線撮像素子１１のＸ線変換素子１１１に入射され、Ｘ線変換素子１１１によってＸ線が可視光に変換される。これによってＸ線変換素子１１１から可視光のタルボ像Ｔが射出される。【００３６】
この可視光のタルボ像Ｔは、第２回折格子１１２を通過し、第２回折格子１１２によって回折される。これによってモアレを生じてモアレ縞の像が形成される。この可視光のモアレ縞の像は、システム制御部１６２によって例えば露光時間などが制御された撮像素子１１３によって撮像される。【００３７】
撮像素子１１３は、モアレ縞の像の画像信号をカメラ制御部１５を介して処理部１６へ出力する。この画像信号は、処理部１６の画像処理部１６１によって処理される。【００３８】
ここで、被写体ＳがＸ線源１３と第１回折格子１２との間に配置されているので、被写体Ｓを通過したＸ線には、被写体Ｓを通過しないＸ線に対し位相がずれる。このため、第１回折格子１２に入射したＸ線には、その波面に歪みが含まれ、タルボ像Ｔには、それに応じた変形が生じている。このため、Ｘ線変換素子１１１で可視光に変換されたタルボ像Ｔと第２回折格子１１２との重ね合わせによって生じた像のモアレ縞は、被写体Ｓによって変調を受けており、この変調量が、被写体Ｓによる屈折効果によってＸ線が曲げられた角度に比例する。したがって、モアレ縞を解析することによって被写体Ｓおよびその内部の構造を検出することが可能となる。また、被写体Ｓを複数の角度から撮像することによってＸ線位相ＣＴ（computed  tomography）により被写体Ｓの断層画像が形成可能である。【００３９】
このようにＸ線撮像装置１およびＸ線撮像素子１１は、Ｘ線のタルボ像ＴをＸ線変換素子１１１によって可視光のタルボ像Ｔに変換してから可視光のタルボ像Ｔを第２回折格子１１２に入射させる。このため、振幅型の第２回折格子１１２は、可視光用の回折格子を採用することができる。したがって、回折部材１１２ｂの厚みをＸ線用の回折格子に較べてより薄くすることができ、また、回折部材１１２ｂに様々な材料を使用することができる。【００４０】
このため、Ｘ線用の回折格子に較べて、第２回折格子１１２の製作が容易となり、同じ装置サイズでも、タルボ像Ｔと第２回折格子１１２との重ね合わせによってモアレを生じる領域がより拡がる。【００４１】
なお、上述の実施形態において、第１および第２回折格子１２、１１２は、Ｘ線源１３とＸ線撮像素子１１とを通る光軸まわりに相対的に角度θだけ回転して配置されてもよい。格子定数ｄの第１および第２回折格子１２、１１２を角度θだけ回転して配置すると、モアレ縞の間隔がｄ／θとなるので、角度θが微小角度とされることで、モアレ縞の間隔が拡大され、モアレ縞の解析がより容易となる。【００４２】
また、上述の実施形態において、第１および第２回折格子１２、１１２の格子定数が異なっていてもよい。第１および第２回折格子１２、１１２の格子定数をそれぞれｄ１、ｄ２とすると、ｄ１×ｄ２／（ｄ２−ｄ１）のモアレ縞が現れ、上述と同様に、このモアレ縞を解析することによっても被写体Ｓおよびその内部の構造を検出することができる。【００４３】
また、上述の実施形態では、Ｘ線源１３と第１回折格子１２との間に被写体Ｓが配置されたが、第１回折格子１２と第２回折格子１１２との間に被写体Ｓが配置されてもよい。【００４４】
また、上述の実施形態では、Ｘ線変換素子１１１と第２回折格子１１２とは、別体で構成されたが、第２回折格子１１２の回折部材１１２ｂを設けた面（表面）に、Ｘ線のエネルギーを吸収して蛍光を発する物質を含む薄膜を形成することによって、一体に構成されてもよい。【００４５】
図３は、正方格子配列の二次元周期の振幅型回折格子を示す説明図である。図４は、図３に示す振幅型回折格子によってタルボ像から生じるモアレを説明するための図である。図４（Ａ）は、タルボ像を示し、図４（Ｂ）は、モアレ像を示す。【００４６】
また、上述の実施形態では、第２回折格子１１２は、一次元周期の振幅型回折格子が用いられたが、これに限定されるものではない。第２回折格子１１２は、例えば、二次元周期の振幅型回折格子や二次元周期の位相型回折格子であってもよく、その周期構造は、正方格子配列や三角格子配列であってもよい。要は、第２回折格子１１２は、タルボ像を回折することによってモアレを生じさせる構造の振幅型回折格子や位相型回折格子であればよい。【００４７】
例えば、二次元周期の振幅型回折格子は、回折部材となるドットが線形独立な２方向に所定の間隔を空けて等間隔に配設されて構成される。正方格子配列では、図３に示すように、単位格子が正方形になるように、直交する２方向に等間隔に回折部材となるドットが配設されて構成される。三角格子配列では、図示しないが、単位格子が正三角形になるように、互いに６０度の方向をなす２方向に等間隔に回折部材となるドットが配設されて構成される。【００４８】
このような二次元周期の振幅型回折格子の第２回折格子１１２では、例えば、図４（Ａ）に示すように、一方向に線状に延びた複数の影が該一方向と直交する方向に等間隔で形成されている縞模様のタルボ像に、例えば、図３に示すように、その周期構造が正方格子配列の第２回折格子１１２を該一方向から少し傾けて作用させると、図４（Ｂ）に示すモアレが生じる。【００４９】
また、上述の実施形態において、Ｘ線撮像素子１１におけるＸ線変換素子１１１と第２回折格子１１２との間にイメージインテンシファイア部をさらに介在させてもよい。イメージインテンシファイア部は、入射したフォトンを光電面で電子に変換し、この電子をマイクロチャネルプレートで倍増し、この倍増された電子群を蛍光体に衝突させて発光させることで、入射したフォトンを倍増する。このようにＸ線撮像素子１１が構成されることによって、Ｘ線撮像素子１１の感度が向上し、Ｘ線撮像素子１１が高感度化される。【００５０】
また、上述の実施形態では、Ｘ線撮像素子１１は、Ｘ線変換素子１１１、第２回折格子１１２および撮像素子１１３がこの順で密着するように配置されて構成されたが、これに限定するものではない。例えば、Ｘ線撮像素子１１は、Ｘ線変換素子１１１と撮像素子１１１との間に、光像を撮像素子１１１の撮像面上に結像するための光学系をさらに備えても良い。このようなＸ線撮像素子１１は、例えば、Ｘ線変換素子１１１、第２回折格子１１２、前記光学系および撮像素子１１３がこの順で配置され、そして、Ｘ線変換素子１１１と第２回折格子１１２とが密着されることで、構成されてもよい。また例えば、このようなＸ線撮像素子１１は、Ｘ線変換素子１１１、前記光学系、第２回折格子１１２および撮像素子１１３がこの順で配置され、そして、第２回折格子１１２と撮像素子１１３とが密着されることで、構成されてもよい。このように構成されることによって、Ｘ線撮像素子１１１を小型化することが可能となる。【００５１】
本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。【００５２】
一態様におけるＸ線撮像素子は、Ｘ線を可視光に変換するＸ線変換素子と、前記Ｘ線変換素子によって変換された可視光を回折する回折格子と、前記回折格子によって回折された可視光を撮像する撮像素子とを備える。そして、好ましくは、前記回折格子は、透過型であり、また好ましくは、前記回折格子は、振幅型回折格子または位相型回折格子であり、さらに好ましくは、前記回折格子は、一次元周期、あるいは、二次元周期である。そして、この二次元周期の周期構造は、好ましくは、正方格子配列または三角格子配列である。そして、他の一態様におけるＸ線撮像方法は、Ｘ線を可視光に変換する変換工程と、前記変換工程によって変換された可視光を回折する回折工程と、前記回折工程によって回折された可視光を撮像する撮像工程とを備える。【００５３】
このような構成のＸ線撮像素子および方法は、Ｘ線をＸ線変換素子で可視光に変換してから回折格子で回折し、そして、その回折された可視光の像を撮像する。このため、本態様に係るＸ線撮像素子および方法は、回折格子における回折部材の厚さを従来よりも薄くすることができる。【００５４】
そして、他の一態様におけるＸ線撮像装置は、Ｘ線を放射するＸ線源と、前記Ｘ線源から放射されたＸ線によってタルボ効果を生じるタルボ用回折格子と、前記タルボ用回折格子によって回折されたＸ線を撮像するＸ線撮像素子とを備え、前記Ｘ線撮像素子は、上記態様の何れかのＸ線撮像素子であって、前記Ｘ線変換素子は、前記タルボ用回折格子から実質的にタルボ距離離れた位置に配置される。【００５５】
このような構成のＸ線撮像装置では、そのＸ線撮像素子は、Ｘ線をＸ線変換素子で可視光に変換してから回折格子で回折し、そして、その回折された可視光の像を撮像する。このため、本態様に係るＸ線撮像装置は、そのＸ線撮像素子の回折格子における回折部材の厚さを従来よりも薄くすることができる。【００５６】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、Ｘ線撮像素子および方法ならびにこのＸ線撮像素子を用いたＸ線撮像装置を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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