(57)【要約】【課題】より高品質なＸ線画像を得る。【解決手段】Ｘ線源を複数有し、平行Ｘ線を照射するＸ線照射部と、複数の前記Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線を照射する条件であるＸ線照射条件を制御する照射制御部とを備える、Ｘ線発生装置が提供される。【選択図】図７
2014064705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＸ線源を有し、平行Ｘ線を照射するＸ線照射部と、
複数の前記Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線を照射する条件であるＸ線照射条件を制御する照射制御部と、
を備える、Ｘ線発生装置。
【請求項２】
前記照射制御部は、前記Ｘ線照射部が、複数の前記Ｘ線源のうち、少なくともいずれか１つの前記Ｘ線源がＸ線を照射するように、前記Ｘ線照射条件を制御する、
請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記照射制御部は、前記Ｘ線照射部が、複数の前記Ｘ線源のうち、隣り合う前記Ｘ線源が同時にＸ線を照射しないように、前記Ｘ線照射条件を制御する、
請求項２に記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記Ｘ線照射部は、前記Ｘ線源のＸ線照射方向に配設され、前記Ｘ線源から照射されるＸ線のＸ線照射方向を制御する第１の照射方向選択部材を少なくとも１つ有し、
複数の前記Ｘ線源及び前記第１の照射方向選択部材の少なくともいずれかを移動させる可動部、を更に備える、
請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
前記照射制御部は、前記可動部に、前記複数のＸ線源と、前記第１の照射方向選択部材との距離を変化させる、
請求項４に記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
前記照射制御部は、前記可動部に、前記Ｘ線源のＸ線照射方向と垂直な面内において、複数の前記Ｘ線源及び前記第１の照射方向選択部材を移動させる、
請求項５に記載のＸ線発生装置。
【請求項７】
前記第１の照射方向選択部材は、前記複数のＸ線源と対向する面内において、互いに一定の間隔を有して格子状に並べられる複数のＸ線通過部を有する、
請求項４に記載のＸ線発生装置。
【請求項８】
前記第１の照射方向選択部材は、前記複数のＸ線源と対向する面内において、千鳥格子状に並べられる複数のＸ線通過部を有する、
請求項４に記載のＸ線発生装置。
【請求項９】
前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線を検出する受光素子を複数有し、前記受光素子によって構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するＸ線検出部、
を更に備える、
請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項１０】
前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得する画素選択情報取得部と、
前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成する画像処理部と、
を更に備える、
請求項９に記載のＸ線発生装置。
【請求項１１】
前記画素選択情報は、前記Ｘ線照射条件に応じた前記画素信号の信号強度に関する情報を含み、
前記画像処理部は、複数の前記画素信号のうち、最大の信号強度を有する前記画素信号を画素ごとに選択することにより、画像を構成する、
請求項１０に記載のＸ線発生装置。
【請求項１２】
前記画素選択情報取得部は、前記Ｘ線照射条件に応じた画素選択情報を、前記Ｘ線検出部がＸ線を検出する前に取得する、請求項１１に記載のＸ線発生装置。
【請求項１３】
前記Ｘ線検出部のＸ線入射方向には、前記Ｘ線源から照射されるＸ線のＸ線照射方向を制御する第２の照射方向選択部材が配設される、
請求項９に記載のＸ線発生装置。
【請求項１４】
複数の前記Ｘ線源は平面状に並べられ、面線源を構成する、請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項１５】
Ｘ線を検出する受光素子を複数有し、前記受光素子によって構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するＸ線検出部と、
前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得する画素選択情報取得部と、
前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成する画像処理部と、
を備え、
前記Ｘ線検出部は、複数のＸ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないようにＸ線照射条件が制御されたＸ線を検出する、Ｘ線検出装置。
【請求項１６】
前記画素選択情報は、前記Ｘ線照射条件に応じた前記画素信号の信号強度に関する情報を含み、
前記画像処理部は、複数の前記画素信号のうち、最大の信号強度を有する前記画素信号を画素ごとに選択することにより、画像を構成する、
請求項１５に記載のＸ線検出装置。
【請求項１７】
前記画素選択情報取得部は、前記Ｘ線照射条件に応じた画素選択情報を、前記Ｘ線検出部がＸ線を検出する前に取得する、請求項１５に記載のＸ線発生装置。
【請求項１８】
複数のＸ線源を有し、平行Ｘ線を照射するＸ線照射部と、
複数の前記Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線を照射する条件であるＸ線照射条件を制御する照射制御部と、
前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線を検出する受光素子を複数有し、前記受光素子によって構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するＸ線検出部と、
前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得する画素選択情報取得部と、
前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成する画像処理部と、
を備える、Ｘ線撮影システム。
【請求項１９】
複数のＸ線源を有し平行Ｘ線を照射するＸ線照射部から照射される各Ｘ線の照射領域が、互いに重畳しないように、Ｘ線を照射する条件であるＸ線照射条件を制御するステップと、
複数の前記Ｘ線照射条件によって照射されたＸ線を複数の受光素子によって検出し、前記受光素子から構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するステップと、
前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得するステップと、
前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成するステップと、
を含む、Ｘ線撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｘ線発生装置、Ｘ線検出装置、Ｘ線撮影システム及びＸ線撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を用いて撮影を行う技術は、医療機関における生体検査や、工場における出荷検査等、幅広い分野で用いられている。これらの検査においては、より高品質（高解像度、高コントラスト、高Ｓ／Ｎ比等）なＸ線画像を得ることが求められている。
【０００３】
Ｘ線撮影においては、ひとつのＸ線源（単線源）を用いて撮影を行う場合と、２次元状に配列された複数のＸ線源（面線源）を用いて撮影を行う場合とがある。例えば、面線源を用いたＸ線撮影の一例として、特許文献１には、２次元状に配列された、それぞれ異なる線質を有する複数のＸ線源を選択的に駆動することで、Ｘ線照射位置や線質の選択の自由度を増し、高コントラストなＸ線画像を得ることができる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０５９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、単線源を用いたＸ線撮影においては、Ｘ線を検出する検出面内の位置に応じて、照射されるＸ線の強度（線量）や、Ｘ線の入射角が一様ではない。従って、検出面内においてＸ線の受光感度にばらつきが存在するため、高品質なＸ線画像を得ることが困難であった。
【０００６】
また、特許文献１に記載の技術では、Ｘ線源が２次元状に配列されるため、近接するＸ線源から照射されたＸ線照射領域の一部が、互いに重なり合う（干渉する）可能性があった。従って、Ｘ線検出位置に応じて、照射されるＸ線の線量にばらつきが生じるため、取得されるＸ線画像の品質が低下する一因となっていた。また、被写体と線源とＸ線検出器との位置関係によっては、被写体の内部にＸ線が通らない部分が出来るため、Ｘ線画像を利用した計算方法の誤差が大きくなる一因となっていた。
【０００７】
そこで、本開示では、より高品質なＸ線画像を得ることが可能な、Ｘ線発生装置、Ｘ線検出装置、Ｘ線撮影システム及びＸ線撮影方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、複数のＸ線源を有し、平行Ｘ線を照射するＸ線照射部と、複数の前記Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線を照射する条件であるＸ線照射条件を制御する照射制御部とを備える、Ｘ線発生装置が提供される。
【０００９】
また、本開示によれば、Ｘ線を検出する受光素子を複数有し、前記受光素子によって構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するＸ線検出部と、前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得する画素選択情報取得部と、前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成する画像処理部とを備え、前記Ｘ線検出部は、複数のＸ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないようにＸ線照射条件が制御されたＸ線を検出する、Ｘ線検出装置が提供される。
【００１０】
また、本開示によれば、複数のＸ線源を有し、平行Ｘ線を照射するＸ線照射部と、複数の前記Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線を照射する条件であるＸ線照射条件を制御する照射制御部と、前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線を検出する受光素子を複数有し、前記受光素子によって構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するＸ線検出部と、前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得する画素選択情報取得部と、前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成する画像処理部とを備える、Ｘ線撮影システムが提供される。
【００１１】
また、本開示によれば、複数のＸ線源を有し平行Ｘ線を照射するＸ線照射部から照射される各Ｘ線の照射領域が、互いに重畳しないように、Ｘ線を照射する条件であるＸ線照射条件を制御するステップと、複数の前記Ｘ線照射条件によって照射されたＸ線を複数の受光素子によって検出し、前記受光素子から構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するステップと、前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得するステップと、前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成するステップとを含む、Ｘ線撮影方法が提供される。
【００１２】
本開示によれば、複数のＸ線源を有するＸ線照射部が、平行Ｘ線を照射し、照射制御部が、複数の前記Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線を照射する条件であるＸ線照射条件を制御する。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本開示によれば、より高品質なＸ線画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一般的なＸ線源の一構造例を示す概略図である。
【図２Ａ】図１に示すＸ線源における検出器の受光位置と焦点との関係の一例を模式的に示す概念図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す検出器の面内におけるＸ線の焦点の一例を模式的に示す概念図である。
【図３】ヒール効果を説明するための概念図である。
【図４Ａ】Ｘ線撮影時におけるＸ線の挙動の一例を示す概念図である。
【図４Ｂ】Ｘ線撮影時におけるＸ線の挙動の一例を示す概念図である。
【図４Ｃ】Ｘ線撮影時におけるＸ線の挙動の一例を示す概念図である。
【図５】単線源とグリッドを用いたＸ線撮影方法の一例を示す概念図である。
【図６】面線源を用いたＸ線撮影方法の一例を示す概念図である。
【図７】本開示の第１の実施形態に係るＸ線発生装置の一構成例を示す概略図である。
【図８】全てのＸ線源からＸ線を照射した場合のＸ線照射領域の様子を示す概念図である。
【図９】本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の一例を説明するための概念図である。
【図１０】本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の一例を説明するための概念図である。
【図１１】本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の変形例を説明するための概念図である。
【図１２】本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の変形例を説明するための概念図である。
【図１３】本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の変形例において、コリメータとアパーチャとが併用される一実施例を説明するための概念図である。
【図１４】本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の変形例において、コリメータとアパーチャとが併用される一実施例を説明するための概念図である。
【図１５Ａ】本実施形態に係るコリメータの一構造例を示す斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａに示すコリメータの貫通孔の配置を示す上面図である。
【図１６Ａ】本実施形態に係るコリメータの異なる構造例を示す斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａに示すコリメータの貫通孔の配置を示す上面図である。
【図１７Ａ】本実施形態に係るアパーチャの一構造例を示す正面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示すアパーチャのＡ−Ａ断面における断面を示す断面図である。
【図１８】本開示の第２の実施形態に係るＸ線発生装置の一構成例を示す概略図である。
【図１９Ａ】Ｘ線源とコリメータとの距離によるＸ線照射領域の変化について示す概念図である。
【図１９Ｂ】Ｘ線源とコリメータとの距離によるＸ線照射領域の変化について示す概念図である。
【図２０】本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の一例を説明するための概念図である。
【図２１】本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の一例を説明するための概念図である。
【図２２Ａ】本実施形態に係る画像処理方法の一例を説明するための概念図である。
【図２２Ｂ】本実施形態に係る画像処理方法の一例を説明するための概念図である。
【図２２Ｃ】本実施形態に係る画像処理方法の一例を説明するための概念図である。
【図２２Ｄ】本実施形態に係る画像処理方法の一例を説明するための概念図である。
【図２３Ａ】本実施形態に係る画像処理方法の異なる例を説明するための概念図である。
【図２３Ｂ】本実施形態に係る画像処理方法の異なる例を説明するための概念図である。
【図２４】本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線撮影システムの概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２５】本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線撮影方法の処理手順示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．発明者による検討
１．１．Ｘ線源の構造
１．２．単線源について
１．３．面線源について
２．第１の実施形態
２．１．Ｘ線発生装置の構成
２．２．Ｘ線照射条件の制御について
２．３．第１の実施形態の変形例
３．第２の実施の形態
３．１．Ｘ線撮影装置の構成
３．２．Ｘ線照射条件の制御について
４．画像処理方法
５．Ｘ線撮影システムの構成
６．Ｘ線撮影方法の処理手順
７．まとめ
【００１７】
＜１．発明者による検討＞
まず、本開示をより明確なものとするために、本発明者が本開示に想到するに至った経緯について詳しく説明する。上述したように、本開示によれば、より高品質なＸ線画像を得ることが可能となる。本発明者は、より高品質なＸ線画像を得るために、まず、単線源や面線源を用いた一般的なＸ線撮影について検討を行った。ここでは、当該検討結果について詳しく説明する。
【００１８】
［１．１．Ｘ線源の構造］
まず、図１を用いて、一般的なＸ線源の構造について説明する。図１は、一般的なＸ線源の一構造例を示す概略図である。
【００１９】
図１を参照すると、Ｘ線源５００は、内部が略真空に保たれているガラスバルブ５０１、並びにガラスバルブ５０１内に設けられる陰極５０２及び陽極５０３を備える。陰極５０２から放出された電子が、陽極５０３に衝突することで、Ｘ線が発生する。
【００２０】
陰極５０２は、例えば、フィラメント、加速電極、収束電極等を有する。陰極５０２は、例えば外部に設けられた電源装置や制御機器等に接続され、その駆動が制御される。陰極５０２は、フィラメントから放出された熱電子を、加速電極、収束電極によって、加速、収束し、陰極５０２に対向して配設された陽極５０３に向かって放出する。ここで、熱電子の加速電圧は、例えば数十〜数百ｋｅＶ程度であってよい。
【００２１】
陽極５０３は、例えば、金属製のターゲット５０４、ターゲット５０４の略中心に接続される回転シャフト５０５、及び回転シャフト５０５を支持するロータ５０６から構成される。陽極５０３は、更に、外部接続部５０７を有し、外部接続部５０７を介して外部に設けられた電源装置や制御機器等と接続され、その駆動が制御されてもよい。ターゲット５０４は円盤形状を有し、回転シャフト５０５を回転軸として回転可能に構成される。また、ターゲット５０４の外周部の一面はテーパ状に加工されており、陽極５０３は、ターゲット５０４のテーパ形状を有する部位（テーパ面）が、陰極５０２と対向するように配設される。従って、陰極５０２から放出された電子は、ターゲット５０４のテーパ面に衝突する。
【００２２】
Ｘ線源５００は、Ｘ線を放出する際には、陽極５０３のターゲット５０４を回転させながら、陰極５０２からターゲット５０４のテーパ面に電子を衝突させる。衝突した電子と、ターゲット５０４を構成する原子の原子核や内殻の電子とが相互作用することで、例えば制動Ｘ線や特性Ｘ線等のＸ線が放出される。ここで、Ｘ線の発生原理は、本開示の主眼とするところではないため、詳細な説明は省略する。ターゲット５０４から放出されたＸ線は、ガラスバルブ５０１の一部領域に設けられたＸ線照射窓５０８から外部に照射される。図１では、放出されたＸ線照射方向の一例が矢印で示されている。ここで、Ｘ線が放出される領域（図１に示すＸ線源５００においてはテーパ面）のことを焦点と呼ぶ。
【００２３】
ここで、Ｘ線源５００のＸ線照射方向には、図１に示すように、コリメータ５０９が設置されてもよい。コリメータ５０９は、Ｘ線の照射方向選択部材の一例であり、Ｘ線の照射方向を制御するために用いられる。ここで、図１には、Ｘ線の照射方向選択部材の一例としてコリメータ５０９を図示しているが、Ｘ線の照射方向選択部材として用いられる部材はコリメータに限定されず、例えばコリメータの代わりにアパーチャが用いられてもよいし、あるいは、コリメータとアパーチャとが併用されてもよい。コリメータ５０９は、例えばＸ線を遮蔽可能な材料で形成された板状の部材の一部領域に、Ｘ線を通過させるためのＸ線通過部（スリット、孔等）が設けられた構造であってよい。図１では、コリメータ５０９の、Ｘ線通過部を通る断面が示されている。
【００２４】
図１に示すように、Ｘ線源５００によって生じたＸ線は、コリメータ５０９に設けられたＸ線通過部を通過して、外部に照射される。従って、コリメータ５０９に設けられたＸ線通過部の形状や大きさを変更することで、Ｘ線源５００から照射されるＸ線の照射角θを制御することができる。ここで、図１においては、Ｘ線源５００とコリメータ５０９とは分離して構成されているが、例えば、Ｘ線源５００とコリメータ５０９とは一体的に構成されてもよい。すなわち、Ｘ線源５００のＸ線照射窓５０８が、コリメータ５０９と同様の機能を有していてもよい。
【００２５】
ここで、以下の説明においては、Ｘ線の照射角θが大きくなることを「Ｘ線が発散する」と表現することとする。例えば、「Ｘ線の発散を抑える」とは、Ｘ線の照射角θが小さくなるように制御することを表すこととする。
【００２６】
［１．２．単線源について］
Ｘ線源を１つだけ用いてＸ線撮影を行う際には、例えば図１に示すＸ線源５００から被写体にＸ線が照射され、被写体を透過したＸ線が、被写体の後方、すなわち、被写体を挟んでＸ線源と逆側に設けられた検出器によって検出される。以下の説明では、このように１つだけで用いられるＸ線源のことを、単線源と呼ぶこととする。
【００２７】
また、以下の説明においては、Ｘ線源から照射されたＸ線を検出器によって検出する一連の処理のことを、Ｘ線撮影と呼ぶこととする。更に、以下の説明においては、Ｘ線撮影によって取得される画像のことをＸ線画像と呼ぶこととする。ただし、Ｘ線撮影及びＸ線画像においては、被写体の有無は考慮しないこととする。
【００２８】
まず、図２Ａ、Ｂを参照して、単線源における検出器の受光位置と焦点との関係について説明する。図１に示すような回転ターゲットを有するＸ線源を単線源として用いる場合には、検出器の受光位置に応じて、見掛け上の焦点の大きさや形状が異なる。図２Ａ、Ｂは、回転ターゲットを有するＸ線源における、検出器の受光位置と焦点との関係を模式的に示す図である。
【００２９】
図２Ａは、陽極５０３のターゲット５０４から照射されたＸ線が、検出器６１０に入射する様子を示している。ここで、図２Ａにおいては、図１に示すＸ線源５００のうち、陰極５０２及び陽極５０３以外の構成要素は省略して示されている。図２Ａを参照すると、検出器６１０の検出面内において、焦点（テーパ面）との位置関係がそれぞれ異なる検出部位における、見掛け上の焦点６２０、６３０、６４０が示されている。
【００３０】
図２Ｂは、図２Ａにおける検出器６１０の検出面、すなわち陽極５０３と対向する面を示す模式図である。ここで、図２Ｂには、ターゲット５０４と検出器６１０との相対的な位置関係が明確になるように、ターゲット５０４を破線で示している。また、図２Ｂに記載の検出器６１０の検出面には、各検出部位における見掛け上の焦点が四角形で示されている。
【００３１】
図２Ｂを参照すれば、検出器６１０の検出部位によって、すなわち、ターゲット５０４と検出器６１０の検出部位との位置関係に応じて、見掛け上の焦点６２０、６３０、６４０の大きさが互いに異なる。また、検出面においては、ターゲット５０４の回転軸と直交する方向（図２Ａにおける紙面に垂直な方向）でも、検出部位の位置によって、見掛け上の焦点の大きさや形状が異なる。ここで、見掛け上の焦点の大きさや形状が異なるということは、Ｘ線の発散の程度が異なることを意味する。このように、回転ターゲットを有するＸ線源においては、ターゲット５０４と検出器６１０の検出部位との位置関係に応じて、すなわち、Ｘ線の入射角に応じて、Ｘ線の発散の程度が異なる。
【００３２】
次に、図３を参照して、単線源におけるＸ線照射方向とＸ線の強度（線量）との関係について説明する。図１に示すような回転ターゲットを有するＸ線源においては、Ｘ線照射方向に応じてＸ線の線量が異なることが知られている。この現象はヒール効果と呼ばれる。図３は、ヒール効果を説明するための概念図である。
【００３３】
図３には、陽極５０３のＸ線発生位置ａからＸ線が照射される様子が模式的に示されている。ここで、図３に記載の矢印は、Ｘ線発生位置ａから互いに異なる方向に照射されたＸ線Ｃ、Ｘ線Ｄを模式的に示している。Ｘ線Ｃは、Ｘ線発生位置ａから比較的陰極５０２方向に照射されるＸ線であり、Ｘ線Ｄは、Ｘ線発生位置ａから比較的陽極５０３方向に照射されるＸ線である。ここで、図３においては、図１に示すＸ線源５００のうち、陰極５０２及び陽極５０３以外の構成要素は省略している。
【００３４】
ヒール効果とは、図３に示すようなＸ線Ｃ及びＸ線Ｄを想定した場合、陰極５０２方向に照射されるＸ線Ｃの線量が、陽極５０３方向に照射されるＸ線Ｄの線量よりも相対的に大きくなる現象のことである。これは、Ｘ線Ｄの方が、Ｘ線Ｃよりも、ターゲット５０４の内部を通過する距離が長いため、ターゲット５０４通過時のＸ線の減衰量が多いことに起因すると考えられている。このように、回転ターゲットを有するＸ線源においては、Ｘ線照射方向、すなわち、検出器へのＸ線の入射角に応じて、Ｘ線の線量が異なる。
【００３５】
以上図２Ａ、Ｂ及び図３を用いて説明したように、一般的な回転ターゲットを有するＸ線源を単線源として用いる場合には、Ｘ線の入射角に応じて、Ｘ線の発散の程度及び線量が異なる。従って、単線源を用いて、検出器の検出面内に一様なＸ線を照射することは困難である。
【００３６】
一方、高品質なＸ線画像を取得するためには、検出器の検出面内に一様なＸ線が照射されることが好ましい。これは、例えばＸ線の入射角に応じてＸ線の線量や発散の程度が異なると、検出器の検出部位に応じて受光感度やＳ／Ｎ比にばらつきが生じてしまうため、高品質なＸ線画像を取得することが困難になるためである。
【００３７】
このようなＸ線の入射角に起因する受光感度やＳ／Ｎ比のばらつきを抑えるために、単線源を用いたＸ線撮影においては、一般的に、単線源と検出器との距離は、可能な範囲で長く設定される。
【００３８】
一方、Ｘ線撮影において、Ｘ線は、以下の挙動を取り得る。すなわち、（１）被写体を透過する、（２）被写体によって反射、散乱（拡散）される、（３）被写体に照射されずに漏れる。これら（１）〜（３）の状態について、図４Ａ〜Ｃを参照して説明する。
【００３９】
図４Ａ〜Ｃは、Ｘ線撮影時におけるＸ線の挙動の一例を示す概念図である。図４Ａ〜Ｃを参照すると、Ｘ線が、Ｘ線源７１０から被写体７２０及び検出器７３０に照射される様子が示されている。図４Ａ〜Ｃにおける矢印は、Ｘ線源７１０から照射されるＸ線の方向を模式的に示している。ここで、Ｘ線源７１０の構造は特に限定されるものではなく、例えば図１に示すＸ線源５００であってもよいし、他の構造を有するＸ線源であってもよい。
【００４０】
図４Ａは、Ｘ線が被写体を透過する様子を示している。図４Ａを参照すると、Ｘ線源７１０から照射されたＸ線は、被写体７２０を透過し、検出器７３０に入射している。被写体内部の部位に応じたＸ線透過率の違いを利用して、被写体７２０を透過したＸ線を検出することで、被写体内部の構造をＸ線画像の形で取得することができる。
【００４１】
図４Ｂは、Ｘ線が被写体によって反射、散乱（拡散）される様子を示している。図４Ｂを参照すると、Ｘ線源７１０から照射されたＸ線の一部は、被写体７２０の表面で反射される。また、Ｘ線源７１０から照射されたＸ線の一部は、例えばコンプトン散乱（拡散）によって被写体の内部で散乱される。図４Ｂに示す例においては、反射、散乱が１度しか生じていないが、このようなＸ線の反射、散乱は、複数回起こり得る。反射、散乱したＸ線が検出器７３０で検出されると、被写体のいずれの部位を透過してきたＸ線かが不明確であるため、Ｘ線画像にいわゆるボケが生じ、Ｘ線画像が不鮮明になる可能性がある。
【００４２】
図４Ｃは、Ｘ線が被写体に照射されずに漏れる様子を示している。図４Ｃを参照すると、Ｘ線源７１０から照射されたＸ線は、被写体７２０及び検出器７３０に入射することなく、外部に漏れている。このようにＸ線が漏れることで、周囲のＸ線非照射対象、例えば装置操作者等が不要な被ばくを受けてしまう可能性がある。
【００４３】
以上図４Ａ〜Ｃを参照して説明したように、Ｘ線の反射や散乱は、Ｘ線画像の品質低下につながる可能性がある。また、Ｘ線の漏れは、周囲の不要な被ばくにつながる可能性がある。
【００４４】
Ｘ線の漏れを低減するためには、Ｘ線源と被写体及び検出器との距離を短くすることが望ましい。しかし、図２Ａ、Ｂ及び図３を用いて説明したように、単線源を用いたＸ線撮影においては、Ｘ線の入射角に起因する受光感度やＳ／Ｎ比のばらつきを抑えるために、Ｘ線源と検出器との距離は、可能な範囲で長く設定されることが求められる。つまり、単線源を用いたＸ線撮影においては、Ｘ線源と検出器との距離に対して、Ｘ線画像の品質とＸ線の漏れとは、トレードオフの関係にある。
【００４５】
一方、Ｘ線の反射や散乱によるＸ線画像の品質低下を抑えるためには、グリッドを利用する方法が考えられている。ここで、グリッドとは、図１において説明したコリメータ及び／又はアパーチャと同様、Ｘ線の照射方向選択部材の一例である。このようなグリッドを用いたＸ線撮影方法の一例について、図５を参照して説明する。図５は、単線源とグリッドを用いたＸ線撮影方法の一例を示す概念図である。
【００４６】
図５を参照すると、Ｘ線源８１０から照射されたＸ線が、検出器８３０に入射する様子が示されている。また、図５においては、Ｘ線源８１０から照射されたＸ線が模式的に矢印で示されている。ここで、Ｘ線源８１０の構造は特に限定されるものではなく、例えば図１に示すＸ線源５００であってもよいし、他の構造を有するＸ線源であってもよい。
【００４７】
更に、図５を参照すると、検出器８３０の、Ｘ線が入射する方向には、グリッド８２０が設けられている。グリッド８２０は、例えばＸ線を遮蔽可能な材料で形成された板状の部材の一部領域に、Ｘ線を通過させるためのＸ線通過部（スリットや孔）が複数設けられた構造であってもよい。図５においては、グリッド８２０の、複数のＸ線通過部を通る断面が示されている。
【００４８】
Ｘ線撮影時には、被写体（図示せず。）が、Ｘ線源８１０とグリッド８２０との間に配置される。Ｘ線源８１０から照射されたＸ線は、被写体を透過し、グリッド８２０のＸ線通過部を通過して、検出器８３０によって検出される。ここで、グリッド８２０のＸ線通過部は、検出器８３０の検出面内の位置に応じて、検出面に対して異なる角度を有するように形成されている。具体的には、グリッド８２０のＸ線通過部は、Ｘ線源８１０から照射されるＸ線の、検出器８３０への入射角に対応する角度を有するように形成されている。従って、グリッド８２０は、散乱、反射等され、本来の入射角と異なる角度で入射したＸ線を遮ることができる。
【００４９】
このように、グリッド８２０を用いることで、Ｘ線の反射や散乱によるＸ線画像の品質低下を抑えることができる可能性がある。しかし、グリッド８２０では、上述のように、Ｘ線源８１０から照射されるＸ線の入射角に対応してＸ線通過部が形成されるため、Ｘ線源８１０とグリッド８２０との相対的な位置関係が変化すると、Ｘ線の入射方向とＸ線通過部の方向とがずれてしまい、良好なＸ線画像が得られなくなる可能性がある。つまり、Ｘ線源８１０とグリッド８２０との相対的な位置関係が変更される度に、グリッド８２０のＸ線通過部の角度も調整される必要がある。
【００５０】
以上、図１〜図５を参照して、単線源を用いたＸ線撮影について検討した。検討結果について、以下にまとめる。
【００５１】
単線源、特に回転ターゲットを有するＸ線源を用いたＸ線撮影においては、Ｘ線の入射角に応じて、Ｘ線の発散の程度や線量が異なる。従って、検出器の検出面内で受光感度やＳ／Ｎ比にばらつきが生じ、高品質なＸ線画像を得ることが困難である。このようなＸ線の入射角に応じた受光感度やＳ／Ｎ比のばらつきに対しては、Ｘ線源と検出器との距離を長くすることが有効であると考えられる。
【００５２】
一方、Ｘ線撮影時には、Ｘ線の漏れを考慮する必要がある。Ｘ線の漏れを低減するためには、Ｘ線源と検出器との距離を短くすることが有効であると考えられる。従って、単線源を用いたＸ線撮影においては、Ｘ線源と検出器との距離に対して、Ｘ線画像の品質とＸ線の漏れとが、トレードオフの関係にある。
【００５３】
また、Ｘ線画像の品質を向上させるためには、Ｘ線の反射や散乱の影響を抑える必要がある。そのために、グリッドを用いる方法が考えられるが、Ｘ線源とグリッドとの相対的な位置関係に応じて、グリッドの形状を調整する必要があるため、Ｘ線撮影時には不便が伴う。
【００５４】
［１．３．面線源について］
以上、一般的な単線源を用いたＸ線撮影についての検討結果を詳しく説明した。このような単線源を用いたＸ線撮影における状況を鑑みて、Ｘ線源を複数並べることで、被写体及び検出器に一様なＸ線を照射することが考えられている。このように、複数並べられて用いられるＸ線源のことを、以下の説明では面線源と呼ぶこととする。
【００５５】
図６を参照して、一般的な面線源を用いたＸ線撮影について説明する。図６は一般的な面線源を用いたＸ線撮影方法の一例を示す概念図である。
【００５６】
図６を参照すると、面線源８５０から照射されたＸ線が、検出器８７０に入射する様子が示されている。また、検出器８７０の、Ｘ線が入射する方向には、グリッド８６０が設けられている。ここで、図６における矢印は、面線源８５０から照射されたＸ線を模式的に表すものである。
【００５７】
更に、図６を参照すると、面線源８５０は、複数のＸ線源８４０から構成されている。ここで、図６においては、説明を簡単にするため、Ｘ線源８４０が５つ、１列に並べられている場合について示しているが、実際には、より多数のＸ線源８４０が平面状に並べられていてよい。また、Ｘ線源８４０の構造は特に限定されるものではなく、例えば図１に示すＸ線源５００であってもよいし、他の構造を有するＸ線源であってもよい。更に、グリッド８６０は、図５に示すグリッド８２０と同様の機能を果たす、Ｘ線の照射方向選択部材の一例である。
【００５８】
ここで、以下の説明においては、面線源（Ｘ線源）と検出器とが対向して配設される際に、面線源（Ｘ線源）から検出器の検出面に下した垂線の方向を垂直方向と呼ぶこととする。また、当該垂直方向と直交する、面線源又は検出器の検出面と平行な方向を水平方向と呼ぶこととする。例えば、図６においては、図中に示すＸ方向が水平方向であり、Ｙ方向が垂直方向である。
【００５９】
Ｘ線撮影時には、被写体（図示せず。）が、面線源８５０とグリッド８６０との間に配置される。面線源８５０から照射されたＸ線は、被写体を透過し、グリッド８６０のＸ線通過部を通過して、検出器８７０によって検出される。ここで、図６を参照すると、図５に示すグリッド８２０とは異なり、グリッド８６０においてＸ線通過部が形成される方向は、垂直方向に固定されていてもよい。これは、面線源８５０を用いたＸ線撮影においては、複数のＸ線源８４０のそれぞれからＸ線が照射されるため、照射されるＸ線の略垂直方向成分のみを通過させればよいからである。つまり、図６に示すように、グリッド８６０は、略垂直方向以外に発散するＸ線を遮って、検出器８７０に到達させないように設計される。従って、Ｘ線源と検出器との相対的な位置関係に応じて、グリッド８６０を調整する必要は生じない。
【００６０】
更に、面線源８５０は複数のＸ線源８４０を有するため、点線源の場合の様に、Ｘ線の入射角に応じた受光感度等のばらつきを考慮する必要がなくなる。従って、Ｘ線源と検出器との距離をより短くすることができる。よって、Ｘ線の漏れを低減しつつ、Ｘ線画像の品質の向上を図ることができる。
【００６１】
以上、図６を参照して説明したように、面線源８５０とグリッド８６０とを用いてＸ線撮影を行うことで、Ｘ線画像の品質が向上する可能性がある。また、更に高品質なＸ線画像を得るために、グリッド８６０のＸ線通過部を設ける間隔（ピッチ）をより小さくすることが考えられている。このようにＸ線通過部のピッチがより小さく設計されたグリッドは高精細グリッドと呼ばれる。しかし、高精細グリッドを用いると、高精細グリッドによって遮られるＸ線の割合が増加するため、照射したＸ線のうち検出器８７０で検出されるＸ線の割合が低下する。つまり、Ｘ線の受光効率が低下してしまう。従って、高精細グリッドを用いてより高品質なＸ線画像を得るためには、Ｘ線源から照射するＸ線の線量を増加させる必要があった。
【００６２】
また、面線源８５０を用いたＸ線撮影においては、近接するＸ線源から照射されるＸ線の照射領域が重なり合うことも問題となる。近接するＸ線源から照射されるＸ線の照射領域が重なり合うと、検出器に照射されるＸ線の線量が、検出面内で一様ではなくなるため、Ｘ線画像の品質が低下する一因となる。
【００６３】
以上、一般的な面線源を用いたＸ線撮影について検討した。面線源を用いたＸ線撮影においては、Ｘ線画像の品質についてある程度の向上を見込める可能性はあるものの、例えば高精細グリッドを用いる場合には、Ｘ線の受光効率が低下してしまう。従って、Ｘ線源から照射するＸ線の線量を増加させる必要があり、被写体に対する被ばく量の増加にもつながる恐れがあった。また、近接するＸ線源から照射されたＸ線の照射領域が重なり合うことが、Ｘ線画像の品質低下の一因となっていた。
【００６４】
以上検討したように、一般的な単線源を用いたＸ線撮影及び一般的な面線源を用いたＸ線撮影においては、取得されるＸ線画像の品質に改良の余地があった。また、その一因として、検出器に照射されるＸ線が、検出面内で一様でないことが考えられた。このような検討結果を鑑みて、本発明者は、より高品質なＸ線画像を取得することが可能な、本開示に係るＸ線発生装置、Ｘ線検出装置、Ｘ線撮影システム及びＸ線撮影方法に想到した。以下では、その好適な実施形態について詳述する。
【００６５】
＜２．第１の実施形態＞
［２．１．Ｘ線発生装置の構成］
まず、図７を参照して、本開示の第１の実施形態に係るＸ線発生装置について説明する。図７は、本開示の第１の実施形態に係るＸ線発生装置の一構成例を示す概略図である。図７を参照すると、本実施形態に係るＸ線発生装置１０は、Ｘ線照射部１００、Ｘ線検出部２００及び制御部３００を備える。
【００６６】
まず、Ｘ線照射部１００の機能及び構成について説明する。Ｘ線照射部１００は後述する照射制御部３１０からの制御により、Ｘ線を照射する。ここで、Ｘ線照射部１００は、Ｘ線源群１１０を有する。Ｘ線源群１１０は、例えば複数のＸ線源が平面状に並べられた面線源であってよい。
【００６７】
本実施形態においては、当該Ｘ線源は、例えば、半導体デバイスの製造プロセスを用いて形成される、μｍオーダーの微小なＸ線源であってもよい。ただし、Ｘ線源群１１０を構成するＸ線源の種類及び構造は特に限定されず、あらゆるＸ線源が用いられてよい。本実施形態におけるＸ線源の構造の一例については、図８を参照して、後で詳しく説明する。
【００６８】
また、Ｘ線照射部１００は、平行Ｘ線を照射するように構成される。ここで、以下の説明において、平行Ｘ線とは、照射方向が垂直方向（Ｘ線源群１１０から後述するＸ線検出部２００の受光素子群２１０に下した垂線方向）に制御されたＸ線のことを示すこととする。つまり、平行Ｘ線とは、照射方向が略垂直方向になるように照射角θが制御されたＸ線のことを示す言葉であってよく、以下の説明において、平行Ｘ線には、照射角θが０度以外のＸ線も含まれてよい。
【００６９】
また、この照射方向の制御は、例えばコリメータ及び／又はアパーチャ等を用いることで実現される。ここで、コリメータ及びアパーチャは、いずれも、Ｘ線の照射方向選択部材の一種であり、例えばＸ線照射部１００のＸ線照射方向に配設され、Ｘ線照射部１００から照射されるＸ線の一部を遮蔽し、残りの部分を透過させることにより、Ｘ線の照射方向や照射角θを制御するための部材である。例えば、アパーチャは、Ｘ線を集光させる（照射方向を変更する）機能を有し、コリメータは、不要な方向へのＸ線の照射を遮るために用いられる。
【００７０】
平行Ｘ線を生成する際の照射方向の制御には、コリメータとアパーチャとがともに用いられてもよいし、コリメータ又はアパーチャのいずれかのみが用いられてもよい。また、平行Ｘ線を生成する際の照射方向の制御は、Ｘ線源群１１０のＸ線照射方向にコリメータ及び／又はアパーチャ等が設けられることによって実現されてもよいし、Ｘ線源群１１０を構成するＸ線源のそれぞれにコリメータ及び／又はアパーチャ等の機能が設けられることによって実現されてもよい。更に、その両者が併用されてもよい。つまり、Ｘ線照射部１００が平行Ｘ線を照射することができれば、その実現の方法は限定されない。
【００７１】
次に、Ｘ線検出部２００の機能及び構成について説明する。Ｘ線検出部２００は、Ｘ線照射部１００から照射されるＸ線を検出する。ここで、Ｘ線検出部２００は、受光素子群２１０を有する。受光素子群２１０は、例えば、複数の受光素子が平面状に並べられて構成される。ここで、当該受光素子の種類や構造は特に限定されない。当該受光素子は、例えばフォトダイオードであってよい。
【００７２】
また、受光素子群２１０を構成する受光素子は、いくつかの受光素子ごとに画素を構成してもよい。ここで、１つの受光素子が１つの画素を構成してもよいし、いくつかの受光素子が１つの画素を構成してもよい。
【００７３】
受光素子群２１０を構成する複数の受光素子は、Ｘ線照射部１００から照射されるＸ線を検出し、検出したＸ線の線量に応じた信号を出力する。ここで、出力される信号は、受光素子ごとに出力されてもよいし、画素ごと、すなわち１つの画素を構成するいくつかの受光素子ごとに出力されてもよい。以下では、画素ごとに出力されるＸ線の線量に応じた信号のことを、画素信号と呼ぶこととする。Ｘ線検出部２００は、検出した画素信号を、後述する画素選択情報取得部３２０及び画像処理部３３０に送信する。ここで、受光素子が検出した画素信号に対して、例えば、フィルタ回路によるノイズ除去処理や増幅器による増幅処理等、画像処理における一般的な信号処理が適宜行われてよい。なお、Ｘ線照射部１００のＸ線源群１１０と、Ｘ線検出部２００の受光素子群２１０との距離（Ｘ線の照射距離）は、Ｘ線撮影の条件、例えば検査項目や被写体の種類等に応じたＸ線の線量やＸ線の照射範囲等に基づいて、適宜調整されてよい。
【００７４】
次に、制御部３００の機能及び構成について説明する。制御部３００は、Ｘ線発生装置１０を統括的に制御するとともに、Ｘ線照射部１００によって照射されるＸ線の照射条件（Ｘ線照射条件）の制御や、検出されたＸ線に関する情報に基づいてＸ線画像の構成処理を行う。制御部３００は、例えば、照射制御部３１０、画素選択情報取得部３２０及び画像処理部３３０を有する。
【００７５】
照射制御部３１０は、Ｘ線照射部１００によって照射されるＸ線のＸ線照射条件を制御する。具体的には、照射制御部３１０は、Ｘ線源群１１０が有する複数のＸ線源から照射される各平行Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線照射条件を制御する。ここで、Ｘ線の照射領域とは、Ｘ線検出部２００によって検出され得る大きさの線量を有するＸ線が存在する領域のことであってよい。
【００７６】
ここで、Ｘ線照射条件の制御とは、例えば、Ｘ線源の駆動制御、Ｘ線の発散の制御及びＸ線源の位置の制御の少なくともいずれかを含む。Ｘ線源の駆動制御とは、Ｘ線照射部１００に、Ｘ線源を駆動させ、Ｘ線を照射させる制御である。ここで、Ｘ線照射部１００は、照射制御部３１０からの制御により、複数のＸ線源のうち、任意のＸ線源のみを駆動することが可能であってよい。
【００７７】
また、Ｘ線の発散の制御とは、Ｘ線源から照射されるＸ線の発散状態を制御することである。ここで、Ｘ線の発散の制御のために、例えば、Ｘ線源のＸ線照射方向にコリメータ及び／又はアパーチャが配設されてよい。コリメータ及び／又はアパーチャが配設される場合、照射制御部３１０は、Ｘ線源とコリメータ及び／又はアパーチャとの距離を調整することによって、Ｘ線の発散の制御を行ってよい。Ｘ線の発散の制御については、図１９Ａ、Ｂを参照して、後で詳しく説明する。
【００７８】
また、Ｘ線源の位置の制御とは、Ｘ線照射部１００を移動させることで、Ｘ線照射部１００と、Ｘ線検出部２００との相対的な位置関係を制御することである。例えば、照射制御部３１０は、Ｘ線照射部１００を水平方向に移動させることで、Ｘ線照射部１００とＸ線検出部２００との、水平方向における相対的な位置を変化させることができる。また、例えば、照射制御部３１０は、Ｘ線照射部１００を垂直方向に移動させることで、Ｘ線照射部１００とＸ線検出部２００との、水平方向における相対的な位置を変化させることができる。
【００７９】
ここで、Ｘ線照射条件として、Ｘ線源の駆動、Ｘ線の発散及びＸ線源の位置について説明したが、Ｘ線照射条件は、これら以外にも、各種のＸ線の照射に関する条件を含んでもよい。例えば、Ｘ線照射条件は、照射するＸ線の線質を含んでもよい。具体的には、照射制御部３１０は、Ｘ線源を駆動する際の電子の加速電圧を制御することで、Ｘ線照射部１００から照射されるＸ線の線質を変更することができる。
【００８０】
Ｘ線撮影時に照射制御部３１０が行うＸ線照射条件の制御の一例については、［２．２．Ｘ線照射条件の制御について］及び［３．２．Ｘ線照射条件の制御について］で詳しく説明する。
【００８１】
画素選択情報取得部３２０は、受信した画素信号に基づいて、画素選択情報を取得する。更に、画素選択情報取得部３２０は、取得した画素選択信号を画像処理部３３０に送信する。また、画像処理部３３０は、画素信号及び画素選択情報に基づいて、Ｘ線画像を構成する。
【００８２】
ここで、画素選択情報について詳しく説明する。本実施形態においては、Ｘ線照射条件を変更して複数回Ｘ線照射を行い、Ｘ線画像を取得する。ここでは、例えば、Ｘ線照射を２回行い、画像を構成する場合を考える。この場合、例えば、第１のＸ線照射条件において１度目のＸ線照射が行われ、第２のＸ線照射条件において２度目のＸ線照射が行われる。ここで、ある画素Ｐに注目すると、画素Ｐからは、１度目のＸ線照射時には画素信号Ｑ１が、２度目のＸ線照射時には画素信号Ｑ２が出力される。画像処理部３３０は、画素を構成する際に、画素Ｐの画素信号として、画素信号Ｑ１又は画素信号Ｑ２のいずれかの値を用いる。すなわち、画素を構成する際に、複数のＸ線照射条件のうちどのＸ線照射条件に対応する画素信号を用いるかが、画素ごとに決められている。本実施形態においては、このような、画像の構成時に用いられる、画素ごとに定められた、Ｘ線照射条件と画素信号との関係に関する情報のことを、画素選択情報と呼ぶ。
【００８３】
具体的には、画素選択情報は、例えば、画素ごとの、Ｘ線照射条件と画素信号の強度との関係に関する情報であってもよい。画素選択情報がＸ線照射条件と画素信号の強度との関係に関する情報である場合、画像処理部３３０は、例えば、画素信号Ｑ１と画素信号Ｑ２との信号強度を比較して、値の大きい方の画素信号を、画素Ｐの出力とすることができる。
【００８４】
ここで、例えば、実際にＸ線を照射して画素信号を取得しなくても、Ｘ線照射条件に応じて画素信号の強度の大小を想定できる場合には、画素選択情報取得部３２０は、Ｘ線照射が行われる前に画素選択情報を取得してもよい。その場合、画素選択情報取得部３２０は、Ｘ線照射が行われる前に、照射制御部３１０から、Ｘ線照射条件に関する情報を受け取ってもよい。
【００８５】
以上の説明では、Ｘ線照射を２回行う場合について説明したが、Ｘ線撮影は３回以上の任意の回数行われてよい。画像処理部３３０は、画素信号及び画素選択情報に基づいて、画素ごとに何回目のＸ線照射時の画素信号を使用するかを選択することによって、Ｘ線画像を構成することができる。
【００８６】
以上説明したように、本開示の第１の実施形態に係るＸ線発生装置１０においては、照射制御部３１０が、Ｘ線源群１１０が有する複数のＸ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線照射条件を制御する。また、画像処理部３３０が、画素選択情報に基づいて、複数のＸ線照射条件のうちどのＸ線照射条件に対応する画素信号を用いるかを、画素ごとに選択することで、画素を構成する。従って、受光素子群２１０の検出面内に一様なＸ線が照射された状態で画像処理が行われるため、より高品質なＸ線画像を得ることができる。
【００８７】
ここで、本実施形態に係るＸ線発生装置１０においては、受光素子群２１０のＸ線照射方向、すなわち、Ｘ線源群１１０の方向に、グリッドが設けられてもよい。グリッドは、Ｘ線の照射方向選択部材の一例であり、グリッドを設けることで、受光素子群２１０に入射するＸ線の発散を更に抑えることができるため、より高品質なＸ線画像を得ることができる。ここで、グリッドの形状、例えばＸ線通過部の大きさ、配置間隔等は、受光素子群２１０の画素数等に基づいて適宜設計されてよい。
【００８８】
また、本開示の第１の実施形態に係るＸ線発生装置１０は、記憶部、出力部及び入力部等の機能を更に備えてもよい。以下、これらの概略構成について説明する。
【００８９】
記憶部は、例えば、Ｘ線発生装置１０におけるデータ格納用の装置であり、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。この記憶部は、例えば制御部３００が実行する処理に関するプログラムや各種データ、及び外部から取得した各種データなどを格納する。例えば、記憶部は、Ｘ線照射条件、画素選択情報、画素信号等の、一連のＸ線撮影や画像構成に用いられる各種の情報を記憶することができる。
【００９０】
出力部は、取得した情報をユーザ（装置使用者）に対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。出力部は、例えば、Ｘ線発生装置１０が行った各種処理により得られた結果を出力する。ここで、出力部は、例えば、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置及びランプ等の表示装置であってよい。表示装置は、例えば、一連のＸ線撮影や画像構成に用いられる各種の情報をテキスト形式で表示してもよいし、取得されたＸ線画像をイメージ形式で表示してもよい。また、出力部は、スピーカ及びヘッドホン等の音声出力装置や、プリンタ装置等を含んでもよい。音声出力装置は、例えば、Ｘ線発生装置１０が行った各種処理により得られた結果を音声形式で出力する。また、プリンタ装置は、例えば、上記表示装置に表示された各種の情報を印刷して出力してもよい。
【００９１】
入力部は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ及びレバー等、ユーザが操作する操作手段である。また、入力部は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよい。更に、入力部は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、制御部３００に出力する入力制御回路などから構成されている。Ｘ線発生装置１０のユーザは、この入力部を操作することにより、Ｘ線発生装置１０に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。ユーザは、例えば、入力部を介して、一連のＸ線撮影や画像構成に用いられる各種の情報をＸ線発生装置１０に入力することができる。
【００９２】
以上、図７を参照して、本開示の第１の実施形態に係るＸ線発生装置１０の機能及び構成の一例について詳細に説明した。ここで、上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、制御部３００については、各構成要素の機能を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。
【００９３】
［２．２．Ｘ線照射条件の制御について］
次に、図８〜１０を参照して、以上説明したＸ線照射条件の制御の具体的な方法について説明する。図８は、面線源の全てのＸ線源からＸ線を照射した場合のＸ線照射領域の様子を示す概念図である。図９及び図１０は、本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の一例を説明するための概念図である。
【００９４】
図８〜１０を参照すると、Ｘ線源群１１０と受光素子群２１０とが対向して配置されている。また、Ｘ線源群１１０は複数のＸ線源１１１〜１１５から構成される。ここで、図８〜１０においては、説明を簡単にするために、Ｘ線源が５つしか記載されていないが、実際にはより多くのＸ線源が平面状に並んでいてもよい。更に、これらのＸ線源は、同一平面状に並べられなくてもよく、例えば、Ｘ線源及び受光素子が、被写体を取り囲むように３次元的に配設されてもよい。ここで、以下では、説明を簡単にするために被写体についての図示及び説明を省略しているが、Ｘ線撮影時には、Ｘ線源群１１０と受光素子群２１０との間に被写体が存在してもよい。
【００９５】
図８〜１０を参照すると、Ｘ線源１１１は、略コの字形状を有する陽極１８０と、陽極１８０の開口部に相当する部位に配設されるニードル状の陰極１９０とを有する。陽極１８０と陰極１９０との間に電圧を印加することで、陰極１９０から熱電子が放出され、放出した熱電子が陽極１８０に衝突し、Ｘ線が照射される。ここで、以上の説明では、Ｘ線源１１１を例に挙げて説明を行ったが、Ｘ線源群１１０を構成する他のＸ線源もＸ線源１１１と同様の構造であってよい。
【００９６】
図８は、Ｘ線源１１１〜１１５の全てからＸ線が照射されている様子を示している。また、各Ｘ線源から照射されるＸ線の照射領域Ｅが、ハッチングで表されている。Ｘ線源１１１〜１１５は、平行Ｘ線を照射することができるが、［２．１．Ｘ線発生装置の構成］で説明したように、照射されるＸ線の照射角θは０度ではなく、ある角度を有してよい。従って、隣り合うＸ線源から照射されたＸ線の照射領域Ｅが重畳し、重畳領域Ｆが形成され得る。このような重畳領域Ｆが存在すると、Ｘ線画像の品質が低下する一因となる。
【００９７】
そこで、本開示の第１の実施形態においては、照射制御部３１０によって、重畳領域Ｆが生じないようにＸ線照射条件の制御が行われる。具体的には、照射制御部３１０は、重畳領域Ｆが生じないように、例えば、複数のＸ線源のうち任意のＸ線源だけを駆動する制御を行う。以下、図９及び図１０を参照して、このようなＸ線照射条件の制御の一例について説明する。
【００９８】
まず、Ｘ線照射部１００は、照射制御部３１０からの制御により、複数のＸ線源のうち一部のＸ線源のみを駆動し、１度目のＸ線照射を行う。例えば、Ｘ線照射部１００は、図９に示すように、複数のＸ線源のうち、Ｘ線源１１１、Ｘ線源１１３及びＸ線源１１５だけを駆動し、１度目のＸ線照射を行う。Ｘ線源１１１、Ｘ線源１１３及びＸ線源１１５だけを駆動することで、重畳領域Ｆが生じないようにすることができる。
【００９９】
ここで、１度目のＸ線照射においては、Ｘ線源１１１、Ｘ線源１１３及びＸ線源１１５だけが駆動されているので、受光素子群２１０のうち、Ｘ線源１１１、Ｘ線源１１３及びＸ線源１１５に対応する位置に配設された受光素子だけにＸ線が入射している。図９において、受光素子群２１０のうち、白色で塗りつぶされている領域は、Ｘ線が照射されている受光ブロック２２０、黒色で塗りつぶされている領域は、Ｘ線が照射されていない非受光ブロック２３０を表している。Ｘ線検出部２００は、１度目のＸ線照射において検出されたＸ線の強度に対応する画素信号を、画素選択情報取得部３２０及び画像処理部３３０に送信する。
【０１００】
次に、Ｘ線照射部１００は、照射制御部３１０からの制御により、Ｘ線照射条件を変更して２度目のＸ線照射を行う。例えば、Ｘ線照射部１００は、１度目のＸ線照射で駆動しなかったＸ線源だけを駆動する。すなわち、Ｘ線照射部１００は、図１０に示すように、複数のＸ線源のうち、Ｘ線源１１２及びＸ線源１１４だけを駆動し、２度目のＸ線照射を行う。ここで、２度目のＸ線照射においても、Ｘ線源１１２及びＸ線源１１４だけを駆動することで、重畳領域Ｆが生じないようにすることができる。
【０１０１】
Ｘ線検出部２００は、２度目のＸ線照射において検出されたＸ線の強度に対応する画素信号を、画素選択情報取得部３２０及び画像処理部３３０に送信する。ここで、２度目のＸ線照射においては、１度目のＸ線照射で駆動しなかったＸ線源だけが駆動されるため、受光素子群２１０のうち、１度目のＸ線照射によってＸ線が入射しなかった受光素子にＸ線が入射する。従って、Ｘ線照射を２度行うことによって、受光素子群２１０の全領域に渡ってＸ線が入射する。
【０１０２】
画素選択情報取得部３２０は、１度目のＸ線照射による画素信号及び２度目のＸ線照射による画素信号に基づいて、画素選択情報を取得する。そして、画像処理部３３０は、画素信号及び画素選択情報に基づいて画像を構成することができる。
【０１０３】
ここで、画素選択情報は、例えば、［２．１．Ｘ線発生装置の構成］で説明したように、１度目のＸ線照射時及び２度目のＸ線照射時の画素信号の強度に関する情報であってよい。画素選択情報が１度目のＸ線照射時及び２度目のＸ線照射時の画素信号の強度に関する情報である場合、画像処理部３３０は、例えば、それらの画素信号の強度を画素ごとに比較して、値の大きい方の画素信号を、その画素の出力とすることができる。
【０１０４】
ここで、実際にＸ線を照射して画素信号を取得しなくても、Ｘ線照射条件に応じて画素信号の強度の大小を想定できる場合には、画素選択情報取得部３２０は、Ｘ線照射が行われる前に画素選択情報を取得してもよい。例えば、図９及び図１０に示す実施例においては、駆動するＸ線源の位置に応じて、受光ブロック２２０及び非受光ブロック２３０の位置も想定することができる。従って、予め、画素選択情報取得部３２０に、画素選択情報として、Ｘ線照射条件と受光ブロック２２０及び非受光ブロック２３０との関係が入力されていてもよい。画像処理部３３０は、当該画素選択情報に基づいて、画素ごとの画素信号として、いずれのＸ線照射条件のときの画素信号を用いるかを選択することができる。
【０１０５】
以上説明したように、本開示の第１の実施形態に係るＸ線発生装置１０においては、照射制御部３１０が、Ｘ線照射領域の重畳領域が生じないようにＸ線照射部１００を制御する。具体的には、照射制御部３１０は、Ｘ線照射部１００が、複数のＸ線源のうち、任意のＸ線源を駆動するように制御することで、Ｘ線照射領域の重畳領域が生じないようにする。つまり、照射制御部３１０は、可動部４００を制御することで、受光素子群２１０における受光ブロック２２０及び非受光ブロック２３０の位置及び面積を制御し、Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないようにすることができる。従って、受光素子群２１０の検出面内に一様なＸ線が照射されるため、より高品質なＸ線画像を得ることができる。
【０１０６】
ここで、図９及び図１０に示す実施例においては、２回Ｘ線照射を行う場合について説明したが、本実施形態はかかる例に限定されない。Ｘ線照射領域が重畳しなければ、Ｘ線の照射はどのように制御されてもよく、例えば３回以上Ｘ線照射が行われてもよい。
【０１０７】
［２．３．第１の実施形態の変形例］
次に、第１の実施形態の変形例について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１及び図１２は、本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の変形例を説明するための概念図である。ここで、図１１は図９に対応し、図１２は図１０に対応している。
【０１０８】
図１１及び図１２を参照すると、Ｘ線源群１１０の、Ｘ線照射方向にコリメータ１３０が設置されている。ここで、図１１及び図１２に示す構成は、コリメータ１３０が設置されていること以外は、図９及び図１０に示す構成と同様であるため、重複する構成については説明を省略する。更に、以下では、説明を簡単にするために被写体についての図示及び説明を省略しているが、Ｘ撮影時には、Ｘ線源群１１０と受光素子群２１０との間に被写体が存在してもよい。
【０１０９】
コリメータ１３０は、Ｘ線の照射方向選択部材の一例であり、所望の照射方向以外に向かうＸ線を遮蔽し、Ｘ線の照射方向を制御する役割を果たす。図１１及び図１２を参照すると、コリメータ１３０のＸ線通過部が、Ｘ線源１１１〜１１５に対応する位置に配設されている。従って、Ｘ線源１１１〜１１５の各々から照射されるＸ線の発散が抑制され、重畳領域の発生を更に制限することができる。ここで、図１１及び図１２では、Ｘ線の照射方向選択部材の一例としてコリメータ１３０を図示しているが、Ｘ線の発散を抑えるために用いられるＸ線の照射方向選択部材はコリメータに限定されず、例えばコリメータの代わりにアパーチャが用いられてもよいし、あるいは、コリメータとアパーチャとが併用されてもよい。
【０１１０】
本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の変形例において、コリメータとアパーチャとが併用される場合の一実施例を、図１３及び図１４に示す。図１３及び図１４は、本実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の変形例においてコリメータとアパーチャとが併用される場合の一実施例を説明するための概念図である。ここで、図１３は図１１に対応し、図１４は図１２に対応している。
【０１１１】
図１３及び図１４を参照すると、Ｘ線源群１１０の、Ｘ線照射方向に設置されたコリメータ１３０のＸ線通過部の各々に、アパーチャ１４０が設置されている。図１７Ａ、Ｂを参照して後述するが、アパーチャはＸ線を集光させる機能を有するため、アパーチャを用いることにより、Ｘ線を所望の領域に照射する制御を行うことが可能となる。従って、図１３及び図１４に示すように、コリメータ１３０を設けるとともに、アパーチャ１４０を更に設けることにより、Ｘ線の発散をより抑制することができる。ここで、図１３及び図１４に示す構成は、アパーチャ１４０が設置されていること以外は、図１１及び図１２に示す構成と同様であるため、重複する構成については説明を省略する。
【０１１２】
第１の実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の変形例においては、このように、コリメータ１３０及び／又はアパーチャ１４０が設けられた状態で、［２．２．Ｘ線照射条件の制御について］で説明したＸ線照射条件の制御方法と同様のＸ線照射条件の制御が行われる。まず、図１１又は図１３に示すように、Ｘ線照射部１００は、照射制御部３１０からの制御により、複数のＸ線源のうち、Ｘ線源１１１、Ｘ線源１１３及びＸ線源１１５だけを駆動し、１度目のＸ線照射を行う。次に、Ｘ線照射部１００は、図１２又は図１４に示すように、複数のＸ線源のうち、Ｘ線源１１２及びＸ線源１１４だけを駆動し、２度目のＸ線照射を行う。このように駆動するＸ線源を変えて２度Ｘ線を照射することで、重畳領域が生じないようにすることができる。画素選択情報取得部３２０及び画像処理部３３０の機能は、［２．２．Ｘ線照射条件の制御について］で説明した機能と同様であるため、説明は省略する。
【０１１３】
ここで、コリメータ１３０の一構造例を図１５Ａ、Ｂ及び図１６Ａ、Ｂを参照して説明する。また、アパーチャ１４０の一構造例を図１７Ａ、Ｂを参照して説明する。
【０１１４】
まず、図１５Ａ、Ｂを参照して、Ｘ線通過部が正格子状に配設されたコリメータの構造例について説明する。図１５Ａは、本実施形態に係るコリメータの一構造例を示す斜視図である。また、図１５Ｂは、図１５Ａに示すコリメータの貫通孔の配置を示す上面図である。ここで、正格子状とは、コリメータの上面内で、貫通孔が、互いに一定の間隔を保ち格子状に設けられている状態のことを示すものとする。
【０１１５】
図１５Ａを参照すると、コリメータ１３０ａは、板状の部材に複数の貫通孔１３５が設けられて構成される。コリメータ１３０ａの材料は、例えば鉛やタングステンなどのＸ線遮蔽効果のある金属であってよい。従って、Ｘ線源をコリメータ１３０ａの上面に対向させた状態でＸ線を照射すると、貫通孔１３５が設けられた部位だけＸ線が通過し、それ以外の部位ではＸ線は遮られる。つまり、貫通孔１３５は、Ｘ線通過部に相当する。また、図１５Ｂを参照すると、本実施形態に係るコリメータ１３０ａにおいては、コリメータ１３０ａの上面内で、貫通孔１３５が、互いに一定の間隔を保ち格子状に設けられている。
【０１１６】
次に、図１６Ａ、Ｂを参照して、Ｘ線通過部が千鳥格子状に配設されたコリメータの構造例について説明する。図１６Ａは、本実施形態に係るコリメータの異なる構造例を示す斜視図である。また、図１６Ｂは、図１６Ａに示すコリメータの貫通孔の配置を示す上面図である。
【０１１７】
図１６Ａ、Ｂを参照すると、本実施形態に係るコリメータ１３０ｂにおいては、コリメータ１３０ｂの上面内で、貫通孔１３５が、千鳥格子状に設けられている。すなわち、面内で、貫通孔１３５がチェッカーフラッグ状に配置されている。ここで、図１６Ａ、Ｂに示すコリメータ１３０ｂは、貫通孔１３５の面内における配置が異なるだけで、その他の構造及び構成は、図１５Ａ、Ｂに示すコリメータ１３０ａと同様である。従って、ここでは、相違点である貫通孔の面内における配置以外の構成については説明を省略する。
【０１１８】
ここで、コリメータ１３０ａ又はコリメータ１３０ｂを用いる場合には、例えば、Ｘ線源は、貫通孔１３５に対応する位置に配設されてもよい。従って、各Ｘ線源から照射されるＸ線が、それぞれ貫通孔１３５を通過してから、被写体及び／又は検出器に照射されるため、Ｘ線の発散が抑制され、Ｘ線の照射領域が重畳する可能性が低減される。
【０１１９】
以上、図１５Ａ、Ｂ及び図１６Ａ、Ｂを参照して、本実施形態に係るコリメータの一構造例について説明した。ここで、上記の説明では、２種類の構造例について説明したが、本実施形態は、これらの実施例に限定されない。例えば、Ｘ線撮影の条件に応じて、被写体及び／又は検出器に照射されるＸ線の線量は調整されるため、Ｘ線撮影に用いられるＸ線の線量に応じて、Ｘ線源の数も調整され得る。従って、Ｘ線撮影に用いられるＸ線源の数に応じて、コリメータ１３０ａ、１３０ｂの形状、例えば、大きさ（貫通孔１３５が設けられる面の面積）や厚さ（貫通孔１３５の深さ）等は適宜設定されてよい。また、貫通孔１３５の孔の形状、形成位置、数等も、Ｘ線源の数や、用いられるＸ線の線質、線量等に応じて、適宜設定されてもよい。つまり、コリメータ１３０ａ、１３０ｂの形状及び貫通孔１３５の各種条件は、Ｘ線撮影に用いられるＸ線源の条件に応じて、適宜設計されてよい。
【０１２０】
また、例えば、上記の説明では、Ｘ線源とコリメータ１３０ａ、１３０ｂの貫通孔１３５とが、１対１に対応している場合について説明したが、本実施形態は、かかる実施例に限定されない。例えば、複数のＸ線源に、１つの貫通孔が対応していてもよい。
【０１２１】
次に、図１７Ａ、Ｂを参照して、アパーチャ１４０の一構造例について説明する。図１７Ａは、本実施形態に係るアパーチャの一構造例を示す正面図である。また、図１７Ｂは、図１７Ａに示すアパーチャのＡ−Ａ断面における断面を示す断面図である。また、図１７Ｂには、アパーチャ１４０の機能の概略を説明するために、Ｘ線の照射方向が矢印で概念的に図示されている。
【０１２２】
図１７Ａ、Ｂを参照すると、本実施形態に係るアパーチャ１４０は、例えば円盤形状を有し、当該円盤に、複数箇所の同心円状の空隙が設けられた構造を有する。また、当該空隙の半径方向の幅は、円盤の外周方向に向かうにつれて狭くなるように形成される。アパーチャ１４０の材料は、例えば鉛やタングステンなどのＸ線遮蔽効果のある金属であってよい。従って、図１７Ｂに示すように、アパーチャ１４０の正面からＸ線を照射すると、空隙が設けられた部位だけＸ線が通過し、それ以外の部位ではＸ線は遮られる。更に、当該空隙の形状及び形成位置に応じて、照射されたＸ線を集光させることができる。図１７Ｂでは、アパーチャ１４０に照射されたＸ線が、例えば点ｂに集光される様子を概念的に示している。
【０１２３】
従って、Ｘ線照射部１１０のＸ線照射方向にアパーチャ１４０を設置することにより、Ｘ線照射部１１０から照射されるＸ線が集光され、被写体及び／又は検出器の所望の部位にＸ線が照射されるようにＸ線の照射方向を制御することができる。従って、Ｘ線の発散が抑制され、Ｘ線の照射領域が重畳する可能性が低減される。
【０１２４】
なお、コリメータ１３０と同様、アパーチャ１４０の形状や構造、例えば、大きさ（空隙が設けられる面の面積）や厚さ（空隙の深さ）、空隙の形状、形成位置、数等は、特に限定されるものではなく、Ｘ線源の数や、用いられるＸ線の線質、線量等に応じて、所望の機能を有するように、適宜設定されてよい。
【０１２５】
以上図１１、図１２、図１３及び図１４を参照して説明したように、本開示の第１の実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の変形例においては、Ｘ線源群１１０のＸ線照射方向に、例えば図１５Ａ、Ｂ及び図１６Ａ、Ｂに示すコリメータ１３０ａ、１３０ｂ及び／又は図１７Ａ、Ｂに示すアパーチャ１４０が設けられる。従って、Ｘ線の発散が更に抑制され、重畳領域の発生が更に抑えられる。従って、より高品質なＸ線画像を得ることができる。
【０１２６】
＜３．第２の実施の形態＞
［３．１．Ｘ線撮影装置の構成］
次に、図１８を参照して、本開示の第２の実施形態に係るＸ線発生装置について説明する。図１８は、本開示の第２の実施形態に係るＸ線発生装置の一構成例を示す概略図である。ここで、本開示の第２の実施形態に係るＸ線発生装置２０は、後述するＸ線照射部１００ａ及び可動部４００の機能及び構成以外は、本開示の第１の実施形態に係るＸ線発生装置１０と同様であるため、以下では、主に相違点についてのみ説明を行い、重複する機能及び構成については説明を省略する。
【０１２７】
図１８を参照すると、本実施形態に係るＸ線発生装置２０は、例えば、Ｘ線照射部１００ａ、Ｘ線検出部２００、制御部３００及び可動部４００を備える。
【０１２８】
Ｘ線照射部１００ａは、Ｘ線源群１１０及びコリメータ１２０を備える。ここで、Ｘ線照射部１００ａは、第１の実施形態に係るＸ線照射部１００に、コリメータ１２０が更に設けられたものである。従って、以下の説明では、コリメータ１２０について主に説明する。
【０１２９】
コリメータ１２０は、Ｘ線の照射方向選択部材の一例であり、所望の照射方向以外に向かうＸ線を遮蔽し、Ｘ線の照射方向を制御する役割を果たす。コリメータ１２０は、図１８に示すように、Ｘ線源群１１０のＸ線照射方向に配設される。また、コリメータ１２０は、複数のＸ線通過部を有し、各Ｘ線通過部が、各Ｘ線源に対応する位置に配設されてもよい。各Ｘ線源から照射されるＸ線がコリメータ１２０のＸ線通過部を通過することで、Ｘ線の発散が抑えられる。
【０１３０】
また、可動部４００は、照射制御部３１０からの制御により、Ｘ線源群１１０及びコリメータ１２０を動かすための駆動機構である。可動部４００は、例えば、Ｘ線源群１１０及びコリメータ１２０を移動させ、Ｘ線照射部１００ａとＸ線検出部２００との相対的な位置関係を変化させる。また、可動部４００は、例えば、Ｘ線源群１１０及びコリメータ１２０を移動させ、Ｘ線源群１１０とコリメータ１２０との距離を変化させる。ここで、可動部４００は、Ｘ線源群１１０とコリメータ１２０との距離を変化させることで、Ｘ線照射部１００から照射されるＸ線の発散の程度を調整することができる。
【０１３１】
ここで、Ｘ線源とコリメータとの距離に応じて、Ｘ線の発散具合が変化する様子を、図１９Ａ、Ｂを参照して説明する。図１９Ａ、Ｂは、Ｘ線源とコリメータとの距離によるＸ線の発散の様子の変化について示す概念図である。ここで、図１９Ａ、Ｂにおいては、説明を分かりやすくするために、Ｘ線源が単線源であるときを例に挙げて説明を行う。
【０１３２】
図１９Ａ、Ｂを参照すると、単線源９１０から照射されたＸ線が、コリメータ９２０を通過して、検出器９３０に入射する様子を示している。ここで、図１９Ａ、Ｂにおいては、Ｘ線の照射方向が、模式的に複数の矢印で表されている。また、図１９Ａ、Ｂに示すグラフは、横軸（Ｓ軸）が検出器９３０の検出面上の位置、縦軸（Ｔ軸）が検出されたＸ線の強度を模式的に表している。
【０１３３】
図１９Ａを参照すると、図１９Ｂと比較して、単線源９１０とコリメータ９２０との距離が近い。従って、単線源９１０から照射されるＸ線のうち、発散するＸ線の大半はコリメータ９２０によって遮られてしまう。その結果、グラフ上の曲線Ｇに示すように、Ｘ線の発散を抑えることができる。一方、図１９Ｂでは、図１９Ａと比較して、単線源９１０とコリメータ９２０との距離が遠い。従って、図１９Ａに示す場合と比較して、単線源９１０から照射されるＸ線のうち、発散する成分がコリメータ９２０を通過してしまっている。その結果、グラフ上の曲線Ｈに示すように、相対的にＸ線が発散している。
【０１３４】
以上、図１９Ａ、Ｂを参照して説明したように、Ｘ線源とコリメータとの距離に応じて、Ｘ線の発散の程度は変化する。本開示の第２の実施形態に係るＸ線発生装置２０においては、Ｘ線源とコリメータとの距離を調整することで、Ｘ線の発散を制御し、Ｘ線の照射領域の重畳を生じさせないようにすることができる。以下、その具体的な制御方法について説明する。
【０１３５】
［３．２．Ｘ線照射条件の制御について］
図２０及び図２１を参照して、本開示の第２の実施形態に係るＸ線照射条件の制御の具体的な方法について説明する。図２０及び図２１は、本開示の第２の実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法の一例を説明するための概念図である。
【０１３６】
図２０及び図２１を参照すると、Ｘ線源群１１０と受光素子群２１０とが対向して配置されている。また、Ｘ線源群１１０は複数のＸ線源１１１〜１１５から構成される。更に、Ｘ線源群１１０のＸ線照射方向には、コリメータ１２０が配設されている。ここで、Ｘ線源群１１０及び受光素子群２１０の構成は、図８〜１２と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、コリメータ１２０の構造及び形状は特に限定されないが、例えば、図１５Ａ、Ｂに示すコリメータ１３０ａ又は図１６Ａ、Ｂに示すコリメータ１３０ｂのいずれかと同様の構造及び形状であってよい。
【０１３７】
本開示の第２の実施形態に係るＸ線照射条件の制御方法においては、照射制御部３１０によって、Ｘ線の照射領域に重畳領域が生じないようにＸ線照射条件の制御が行われる。具体的には、照射制御部３１０は、重畳領域が生じないように、Ｘ線源群１１０とコリメータ１２０との距離を調整する制御を行う。更に具体的には、可動部４００が、Ｘ線源群１１０とコリメータ１２０との距離を、図２０に示すように、Ｘ線源１１１〜１１５のそれぞれから照射されるＸ線の照射領域が重なり合わないように適宜調整する。図２０に示すＸ線照射条件において１度目の照射が行われると、Ｘ線検出部２００は、検出したＸ線の強度に対応する画素信号を、画素選択情報取得部３２０及び画像処理部３３０に送信する。
【０１３８】
次に、照射制御部３１０は、Ｘ線照射条件を変更して、２度目のＸ線照射を行う。２度目のＸ線照射においては、可動部４００は、Ｘ線源群１１０及びコリメータ１２０を移動させ、Ｘ線照射部１００ａとＸ線検出部２００との相対的な位置関係を変化させる。具体的には、可動部４００は、図２１に示すように、Ｘ線源群１１０及びコリメータ１２０を、水平方向（Ｘ線源群１１０から受光素子群２１０に下した垂線に直交する方向）に移動させる。つまり、可動部４００は、Ｘ線源群１１０及びコリメータ１２０を、図２１に示す右方向に移動させる。
【０１３９】
ここで、２度目のＸ線照射において、可動部４００は、１度目のＸ線照射においてＸ線が入射しなかった受光素子にＸ線が入射するように、Ｘ線源群１１０及びコリメータ１２０を移動させる。従って、２度のＸ線照射によって、受光素子群２１０の全領域に渡ってＸ線が入射する。２度目のＸ線照射が行われると、Ｘ線検出部２００は、検出したＸ線の強度に対応する画素信号を、画素選択情報取得部３２０及び画像処理部３３０に送信する。
【０１４０】
画素選択情報取得部３２０は、これら２度のＸ線照射による画素信号に基づいて、画素選択情報を取得することができる。そして、画像処理部３３０は、画素信号と画素選択情報とに基づいて、画像を構成することができる。画素選択情報取得部３２０及び画像処理部３３０の機能及び構成は、第１の実施形態における機能と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１４１】
以上説明したように、本開示の第２の実施形態に係るＸ線発生装置２０においては、照射制御部３１０が、可動部４００を制御することで、Ｘ線源群１１０が有する複数のＸ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線照射条件を制御する。具体的には、照射制御部３１０は、可動部４００に、Ｘ線源群１１０とコリメータ１２０との距離を調整させることで、Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないようにする。つまり、照射制御部３１０は、可動部４００を制御することで、受光素子群２１０における受光ブロック２２０及び非受光ブロック２３０の位置及び面積を制御し、Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないようにすることができる。更に、画像処理部３３０が、画素選択情報に基づいて、複数のＸ線照射条件のうちどのＸ線照射条件に対応する画素信号を用いるかを、画素ごとに選択することで、画素を構成する。従って、受光素子群２１０の検出面内に一様なＸ線が照射された状態で画像処理が行われるため、より高品質なＸ線画像を得ることができる。
【０１４２】
ここで、第１の実施形態に係るＸ線発生装置１０と同様、本実施形態に係るＸ線発生装置２０においても、受光素子群２１０のＸ線照射方向、すなわち、Ｘ線源群１１０の方向に、グリッドが設けられてもよい。グリッドを設けることで、受光素子群２１０に入射するＸ線の発散を更に抑えることができるため、より高品質なＸ線画像を得ることができる。ここで、グリッドの形状、例えばＸ線通過部の大きさ、配置間隔等は、受光素子群２１０の画素数等に基づいて適宜設計されてよい。
【０１４３】
また、第１の実施形態に係るＸ線発生装置１０と同様、本開示の第２の実施形態に係るＸ線発生装置２０も、記憶部、表示部、入力部等を更に備えてもよい。記憶部、表示部、入力部の機能及び構成は、［２．１．Ｘ線発生装置の構成］で説明した内容と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１４４】
なお、図１８、図１９Ａ、Ｂ、図２０及び図２１では、Ｘ線の照射方向選択部材の一例としてコリメータ１２０、９２０を図示しているが、Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域を制御するために用いられるＸ線の照射方向選択部材はコリメータに限定されず、例えばコリメータの代わりにアパーチャが用いられてもよいし、あるいは、コリメータとアパーチャとが併用されてもよい。コリメータ１２０、９２０と一緒に、又はコリメータ１２０、９２０の代わりにアパーチャが用いられる場合、コリメータ１２０、９２０と同様、可動部４００はアパーチャを移動させることができてもよく、従って、照射制御部３１０は、重畳領域が生じないように、Ｘ線源群１１０とアパーチャとの距離を調整する制御を行ってもよい。また、その場合、アパーチャの形状や構造は特に限定されるものではなく、Ｘ線源の数や、用いられるＸ線の線質、線量等に応じて、所望の機能を有するように、適宜設定されてよい。
【０１４５】
＜４．画像処理方法＞
次に、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線発生装置における画像処理方法について詳細に説明する。ここでは、図２２Ａ〜Ｄ及び図２３Ａ、Ｂを参照して、本開示の第２の実施形態に係る画像処理方法について説明する。ただし、第１の実施形態においても、同様の方法で画像処理を行うことができる。
【０１４６】
上記＜３．第２の実施形態＞で説明したように、本開示の第２の実施形態に係るＸ線発生装置においては、複数のＸ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、すなわち、検出器の受光素子に受光ブロックと非受光ブロックとが形成されるように、Ｘ線源群とコリメータとの距離が制御される。そして、Ｘ線源群とコリメータとを、検出器に対して移動させながら複数回Ｘ線を照射することで、結果的に全ての受光素子にＸ線が照射されるように、Ｘ線撮影が行われる。以下では、複数回のＸ線照射のそれぞれで得られた複数枚のＸ線画像に基づいて、最終的に１枚のＸ線画像を得るための方法について説明する。ここで、Ｘ線源群は、Ｘ線源群とコリメータとが移動している間もＸ線を照射し続けていてもよいし、または、Ｘ線源群とコリメータとが移動している間はＸ線の照射は行わず、Ｘ線源群とコリメータとが所定の位置に移動し終えた際にＸ線を照射してもよい。いずれの場合も、画像処理に用いられる複数枚のＸ線画像は、Ｘ線源群とコリメータとが、所定の位置に到着した際にＸ線が照射されて得られた画像である。
【０１４７】
まず、図２２Ａ〜Ｄを参照して、本開示の第２の実施形態に係るＸ線発生装置の画像処理方法の一例について説明する。図２２Ａ〜Ｄは、本開示の第２の実施形態に係る画像処理方法の一例を説明するための概念図である。ここで、図２２Ａ〜Ｄに示す画像処理方法の一例は、図１５Ａ、Ｂに示すＸ線通過部が格子状に配設されたコリメータ１３０ａを用いた際のＸ線撮影に対応している。また、以下の説明においては、被写体を用いないでＸ線撮影を行った際の画像処理方法について説明する。
【０１４８】
まず、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ａとが所定の位置１にあるときにＸ線を照射すると、例えば、受光素子群２１０上に、図２２Ａに示す受光ブロック２２０及び非受光ブロック２３０のパターンが得られる。図２２Ａは、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ａとが位置１にあるときの受光パターン１を模式的に表す図である。図２２Ａを参照すると、受光素子群２１０の面内において、Ｘ線が照射された領域が白色の受光ブロック２２０で表現されており、Ｘ線が照射されなかった領域が黒色の非受光ブロック２３０で表現されている。ここで、コリメータ１３０ａは、図１５Ａ、Ｂに示すように、Ｘ線通過部が互いに一定間隔を保って格子状に配設されているため、図２２Ａにおいては、受光ブロック２２０が略等間隔に、コリメータ１３０ａのＸ線通過部の数だけ形成される。受光パターン１の状態で、Ｘ線検出部２００が、検出したＸ線の線量に応じた画素信号を出力することで、Ｘ線画像１が取得される。
【０１４９】
Ｘ線画像１が得られたら、照射制御部３１０の制御により、可動部４００が、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ａとを、所定の位置２に移動させる。図２２Ｂは、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ａとが位置２にあるときの受光パターン２を模式的に表す図である。ここで、位置２は、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ａとが、コリメータ１３０ａにおいてＸ線通過部が設けられているピッチに対して、半ピッチだけ上下左右のいずれかの方向に、位置１から移動した位置であってよい。図２２Ｂに示す例では、Ｘ線源とコリメータ１３０ａとを、右方向に半ピッチだけ移動させた場合に得られる受光パターンの模式図が表示されている。図２２Ｂを参照すると、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ａとを半ピッチずらすことで、図２２Ａに示す位置１でのＸ線照射において非受光ブロック２３０だった領域に、Ｘ線が照射されている。
【０１５０】
受光パターン２の状態で、Ｘ線検出部２００が、検出したＸ線の線量に応じた画素信号を出力することで、Ｘ線画像２が取得される。Ｘ線画像２が得られたら、照射制御部３１０の制御により、可動部４００が、Ｘ線源とコリメータ１３０ａとを、所定の位置３に移動させる。
【０１５１】
本実施例においては、この操作を、全部で４回繰り返す。図２２Ｃは、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ａとが位置３にあるときの受光パターン３を模式的に表す図である。また、図２２Ｄは、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ａとが位置４にあるときの受光パターン４を模式的に表す図である。このように、受光パターン１〜４に対応するＸ線画像１〜４が取得される。
【０１５２】
図２２Ａ〜Ｄを参照すると、受光パターン２、３、４は、受光パターン１に対して、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ａとをそれぞれ異なる方向に半ピッチずらすことで得られる受光パターンになっている。従って、図２２Ａ〜Ｄに示す実施例では、４回Ｘ線を照射することで、受光素子群２１０の全面にＸ線が照射される。
【０１５３】
このように、４枚のＸ線画像が得られたら、画素選択情報取得部３２０が、これらの画像に基づき、画素選択情報を取得する。また、画像処理部３３０が、その画素選択情報に基づいて、画像を構成する。ここで、画素選択情報は、例えば、Ｘ線画像１〜４における画素ごとの画素信号の強度に関する情報であってもよい。例えば、画像処理部３３０は、当該画素選択情報に基づいて、画素ごとに、Ｘ線画像１〜４における画素信号の強度を比較することができる。そして、画像処理部３３０は、例えば、ある画素の画素信号としてはＸ線画像１における画素信号を用い、異なる別の画素の画素信号としてはＸ線画像３における画素信号を用いる、といったように、画素ごとに、Ｘ線画像１〜４のうちのどの画素信号を用いるかを選択することができる。最終的に、画像処理部３３０は、選択した各画素の画素信号を組み合わせることで、１枚のＸ線画像を構成することができる。
【０１５４】
次に、図２３Ａ、Ｂを参照して、本開示の第２の実施形態に係るＸ線発生装置の画像処理方法の異なる例について説明する。図２３Ａ、Ｂは、本実施形態に係る画像処理方法の異なる例を説明するための概念図である。ここで、図２３Ａ、Ｂに示す画像処理方法の一例は、図１５Ａ、Ｂに示すコリメータ１３０ａの代わりに、図１６Ａ、Ｂに示すＸ線通過部が千鳥格子状に配設されたコリメータ１３０ｂを用いる実施例である。従って、上記図２２Ａ〜Ｄを参照して説明した画像処理方法の一例と、構成や処理が重複する部分については、詳細な説明は省略する。
【０１５５】
まず、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ｂとが所定の位置１にあるときにＸ線を照射すると、例えば、受光素子群２１０上に、図２３Ａに示す受光ブロック２２０及び非受光ブロック２３０の受光パターンが得られる。図２３Ａは、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ｂとが位置１にあるときの受光パターン１を模式的に表す図である。ここで、コリメータ１３０ｂは、図１６Ａ、Ｂに示すように、Ｘ線通過部が千鳥格子状に配設されているため、図２３Ａにおいては、受光ブロック２２０と非受光ブロック２３０とが、チェッカーフラッグ状に形成される。受光パターン１の状態で、Ｘ線検出部２００が、検出したＸ線の線量に応じた画素信号を出力することで、Ｘ線画像１が取得される。
【０１５６】
Ｘ線画像１が得られたら、照射制御部３１０の制御により、可動部４００が、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ｂとを、所定の位置２に移動させる。図２３Ｂは、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ｂとが位置２にあるときの受光パターン２を模式的に表す図である。ここで、位置２は、Ｘ線源群１１０とコリメータ１３０ａとが、コリメータ１３０ｂにおいてＸ線通過部が設けられているピッチに対して、半ピッチだけ上下左右のいずれかの方向に、位置１から移動した位置であってよい。このような位置２にＸ線源群１１０とコリメータ１３０ｂとを移動させることで、受光パターン１とは、受光ブロック２２０と非受光ブロック２３０とが略反転した受光パターン２を得ることができる。受光パターン２の状態で、Ｘ線検出部２００が、検出したＸ線の線量に応じた画素信号を出力することで、Ｘ線画像２が取得される。
【０１５７】
このように、受光素子群２１０の全面にＸ線を照射するために、図２２Ａ〜Ｄに示す実施例では、Ｘ線照射を４回行う必要があったが、図２３Ａ、Ｂに示す例では、Ｘ線照射を２回行えばよい。２枚のＸ線画像が得られた後の処理は、図２２Ａ〜Ｄに示す実施例と同様である。画素選択情報取得部３２０が、これらの画像に基づいて、画素選択情報を取得し、画像処理部３３０が、その画素選択情報に基づいて、画像を構成する。
【０１５８】
以上、図２２Ａ〜Ｄ及び図２３Ａ、Ｂを参照して、本開示の第２の実施形態に係る画像処理方法の一例について説明した。このように、本開示の第２の実施形態に係る画像処理方法においては、Ｘ線源から照射されるＸ線の照射領域が重畳しないように複数回Ｘ線照射を行い、それぞれのＸ線照射で得られたＸ線画像に基づいて、最終的なＸ線画像を構成する。従って、より高品質なＸ線画像を得ることができる。
【０１５９】
ここで、上記の説明においては、図１５Ａ、Ｂ及び図１６Ａ、Ｂに示すコリメータ１３０ａ、１３０ｂを用いた場合を例に挙げて説明を行ったが、本実施形態はこの例に限定されない。コリメータの形状及び構造は適宜変更されてよく、Ｘ線照射を行う所定の位置やＸ線照射回数も、コリメータの形状及び構造に応じて適宜設定されてよい。また、図２２Ａ〜Ｄ及び図２３Ａ、Ｂに図示した画像処理方法についての以上の説明においては、図１８、図２０及び図２１に例示するように、Ｘ線の照射方向選択部材としてコリメータが設けられる実施例について説明したが、＜３．第２の実施形態＞で上述したように、Ｘ線の照射方向選択部材として用いられる部材はコリメータに限定されず、例えばコリメータの代わりにアパーチャが用いられてもよいし、あるいは、コリメータとアパーチャとが併用されてもよい。また、コリメータと一緒に、又はコリメータの代わりにアパーチャが用いられる場合、コリメータと同様、アパーチャも、Ｘ線源群との距離が制御され、検出器に対して水平方向に移動することにより、Ｘ線画像が撮影されてよい。
【０１６０】
また、［２．２．Ｘ線照射条件の制御について］で説明したように、実際にＸ線を照射して画素信号を取得しなくても、Ｘ線照射条件に応じて画素信号の信号強度の大小を想定できる場合には、画素選択情報は、Ｘ線照射が行われる前に取得されていてもよい。例えば、図２２Ａ〜Ｄに示す実施例においては、コリメータ１３０ａの形状と所定の位置１〜４との関係に基づいて、受光ブロック２２０及び非受光ブロック２３０の位置も想定することができる。従って、予め、画素選択情報取得部３２０に、画素選択情報として、Ｘ線照射条件と受光ブロック２２０及び非受光ブロック２３０との関係が入力されていてもよい。画像処理部３３０は、当該画素選択情報に基づいて、画素ごとの画素信号として、いずれのＸ線照射条件のときの画素信号を用いるかを選択することができる。
【０１６１】
また、上記の説明においては、本開示の第２の実施形態に係る画像処理方法について説明したが、第１の実施形態においても、同様の方法で画像処理を行うことができる。第１の実施形態においては、Ｘ線源を個別に駆動することで、Ｘ線照射領域が重畳しないようにＸ線照射条件の制御が行われる。従って、第１の実施形態においても、駆動するＸ線源を変えながら複数回Ｘ線照射を行うことで、それぞれのＸ線照射で得られたＸ線画像に基づいて、最終的なＸ線画像を構成することができる。
【０１６２】
また、上記の説明においては、被写体を用いないでＸ線撮影を行った際の画像処理方法について説明した。ここで、事前に被写体を用いないでＸ線撮影を行った際のＸ線照射条件及び画素選択情報を例えば記憶部に記憶しておき、被写体を用いてＸ線撮影を行う際に、当該Ｘ線照射条件及び当該画素選択情報を用いてＸ線画像を構成することができる。このように、事前に被写体を用いないでＸ線撮影を行い、Ｘ線照射条件に応じた画素選択情報を取得することをキャリブレーションと呼ぶ。キャリブレーションを行うことで、本来行いたい被写体を用いたＸ線撮影時の情報処理量を低減することができるため、Ｘ線撮影の効率化を図ることができる。
【０１６３】
＜５．Ｘ線撮影システムの構成＞
以上、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線発生装置の機能及び構成について説明してきたが、本開示はかかる構成に限定されない。例えば、上記の説明においてＸ線発生装置が有していた機能を複数の装置が分割して有することで、Ｘ線撮影システムを構成してもよい。このようなＸ線撮影システムの一例について、図２４を参照して説明する。
【０１６４】
図２４は、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線撮影システムの概略構成を示す機能ブロック図である。図２４を参照すると、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線撮影システム３０は、Ｘ線発生装置１１００、Ｘ線検出装置１２００及び画像処理装置１３００を備える。
【０１６５】
Ｘ線発生装置１１００は、所望の条件で発生させたＸ線を、被写体及び後述するＸ線検出装置１２００のＸ線検出部１２１０に向けて照射する。Ｘ線発生装置１１００は、例えば、Ｘ線照射部１１１０、照射制御部１１２０を備える。また、Ｘ線発生装置１１００は、可動部（図示せず。）を更に備えてもよい。更に、Ｘ線発生装置１１００は、画像処理装置１３００と、互いに通信可能に接続されていてもよい。Ｘ線発生装置１１００は、例えば、Ｘ線照射条件に関する情報を、画像処理装置１３００に送信することができる。ここで、Ｘ線照射部１１１０の機能及び構成は、図７又は図１８におけるＸ線照射部１００又はＸ線照射部１００ａの機能及び構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、照射制御部１１２０及び可動部の機能及び構成は、図７又は図１８における照射制御部３１０及び可動部４００の機能及び構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１６６】
Ｘ線検出装置１２００は、Ｘ線発生装置１１００から照射されるＸ線を検出し、検出したＸ線に応じた画素ごとの信号を画素信号として出力する。Ｘ線検出装置１２００は、例えば、Ｘ線検出部１２１０を備える。ここで、Ｘ線検出部１２１０の機能及び構成は、図７又は図１８におけるＸ線検出部２００の機能及び構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、Ｘ線検出装置１２００は、画像処理装置１３００と、互いに通信可能に接続される。Ｘ線検出装置１２００は、検出したＸ線に応じた画素信号を、画像処理装置１３００に送信することができる。
【０１６７】
画像処理装置１３００は、Ｘ線発生装置１１００から受信したＸ線照射条件に関する情報と、Ｘ線検出装置１２００から受信した画素信号とに基づいて、画素選択情報を取得し、Ｘ線画像を構成する。画像処理装置１３００は、例えば、画素選択情報取得部１３１０及び画像処理部１３２０を有する。ここで、画素選択情報取得部１３１０及び画像処理部１３２０の機能及び構成は、図７又は図１８における画素選択情報取得部３２０及び画像処理部３３０の機能及び構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１６８】
以上、図２４を参照して、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線撮影システム３０の概略構成について説明した。かかるＸ線撮影システム３０によれば、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線発生装置１０、２０と同様な効果を得ることができる。すなわち、照射制御部１１２０が、複数のＸ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が重畳しないように、Ｘ線照射条件を制御することで、より高品質なＸ線画像を得ることができる。
【０１６９】
ここで、本実施形態に係るＸ線撮影システム３０の構成は、かかる例に限定されない。例えば、図２４に示すＸ線発生装置１１００、Ｘ線検出装置１２００及び画像処理装置１３００は、それぞれ、記憶部、表示部、入力部等を更に備えてもよい。記憶部、表示部、入力部の機能及び構成は、［２．１．Ｘ線発生装置の構成］で説明した内容と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１７０】
また、本実施形態に係るＸ線撮影システム３０は、上記説明した機能と同様な機能を有する限り、どのような構成であってもよい。例えば、上記説明では、Ｘ線検出装置と画像処理装置とが別々の装置として構成されていたが、Ｘ線検出装置が、Ｘ線検出装置の機能と画像処理装置の機能とを併せ持ってもよい。
【０１７１】
＜６．Ｘ線撮影方法の処理手順＞
次に、図２５を参照して、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線撮影方法について説明する。図２５は、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線撮影方法の処理手順の一例を示すフロー図である。
【０１７２】
図２５を参照すると、Ｘ線撮影が開始されると、まず、ステップＳ２０１０で、照射制御部３１０、１１２０が、複数のＸ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が重畳しないようにＸ線照射条件を制御し、Ｘ線照射部１００、１００ａ、１１１０に、当該Ｘ線照射条件でＸ線を照射させる。ここで、Ｘ線照射条件を切り替えることで全ての画素にＸ線が照射されるように、複数のＸ線照射条件が事前に設定されていてよい。このようなＸ線照射条件は、例えば［２．２．Ｘ線照射条件の制御について］及び［３．２．Ｘ線照射条件の制御について］で説明したＸ線照射条件であってよい。
【０１７３】
次に、ステップＳ２０２０で、Ｘ線検出部２００、１２１０が、照射されたＸ線を検出し、検出したＸ線の線量に応じた画素信号を出力する。出力された画素信号は、例えば、Ｘ線発生装置、Ｘ線検出装置又は画像処理装置の内部又は外部に設けられた記憶部に記憶される。
【０１７４】
次に、ステップＳ２０３０で、事前に設定された全てのＸ線照射条件でＸ線照射が行われたかどうかが判断される。全てのＸ線照射条件でＸ線照射が行われていない場合、ステップＳ２０１０に戻り、異なるＸ線照射条件で再度Ｘ線照射が行われる。一方、全てのＸ線照射条件でＸ線照射が行われた場合、ステップＳ２０４０に進む。
【０１７５】
ステップＳ２０４０では、画素選択情報取得部３２０、１３１０が、画素信号に基づいて、画素選択情報を取得する。また、画像処理部３３０、１３２０が、画素信号及び画素選択情報に基づいて、Ｘ線画像を構成する。ここで、画素選択情報は、ステップＳ２０４０で取得されずに、事前にＸ線照射条件が設定されたときに、そのＸ線照射条件に応じて入力されてもよい。また、画素選択情報は、事前に行われるキャリブレーションによって入力されてもよい。ここで、画素選択情報取得部３２０、１３１０及び画像処理部３３０、１３２０の機能及び構成については、［２．１．Ｘ線発生装置の構成］で説明しているため、ここでは詳細な説明は省略する。また、ステップＳ２０４０で行われる画像処理方法は、例えば、＜４．画像処理方法＞で説明した画像処理方法であってよい。
【０１７６】
以上、図２５を参照して、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線撮影方法の一例について説明した。このように、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線撮影方法によれば、照射制御部２１０、１１２０が、複数のＸ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が重畳しないようにＸ線照射条件を制御する。また、画像処理部３３０が、画素選択情報に基づいて、複数のＸ線照射条件のうちどのＸ線照射条件に対応する画素信号を用いるかを、画素ごとに選択することで、画素を構成する。従って、受光素子群２１０の検出面内に一様なＸ線が照射されるため、より高品質なＸ線画像を得ることができる。
【０１７７】
＜７．まとめ＞
以上説明したように、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線発生装置、Ｘ線検出装置、Ｘ線撮影方法及びＸ線撮影システムにおいては、複数のＸ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が重畳しないようにＸ線照射条件が制御される。また、そのような複数のＸ線照射条件に応じて、複数のＸ線画像を取得し、それらの複数のＸ線画像に基づいて、最終的なＸ線画像を構成する。従って、Ｘ線検出面の面内に一様なＸ線が照射されるため、より高品質なＸ線画像を得ることができる。
【０１７８】
また、本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線発生装置、Ｘ線検出装置、Ｘ線撮影方法及びＸ線撮影システムにおいては、複数のＸ線源から照射される各Ｘ線について、その照射角θや照射距離、並びにＸ線検出面の面内における受光ブロックと非受光ブロックの位置及び面積が制御される。従って、Ｘ線検出面の面内に一様なＸ線が照射されるため、より高品質なＸ線画像を得ることができる。
【０１７９】
また、以上説明した本開示の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るＸ線発生装置、Ｘ線検出装置及びＸ線撮影システムの各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
【０１８０】
なお、上述のような本実施形態に係るＸ線発生装置、Ｘ線検出装置及びＸ線撮影システムの各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
【０１８１】
また、本実施形態に係るＸ線発生装置、Ｘ線検出装置、Ｘ線撮影方法及びＸ線撮影システムは、その用途が特に限定されるものではなく、医療分野、工業分野等、Ｘ線撮影が利用されるあらゆる分野において適用され得る。本実施形態に係るＸ線発生装置、Ｘ線検出装置、Ｘ線撮影方法及びＸ線撮影システムは、例えば、医療分野であれば、ＣＴスキャン、トモシンセシス、マンモグラフィ等のＸ線診断に用いられてもよい。
【０１８２】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１８３】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）複数のＸ線源を有し、平行Ｘ線を照射するＸ線照射部と、複数の前記Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線を照射する条件であるＸ線照射条件を制御する照射制御部とを備える、Ｘ線発生装置。
（２）前記照射制御部は、前記Ｘ線照射部が、複数の前記Ｘ線源のうち、少なくともいずれか１つの前記Ｘ線源がＸ線を照射するように、前記Ｘ線照射条件を制御する、前記（１）に記載のＸ線発生装置。
（３）前記照射制御部は、前記Ｘ線照射部が、複数の前記Ｘ線源のうち、隣り合う前記Ｘ線源が同時にＸ線を照射しないように、前記Ｘ線照射条件を制御する、前記（１）又は（２）に記載のＸ線発生装置。
（４）前記Ｘ線照射部は、前記Ｘ線源のＸ線照射方向に配設され、前記Ｘ線源から照射されるＸ線のＸ線照射方向を制御する第１の照射方向選択部材を少なくとも１つ有し、複数の前記Ｘ線源及び前記第１の照射方向選択部材の少なくともいずれかを移動させる可動部を更に備える、前記（１）に記載のＸ線発生装置。
（５）前記照射制御部は、前記可動部に、前記複数のＸ線源と、前記第１の照射方向選択部材との距離を変化させる、前記（４）に記載のＸ線発生装置。
（６）前記照射制御部は、前記可動部に、前記Ｘ線源のＸ線照射方向と垂直な面内において、複数の前記Ｘ線源及び前記第１の照射方向選択部材を移動させる、前記（５）に記載のＸ線発生装置。
（７）前記第１の照射方向選択部材は、前記複数のＸ線源と対向する面内において、互いに一定の間隔を有して並べられる複数のＸ線通過部を有する、前記（４）〜（６）のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
（８）前記第１の照射方向選択部材は、前記複数のＸ線源と対向する面内において、千鳥格子状に並べられる複数のＸ線通過部を有する、前記（４）〜（６）のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
（９）前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線を検出する受光素子を複数有し、前記受光素子によって構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するＸ線検出部を更に備える、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
（１０）前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得する画素選択情報取得部と、前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成する画像処理部とを更に備える、前記（９）に記載のＸ線発生装置。
（１１）前記画素選択情報は、前記Ｘ線照射条件に応じた前記画素信号の信号強度に関する情報を含み、前記画像処理部は、複数の前記画素信号のうち、最大の信号強度を有する前記画素信号を画素ごとに選択することにより、画像を構成する、前記（１０）に記載のＸ線発生装置。
（１２）前記画素選択情報取得部は、前記Ｘ線照射条件に応じた画素選択情報を、前記Ｘ線検出部がＸ線を検出する前に取得する、前記（１０）又は（１１）に記載のＸ線発生装置。
（１３）前記Ｘ線検出部のＸ線入射方向には、前記Ｘ線源から照射されるＸ線のＸ線照射方向を制御する第２の照射方向選択部材が配設される、前記（９）〜（１２）のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
（１４）複数の前記Ｘ線源は平面状に並べられ、面線源を構成する、前記（１）〜（１３）のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
（１５）Ｘ線を検出する受光素子を複数有し、前記受光素子によって構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するＸ線検出部と、前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得する画素選択情報取得部と、前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成する画像処理部とを備え、前記Ｘ線検出部は、複数のＸ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないようにＸ線照射条件が制御されたＸ線を検出する、Ｘ線検出装置。
（１６）前記画素選択情報は、前記Ｘ線照射条件に応じた前記画素信号の信号強度に関する情報を含み、前記画像処理部は、複数の前記画素信号のうち、最大の信号強度を有する前記画素信号を画素ごとに選択することにより、画像を構成する、前記（１５）に記載のＸ線検出装置。
（１７）前記画素選択情報取得部は、前記Ｘ線照射条件に応じた画素選択情報を、前記Ｘ線検出部がＸ線を検出する前に取得する、前記（１５）に記載のＸ線発生装置。
（１８）複数のＸ線源を有し、平行Ｘ線を照射するＸ線照射部と、複数の前記Ｘ線源から照射される各Ｘ線の照射領域が互いに重畳しないように、Ｘ線照射条件を制御する照射制御部と、前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線を検出する受光素子を複数有し、前記受光素子によって構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するＸ線検出部と、前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得する画素選択情報取得部と、前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成する画像処理部とを備える、Ｘ線撮影システム。
（１９）複数のＸ線源を有し平行Ｘ線を照射するＸ線照射部から照射される各Ｘ線の照射領域が、互いに重畳しないように、Ｘ線を照射する条件であるＸ線照射条件を制御するステップと、複数の前記Ｘ線照射条件によって照射されたＸ線を複数の受光素子によって検出し、前記受光素子から構成される画素ごとに、検出したＸ線量に応じた画素信号を出力するステップと、前記画素ごとの、前記Ｘ線照射条件と前記画素信号との関係に関する情報である、画素選択情報を取得するステップと、前記画素選択情報に基づいて、複数の前記Ｘ線照射条件に応じた複数の前記画素信号のうち、いずれかの前記画素信号を画素ごとに選択することによって、画像を構成するステップとを含む、Ｘ線撮影方法。
【符号の説明】
【０１８４】
１０、２０    Ｘ線発生装置
３０    Ｘ線撮影システム
１００    Ｘ線照射部
１１０    Ｘ線源群
１１１、１１２、１１３、１１４、１１５    Ｘ線源
１２０、１３０    コリメータ
１４０    アパーチャ
２００    Ｘ線検出部
２１０    受光素子群
２２０    受光ブロック
２３０    非受光ブロック
３００    制御部
３１０    照射制御部
３２０    画素選択情報取得部
３３０    画像処理部
４００    可動部
１１００    Ｘ線発生装置
１１１０    Ｘ線照射部
１１２０    照射制御部
１２００    Ｘ線検出装置
１２１０    Ｘ線検出部
１３００    画像処理装置
１３１０    画素選択情報取得部
１３２０    画像処理部
【図１】
2014064705.tif 000003
【図２Ａ】
2014064705.tif 000004
【図２Ｂ】
2014064705.tif 000005
【図３】
2014064705.tif 000006
【図４Ａ】
2014064705.tif 000007
【図４Ｂ】
2014064705.tif 000008
【図４Ｃ】
2014064705.tif 000009
【図５】
2014064705.tif 000010
【図６】
2014064705.tif 000011
【図７】
2014064705.tif 000012
【図８】
2014064705.tif 000013
【図９】
2014064705.tif 000014
【図１０】
2014064705.tif 000015
【図１１】
2014064705.tif 000016
【図１２】
2014064705.tif 000017
【図１３】
2014064705.tif 000018
【図１４】
2014064705.tif 000019
【図１５Ａ】
2014064705.tif 000020
【図１５Ｂ】
2014064705.tif 000021
【図１６Ａ】
2014064705.tif 000022
【図１６Ｂ】
2014064705.tif 000023
【図１７Ａ】
2014064705.tif 000024
【図１７Ｂ】
2014064705.tif 000025
【図１８】
2014064705.tif 000026
【図１９Ａ】
2014064705.tif 000027
【図１９Ｂ】
2014064705.tif 000028
【図２０】
2014064705.tif 000029
【図２１】
2014064705.tif 000030
【図２２Ａ】
2014064705.tif 000031
【図２２Ｂ】
2014064705.tif 000032
【図２２Ｃ】
2014064705.tif 000033
【図２２Ｄ】
2014064705.tif 000034
【図２３Ａ】
2014064705.tif 000035
【図２３Ｂ】
2014064705.tif 000036
【図２４】
2014064705.tif 000037
【図２５】
2014064705.tif 000038