(57)【要約】【課題】  被検知物の散乱コントラスト像が取得可能なＸ線装置およびＸ線測定方法を提供する。【解決手段】  被検知物を透過したＸ線束の強度を検出するための、第１の画素と該第１の画素とは異なる第２の画素とを有する検出器と、Ｘ線束のうち、第２の画素に入射するＸ線束の強度を減衰させる減衰素子を有する。また、第１の画素で検出されたＸ線束の検出強度と、第２の画素で検出されたＸ線束の検出強度から、被検知物の散乱情報を有する被検知物の情報を取得する演算装置とを有する。  また、Ｘ線束の光路中に被検知物が配置されていない場合、Ｘ線束は第１の画素と第２の画素の境界上に照射されるように構成される。【選択図】  図１
2014012132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検知物を透過したＸ線束の強度を検出するための、第１の画素と該第１の画素とは異なる第２の画素とを有する検出手段と、
前記Ｘ線束のうち、前記第２の画素に入射するＸ線束の強度を減衰させる減衰素子と、
前記第１の画素で検出された前記Ｘ線束の検出強度と、前記第２の画素で検出された前記Ｘ線束の検出強度から、前記被検知物の散乱情報を有する前記被検知物の情報を取得する演算装置とを有し、
前記Ｘ線束の光路中に前記被検知物が配置されていない場合において、前記Ｘ線束は前記第１の画素と前記第２の画素の境界上に照射されるように構成されることを特徴とするＸ線装置。
【請求項２】
前記演算装置は、前記第１の画素における検出強度の変化量と、前記第２の画素における検出強度の変化量との差異を判別できる指標に基づき、前記被検知物の情報を演算することを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項３】
前記指標は、前記第１の画素における検出強度と前記第２の画素における検出強度の差、または、前記第１の画素における検出強度と前記第２の画素における検出強度の比、に基づくものであることを特徴とする請求項２に記載のＸ線装置。
【請求項４】
前記指標は、前記被検知物をＸ線束の光路中に配置せずに得た前記第１の画素における検出強度と、前記被検知物をＸ線束の光路中に配置せずに得た前記第２の画素における検出強度から取得することを特徴とする請求項２または３に記載のＸ線装置。
【請求項５】
前記被検知物の情報は、
前記指標と、前記指標と前記被検体の情報との関係がフィッティングされた関数と、に基づいて算出されることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項６】
前記演算装置は、
前記指標と前記被検知物の情報との関係を示すデータベースを有し、
前記被検知物の情報は、前記データベースから取得されることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項７】
前記減衰素子は、前記Ｘ線束の入射位置に応じてＸ線の透過量が連続的に変化するように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項８】
前記減衰素子は、前記Ｘ線束の一部を遮蔽するように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項９】
前記減衰素子が三角柱で構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１０】
前記減衰素子が複数配列されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１１】
前記Ｘ線束を複数個形成するための分割素子を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１２】
前記分割素子は、スリットアレイまたはピンホールアレイを有することを特徴とする請求項１１に記載のＸ線装置。
【請求項１３】
前記演算装置は、前記第１の画素の検出強度と、前記第２の画素の検出強度の和に基づいて、前記被検知物の吸収の情報を演算することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１４】
前記第１の画素と前記第２の画素が隣接して配置されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１５】
前記被検知物の情報は、
前記被検知物によるＸ線の吸収情報を含まないことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１６】
被検知物を透過したＸ線束の強度を、第１の画素と、前記Ｘ線束の強度を減衰させる減衰素子が設けられた第２の画素とで検出する工程と、
前記第１の画素で検出された前記Ｘ線束の検出強度と、前記第２の画素で検出された前記Ｘ線束の検出強度から、前記被検知物の散乱情報を有する前記被検知物の情報を演算する工程と、を有し、
前記Ｘ線束の光路中に前記被検知物が配置されていない場合において、前記Ｘ線束は前記第１の画素と前記第２の画素の境界上に照射されるように設定されることを特徴とするＸ線測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線を用いたＸ線装置、およびＸ線測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線を用いた非破壊検査法は工業利用から医療利用まで幅広い分野で用いられている。例えば、放射線の一つであるＸ線は波長が約１０−１２〜１０−８ｍ程度の電磁波であり、このうちエネルギーの高いＸ線（約２ｋｅＶ〜１００ｋｅＶ）を硬Ｘ線という。また、エネルギーの低いＸ線（約０．１ｋｅＶ〜２ｋｅＶ）を軟Ｘ線という。
【０００３】
Ｘ線の吸収能の違いを用いた吸収コントラスト法は、鉄鋼材料などの内部亀裂検査や手荷物検査などのセキュリティ分野の用途として実用化されている。
【０００４】
一方、Ｘ線の吸収によるコントラストが形成されにくい被検知物（例えば、低密度の被検知物）に対しては、被検知物によるＸ線の位相変化を検出するＸ線位相コントラスト法が有効である。このようなＸ線位相コントラストイメージングを用いた方法は、高分子材料の相分離構造体のイメージングや医療等への応用が検討されている。
【０００５】
特許文献１には、検出器の画素のエッジ部分にＸ線を遮蔽するマスクを設置したＸ線撮像装置が開示されている。
【０００６】
図１２に、特許文献１における検出器周辺の拡大図を示す。図１２（Ａ）は検出器をＸ線の入射方向から見た上面図であり、図１２（Ｂ）はＸ線の入射方向に対して垂直方向から見た側面図である。
【０００７】
図１２においては、検出器の画素１３０１（検出画素）のエッジ部分（隣の画素との境界部）にＸ線を遮蔽するための遮蔽素子１３０２が設けられている。入射Ｘ線１３０３は遮蔽素子１３０２の一部にかかるように各画素に入射される。このような配置で被検知物に対してＸ線を入射すると、屈折効果により検出画素１３０１上での入射Ｘ線１３０３の位置が変化する。この位置変化により遮蔽素子１３０２で遮蔽されるＸ線の量が変化するため、Ｘ線の強度変化を検出することにより、被検知物によるＸ線の屈折の情報を測定することができ、更に被検知物によるＸ線の吸収の情報もＸ線の屈折の情報に重なって測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００８／０２９１０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の手法では、取得したデータから被検知物によるＸ線の吸収の情報と散乱の情報を分離できない。被検知物が微小粒子などの集合体で形成されている場合、Ｘ線１３０３は散乱の影響を受けて広がり、検出画素１３０１では、Ｘ線の散乱によるＸ線の強度変化を検出することになる。しかしながら、被検知物によるＸ線の吸収も強度変化を生じさせる。よって、特許文献１に記載の手法では、この強度変化が被検知物の吸収による強度変化なのか、Ｘ線の散乱による強度変化なのか、を判別することができない。
【００１０】
そこで、本発明は、特許文献１に記載の手法において、被検知物による、Ｘ線の散乱の情報をＸ線の吸収の情報から分離して取得することができるＸ線装置およびＸ線測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明に係るＸ線装置は、被検知物を透過したＸ線束の強度を検出するための、第１の画素と該第１の画素とは異なる第２の画素とを有する検出手段と、前記第２の画素の上に設けられ、前記Ｘ線束の強度を減衰させる減衰素子と、前記第１の画素で検出された前記Ｘ線束の検出強度と、前記第２の画素で検出された前記Ｘ線束の検出強度から、前記被検知物の散乱コントラストの画素値を演算する演算装置とを有し、前記Ｘ線束の光路中に前記被検知物が配置されていない場合において、前記Ｘ線束は前記第１の画素と前記第２の画素の境界上に照射されるように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特許文献１に記載の手法において、被検知物の散乱コントラスト像が取得可能なＸ線装置およびＸ線測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１における装置構成を説明する図。
【図２】Ｘ線束強度プロファイルの変化を説明する図。
【図３】実施形態１におけるＸ線束と減衰素子と検出手段の関係を説明する図。
【図４】Ｘ線束が散乱された時のＸ線束強度プロファイルの変化を説明する図。
【図５】Δｘに対するｖの関係を説明する図。
【図６】Δｘに対するｖ’の関係を説明する図。
【図７】実施形態２における装置構成を説明する図。
【図８】実施形態２における装置構成を説明する図。
【図９】実施形態３における装置構成を説明する図。
【図１０】実施形態３における装置構成を説明する図。
【図１１】実施例におけるＸ線束と減衰素子との関係を説明する図。
【図１２】特許文献１における検出器周辺を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態では、Ｘ線束、減衰素子、および検出手段を用いて、被検知物によるＸ線の、位相変化の情報と散乱の情報を含む被検体の情報を取得することができる検出結果を取得する。被検知物によるＸ線の位相変化の情報のことを、被検知物の位相情報と呼び、検知物によるＸ線の散乱の情報のことを、被検知物の散乱情報と呼ぶ。本実施形態のＸ線装置は更に演算装置を備え、検出手段による検出結果から被検知物の位相情報と散乱情報を含む被検知物の情報を取得することができる。尚、被検知物の位相情報と散乱情報を含む被検知物の情報のことを、単に被検知物の散乱情報と呼ぶことがある。
【００１５】
被検知物がＸ線束の光路中に配置されていない場合において、Ｘ線束は第１の画素と第２の画素の両方で検出可能に構成される。また、第２の画素に照射されるＸ線は、減衰素子を透過してから第２の画素に照射される。減衰素子は、第２の画素に照射されるＸ線の照射位置の変化量に応じてＸ線の強度を変化させる減衰素子を配置する。演算装置は、第１の画素と第２の画素の強度情報から位相情報と散乱情報の両者を含んだ被検知物の情報を取得する。この情報を画像化すると、位相情報と散乱情報が含まれる画像を取得することができる。また、演算装置は、吸収コントラストを取得可能に構成されている。以下、具体的な実施形態について説明する。
【００１６】
（実施形態１）
実施形態１においては、一本のＸ線束を用いたＸ線装置およびＸ線測定方法について説明する。
【００１７】
（装置の基本的構成）
図１は、本実施形態におけるＸ線装置の構成図を示したものである。
【００１８】
Ｘ線発生手段としてのＸ線源１０１から発生されたＸ線は分割素子１０３によりＸ線束に形成される。
【００１９】
分割素子１０３としては、例えば、線状のＸ線束を形成することができるスリット形状や、点状のＸ線束を形成できるピンホール形状のものを用いればよい。スリットやピンホールは、基板を貫通していてもよいし、基板を貫通していなくとも良い。貫通しない場合、分割素子の基板としてＸ線用のフィルタ材料を用いてもかまわない。分割素子１０３を構成する材料としては、Ｘ線の吸収率が高いＰｔ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｔａ、Ｗなどから選択される。あるいは、これらの材料を含む化合物であってもよい。
【００２０】
図２は、被検知物１０４を透過したＸ線束の強度プロファイル（強度分布）の模式図を示したものであり、ピークが高い（図面において上方向）ほどＸ線の強度が大きいことを示す。Ｘ線束２０１は、Ｘ線束の光路中に被検知物１０４が配置されていない場合の強度プロファイルである。また、Ｘ線束２０２は、Ｘ線束の光路中に被検知物１０４が配置されている場合の強度プロファイルである。Ｘ線束は、被検知物１０４によってＸ線が吸収されるため、強度が減少する。また、被検知物１０４によってＸ線の位相が変化して屈折するため、Ｘ線束の位置がずれる。さらに、被検知物１０４によるＸ線の散乱の影響により強度プロファイルがブロードになる。
【００２１】
被検知物１０４を透過したＸ線束は減衰素子１０５に照射され、検出手段１０６によってＸ線の強度が検出される。検出された強度情報は、演算装置１０７により演算処理がなされ、モニタ等の表示手段１０８に出力される。
【００２２】
被検知物１０４としては、人体、人体以外としては無機材料、無機有機複合材料等が挙げられる。
【００２３】
なお、分割素子１０３と、被検知物１０４と、減衰素子１０５と、検出手段１０６を相対的に移動させるステッピングモータなどの移動手段１０９、１１０、１１１、１１２を設けてもよい。例えば、移動手段１１０により、被検知物１０４を移動しながら計測すれば、被検知物１０４の全体像を得ることができる。
【００２４】
検出手段１０６としては、間接変換型、直接変換型を問わず種々の２次元Ｘ線検出器を用いることができる。例えば、Ｘ線ＣＣＤカメラ、間接変換型フラットパネル検出器、直接変換型フラットパネル検出器などから選択される。また分離型のフォトダイオードなどを用いてもかまわない。
【００２５】
なお、単色Ｘ線を用いる場合には、Ｘ線源１０１と分割素子１０３の間に単色化手段１０２を配置してもよい。単色化手段１０２としては、スリットと組み合わせたモノクロメータやＸ線多層膜ミラーなどを用いることができる。
【００２６】
（Ｘ線束、減衰素子、検出手段の関係）
次に、図３を用いて、本実施形態におけるＸ線束、減衰素子、検出手段の関係を説明する。
【００２７】
Ｘ線束３０１は、Ｘ線束の光路中に被検知物１０４が配置されていない場合のＸ線束を示している。Ｘ線束３０１は、第１の画素３０３と第２の画素３０４に照射されており、第２の画素３０４の上には減衰素子３０２が配置されている。被検知物１０４がＸ線束３０１の光路中に配置されていない状態において、Ｘ線束３０１の強度の中心（Ｘ線束の重心）は、第１の画素３０３と第２の画素３０４の境界に配置されるように設定されている。
【００２８】
なお、図３では、第１の画素３０３と第２の画素３０４とが隣接して配置されているが、第１の画素３０３と第２の画素３０４は演算の際に用いる領域によって決定される。例えば、８個の画素のうち、４個の画素を第１の画素３０３とし、残りの４個の画素を第２の画素３０４とすることも可能である。
【００２９】
減衰素子３０２は楔形（三角柱）に形成されており、被検知物によるＸ線束の屈折により照射位置が変化する方向に対してＸ線の吸収量（透過量）が変化するような吸収能勾配を有している。なお、ここでは、第１の画素３０３と第２の画素３０４との境界から第２の画素の方向に移動するにしたがって、Ｘ線の吸収量が大きくなるように構成されている。
【００３０】
減衰素子３０２の吸収能勾配は必ずしも連続的である必要はなく、階段状（ステップ状）に吸収量（透過量）が変化していてもよい。例えば、段階的に形状が変化していてもよい。なお、本明細書ではステップ状になっているものも「連続的」と表現する。但し、ステップは２つ以上（吸収能ａ１の領域と、ａ２の領域と、ａ３の領域がある状態）であることが好ましい。また、減衰素子３０２は、厚みが連続的に変化しているものだけでなく、密度が連続的に変化しているものでもよい。
【００３１】
第２の画素３０４に入射するＸ線は、減衰素子３０２を透過した後に第２の画素３０４に入射する。第２の画素に入射するＸ線が、第２の画素に入射する前に減衰素子３０２に入射するように、第２の画素３０４と減衰素子３０２を配置する。このように配置することを、本願明細書においては、「第２の画素に減衰素子を配置する」と呼ぶ。
【００３２】
第２の画素に減衰素子を配置するためには、例えば第２の画素上に減衰素子を配置すればよい。尚、ここではＸ線の上流側（Ｘ線源側）を上とする。
【００３３】
図３では、減衰素子３０２が第２の画素３０４と接して配置されているが、両者は離間して配置してもかまわない。すなわち、本願明細書においては、２つの部材が接触していない場合にも、「〜の上に設けられる」という表現を用いる。
【００３４】
Ｘ線束３０１の入射位置が変化することにより、第１の画素３０３および第２の画素３０４の検出強度も変化する。ここで、第１の画素３０３には減衰素子３０２が配置されていないのに対して、第２の画素３０４には減衰素子３０２が配置されているため、第１の画素３０３と第２の画素３０４では、Ｘ線束の位置変化に対する検出強度の変化量が異なる。そのため、Ｘ線束の位置変化量は、第１の画素３０３の検出強度の変化量と、第２の画素３０４の検出強度の変化量との差異を判別できる指標に基づいて、推定できる。
【００３５】
例えば、第１の画素３０３の強度をＩ１、第２の画素３０４の強度をＩ２とした場合、式（１）に示すｖの値を用いることにより、Ｘ線束の重心位置変化量を推定することが可能である。
【００３６】
【数１】
2014012132.tif 000003
【００３７】
なお、ここでは吸収の影響を無くすために、Ｉ１とＩ２の和でＩ１とＩ２の差を除している。また、以下、Ｘ線束の重心位置変化のことを、単にＸ線束の位置変化と呼ぶことがある。
【００３８】
図４（Ａ）は、検出器に入射するＸ線の強度プロファイルを示したものである。図４（Ｂ）には、図３で説明した複数の画素３０３、３０４と減衰素子３０２が記載されている。これらは、図４（Ａ）の強度プロファイルに対応するように図示されている。
【００３９】
図４（Ａ）において、強度プロファイル４０１（実線）は、被検知物を光路中に配置していない場合に検出器に入射するＸ線の強度プロファイルである。また、強度プロファイル４０２（点線）は、被検知物によって散乱された場合に検出器に入射するＸ線の強度プロファイルである。なお、実際の測定では、吸収による強度減衰があるが、今回は説明のため、規格化した強度プロファイルを示している。
【００４０】
減衰素子３０２のない第１の画素３０３の領域では、散乱の影響により、強度プロファイル４０２は強度プロファイル４０１に対してプロファイルが広がっている。一方、減衰素子３０２が設けられている第２の画素３０４の領域では、散乱の影響はあるものの、減衰素子３０２によって強度変化に対する感度が鈍くなっている。したがって、第２の画素３０４の領域では、第１の画素３０３の領域と比較してプロファイルの広がりが小さい。すなわち、減衰素子３０２のある領域とない領域で、散乱に対する検出強度の変化が異なることとなる。
【００４１】
図５は、Ｘ線束の位置変化量（Δｘ）に対するｖの関係を示したものである。ここで、■で示したプロットは、ある被検知物（既知サンプル）をＸ線束の光路中に配置せずにＸ線束を検出手段１０６に対して移動させて得たデータである。●で示したプロットは、ある被検知物（既知サンプル）を光路中に配置して得たデータである。すなわち、■で示したプロットは、単にＸ線束の重心位置とｖの対応関係を示すものであり、●で示したプロットは、被検知物による屈折および散乱によるＸ線束の強度プロファイルとｖの対応関係を示すものである。
【００４２】
図５から理解されるように、両者のデータは、Ｘ線束の位置変化量（Δｘ）が同じでもｖの値が異なる。よって、ｖは、位相情報だけでなく、散乱情報も含む。つまり、検出手段による検出結果を用いてｖを取得し、この情報を画像化すれば、位相情報と散乱情報が含まれた画像を取得できる。またｖから求めたΔｘを画像化しても同様に位相情報と散乱情報が含まれた画像を取得できる。
【００４３】
図５を用いて、より具体的に説明する。被検知物によるＸ線の屈折に起因したＸ線束の位置変化がない場合、すなわちΔｘ＝０の場合、ｖ＝ｖ１となるはずである。
【００４４】
しかしながら、実際のデータは未知のサンプルである。よって、未知のサンプルの実験結果としてｖ＝ｖ１という値が得られたとしても、その数値を代入できるのは、被検知物を配置せずに得たデータから取得した関係式（■で示したプロット）のみである。したがって、被検知物を配置せずに得たデータのプロット（■）を用いてΔｘを求めると、ｖ＝ｖ１のとき、ΔｘはΔｘ１となる。
【００４５】
すなわち、ある領域を透過したＸ線束の真の位置変化量（Δｘ）は０であるのに、被検知物を配置せずに得たデータを用いてそのＸ線束の位置変化量を取得するとΔｘ＝Δｘ１となる。位置変化量を画像化すると、このような、真の位置変化量（ここでは０）と取得される位置変化量（ここではΔｘ１）の差に起因して、Ｘ線束の屈折量が等しくても、散乱がある領域と散乱がない領域のコントラストが形成されることになる。
【００４６】
以上のことを、図４を用いて、別の観点から説明する。図４において、プロファイル４０１（実線）は、被検知物を光路中に配置していない場合のものである。また、プロファイル４０２（点線）は被検知物を光路中に配置した場合のものである。図４（Ａ）を参照すれば、減衰素子３０２が設けられていない領域で検出されるプロファイル４０２は、減衰素子３０２が設けられている領域で検出されるプロファイル４０２と比較して、散乱の影響が大きい。そのため、第１の画素３０３の検出強度と、第２の画素３０４の検出強度を比較することにより、散乱の影響による検出強度の変化が第１の画素と愛２の画素で異なるため、散乱情報を得ることが可能となる。
【００４７】
なお、ｖの値をそのまま、画像のコントラストとして出力してもかまわないが、その場合、Ｘ線束の位置変化が伴うと、ｖとΔｘの関係が非線形なためコントラストが歪んでしまう。そこで、演算装置１０７では事前にｖとΔｘの関係を関数でフィッティングしておく。そして、検出手段１０６で検出された各画素による検出強度からｖを計算し、更にフィッティングされた関数にｖ代入してΔｘを求める。このΔｘを画像化することにより、コントラストの歪を軽減することができる。
【００４８】
（その他の変形例）
上記実施形態では式（１）により求められる指標であるｖから出力画像の画素値を与えた。しかし、重要なことは、屈折または散乱による、第１の画素の検出強度の変化量と、第２の画素の検出強度の変化量の差異を判別できる指標であればｖ以外の指標を用いることができるという点である。
【００４９】
すなわち、第１の画素の検出強度と第２の画素の検出強度の差、または、比などに基づく指標であれば、どのような指標でも用いることができる。
【００５０】
例えば、式（１）は、Ｉ１とＩ２の差をＩ１とＩ２の和で除しているが、これは第１の画素の検出強度と第２の画素の検出強度の差に基づくものである。例えば、上記式（１）における（Ｉ１―Ｉ２）の代わりに、「（Ｉ１―Ｉ２）２」とした指標を用いてもよい。
【００５１】
また、同様に、第１の画素の検出強度と第２の画素の検出強度の比に基づく指標であってもよい。例えば、以下の式（２）で示すｖ’を用いて、出力画像の画素値を決定しても良い。
【００５２】
【数２】
2014012132.tif 000004
【００５３】
図６はΔｘに対するｖ’の関係を示したものである。ここで、■で示したプロットは、ある被検知物（既知サンプル）をＸ線束の光路中に配置せずに得たデータである。また、●で示したプロットは、ある被検知物（既知サンプル）を光路中に配置して得たデータである。
【００５４】
図６も図５と同様に、■のデータと●のデータは、Δｘが同じでもｖ’の値が異なるため、ｖ’とΔｘとの関係から、位相情報および散乱情報が含まれた画像を取得できる。
【００５５】
この場合もｖのときと同様にｖ’を出力画像の画素値としてもかまわないが、その場合、ｖ’とΔｘの関係が非線形なためコントラストが歪んでしまう。そこで、ｖ’とΔｘの関係を関数でフィッティングしておく。そして、検出手段１０６で検出された各画素による検出強度からｖ’を計算し、更にフィッティングされた関数にｖ‘を代入してΔｘを求める。このΔｘを画素値とすることにより、コントラストの歪を軽減することができる。
【００５６】
なお、位相変化が小さな被検知物１０４に対してはＸ線束の位置変化量が微小なため非線形の効果が小さいことから、ｖやｖ’の値をそのまま画像化してもかまわない。
【００５７】
また、以上の説明では、Ｘ線束の光路中に被検知物が配置されている場合の測定値から算出したｖやｖ’などを用いて、Δｘを決定している。しかし、被検知物が配置されている場合のｖから、被検知物が配置されていない場合のｖを減算して求められた指標等を用いて、画素値を決定しても良い。すなわち、以下の数式（３）のＨに基づいて画素値を決定しても良い。
Ｈ＝（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）―（Ｉ１（０）−Ｉ２（０））／（Ｉ１（０）＋Ｉ２（０））                                                      ・・・式（３）
【００５８】
ここで、Ｉ１（０）は被検知物が配置されていない場合における第１の画素の検出強度である。また、Ｉ２（０）は被検知物が配置されていない場合における第２の画素の検出強度である。なお、上記式（３）の指標Ｈも、第１の画素の検出強度と第２の画素の検出強度の差に基づく指標である。
【００５９】
また、関数を作成する代わりに、例えば、ｖとΔｘの関係をデータベース化しておき、測定で得られたｖをもとにデータベースのデータを用いて内挿することによりΔｘを求めても良い。
【００６０】
また、Ｉ１とＩ２の和が被検体によるＸ線の吸収情報に対応する。そのため、Ｉ１とＩ２の和を出力画像の画素値とすることによって吸収コントラスト像を取得することができる。なお、Ｉ１とＩ２の和を２で割った平均値を出力画像の画素値としてもよい。和に関する他の演算方法も含めて、これらを「和に基づいて」と表現することがある。または、Ｉ１のみのデータを出力画像の画素値としてもよい。
【００６１】
また、実施形態１ではＸ線の重心を第１の画素と第２の画素の境界上に配置したが、検出手段に入射するＸ線の強度変化に対する検出強度変化が第１の画素と第２の画素で異なれば、Ｘ線の重心は第１の画素と第２の画素の境界上以外に配置されても良い。
【００６２】
（実施形態２）
本実施形態では、減衰素子としてＸ線を遮蔽する素子を用いる例を説明する。装置構成は図１に示した構成と同じであるが、減衰素子１０５と検出手段１０６との構成が図７に示した構成となる。
【００６３】
Ｘ線束７０１は、Ｘ線束の光路に被検知物が配置されていない状態のＸ線束であり、Ｘ線束７０１は第１の画素７０３と第２の画素７０４に照射されている。第２の画素７０４には、減衰素子７０２が配置されている。ここでは、Ｘ線束７０１の重心は第１の画素７０３と第２の画素７０４の境界上に位置するように設定されている。減衰素子７０２は、第１の画素７０３と第２の画素７０４との境界とは異なる位置に配置されており、Ｘ線束７０１の一部が遮蔽されている。なお、図７では、減衰素子７０２が第２の画素７０４に接して配置されているが、両者を離間して配置してもかまわない。
【００６４】
減衰素子７０２は、入射するＸ線を遮蔽する機能を有している。そのため、減衰素子７０２は、Ｘ線の吸収能の高いＡｕやＷ等といった材料から選択される。減衰素子７０２はＸ線を遮蔽する機能を有していれば必ずしも板状である必要はない。減衰素子７０２はかならずしも全てのＸ線を遮蔽する必要はなく、画像取得に必要な程度のＸ線を遮蔽すれば良い。例えば、減衰素子７０２は９０％以上の遮蔽率とすることができる。
【００６５】
減衰素子７０２により、第１の画素７０３と第２の画素７０４では、Ｘ線束の位置変化に対する検出強度の変化率が異なる。このため、実施形態１と同様に、ｖ、ｖ’、Ｈなどを演算装置１０７によって計算することにより、散乱情報を取得することができる。
【００６６】
また、図８に示すように、Ｘ線束８０１を４つの画素８０２の境界部に照射させ、Ｘ線を遮蔽する減衰素子８０３を配置することも可能である。このような構成により、Ｘ方向の位相情報や散乱情報だけでなくＹ方向に対する位相情報と散乱情報も得ることができる。すなわち、本願発明は、３画素以上にも適用可能である。
【００６７】
（実施形態３）
本実施形態においては、分割素子を用いてＸ線束を複数個形成する場合のＸ線装置の構成例について説明する。
【００６８】
図９に本実施形態におけるＸ線装置の構成図を示す。Ｘ線発生手段としてのＸ線源９０１から発生されたＸ線は分割素子９０３により線状に分割される。分割素子９０３は、例えば、ラインアンドスペースを有したスリットアレイである。なお、分割素子９０３は、スリットの周期方向に対して垂直な方向に分割されている２次元スリットや、ピンホールアレイ（円開口が二次元的に配列されたもの）であっても構わない。ピンホールアレイの場合、少なくとも２方向の散乱情報を得ることができる。
【００６９】
スリットやピンホールは、分割素子の基板を貫通していてもよいし、貫通していなくとも良い。貫通しない場合、分割素子の基板にＸ線用のフィルタ材料を用いてもかまわない。分割素子９０３を構成する材料としては、Ｘ線の吸収率が高いＰｔ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｔａ、Ｗなどから選択される。あるいは、これらの材料を含む化合物であってもよい。
【００７０】
分割素子９０３により空間的に分割されたＸ線束は、被検知物９０４によって位相が変化して屈折する。また、Ｘ線は被検知物９０４によって吸収される。また、被検知物９０４によるＸ線の散乱の影響によりＸ線束の強度プロファイルがブロードになる。
【００７１】
被検知物９０４を透過したＸ線束は減衰素子９０５に照射され、検出手段９０６によりＸ線の強度が検出される。検出手段９０６により得たＸ線に関する情報は演算装置９０７により数的処理がなされ、モニタ等の表示手段９０８に出力される。
【００７２】
なお、分割素子９０３と、被検知物９０４と、減衰素子９０５と、検出手段９０６、Ｘ線源９０１を相対的に移動させるステッピングモータなどの移動手段９０９、９１０、９１１、９１２、９１３を別途設けてもよい。例えば、移動手段９１０を設ければ、被検知物９０４を適宜移動することができるため、被検知物９０４の特定個所についての像を得ることができる。また、被検知物９０４をＸ線に対して走査しながら測定することにより、被検知物９０４のすべての情報を得ることができ、出力画像の高空間分解能化を実現することができる。
【００７３】
また移動手段９０９、９１１、９１２、９１３を用いて被検知物９０４を中心にＸ線源９０１、分割素子９０３、減衰素子９０５、検出手段９０６を同期させて回転させながらＸ線強度を検出することによりＣＴ像を取得することも可能である。
【００７４】
検出手段９０６や単色化手段９０２は実施形態１と同様のものを使用できる。
【００７５】
次に、図１０を用いて、本実施形態におけるＸ線束と減衰素子９０５、検出手段９０６の関係を更に説明する。Ｘ線束１００１は、Ｘ線束の光路中に被検知物９０４が配置されていない場合のＸ線束であり、第１の画素１００２と、減衰素子１００４を備えた第２の画素１００３とに照射されるように構成されている。減衰素子１００４は、検出手段９０６の上に複数配列されている。
【００７６】
例えば、分割素子９０３における開口部のピッチ、検出手段９０６の画素サイズ、Ｘ線源９０１、分割素子９０３、検出手段９０６の距離の関係を考慮し、２画素周期で、離散的に照射されるように配置する。なお、図１０では、減衰素子１００４が第２の画素１００３と接して配置されているが、離間して配置してもかまわない。
【００７７】
例えば、被検知物９０４が光路中に配置されていない場合において、検出手段９０６上のＸ線束１００１の重心は、照射される２つの画素の境界位置に照射される。
【００７８】
複数のＸ線束に対して演算装置１００７を用いて上記した実施形態と同様に位相情報に加えて散乱情報が重畳した画像を取得することができる。
【実施例】
【００７９】
本実施例では分割素子にスリットアレイを用いた例を示す。
【００８０】
装置構成は図９に示した形態と同じである。Ｘ線発生手段９０１はタングステンターゲットの回転対陰極型のＸ線発生装置を用いた。分割素子９０３は厚さ５００μｍのタングステンにスリット幅５０μｍでピッチが１２５μｍのスリットアレイを放電加工で作製した。
【００８１】
図９における減衰素子９０５を拡大したのが、図１１の減衰素子１１０２である。減衰素子１１０２は、厚さ１ｍｍのＰＭＭＡ基板１１０１上に金の箔を施したものを切削加工することによって作製した。減衰素子の頂角は４５°、最厚部の厚さは５０μｍ、減衰素子１１０２の周期は１９０μｍである。
【００８２】
検出手段９０６は、画素サイズ１００μｍ×１００μｍの間接変換型フラットパネル検出手段を用いた。
【００８３】
移動手段９０９と９１１を用いて、分割素子９０３と減衰素子９０５を移動させ、各Ｘ線束が２画素（２００μｍ）周期に投影されるように配置した。Ｘ線束１１０３の重心は、減衰素子１１０２の傾斜部の先端部分に配置した。各Ｘ線束の重心は各Ｘ線束が照射される２画素の境界に配置した。
【００８４】
この状態で、分割素子９０３を移動させながら、検出手段９０５の各Ｘ線束に対する第１の画素および第２の画素の検出強度を測定することにより、Ｘ線束の位置変化量（Δｘ）に対する数式（１）で示すｖを得た。このΔｘとｖを４次関数でフィッティングすることにより、ｖからΔｘを得るための関数を得ることができた。
【００８５】
被検知物９０４として水と小麦粉をそれぞれプラスチック容器に格納したものを用いた。
【００８６】
各Ｘ線束に対する第１の画素と第２の画素の強度データから演算装置９０７によって数式（１）で示すｖを計算し、事前に求めておいた４次関数を用いて、Δｘを求めた。
【００８７】
各Ｘ線束に対するΔｘを画素の値として配列させることにより、位相情報と散乱情報の両方を含む画像を取得し、表示手段１１０７であるＰＣモニタに出力した。
【００８８】
撮像の結果、吸収コントラストの画像ではほとんど水と小麦粉でコントラストの差が見られなかった。一方、位相情報と散乱情報の両方を含む画像では散乱の大きな小麦粉で大きなコントラストが得られ、水と小麦粉の差を確認することができた。
【００８９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１０１  Ｘ線源
１０２  単色化手段
１０３  分割素子
１０４  被検知物
１０５  減衰素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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