(57)【要約】  このＸ線位相差撮像システム（１００）は、検出部（５）の感度を補正するとともに、被写体（Ｔ）がＸ線源（１）および検出部（５）の間に位置していない状態で、第２格子（４）を移動させて、第１格子（３）および第２格子（４）を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得する制御部（２０）を備えるように構成されている。
2017212687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射されたＸ線が通過される回折格子と、
前記回折格子を通過したＸ線を検出する検出部と、
前記検出部の感度を補正する制御部とを備え、
前記制御部は、被写体が前記Ｘ線源および前記検出部の間に位置していない状態で、前記回折格子および前記検出部のうち少なくとも１つを移動させて、前記回折格子を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、前記補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得するように構成されている、Ｘ線位相差撮像システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記被写体が前記Ｘ線源および前記検出部の間に位置して撮像されたＸ線画像を前記感度補正用情報を用いて補正して、自己像またはモアレ縞に基づいて位相コントラスト画像を生成するように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相差撮像システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記回折格子により形成されて前記検出部により検出される縞の間隔に基づいて、前記回折格子および前記検出部のうち少なくとも１つを移動させて、その移動方向は縞が並ぶ方向と平行な方向に縞が移動する方向とし、前記回折格子を通過したＸ線による前記補正用画像を撮像するように構成されている、請求項１または２に記載のＸ線位相差撮像システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記回折格子および前記検出部のうち少なくとも１つを、前記検出部により検出される縞が撮像時間中に縞の間隔の略整数倍だけ移動する略一定の速度で移動させて、前記回折格子を通過したＸ線による前記補正用画像を撮像するように構成されている、請求項３に記載のＸ線位相差撮像システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記検出部により検出される縞が縞の間隔の１／ｍ（ｍは自然数）ずつ移動するように、前記回折格子および前記検出部のうち少なくとも１つを移動させて、前記回折格子を通過したＸ線によるｍ枚の前記補正用画像を撮像し、撮像したｍ枚の前記補正用画像を平均して、前記感度補正用情報を取得するように構成されている、請求項３に記載のＸ線位相差撮像システム。
【請求項６】
前記回折格子は、自己像を形成するための第１格子と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線のコヒーレンスを高める線源格子および前記第１格子を通過したＸ線が照射される第２格子のうち少なくとも一方と、を含む、請求項１に記載のＸ線位相差撮像システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記被写体の撮像時と同じ条件において、前記被写体が前記Ｘ線源および前記検出部の間に配置されていない状態で、前記回折格子および前記検出部を固定してエア画像を撮像し、前記エア画像に対して前記感度補正用情報を用いて補正を行い、感度が補正された前記エア画像および感度が補正された前記被写体の画像に基づいて、位相コントラスト画像を生成するように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相差撮像システム。
【請求項８】
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射されたＸ線が通過される回折格子と、
前記回折格子を通過したＸ線を検出する検出部と、
前記検出部の感度を補正する制御部とを備え、
前記制御部は、被写体が前記Ｘ線源および前記検出部の間に位置していない状態で、前記回折格子および前記検出部のうち少なくとも１つを移動させて、前記回折格子を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、前記補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得するように構成されている、Ｘ線位相差撮像装置。
【請求項９】
Ｘ線源から照射されたＸ線を回折格子に通過させ、前記回折格子を通過したＸ線を検出部により検出するＸ線位相差撮像方法において、
被写体が前記Ｘ線源および前記検出部の間に位置していない状態で、前記回折格子および前記検出部のうち少なくとも１つを移動させて、前記回折格子を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、前記補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得する、Ｘ線位相差撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線位相差撮像システム、Ｘ線位相差撮像装置およびＸ線位相差撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線位相差撮像システムが知られている。たとえば、特開２０１２−０１６３７０号公報に開示されている。【０００３】
上記特開２０１２−０１６３７０号公報には、被写体を通過したＸ線の位相差を利用して、被写体内部を画像化するＸ線撮像装置（Ｘ線位相差撮像システム）が開示されている。このＸ線撮像装置は、Ｘ線の吸収量ではなく、Ｘ線の位相差を利用して、被写体内を画像化することによって、Ｘ線を吸収しにくい軽元素物体や生体軟部組織を画像化することが可能に構成されている。【０００４】
上記特開２０１２−０１６３７０号公報のＸ線撮像装置は、放射状のＸ線を放出するＸ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線が通過される格子と、格子を通過したＸ線を検出する画像検出器とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０１６３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特開２０１２−０１６３７０号公報に記載のＸ線撮像装置では、Ｘ線源と画像検出器（検出部）との間に格子が設けられているため、Ｘ線が格子により干渉されて、画像検出器に縞が形成される。このため、画像検出器にＸ線源から放出されるＸ線を一様に照射することが困難である。その結果、画像検出器に一様のＸ線を照射することにより、画像検出器の画素ごとの感度のばらつきを取得して、画像検出器の感度を補正することが困難であるという問題点がある。また、Ｘ線源と画像検出器との間から格子を除くことにより、Ｘ線を画像検出器に一様に照射する方法が考えられるものの、Ｘ線を通過させない位置に格子を移動させる機構を設ける必要があるため、装置が大型化するとともに、装置構成が複雑化するという問題点がある。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、装置が大型化および複雑化するのを抑制しつつ、検出部の感度を補正することが可能なＸ線位相差撮像システム、Ｘ線位相差撮像装置およびＸ線位相差撮像方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるＸ線位相差撮像システムは、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線が通過される回折格子と、回折格子を通過したＸ線を検出する検出部と、検出部の感度を補正する制御部とを備え、制御部は、被写体がＸ線源および検出部の間に位置していない状態で、回折格子および検出部のうち少なくとも１つを移動させて、回折格子を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得するように構成されている。【０００９】
この発明の第１の局面によるＸ線位相差撮像システムでは、上記のように、被写体がＸ線源および検出部の間に位置していない状態で、回折格子および検出部のうち少なくとも１つを移動させて、回折格子を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得する制御部を設ける。これにより、Ｘ線源から照射され回折格子により回折されたＸ線が検出部の一部に集中して当たるのを抑制することができるので、検出部に照射されるＸ線の量を画素間において平滑化することができる。これにより、検出部の感度を補正することができる。その結果、感度のばらつきに起因するノイズ成分が除去された画像を取得することができる。また、回折格子をＸ線を通過させない位置に移動させる必要がないので、装置の大型化を抑制するとともに、装置構成が複雑化するのを抑制することができる。【００１０】
上記第１の局面によるＸ線位相差撮像システムにおいて、好ましくは、制御部は、被写体がＸ線源および検出部の間に位置して撮像されたＸ線画像を感度補正用情報を用いて補正して、自己像またはモアレ縞に基づいて位相コントラスト画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、検出部の感度補正により精度よく自己像またはモアレ縞を検出することができるので、位相コントラスト画像を精度よく生成することができる。【００１１】
上記第１の局面によるＸ線位相差撮像システムにおいて、好ましくは、制御部は、回折格子により形成されて検出部により検出される縞の間隔に基づいて、回折格子および検出部のうち少なくとも１つを移動させて、その移動方向は縞が並ぶ方向と平行な方向に縞が移動する方向とし、回折格子を通過したＸ線による補正用画像を撮像するように構成されている。このように構成すれば、回折格子により形成される縞が検出部の一部に集中するのを抑制しつつ補正用画像を撮像することができるので、検出部に照射されるＸ線の量を画素間において容易に平滑化することができる。【００１２】
この場合、好ましくは、制御部は、回折格子および検出部のうち少なくとも１つを、検出部により検出される縞が撮像時間中に縞の間隔の略整数倍だけ移動する略一定の速度で移動させて、回折格子を通過したＸ線による補正用画像を撮像するように構成されている。このように構成すれば、補正用画像を撮像する際に、各画素に均等に縞を写りこませることができるので、検出部に照射されるＸ線の量を画素間においてより容易に平滑化することができる。【００１３】
上記制御部が回折格子により形成されて検出部により検出される縞の間隔に基づいて回折格子および検出部のうち少なくとも１つを移動させて補正用画像を撮像する構成において、好ましくは、制御部は、検出部により検出される縞が縞の間隔の１／ｍ（ｍは自然数）ずつ移動するように、回折格子および検出部のうち少なくとも１つを移動させて、回折格子を通過したＸ線によるｍ枚の補正用画像を撮像し、撮像したｍ枚の補正用画像を平均して、感度補正用情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、ｍ枚の補正用画像において、各画素に均等に縞を写りこませることができるので、ｍ枚の補正用画像を平均することにより、検出部に照射されるＸ線の量を画素間においてより容易に平滑化することができる。【００１４】
上記第１の局面によるＸ線位相差撮像システムにおいて、好ましくは、回折格子は、自己像を形成するための第１格子と、Ｘ線源から照射されたＸ線のコヒーレンスを高める線源格子および第１格子を通過したＸ線が照射される第２格子のうち少なくとも一方と、を含む。このように構成すれば、第１格子により、検出部上または第２格子上に自己像を形成することができる。また、第２格子を設けた場合、検出部上にモアレ縞を形成させることができる。また、線源格子を設けた場合、第１格子においてＸ線を回折しやすくすることができる。【００１５】
上記第１の局面によるＸ線位相差撮像システムにおいて、好ましくは、制御部は、被写体の撮像時と同じ条件において、被写体がＸ線源および検出部の間に配置されていない状態で、回折格子および検出部を固定してエア画像を撮像し、エア画像に対して感度補正用情報を用いて補正を行い、感度が補正されたエア画像および感度が補正された被写体の画像に基づいて、位相コントラスト画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、回折格子の位置ずれの影響を有するＸ線画像をエア画像を用いて補正することができるので、位相コントラスト画像を精度よく生成することができる。【００１６】
この発明の第２の局面におけるＸ線位相差撮像装置は、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線が通過される回折格子と、回折格子を通過したＸ線を検出する検出部と、検出部の感度を補正する制御部とを備え、制御部は、被写体がＸ線源および検出部の間に位置していない状態で、回折格子および検出部のうち少なくとも１つを移動させて、回折格子を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得するように構成されている。【００１７】
この発明の第２の局面によるＸ線位相差撮像装置では、上記のように、被写体がＸ線源および検出部の間に位置していない状態で、回折格子および検出部のうち少なくとも１つを移動させて、回折格子を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得する制御部を設ける。これにより、Ｘ線源から照射され回折格子により回折されたＸ線が検出部の一部に集中して当たるのを抑制することができるので、検出部に照射されるＸ線の量を画素間において平滑化することができる。これにより、検出部の感度を補正することができる。その結果、感度のばらつきに起因するノイズ成分が除去された画像を取得することができる。また、回折格子をＸ線を通過させない位置に移動させる必要がないので、装置の大型化を抑制するとともに、装置構成が複雑化するのを抑制することができる。【００１８】
この発明の第３の局面におけるＸ線位相差撮像方法は、Ｘ線源から照射されたＸ線を回折格子に通過させ、回折格子を通過したＸ線を検出部により検出するＸ線位相差撮像方法において、被写体がＸ線源および検出部の間に位置していない状態で、回折格子および検出部のうち少なくとも１つを移動させて、回折格子を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得する。【００１９】
この発明の第３の局面によるＸ線位相差撮像方法では、上記のように、被写体がＸ線源および検出部の間に位置していない状態で、回折格子および検出部のうち少なくとも１つを移動させて、補正用画像を撮像し、回折格子を通過したＸ線による補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得する。これにより、Ｘ線源から照射され回折格子により回折されたＸ線が検出部の一部に集中して当たるのを抑制することができるので、検出部に照射されるＸ線の量を画素間において平滑化することができる。これにより、検出部の感度を補正することが可能なＸ線位相差撮像方法を提供することができる。その結果、感度のばらつきに起因するノイズ成分が除去された画像を取得することができる。また、回折格子をＸ線を通過させない位置に移動させる必要がないので、装置の大型化を抑制するとともに、装置構成が複雑化するのを抑制することが可能なＸ線位相差撮像方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上記のように、装置が大型化および複雑化するのを抑制しつつ、検出部の感度を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態によるＸ線位相差撮像システムの全体構成を示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態のＸ線位相差撮像システムのＸ線源、線源格子、第１格子、第２格子および検出部を示した図である。
【図３】本発明の第１実施形態のＸ線位相差撮像システムの回折格子によるモアレ縞の発生を説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態のＸ線位相差撮像システムの回折格子の移動を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態のＸ線位相差撮像システムによる第１動作例としての撮像処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態のＸ線位相差撮像システムによる第２動作例としての撮像処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態によるＸ線位相差撮像システムの全体構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
［第１実施形態］
（Ｘ線位相差撮像システムの構成）
図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態によるＸ線位相差撮像システム１００の構成について説明する。
【００２４】
Ｘ線位相差撮像システム１００は、図１に示すように、被写体Ｔを通過したＸ線の位相差を利用して、被写体Ｔの内部を画像化する装置である。また、Ｘ線位相差撮像システム１００は、タルボ（Ｔａｌｂｏｔ）効果を利用して、被写体Ｔの内部を画像化する装置である。Ｘ線位相差撮像システム１００は、たとえば、医療用途では、生体としての被写体Ｔの内部の画像化に用いることが可能である。また、Ｘ線位相差撮像システム１００は、たとえば、非破壊検査用途では、物体としての被写体Ｔの内部の画像化に用いることが可能である。
【００２５】
Ｘ線位相差撮像システム１００は、図１に示すように、Ｘ線撮像装置１０と、制御部２０とを備えている。Ｘ線撮像装置１０は、図１および図２に示すように、Ｘ線源１と、線源格子２と、第１格子３と、第２格子４と、検出部５と、駆動部６とを備えている。Ｘ線撮像装置１０では、Ｘ線源１と、線源格子２と、第１格子３と、第２格子４と、検出部５とを用いて、タルボ・ロー（Ｔａｌｂｏｔ-Ｌａｕ）干渉計によるＸ線撮像が行われる。Ｘ線源１と、線源格子２と、第１格子３と、第２格子４と、検出部５とは、Ｘ線の照射軸方向（Ｚ方向）に、この順に並んで配置されている。なお、本明細書では、Ｘ線の照射軸方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交する面内において互いに直交する方向をそれぞれＸ方向およびＹ方向とする。なお、線源格子２、第１格子３および第２格子４は、請求の範囲の「回折格子」の一例である。
【００２６】
Ｘ線源１は、高電圧が印加されることにより、Ｘ線を発生させるとともに、発生されたＸ線を照射するように構成されている。
【００２７】
線源格子２は、通過するＸ線の強度を変化させる回折格子（吸収格子、いわゆるマルチスリット）である。線源格子２は、Ｚ方向に直交するＹ方向に所定の周期（ピッチ）で配列される複数のスリット２ａを有している。各スリット２ａは、Ｚ方向に直交するＸ方向に延びるように形成されている。
【００２８】
線源格子２は、Ｘ線源１と第１格子３との間に配置されており、Ｘ線源１からＸ線が照射される。線源格子２は、ロー（Ｌａｕ）効果により、Ｘ線源１から照射されるＸ線の可干渉性（コヒーレンス）を高めるために設けられている。線源格子２は、各スリット２ａを通過したＸ線を、各スリット２ａの位置に対応する線光源として機能させるように構成されている。これにより、線源格子２を通過したＸ線の可干渉性を高めることが可能である。
【００２９】
第１格子３は、通過するＸ線の位相を変化させる回折格子（位相格子）である。第１格子３は、Ｚ方向に直交するＹ方向に周期（ピッチ）ｄ１で配列される複数のスリット３ａを有している。各スリット３ａは、Ｚ方向に直交するＸ方向に延びるように形成されている。
【００３０】
第１格子３は、線源格子２と第２格子４との間に配置されており、線源格子２を通過したＸ線が照射される。また、第１格子３は、線源格子２からＺ方向において距離Ｒ１離れた位置に配置されている。第１格子３は、タルボ効果により、自己像を形成するために設けられている。可干渉性を有するＸ線が、スリットが形成された格子を通過すると、格子から所定の距離（タルボ距離Ｚｐ）離れた位置に、格子の像（自己像）が形成される。これを、タルボ効果という。自己像は、Ｘ線の干渉によって生じる干渉縞である。Ｘ線位相差撮像システム１００では、線源格子２を設けてＸ線の可干渉性を高めることによって、タルボ効果による第１格子３の自己像をより確実に形成させることが可能である。
【００３１】
第１格子３は、Ｚ方向の回動軸を中心に回動可能に構成されている。これにより、図３に示すように、第１格子３と、第２格子４とが相対的に回動されるように構成されている。第１格子３は、たとえば、０．００１度間隔以上１度間隔以下の角度間隔で、Ｚ方向回りの回転方向の位置を調整可能に構成されている。
【００３２】
第２格子４は、通過するＸ線の強度を変化させる回折格子（吸収格子）である。第２格子４は、Ｚ方向に直交するＹ方向に周期（ピッチ）ｄ２で配列される複数のスリット４ａを有している。各スリット４ａは、Ｚ方向に直交するＸ方向に延びるように形成されている。
【００３３】
第２格子４は、第１格子３と検出部５との間に配置されており、第１格子３を通過したＸ線が照射される。第２格子４は、第１格子３の自己像と干渉してモアレ縞を形成するために設けられている。
【００３４】
Ｘ線位相差撮像システム１００では、第２格子４のスリット４ａの周期ｄ２は、第１格子３の自己像の周期ｄ３と略同じになるように設計される。なお、第１実施形態では、被写体Ｔの撮像時には、線源格子２と第１格子３との間に被写体Ｔが配置される。この場合、被写体Ｔを通過したＸ線が、第１格子３に照射される。
【００３５】
検出部５は、Ｘ線を検出するとともに、検出されたＸ線を電気信号（検出信号）に変換するように構成されている。検出部５は、検出信号を制御部２０に出力するように構成されている。検出部５は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を含む。検出部５は、複数の画素の検出素子（図示せず）を有している。複数の検出素子は、所定の周期（ピッチ）で、Ｘ方向およびＹ方向に並んで配置されている。
【００３６】
好ましくは、検出素子は、検出効率を高めるとともに、高解像度にするためにＣｄＴｅの半導体検出器が用いられる。なお、検出素子は、たとえば、ＣｓＩなどのシンチレータが用いられてもよい。
【００３７】
検出素子の周期は、たとえば、第１格子３の自己像の周期ｄ３よりも大きい。この場合、第１格子３の自己像を検出部５により直接検出することが困難である。そのため、Ｘ線位相差撮像システム１００では、第１格子３の自己像と干渉してモアレ縞（図３参照）を形成するための第２格子４を設けて、第１格子３の自己像と第２格子４との重ね合わせによるモアレ縞を検出部５により検出する。第１格子３の自己像と第２格子４との重ね合わせによるモアレ縞の周期は、検出素子の周期よりも十分に大きくなるため、第１格子３の自己像と第２格子４との重ね合わせによるモアレ縞であれば、検出部５により検出することが可能になる。
【００３８】
駆動部６は、第２格子４をＸＹ平面内において移動させるように構成されている。具体的には、駆動部６は、制御部２０による駆動制御により、第２格子４を移動させる。また、駆動部６は、第２格子４のスリット配列方向（図２のＹ方向）に沿って第２格子４を移動させるように構成されている。第１格子３よりもＸ線源１から遠い第２格子４を移動させることにより、移動距離を大きくすることができるので、移動の精度を過度に高める必要がない。
【００３９】
制御部２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を含む。制御部２０は、たとえば、コンピュータを含む。制御部２０は、Ｘ線撮像装置１０に接続されている。また、制御部２０は、検出部５により検出したＸ線に基づいて、位相コントラスト画像および吸収コントラスト画像を生成するように構成されている。
【００４０】
ここで、第１実施形態では、制御部２０は、検出部５の感度を補正する制御を行うように構成されている。具体的には、制御部２０は、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置していない状態で、第２格子４を移動させて、第１格子３および第２格子４を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得するように構成されている。また、制御部２０は、感度補正用情報に基づいて、検出部５により検出したＸ線の量を補正して、Ｘ線画像を生成するように構成されている。たとえば、制御部２０は、感度のばらつきを含む感度補正用情報を用いて、撮像により検出した各画素におけるＸ線の量を乗算または除算して補正を行うように構成されている。また、制御部２０は、補正したＸ線画像に基づいてフーリエ変換を行うことにより、吸収コントラスト画像および位相コントラスト画像を生成するように構成されている。感度補正用情報は、検出部５の各画素におけるＸ線検知の感度を含んでいる。
【００４１】
また、制御部２０は、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置して撮像されたＸ線画像を感度補正用情報を用いて補正して、モアレ縞に基づいて位相コントラスト画像を生成するように構成されている。また、制御部２０は、第１格子３および第２格子４により形成されて検出部５により検出される縞の間隔に基づいて、第２格子４を第２格子４のスリット配列方向（図２のＹ方向）に移動させて、第１格子３および第２格子４を通過したＸ線による補正用画像を撮像するように構成されている。具体的には、制御部２０は、検出部５により検出される縞が撮像時間中に縞の間隔の略整数倍だけ移動する略一定の速度で第２格子４を移動させて、第１格子３および第２格子４を通過したＸ線による補正用画像を撮像するように構成されている。
【００４２】
たとえば、制御部２０は、検出部５の撮像時間がＴである場合、検出部５により検出される縞が、時間Ｔ１の間に１周期分移動するように、第２格子４を一定の速度で移動させる。これにより、検出部５の各画素において、１周期分の縞が写りこむように撮像されるので、検出部５に一様なＸ線を照射した場合と同等の画像を撮像することが可能である。また、検出部５により検出される縞が撮像時間Ｔ１の間にＮ周期分（Ｎは自然数）移動するように、第２格子４を一定の速度で移動させてもよい。また、検出部５により検出される縞が撮像時間Ｔ１の間にＮ＋α周期（Ｎは自然数、αは０以上１未満の分数）移動するように、第２格子４を一定の速度で移動させてもよい。この場合、Ｎを大きくすることにより、平滑効果により、検出部５の各画素に均等に縞が写りこむことになる。なお、第２格子４は、一方方向に移動させてもよいし、往復移動させてもよい。
【００４３】
また、制御部２０は、図４に示すように、検出部５により検出される縞が縞の間隔の１／ｍ（ｍは自然数）ずつ移動するように、第２格子４を移動させて、第１格子３および第２格子４を通過したＸ線によるｍ枚の補正用画像を撮像し、撮像したｍ枚の補正用画像を平均して、感度補正用情報を取得するように構成されている。具体的には、制御部２０は、縞の間隔をＤとした場合、Ｄ／ｍずつ縞が移動するように、第２格子４を移動させて、ｍ枚の補正用画像を撮像する。つまり、制御部２０は、第２格子４を移動させ、撮像を行うという制御をｍ回繰り返す。これにより、ｍ枚の画像を平均化することによって、検出部５に一様なＸ線を照射した場合と同等の画像を取得することが可能である。なお、縞の間隔のｍ１／ｍ２（ｍ１およびｍ２は互いに素の自然数）ずつ縞が移動するように、第２格子４を移動させてもよい。この場合、ｍ２枚の補正用画像が撮像される。
【００４４】
また、制御部２０は、被写体Ｔの撮像時と同じ条件において、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に配置されていない状態で、第２格子４および検出部５を固定してエア画像を撮像し、エア画像に対して感度補正用情報を用いて補正を行い、感度が補正されたエア画像および感度が補正された被写体Ｔの画像に基づいて、位相コントラスト画像を生成するように構成されている。
【００４５】
図５を参照して、第１実施形態のＸ線位相差撮像システム１００による撮像処理（第１動作例）を説明する。この撮像処理は、制御部２０により行われる。
【００４６】
図５のステップＳ１において、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置していない状態で、回折格子（第２格子４）が移動されて、補正用画像が撮像される。ステップＳ２において、補正用画像に基づいて感度補正用情報が作成される。
【００４７】
ステップＳ３において、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置された状態で、Ｘ線画像が撮像される。ステップＳ４において、感度補正用画像を用いて、被写体Ｔを撮像したＸ線画像が補正される。これにより、感度のばらつきによるノイズが除去される。
【００４８】
ステップＳ５において、感度を補正済みの被写体ＴのＸ線画像がフーリエ変換されて、吸収コントラスト画像および位相コントラスト画像が生成される。その後、撮像処理が終了される。
【００４９】
図６を参照して、第１実施形態のＸ線位相差撮像システム１００による撮像処理（第２動作例）を説明する。この撮像処理は、制御部２０により行われる。
【００５０】
図６のステップＳ１１において、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置していない状態で、回折格子（第２格子４）が移動されて、補正用画像が撮像される。ステップＳ１２において、補正用画像に基づいて感度補正用情報が作成される。
【００５１】
ステップＳ１３において、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置していない状態で、かつ、回折格子（第２格子４）が固定された状態で、エア画像が撮像される。ステップＳ１４において、感度補正用画像を用いて、エア画像が補正される。これにより、感度のばらつきによるエア画像のノイズが除去される。
【００５２】
ステップＳ１５において、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置された状態で、Ｘ線画像が撮像される。ステップＳ１６において、感度補正用画像を用いて、被写体Ｔを撮像したＸ線画像が補正される。これにより、感度のばらつきによる被写体Ｔの画像のノイズが除去される。
【００５３】
ステップＳ１７において、感度を補正済みの被写体ＴのＸ線画像およびエア画像がフーリエ変換されて、吸収コントラスト画像および位相コントラスト画像が生成される。その後、撮像処理が終了される。
【００５４】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５５】
第１実施形態では、上記のように、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置していない状態で、第２格子４を移動させて、補正用画像を撮像し、第１格子３および第２格子４を通過したＸ線による補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得する制御部２０を設ける。これにより、Ｘ線源１から照射され第１格子３および第２格子４により回折されたＸ線が検出部５の一部に集中して当たるのを抑制することができるので、検出部５に照射されるＸ線の量を画素間において平滑化することができる。これにより、検出部５の感度を補正することができる。その結果、感度のばらつきに起因するノイズ成分が除去された画像を取得することができる。また、線源格子２、第１格子３および第２格子４をＸ線を通過させない位置に移動させる必要がないので、装置の大型化を抑制するとともに、装置構成が複雑化するのを抑制することができる。
【００５６】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部２０を、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置して撮像されたＸ線画像を感度補正用情報を用いて補正して、モアレ縞に基づいて位相コントラスト画像を生成するように構成する。これにより、検出部５の感度補正により精度よくモアレ縞を検出することができるので、位相コントラスト画像を精度よく生成することができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部２０を、第１格子３および第２格子４により形成されて検出部５により検出される縞の間隔に基づいて、第２格子４を第２格子４のスリット配列方向（図２のＹ方向）に移動させて、第１格子３および第２格子４を通過したＸ線による補正用画像を撮像するように構成する。これにより、第１格子３および第２格子４により形成される縞が検出部５の一部に集中するのを抑制しつつ補正用画像を撮像することができるので、検出部５に照射されるＸ線の量を画素間において容易に平滑化することができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部２０を、検出部５により検出される縞が撮像時間中に縞の間隔の略整数倍だけ移動する略一定の速度で第２格子４を移動させて、第１格子３および第２格子４を通過したＸ線による補正用画像を撮像するように構成する。これにより、補正用画像を撮像する際に、各画素に均等に縞を写りこませることができるので、検出部５に照射されるＸ線の量を画素間においてより容易に平滑化することができる。
【００５９】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部２０を、検出部５により検出される縞が縞の間隔の１／ｍ（ｍは自然数）ずつ移動するように、第２格子４を移動させて、第１格子３および第２格子４を通過したＸ線によるｍ枚の補正用画像を撮像し、撮像したｍ枚の補正用画像を平均して、感度補正用情報を取得するように構成する。これにより、ｍ枚の補正用画像において、各画素に均等に縞を写りこませることができるので、ｍ枚の補正用画像を平均することにより、検出部５に照射されるＸ線の量を画素間においてより容易に平滑化することができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、上記のように、回折格子は、自己像を形成するための第１格子３と、Ｘ線源１から照射されたＸ線のコヒーレンスを高める線源格子２と、第１格子３を通過したＸ線が照射される第２格子４とを含む。これにより、第１格子３により、第２格子４上に自己像を形成することができる。また、第２格子４により、検出部５上にモアレ縞を形成させることができる。また、線源格子２により、第１格子３および第２格子４においてＸ線を回折しやすくすることができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部２０を、被写体Ｔの撮像時と同じ条件において、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に配置されていない状態で、第２格子４および検出部５を固定してエア画像を撮像し、エア画像に対して感度補正用情報を用いて補正を行い、感度が補正されたエア画像および感度が補正された被写体Ｔの画像に基づいて、位相コントラスト画像を生成するように構成する。これにより、第１格子３および第２格子４の位置ずれの影響を有するＸ線画像をエア画像を用いて補正することができるので、位相コントラスト画像を精度よく生成することができる。
【００６２】
［第２実施形態］
次に、図７を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、第２格子を設けた上記第１実施形態とは異なり、第２格子を設けない例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
【００６３】
（Ｘ線位相差撮像装置の構成）
本発明の第２実施形態によるＸ線位相差撮像装置２００は、図７に示すように、Ｘ線源１と、線源格子２と、第１格子３と、検出部５と、駆動部６と、制御部２０とを備えている。つまり、第２実施形態では、制御部２０が、Ｘ線源１および検出部５を備えるＸ線位相差撮像装置２００に設けられている。なお、線源格子２、第１格子３は、請求の範囲の「回折格子」の一例である。
【００６４】
ここで、第２実施形態では、駆動部６は、第１格子３をＸＹ平面内において移動させるように構成されている。具体的には、駆動部６は、制御部２０による駆動制御により、第１格子３を移動させる。また、駆動部６は、第１格子３のスリット配列方向（図７のＹ方向）に沿って第１格子３を移動させるように構成されている。
【００６５】
また、第２実施形態では、制御部２０は、検出部５の感度を補正する制御を行うように構成されている。具体的には、制御部２０は、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置していない状態で、第１格子３を移動させて、第１格子３を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得するように構成されている。
【００６６】
また、制御部２０は、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置して撮像されたＸ線画像を感度補正用情報を用いて補正して、自己像に基づいて位相コントラスト画像を生成するように構成されている。
【００６７】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６８】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６９】
第２実施形態では、上記のように、被写体ＴがＸ線源１および検出部５の間に位置していない状態で、第１格子３を移動させて、第１格子３を通過したＸ線による補正用画像を撮像し、補正用画像に基づいて感度補正用情報を取得する制御部２０を設ける。これにより、装置が大型化および複雑化するのを抑制しつつ、検出部５の感度を補正することができる。
【００７０】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７１】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００７２】
たとえば、上記第１実施形態では、補正用画像を撮像する際に第２格子を移動させ、第２実施形態では、補正用画像を撮像する際に第１格子を移動させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、補正用画像を撮像する際に、検出部により検出される縞が移動されれば、線源格子、第１格子、第２格子、および、検出部のうち少なくとも１つを移動させてもよい。
【００７３】
また、上記第１および第２実施形態では、第１格子よりもＸ線源側に被写体を配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１格子よりも検出部側に被写体を配置してもよい。
【００７４】
また、上記第１および第２実施形態では、Ｘ線位相差撮像システム（Ｘ線位相差撮像装置）に、Ｘ線の可干渉性（コヒーレンス）を高めるための線源格子を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｘ線位相差撮像システム（Ｘ線位相差撮像装置）に、Ｘ線の可干渉性を高めるための線源格子を設けなくてもよい。たとえば、Ｘ線源の空間コヒーレンスが満たされるような、Ｘ線源の焦点サイズが十分に小さいマイクロフォーカス管を用いた場合には、線源格子を設けなくてもよい。
【００７５】
また、上記第１および第２実施形態では、回折格子が１方向に延びる縞状に形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回折格子が２方向以上に延びる２次元状に形成されていてもよい。
【００７６】
また、上記第１および第２実施形態では、フーリエ変換によりＸ線画像から位相コントラスト画像および吸収コントラスト画像を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、フーリエ変換以外の方法によりＸ線画像から位相コントラスト画像および吸収コントラスト画像を生成してもよい。たとえば、空間的縞走査法によりＸ線画像から位相コントラスト画像および吸収コントラスト画像を生成してもよい。
【００７７】
また、上記第１および第２実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１  Ｘ線源
２  線源格子（回折格子）
３  第１格子（回折格子）
４  第２格子（回折格子）
５  検出部
２０  制御部
１００  Ｘ線位相差撮像システム
２００  Ｘ線位相差撮像装置
Ｔ  被写体
【図１】
2017212687.tif 000003
【図２】
2017212687.tif 000004
【図３】
2017212687.tif 000005
【図４】
2017212687.tif 000006
【図５】
2017212687.tif 000007
【図６】
2017212687.tif 000008
【図７】
2017212687.tif 000009
【国際調査報告】
2017212687.tif 000010
2017212687.tif 000011
2017212687.tif 000012