(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射するＸ線を相互に干渉する二つのビームにするための第１のハーフミラーと、前記第１のハーフミラーよる二つのビームのそれぞれを反射する二つの反射ミラーと、該反射ミラーの一つによって得られるビームに被写体を挿入して得られるビームと他の一つの反射ミラーによって得られるビームとを結合する第２のハーフミラーと、該第２のハーフミラーで結合されたビームを検出する検出器と、該検出器の出力に基づいて前記被写体の像を得る処理部とからなり、前記第１のハーフミラーおよび第２のハーフミラーを共通の除振台上に設置するとともに、両ハーフミラーの少なくとも一つはそれぞれのハーフミラーの相対的な位置関係を調整するミラー調整機構を介して共通の除振台上に設置することを特徴とする位相コントラストＸ線撮像装置。
【請求項２】
入射するＸ線を相互に干渉する二つのビームにするための第１のハーフミラーと、前記第１のハーフミラーよる二つのビームのそれぞれを二つのビームにする第３、第４のハーフミラーを備え、該第３、第４のハーフミラーの一つによって得られるビームに被写体を挿入して得られるビームと他の一つのハーフミラーによって得られるビームとを結合する第２のハーフミラーと、該第２のハーフミラーで結合されたビームを検出する検出器と、該検出器の出力に基づいて前記被写体の像を得る処理部とからなり、前記第１のハーフミラーおよび第３のハーフミラーを一つの単結晶材料のインゴットから切り出して共通の基部を持つものとして構成し且つ前記第４のハーフミラーおよび第２のハーフミラーを一つの単結晶材料のインゴットから切り出して共通の基部を持つものとして構成するとともにそれぞれのインゴットから切り出したハーフミラーの組みを共通の除振台上に設置するとともに、両ハーフミラーの組の少なくとも一つはそれぞれのハーフミラーの組の相対的な位置関係を調整するミラー調整機構を介して共通の除振台上に設置されたことを特徴とする位相コントラストＸ線撮像装置。
【請求項３】
前記ハーフミラーは単結晶材料のインゴットから切り出したものである請求項２に記載の位相コントラストＸ線撮像装置。
【請求項４】
入射するＸ線を相互に干渉する二つのビームにするための第１のハーフミラーと、前記第１のハーフミラーよる二つのビームのそれぞれを二つのビームにする第３、第４のハーフミラーを備え、該第３、第４のハーフミラーの一つによって得られるビームに被写体を挿入して得られるビームと他の一つのハーフミラーによって得られるビームとを結合する第２のハーフミラーと、該第２のハーフミラーで結合されたビームを検出する検出器と、該検出器の出力に基づいて前記被写体の像を得る処理部とからなり、前記第１のハーフミラーおよび第３のハーフミラーを一つの単結晶材料のインゴットから切り出して共通の基部を持つ第１のハーフミラーの組みとして構成し且つ前記第４のハーフミラーおよび第２のハーフミラーを一つの単結晶材料のインゴットから切り出して共通の基部を持つ第２のハーフミラーの組みとして構成してそれぞれのハーフミラーの組みを共通の除振台上に設置するとともに、両ハーフミラーの組の少なくとも一つはそれぞれのハーフミラーの組の相対的な位置関係を調整するミラー調整機構を介して共通の除振台上に設置し、それぞれのハーフミラーの組の基部の鏡面に加工された面に光を当てその反射光の角度を検出する手段を備えた位相コントラストＸ線撮像装置。
【請求項５】
前記相互に干渉する二つのビームのうち被写体が挿入されないビームパスに位相シフタを挿入した請求項２または４のいずれかに記載の位相コントラストＸ線撮像装置。
【請求項６】
前記第１のハーフミラーの組みおよび第２のハーフミラーの組みに相対的な位置関係を調整するために第２のハーフミラーで結合される二つのビームの見かけ上の位相差を変化させるブラッグ回折条件に関係するθ軸を調整するミラー調整機構を、前記二つのハーフミラーの組みの一つに前記θ軸と直交しかつハーフミラーの結晶表面と垂直な方向のω軸を調整するミラー調整機構を備え、前記第２のハーフミラーで結合されたビームを検出する検出器の出力に基づいて前記被写体の像を得る処理部は、検出器に一旦干渉図形が観察された後に前記二つのビームの見かけ上の位相差の変化を検出したとき前記θ軸を調整するミラー調整機構の一つに前記位相差の変化を打ち消す制御信号を与え、回転モアレに似た縞の発生を検出したとき前記ω軸を調整するミラー調整機構に前記回転モアレに似た縞を打ち消す制御信号を与えるものである請求項４記載の位相コントラストＸ線撮像装置。
【請求項７】
前記第１のハーフミラーおよび第２のハーフミラーおよび前記ハーフミラーの相対的な位置関係を調整するミラー調整機構を共通の除振台上に設置するとともに、該除振台とともに除振台上にある装置を一つのチャンバー内に収納し且つ被写体に照射するＸ線の通路となる部分のみにＸ線の透過を許す部材の窓を設けた請求項４記載の位相コントラストＸ線撮像装置。
【請求項８】
前記チャンバー内に除振台が設けられ、該除振台に支持された粘性の高い液体を収納したプール内に前記ハーフミラーが取り付けられ、前記ハーフミラーのみが液体表面から露出するようになされた請求項７記載の位相コントラストＸ線撮像装置。
【請求項９】
前記チャンバー内が真空になされている請求項７記載の位相コントラストＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は位相コントラストＸ線撮像装置に係り、位相コントラストが、吸収コントラストに頼った従来のＸ線撮像法に比べ、極めて像感度が高いことを利用したＸ線撮像装置に関する。本発明は、Ｘ線吸収能が小さい生体の軟部組織等の観察に適しており、比較的広い観察視野を確保できるので医療診断装置として使用できる。
【０００２】
【従来の技術】
現在実用化されているＸ線撮像装置は全てＸ線の吸収の大小により像コントラストを得ている。Ｘ線の吸収は重い元素ほど大きく、被写体中に重元素を多く含んでいればＸ線の影を形成し易い。一方、Ｘ線をあまり吸収しない軽元素からなる物質はＸ線に対して透明すぎ、十分なコントラストが得られない。医療用のＸ線診断装置では、そのような観察しずらい対象（軟部組織）には、可能な場合に限るが、重元素を含む造影剤を被写体中に注入して像コントラストを強調する方法がとられている。また、乳ガン診断用のＸ線診断装置（マモグラフィ装置）など、適当な造影剤がない場合は、比較的エネルギーの低いＸ線を用いて少しでも像感度を増そうという努力がなされる。これは、Ｘ線の吸収がＸ線エネルギーの３乗に反比例し、コントラストがつき易くなるためである。但し、Ｘ線被爆量もＸ線エネルギーの３乗に反比例するので、低エネルギーＸ線を使用することに伴うＸ線被爆量の増加は甘受せねばならない。また、それで診断上十分な画像が得られるとも言えない。
【０００３】
一方、Ｘ線の吸収ではなく、位相シフトによってコントラストを得る撮像法がる。Ｘ線吸収の相互作用断面積より、位相シフトの断面積が軽元素に対して約千倍大きいため、従来より数１００倍感度に優れた観察ができる。このことは従来法でＸ線の影を生成し難い被写体を特別な造影剤を使用しないで観察できることを示しており、実験的に証明されている。Ｘ線位相コントラスト像はＸ線干渉計を用いて観察されるが、構成可能な干渉計の大きさの制限から、観察視野が狭く、医療診断装置への応用はそのままでは難しい。数ミリの観察視野での例としては位相コントラストラジオグラフィ（Ａ．  Ｍｏｍｏｓｅ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｍｅｄ．  Ｐｈｙｓ．，  ２２，  ５−３８０  （１９９５））、位相コントラストＸ線ＣＴ（  Ａ．  Ｍｏｍｏｓｅ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｒｅｖ．  Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．  ６６，  １４３４−１４３６  （１９９５），  米国特許５，１７３，９２８）がある。
【０００４】
現在知られているＸ線干渉計は、図１に示すように、全体をシリコン等の単結晶塊から一体で削り出して作製される。三枚の結晶板１、２、３が互いに平行で等間隔に並んでおり、入射するＸ線４がある結晶格子面５に対して回折条件を満たすとき、入射Ｘ線４は二つのビーム６ａ、７ａに分離され、それぞれが同様に第二の結晶板２で再び二つのビーム６ｂと６ｃおよび７ｂと７ｃに分離され、ビーム６ｂ、７ｂは第三の結晶板３で結合され、干渉する。即ち、三枚の結晶板１、２、３はＸ線ハーフミラーの役割を果たしている。一方のビームパス、例えばビーム６ｂ中に被写体８を挿入するとＸ線の位相がシフトし、第三の結晶板３を通ったＸ線ビーム６ｄ、７ｄに干渉図形が現れる。観察視野の大きさは干渉計を通るＸ線ビームの太さに相当するが、干渉計内に形成される二本のビームが完全に分かれる（重なりあわない）ことが要求されるので、ビームを太くするためには干渉計全体を大きくしなくてはならない。干渉計全体を単結晶塊から削り出すこと、現在入手可能なシリコンインゴットの大きさに制限があること、を考慮すると、確保できる観察視野はたかだか２ｃｍ角程度である。
【０００５】
また、二つの独立した結晶ユニットにそれぞれ二つのＸ線ハーフミラーを形成したＸ線干渉計が報告（Ｐ．  Ｂｅｃｋｅｒ  ａｎｄ  Ｕ．  Ｂｏｎｓｅ，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｃｒｙｓｔ．，  ７，  ５９３−５９８  （１９７４））され、必要な調整軸についての研究があるが、実際的な進展はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
位相コントラストＸ線撮像法における観察視野を広げ、医療診断技術に利用できるようにするためには、広い視野を確保できるＸ線干渉計を開発しなくてはならない。本発明は従来一体で形成されている複数のＸ線ハーフミラーを必要な範囲で独立に作製し、分離して配置することで観察視野を広げることを目的としている。一体型で構成されている各Ｘ線ハーフミラーを分離すると、先に引用したＰ．  Ｂｅｃｋｅｒ  ｅｔ  ａｌでも指摘されているように、各Ｘ線ハーフミラーの相対的位置を調整することが重要となる。従って、Ｘ線の波長が、特に医療応用を狙う場合、数分の１Åと極めて短かく、これに対応した精度で、独立に作製したＸ線ハーフミラーを配置、調整するための工夫が重要となる。
【０００７】
本発明によれば、２ｃｍ角を超える観察視野を確保でき、Ｘ線位相コントラストを利用した各種撮像手法（位相コントラストマモグラフィ、位相コントラストアンジオグラフィ、位相コントラストＸ線ＣＴ等）への医療診断応用が可能となる。
【０００８】
Ｘ線干渉計を用いて干渉図形を取得することができるが、医療診断技術への応用を考えた場合、干渉図形が診断に必要な情報を提供するとは限らないことに注意しなければならない。即ち、干渉図形は被写体内部の構造に関連した何らかの模様を示しているのであるが、それから如何にして診断情報を読み取るかが実用上大切である。干渉図形は被写体を透過することによって発生するＸ線の位相シフトの等高線を表すのであるが、Ｘ線位相シフトの大きさは被写体全体の形状に大きく依存し、干渉計内に形成される二つのビームの位相差（理想的に干渉計が構成されていれば零であるが、一般に調整誤差が発生するので零ではない）によっても影響を受ける。従って、例えば癌の組織がいつも明るく見えたり或は暗く見えるのではなく、腫瘍の大きさおよび光学系の調整具合によって明るく見えたり暗く見えたりする。正常組織の像も同様に像の明暗が変わるので、干渉図形のみから癌など特定の病巣を発見することは難しい。従って、光学系の状態に依存しない画像処理が必要となる。そのためには、干渉図形から位相シフト分布像に変換して計測するのが良い。位相シフト分布像は被写体によるＸ線の位相シフトの空間分布を示すもので、光学系の状態が変化しても基本的に像コントラストは変わらない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
図２に、独立のＸ線ハーフミラーによって構成されたＸ線干渉計のビームパスの基本的な構成をいくつか例示する。図２（ａ）は図１に示したハーフミラー１、２、３を単純に独立した形に分離した例、図２（ｂ）は中央のハーフミラーを更に２ａ、２ｂの二つの独立したハーフミラーに分離し、互いに反対方向へずらすことで被写体挿入のためのスペース（ハーフミラー２ａとハーフミラー３との間隔）を広げた例、また、図２（ｃ）は、図２（ｂ）の例の二枚のハーフミラー１とハーフミラー２ａおよび二枚のハーフミラー２ｂとハーフミラー３のそれぞれを一組として一体にし、全体として二つの独立したハーフミラーの組をユニット９、９’で構成した例である。この場合、ユニット９、９’のハーフミラー１、２ａおよびハーフミラー２ｂ、３はシリコンの柱状インゴットから削り出して作製することができ、各ハーフミラー間を平行に作成するのが容易となる。なお、ハーフミラーの配列の形状のみで見るとこの例はＰ．  Ｂｅｃｋｅｒ  ｅｔ  ａｌが研究したものと対応する。さらに、図２（ｄ）は、中央のハーフミラー２に代えてＸ線反射ミラー１０、１０’を使用する例である。これは図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の中央のハーフミラー２、２ａ、２ｂが、実質的にＸ線の伝播方向を変えるためのミラーとして機能しているにすぎないので、ハーフミラーによるビーム強度の損失を避けるように工夫されたものである。
【００１０】
図３（ａ）（ｂ）および（ｃ）は結晶表面と回折格子面が成す角度αの違いによる回折様式の違いを示す模式図であり、結晶によるＸ線反射ミラー、Ｘ線ハーフミラーの違いを示すものである。  図はいずれも結晶の断面図を示すとともに図中に示す横線が結晶の格子面を示す。図３（ａ）のように、結晶表面１１と回折に係わる格子面５が角度αであるとすると、ブラッグ回折角をθＢとしてα＜θＢならＸ線反射ミラーとして機能し、図３（ｂ）のようになる（この例ではα＝０°）。α＞θＢならＸ線ハーフミラーとして機能し、図３（ｃ）のようになる（この例ではα＝９０°）。これらの図において矢印を付して示す実線は入射あるいは出射するＸ線を示す。（ｂ）の場合はブラッグ条件を満たすＸ線に対し８０％から９０％の反射率を示し、（ｃ）の場合よりミラーとしての効率は優れているのであるが、本発明のように太いビームを扱う目的になると、長い反射面が必要となるという不便さはある。
【００１１】
干渉計の構成は他にも考えられるが、基本として、二つのビームパスの長さがほぼ等しくなるように考慮すべきである。これはＸ線ビームの干渉性が一般に完全ではなく、パスの長さの違いが大きくなるほど干渉性が低下し、観察される干渉縞の鮮明度が低下するからである。
【００１２】
図２に示したいずれの構成の場合にも、各Ｘ線ハーフミラー或はＸ線反射ミラーの相対位置をＸ線の波長より細かい精度で調整する必要がある。また、ブラッグ回折条件を満たすように角度調整機構も必要となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施例１
図４は、図２（ｃ）に示した二枚のＸ線ハーフミラー１、２ａおよび２ｂ、３のそれぞれの組を共通基板を持ったユニット９および９’を使用して位相コントラストマモグラフィ装置を構成する本発明の実施例１のためのＸ線ハーフミラーの形状とその調整軸を示した。この図において矢印を付して示す太い実線はハーフミラーの中心部に入射し、中心部から出射するＸ線を示す。５は結晶の回折格子面の一部を代表して示し、回折格子面５の法線方向をｘ軸、散乱面（図中ｘ線ビームの進行方向を示す矢印を含む面）の法線方向をｙ軸、  ｘ軸およびｙ軸に垂直な軸をｚ軸とする。また、  ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸回りの回転軸をそれぞれφ軸、θ軸およびω軸とする。この構成のユニットを用いる場合、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の平行移動は干渉現象に影響せず、調整不要という利点がある。これは、２枚のＸ線ハーフミラーが同じに平行移動することになるため、ｘ線の位相への影響が相殺されることによる。θ軸の回転に関しては、（４４０）反射を用い、ユニットのＸ線ハーフミラーの間隔を８０ｃｍに取った場合、１×１０−１０ｒａｄ以下の精度が必要である。ω軸の回転に関しては、（４４０）反射を用い、ユニットのＸ線ハーフミラーの間隔を８０ｃｍ、Ｘ線の波長を０．２Åとし、  Ｘ線源と撮像装置間の距離（図９に示す実施例におけるＸ線源３３とＸ線二次元センサ５９間の距離）を１０ｍとすると、１×１０−７ｒａｄ以下の精度が必要である。φ軸に関しては特に厳密な微調整の必要はない。したがって、調整を要するのは、ω、θ軸の回転のみである。
【００１４】
図５は、二枚のＸ線ハーフミラー１、２ａおよび２ｂ、３のそれぞれを共通基板を持ったユニット９および９’として、一つのインゴット３２から切り出す様子を示す図である。この図において、公称６インチ径のＦＺシリコンを使った場合、Ｘ線ハーフミラーの有効面積を１０ｃｍ角として、Ｘ線ハーフミラーの間隔を８０ｃｍ程度にとることは容易である。ユニット９、９’を円柱状のシリコン単結晶インゴットから切り出す場合、図２（ｃ）のようにビームがＸ線ハーフミラーのユニット９およびユニット９’の長手方向にほぼ沿うように形成されなければならないので、インゴットの成長軸や回折に利用する結晶格子面にある制限が加わる。例えば、６０ｋｅＶのＸ線を（４４０）反射で用いる場合、＜１１１＞軸から＜１１０＞軸方向へ６度傾いた方向で成長させたインゴットを用いると効率的に広い視野を確保できる。
【００１５】
図６は、実施例１のθ軸の制御のための回転ステージ１００の構成例を示す平面図および側面図である。２枚の厚板の一つが固定部１０１として機能し、他の厚板が回転部１０２として機能するように、回転の支点として機能する結合部１０３とばね部として機能する結合部１０４とで結合されている。この構造は、たとえば、一枚の厚板からワイアカットによって製作される。結合部１０４に近い固定部１０１の側面に保持部１０５が支持ボルト１０６によって固定される。結合部１０４に近い回転部１０２の側面と保持部１０５との間に圧電素子１０８が設けられる。圧電素子１０８は、制御電圧が与えられていない状態で回転部１０２が図の右側方向に少し押し広げられた状態になるようにセットされる。したがって、たとえば、回転部１０２の上面に図に破線で示すようにＸ線ハーフミラーのユニット９、９’を固定して圧電素子１０８に加える電圧の極性と大きさを制御するとこれに応じて圧電素子１０８が伸縮し、固定部１０１に対して回転部１０２が矢印の方向に変位して回転部１０２が結合部１０３を中心として回転できる。
【００１６】
なお、固定部１０１と回転部１０２は、側面図を参照して明らかなように、回転部１０２が固定部１０１の底面よりわずかに浮き上がったものとなされる。これにより回転部１０２がスムースに回転できる。さらに、固定部１０１、回転部１０２の各厚板を独立の厚板から作成してもよい。この場合、結合部１０３、１０４に代えて、図７の構成で説明するような、支点とばね機能を持つ結合部で結合すれば良い。
【００１７】
図７は、実施例１のω軸の制御のための回転ステージ２００の構成例を示す平面図および側面図である。２枚の厚板の一つが固定部２０１として機能し、他の厚板が回転部２０２として機能するように、各厚板の側面が結合部２０３によって結合される。結合部２０３はボルト２０７によって両者を結合し、回転の支点として機能し且つばね機能を持つため、中央部に括れた部分２０４が形成される。各厚板の結合部２０３と反対側の対向する面の間に圧電素子２０５が設けられる。圧電素子２０５は、制御電圧が与えられていない状態で回転部２０２が図の下面側から見た側面図において上方に少し押し上げられた状態になるようにセットされる。したがって、たとえば、回転部２０２の上面に図に破線で示すようにＸ線ハーフミラーのユニット９、９’を固定して圧電素子２０５に加える電圧の極性と大きさを制御するとこれに応じて圧電素子２０５が伸縮し、固定部２０１に対して回転部２０２が矢印の方向に変位して回転部２０２が結合部２０３の括れた部分２０４を支点として回転できる。
【００１８】
先に説明したように、この実施例では、Ｘ線ハーフミラーにとって重要な微調軸はθ、ω軸であり、それらを独自に調整するときは、図６、７に示したステージを使用すれば良いが、一つのＸ線ハーフミラーのθ、ω軸をともに調整可能としたいときは、図６、７に示したステージを多段に重ねて、これらを独自に調整すれば良い。たとえば、図６に示したステージ１００の可動部１０２の上に、図７に示したステージ２００の固定部２０１を長さ方向を一致させて固定し、ステージ２００の可動部２０２の上面に破線で示すようにＸ線ハーフミラーのユニット９（９’）を６度傾けて固定すれば良い。ここで６度傾けて固定したのは、（４４０）反射で用いるために＜１１１＞軸から＜１１０＞軸方向へ６度傾いた方向で成長させたインゴットからＸ線ハーフミラーのユニット９（９’）を切り出している場合に対応する。そうすると、たとえば下段のステージ１００の可動部１０２がθ軸に対応して制御され、上段のステージ２００の可動部２０２はω軸に対応して制御されることになる。
【００１９】
次に干渉図形から診断情報を得る方法について記述する。吸収コントラストを利用する従来法を顧みると、光学系によってコントラストが変わることは基本的になく、ましてコントラストが反転することは決してない。物質固有の量であるＸ線吸収係数の投影が像コントラストを決めているからである。本発明の位相コントラスト法においても、光学系が理想的にできていれば、物質固有の量（屈折率）の分布を示す像コントラストを持つ画像が干渉図形として得られる筈であるが、位相コントラスト法においてはいつでも屈折率の分布を示す像コントラストを持つ画像が得られるとは限らず、このときには、この画像は診断に使えないといえる。一方、屈折率の投影がＸ線位相シフトに相当することを考えると、位相シフトの分布を示す像が得られればこれはいつでも診断に使える。そこでＸ線干渉図形から位相シフト分布像を得るための手法が必要となってくる。干渉図形から位相シフトを決定する手法は可視光の干渉光学の研究に於て幾つか確立したものがあり、その中でＸ線干渉計に利用できるものの一つに縞走査法（Ｊ．  Ｈ．  Ｂｒｕｎｉｎｇ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｐｐｌ．  Ｏｐｔ．，  ３３，  ２６９３−２６７３  （１９７４））がある。この手法は、干渉し合う二つのＸ線ビームの相対的位相差を少しずつ変えながら得られる複数の干渉図形から位相シフト分布像を計算により与えるものである。いま、位相差を２π／Ｍずつ変化させながらＭ枚の干渉図形が得られたとすると、（数１）の偏角を計算すれば位相シフト分布像が得られるというのが縞走査法の原理である。
【００２０】
【数１】
0003548664.tif 000002
【００２１】
図８は縞走査法を実施するためにＸ線干渉計のビームパス中に配置される位相板の例を示し、これを動かして位相差が調整できる。（ａ）は楔形の位相板２５を利用する場合で、Ｘ線干渉形の一方のビームパスに挿入して楔２５の傾斜方向に移動できるようにする。Ｘ線位相板による位相シフト量はＸ線位相板の厚さに比例するので、図７の矢印のように楔２５を動かせばＸ線が通過する位置での厚さを変えられ、楔２５の移動量に比例した位相差を与えることができる。ただし、このタイプの位相板は、Ｘ線ビームの中に位相勾配を発生させる効果があり、結果的に等間隔の干渉縞を生成する。前記縞走査法を用いて得られる位相シフト分布像からこの位相勾配を差し引けば求める像（被写体の位相シフト分布像）が得られるので原理上問題ないが、縞走査の精度が悪い場合は、楔２５による干渉縞が位相シフト分布像に痕跡として残り、縞状のアーチファクトとなってしまうという欠点がある。（ｂ）は板状の位相板２６を矢印のように回転させることで位相板の厚さを変え、位相差を調整する方式である。位相板２６自体が干渉縞を生成することはないので、楔型位相板２５を使う場合のようなアーチファクトの心配はない。その代り、位相板の回転角は与える位相差に対して比例関係にないので、予め回転角と位相差を校正する必要がある。（ｃ）は同じ形状の楔２７、２７’を反平行に重ねたもので、少なくとも一方の楔を傾斜方向に移動させて位相差を調整する方式である。楔の移動量が与える位相差に比例するという（ａ）の利点、および縞状のアーチファクトが発生する心配がないという（ｂ）の利点を兼ね備える方式である。なお、上記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）のいずれの場合においても、位相板の挿入位置は図１に示したビーム６ａ、６ｂ、７ａおよび７ｂのいずれでもよい。（ｄ）も同じ目的のものであるが、二つのビームパス、たとえば、図１のビーム６ａ、７ａに同じ形状の楔型位相板２８、２８’を同じ向きで一つずつ挿入する方法である。位相差を調整するためには少なくとも一方の楔を矢印に示す傾斜方向に動かせば良い。
【００２２】
本発明は太いＸ線ビームが利用でき、かつ各ミラー間の距離を十分に大きく取れるＸ線干渉計を実現することで、位相コントラストＸ線撮像法の医療診断装置への応用を可能とした。また、Ｘ線干渉図形のままでは診断に利用できないばあいがあるので、干渉図形から位相分布像が得られる工夫を施し、装置の調整具合によらず、常に同じコントラストの像を提供できるようになった。本発明の装置を用いて位相コントラストマモグラフィ、位相コントラストアンジオグラフィ等の新しい診断手法が実現でき、更に、被写体を回転して複数の投影方向から位相シフト分布像を取得し、処理すれば位相コントラストＸ線ＣＴが実現できる。これらの手段により、従来法では診断が難しい生体中の軟部組織（癌等）を約千倍の像感度で診断できる。また、人体へのＸ線照射量も従来法に比べて大幅に軽減できる。更に、Ｘ線干渉計を通るＸ線ビームは平面波に近いので像のぼけが少なく、５０μｍ以下の空間分解能の画像を得ることができる。
【００２３】
図９に、図４で説明したＸ線ハーフミラーのユニットを使用して構成したマモグラフィ装置の全体構成を示す。各ユニットはステージ３６および３７に固定されている。本実施例ではステージ３６には図６に示したθ軸調整用の回転ステージが採用され、ステージ３７にはθ軸とω軸の調整のため、前述したように、図６に示したθ軸調整用の回転ステージと図７に示したω軸調整用の回転ステージ２００とを２段重ねしたステージが採用されている。なお、θ軸またはω軸の調整は相対的なものであるから、これを逆関係にしてもユニット９、９’の相対的回転角は同じように調整できる。ステージ３６、３７は共通の除振台３９の上に配置されており、更に装置全体がチャンバ５１の中に納められているが、図では、チャンバーの外側の線のみが５１で示されている。ユニット９、９’の側面は鏡面に研磨されており、この鏡面を利用した光の反射により、オートコリメータ３０７でユニット９（Ｘ線ハーフミラー１、２ａ）に対するユニット９’（Ｘ線ハーフミラー２ｂ  、３）の相対的な回転角θおよびωの診断に先立つ粗調整を行う。オートコリメータ３０７から発せられた光３０８はユニット９の側面を反射して戻り、光３０９は直角プリズム３１０および３１１を介してユニット９’の側面を反射して戻る。光３０８、３０９の戻り位置を調べることで角度θ、ωの粗調整のための信号が得られる。尚、研磨面と結晶格子面の角度はできるだけ二つのユニットで同じになるよう工作するが、予めＸ線を用いて両ユニット間のずれを調べておき、それを考慮の上粗調整するのが良い。また、二つのユニットが離れているため、プリズムやミラーを用いて光路を変更させるが、このときの光学素子による影響も予め測定しておき、補正するのが良い。粗調整の操作は追って説明する。
【００２４】
ユニット９のＸ線ハーフミラー１に入射するＸ線は、Ｘ線ハーフミラー１によりビーム６ａと７ａに分かれ、ビーム６ａはＸ線ハーフミラー２ａによりビーム６ｂと６ｃに分かれる。ビーム７ａはＸ線ハーフミラー２ｂによりビーム７ｂと７ｃに分かれる。ビーム６ｂとビーム７ｂはＸ線ハーフミラー３により干渉してビーム６ｄと７ｄとして出力される。被検者４９の被検査部位５０はビーム６ｂのパスに挿入する。このとき、ビーム６ｃはチャンバ５１のビーム６ｃが当たる部分に貼り付けられたシールド板５３により被検者４９にあたらないようにされる。なお、被験者４９はビーム７ｂの位置に配置しても同様な診断ができ、その場合凹部の設置位置はビーム７ｂ側となる。また、撮像に先立って、被検査部位（乳房）５０をホルダ５４によって所定の位置で一定厚さに圧迫し、例えば床に仮固定する。ただし、ホルダ５４には多少平行移動および回転できるだけの自由度を設け、撮像の柔軟性を確保するのが良い。５５および５６は位相板およびその駆動台であり、干渉図形のままで診断が難しいときは、縞走査法により位相シフト分布像で診断できるようにビーム７ａのパスに設置される。駆動台５６は駆動時の振動が除振台３９に伝わるのを避け、チャンバ５１の天井に固定されている。位相板の駆動は、コンピュータ６０からの指令を受けた制御装置３２８の信号により行われる。５７および５８はＸ線強度モニタで、ビーム７ｃおよびビーム６ｄを受けるように配置される。さらに８１もＸ線強度モニタであるが、これは、ビーム７ａの所定のビーム位置の端部に配置され、ビーム７ａの端部のＸ線を受ける。これらのＸ線強度モニタ５７、５８および８１には例えばＰＩＮダイオード検出器を用い、Ｘ線があたったときに流れる電流を計測する方法が簡便である。また、これらのＸ線強度モニタ５７、５８および８１の出力を使用して診断に先立つ粗調整を行う。なお、検査部位５０の干渉図形はビーム６ｄおよび７ｄでほぼ同じものが観察され、ここではビーム７ｄを受けるように配置したＸ線二次元センサ５９で干渉図形を検出したが、  Ｘ線強度モニタ５８をＸ線二次元センサとして、Ｘ線干渉図形を取得するものとしても良い。図の例では、Ｘ線強度モニタ５８をＸ線二次元センサとして、Ｘ線二次元センサ５９のＸ線干渉図形とは別に干渉計の安定化のためのフィードバック信号として利用した。Ｘ線二次元センサ５８、５９はカメラコントローラ６３’、６３で駆動され、カメラコントローラ６３’、６３はコンピュータ６０によって制御されている。コンピュータ６０内で稼働している制御プログラムによって撮像が指示され、取得画像はカメラコントローラ６３’、６３を介してコンピュータ６０のメモリに蓄えられる。このメモリーに貯えられた画像データから診断が行われ、且つ、フィードバックによる安定化の制御信号が制御装置３２５に出される。コンピュータ６０からの指令を受けた制御装置３２５の信号により、２段重ねとされたステージ３７の圧電素子に電圧制御信号が与えられθ、ωのフィードバックが行われるが、この具体例については後述する。
【００２５】
ユニット９のＸ線ハーフミラー１に入射するＸ線は、隔壁５２を介して隔離された部屋に配置されたＸ線源３３から供給するのが望ましい。  被検者４９への不必要な被爆を避けるとともにＸ線源３３から発生する振動がＸ線干渉計に伝わるのを防止することができるからである。
【００２６】
Ｘ線源３３から放出されるＸ線を単色器３４を用いて特定のエネルギーのＸ線ビーム４を取りだし、撮像装置へ導いた。単色器３４は非対称反射（図３（ａ）において、０＜α＜θの場合）でビーム４の横幅を広げる作用も兼ねている。回折指数はＸ線ハーフミラーのものと同じにした方がよく、（２２０）、（４４０）、（４００）、（４２２）等が望ましい。Ｘ線源３３は図９の紙面の方向で横長であるほうが単色器３４でビーム幅を広げるのに有利であり、強いＸ線ビームが干渉計内に形成される。単色器３４直後にシャッタ３５を設け、撮像時以外の不必要なＸ線照射は行わないようにする。このシャッタ３５はＸ線源３３直後にあっても良い。
【００２７】
次に、診断に先立つ粗調整と干渉計の安定化のためのフィードバック制御について説明する。
【００２８】
まず、Ｘ線強度モニタ８１の出力に着目してする。Ｘ線ハーフミラーは回折条件を満たしているときのみ正常に機能するものであるから、  Ｘ線ハーフミラー１のθが適切でないとＸ線が適切にＸ線ハーフミラーを透過しない。  Ｘ線強度モニタ８１は、ビーム７ａの端部に配置されているから、θが適切でないときはほとんどＸ線が感知されない。したがって、  Ｘ線強度モニタ８１にほとんどＸ線が感知されないときは、Ｘ線強度モニタ８１の出力がほぼ最大になるようθを修正する信号をステージ３６に与える。つぎに、オートコリメータ３０７から出された光３０８、３０９のユニット９（Ｘ線ハーフミラー１、２ａ）およびユニット９’（Ｘ線ハーフミラー２ｂ、３）の両側面からの反射光を調べて、この反射光が平行になるようにステージ３７に角度θ、ωの調整のための信号与える。前記の粗調整後、Ｘ線画像センサ５９に干渉図形が現れるまでステージ３７の二つの圧電素子を制御して回転二軸（θおよびω）をスキャンして干渉図形を見つける。一旦干渉縞が得られれば、この干渉縞が最適状態になるように回転二軸（θおよびω）を制御して診断に入ることができる。
【００２９】
一旦干渉縞が得られて診断に入ることができた後も、高精度の調整の必要なθ軸、ω軸がドリフトすると干渉図形が変化する。そのため、被験者の診断中はＸ線画像センサ５８に得られる干渉図形をモニタすることによりＸ線干渉計の安定化を図ることができる。θ軸、ω軸がドリフトすると干渉図形が変化するが、その様子は各軸で異なる。θ軸の場合、二つのビーム６ｂ、７ｂの見かけ上の位相差が変化し、一方、ω軸がドリフトする場合は回転モアレに似た縞が発生して、ω軸のドリフトの量に依存してこれが伸縮する。したがって、  Ｘ線画像センサ５８に得られる干渉図形をカメラコントロール６３’を介してコンピュータ６０による処理で変化をキャンセルするようにフィードバック制御をすることで安定した診断ができる。
【００３０】
縞走査法による画像取得が必要なときは、位相差を変化させながら複数の画像（干渉図形）を取得するよう、コンピュータ６０内で稼働している制御プログラムが位相板の駆動台５６およびカメラコントローラ６３に命令を発する。得られた画像から（１）式に基づく演算をコンピュータ６０が施し、生成された位相シフト分布像をコンピュータ６０の表示装置に表示する。
【００３１】
図１０に、前述した実施例１の構成をチャンバ５１を装着した状態で見た斜視図を示した。ビーム６ｂは窓７１を通って一旦チャンバ５１の外へ導き出され、被験者４９の検査部位５０（図では省略）を透過した後、再びチャンバ５１内へ窓７２を通って入り、干渉ビーム６ｄ、７ｄが窓７３を通ってチャンバ５１外へ導かれ、計測される。尚、窓７１、７２、７３はＸ線をあまり吸収しないプラスチック板等でチャンバ５１内外を隔てており、被検者４９が発する熱（体温、息等）が光学系に影響することはない。なお、図では、入射するＸ線の表示は省略した。
【００３２】
図１１は、  Ｘ線干渉計としては前述した実施例１と同じ構成であるが、より速い変動としての振動に対する対策を施した実施例の概要を示す。
【００３３】
Ｘ線ハーフミラーのユニット９、９’が相対的に振動しているとＸ線干渉縞が速い周波数で空間的に揺れるため、見かけ上干渉縞の鮮明度が低下したり見えなくなる場合がある。従って、ユニット９、９’に振動が伝わらないよう工夫する必要がある。本実施例では図に示すように、Ｘ線ハーフミラー１、２ａおよび、２ｂ、３をプール４５０に固定し、プール内に粘性の高い液体（例えば油）を満たして、Ｘ線ハーフミラー１、２ａおよび、２ｂ、３のみが液面より上に表れるようにする。プール４５０は除振台３９の上に載せられ、全体はチャンバ５１で覆われている。こうすることで高い周波数成分の振動が抑えられ、干渉縞の鮮明度が向上する。チャンバ５１の壁に設けられたＸ線の通過窓４５２、４５３、４５４、４５５には金属ベリリウムが張り付けてあり、外部の空気が流れ込まないようになっている。他の窓材としては、ポリマーフィルムや薄いアルミ板、ガラス板等が使える。
【００３４】
この実施例は、通常用いられる防音室、防音壁および除振台を採用するに加え、干渉計のＸ線ハーフミラーより下部を粘性の高い液体中に沈めた例である。
【００３５】
実施例２
この実施例は、図２（ａ）に示すように独立した３枚のＸ線ハーフミラー１、２および３を使用してＸ線干渉計を構成するものである。図１２にこの実施例でＸ線ハーフミラー  を調整する場合に必要な自由度を示した。  Ｘ線反射ミラーの場合も同様である。実施例１について図４で説明したと同様に、この図においても矢印を付して示す太い実線はハーフミラーの中心部に入射し、中心部から出射するＸ線を示す。５は結晶の回折格子面の一部を代表して示し、回折格子面５の法線方向をｘ軸、散乱面（図中ｘ線ビームの進行方向を示す矢印を含む面）の法線方向をｙ軸、  ｘ軸およびｙ軸に垂直な軸をｚ軸とする。また、  ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸回りの回転軸をそれぞれφ軸、θ軸およびω軸とする。Ｘ線ハーフミラーの平行移動に関してはｘ軸の精度が厳しく要求され、数分の１Å以下の精度が必要になる。ｚ軸に関しては１μｍの精度で十分であり、ｙ軸は特に厳密な微調整の必要はない。回転に関してはθ軸はブラッグ回折条件に関係する軸であり、十分の１秒以下の精度が必要である。θ軸と直交しかつ結晶表面と垂直な方向のω軸は百分の一秒以下の精度が必要である。φ軸に関しては特に厳密な微調整の必要はない。したがって、重要な微調軸はｘ、ｚ、ω、θ軸である。
【００３６】
図１３に示すように、各Ｘ線ハーフミラー１、２、３は、円柱形のシリコンのインゴット３２を縦割りにして作製した。Ｘ線ハーフミラーとして機能する結晶板３０はベース３１と一体となるように破線で示すインゴット３２から削り出される。Ｘ線ハーフミラー１、２、３の回折面は（２２０）、（４４０）、（４００）、（４２２）等を使うのがよい。
【００３７】
図１４は数分の１Å以下の位置制御を実現するためのｘ軸方向の移動ステージ３００の構成例を、中央に平面図、左側および右側にそれぞれ側面図をとって示す。ステージ３００は一軸平行移動ステージであり、厚板の鋼材からワイアーカット加工で切り出して作製された。ステージ取り付け部３０１と可動部３０２とが平行に配置され、支持部３０３、３０４により連結されている。支持部３０３、３０４はそれぞれ括れた部分Ａ〜Ｄを介して連結される。ステージ取り付け部３０１の一端には逆Ｌ字型の圧電素子取り付け部３０５が設けられる。可動部３０２の一端には括れた部分Ｆを介して、てこ３０６の一端が連結される。てこ３０６の他端と圧電素子取り付け部３０５との間には圧電素子３１０が設けられる。括れた部分Ｆに近い位置に括れた部分Ｅが形成され、この一端はてこ３０６に他端はステージ取り付け部３０１に支持される。てこ３０６の圧電素子３１０が設けられた面の反対側の面とステージ取り付け部３０１との間に電極３１２ａ、３１２ｂが設けられる。括れた部分Ａ〜Ｆが弾性的に変形するとする。圧電素子３１０に加える電圧の極性と大きさを制御するとこれに応じて圧電素子３１０が伸縮し、可働部３０２が矢印の方向に変位する。その際、点Ｅ、Ｆが支点および作用点に相当するので、圧電素子３１０の伸縮長さがてこの原理で縮小され、可動部３０２の微少な位置制御ができる。距離の比ａ／ｂを選ぶことで縮小率が決まる。また、電極３１２ａ、３１２ｂ間の静電容量を測定することで圧電素子３１０の伸縮量をモニタすることができる。図１４に示す両側面図から分かるように、ステージ取り付け部３０１に対して可動部３０２、支持部３０３、３０４およびてこ３０６は底面がごくわずか高く形成され、さらに可動部３０２の上面は他の部分よりごくわずか高く形成されている。これによって、可動部３０２の動きがスムースになるとともに二段重ねとしたときにも支障無く制御できる。
【００３８】
本実施例においてもω軸やθ軸の制御が必要でありこれに利用できる回転ステージが必要であるが、それぞれの回転軸に対して、図６、図７で説明した回転ステージが使用できるから、この実施例における回転ステージの構成例の図示は省略する
図１２で説明したように、Ｘ線ハーフミラーにとって重要な微調軸はｘ、ｚ、ω、θ軸であるから、図１４、図６、図７に示したステージを多段に重ねて、これらを調整可能として独立のＸ線ハーフミラーを支持することができる。たとえば、図１４に示したステージを９０°ずらせて上下に重ねて配置し、下段のステージのステージ取り付け部３０１を独立した各Ｘ線ハーフミラーの共通の除振台に固定し、下段のステージの可動部３０２に上段のステージのステージ取り付け部３０１を固定するものとする。そうすると、たとえば下段のステージの可動部がｘ軸方向に対応して制御されるものとすれば、上段のステージの可動部はｚ軸方向に対応して制御されることになる。同様に、図６、図７に示した回転ステージを実施例１で２段重ねとして使用したと同様にすれば、この実施例においても、ω、θ軸の制御ができる。図１４に示したステージの２段重ねの上段のステージの可動部に、図６、図７に示した回転ステージの２段重ねの下段のステージの固定側の厚板１０１を固定すれば、図７に示したステージの回転側の厚板２０２は、  ｘ、ｚ、ω、θ軸の４軸に対応して制御されることになる。
【００３９】
第１の実施例と異なり、この実施例では、独立のＸ線ハーフミラー１、２、３を個々に制御する必要がある。Ｘ線ハーフミラー１に対してはθ軸の調整ステージ３６を、Ｘ線ハーフミラー２に対してはθ軸およびω軸の２段重ねの調整ステージ３７を、  Ｘ線ハーフミラー３に対しては上述のθ軸およびω軸の回転ステージおよびｘ軸およびｙ軸の平行移動ステージの４段重ねの圧電ステージ３８をそれぞれ設け、これを介して除振台３９上に配置した。図１２のｘ軸に相当する方向の変位を検出するためにレーザ干渉形４２も除振台３９上に配置した。レーザ干渉計４２から出るレーザビーム４５は圧電素子ステージ３８上に固定された反射鏡４８（コーナーキューブ等）で反射されてレーザ干渉計４２に戻される。除振台３９には被験者４９の検査部位５０をＸ線ビームパス６ｂに挿入できるように凹部を設けた。なお、被験者４９はビーム７ｂの位置に配置しても同様な観察ができ、その場合凹部の設置位置はビーム７ｂ側となる。また、Ｘ線干渉計、レーザ干渉計の動作の安定化および被験者４９の安全のために、除振台３９の形状に合わせたチャンバ５１を設け、Ｘ線干渉計、レーザ干渉計と外部との接触を絶つとともにＸ線シールド５３を設け必要なＸ線以外のＸ線が被験者４９に照射されないようにすること、また、撮像に先立って、検査部位（乳房）５０をホルダ５４によって所定の位置で一定厚さに圧迫し、例えば床に仮固定する。ただし、ホルダ５４には多少平行移動および回転できるだけの自由度を設け、撮像の柔軟性を確保するのが良いことは実施例１と同じである。５５および５６は位相板およびその駆動台であり、実施例１と同様に、干渉図形のままで診断が難しいときは、縞走査法により位相シフト分布像で診断できるようにビーム７ａのパスに設置される。位相板の駆動は、コンピュータ６０からの指令を受けた制御装置３２８の信号により行われる。また、５７、５８および８１は強度モニタで、実施例１と同様に配置され、Ｘ線ハーフミラー１、２、３の粗調整に用いられる。検査部位５０の干渉図形はビーム６ｄおよび７ｄでほぼ同じものが観察されるが、ここでも、実施例１と同様に、ビーム７ｄを受けるように配置したＸ線二次元センサ５９で干渉図形を検出した。
【００４０】
強度モニタ５７、５８および８１によるＸ線ハーフミラー１、２、３の粗調整について説明する。この実施例でも実施例１と同様に、強度モニタ８１の出力がほぼ最大になるようにＸ線ハーフミラー１のθの粗調整を行う。次いで、強度モニタ５７の出力がほぼ最大になるようにＸ線ハーフミラー２のθの粗調整を行う。その後、強度モニタ５８の出力がほぼ最大になるようにＸ線ハーフミラー３のθの粗調整を行う。
【００４１】
前記の粗調整後、Ｘ線画像センサ５９に干渉図形が現れるまでステージ３７の二つの圧電素子を制御して回転二軸（θおよびω）をスキャンし、ステージ３８の三つの圧電素子を制御して回転二軸（θおよびω）およびｚ軸をスキャンして干渉図形を見つける。一旦干渉縞が得られれば、この干渉縞が最適状態になるように回転二軸（θおよびω）を制御して診断に入ることができる。
【００４２】
Ｘ線二次元センサ５８、５９はカメラコントローラ６３’、６３で駆動され、カメラコントローラ６３’、６３はコンピュータ６０によって制御されている。コンピュータ６０内で稼働している制御プログラムによって撮像が指示され、取得画像はカメラコントローラ６３’、６３を介してコンピュータ６０のメモリに蓄えられる。このメモリーに貯えられた画像データから診断が行われ、且つ、フィードバックによる安定化の制御信号が制御装置３２５に出される。コンピュータ６０からの指令を受けた制御装置３２５の信号により、ステージ３６、２段重ねとされたステージ３７および４段重ねのステージ３８の圧電素子に電圧制御信号が与えられθ、ωおよびｘ軸のフィードバックが行われるが、この具体例については後述する。
【００４３】
一旦干渉縞が得られて診断に入ることができた後も、高精度の調整の必要なθ軸、ω軸およびｘ軸がドリフトすると干渉図形が変化する。実施例１と同様に、被験者の診断中はＸ線画像センサ５８に得られる干渉図形をモニタすることによりＸ線干渉計の安定化を図ることができる。θ軸、ω軸のドリフトについては実施例１で説明した通りであり、  ｘ軸のドリフトもθ軸と同様に、二つのビーム６ｂ、７ｂの見かけ上の位相差が変化する。したがって、  Ｘ線画像センサ５８に得られる干渉図形をカメラコントロール６３’を介してコンピュータ６０による処理で変化をキャンセルするようにフィードバック制御をすることで安定した診断ができる。
【００４４】
縞走査法による画像取得が必要なときは、実施例１と同様にして生成された位相シフト分布像をコンピュータ６０の表示装置に表示すればよい。
【００４５】
図１６は、図１５に示した装置の４段重ねのステージ３８をコンピュータで駆動、制御するためのブロック図を示す。ステージ３６および３７の制御は実施例１で説明したと同様であり、説明を省略する。  Ｘ線ハーフミラー３を支持している圧電素子ステージ３８は、図１２で説明したｘ、ｚ、ωおよびθ軸を調整するために、図１４に示す構造の平行移動ステージ６５ａ、６５ｂおよび図６、図７に示す構造の回転ステージ６４ａ、６４ｂを前述したような組み合わせで構成したものである。圧電素子ステージ３８は、複数のチャンネルを持つ圧電素子コントローラ６１により駆動される。圧電素子コントローラ６１の出力により圧電素子ステージ３８が駆動されるとき、平行移動ステージ６５ａ、６５ｂの可動部の動きに対応した静電容量センサ３１２ａ、３１２ｂの出力の変化を圧電素子コントローラ６１が読取り、圧電素子コントローラ６１は圧電素子のヒステリシスを補正した電圧を圧電素子に出力する。また、センサ出力はコンピュータ６０へも伝えられる。レーザ干渉計４２はレーザビーム４５を発しており、圧電素子ステージ３８上にＸ線ハーフミラー３とともに設置された反射鏡４８がレーザビーム４５を反射し、レーザ干渉計４２に戻す。レーザ干渉計４２は圧電素子ステージ３８の位置（ｘ軸方向）が変化したとき、その変化量を検出、出力し、Ａ／Ｄコンバータ６２を介してコンピュータ６０へ伝える。コンピュータ６０内で稼働している制御プログラムは伝えられた信号を処理し、フィードバック信号として圧電素子にかける電圧の変更を圧電素子コントローラ６１に指示する。強度モニタ５７、５８からの信号はコンピュータ６０内で稼働している制御プログラムの補助データとして、フィードバック信号の調整に使われる。Ｘ線二次元センサ５９はカメラコントローラ６３で駆動され、カメラコントローラ６３はコンピュータ６０によって制御されている。コンピュータ６０内で稼働している制御プログラムによって撮像が指示され、取得画像はカメラコントローラ６３を介してコンピュータ６０のメモリに蓄えられる。
【００４６】
縞走査法による画像取得が必要なときは、実施例１と同様、位相差を変化させながら複数の画像（干渉図形）を取得して、得られた画像から（１）式に基づく演算をコンピュータ６０が施し、生成された位相シフト分布像をコンピュータ６０の表示装置に表示する。
【００４７】
図１５と図１６とを対照して分かるように、図１６では、図面を簡単化するために、制御用のコンピュータへの信号の伝送および制御用のコンピュータから各ステージへの制御信号の伝送の線は一部の表示を省略した。
【００４８】
なお、本実施例では、すべてのＸ線ハーフミラー１．２および３に調整のためのステージを設けたが、これらのミラーの調整は相対的なものであるので、三つのミラーのうち一つを固定とすることができるのは言うまでもなかろう。
【００４９】
実施例１、２の変形として、被験者４９をビーム７ａのパスに入れることもできる。この場合は、実施例２で必要であったシールド板５３を省略できるメリットがある。もちろん本発明では、弱いＸ線で良いからシールド板５３を省いても被験者４９に照射されるＸ線は２倍になるのみであるので、従来法よりＸ線被爆線量は遥かに低い。しかしＸ線被爆線量は少ないほど良いことおよびＸ線干渉計のＸ線入射側と出射側を反転させてもほぼ同じ性能が期待できるので、被験者４９の入るビームパスを７ａにしても良い。同様に、実施例１では、被験者４９の位置をビーム６ａのパスとしても同じである。ただし、これらの場合には、検査部位５０を通ったＸ線が二次元検出器５９に到達するまでに２枚のＸ線ハーフミラー２、３を通過することになるので得られる画像の空間分解能はやや低下する。この実施例では被検者４９の利用できるスペースが広くなり、被検者４９が撮像の際に姿勢を保持するのが楽になる。また装置全体の大きさも小さくできる。また、縞走査法を適用するための位相板の挿入されるパスもどちらでも良い。
【００５０】
図１７は、Ｘ線干渉計のための、より強力なＸ線源の例を示す。
【００５１】
Ｘ線干渉計は準単色Ｘ線に対して機能するので、迅速に撮像するためにはある程度強力なＸ線源を使用するのが有利である。前述の実施例の光学系の場合、Ｘ線源の形状として鉛直方向には細い必要があるが、水平方向には長くても構わない。従って、特に電子線励起或はレーザー励起の線源を使用する場合、図のように構成するのが有効である。
【００５２】
図１７において、５４０はターゲット、５４１は回転軸、５４２はＸ線発生部位、５４３は電子線源或はレーザー光源、５４４は電子線或はレーザー、５４５はＸ線、５４６はフィルタである。図ではターゲット５４０の部分の平面図をも併記した。この構成によれば、電子線或はレーザー光５４４をターゲット５４０上で線状に走査して横長のＸ線源５４２を形成することができる。これによりターゲットに与える熱を比較的分散させることができるので、より多くのＸ線５４５をＸ線干渉計に導くことができる。
【００５３】
また、図は省略したが、Ｘ線干渉計へより良質のＸ線ビームを供給するために、各実施例における結晶３４の反射方向を変えたり、２枚以上の結晶を連続して反射させる単色器とするのも有効である。
【００５４】
なお、上記のいずれの実施例においても、Ｘ線ハーフミラーまたはＸ線ハーフミラーユニットは、それぞれ取り付け位置に関わらず、実質的に同じ構造に作るのが有利である。したがって、除振台に取り付ける際、制御ステージの有無、あるいは制御ステージの構成の差異によってＸ線ハーフミラーまたはＸ線ハーフミラーユニットの底面の高さが除振台表面から異なることにことなる。これに対しては、図面によっては説明をしなかったが、スペーサー等を挿入して高さ合わせをすることは当然である。
【００５５】
本発明は、高感度の撮像ができるので、本来、造影剤の注入は不要となるが、特定の興味ある部位のコントラストを強調したいときには併用しても良い。この場合、従来法のように重元素からなる造影剤を使用しなくてはならないという制限はなく、造影剤の材料を幅広く求めることができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、広い観察視野を有する高感度の位相コントラストＸ線撮像装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知の一体型Ｘ線干渉計を示す図。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）および（ｄ）は、独立のＸ線ハーフミラーによって構成されたＸ線干渉計のビームパスの基本的な構成を示す図。
【図３】（ａ）（ｂ）および（ｃ）は結晶表面と回折格子面が成す角度αの違いによる回折様式の違いを示す模式図。
【図４】本発明の実施例１で使用するＸ線ハーフミラーユニットの形状とその調整軸を示す図。
【図５】図４に示すＸ線ハーフミラーユニットを円柱形のシリコンのインゴットから切り出す様子を示す図。
【図６】本発明の実施例１における回転軸θのための圧電素子駆動ステージの構成例を示す平面図および側面図。
【図７】本発明の実施例１における回転軸ωのための圧電素子駆動ステージの構成例を示す平面図および側面図。
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）および（ｄ）は縞走査法のための位相板の構成を示す図。
【図９】本発明の実施例１の位相コントラストマモグラフィ装置の全体の構成を示す平面図。
【図１０】本発明の実施例１の位相コントラストマモグラフィ装置にチャンバを付けた状態で見た斜視図。
【図１１】本発明の実施例１の位相コントラストマモグラフィ装置に振動抑制対策を施したチャンバの内部構造の概略を示す斜視図。
【図１２】本発明の実施例２で使用するＸ線ハーフミラーの形状とその調整軸を示す図。
【図１３】図１２に示すＸ線ハーフミラーを円柱形のシリコンのインゴットから切り出す様子を示す図。
【図１４】本発明の実施例２における平行移動軸ｘのための圧電素子駆動ステージの構成例を示す平面図。
【図１５】本発明の実施例２の位相コントラストマモグラフィ装置の全体の構成を示す図。
【図１６】位相コントラストマモグラフィ装置を駆動制御するためのブロック図。
【図１７】線状光源としてのＸ線源の構成例と干渉計との配置関係を示す図。
【符号の説明】
６ａ、６ｂ、７ａおよび７ｂ：ビームパス、９，９’：  Ｘ線ハーフミラーユニット、３６：ユニット９の調整ステージ、３７：  ユニット９’の調整ステージ、３９：除振台、４９：被検者、５０：被検査部位、１００，２００：回転ステージ、３２：インゴット、２５，２６，２７，２８：楔型位相板、５１：チャンバ、５３：シールド板、５４：ホルダ、５５：位相板、５６：位相板の駆動台、６０：コンピュータ、５７，５８，８１：Ｘ線強度モニタ、５９：Ｘ線二次元センサ、６３’，６３：カメラコントローラ、５２：隔壁、３３：Ｘ線源、３４：単色器、３５：シャッタ、７１，７２，７３：窓、１０１，２０１：固定部、１０２，２０２：回転部、１０３，１０４，２０３：結合部１０５：保持部、１０３：支持ボルト、１０８，２０５：圧電素子、２０７：ボルト、２０４：括れた部分、３０７：オートコリメータ、３０８，３０９：光、３１０，３１１：直角プリズム、３２５，３２８：制御装置、４５０：プール、４５２、４５３、４５４、４５５：  Ｘ線の通過窓。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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