(57)【要約】【課題】Ｘ線位相コントラスト画像の取得と吸収画像の取得とを切り替えることが可能であり、取得する画像を切り替えた場合でも、アーチファクト（虚像）の発生を抑制しつつ、適した分解能での画像の取得を行うことが可能なＸ線位相イメージング装置を提供する。【解決手段】Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１と画像信号を検出する画像信号検出器２とを含む画像信号生成系３と、Ｘ線源１と画像信号検出器２との間に配置された１または複数の格子と、１または複数の格子の相対位置を画像信号検出器２の検出面上の検出範囲外となる退避位置と、画像信号検出器２の検出面上の検出範囲内となる検出位置とに切り替える位置切替機構８と、１または複数の格子の相対位置の切り替えと連動して、Ｘ線源の焦点径を変更する焦点径変更部１０とを含む。【選択図】図１
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【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線に基づく画像信号を検出する画像信号検出器とを含む画像信号生成系と、
前記Ｘ線源と前記画像信号検出器との間に配置された１または複数の格子と、
前記画像信号生成系と前記１または複数の格子とのうち、少なくともどちらか一方を相対移動させることにより、前記１または複数の格子の相対位置を前記画像信号検出器の検出面上の検出範囲外となる退避位置と、前記画像信号検出器の検出面上の検出範囲内となる検出位置とに切り替える位置切替機構と、
前記１または複数の格子の相対位置の切り替えと連動して、前記Ｘ線源の焦点径を変更する焦点径変更部とを含む、Ｘ線位相イメージング装置。
【請求項２】
前記１または複数の格子として、前記Ｘ線源から前記Ｘ線が照射されて自己像を形成するための自己像形成格子と、前記自己像形成格子を通過した前記Ｘ線が照射され前記自己像形成格子の自己像との干渉縞を形成するための干渉縞形成格子との２つの格子を含み、
前記位置切替機構は、前記自己像形成格子および前記干渉縞形成格子のうち、少なくともどちらか一方を前記退避位置と前記検出位置とに切り替えるように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項３】
前記１または複数の格子として、前記Ｘ線源から照射された前記Ｘ線の可干渉性を高めるための可干渉性向上格子と、前記可干渉性向上格子を通過した前記Ｘ線が照射されて自己像を形成するための自己像形成格子と、前記自己像形成格子を通過した前記Ｘ線が照射され前記自己像形成格子の自己像との干渉縞を形成するための干渉縞形成格子との３つの格子を含み、
前記位置切替機構は、少なくとも前記可干渉性向上格子または前記干渉縞形成格子のどちらか一方を前記退避位置と前記検出位置とに切り替えるように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項４】
前記１または複数の格子として、前記Ｘ線源から前記Ｘ線が照射されて自己像を形成するための自己像形成格子である１つの格子を含み、
前記位置切替機構は、前記自己像形成格子を前記退避位置と前記検出位置とに切り替えるように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項５】
前記１または複数の格子として、前記Ｘ線源から照射された前記Ｘ線の可干渉性を高めるための可干渉性向上格子と、前記可干渉性向上格子を通過した前記Ｘ線が照射されて自己像を形成するための自己像形成格子との２つの格子を含み、
前記位置切替機構は、前記可干渉性向上格子および前記自己像形成格子のうち、少なくともどちらか一方を前記退避位置と前記検出位置とに切り替えるように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項６】
複数の前記格子を備え、
前記位置切替機構は、全ての前記格子を前記退避位置と前記検出位置とに切り替えるように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項７】
前記位置切替機構は、前記画像信号生成系および前記１または複数の格子のうち少なくとも一方を、前記Ｘ線の光軸方向と直交する水平方向または垂直方向に移動させることにより、前記１または複数の格子の相対位置を前記退避位置と前記検出位置とに切り替えるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項８】
前記１または複数の格子の相対位置の切り替えと連動して、前記Ｘ線源と前記画像信号検出器との間の距離を変更する移動機構をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項９】
被写体と、前記画像信号生成系および前記１または複数の格子とのうちどちらか一方を、前記Ｘ線の光軸方向と直交する垂直方向の中心軸線周りの回転方向に相対回転させる回転機構をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線位相イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線位相イメージング装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、縞走査によって被写体のＸ線位相コントラスト画像を生成する位相撮影モードと、被写体によるＸ線の強度変化に基づいた画像（吸収画像）を生成する通常撮影モードとを有するＸ線位相イメージング装置が開示されている。
【０００４】
このＸ線位相イメージング装置は、Ｘ線源と、マルチスリットと、第１の格子と、第２の格子と、Ｘ線源から被写体を透過したＸ線を検出して画像データを生成する撮影部（放射線画像検出装置）と、操作者の操作に基づいてＸ線源の曝射動作や撮影部の撮影操作を制御するコンソールと、格子を移動させる移動機構とを備えている。コンソールは、撮影部により取得された画像データを演算処理してＸ線位相コントラスト画像を生成する。また、コンソールには制御装置が設けられている。Ｘ線源と、マルチスリットと、第１の格子と、第２の格子と、撮影部とは、Ｘ線の光軸方向にこの順で並んで配置されている。
【０００５】
このＸ線位相イメージング装置は、操作者の入力操作に応じて制御装置が移動機構を駆動するように構成されている。そして、このＸ線位相イメージング装置は、移動機構を介してマルチスリット、第１の格子および第２の格子のＸ線照射野への挿入およびＸ線照射野からの退避を行うことによって、位相撮影モードと通常撮影モードとを切り替えるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０３０４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、被写体として、たとえば、積層した炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の一層の厚みや、テープ状のカーボン繊維束などの小さい（薄い）被写体を撮影する場合、大きな焦点径では十分な分解能が得られないという不都合がある。また、小さい焦点径の場合、十分な分解能を得ることはできるが、焦点径がマルチスリットの周期よりも小さい場合、マルチスリットの影に起因してアーチファクト（虚像）が発生するという不都合がある。また、小さい焦点径の場合、照射されるＸ線の線量が少なくなるため、吸収画像を取得するために必要な線量を得られない可能性があるという不都合がある。なお、「アーチファクト（虚像）」とは、Ｘ線の一部が格子に遮られることによって発生する影に起因する、Ｘ線位相コントラスト画像の乱れやＸ線位相コントラスト画像の画質の低下のことである。
【０００８】
上記特許文献１に記載のＸ線位相イメージング装置は、Ｘ線源にマルチスリットを設けているため、焦点径の大きいＸ線源を使用していると考えられる。したがって、上記特許文献１に記載のＸ線位相イメージング装置は、十分な分解能が得られないという問題点がある。対応策として、上記特許文献１に記載のＸ線位相イメージング装置のＸ線源の焦点径を小さくすることが考えられる。しかし、Ｘ線源の焦点径を小さくした場合、マルチスリットによってアーチファクト（虚像）が発生するという問題点が新たに発生する。また、上記特許文献１に記載のＸ線位相イメージング装置のＸ線源を、焦点径の小さいＸ線源に変えた場合、高分解能でＸ線位相コントラスト画像を取得した状態から吸収画像の取得に切り替えた場合、Ｘ線の線量不足になるという問題点が新たに発生する。
【０００９】
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、Ｘ線位相コントラスト画像の取得と吸収画像の取得とを切り替えることが可能であり、取得する画像を切り替えた場合でも、アーチファクト（虚像）の発生を抑制しつつ、適した分解能での画像の取得を行うことが可能なＸ線位相イメージング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるＸ線位相イメージング装置は、Ｘ線源とＸ線源から照射されたＸ線に基づく画像信号を検出する画像信号検出器とを含む画像信号生成系と、Ｘ線源と画像信号検出器との間に配置された１または複数の格子と、画像信号生成系と１または複数の格子とのうち、少なくともどちらか一方を相対移動させることにより、１または複数の格子の相対位置を画像信号検出器の検出面上の検出範囲外となる退避位置と、画像信号検出器の検出面上の検出範囲内となる検出位置とに切り替える位置切替機構と、１または複数の格子の相対位置の切り替えと連動して、Ｘ線源の焦点径を変更する焦点径変更部とを含む。
【００１１】
この発明の一の局面におけるＸ線位相イメージング装置では、上記のようにＸ線源と画像信号検出器とを含む画像信号生成系と、Ｘ線源と画像信号検出器との間に配置された１または複数の格子と、画像信号生成系と１または複数の格子とのうち、少なくともどちらか一方を相対移動させることにより、１または複数の格子の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替える位置切替機構と、１または複数の格子の相対位置の切り替えと連動して、Ｘ線源の焦点径を変更する焦点径変更部とを含む。これにより、Ｘ線源に配置されている格子の移動と連動して、焦点径を変更することができる。その結果、高分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得するために、Ｘ線源の焦点径をＸ線源に配置されている格子のピッチよりも小さい焦点径に変更した場合でも、Ｘ線源に配置されている格子を退避位置に配置することが可能となるため、Ｘ線源に配置されている格子に起因するアーチファクト（虚像）の発生を抑制することができる。また、Ｘ線源に配置されている格子を検出位置に配置するとともに、Ｘ線源の焦点径を大きくすることにより、低分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得することができる。また、吸収画像を取得する場合、１または複数の格子の移動と連動して焦点径を変更することにより、被写体の大きさ（厚み）や素材に適した分解能の吸収画像を取得することができる。したがって、Ｘ線位相コントラスト画像の取得と吸収画像の取得とを切り替えることが可能であり、取得する画像を切り替えた場合でも、アーチファクト（虚像）の発生を抑制しつつ、適した分解能での画像の取得を行うことができる。
【００１２】
上記一の局面におけるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、１または複数の格子として、Ｘ線源からＸ線が照射されて自己像を形成するための自己像形成格子と、自己像形成格子を通過したＸ線が照射され自己像形成格子の自己像との干渉縞を形成するための干渉縞形成格子との２つの格子を含み、位置切替機構は、自己像形成格子および干渉縞形成格子のうち、少なくともどちらか一方を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。ここで、Ｘ線源から照射されたＸ線の可干渉性（コヒーレンス）が高い場合、Ｘ線源にＸ線の可干渉性を高めるための格子（マルチスリット）を配置する必要はなく、自己像形成格子と干渉縞形成格子とによって、Ｘ線位相コントラスト画像を生成することができる。このように構成すれば、Ｘ線源にマルチスリットを配置していないので、Ｘ線源の焦点径を自由に変更することが可能になる。その結果、Ｘ線位相コントラスト画像を生成する際に、自己像形成格子と干渉縞形成格子とによって干渉縞を形成することが可能な範囲内において、低分解能と高分解能とを切り替えることができる。
【００１３】
また、自己像形成格子によって形成された自己像の周期は、汎用的な検出器の画素ピッチよりも小さいため、干渉縞形成格子を配置しない場合には、自己像形成格子の自己像は画像信号検出器によって検出されない。すなわち、干渉縞形成格子を退避位置に配置した場合、取得される画像は吸収画像となる。したがって、自己像形成格子および干渉縞形成格子のどちらか一方の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えることによって、Ｘ線位相コントラスト画像の取得と吸収画像の取得とを容易に切り替えることができる。また、１または複数の格子の移動と連動して焦点径を変更することにより、被写体の大きさ（厚み）に応じた分解能の吸収画像を取得することができる。
【００１４】
上記一の局面におけるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、１または複数の格子として、Ｘ線源から照射されたＸ線の可干渉性を高めるための可干渉性向上格子と、可干渉性向上格子を通過したＸ線が照射されて自己像を形成するための自己像形成格子と、自己像形成格子を通過したＸ線が照射され自己像形成格子の自己像との干渉縞を形成するための干渉縞形成格子との３つの格子を含み、位置切替機構は、少なくとも可干渉性向上格子または干渉縞形成格子のどちらか一方を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。このように構成すれば、高分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得するためにＸ線源の焦点径を可干渉性向上格子の周期よりも小さくした場合でも、可干渉性向上格子を退避位置に配置することによって、可干渉性向上格子に起因するアーチファクトの発生を抑制することができる。また、Ｘ線源の焦点径を大きくした場合には、可干渉性向上格子を検出位置に配置することによって、低分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得することができる。また、干渉縞形成格子を退避位置と検出位置とに切り替えることによって、Ｘ線位相コントラスト画像の取得と吸収画像の取得とを容易に切り替えることができる。
【００１５】
上記一の局面におけるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、１または複数の格子として、Ｘ線源からＸ線が照射されて自己像を形成するための自己像形成格子である１つの格子を含み、位置切替機構は、自己像形成格子を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。ここで、Ｘ線源の焦点径を小さくすると、照射されるＸ線の可干渉性が向上する。また、画像信号検出器の画素周期が小さい場合、干渉縞形成格子を配置しなくても自己像形成格子の自己像を検出することができる。したがって、自己像形成格子を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成すれば、Ｘ線源の焦点径を絞ることによって、Ｘ線位相コントラスト画像を取得することができる。また、Ｘ線源の焦点径を大きくした場合、照射されるＸ線の可干渉性は低下する。したがって、自己像形成格子の自己像は形成されなくなる。すなわち、Ｘ線源の焦点径を大きくすることにより、吸収画像を取得することができる。また、自己像形成格子を退避位置への移動と連動してＸ線源の焦点径を大きくすることにより、自己像形成格子におけるＸ線の減衰がなくなるので、吸収画像におけるアーチファクトの発生を抑制することができる。
【００１６】
上記一の局面におけるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、１または複数の格子として、Ｘ線源から照射されたＸ線の可干渉性を高めるための可干渉性向上格子と、可干渉性向上格子を通過したＸ線が照射されて自己像を形成するための自己像形成格子との２つの格子を含み、位置切替機構は、可干渉性向上格子および自己像形成格子のうち、少なくともどちらか一方を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。このように構成すれば、Ｘ線源の焦点径を小さくするとともに可干渉性向上格子の配置を退避位置に配置することによって、高分解能のＸ線位相コントラスト画像を容易に取得することができる。また、Ｘ線源の焦点径を大きくするとともに、可干渉性向上格子の配置を検出位置に配置することによって、Ｘ線の線量を増加させることが可能となり、Ｘ線位相コントラスト画像の取得時間を短縮することができる。
【００１７】
上記一の局面におけるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、複数の格子を備え、位置切替機構は、全ての格子を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。このように構成すれば、吸収画像を取得する際に、全ての格子を画像信号検出器の検出面上の検出範囲外に配置することができる。その結果、画像信号検出器の検出面上の検出範囲内に配置された１または複数の格子に起因するアーチファクトの発生をより抑制することができる。また、画像信号検出器の検出面上の検出範囲内に格子が配置されないので、格子によるＸ線減衰を抑制することが可能となり、撮影時間を短縮することができる。
【００１８】
上記一の局面におけるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、位置切替機構は、画像信号生成系および１または複数の格子のうち少なくとも一方を、Ｘ線の光軸方向と直交する水平方向または垂直方向に移動させることにより、１または複数の格子の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。このように構成すれば、画像信号生成系および１または複数の格子を水平方向または垂直方向に直線移動させることによって、退避位置と検出位置とに切り替えを行うことが可能となるので、装置構成を簡素化することができる。
【００１９】
上記一の局面におけるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、１または複数の格子の相対位置の切り替えと連動して、Ｘ線源と画像信号検出器との間の距離を変更する移動機構をさらに備える。このように構成すれば、Ｘ線位相コントラスト画像を取得する際に、Ｘ線源の焦点径を小さくすることによって線量不足となった場合でも、Ｘ線源と画像信号検出器との距離を小さくすることによって、検出されるＸ線の線量を増加させることができる。また、Ｘ線源の焦点径を小さくして高分解能の吸収画像を取得する際に、Ｘ線源と画像信号検出器との距離を大きくすることによって、被写体の拡大率を上げることができる。その結果、ユーザビリティ（ユーザの利便性）を向上させることができる。
【００２０】
上記一の局面におけるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、被写体と、画像信号生成系および１または複数の格子とのうちどちらか一方を、Ｘ線の光軸方向と直交する垂直方向の中心軸線周りの回転方向に相対回転させる回転機構をさらに備える。このように構成すれば、Ｘ線の線量が必要な断層撮影（ＣＴ撮影）を行う場合はＸ線源の焦点径を大きくして撮影することができる。また、小さい被写体を撮影する場合にはＸ線源の焦点径の小さくして撮影を行うことができる。したがって、ＣＴ撮影および小さい被写体の撮影を別々の装置で行う場合と比較して、作業効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、上記のように、Ｘ線位相コントラスト画像の取得と吸収画像の取得とを切り替えることが可能であり、取得する画像を切り替えた場合でも、アーチファクト（虚像）の発生を抑制しつつ、適した分解能での画像の取得を行うことが可能なＸ線位相イメージング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態によるＸ線位相イメージング装置の全体構造を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるＸ線位相イメージング装置の全体構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるＸ線位相イメージング装置の格子の検出位置を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるＸ線位相イメージング装置の格子の退避位置を説明するための斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるＸ線位相イメージング装置のＸ線の光軸方向への移動後の状態を説明するための斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるＸ線位相イメージング装置の格子の検出位置を説明するための斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるＸ線位相イメージング装置の格子の退避位置を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態によるＸ線位相イメージング装置の格子の検出位置を説明するための斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態によるＸ線位相イメージング装置の格子の退避位置を説明するための斜視図である。
【図１０】従来の画像信号検出器の画素ピッチの大きさを示した図（Ａ）および本発明の第３実施形態による画像信号検出器の画素ピッチの大きさを示した図（Ｂ）である。
【図１１】本発明の第４実施形態によるＸ線位相イメージング装置の格子の検出位置を説明するための斜視図である。
【図１２】本発明の第４実施形態によるＸ線位相イメージング装置の格子の退避位置を説明するための斜視図である。
【図１３】本発明の第１実施形態の第１変形例によるＸ線位相イメージング装置の格子の退避位置を説明するための斜視図である。
【図１４】本発明の第１実施形態の第２変形例によるＸ線位相イメージング装置の格子の退避位置を説明するための斜視図である。
【図１５】本発明の第１実施形態の第３変形例によるＸ線位相イメージング装置の格子の検出位置を説明するための斜視図である。
【図１６】本発明の第１実施形態の第３変形例によるＸ線位相イメージング装置の格子の退避位置を説明するための斜視図である。
【図１７】本発明の第１実施形態の第４変形例によるＸ線位相イメージング装置の画像信号検出器を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
［第１実施形態］
図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態によるＸ線位相イメージング装置１００の構成について説明する。
【００２５】
（Ｘ線位相イメージング装置の構成）
まず、図１および図２を参照して、第１実施形態によるＸ線位相イメージング装置１００の構成について説明する。
【００２６】
Ｘ線位相イメージング装置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線位相イメージング装置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。また、Ｘ線位相イメージング装置１００は、被写体Ｔを通過したＸ線の強度変化に基づいて、被写体Ｔの吸収画像を取得する装置である。Ｘ線位相イメージング装置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。また、Ｘ線位相イメージング装置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。
【００２７】
図１は、Ｘ線位相イメージング装置１００を上から見た平面図である。図１に示すように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１と画像信号検出器２とを含む画像信号生成系３と、マルチスリット４と、位相格子５と、吸収格子６と、制御装置７と、位置切替機構８と、位置切替機構制御部９と、焦点径変更部１０とを備えている。なお、本明細書において、Ｘ線源１からマルチスリット４に向かう方向をＺ１方向、その逆向きをＺ２方向とする。また、Ｚ方向と直交する面内の左右方向をＸ方向とする。Ｘ方向のうち、図１の紙面の上側に向かう方向をＸ１方向とする。また、Ｘ方向のうち、図１の紙面の下側に向かう方向をＸ２方向とする。また、Ｚ方向と直交する面内の上下方向をＹ方向とする。Ｙ方向のうち、図１の紙面の奥に向かう方向をＹ２方向とする。また、Ｙ方向のうち、図１の紙面の手前に向かう方向をＹ１方向とする。なお、Ｚ方向とは、特許請求の範囲の「Ｘ線の光軸方向」の一例である。また、Ｘ方向とは、特許請求の範囲の「Ｘ線の光軸方向と直行する水平方向」の一例である。また、Ｙ方向とは、特許請求の範囲の「Ｘ線の光軸方向と直交する垂直方向」の一例である。また、マルチスリット４は、特許請求の範囲の「可干渉性向上格子」の一例である。また、位相格子５は、特許請求の範囲の「自己像形成格子」の一例である。また、吸収格子６は、特許請求の範囲の「干渉縞形成格子」の一例である。
【００２８】
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Ｚ１方向に向けて照射するように構成されている。
【００２９】
マルチスリット４はＸ方向に所定の周期（ピッチ）で配列される複数のＸ線透過部４ａおよびＸ線吸収部４ｂを有している。各Ｘ線透過部４ａおよびＸ線吸収部４ｂはＹ方向に延びるように構成されている。
【００３０】
マルチスリット４は、Ｘ線源１と位相格子５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。マルチスリット４は、各Ｘ線透過部４ａを通過したＸ線を、各Ｘ線透過部４ａの位置に対応する線光源とするように構成されている。これにより、マルチスリット４は、Ｘ線源１から照射されるＸ線の可干渉性を高めることが可能である。
【００３１】
位相格子５は、Ｘ方向に所定の周期（ピッチ）で配列される複数のスリット５ａおよび、Ｘ線位相変化部５ｂを有している。各スリット５ａおよびＸ線位相変化部５ｂはそれぞれ、Ｙ方向に延びるように形成されている。
【００３２】
位相格子５は、マルチスリット４と、吸収格子６との間に配置されており、マルチスリット４を通過したＸ線が照射される。位相格子５は、タルボ効果により、自己像５０（図１０参照）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）離れた位置に、格子の像（自己像５０）が形成される。これをタルボ効果という。
【００３３】
吸収格子６は、Ｘ方向に所定の周期（ピッチ）で配列される複数のＸ線透過部６ａおよびＸ線吸収部６ｂを有する。吸収格子６は、位相格子５と画像信号検出器２との間に配置されており、位相格子５を通過したＸ線が照射される。また、吸収格子６は、位相格子５からタルボ距離離れた位置に配置される。吸収格子６は、位相格子５の自己像５０と干渉して、画像信号検出器２の検出面上にモアレ縞（図示せず）を形成する。
【００３４】
マルチスリット４、位相格子５、吸収格子６はそれぞれ異なる役割を持つ格子であるが、Ｘ線透過部４ａ、スリット５ａおよびＸ線透過部６ａはそれぞれＸ線を透過させる。また、Ｘ線吸収部４ｂおよびＸ線吸収部６ｂはそれぞれＸ線を遮蔽する役割を担っており、Ｘ線位相変化部５ｂはスリット５ａとの屈折率の違いによってＸ線の位相を変化させる。
【００３５】
画像信号検出器２は、Ｘ線を検出するとともに、検出されたＸ線を電気信号に変換し、変換された電気信号を画像信号として読み取るように構成されている。画像信号検出器２は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。画像信号検出器２は、複数の変換素子２ａ（図１０参照）と複数の変換素子２ａ上に配置された画素電極（図示せず）とにより構成されている。複数の変換素子２ａおよび画素電極は、所定の周期ｐ３（画素ピッチ）（図１０参照）で、Ｘ方向およびＹ方向にアレイ状に配列されている。また、画像信号検出器２は、取得した画像信号を、制御装置７に出力するように構成されている。
【００３６】
図２に示すように、制御装置７は、制御部７０と、画像処理部７１とを含んでいる。制御部７０は、位置切替機構８を駆動するための信号を、位置切替機構制御部９に出力するように構成されている。また、制御部７０は、Ｘ線源１の焦点径を変更するための信号を、焦点径変更部１０に出力するように構成されている。画像処理部７１は、画像信号生成系３で生成された画像信号を画像化するように構成されている。制御装置７は、たとえば、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）である。また、制御部７０は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を含む。また、画像処理部７１は、たとえば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を含む。
【００３７】
位置切替機構制御部９は、制御部７０から入力される信号に基づき、位置切替機構８を制御するように構成されている。位置切替機構制御部９は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を含む。
【００３８】
位置切替機構８は、画像信号生成系３と１または複数の格子とのうち、少なくともどちらか一方を相対移動させることにより、１または複数の格子の相対位置を、画像信号検出器２の検出面上の検出範囲外となる退避位置と、画像信号検出器２の検出面上の検出範囲内となる検出位置とに切り替えるように構成されている。なお、本明細書において、画像信号検出器２の検出面上の検出範囲外とは、画像信号検出器２の検出面上において、被写体Ｔの注目領域を透過したＸ線が検出されている範囲（画像信号検出器２に被写体Ｔの注目領域が写っている範囲）の外側のことである。したがって、画像信号検出器２の変換素子上であっても、被写体Ｔの注目領域が撮像されていない場所は検出範囲外となる。また、画像信号検出器２の検出面上の検出範囲内とは、画像信号検出器２の検出面上において、被写体Ｔの注目領域を透過したＸ線が検出されている範囲（画像信号検出器２に被写体Ｔの注目領域が写っている範囲）のことである
【００３９】
焦点径変更部１０は、制御部７０からの入力に基づき、１または複数の格子の相対位置の切り替えと連動して、Ｘ線源１の焦点径を変更するように構成されている。具体的には、Ｘ線源１のフォーカス制御を変更することにより、Ｘ線源１の焦点径を変更するように構成されている。
【００４０】
（格子の相対位置の切り替え）
次に、図３〜図５を参照して、第１実施形態によるＸ線位相イメージング装置１００が１または複数の格子の相対位置を切り替える構成について説明する。
【００４１】
図３に示すように、第１実施形態では、マルチスリット４と、位相格子５と、吸収格子６とが、この順でＸ線源１と画像信号検出器２との間に配置されている。また、第１実施形態では、被写体Ｔは、被写体回転機構１１に載置され、位相格子５と吸収格子６との間に配置されている。なお、被写体Ｔが載置されている被写体回転機構１１は、Ｙ軸方向の中心軸線周りの回転方向に相対回転可能に構成されている。なお、被写体回転機構１１は、特許請求の範囲の「回転機構」の一例である。
【００４２】
また、第１実施形態では、位置切替機構８は、Ｚ方向移動機構８０とＸ線源載置部８１と、マルチスリット載置部８２と、位相格子載置部８３と、被写体載置部８４と、吸収格子載置部８５と、画像信号検出器載置部８６とによって構成されている。Ｚ方向移動機構８０は、Ｘ線源載置部８１と、マルチスリット載置部８２と、位相格子載置部８３と、被写体載置部８４と、吸収格子載置部８５と、画像信号検出器載置部８６とを、それぞれ、Ｚ１方向およびＺ２方向に移動可能に構成されている。なお、Ｚ方向移動機構８０は、特許請求の範囲の「移動機構」の一例である。
【００４３】
Ｘ線源載置部８１は、載置されたＸ線源１を、Ｘ１方向およびＸ２方向に移動可能なように構成されている。また、マルチスリット載置部８２は、載置されたマルチスリット４をＸ１方向およびＸ２方向に移動可能なように構成されている。また、位相格子載置部８３は、載置された位相格子５をＸ１方向およびＸ２方向に移動可能なように構成されている。また、被写体載置部８４は、載置された被写体ＴをＸ１方向およびＸ２方向に移動可能なように構成されている。また、吸収格子載置部８５は、載置された吸収格子６をＸ１方向およびＸ２方向に移動可能なように構成されている。また、画像信号検出器載置部８６は、載置された画像信号検出器２をＸ１方向およびＸ２方向に移動可能なように構成されている。Ｚ方向移動機構８０は、たとえば、ボールネジやリニアモータなどの直動機構を含む。また、Ｘ線源載置部８１と、マルチスリット載置部８２と、位相格子載置部８３と、被写体載置部８４と、吸収格子載置部８５と、画像信号検出器載置部８６とは、それぞれボールネジやリニアモータなどの直動機構を含む。
【００４４】
第１実施形態では、高分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得する際に、焦点径変更部１０によってＸ線源１の焦点径を小さくする。その際、マルチスリット４に起因するアーチファクトの発生を抑制するために、図４に示すように、画像信号検出器２の検出面上の検出範囲外となる退避位置にマルチスリット４を移動させる。すなわち、図４に示す例では、位置切替機構８は、マルチスリット４をＸ２方向に移動させることにより、マルチスリット４を退避位置に配置する。なお、図４に示す例ではマルチスリット４をＸ２方向に移動させる例を示しているが、吸収格子６をＸ２方向に移動させてもよい。また、マルチスリット４および吸収格子６の両方をＸ２方向に移動させてもよい。
【００４５】
また、第１実施形態では、Ｘ線源１の焦点径を小さくしたことによってＸ線の線量が低下する。そのため、図５に示すように、位置切替機構８は、１または複数の格子の相対位置の切り替えと連動して、Ｘ線源１と画像信号検出器２との間の距離を変更するように構成されている。すなわち、位置切替機構８は、マルチスリット４、位相格子５、被写体Ｔ、吸収格子６、および画像信号検出器２をＺ２方向に移動させることによって、画像信号検出器２で検出されるＸ線の線量を増加させる（Ｘ線の損失を減少させる）。
【００４６】
第１実施形態では、１または複数の格子の移動と連動して、Ｘ線源１の焦点径を変更することにより、以下の画像を取得することができる。すなわち、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、マルチスリット４を退避位置に配置し、位相格子５を検出位置に配置することにより、高分解能の位相コントラスト画像を取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を大きくするとともに、全ての格子を検出位置に配置することにより、低分解能の位相コントラスト画像を取得することができる。
【００４７】
また、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、位相格子５および／または吸収格子６を退避位置に配置することにより、高分解能の吸収画像を取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を大きくするとともに、位相格子５および／または吸収格子６を退避位置に配置することにより、低分解能の吸収画像を取得することができる。
【００４８】
［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。
【００４９】
第１実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１とＸ線源１から照射されたＸ線に基づく画像信号を検出する画像信号検出器２とを含む画像信号生成系３と、Ｘ線源１と画像信号検出器２との間に配置された１または複数の格子と、画像信号生成系３と１または複数の格子とのうち、少なくともどちらか一方を相対移動させることにより、１または複数の格子の相対位置を画像信号検出器２の検出面上の検出範囲外となる退避位置と、画像信号検出器２の検出面上の検出範囲内となる検出位置とに切り替える位置切替機構８と、１または複数の格子の相対位置の切り替えと連動して、Ｘ線源１の焦点径を変更する焦点径変更部１０とを含む。これにより、マルチスリット４の移動と連動して、焦点径を変更することができる。その結果、高分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得するために、Ｘ線源１の焦点径をマルチスリット４のピッチよりも小さい焦点径に変更した場合でも、マルチスリット４を退避位置に配置することが可能となるため、マルチスリット４に起因するアーチファクト（虚像）の発生を抑制することができる。また、マルチスリット４を検出位置に配置するとともに、Ｘ線源１の焦点径を大きくすることにより、低分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得することができる。また、吸収画像を取得する場合、１または複数の格子の移動と連動して焦点径を変更することにより、被写体Ｔの大きさ（厚み）や素材に適した分解能の吸収画像を取得することができる。したがって、Ｘ線位相コントラスト画像の取得と吸収画像の取得とを切り替えることが可能であり、取得する画像を切り替えた場合でも、アーチファクト（虚像）の発生を抑制しつつ、適した分解能での画像の取得を行うことができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、上記のように、１または複数の格子として、Ｘ線源１から照射されたＸ線の可干渉性を高めるためのマルチスリット４と、マルチスリット４を通過したＸ線が照射されて自己像５０を形成するための位相格子５と、位相格子５を通過したＸ線が照射され位相格子５の自己像５０との干渉縞を形成するための吸収格子６との３つの格子を含み、位置切替機構８は、少なくともマルチスリット４または吸収格子６のどちらか一方を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。これにより、高分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得するためにＸ線源１の焦点径をマルチスリット４の周期よりも小さくした場合でも、マルチスリット４を退避位置に配置することによって、マルチスリット４に起因するアーチファクトの発生を抑制することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を大きくした場合には、マルチスリット４を検出位置に配置することによって、低分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得することができる。また、マルチスリット４を退避位置と検出位置とに切り替えることによって、Ｘ線位相コントラスト画像の取得と吸収画像の取得とを容易に切り替えることができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、上記のように、１または複数の格子を、Ｘ方向に移動させることにより、１または複数の格子の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。これにより、画像信号生成系３および１または複数の格子をＸ方向に直線移動させることによって、退避位置と検出位置とに切り替えを行うことが可能となるので、Ｘ線位相イメージング装置１００の装置構成を簡素化することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、１または複数の格子の相対位置の切り替えと連動して、Ｘ線源１と画像信号検出器２との間の距離を変更するＺ方向移動機構８０をさらに備える。これにより、Ｘ線位相コントラスト画像を取得する際に、Ｘ線源１の焦点径を小さくすることによって線量不足となった場合でも、Ｘ線源１と画像信号検出器２との距離を小さくすることによって、検出されるＸ線の線量を増加させることができる。また、Ｘ線源１の焦点径を小さくして高分解能の吸収画像を取得する際に、Ｘ線源１と画像信号検出器２との距離を大きくすることによって、被写体Ｔの拡大率を上げることができる。その結果、ユーザビリティ（ユーザの利便性）を向上させることができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、上記のように、被写体Ｔを、Ｙ方向の中心軸線周りの回転方向に相対回転させる被写体回転機構１１をさらに備える。これにより、Ｘ線の線量が必要な断層撮影（ＣＴ撮影）を行う場合はＸ線源１の焦点径を大きくして撮影することができる。また、小さい被写体Ｔを撮影する場合にはＸ線源１の焦点径の小さくして撮影を行うことができる。したがって、ＣＴ撮影および小さい被写体Ｔの撮影を別々の装置で行う場合と比較して、作業効率を向上させることができる。
【００５４】
［第２実施形態］
次に、図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態によるＸ線位相イメージング装置２００の構成について説明する。この第２実施形態では、マルチスリット４、位相格子５、および吸収格子６のうち、少なくともマルチスリット４または吸収格子６のどちらか一方の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている上記第１実施形態とは異なり、少なくとも位相格子５または吸収格子６のうち、少なくともどちらか一方の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。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。
【００５５】
図６に示すように、第２実施形態によるＸ線位相イメージング装置２００では、１または複数の格子として、Ｘ線源１からＸ線が照射されて自己像５０を形成するための位相格子５と、位相格子５を通過したＸ線が照射され位相格子５の自己像５０との干渉縞を形成するための吸収格子６との２つの格子を含む。また、位置切替機構８は、Ｚ方向移動機構８０と、Ｘ線源載置部８１と、位相格子載置部８３と、被写体載置部８４と、吸収格子載置部８５と、画像信号検出器載置部８６とを含む。
【００５６】
第２実施形態では、位置切替機構８は、位相格子５および吸収格子６のうち、少なくともどちらか一方を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。第２実施形態では、図７に示す例のように、位置切替機構８は、吸収格子６をＸ２方向に移動させることによって、退避位置と検出位置とを切り替えるように構成されている。ここで、Ｘ線源１から照射されたＸ線の可干渉性が高い場合、Ｘ線源１にマルチスリット４を配置する必要はなく、位相格子５と吸収格子６とによって、Ｘ線位相コントラスト画像を生成することができる。したがって、第２実施形態では、Ｘ線位相コントラスト画像を取得する場合、Ｘ線の可干渉性を高めるため、Ｘ線源１の焦点径を小さくする。なお、図７に示す例では、吸収格子６をＸ２方向に移動させたが、位相格子５をＸ２方向に移動させてもよい。また、位相格子５および吸収格子６の両方をＸ２方向に移動させてもよい。
【００５７】
第２実施形態では、１または複数の格子の移動と連動して、Ｘ線源１の焦点径を変更することにより、以下の画像を取得することができる。すなわち、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、全ての格子を検出位置に配置することにより、高分解能の位相コントラスト画像を取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、位相格子５および／または吸収格子６を退避位置に配置することにより、高分解能の吸収画像を取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、位相格子５および／または吸収格子６を退避位置に配置することにより、低分解能の吸収画像を取得することができる。
【００５８】
［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。
【００５９】
第２実施形態では、上記のように、１または複数の格子として、Ｘ線源１からＸ線が照射されて自己像５０を形成するための位相格子５と、位相格子５を通過したＸ線が照射され位相格子５の自己像５０との干渉縞を形成するための吸収格子６との２つの格子を含み、位置切替機構８は、位相格子５および吸収格子６のうち、少なくともどちらか一方を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。ここで、Ｘ線源１から照射されたＸ線の可干渉性が高い場合、マルチスリット４を配置する必要はなく、位相格子５と吸収格子６とによって、Ｘ線位相コントラスト画像を生成することができる。これにより、Ｘ線源１にマルチスリット４を配置していないので、Ｘ線源１の焦点径を自由に変更することが可能になる。その結果、Ｘ線位相コントラスト画像を生成する際に、位相格子５と吸収格子６とによって干渉縞を形成することが可能な範囲内において、低分解能と高分解能とを切り替えることができる。
【００６０】
また、位相格子５によって形成された自己像５０の周期ｐ１は、汎用的な検出器２の変換素子２ａの画素ピッチｐ２よりも小さいため、吸収格子６を配置しない場合には、位相格子５の自己像５０は画像信号検出器２によって検出されない。すなわち、吸収格子６を退避位置に配置した場合、取得される画像は吸収画像となる。したがって、位相格子５および吸収格子６のどちらか一方の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えることによって、Ｘ線位相コントラスト画像の取得と吸収画像の取得とを容易に切り替えることができる。また、１または複数の格子の移動と連動して焦点径を変更することにより、被写体Ｔの大きさ（厚み）に応じた分解能の吸収画像を取得することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
［第３実施形態］
次に、図８〜図１０を参照して、本発明の第３実施形態によるＸ線位相イメージング装置３００の構成について説明する。この第３実施形態では、マルチスリット４、位相格子５、および吸収格子６のうち、少なくともマルチスリット４または吸収格子６のどちらか一方の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている第１実施形態とは異なり、位相格子５を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。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】
図８および図９に示すように、第３実施形態では、Ｘ線源１と画像信号検出器２１とを含む画像信号生成系３と、１または複数の格子として、Ｘ線源１からＸ線が照射されて自己像５０を形成するための位相格子５である１つの格子と、位置切替機構８とを含む。また、位置切替機構８は、Ｚ方向移動機構８０と、Ｘ線源載置部８１と、位相格子載置部８３と、被写体載置部８４と、画像信号検出器載置部８６とを含む。位置切替機構８は、位相格子５を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。すなわち、位置切替機構８は、位相格子５をＸ方向に移動させることによって、位相格子５の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。図９に示す例では、位置切替機構８は、位相格子５をＸ２方向に移動させることにより、退避位置と検出位置とを切り替えるように構成されている。なお、図９に示す例では、位置切替機構８は、位相格子５をＸ２方向に移動させるように構成されているが、位置切替機構８は、位相格子５をＸ１方向に移動させるように構成されていてもよい。
【００６４】
ここで、Ｘ線源１の焦点径を小さくすると、照射されるＸ線の可干渉性が向上する。また、画像信号検出器２の画素周期が小さい場合、吸収格子６を配置しなくても位相格子５の自己像５０を検出することができる。一般的には、画像信号検出器２として、図１０（Ａ）に示すような汎用的な検出器２が用いられる。検出器２の変換素子２ａの画素ピッチｐ２は、位相格子５の自己像５０の周期ｐ１よりも大きいため、位相格子５の自己像５０を検出することはできない。しかし、図１０（Ｂ）に示す検出器２１を用いることによって、位相格子５の自己像５０を検出することができる。すなわち、検出器２１の変換素子２１ａの画素ピッチｐ３は、位相格子５の自己像５０の周期ｐ１よりも小さいため、位相格子５の自己像５０を検出することができる。第３実施形態では、画像信号検出器として、図１０（Ｂ）に示すように、位相格子５の自己像５０の周期ｐ１よりも画素ピッチが小さい検出器２１を用いる。これにより、画像信号検出器２１は、位相格子５の自己像５０を検出することができる。
【００６５】
第３実施形態では、１または複数の格子の移動と連動して、Ｘ線源１の焦点径を変更することにより、以下の画像を取得することができる。すなわち、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、位相格子５を検出位置に配置することにより、高分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、位相格子５を退避位置に配置することにより、高分解能の吸収画像を取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を大きくするとともに、位相格子５を退避位置に配置することにより、低分解能の吸収画像を取得することができる。なお、Ｘ線源１の焦点径を大きくした場合、Ｘ線の可干渉性が低下するため、位相格子５を検出位置に配置したままであっても、位相格子５の自己像５０は形成されないため、取得される画像は吸収画像となる。
【００６６】
［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６７】
第３実施形態では、上記のように、１または複数の格子として、Ｘ線源１からＸ線が照射されて自己像５０を形成するための位相格子５である１つの格子を含み、位置切替機構８は、位相格子５を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。これにより、Ｘ線源１の焦点径を絞ることによって、Ｘ線位相コントラスト画像を取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を大きくした場合、照射されるＸ線の可干渉性は低下する。したがって、位相格子５の自己像５０は形成されなくなる。すなわち、Ｘ線源１の焦点径を大きくすることにより、吸収画像を取得することができる。また、位相格子５を退避位置への移動と連動してＸ線源１の焦点径を大きくすることにより、位相格子５におけるＸ線の減衰がなくなるので、吸収画像におけるアーチファクトの発生を抑制することができる。
【００６８】
なお、第３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。
【００６９】
［第４実施形態］
次に、図１１および図１２を参照して、本発明の第４実施形態によるＸ線位相イメージング装置４００の構成について説明する。この第４実施形態では、マルチスリット４、位相格子５、および吸収格子６のうち、少なくともマルチスリット４または吸収格子６のどちらか一方の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている第１実施形態とは異なり、マルチスリット４および位相格子５のうち、少なくともどちらか一方の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。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。
【００７０】
図１１および図１２に示すように、第４実施形態では、１または複数の格子として、Ｘ線源１から照射されたＸ線の可干渉性を高めるためのマルチスリット４と、マルチスリット４を通過したＸ線が照射されて自己像５０を形成するための位相格子５との２つの格子を含む。また、位置切替機構８は、Ｚ方向移動機構８０と、Ｘ線源載置部８１と、マルチスリット載置部８２と、位相格子載置部８３と、被写体載置部８４と、画像信号検出器載置部８６とを含む。また、第４実施形態では、吸収格子６を配置しない構成となっているため、上記第３実施形態と同様に、画像信号検出器２は、画素ピッチの小さい検出器２１が用いられている。
【００７１】
位置切替機構８は、マルチスリット４および位相格子５のうち、少なくともどちらか一方を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。すなわち、位置切替機構８は、マルチスリット４をおよび位相格子５のうち、少なくともどちらか一方をＸ方向に移動させることにより、退避位置と検出位置とを切り替えるように構成されている。図１２に示す例では、マルチスリット４をＸ２方向に移動させることにより、退避位置と検出位置とを切り替えるように構成されている。なお、位置切替機構８は、位相格子５をＸ２方向に移動させるように構成されていてもよい。また、位置切替機構８は、マルチスリット４および位相格子５の両方をＸ２方向に移動させるように構成されていてもよい。
【００７２】
第４実施形態では、１または複数の格子の移動と連動して、Ｘ線源１の焦点径を変更することにより、以下の画像を取得することができる。すなわち、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、マルチスリット４を退避位置に配置し、位相格子５を検出位置に配置することにより、高分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を大きくするとともに、全ての格子を検出位置に配置することにより、低分解能のＸ線位相コントラスト画像を取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、全ての格子を退避位置に配置することにより、高分解能の吸収画像を取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を大きくするとともに、マルチスリット４および／または位相格子５を退避位置に配置することにより、低分解能の吸収画像を取得することができる。
【００７３】
［第４実施形態の効果］
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７４】
第４実施形態では、上記のように、１または複数の格子として、Ｘ線源１から照射されたＸ線の可干渉性を高めるためのマルチスリット４と、マルチスリット４を通過したＸ線が照射されて自己像５０を形成するための位相格子５との２つの格子を含み、位置切替機構８は、マルチスリット４および位相格子５のうち、少なくともどちらか一方を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されている。これにより、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともにマルチスリット４の配置を退避位置に配置することによって、高分解能のＸ線位相コントラスト画像を容易に取得することができる。また、Ｘ線源１の焦点径を大きくするとともに、マルチスリット４の配置を検出位置に配置することによって、Ｘ線の線量を増加させることが可能となり、Ｘ線位相コントラスト画像の取得時間を短縮することができる。
【００７５】
なお、第４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。
（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、特許請求の範囲によって示され、さらに特許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。
【００７６】
たとえば、上記第１実施形態では、マルチスリット４を退避位置に移動させる構成を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１３に示すように、Ｘ線源１と、被写体Ｔと、画像信号検出器２とを退避位置に移動させるように構成されていてもよい。
【００７７】
また、上記第１実施形態では、マルチスリット４および吸収格子６を移動させることによって、退避位置と検出位置との切り替えを行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１４に示すように、位置切替機構８は、全ての格子を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されていてもよい。このように構成すれば、吸収画像を取得する際に、全ての格子を画像信号検出器２の検出面上の検出範囲外に配置することができる。その結果、画像信号検出器２の検出面上の検出範囲内に配置された１または複数の格子に起因するアーチファクトの発生をより抑制することができる。また、画像信号検出器２の検出面上の検出範囲内に格子が配置されないので、格子によるＸ線減衰を抑制することが可能となり、撮影時間を短縮することができる。
【００７８】
また、上記第１実施形態では、Ｘ線位相イメージング装置１００は、被写体ＴをＹ方向の中心軸線周りの回転方向に相対回転させることによってＣＴ撮影を行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像信号生成系３と１または複数の格子とをＹ軸方向の中心軸線周りの回転方向に相対回転させることによってＣＴ撮影を行うように構成されていてもよい。また、たとえば、画像信号生成系３と１または複数の格子とを、Ｙ軸方向の中心軸線周りの回転方向に複数設け、ＣＴ撮影を行うように構成されていてもよい。
【００７９】
また、上記第１実施形態では、位相格子５の自己像５０と干渉縞を形成させるために、吸収格子６を用いたが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１７に示すように、Ｘ線を検出して蛍光を発するシンチレータ１２を、格子状に形成したものを、光を検出する検出器２２の検出面上に配置し、シンチレータ１２を位相格子５の自己像５０と干渉させることによってＸ線位相コントラスト画像を取得するように構成されていてもよい。
【００８０】
また、上記第２実施形態では、画像信号検出器２として、位相格子５の自己像の周期ｐ１よりも画素ピッチが小さい検出器２を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像信号検出器２として、第３実施形態で用いた検出器２１を用いてもよい。これにより、吸収格子６を退避位置に配置した場合でも位相格子５の自己像５０を検出することが可能となるので、Ｘ線源１の焦点径を大きくするとともに、吸収格子６を退避位置に配置することにより、低分解能の位相コントラスト画像を取得することができる。なお、画像信号検出器２として検出器２１を用いる場合、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、位相格子５を検出位置に配置することにより位相格子５の自己像５０が形成される。したがって、高分解能の吸収画像を取得するためには、Ｘ線源１の焦点径を小さくするとともに、位相格子５を退避位置に配置し、吸収格子６を検出位置に配置するか、または、位相格子５および吸収格子６を退避位置に配置する。
【００８１】
また、上記第１〜第４実施形態では、Ｘ線源１のフォーカス制御を変更することによりＸ線源１の焦点径を変更する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ｘ線源１を焦点径の異なる別のＸ線源に変更することによって焦点径を変更するように構成されていてもよい。
【００８２】
また、上記第１〜第４実施形態では、位置切替機構８は、１または複数の格子をＸ２方向に移動させることにより、退避位置と検出位置との切り替えを行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、位置切替機構８は、１または複数の格子をＸ１方向に移動させることにより、退避位置と検出位置とを切り替えるように構成されていてもよい。また、Ｘ１方向またはＸ２方向のどちらか一方向ではなく、Ｘ１方向およびＸ２方向を組み合わせて退避位置と検出位置とを切り替えるように構成されていてもよい。
【００８３】
また、上記第１〜第４実施形態では、位置切替機構８は、１または複数の格子をＸ方向に移動させることにより、退避位置と検出位置との切り替え行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１５および図１６に示すように、位置切替機構８は、１または複数の格子を、Ｙ１方向および／またはＹ２方向に移動させることにより、１または複数の格子の相対位置を退避位置と検出位置とに切り替えるように構成されていてもよい。
【００８４】
また、上記第１〜第４実施形態では、自己像５０を形成させるための格子として、位相格子５を用いる干渉計の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、位相格子５の代わりに、吸収型の格子を用いることによって、非干渉計によってＸ線位相イメージング装置１００を構成してもよい。
【００８５】
また、上記第１〜第４実施形態では、位置切替機構８は、Ｘ方向またはＹ方向に格子のいずれかを直線移動させることによって、退避位置と検出位置とを切り替える構成を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、位置切替機構８は、格子のいずれかを縁辺を中心に回転させることによって、退避位置と検出位置とを切り替えるように構成されていてもよい。しかし、退避位置と検出位置とを切り替えるために格子を回転させた場合、格子の位置ずれが発生する可能性が高くなる。したがって、退避位置と検出位置との切り替えは、格子を直線移動させることによって行う方がよい。
【００８６】
また、上記第１〜第４実施形態では、位置切替機構８は、１つの移動機構で１つの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。たとえば、１つの移動機構で複数の格子を移動させてもよい。また、１つの移動機構でＸ線源１と格子とを移動させてもよい。また、１つの移動機構で画像信号検出器２と格子とを移動させてもよい。
【００８７】
また、上記第１〜第４実施形態では、退避位置と検出位置との切り替えにおいて、Ｘ方向（Ｙ方向）に移動させない格子についてもＸ方向（Ｙ方向）に移動させる移動機構を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ｘ方向（Ｙ方向）に移動させない格子には、Ｘ方向（Ｙ方向）に移動させる移動機構を設けなくてもよい。これにより、装置構成を簡素化することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１  Ｘ線源
２  画像信号検出器
３  画像信号生成系
４  マルチスリット（可干渉性向上格子）
５  位相格子（自己像形成格子）
６  吸収格子（干渉縞形成格子）
８  位置切替機構
１０  焦点径変更部
１１  被写体回転機構（回転機構）
２０、２１、２２  検出器（画像信号検出器）
８０  Ｚ方向移動機構（移動機構）
Ｔ  被写体
【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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