(57)【要約】【課題】被写体の特定部位のコントラストを強調したＸ線位相コントラスト画像を生成することが可能なＸ線位相コントラスト撮影装置を提供する。【解決手段】Ｘ線位相コントラスト撮影装置１００は、Ｘ線源１と、Ｘ線を検出する検出器５と、Ｘ線源１と検出器５との間に配置され、Ｘ線源１からＸ線が照射される位相格子２と、位相格子２を通過したＸ線が照射される吸収格子４とを含む複数の格子と、検出器５により検出されたＸ線の強度分布から、Ｘ線位相コントラスト画像を生成する画像処理部６とを備え、画像処理部６は、被写体３の特定部位３ａにおけるＸ線の位相の変化量に基づいて、コントラスト生成に相対的に強く寄与する格子の周期方向における複数の相対位置を選択して撮影された画像から、特定部位３ａを強調したＸ線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。【選択図】図６
2018102565.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線を検出する検出器と、
前記Ｘ線源と前記検出器との間に配置され、前記Ｘ線源からＸ線が照射される第１格子と、前記第１格子を通過した前記Ｘ線が照射される第２格子とを含む複数の格子と、
前記検出器により検出されたＸ線の強度分布から、Ｘ線位相コントラスト画像を生成する画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、被写体の特定部位におけるＸ線の位相の変化量に基づいて、コントラスト生成に相対的に強く寄与する格子の周期方向における複数の相対位置を選択して、前記複数の相対位置に前記複数の格子を配置して撮影された画像から、前記特定部位を強調したＸ線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、Ｘ線位相コントラスト撮影装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記Ｘ線の位相の変化量に基づき選択された前記コントラストに相対的に強く寄与する位置に、前記複数の格子の少なくともいずれかを格子の周期方向に非等間隔に走査させて撮影した画像から、前記特定部位を強調したＸ線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線位相コントラスト撮影装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、前記特定部位のＸ線の変化量に基づいて定められたコントラスト生成のための基準となる位相から、前記複数の格子の少なくともいずれかを所定位相分非等間隔に走査して撮影された複数の画像から、前記特定部位を強調したＸ線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２に記載のＸ線位相コントラスト撮影装置。
【請求項４】
前記基準となる位相は、前記Ｘ線の強度分布から得られる強度信号曲線の周期と、前記特定部位のＸ線の位相の変化量とによって決定される、請求項３に記載のＸ線位相コントラスト撮影装置。
【請求項５】
前記所定位相は、前記基準となる位相の近傍から、前記強度信号曲線の周期の１／８未満の範囲に設定される、請求項４に記載のＸ線位相コントラスト撮影装置。
【請求項６】
前記複数の格子は、前記Ｘ線の位相の変化量に基づいて前記基準となる位相を決定し、前記基準となる位相から前記所定位相分走査させた複数の相対位置に配置される、請求項３または４に記載のＸ線位相コントラスト撮影装置。
【請求項７】
前記画像処理部は、前記複数の格子のいずれかを走査させて撮影した複数の画像の中から、前記基準となる位相から前記所定位相分走査した位置で撮影された複数の画像を選択するように構成されている、請求項３に記載のＸ線位相コントラスト撮影装置。
【請求項８】
前記画像処理部は、以下の式（１）〜（４）を定義した場合、以下の式（５）〜（７）を用いて前記特定部位を強調したＸ線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１〜７のいずれか１項に記載のＸ線位相コントラスト撮影装置。
【数１】
2018102565.tif 000016
ここで、
ａn：干渉縞の各周波数成分の量；
ｋ：画素値の変化を表す信号曲線の所定点；
Ｍ：所定点の総数；
Ｉ（ｘ、ｙ）：被写体を配置した場合における所定点の強度信号値；
ＩOK（ｘ、ｙ）：被写体を配置しない場合における所定点の強度信号値；
ｘ、ｙ：前記第２格子におけるＸ線の照射軸方向に直交する面内の座標位置；
Θk：前記強度信号曲線の所定点の位相；
【数２】
2018102565.tif 000017
ここで、
ｄ1：前記第１格子の周期；
ｚ0：前記第１格子と前記第２格子との距離；
である。
【請求項９】
前記複数の相対位置は、式（５）のａｒｇ［Ｓ（ｘ,ｙ）］の符号と、ａｒｇ［Ｓ0（ｘ,ｙ）］の符号とが反対になる位置、または、式（７）のＳ0（ｘ,ｙ）が極小値となる位置に決定される、請求項１に記載のＸ線位相コントラスト撮影装置。
【請求項１０】
前記複数の格子は、前記Ｘ線源と前記第１格子との間に配置された第３格子をさらに含んでいる、請求項１〜９のいずれか１項に記載のＸ線位相コントラスト撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線位相コントラスト撮影装置に関し、特に、格子を一定周期間隔に走査して得られた複数の画像から再構成画像を作成する方法（縞走査法）によって、Ｘ線位相コントラスト画像を得るＸ線位相コントラスト撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、格子を一定周期間隔に走査して得られた複数の画像から再構成画像を作成する方法（縞走査法）によって、Ｘ線位相コントラスト画像を得るＸ線位相コントラスト撮影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、格子を周期方向に１／９周期ずつ等間隔に並進させて得た９枚の画像から、Ｘ線位相コントラスト画像を得るＸ線位相コントラスト撮影装置が開示されている。Ｘ線位相コントラスト画像には、吸収像、位相微分像および暗視野像が含まれる。なお、「位相微分像」とは、Ｘ線が被写体を通過した際に発生するＸ線の位相のずれをもとに画像化した像である。また、「暗視野像」とは、物体の小角散乱に基づくＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙの変化によって得られる、Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ像のことである。また、暗視野像は、小角散乱像とも呼ばれる。「Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ」とは、干渉縞の鮮明度のことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、医療現場や非破壊検査において、被写体の内部構造をより明確に把握したいというニーズが存在しており、上記特許文献１に記載されたような従来のＸ線位相コントラスト撮影装置で生成した位相微分像および暗視野像よりも、位相微分像および暗視野像の特徴点（位相のずれやＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）の変化のコントラスト）をより強調した画像が求められている。
【０００６】
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、被写体の特定部位のコントラストを強調したＸ線位相コントラスト画像を生成することが可能なＸ線位相コントラスト撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らが鋭意検討を行った結果、縞走査法を用いてＸ線位相コントラスト画像を生成する際、格子の周期に対して非等間隔の所定の相対位置となるように格子を走査させて撮影した場合、被写体の特定部位のコントラストが強調されたＸ線位相コントラスト画像を生成できるという知見を得ることができ、この知見に基づいて、以下の発明を想到するに至った。すなわち、この発明の一の局面によるＸ線位相コントラスト撮影装置は、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、Ｘ線源と検出器との間に配置され、Ｘ線源から照射されるＸ線により、自己像を形成するための第１格子と、第１格子の自己像と干渉させるための第２格子とを含む複数の格子と、検出器により検出されたＸ線の強度分布から、Ｘ線位相コントラスト画像を生成する画像処理部とを備え、画像処理部は、被写体の特定部位におけるＸ線の位相の変化量に基づいて、コントラスト生成に相対的に強く寄与する格子の周期方向における複数の相対位置を選択して、複数の相対位置に複数の格子を配置して撮影された画像から、特定部位を強調したＸ線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。
【０００８】
ここで、Ｘ線位相コントラスト画像は、被写体の特定部位によるＸ線の位相の変化量やＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）の変化に基づいて生成される。したがって、被写体の特定部位におけるＸ線の位相の変化量がわかれば、コントラストの生成に寄与するおおよその位相を求めることができる。したがって、この発明の一の局面におけるＸ線位相コントラスト撮影装置では、上記のように、被写体の特定部位におけるＸ線の位相の変化量に基づいて、コントラストの生成に相対的に強く寄与する格子の周期方向の複数の相対位置を選択することができる。その結果、コントラストの生成に相対的に強く寄与する複数の相対位置に複数の格子を配置して撮影された画像から、被写体の特定部位を強調したＸ線位相コントラスト画像を生成することができる。
【０００９】
上記一の局面によるＸ線位相コントラスト撮影装置では、好ましくは、画像処理部は、被写体の特定部位におけるＸ線の位相の変化量に基づき選択されたコントラストの生成に相対的に強く寄与する位置に、複数の格子の少なくともいずれかを格子の周期方向に非等間隔に走査させて撮影した画像から、特定部位を強調したＸ線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。ここで、本発明において「非等間隔」とは、格子を複数の相対位置に走査させる際、各相対位置が全体として格子の周期を等分割する位置にならない間隔のことをいう。また、最もコントラストが強調される位置に複数の格子を配置して撮影した画像からＸ線位相コントラスト画像を生成した場合、被写体の特定部分はコントラストが強調されるが、それ以外の部分は画像に表示されなくなる。このように構成すれば、被写体の特定部位におけるＸ線の位相の変化に基づき、コントラストが最も強調される位置に複数の格子を配置することを防ぐことができる。その結果、被写体の全体像を把握しながら、特定部位のコントラストが強調された画像を生成することができる。
【００１０】
この場合、好ましくは、画像処理部は、Ｘ線の位相の変化量に基づいて、基準となる位相を決定し、特定部位のＸ線の変化量に基づいて定められたコントラスト生成のための基準となる位相から、複数の格子の少なくともいずれかを所定位相分非等間隔に走査して撮影された複数の画像から、特定部位を強調したＸ線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、コントラストの生成に寄与する複数の格子の相対位置を明確に決定することができる。
【００１１】
さらに好ましくは、基準となる位相は、Ｘ線の強度分布から得られる強度信号曲線の周期と、特定部位のＸ線の位相の変化量とによって決定される。ここで、本発明において「強度信号曲線」とは、ある画素に着目した際に、格子を走査させることによる、検出されるＸ線の輝度値の変化を表した曲線のことである。このように構成すれば、あらかじめ多数の相対位置に複数の格子を配置して撮影することなく、コントラストの生成に寄与する基準となる位相を決定することができる。
【００１２】
さらに好ましくは、所定位相は、基準となる位相の近傍から、強度信号曲線の周期の１／８未満の範囲に設定される。このように構成すれば、強度信号曲線の１周期を等分割する相対位置に複数の格子を配置することを防ぐことができる。その結果、複数の格子の少なくともいずれかを基準となる位相から移動させる際に、コントラストの生成に寄与する複数の相対位置に複数の格子を配置することができる。
【００１３】
上記特定部位のＸ線の変化量に基づいて定められたコントラスト生成のための基準となる位相から、複数の格子のいずれかを所定位相分非等間隔に走査する構成において、好ましくは、複数の格子は、Ｘ線の位相の変化量に基づいて基準となる位相を決定し、基準となる位相から所定位相分走査させた複数の相対位置に配置される。このように複数の格子を配置すれば、コントラストの生成に寄与する複数の所定相対位置をあらかじめ決定することができるので、決定された複数の所定位置に複数の格子を配置して撮影を行うことができる。その結果、あらかじめ多数の相対位置に格子を配置して撮影を行うことなくコントラストを強調した画像を生成できるので、撮影時間を短縮することができるとともに、Ｘ線の被ばく量を低減することができる。
【００１４】
また、好ましくは、画像処理部は、複数の格子のいずれかを走査させて撮影した複数の画像の中から、基準となる位相から所定位相分走査した位置で撮影された複数の画像を選択するように構成されている。このように構成すれば、あらかじめ多数の相対位置に複数の格子を配置して撮影した画像を得ることができるので、基準となる位相から複数の所定位相分走査した画像（コントラストの生成に強く寄与する画像）を組み合わせることにより、被写体の特定部位のコントラストを強調した画像を複数パターン生成することができる。
【００１５】
上記一の局面によるＸ線位相コントラスト撮影装置では、好ましくは、画像処理部は、以下の式（１）〜（４）を定義した場合、以下の式（５）〜（７）を用いて特定部位を強調したＸ線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。
【数１】
2018102565.tif 000003
ここで、ｋは、画素値の変化を表す信号曲線の所定点である。また、Ｍは、所定点の総数である。また、Ｉk（ｘ、ｙ）は、被写体を配置した場合における所定点の強度信号値であり、下記の式（８）で定義される。また、ＩOK（ｘ、ｙ）は、被写体を配置しない場合における所定点の強度信号値である。また、ｘ、ｙは、検出器５の検出面上におけるＸ線の照射軸方向に直交する面内の座標位置である。また、Θkは、強度信号曲線の所定点の位相である。
【数２】
2018102565.tif 000004
ここで、ａnは、干渉縞の各周波数成分の量である。また、ｄ1は、第１格子の周期である。また、ｚ0は、第１格子と第２格子との距離である。
このように構成すれば、上記式（１）および（２）を定義することにより、非等間隔に格子を走査させた場合でも、従来の縞走査法において使用する上記式（５）〜（７）を用いて、被写体の特定部位のコントラストを強調した画像を生成することができる。
【００１６】
上記一の局面によるＸ線位相コントラスト撮影装置では、好ましくは、複数の相対位置は、式（５）のａｒｇ［Ｓ（ｘ,ｙ）］の符号と、ａｒｇ［Ｓ0（ｘ,ｙ）］の符号とが反対になる位置に決定される。このように格子の相対位置を決定することにより、式（５）のａｒｇ［Ｓ（ｘ,ｙ）］−ａｒｇ［Ｓ0（ｘ,ｙ）］の値が大きくなる。つまり、被写体がある場合とない場合との位相のずれが大きくなる。または、式（７）のＳ0（ｘ,ｙ）が極小値となる位置に決定されることにより、式（７）のＳ0（ｘ,ｙ）が極小となるので、式（７）全体の値が極大となる。つまり、被写体がある場合とない場合とのＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）の比が極大となる。したがって、コントラストを強調することができる。その結果、これらの相対位置の画像を用いてＸ線位相コントラスト画像を生成することにより、被写体の特定部位のコントラストを強調した画像を生成することができる。
【００１７】
上記一の局面によるＸ線位相コントラスト撮影装置では、好ましくは、複数の格子は、Ｘ線源と第１格子との間に配置された第３格子をさらに含んでいる。このように構成すれば、第３格子により、Ｘ線源から照射されるＸ線の可干渉性を高めることができる。その結果、焦点距離が微小でないＸ線源を用いて特定部位のコントラストを強調したＸ線位相コントラスト画像を生成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、上記のように、被写体の特定部位のコントラストを強調したＸ線位相コントラスト画像を生成することが可能なＸ線位相コントラスト撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態のＸ線位相コントラスト撮影装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態の位相微分像における位相差が小さい例を示すグラフ（Ａ）および位相差が大きい例を示すグラフ（Ｂ）である。
【図３】本発明の第１実施形態の暗視野像にＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）の差が小さい例を示すグラフ（Ａ）およびＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）の差が大きい例を示すグラフ（Ｂ）である。
【図４】本発明の第１実施形態の被写体をＸ線の照射軸方向から見たイメージ図（Ａ）および、Ｘ方向から見たイメージ図（Ｂ）である。
【図５】被写体がある場合とない場合との輝度値を基に算出した値を複素平面上にプロットしたグラフ（Ａ）および、重心部分を拡大したグラフ（Ｂ）である。
【図６】本発明の第１実施形態の基準となる位相の角度を変化させた場合と、所定位相を変化させた場合とにおける位相微分コントラストの関係を示すグラフ（Ａ）および、暗視野像コントラストの関係を示すグラフ（Ｂ）である。
【図７】本発明の第１実施形態における、格子を等間隔に走査させて生成した位相微分像（Ａ）および格子を非等間隔に走査させて生成した位相微分像（Ｂ）のイメージ図である。
【図８】本発明の第１実施形態における、格子を等間隔に走査させて生成した暗視野像（Ａ）および格子を非等間隔に走査させて生成した暗視野像（Ｂ）のイメージ図である。
【図９】本発明の第１実施形態における、格子を等間隔に走査させて生成した位相微分像（Ａ）および格子を非等間隔に走査させて生成した位相微分像（Ｂ）のイメージ図の別例である。
【図１０】本発明の第１実施形態における、格子を等間隔に走査させて生成した暗視野像（Ａ）および格子を非等間隔に走査させて生成した暗視野像（Ｂ）のイメージ図の別例である。
【図１１】本発明の第３実施形態のＸ線位相コントラスト撮影装置の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
［第１実施形態］
図１〜図１０を参照して、本発明の第１実施形態によるＸ線位相コントラスト撮影装置１００の構成について説明する。
【００２２】
（Ｘ線位相コントラスト撮影装置の構成）
まず、図１を参照して、第１実施形態によるＸ線位相コントラスト撮影装置１００の構成について説明する。
【００２３】
図１に示すように、Ｘ線位相コントラスト撮影装置１００は、Ｘ線源１と、位相格子２と、吸収格子４と、検出器５と、画像処理部６と、制御部７と、格子移動機構８とを備えている。なお、本明細書において、Ｘ線源１から位相格子２に向かう方向をＺ２方向、その逆向きの方向をＺ１方向とする。また、Ｚ方向と直交する面内の左右方向をＸ方向とし、紙面の奥に向かう方向をＸ２方向、紙面の手前側に向かう方向をＸ１方向とする。また、Ｚ方向と直交する面内の上下方向をＹ方向とし、上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向とする。なお、位相格子２および吸収格子４はそれぞれ、特許請求の範囲の「第１格子」および「第２格子」の一例である。
【００２４】
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。
【００２５】
位相格子２は、Ｙ方向に所定の周期（ピッチ）ｄ１で配列される複数のスリット２ａ、および、Ｘ線位相変化部２ｂを有している。各スリット２ａおよびＸ線位相変化部２ｂはそれぞれ、Ｘ方向に延びるように形成されている。
【００２６】
位相格子２は、Ｘ線源１と、吸収格子４との間に設置されており、Ｘ線が照射される。位相格子２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）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。
【００２７】
吸収格子４は、Ｙ方向に所定の周期（ピッチ）ｄ２で配列される複数のスリット４ａおよびＸ線吸収部４ｂを有している。各スリット４ａおよびＸ線吸収部４ｂはそれぞれ、Ｘ方向に延びるように形成されている。
【００２８】
吸収格子４は、位相格子２と検出器５との間に配置されており、位相格子２を通過したＸ線が照射される。また、吸収格子４は、位相格子２からタルボ距離離れた位置に配置される。
【００２９】
Ｘ線源１と位相格子２との距離をＲ１、位相格子２と吸収格子４との距離をＲ２、Ｘ線源１と吸収格子４との距離をＲ（＝Ｒ１＋Ｒ２）とした場合、Ｘ線源１と、位相格子２と、吸収格子４との位置関係は、以下の式（９）により表される。
【数３】
2018102565.tif 000005
【００３０】
検出器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。検出器５は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。検出器５は、複数の変換素子（図示せず）と複数の変換素子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。複数の変換素子および画素電極は、所定の周期（画素ピッチ）で、Ｘ方向およびＹ方向に並んで配置されている。
【００３１】
検出器５の検出信号は画像処理部６へと送られる。画像処理部６は、吸収格子４を、複数の所定位置に配置して撮影した画像から、被写体３の特定部位３ａのコントラストを強調したＸ線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。ここで、位相微分像では、被写体３の境界部において、Ｘ線の位相の変化が大きくなる。暗視野像では、被写体３の内部にある傷などの微細構造部分において、Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）の変化が大きくなる。したがって、特定部位３ａは、位相微分像であれば、被写体３の境界部近傍に設定され、暗視野像であれば被写体３の内部の傷近傍に設定される。
【００３２】
制御部７は、画像処理部６を用いて被写体３の特定部位３ａのコントラストを強調したＸ線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７は、格子移動機構８を用いて、吸収格子４を所定位置へ移動させるように構成されている。
【００３３】
格子移動機構８は、吸収格子４を保持する格子保持部（図示せず）と、保持した格子をＺ方向およびＹ方向に移動させる格子移動ステージ（図示せず）とを有している。格子移動機構８は、制御部７より送られる信号に基づいて、格子保持部で保持した吸収格子４を、Ｚ方向およびＹ方向の所定方向に移動させるように構成されている。
【００３４】
（従来の縞走査法によるＸ線位相コントラスト画像生成方法）
ここで、従来の縞走査法において吸収像および暗視野像を生成する方法を説明する。従来の縞走査法では、格子を格子の周期方向に１／Ｍ周期ずつ等間隔に並進させて撮影した画像から、Ｘ線位相コントラスト画像を生成する。たとえば、Ｍステップの縞走査を行った場合、各ステップｋにおけるＸ線の強度Ｉk（ｘ，ｙ）は、以下の式（１０）により表される。
【数４】
2018102565.tif 000006
ここで、ａnは、干渉縞の各周波数成分の量である。また、Ｚ0は、位相格子２と吸収格子４との距離である。また、ｄ1は、位相格子２の周期（ピッチ）ｄ１である。また、ｘ、ｙは検出器５の検出面上における、Ｘ線の照射軸に直交する面内の座標位置である。
【００３５】
また、被写体３を配置した場合の強度をＩk（ｘ，ｙ）、被写体３を配置しない場合の強度をＩ0k（ｘ，ｙ）とすると、以下の式（１１）および（１２）のように、Ｓ（ｘ，ｙ）およびＳ0（ｘ，ｙ）を定義する。
【数５】
2018102565.tif 000007
【００３６】
また、位相微分像Φx（ｘ，ｙ）は以下の式（１３）により表される。
【数６】
2018102565.tif 000008
【００３７】
また、吸収像Ｔ（ｘ，ｙ）は、以下の式（１４）により表される。
【数７】
2018102565.tif 000009
また、被写体３を配置した場合のＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）をＶ（ｘ，ｙ）とし、被写体３を配置しない場合のＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）をＶ0（ｘ，ｙ）とすると、Ｖ（ｘ，ｙ）およびＶ0（ｘ，ｙ）は以下の式（１５）および（１６）により表される。
【数８】
2018102565.tif 000010
【００３８】
また、暗視野像Ｄ（ｘ，ｙ）は、以下の式（１７）により表される。
【数９】
2018102565.tif 000011
【００３９】
従来の縞走査法では、これらの式に基づき、Ｍステップ分の画素値の全てを用いて、上記式（１１）および（１２）によってＳ（ｘ，ｙ）およびＳ0（ｘ，ｙ）を算出し、上記式（１３）および（１７）によって、位相微分像および暗視野像を生成する。
【００４０】
（Ｘ線位相コントラスト画像のコントラスト強調効果）
次に、図２および図３を参照して、Ｘ線位相コントラスト画像のコントラストが強調される仕組みについて説明する。図２および図３では、強度信号曲線の１周期を１６分割させる位相の位置に吸収格子４を走査させて検出した画素値をプロットしたものである。
【００４１】
まず、図２を参照して、位相微分像のコントラストが強調される仕組みについて説明する。図２は、被写体３がある場合とない場合とにおける所定の画素に着目したＸ線の強度信号曲線を表している。格子をステップさせることにより得られる画素値は、正弦波のようなステップカーブを示す。これが強度信号曲線である。また、格子のステップ数は、強度信号曲線の位相に対応している。図２（Ａ）は、式（１３）で表す位相差が小さくなる相対位置に吸収格子４を配置した場合の例である。また、図２（Ｂ）は、式（１３）で表す位相差が大きくなる位置に吸収格子４を配置した場合の例である。
【００４２】
図２（Ａ）の直線２０および直線２１の位相の位置に吸収格子４を配置した場合を考える。直線２２は、被写体３を配置して検出された２か所の位相間の偏角を表しており、右肩下がり（式(１８)のΦxがマイナス符号）となっている。また、直線２３は、被写体３を配置せずに検出した２か所の位相間の偏角を表しており、こちらも右肩下がりとなっている。位相微分像は、上記式（１３）で算出されるが、その中でも、下記に示す式（１８）の値によって決定される。
【数１０】
2018102565.tif 000012
【００４３】
すなわち、被写体３を配置した場合の偏角と、被写体３を配置しない場合の偏角とが、同符号の場合、上記式（１８）の値が小さくなるので、得られる位相微分像のコントラストが弱くなる。
【００４４】
一方、図２（Ｂ）に示すように、直線２４および直線２５の位相の位置に、吸収格子４を配置した場合、被写体３を配置した場合の偏角を表す直線２６は右肩下がりになっているのに対し、被写体３を配置しない場合の偏角を表す直線２７は右肩上がり（式(１８)のΦxがプラス符号）となっている。したがって、上記式（１８）の値が大きくなるので、得られる位相微分像のコントラストが強くなる。
【００４５】
つまり、図２（Ｂ）の直線２４および直線２５の位相の位置に吸収格子４を配置した場合、位相微分像のコントラストが強調されることがわかる。
【００４６】
次に、図３を参照して、暗視野像のコントラストが強調される仕組みについて説明する。図３（Ａ）はコントラストが弱い（Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）の差が小さい）例を示したグラフであり、図３（Ｂ）はコントラストが強い（Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）の差が大きい）例を示したグラフである。
【００４７】
暗視野像は、上記式（１７）を用いて算出される。図３（Ａ）の直線３０及び直線３１に対応する位相の位置に吸収格子４を配置した場合、直線３２で結ばれた２点の画素値を用いて、式（１１）によって求めた値（Ｓ（ｘ，ｙ））と、直線３３で結ばれた２点の画素値を用いて式（１２）によって求めた値（Ｓ0（ｘ，ｙ））が有限の値になる。したがって、上記式（１７）で表されるＤ（ｘ，ｙ）の値は有限の値となる。
【００４８】
一方、図３（Ｂ）において、直線３４および直線３５の位相の位置に吸収格子４を配置した場合、直線３７で結ばれた２点は、画素値が等しく、位相の符号が逆符号なので、式（１２）によって算出される値（Ｓ0）が略０になるため、直線３６で結ばれた２点の値（Ｓ）にかかわらず、Ｄ（ｘ，ｙ）の値が極大となる。したがって、図３（Ｂ）に示した状態では、得られる暗視野像のコントラストが強くなる。
【００４９】
つまり、図３（Ｂ）の直線３４および直線３５の位相の位置に吸収格子４を配置した場合、暗視野像のコントラストが強調されることがわかる。したがって、本実施形態では、以上の知見に基づき、被写体３の特定部位３ａのコントラストが強調されたＸ線コントラスト画像を生成する。
【００５０】
（Ｘ線位相コントラスト画像の生成方法）
次に、図４〜図１０を参照して、Ｘ線位相コントラスト画像の生成方法を説明する。
【００５１】
図４は、被写体３の形状例を示したイメージ図であり、図４（Ａ）は、Ｘ２方向（検出器５から被写体３の方向）から被写体３を見た場合におけるイメージ図である。また、図４（Ｂ）は、被写体３をＸ方向から見た場合のイメージ図である。
【００５２】
図４（Ｂ）に示すように、被写体３は、Ｚ１方向からＺ２方向に進むにつれて、Ｙ方向の大きさが小さくなる傾斜部３ａを有している。第１実施形態では、被写体３のＹ２側の傾斜部３ａのコントラストを強調するように構成されている。
【００５３】
第１実施形態では、吸収格子４をあらかじめ多数の相対位置（たとえば、４０か所）に走査させて撮影した複数の画像から、被写体３の特定部位３ａのＸ線の位相の変化量（図６（Ｂ）の角度α）に基づいて選択された複数の画像により、Ｘ線位相コントラスト画像を生成する。図６は、被写体３を配置した場合と、配置しない場合とにおける、吸収格子４を４０か所の相対位置に走査させて検出器５で検出した画素値を基に、下記に示す式（１９）および（２０）で示されたＳ（ｘ、ｙ）およびＳ0（ｘ、ｙ）の被積分関数を複素平面上にプロットしたグラフ（図６（Ａ））と、その重心部分｜Ｓ｜/Ｍ、｜Ｓ0｜/Ｍを拡大したグラフ（図６（Ｂ））である。
【数１１】
2018102565.tif 000013
【００５４】
図６（Ａ）の各プロットは、上記式（１９）および（２０）のΘkを変化させたものである。図６（Ａ）の原点を通る直線４０の傾きは、Θkの値（すなわち、位相）に相当する。
【００５５】
直線４０は、被写体３の特定部位３ａのＸ線の位相の変化量（図５（Ｂ）の角度α）に基づいて決められたコントラストの生成に寄与する基準となる位相を示している。また、直線４１は、基準となる位相（直線４０）から所定の位相分（直線４０と直線４１との差４２）格子を走査させて検出する位相の位置を示している。
【００５６】
図５（Ｂ）に示す角度αは、被写体３がある場合とない場合とにおける、位相のずれを示しており、位相微分像に該当する。また、｜Ｓ｜／Ｍと｜Ｓ0｜／Ｍとの比率は、被写体３がある場合とない場合とにおける、Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）の比を表しており、暗視野像に該当する。なお、Ｍは、格子を走査する回数の総数である。ここで、被写体３の位相のずれは、あらかじめ計測した値を制御部７に接続されているＣＰＵ（図示せず）などに記憶させておいてもよく、蓄積されたデータなどを用いてもよい。
【００５７】
ここで、Ｘ線位相コントラスト画像のコントラストを強調したい場合、被写体３を配置した場合と配置していない場合とにおける、位相のずれ（角度α）に基づいて、コントラストの生成に寄与する位置に吸収格子４を配置して撮影した画像から、Ｘ線位相コントラスト画像を生成すればよい。すなわち、画像処理部６は、図６に示すように、被写体３の特定部位３ａのＸ線の位相の変化量（角度α）に基づいて、コントラストの生成に寄与する基準となる位相（直線４０）から、所定位相（直線４０と直線４１との幅４２）離れた位置のＳおよびＳ0を求める。求められたＳおよびＳ0を用いて、位相微分像１１および暗視野像１３を生成する。
【００５８】
また、基準となる位相（直線４０）は、以下の式（２１）により決定する。
【数１２】
2018102565.tif 000014
ここで、πは強度信号曲線の周期の半周期であり、Φｘは、被写体３の特定部位３ａのＸ線の吸収格子４のピッチに対する自己像シフトの割合（自己像シフト［ｕｍ］／吸収格子４のピッチ［ｕｍ］×２π［ｒａｄ］、図５（Ｂ）に示す角度α）である。
【００５９】
また、図６は、基準となる位相（直線４０）の角度および、基準となる位相（直線４０）から走査させる所定位相（直線４０と直線４１との幅４２）を変化させた際のコントラストの変化を示している。なお、「ｂｉｎＤ」とは、基準となる位相（直線４０）から走査させる所定位相（直線４０と直線４１との幅４２）のことである。図６（Ａ）は、位相微分像における基準となる位相（直線４０）の角度および、所定位相（直線４０と直線４１との幅４２で、単位は縞走査の１ｓｔｅｐ）を変化させた際のコントラストの変化を示しており、図６（Ｂ）は、暗視野像における基準となる位相（直線４０）の角度および、所定位相を変化させた際のコントラストの変化を示している。
【００６０】
図６に示す通り、ｂｉｎＤの値が小さいほどコントラストが強調されていることがわかる。しかし、ｂｉｎＤが０の場合、すなわち、基準となる位相（直線４０）における位置に吸収格子４を走査させて撮影した画像を用いた場合、コントラストが強調されている場所以外は、値が０となっている。つまり、基準となる位相（直線４０）では、被写体３の特定部位３ａにおいては、最も強い強調効果を得ることができるが、それ以外の場所は、画像として得ることができない。また、ｂｉｎＤが等間隔になる位置に吸収格子４を走査させて撮影した画像では、基準となる位相（直線４０）の角度を変化させても、得られる画像のコントラストに変化がないことがわかる（強度変調信号がサインカーブに近い場合を想定）。
【００６１】
したがって、ｂｉｎＤの値は、基準となる位相（直線４０）よりも大きく、等間隔となる値未満に設定すればよい。図５（Ａ）では、吸収格子４を４０ステップさせて検出した値をプロットしているので、ｂｉｎＤの値は、５未満に設定すればよい。つまり、吸収格子４の総ステップ数の１／８未満に設定すればよい。
【００６２】
第１実施形態では、画像処理部６は、吸収格子４を、直線４１に対応する複数の相対位置に配置して撮影された画像からＸ線位相コントラスト画像を生成する。具体的には、画像処理部６は、上記式（１３）を用いて位相微分像１１を生成し、上記式（１７）を用いて暗視野像１３を生成する。図７（Ａ）は、吸収格子４を等間隔に走査させて撮影した画像から生成した位相微分像１０である。図７（Ｂ）は、吸収格子４を非等間隔に走査させて撮影した画像から生成した位相微分像１１である。本実施形態の構成によって生成された位相微分像１１の特定部位３ａは、従来の方法で生成された位相微分像１０の特定部位３ａよりも、コントラストが強調されていることがわかる。なお、位相微分像１１は、特許請求の範囲の「特定部位のコントラストを強調したＸ線位相コントラスト画像」の一例である。
【００６３】
また，図８（Ａ）は、吸収格子４を等間隔に走査させて撮影した画像から生成した暗視野像１２である。図８（Ｂ）は、吸収格子４を非等間隔に走査させて撮影した画像から生成した暗視野像１３である。本実施形態の構成によって生成された暗視野像１３の特定部位３ａは、従来の方法で生成された暗視野像１２の特定部位３ａよりも、コントラストが強調されていることがわかる。なお、暗視野像１３は、特許請求の範囲の「特定部位のコントラストを強調したＸ線位相コントラスト画像」の一例である。
【００６４】
また、第１実施形態では、画像処理部６は、吸収格子４を、直線４１に対応する複数の相対位置に配置して撮影された画像から、図９（Ｂ）および図１０（Ｂ）に示すＸ線位相コントラスト画像を生成する。図９は、軟骨３を入れ、内部を水で浸した円筒形の容器５０を撮影した位相微分像のイメージ図である。図９（Ａ）は、従来の縞走査法で生成した位相微分像１５であり、図９（Ｂ）は、吸収格子４を非等間隔に走査させて撮影した画像から生成した位相微分像１６である。
【００６５】
図９および図１０は、軟骨３を入れ、内部を水で浸した円筒形の容器５０を撮影したＸ線位相コントラスト画像のイメージ図である。図９（Ａ）は、従来の縞走査法で生成した位相微分像１５であり、図９（Ｂ）は、吸収格子４を非等間隔に走査させて撮影した画像から生成した位相微分像１６である。図１０（Ａ）は、従来の縞走査法で生成した暗視野像１７であり、図１０（Ｂ）は、吸収格子４を非等間隔に走査させて撮影した画像から生成した暗視野像１８である。
【００６６】
従来の方法で生成した位相微分像１５と比べて、吸収格子４を非等間隔に走査させて生成した位相微分像１６では軟骨３のコントラストが強調されていることがわかる。また、従来の方法で生成した暗視野像１７と比べて、吸収格子４を非等間隔に走査させて生成した暗視野像１８でも軟骨３のコントラストが強調されていることがわかる。
【００６７】
画像処理部６は、被写体３の特定部位３ａのＸ線の位相の変化量（角度α）に基づき、コントラストの生成に相対的に強く寄与する位相の位置、すなわち図２（Ｂ）の関係となるような位置に吸収格子４を非等間隔に走査して撮影された画像から、特定部位３ａを強調したＸ線コントラスト画像を生成する。具体的には、画像処理部６は、式（１９）および（２０）を定義した場合、式（１３）、（１４）、（１７）を用いて位相微分像１１および暗視野像１３を生成する。
【００６８】
ここで、図２（Ｂ）の直線２４および直線２５に示す位相の位置では、式（１３）のａｒｇ［Ｓ（ｘ,ｙ）］と、ａｒｇ［Ｓ0（ｘ,ｙ）］との符号が反対になるので、式（１８）のａｒｇ［Ｓ（ｘ,ｙ）］−ａｒｇ［Ｓ0（ｘ,ｙ）］の絶対値が大きくなる。つまり、位相微分像のコントラストが大きくなる。また、図３（Ｂ）の直線３４および直線３５に示す位相の位置では、式（１７）のＳ0の値が極小値となる。つまり、式（１７）全体の値が極大値となるので、暗視野像のコントラストが大きくなる。したがって、画像処理部６は、式（１８）のａｒｇ［Ｓ（ｘ,ｙ）］−ａｒｇ［Ｓ0（ｘ,ｙ）］の絶対値が大きくなる相対位置、または、式（１７）のＳ0の値が極小値となる相対位置に吸収格子４を走査させて撮影した画像から、位相微分像１１および暗視野像１３を生成する。
【００６９】
また、コントラストの生成に相対的に強く寄与する相対位置は、被写体３の特定部位３ａのＸ線の位相の変化量（角度α）に基づき、式（２１）によって算出された基準となる位相（直線４０）から、ｂｉｎＤ（所定位相分）離れた位相に決定される。
【００７０】
（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。
【００７１】
第１実施形態では、上記のように、Ｘ線位相コントラスト撮影装置１００は、Ｘ線源１と位相格子２と吸収格子４と検出器５と画像処理部６と制御部７と格子移動機構８とを備えており、被写体３の特定部位３ａ（図４参照）におけるＸ線の位相の変化量（角度α）に基づいて、コントラストの生成に相対的に強く寄与するＹ方向（格子の周期方向）における複数格子の相対位置を選択して、位相格子２および吸収格子４を複数の相対位置に配置して撮影された画像から、被写体３の特定部位３ａが強調された位相微分像１１および暗視野像１３を生成する。これにより、被写体３の特定部位３ａにおけるＸ線の位相の変化量（角度α）に基づいて、コントラストの生成に相対的に強く寄与するＹ方向（格子の周期方向）の複数の相対位置を選択することができる。その結果、コントラストの生成に相対的に強く寄与する複数の相対位置に吸収格子４を配置して撮影された画像から、被写体３の特定部位３ａを強調した位相微分像１１および暗視野像１３を生成することができる。
【００７２】
また、第１実施形態では、吸収格子４を等間隔に走査して撮影した画像から生成した位相微分像１５比べて、吸収格子４を非等間隔に走査して撮影した画像から生成した位相微分像１６は、軟骨３のコントラストが強調されている。また、吸収格子４を等間隔に走査して撮影した画像から生成した暗視野像１７では、軟骨３がほとんど写っていないが、吸収格子４を非等間隔に走査して撮影した画像から生成した暗視野像１８では、軟骨３を確認することができる。
【００７３】
また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部６は、Ｘ線の位相の変化量（角度α）に基づき選択されたコントラストの生成に相対的に強く寄与する位置に、吸収格子４をＹ方向（吸収格子４の周期方向）に非等間隔に走査させて撮影した画像から、特定部位３ａを強調したＸ線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。これにより、被写体３の特定部位３ａにおけるＸ線の位相の変化量（角度α）に基づき、コントラストが最も強調される位置に吸収格子４を配置することを防ぐことができる。その結果、被写体３の全体像を把握しながら、特定部位３ａのコントラストが強調された位相微分像１１および暗視野像１３を生成することができる。
【００７４】
また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部６は、Ｘ線の位相の変化量（角度α）に基づいて、基準となる位相（直線４０）を決定し、特定部位３ａのＸ線の位相の変化量（角度α）に基づいて定められたコントラスト生成のための基準となる位相（直線４０）から、吸収格子４を所定位相分（直線４０と直線４１との幅４２）非等間隔に走査して撮影された複数の画像から、特定部位３ａを強調したＸ線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。これにより、コントラストの生成に寄与する吸収格子４の相対位置を明確に決定することができる。
【００７５】
また、第１実施形態では、上記のように、所定位相（直線４０と直線４１との幅４２）は、基準となる位相（直線４０）の近傍から、強度信号曲線の周期の１／８未満の範囲に設定される。これにより、強度信号曲線の１周期を等分割する相対位置に吸収格子４を配置することを防ぐことができる。その結果、吸収格子４を基準となる位相（直線４０）から移動させる際に、コントラストの生成に寄与する複数の相対位置に吸収格子４を配置することができる。
【００７６】
また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部６は、吸収格子４を走査させて撮影した複数の画像の中から、基準となる位相（直線４０）から所定位相（直線４０と直線４１との幅４２）分走査した位置で撮影された複数の画像を選択するように構成されている。これにより、あらかじめ多数の相対位置に吸収格子４を配置して撮影した画像を得ることができるので、基準となる位相（直線４０）から複数の所定位相（直線４０と直線４１との幅４２）分走査した画像（コントラストの生成に強く寄与する画像）を組み合わせることにより、被写体３の特定部位３ａのコントラストを強調した画像を複数パターン生成することができる。
【００７７】
また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部６は、式（１９）および（２０）を定義した場合、式（１３）、（１４）、（１７）を用いて特定部位３ａを強調した位相微分像１１および暗視野像１３を生成するように構成されている。これにより、上記式（１９）および（２０）を定義することにより、非等間隔に吸収格子４を走査させた場合でも、従来の縞走査法において使用する上記式（１３）、（１４）、（１７）を用いて、被写体３の特定部位３ａのコントラストを強調した位相微分像１１および暗視野像１３を生成することができる。
【００７８】
また、第１実施形態では、上記のように、複数の相対位置は、式（１７）のａｒｇ［Ｓ（ｘ,ｙ）］の符号と、ａｒｇ［Ｓ0（ｘ,ｙ）］の符号とが反対になる位置、または、式（１７）のＳ0（ｘ,ｙ）が極小値となる位置に決定される。これより、式（１８）のａｒｇ［Ｓ（ｘ,ｙ）］−ａｒｇ［Ｓ0（ｘ,ｙ）］の絶対値が大きくなる。つまり、被写体３がある場合とない場合との位相のずれが大きくなる。また、式（１７）のＳ0（ｘ,ｙ）が極小となるので、式（１７）全体の値が極大となる。つまり、被写体３がある場合とない場合とのＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙ（干渉縞の鮮明度）の比が極大となる。したがって、コントラストを強調することができる。その結果、これらの相対位置の画像を用いてＸ線位相コントラスト画像を生成することにより、被写体３の特定部位３ａのコントラストを強調した位相微分像１１および暗視野像１３を生成することができる。
【００７９】
［第２実施形態］
次に、図１を参照して、本発明の第２実施形態によるＸ線位相コントラスト撮影装置２００について説明する。吸収格子４をあらかじめ多数の相対位置に配置して撮影した画像から、被写体３の特定部位３ａのコントラストを強調した位相微分像１１および暗視野像１３を生成するように構成されている第１実施形態とは異なり、第２実施形態では、被写体３の特定部位３ａのＸ線の位相の変化量（角度α）に基づき、基準となる位相（直線４０）を算出し、吸収格子４を配置する複数の相対位置をあらかじめ決定するように構成されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
【００８０】
（複数の相対位置の求め方）
第２実施形態では、画像処理部６は、被写体３の特定部位３ａのＸ線の位相の変化量（角度α）に基づき、式（２１）により算出した基準となる位相（直線４０）を決定する。そして、画像処理部６は、決定された基準となる位相（直線４０）そこからｂｉｎＤ（所定位相）離れた位相の位置に吸収格子４を走査して撮影した画像から、位相微分像１１および暗視野像１３を生成する。
【００８１】
つまり、４０ステップ吸収格子４を走査させるのではなく、基準となる位相（直線４０）からｂｉｎＤ（所定位相）離れた位相の４か所に吸収格子４を走査させる。
【００８２】
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。
【００８３】
（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。
【００８４】
第２実施形態では、基準となる位相（直線４０）は、Ｘ線の強度分布から得られる強度信号曲線の周期と、特定部位３ａのＸ線の位相の変化量（角度α）とによって決定される。これにより、あらかじめ多数の相対位置に吸収格子４を配置して撮影することなく、コントラストの生成に寄与する基準となる位相（直線４０）を決定することができる。
【００８５】
［第３実施形態］
【００８６】
次に、図１１を参照して、本発明の第３実施形態によるＸ線位相コントラスト撮影装置３００について説明する。第３実施形態では、上記第１実施形態の構成に加えて、Ｘ線源１と位相格子２との間に、マルチスリット９をさらに備えるように構成されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
【００８７】
（Ｘ線位相コントラスト撮影装置の構成）
第３実施形態では、図１１に示すように、Ｘ線位相コントラスト撮影装置３００は、Ｘ線源１と位相格子２との間に配置されたマルチスリット９をさらに含んでいる。なお、マルチスリット９は、特許請求の範囲の「第３格子」の一例である。
【００８８】
マルチスリット９は、Ｙ方向に所定の周期（ピッチ）ｄ０で配列される複数のスリット９ａおよびＸ線吸収部９ｂを有している。各スリット９ａおよびＸ線吸収部９ｂはＸ方向に延びるように構成されている。
【００８９】
マルチスリット９は、Ｘ線源１と位相格子２との間に設置されており、Ｘ線源１からＸ線が照射される。マルチスリット９は、各スリット９ａを通過したＸ線を、各スリット９ａ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９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できる。
【００９０】
マルチスリット９と位相格子２との距離をＲ１、位相格子２と吸収格子４との距離をＲ２、Ｘ線源１と吸収格子４との距離をＲとした場合、マルチスリット９と、位相格子２と、吸収格子４との位置関係は、以下の式（２２）により表される。
【数１３】
2018102565.tif 000015
【００９１】
なお、第３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。
【００９２】
（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。
【００９３】
第３実施形態では、Ｘ線源１と位相格子２との間に配置されたマルチスリット９をさらに含んでいる。これにより、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できるので、Ｘ線源１の焦点距離が微小でない場合でも、被写体３の特定部位３ａのコントラストを強調した位相微分像１１および暗視野像１３を生成することができる。
【００９４】
（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のすべての変更（変形例）が含まれる。
【００９５】
たとえば、上記第１実施形態では、ｂｉｎＤが１に対応する４か所に吸収格子４を走査させて撮影した画像により、位相微分像１１および暗視野像１３を生成する構成を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ｂｉｎＤが５未満となる位置に吸収格子４を配置して撮影した画像から、位相微分像１１および暗視野像１３を生成してもよい。またｂｉｎＤ＝１、２のように複数の箇所（この場合計８か所）に吸収格子４を走査させてもよいし、それ以上の数に吸収格子４を走査させてもよい。
【００９６】
また、上記第１〜第３実施形態では、格子移動機構８によって、吸収格子４をＹ方向（格子の周期方向）に移動させて撮影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、格子移動機構８によって、位相格子２をＹ方向に移動させて撮影するように構成されていてもよい。また、格子移動機構８によって、マルチスリット９をＹ方向に移動させて撮影するように構成されていてもよい。
【００９７】
また、上記第１〜第３実施形態では、被写体３を回転させずに撮影した画像から、Ｘ線位相コントラスト画像を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、被写体３を回転させる回転機構をさらに備え、被写体３を３６０度回転させながら、所定の回転角度（たとえば、９度）の位置で撮影した複数の画像から、断層撮影（ＣＴ撮影）を行うように構成されていてもよい。
【００９８】
また、上記第１〜第３実施形態では、基準となる位相（直線４０）を求めて吸収格子４の相対位置を決定する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、偏角を算出して、符号が逆転する位相の位置に、吸収格子４を配置するように構成されていてもよい。
【００９９】
また、上記第１実施形態では、吸収格子４を４０ステップ走査して撮影する例を示したが、本発明はこれに限られない。吸収格子４のステップ数は任意の数でよい。また、ｂｉｎＤの大きさは、ステップ数に応じて異ならせればよい。
【０１００】
また、上記第１および第２実施形態では、タルボ効果による自己像を形成するために設けられている格子を位相格子２としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、位相格子２の自己像は縞模様であればよいので、位相格子２の代わりに吸収格子を用いて吸収格子の影を自己像の縞模様として用いてもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１  Ｘ線源
２  位相格子または吸収格子（第１格子）
３  被写体
４  吸収格子（第２格子）
５  検出器
６  画像処理部
８  マルチスリット（第３格子）
４０  基準となる位相
４２  所定位相
１００、２００、３００  Ｘ線位相コントラスト撮影装置
α  被写体の特定部位におけるＸ線の変化量
【図１】
2018102565.tif 000018
【図２】
2018102565.tif 000019
【図３】
2018102565.tif 000020
【図４】
2018102565.tif 000021
【図５】
2018102565.tif 000022
【図６】
2018102565.tif 000023
【図７】
2018102565.tif 000024
【図８】
2018102565.tif 000025
【図９】
2018102565.tif 000026
【図１０】
2018102565.tif 000027
【図１１】
2018102565.tif 000028