(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源と、回折格子と、放射線画像検出器とを備えており、放射線源と放射線画像検出器の間に、被検体と回折格子を置き、放射線を照射しながら回折格子を移動して撮影を行い、位相シフトの復元は次の条件を満足する緩和因子を導入して演算を行う位相シフト復元方法を備えることを特徴とする位相撮影装置。
位相シフト復元式：
0006543838.tif 000010
解である。
0006543838.tif 000011
ここで、
ａｒｇ（・）：複素数の偏角を求める関数；
ｉ：複素数の虚数単位；
Ｎ：撮影総回数；
Ｉｋ（ｘ，ｙ）：ｋ番目撮影画像（ｋ＝０，１，…，Ｎ−１）；
αｋ：ｋ番目撮影画像に導入する複素数型緩和因子（ｋ＝０，１，…，Ｎ−１）；
ｄｋ：回折格子のｋ番目撮影位置（ｋ＝０，１，…，Ｎ−１）；
ｄ：回折格子の周期；
ｎ０：整数；
ｎ：整数；
である。
【請求項２】
前記の装置において、前記の回折格子の自己像が形成される位置または近傍に第２回折格子を配置し、［請求項１］の位相シフト復元方法を用いて位相シフトを復元する位相シフト復元方法を備えることを特徴とする位相撮影装置。
【請求項３】
［請求項１］と［請求項２］の位相撮影装置で、被写体がない状況も含めて回折格子を移動して撮影を行い、位相シフトの復元は次の条件を満足する緩和因子を用いて演算を行う位相シフト復元方法を備えることを特徴とする位相撮影装置。
位相シフト復元式：
0006543838.tif 000012
被検体を置いた場合、各パラメータの意味は前記と同じである。
0006543838.tif 000013
或は複数を満足する解である。
0006543838.tif 000014
ここで、
Ｍ：被検体がない場合の撮影総回数；
0006543838.tif 000015
0006543838.tif 000016
ｄ：回折格子の周期；
ｍ０：整数；
ｍ：整数；
である。
【請求項４】
前記の［請求項１］、［請求項２］および［請求項３］の位相撮影装置において、複素数型の変形である実数型緩和因子を導入し、位相シフトの復元は次の条件を満足する実数型緩和因子を用いて演算を行う位相シフト復元方法を備えることを特徴とする位相撮影装置。
位相シフト復元式（［請求項１］、［請求項２］の位相撮影装置の場合）：
0006543838.tif 000017
実数型緩和因子μｋ（ｋ＝０，１，…，Ｎ−１），νｋ（ｋ＝０，１，…，Ｎ−１）は、次の方程式の一つあるいは複数を満足する解である。
0006543838.tif 000018
ここで、各パラメータの意味は前記と同じである。
位相シフト復元式（［請求項３］の位相撮影装置の場合）：
0006543838.tif 000019
ここで、各パラメータの意味は前記と同じである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、機械操作に誤差があっても被検体の内部を高感度に観察できる位相撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】光は、物質を透過する際に位相変化を行う。特に、光源がＸ線源の場合、軽元素に対してのＸ線の位相変化が吸収変化の１０００倍ぐらいになることを利用して、軽元素からなる物体の高感度画像を求めている。【０００３】回折格子移動型位相撮影装置では、被検体の高感度位相シフト画像を復元するため、回折格子の移動がＮ回の場合、回折格子周期のＮ分の１の等間隔距離で回折格子を精密に移動する必要がある。【０００４】回折格子の周期はマイクロレベルであるため、回折格子の移動距離はサブミクロンになり、実際の機械操作で生じたナノレベルの誤差は位相シフトの復元に影響を及ぼし、再撮影を必要とする場合があり、効率的に検査作業に行うことが困難である。【０００５】高精度の機械操作への要求は、製造コストにも関わる問題であり、位相撮影装置の製造・コスト低減・普及に影響を及ぼす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４／０５８０７０号公報
【特許文献２】特開２００８−１４５１１１号公報
【特許文献３】特開２００９−１９５３４９号公報
【特許文献４】特開２０１２−１６３７０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｙａｓｈｉｒｏ  Ｗ  ｅｔ  ａｌ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ａ  ８２：０４３８２２（２０１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】本発明は、機械操作に誤差がある回折格子移動型位相撮影装置でも、再撮影なしで、一発で高感度の位相シフト画像が復元できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】（従来の位相回折格子移動型装置および位相シフト復元法）
従来の回折格子移動型位相装置では、回折格子をＮ回移動して位相シフトを復元する場合、回折格子がｄ／Ｎ（ｄは回折格子の周期）の等間隔距離で精密に移動することを要求し、等間隔距離移動の条件下で位相シフトの復元を行う。そのため、位相シフト復元式は次のようになる。
0006543838.tif 000002
ここで、
ａｒｇ（・）：複素数の偏角を求める関数；
ｉ：複素数の虚数単位；
である。【００１０】前記の従来位相シフト復元法は、回折格子がｄ／Ｎの等間隔で誤差なしで移動する場合に適用するものであり、回折格子の移動に誤差がある実際の装置では、理論的にその復元法が適用できない。【００１１】本発明では、ｋ＝０，１，…Ｎ−１に対して、回折格子の移動位置ｄｋを考慮した緩和因子αｋを各撮影画像Ｉｋ（ｘ，ｙ）に導入して位相シフトの復元を行う。
0006543838.tif 000003
ここで、
Ｎ：撮影総回数；
Ｉｋ（ｘ，ｙ）：ｋ番目撮影画像（ｋ＝０，１，…，Ｎ−１）；
ｄｋ：回折格子のｋ番目撮影位置（ｋ＝０，１，…，Ｎ−１）；
ｄ：回折格子の周期；
ｎ０：整数；
である。【００１２】前記の緩和因子ベクトル（α０，…，αＮ−１）Ｔは、次の方程式の一つ或は複数を満足する解である。
0006543838.tif 000004
ここで、ｎは整数である。【００１３】回折格子がｄ／Ｎ（ｄは回折格子の周期）の等間隔距離で精密に移動する場合、ｎ０＝１であり、前記緩和因子ベクトルの値は、
0006543838.tif 000005
であり、従来手法と同じ位相シフト復元式になる。【００１４】被写体がない状況も含めて回折格子を移動して撮影を行う場合、位相シフトの復元は、前記と同じ方法で求めた緩和因子を用いて演算を行う。
位相シフト復元式：
0006543838.tif 000006
被検体を置いた場合、各パラメータの意味は前記と同じである。
0006543838.tif 000007
つ或は複数を満足する解である。
0006543838.tif 000008
ここで、
Ｍ：被検体がない場合の撮影総回数；
0006543838.tif 000009
ｄ：回折格子の周期；
ｍ０：整数；
ｍ：整数；
である。
【発明の効果】
【００１５】本発明によれば、従来の回折格子の精密な移動操作の要求を緩和し、構造が簡単で製造コストが低減可能な位相撮影装置の技術が提供できる。実験結果、走査誤差がある場合に対して、本発明の復元方法では正しい位相シフト画像が求められている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】位相撮像装置の概略的な構成を説明するための説明図である。
【図２】複数の回折格子を使用する場合の位相撮像装置の説明図である。
【図３】従来の復元方法で求めた位相シフト画像の説明図である。
【図４】本発明の復元方法で求めた位相シフト画像の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１７】Ｘ線源を用いた場合、Ｘ線源と画像検出器の間に被検体と回折格子を置き、回折格子を移動しながら撮影を行い、本発明の復元方法でそのＸ線位相シフト画像を復元するＸ線位相撮影装置。回折格子の位置は、光源と被検体の間あるいは被検体と画像検出器の間に設置する。
【実施例２】
【００１８】複数の回折格子を使用する場合、まず［実施例１］と同じようにＸ線源、画像検出器、被検体、第１回折格子を配置し、第１回折格子の自己像が形成される位置または近傍に第２回折格子を配置し、二つの回折格子を相対移動させながら撮影を行い、本発明の復元方法でそのＸ線位相シフト画像を復元するＸ線位相撮影装置。
【図１】
0006543838.tif 000020
【図２】
0006543838.tif 000021
【図３】
0006543838.tif 000022
【図４】
0006543838.tif 000023