(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相コントラスト撮像及び／又は暗視野撮像のためのＸ線検出器であって、
シンチレータ層と、
フォトダイオード層と、
を有し、
前記シンチレータ層は、位相格子構造により変調された入射Ｘ線放射を前記フォトダイオード層により検出されるべき光に変換し、
前記シンチレータ層は、アナライザ格子構造を形成するピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネルのアレイを有し、
前記シンチレータ層及び前記フォトダイオード層は、ピクセルのマトリクスを有する第１検出器層を形成し、
前記ピクセルの各々は、各フォトダイオードが前記シンチレータチャンネルと一対一で対応してサブピクセルを形成するフォトダイオードのアレイを有し、
動作の間において、隣接するサブピクセルは、互いにシフトされた位相を持つ信号を受信し、
動作の間において、互いに同一の位相を有する信号を受信するサブピクセルは、ピクセル毎の位相グループを形成し、
動作の間において、ピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセルにより受信される信号は、１つの位相グループ信号に合成され、
動作の間において、異なる位相グループの位相グループ信号は、１つの画像取得において取得され、
前記シンチレータチャンネルの前記ピッチは、前記位相格子構造により生成される周期的干渉パターンのフリンジ周期に対して補正係数ｃを適用することにより離調され、ここで０＜ｃ＜２である、
Ｘ線検出器において、
前記Ｘ線検出器は、前記第１検出器層のシンチレータチャンネルの向きに対して垂直な前記第１検出器層の一方の表面上に設けられた第２検出器層を有し、
前記第２検出器層は、前記第１検出器層のシンチレータチャンネルと同一のピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネルのアレイを備えるシンチレータ層及びフォトダイオード層を有し、
前記第２検出器層の各シンチレータチャンネルが、前記第１検出器層の隣接するシンチレータチャンネルに対して表面方向に前記ピッチの半分だけ変位されて配置されることを特徴とする、Ｘ線検出器。
【請求項２】
ピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセルが、該同一位相グループ内のサブピクセルにより受信された信号を１つの位相グループ信号に合成するために互いに電気的に接続され、
各ピクセルが、異なる位相グループの位相グループ信号を１つの画像取得において受信する読出電子回路を更に有する、
請求項１に記載のＸ線検出器。
【請求項３】
前記フォトダイオードがサブピクセルの連続した感光層を形成する、請求項１又は請求項２に記載のＸ線検出器。
【請求項４】
前記異なる位相グループの位相グループ信号が、前記位相格子構造により変調されたＸ線放射の波面の完全な位相をカバーする、請求項１ないし３の何れか一項に記載のＸ線検出器。
【請求項５】
動作の間におけるピクセル毎の位相グループ信号が読出信号として読み出される、請求項１ないし４の何れか一項に記載のＸ線検出器。
【請求項６】
ピクセル毎に偶数の位相グループ信号が存在する場合、動作の間においてピクセル毎の全位相グループ信号の和及びピクセル毎の位相グループ信号のπなる相互位相シフトを持つ対の差分が読出信号として読み出される、請求項１ないし４の何れか一項に記載のＸ線検出器。
【請求項７】
２つの隣接するシンチレータチャンネルの間に該２つの隣接するシンチレータチャンネル間の光クロストークが低減されるように設けられた遮光エレメントを有する、請求項１ないし６の何れか一項に記載のＸ線検出器。
【請求項８】
位相コントラストＸ線撮像及び／又は暗視野Ｘ線撮像のための干渉計であって、
請求項１ないし７の何れか一項に記載のＸ線検出器と、
前記位相格子構造と、
を有し、
前記位相格子構造及び前記Ｘ線検出器が光学経路内に、前記位相格子構造及び前記Ｘ線検出器のシンチレータ層がＸ線放射を相関させるための干渉計装置を形成するように配置される、
干渉計。
【請求項９】
Ｘ線源と、
請求項８に記載の干渉計と、
を有するＸ線撮像システムであって、
前記Ｘ線源が、前記干渉計の前記Ｘ線検出器により検出されるべき前記光学経路内に配置可能な関心被検体にＸ線放射を供給する、
Ｘ線撮像システム。
【請求項１０】
当該Ｘ線撮像システムが、
医療用撮像システム、
検査撮像システム、又は
工業用撮像システム、
である請求項９に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１１】
位相コントラストＸ線撮像及び／又は暗視野Ｘ線撮像を行う方法であって、
ａ）関心被検体を検査するために位相格子構造により変調されたＸ線放射を発生するステップと、
ｂ）Ｘ線検出器のシンチレータ層により前記変調されたＸ線放射を光に変換すると共に、該光を前記Ｘ線検出器のフォトダイオード層により検出するステップと、
を有し、
前記シンチレータ層は、アナライザ格子構造を形成するピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネルのアレイを有し、
前記シンチレータ層及び前記フォトダイオード層は、ピクセルのマトリクスを有する第１検出器層を形成し、
前記ピクセルの各々は、各フォトダイオードが前記シンチレータチャンネルと一対一で対応してサブピクセルを形成するフォトダイオードのアレイを有し、
動作の間において、隣接するサブピクセルは、互いにシフトされた位相を持つ信号を受信し、
動作の間において、互いに同一の位相を有する信号を受信するサブピクセルは、ピクセル毎の位相グループを形成し、
ピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセルにより受信された信号は、１つの位相グループ信号に合成され、
異なる位相グループの位相グループ信号は、１つの画像取得において取得され、
前記シンチレータチャンネルの前記ピッチは、前記位相格子構造により生成される周期的干渉パターンのフリンジ周期に対して補正係数ｃを適用することにより離調され、ここで０＜ｃ＜２である、
方法において、
前記Ｘ線検出器は、前記第１検出器層のシンチレータチャンネルの向きに対して垂直な前記第１検出器層の一方の表面上に設けられた第２検出器層を有し、
前記第２検出器層は、前記第１検出器層のシンチレータチャンネルと同一のピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネルのアレイを備えるシンチレータ層及びフォトダイオード層を有し、
前記第２検出器層の各シンチレータチャンネルが、前記第１検出器層の隣接するシンチレータチャンネルに対して表面方向に前記ピッチの半分だけ変位されて配置されることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
請求項１ないし７の何れか一項に記載のＸ線検出器、請求項８に記載の干渉計、又は請求項９若しくは１０に記載のＸ線撮像システムを制御するためのコンピュータプログラムであって、処理ユニットにより実行された場合に請求項１１に記載の方法のステップを実行する、コンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンピュータプログラムを記憶した、コンピュータ読取可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮像の分野に、更に詳細にはＸ線検出器、干渉計、Ｘ線撮像システム並びに位相コントラスト及び／又は暗視野撮像を行う方法に関する。更に、本発明はコンピュータプログラム要素及びコンピュータ読取可能な媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮像は、被検体の関心領域内の内部構造に関する情報を得るために、種々の技術分野において適用されている。例えば、医療用Ｘ線撮像装置は、患者の身体内の内部構造に関する情報を得るために使用される。例えば干渉計を用いる位相コントラスト撮像が、特に軟組織及び他の低吸収性物質において一層高いコントラストを提供するために開発されている。同時に、干渉計は、検出器の空間解像度より小さな構造からの小角散乱に関係する暗視野信号も発生する。位相情報は、複数の露光を必要とし得る位相ステッピング法を用いて取得することができる。例えば、米国特許出願公開第2014/0177795号は、位相情報を取得するための電子位相ステッピング法を記載している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
Ｘ線画像取得の間のＸ線被爆を低減する必要性が存在し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の上記目的は、独立請求項の主題により解決され、更なる実施態様は従属請求項に含まれる。本発明の以下に記載される態様は、Ｘ線検出器、干渉計、Ｘ線システム、方法、コンピュータプログラム要素及びコンピュータ読取可能な媒体にも当てはまることに注意すべきである。
【０００５】
本発明の第１態様によれば、位相コントラスト撮像及び／又は暗視野撮像のためのＸ線検出器が提供される。該Ｘ線検出器は、シンチレータ層とフォトダイオード層とを有する。前記シンチレータ層は、位相格子構造により変調された入射Ｘ線放射を前記フォトダイオード層により検出されるべき光に変換する。前記シンチレータ層は、アナライザ格子構造を形成するピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネルのアレイを有する。前記シンチレータ層及び前記フォトダイオード層はピクセルのマトリクスを有する第１検出器層を形成し、各ピクセルは、各フォトダイオードがサブピクセルを形成するフォトダイオードのアレイを有する。動作の間において隣接するサブピクセルは、互いにシフトされた位相を持つ信号を受信する。動作の間において互いに同一の位相を持つ信号を受信するサブピクセルは、ピクセル毎の位相グループを形成する。動作の間においてピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセルにより受信される信号は、１つの位相グループ信号に合成される。動作の間において異なる位相グループの位相グループ信号は、１つの画像取得において取得される。前記シンチレータチャンネルのピッチは、前記位相格子構造により生成される周期的干渉パターンのフリンジ（干渉縞）周期に対して補正係数ｃを適用することにより離調（detune）され、ここで０＜ｃ＜２である。
【０００６】
有利にも、必要とされる位相オフセットは１つの取得において測定されるので、位相ステッピングは、最早、必要とされない。従って、位相格子構造及びアナライザ格子の互いに対する機械的又はデジタル的シフトは必要とされない。このことは、Ｘ線画像取得の速度も上昇させることができる。更に、位相コントラスト信号は１つの画像取得において抽出され、且つ、従来の吸収体格子（absorber grating）と比較してアナライザ格子構造において少ないＸ線しか破棄されることがないので、線量被爆を、画像品質を犠牲にすることなく低減することができる。更に、シンチレータチャンネルのアレイの形態のアナライザ格子構造の機能及びＸ線検出器は、１つのユニットに組み合わされる。前記シンチレータチャンネルは従来の吸収体格子と比較して入射Ｘ線に対して小さな開口を有することもでき、かくして、画像取得の品質に関する尺度である視認性を増加させる。更に、サブピクセルにより受信される信号を限られた数の位相グループに組み合わせることにより当該Ｘ線検出器の設計及び配置を簡素化することもできる。何故なら、フォトダイオードチャンネル及び読出の数が低減されるからである。
【０００７】
“スーパーピクセル”としても参照される“ピクセル”なる用語は、例えば１ｍｍの直径を有し得る通常のピクセルに関係するものであり得る。該ピクセルは、例えば１μｍの１０００個のサブピクセルに構造化することができる。
【０００８】
前記シンチレータチャンネルに関する“ピッチ”なる用語は、チャンネルピッチとして参照することもできる。
【０００９】
“サブピクセル”なる用語は、フォトダイオードによっても定義されるので、フォトダイオードサブピクセルとして参照することもできる。サブピクセルはサブピクセルピッチを有することができ、該サブピクセルピッチは前記シンチレータチャンネルのピッチと等しいか又は異なることができる。
【００１０】
例えば、サブピクセルピッチはシンチレータチャンネルのピッチより大きい。
【００１１】
代替例においては、シンチレータ層とフォトダイオード層とを有する位相コントラスト撮像及び／又は暗視野撮像のためのＸ線検出器が提供される。前記シンチレータ層は、位相格子構造により変調された入射Ｘ線放射を前記フォトダイオード層により検出されるべき光に変換するよう構成される。前記シンチレータ層はアナライザ格子構造を形成するピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネルのアレイを有し、前記シンチレータ層及び前記フォトダイオード層はピクセルのマトリクスを有する第１検出器層を形成する。各ピクセルは、各フォトダイオードがサブピクセルを形成するフォトダイオードのアレイを有する。動作の間において隣接するサブピクセルは、互いにシフトされた位相を持つ信号を受信する。動作の間において互いに同一の位相を持つ信号を受信するサブピクセルは、ピクセル毎の位相グループを形成する。動作の間においてピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセルにより受信される信号は、１つの位相グループ信号に合成される。動作の間において異なる位相グループの位相グループ信号は、１つの画像取得において取得される。更に、当該検出器は、前記第１検出器層の一方の表面上に設けられる第２検出器層を有する。一方の表面は、前記第１検出器層のシンチレータチャンネルの向きに対して垂直である。該第２検出器層は、前記第１検出器層のシンチレータチャンネルと同一のピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネルのアレイを備えるシンチレータ層及びフォトダイオード層を有する。該第２検出器層の各シンチレータチャンネルは、前記第１検出器層の隣接するシンチレータチャンネルに対して表面方向に前記ピッチの半分だけ変位されるように配置される。
【００１２】
１つのオプションにおいて、当該Ｘ線検出器は、前記位相格子構造により生成される周期的干渉パターンのフリンジ周期に対して補正係数ｃを適用することにより離調されたシンチレータチャンネルのピッチと組み合わせて設けられ、ここで０＜ｃ＜２である。
【００１３】
本発明の第２態様によれば、位相コントラスト及び／又は暗視野Ｘ線撮像のための干渉計が提供される。該干渉計は、上記及び下記の例の１つによる位相格子構造及びＸ線検出器を有する。前記位相格子構造及び前記Ｘ線検出器は光学経路内に、該位相格子構造及び該Ｘ線検出器のシンチレータ層がＸ線放射を相関させるための干渉計装置を形成するように配置される。
【００１４】
該干渉計は、格子干渉計とも称することができる。該格子干渉計に基づくＸ線位相コントラスト撮像は、従来の減衰に基づく撮像と比較した場合、特に軟組織において優れたコントラストを提供することができる。該格子干渉計は、例えば生物医学及び材料科学アプリケーションにおいて細部を示すことが可能な暗視野画像を提供するために使用することもできる。
【００１５】
本発明の第３態様によれば、Ｘ線撮像システムが提供される。該Ｘ線撮像システムは、Ｘ線源と、上記及び下記の例の１つによる干渉計とを有する。前記Ｘ線源は、前記干渉計のＸ線検出器により検出されるべき当該光学経路内に配置可能な関心被検体にＸ線放射を供給するように構成される。
【００１６】
一例において、前記Ｘ線源は単色で殆ど平行なビームを持つ高輝度シンクロトロン源（high brilliant synchrotron source）である。
【００１７】
他の例において、前記Ｘ線源は追加のソース格子を備えた通常の低輝度Ｘ線管である。
【００１８】
本発明の更なる第４態様によれば、位相コントラスト及び／又は暗視野Ｘ線撮像を行う方法が提供される。該方法は、
ａ）関心被検体を検査するために位相格子構造により変調されたＸ線放射を発生するステップと、
ｂ）Ｘ線検出器のシンチレータ層により前記変調されたＸ線放射を光に変換すると共に、該光を前記Ｘ線検出器のフォトダイオード層により検出するステップと、
を有する。
【００１９】
ステップｂ）において、前記シンチレータ層はアナライザ格子構造を形成するピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネルのアレイを有する。前記シンチレータ層及び前記フォトダイオード層は、ピクセルのマトリクスを有する第１検出器層を形成する。前記ピクセルの各々は、各フォトダイオードがサブピクセルを形成するフォトダイオードのアレイを有する。動作の間において隣接するサブピクセルは、互いにシフトされた位相を持つ信号を受信する。動作の間において互いに同一の位相を有する信号を受信するサブピクセルは、ピクセル毎の位相グループを形成する。ピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセルにより受信された信号は、１つの位相グループ信号を形成するように合成される。異なる位相グループの位相グループ信号は、１つの画像取得において取得される。前記シンチレータチャンネルのピッチは、前記位相格子構造により生成される周期的干渉パターンのフリンジ周期に対して補正係数ｃを適用することにより離調され、ここで０＜ｃ＜２である。
【００２０】
本発明の第５態様によれば、上記及び下記の実施態様の１つによる装置を制御するためのコンピュータプログラム要素が提供され、該コンピュータプログラム要素は処理ユニットにより実行された場合に本発明の方法を実行するように構成される。
【００２１】
本発明の第６態様によれば、前記プログラム要素を記憶したコンピュータ読取可能な媒体が提供される。
【００２２】
本発明の例示的実施態様によれば、前記ピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセルは、該同一位相グループ内のサブピクセルにより受信された信号を１つの位相グループ信号に合成するために互いに電気的に接続される。各ピクセルは、更に、異なる位相グループの位相グループ信号を１つの画像取得において受信するよう構成された読出電子回路を有する。
【００２３】
同一の位相グループ内の信号の合成は、ピクセル当たりのフォトダイオードチャンネル及び読出の数を大幅に低減することができる。例えば、１つのピクセルが１０００個のサブピクセルを有する場合、同一の位相グループ内の信号の合成は、ピクセル当たり５つの位相グループが存在する場合、読出信号の数を１０００から５に低減する。従って、より少ないフォトダイオードチャンネル及び読出しか必要とされず、このことは、読出電子回路の設計及び配置を簡素化することができる。
【００２４】
前記電気的接続の一例において、ピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセルは、例えば、永久電気接続構成により永久的に接続される。
【００２５】
このようにして、該電気接続は製造工程において決定される。
【００２６】
前記電気的接続の他の例において、ピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセルは切り換え可能に接続される。
【００２７】
このようにして、ユーザはサブピクセル間の電気的接続を変更することにより当該Ｘ線検出器を構成（設定）することができる。
【００２８】
本発明の一例示的実施態様によれば、前記フォトダイオードはサブピクセルの連続した又は略連続した感光層を形成する。
【００２９】
このようにして、連続した（隙間のない又は略隙間のない）Ｘ線画像が取得される。
【００３０】
“連続した”なる用語は、間にＸ線不感間隙のないサブピクセル又はフォトダイオードの連続した延在に関係し得る。“連続した”なる用語は、間にＸ線不感間隙を伴うサブピクセルの連続した延在にも関係し得る。例えば、フォトダイオードの間には、例えば製造の制約による、小さなＸ線不感間隙が存在し得る。
【００３１】
本発明の一例示的実施態様によれば、前記異なる位相グループの位相グループ信号は、前記位相格子構造により変調されたＸ線放射の波面の完全な位相をカバーする。
【００３２】
このようにして、位相グループ信号は完全な位相における異なる相対位相を表す。言い換えると、本技術は、位相ステッピング処理を統合するもので、位相ステッピングを、従って機械的位相ステッピング法における機械的移動に関連する遅延及び電子位相ステッピング法における電子的切換に関連する遅延を回避する。
【００３３】
“完全な位相”なる用語は、２πの位相に関するものである。
【００３４】
本発明の一例示的実施態様によれば、動作の間におけるピクセル毎の位相グループ信号は、読出信号として読み出される。
【００３５】
言い換えると、ピクセル毎の全ての位相グループ信号が読出信号として読み出される。例えば、１つのピクセルは例えば１０００個のサブピクセルに構造化され、５番目毎のサブピクセルが位相グループ信号を形成するように電気的に接続され得る。ピクセル当たり、４つの読出信号のみが発生される。従って、フォトダイオードチャンネル及び読出の数を低減することができる。
【００３６】
本発明の一例示的実施態様によれば、ピクセル毎に偶数の位相グループ信号が存在する場合、動作の間においてピクセル毎の全位相グループ信号の和及びピクセル毎の位相グループ信号のπなる相互位相シフトを持つ対の差分が読出信号として読み出される。
【００３７】
結果として、読出信号の数を更に低減することができる。ピクセル当たりＮ（Ｎは偶数）個の位相グループ信号が存在する場合、ピクセル当たりの読出信号の数はＮから(Ｎ／２＋１)に更に低減することができる。例えば、ピクセル当たり４つの位相グループ信号が存在する場合、ピクセル当たりの読出信号の数は３に低減することができる。ピクセル当たり８個の位相グループ信号の場合、ピクセル当たりの読出信号の数は５に低減することができる。
【００３８】
前記補正係数によれば、当該干渉計は前記アナライザ格子構造（即ち、前記シンチレータ層）のピッチが制御された態様で離調されるように設計される。このことは、隣接するシンチレータチャンネルの間に（小さな）位相シフトを生じさせるフリンジパターンを発生するために利用することができる。前記フォトダイオードマトリクスによれば、シンチレータチャンネルと同一のオフセットで信号を合成して、異なる位相参照情報を読み出し、かくして、位相ステッピングの必要性を免れる。
【００３９】
前記周期的干渉パターンは前記位相格子構造により、例えば平面波又は球面波で照明された場合に発生され得る。前記フリンジ周期は、前記シンチレータ層の検出面上における干渉縞の周期性である。該フリンジ周期はｐfringeとして参照することができる。このように、前記ピッチはｃ＊ｐfringeと定義することができ、ｃは例えば０.７５、０.８２５、１、１.１２５、１.２５等とすることができる。
【００４０】
前記補正係数が１である、即ち前記シンチレータチャンネルのピッチが前記フリンジ周期と同一である場合、前記サブピクセル、即ちフォトダイオードは、隣接するサブピクセルの間に互いにシフトされた位相を生じるように構成されたサブピクセルピッチを有することができる。例えば、サブピクセルピッチは１.２５＊ｐfringeとすることができ、これは隣接するサブピクセルの間にπ／２の位相オフセットを生じる。勿論、該サブピクセルピッチは、例えば１.１＊ｐfringe、１.１２５＊ｐfringe等の他の値を有することもできる。
【００４１】
該補正係数が１とは異なる、例えばｃ＝１.２５（即ち、ピッチ＝１.２５＊ｐfringe）である場合、隣接するシンチレータチャンネルはπ／２の位相オフセットを有する。各サブピクセル、即ちフォトダイオードは、各シンチレータチャンネルに割り当てられ得る。言い換えると、サブピクセルは前記ピッチと同一のサブピクセルピッチを有する（即ち、サブピクセルピッチ＝１.２５＊ｐfringe）。このようにして、隣接するサブピクセルはπ／２の位相オフセットを持つ信号を受信するように構成される。
【００４２】
本発明の一例示的実施態様によれば、当該Ｘ線検出器は、前記第１検出器層における該第１検出器層のシンチレータチャンネルの向きに対して垂直な一方の表面上に設けられた第２検出器層を更に有する。該第２検出器層は、前記第１検出器層のシンチレータチャンネルと同一のピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネルのアレイを備えるシンチレータ層、及びフォトダイオード層を有する。該第２検出器層の各シンチレータチャンネルは、前記第１検出器層の隣接するシンチレータチャンネルに対して表面方向に前記ピッチの半分だけ変位されて配置される。
【００４３】
このようにして、前記第２検出器層のシンチレータチャンネルは前記第１検出器層の隣接するシンチレータチャンネルの間のＸ線不感間隙を通過したＸ線を捕捉することができ、又はその逆となる。結果として、線量効率及び視認性を向上させることができる。
【００４４】
第２検出器層を備えるＸ線検出器は、２層Ｘ線検出器とも称することができる。
【００４５】
本発明の一例示的実施態様によれば、当該Ｘ線検出器は、２つの隣接するシンチレータチャンネルの間に該２つの隣接するシンチレータチャンネル間の光クロストークが低減されるように設けられた遮光エレメントを更に有する。
【００４６】
シンチレータチャンネル間の該遮光エレメントは、光クロストークに対する保護及び反射を提供し、このことは、一層良好な光出力及び改善されたチャンネル間均一性を保証する。
【００４７】
本発明の一例示的実施態様によれば、前記Ｘ線撮像システムは、医療用撮像システム、検査撮像システム、又は工業用撮像システムである。
【００４８】
医療分野（例えば、胸部組織における幾つかの腫瘍）及びセキュリティ走査における低吸収性危険物体、複合材料における剥離の検出等の他の分野の両方における当該Ｘ線撮像システムの多数の用途が存在する。位相ステッピングは必要ないので、Ｘ線検査時間を短縮することができ、線量利用を改善することができる。
【００４９】
本発明の一態様によれば、位相コントラスト及び／又は暗視野Ｘ線撮像のためのＸ線検出器が提供される。該Ｘ線検出器は、従来の干渉計の吸収体格子（absorber grating）を１つのユニットへのシンチレータチャンネルのアレイ及び検出の形態に置換する。該Ｘ線検出器は、各フォトダイオードが従来の検出器のピクセルのサブピクセルを画定するフォトダイオードのマトリクスを有する。動作の間において、同じ位相の信号を受信するサブピクセルは、１つの位相グループ信号を形成するように組み合わされる（合成される）。これら位相グループ信号は１つの画像取得において取得される。異なる位相グループの合成された各信号は異なる相対位相を表すので、位相ステッピングは、最早、必要とされない。吸収体格子がないことは、従来の設計と比較して線量利用を改善すると共に、Ｘ線画像取得の速度を増加させることもできる。
【００５０】
本発明の上記及び他の態様は、後述する実施態様から明らかとなり、且つ、これら実施態様を参照して解説されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、Ｘ線検出器の一例を示す。
【図２】図２は、干渉計の一例を示す。
【図３ａ】図３ａは、Ｘ線検出器の他の例を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、Ｘ線検出器の他の例を示す。
【図４ａ】図４ａは、従来の位相ステッピング法の理論及び動作を説明する際に使用されるサンプリングパターンの一例を示す。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の一例によるＸ線検出器の理論及び動作を説明する際に使用されるサンプリングパターンの一例を示す。
【図５】図５は、Ｘ線撮像システムの一例を示す。
【図６】図６は、位相コントラスト及び／又は暗視野撮像を行う方法の方法ステップの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、本発明の例示的実施態様を、図面を参照して説明する。
【００５３】
本技術は、一般的に、医療及び非医療用途の有用な画像を発生するための、マンモグラフィ撮像技術等の撮像技術に向けられるものである。当業者により理解されるように、本技術は、有用な二次元又は三次元のデータ及び状況を提供するための乗客及び／又は荷物スクリーニング等の種々の非医療及び医療用途において適用することができる。ここでは、本技術の説明を容易にするために、一般的に医療用構成が説明されるが、非医療用構成も本技術の範囲内であると理解されるべきである。
【００５４】
図１は、本発明の一実施態様によるＸ線検出器１０を示す。Ｘ線検出器１０はシンチレータ層１２及びフォトダイオード層１４を有している。シンチレータ層１２は、位相格子（phase grating）構造１８（図２に図示）により変調された入射Ｘ線放射１６を、フォトダイオード層１４により検出されるべき光１９に変換するよう構成される。シンチレータ層１２は、ピッチ２２で周期的に配列されてアナライザ格子構造を形成するシンチレータチャンネル２０のアレイ（格子状構造として図示されている）を有している。シンチレータ層１２及びフォトダイオード層１４は、ピクセル２６のマトリクスを有する第１検出器層２４を形成する。各ピクセル２６は、各フォトダイオードがサブピクセル３０を形成するフォトダイオードのアレイ２８を有する。簡略化の理由で、図１には、正方形のアレイで示された複数のサブピクセル３０を備える単一のピクセル２６のみが図示されている。
【００５５】
動作の間において隣接するサブピクセル３０は相互にシフトされた位相を持つ信号を受信する。動作の間において相互に同一の位相を持つ信号を受信したサブピクセル３０は、ピクセル毎の位相グループを形成する。動作の間においてピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセル３０により受信された信号は、１つの位相グループ信号３２を形成するように組み合わされる（合成される）。動作の間における異なる位相グループの位相グループ信号３２は、１つの画像取得において取得される。
【００５６】
シンチレータ層１２はＸ線を（可視）光に変換する。シンチレータ層１２は、該シンチレータ層１２がシンチレータチャンネル２０のアレイを有しているので、マイクロ構造化シンチレータ層とも称される。
【００５７】
シンチレータチャンネル２０は、例えば、構造化されたシンチレータ材料内のマイクロカラム（micro-column）に関係し得る。マイクロカラムは、２５０ｎｍ（ナノメートル）〜１０μｍ（マイクロメートル）の直径を持つ平行な針状構造体である。これらマイクロカラムは平方センチメートル当たり数百万にも達し、非常に高い解像度の撮像性能を生じる。上記の構造化されたシンチレータ材料は、例えば、真空蒸着により準備することができる。代わりに、タリウムがドーピングされたヨウ化セシウム等のシンチレータ材料により充填することが可能な母材を製造するために、シリコンにマイクロカラムをエッチング形成することもできる。これらのチャンネルにＸ線が侵入すると、これらＸ線は光に変換され、該光はマイクロカラムの側壁により反射され、かくして、これらマイクロカラム内に収容される。
【００５８】
次に図２を参照すると、位相コントラスト及び／又は暗視野Ｘ線撮像のための干渉計３４が図示されている。干渉計３４は、位相格子構造１８、並びに上述し及び以下に説明される実施態様のうちの１つによるＸ線検出器１０を有する。位相格子構造１８及びＸ線検出器１０は、点線により示された光学経路３６内に配置され、かくして、位相格子構造１８及びＸ線検出器１０のシンチレータ層１２がＸ線放射を相関させるための干渉計装置を形成するようにする。位相格子構造１８は位相格子構造Ｇ１と称することもできる一方、シンチレータ層１２はアナライザ格子構造Ｇ２と称することもできる。位相格子構造１８はπ位相シフトラインに関してｐ１の周期を有することができ、タルボ自己像効果によりシンチレータ層１２の表面上に干渉縞（フリンジ）周期ｐfringeを持つライン干渉パターン３５を生成する（光学経路３６に関心物質が配置されていない場合）。干渉パターン３５のフリンジ周期ｐfringeは、典型的に、ミクロンのオーダであり、検出器の空間解像度より大幅に小さい。
【００５９】
シンチレータチャンネル２０のアレイを備えるシンチレータ層１２は、試料（例えば、患者の一部）の微分位相及び散乱特性に関係する干渉パターンの横方向位置及び振幅を決定するために使用されるアナライザ格子構造のように機能する。該シンチレータ層１２により変換された光は、フォトダイオード層１４により検出することができる。
【００６０】
図２において、位相格子構造１８はｘ軸に沿って一次元に周期性を有し、従ってｘ方向にライン干渉パターンを形成するように示されていることにも注意されたい。しかしながら、位相格子構造１８は他の方向に周期性を有することもできると理解される。例えば、位相格子構造１８はｘ軸及び光学経路３６に対して垂直な方向に周期性を有することができ、このことは二次元干渉パターンを生成し得る。しかしながら、本技術の説明を容易にするために、ここでは一般的に一次元位相格子構造が説明される。もっとも、二次元位相格子構造も本技術の範囲内であると理解されるべきである。
【００６１】
図１に戻ると、ピクセル２６（スーパーピクセルとも称される）は、例えば１ｍｍの寸法を有することができる。該ピクセルは例えば１μｍの１０００個のサブピクセルに構造化することができる（図１には、１６個のサブピクセルのみが描かれている）。
【００６２】
動作の間において、隣接するサブピクセル３０は相互にシフトされた位相を持つ信号を受信する。“相互にシフトされた位相”なる用語は、互いに対してシフトされた（ずらされた）位相に関するものである。ここで使用される相互にシフトされた位相とは、互いに位相が外れた信号を指すことに注意されたい。ｎ＊２π（ｎは整数）の位相差を持つ信号は、同相であると、従って相互にシフトされた位相は有さないと考えられる。
【００６３】
図１において、異なる位相（即ち、π／２の相互にシフトされた位相）を持つ信号を受信するサブピクセル３０は異なるグレイ値又はパターンで印される一方、同一の位相を持つ（即ち、同相の）信号を受信するサブピクセル３０は同一のグレイ値又はパターンで印されている。
【００６４】
隣接するサブピクセル３０間の位相シフトを実現するための種々の方法を認識することができる。
【００６５】
一例において、フォトダイオードのピッチ（即ち、サブピクセルのピッチ２３）をフリンジ周期ｐfringeの１／ｎとすることができ、ここで、ｎは１より大きな整数である。隣接するサブピクセルの間の相互位相シフトは、２π／ｎとなる。各（ｎ＋１）番目のサブピクセル３０は、同一の相互にシフトされた位相を有し、同一の位相グループの一員となる。図１はｎ＝４の場合の例を示す。
【００６６】
他の例では、シンチレータチャンネル２０のピッチ２２を、位相格子構造１８により形成される周期的干渉パターンのフリンジ周期ｐfringeに補正係数ｃ（ここで、０＜ｃ＜２）を適用することにより離調（detune）することができる（即ち、ピッチ＝ｃ＊ｐfringe）。該“離調”モードは、隣接するシンチレータチャンネルの間にＸ線不感ギャップを有するシンチレータ層に適用することができる。例えば、図３ａ及び図３ｂは、５０％のデューティサイクル（Ｘ線が検出される１つのピッチのパーセンテージ）を持つシンチレータ層を示す。このようにして、隣接するシンチレータチャンネルは相互にシフトされた位相を持つ信号を受信するように構成される。前述したように、シンチレータチャンネル２０は２５０ｎｍから１０μｍまでの直径で制御することができる。シンチレータチャンネル２０のピッチ２２はフリンジ周期から逸脱するように配置されるので、隣接するシンチレータチャンネル２０の間には位相シフトが導入される。このようにして、各サブピクセル３０（即ち、フォトダイオード２８）は各シンチレータチャンネル２０に割り当てられ、かくして、動作の間において隣接するサブピクセル３０はシンチレータチャンネル２０により検出された相互にシフトされた位相を持つ信号を受信する。例えば、前記補正係数ｃは１.２５である。言い換えると、シンチレータ層１２は１.２５＊ｐfringeのピッチ２２を有するように設計される。隣接するシンチレータチャンネル２０はπ／２の位相オフセットを有する。各５番目のシンチレータチャンネル２０は、再び、同一の位相を有する。各シンチレータチャンネルには１つのフォトダイオード２８、即ちサブピクセル３０が割り当てられる。このように、各５番目のサブピクセル３０は、ピクセル２６の１つの位相グループを形成する。同様に、０.７５なる補正係数ｃも隣接するシンチレータチャンネル間にπ／２の位相オフセットを導入する。勿論、該補正係数ｃは０.８７５、１.１、１.１２５等とすることもできる。
【００６７】
図１に示されたシンチレータチャンネル２０のピッチ２２及びサブピクセル３０のピッチ２３は解説目的のためだけのものであることにも注意されたい。シンチレータチャンネル２０はサブピクセル３０のサブピクセルピッチ２３と同一のピッチを有するように図示されているが、該ピッチ２２及びサブピクセルピッチ２３は異なることもできると理解されるべきである。例えば、サブピクセルピッチ２３はピッチ２２より大きくてもよい。
【００６８】
動作の間において互いに同一の位相を持つ信号を受信するサブピクセル３０は、ピクセル毎の位相グループを形成する。
【００６９】
前述したように、“同一の位相”なる用語は同相も示すもので、当該信号がｎ＊２πなる位相差を持つ状況（ここで、ｎは整数である）に関するものである。
【００７０】
前記位相グループは、サブピクセルのアレイのサブピクセルピッチに依存する。例えば、隣接するサブピクセルがπ／ｍの位相オフセットを有するなら、各（ｍ＋１）番目のサブピクセルが位相グループを形成する。位相を抽出することを可能にする１干渉計周期内の位相グループの最小数は、正弦状強度振動の場合３である。勿論、隣接するサブピクセルは、一層良好な結果を得るために一層小さな位相オフセットを有することができる。
【００７１】
同一の位相グループの位相グループ信号を得るために、ピクセル毎の同じ位相グループ内のサブピクセルは、同じ位相グループ内のサブピクセルにより受信される信号を１つの位相グループ信号３２に合成するために互いに電気的に接続することができる。各ピクセル２６は、更に、１つの画像取得において異なる位相グループの位相グループ信号３２を受信するように構成された読出電子回路３８を有することができる。
【００７２】
例えば、図１において、５番目毎のサブピクセル３０は同一の位相の信号を受信するように構成される。言い換えると、５番目毎のサブピクセル３０はピクセル２６内の１つの位相グループを形成する。同一位相グループ内のサブピクセル３０は、電気的に接続することができ（接続されたラインにより示されている）、受信された信号は信号の加算を行う前記読出電子回路３８のサブユニットにより合成することができる。該電気的接続は永久的な（永久的電気接続構成により固定された）ものとすることができるか、又は切り換え可能とすることができる。
【００７３】
異なる位相グループの位相グループ信号３２は、１つの画像取得において又は１つの撮像ステップにおいて得ることができる。異なる位相グループの位相グループ信号３２は、前記位相格子構造１８により変調されたＸ線放射１６の波面の完全な位相をカバーすることができる。
【００７４】
位相グループ信号３２は、当該読出電子回路３８内で更に処理されて、読み出される。
【００７５】
一例において、動作の間におけるピクセル毎の位相グループ信号３２は読出信号として読み出される。言い換えると、ピクセル毎の全ての位相グループ信号３２が読み出される。例えば、図１においては、４つの位相グループ信号３２が４つの読出信号として読み出される。
【００７６】
他の例（図示略）において、ピクセル当たり偶数の位相グループ信号３２が存在する場合、動作の間におけるピクセル毎の位相グループ信号３２のうちのπなる相互位相シフトを持つ対の差分及びピクセル毎の全位相グループ信号３２の和が読出信号として読み出される。
【００７７】
言い換えると、偶数の位相グループ信号３２が存在する場合、πなる相互位相シフトを持つ位相グループ信号３２の対が存在する。全位相グループ信号の読み出しは、前記位相グループ信号３２の和及び位相グループ信号３２のうちのπなる相互位相シフトを持つ全ての対の信号の差分を読み出すことにより置き換えることができる。
【００７８】
例えば、Ｎ個（Ｎは偶数）の位相グループ信号が存在する場合、位相グループ信号がｇｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）であり、何れの対ｇｉ及びｇi+N/2の相互位相シフトもπであるなら、ｇ１＋ｇ２＋…ｇＮ，ｇ１−ｇ1+N/2，ｇ２−ｇ2+N/2，…，ｇN/2−ｇＮなる信号が発生される。このようにして、ピクセル当たりの読出信号の数はＮから（N/2−１）に低減される。位相グループ信号を読出信号に変換するための所要の処理は前記読出電子回路において実施することができ、アナログ又はデジタルとすることができる。図１の例において、ピクセル当たりの読出信号の数は更に３に低減することができる、他の例において、Ｎが１６なら、ピクセル当たりの読出信号の数は更に９に低減することができる。
【００７９】
取得された位相グループ信号からの平均強度、微分位相及び変調深度の抽出がスーパーピクセル毎に発生され、読み出されるなら、読出信号の数は更に低減される。
【００８０】
好都合にも、微細構造化シンチレータ層のアナライザ格子構造としての使用は、従来の吸収体格子（absorber grating）と比較して受信された信号の視認性（干渉計の取得品質に関する尺度）を改善することができる。加えて、サブピクセルにより受信された信号の限られた数の位相グループ（例えば、図１における４つの位相グループ）への合成は、フォトダイオードチャンネルの数を減少させ、従って当該Ｘ線検出器の設計及び配置を簡素化させることができる。Ｘ線放射の波面の完全な位相をカバーする位相コントラスト信号は実際の位相ステッピング（複数の露光及び低速度を意味し得る）の必要性無しに抽出されるので、高速、低線量且つ高強度の（位相コントラスト）Ｘ線撮像を実現することができる。
【００８１】
更に、図１には１つのピクセル２６及び１６個のサブピクセル３０しか図示されていないが、フォトダイオード２８はサブピクセル３０の連続した感光層を形成することができる。
【００８２】
図３ａ及び図３ｂはＸ線検出器１０の他の２つの例を示し、該Ｘ線検出器は隣接するシンチレータチャンネルの間にＸ線不感ギャップ（間隙）を有している。図３ａ及び図３ｂにおいて、これらのギャップは隣接するシンチレータチャンネル間の間隔として示されている。これらＸ線不感ギャップ（又は領域）は、例えばエッチング処理により形成することができる。これらのギャップを通過するＸ線は、光に変換され得ない。
【００８３】
両例において、第２検出器層４０は第１検出器層２４の一方の表面上に設けられる。該表面は、第１検出器層２４におけるシンチレータチャンネル２０の向きに対して垂直である。第２検出器層４０は、第１検出器層２４のシンチレータチャンネル２０と同一のピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネル４４のアレイを備えたシンチレータ層４２を有する。該シンチレータ層もフォトダイオード層４６を有する。第２検出器層４０の各シンチレータチャンネル４４は、第１検出器層２４の隣接するシンチレータチャンネル２０に対し表面方向において当該ピッチの半分４７だけ変位されるように配置される。
【００８４】
“垂直”なる用語は、例えば±１５°の偏差を含む約９０°の角度を指す。
【００８５】
一例においては、図３ａに示されるように、第１及び第２検出器層２４及び４０はフォトダイオード層１４、４６及びシンチレータ層１２、４２を積層される順序で備えて配置され、各検出器層２４、４０は到来するＸ線放射１６に対して同一の向きを有する。
【００８６】
他の例においては、図３ｂに示されるように、第１及び第２検出器層２４及び４０はフォトダイオード層１４、４６を背中合わせにして積層構成で配置され、第１及び第２検出器層２４及び４０は到来するＸ線放射１６に対して反対の向きを有する。
【００８７】
このようにして、第１検出器層における隣接するシンチレータチャンネルの間のＸ線不感ギャップを通過したＸ線は、第２検出器層のシンチレータチャンネルにより検出又は捕捉され、又はその逆とすることができる。このように、Ｘ線線量の利用を改善することができる。
【００８８】
上述した実施態様に対する他のオプションとして、２つの隣接するシンチレータチャンネル２２、４４の間に遮光エレメントを設け、斯かる２つの隣接するシンチレータチャンネルの間の光クロストーク（光学的混信）が低減されるようにすることができる。
【００８９】
上記遮光エレメントは、異なる波長の光を選択的に透過させるための光学フィルタ、又は異なる波長の光を選択的に反射する光学反射器の何れかとすることができる。該遮光は全ての光を完全に阻止するように選択することができる。該遮光エレメントは、格子状（grid-like）又はグレーティング状構造として設けることができる。該遮光エレメントは、前記ピッチ幅の最大半分の幅で設けることができる。該遮光エレメントがＸ線に対して透明である場合、第２検出器層の前記ピッチ（又は周期）の半分の変位により、Ｘ線放射における第１検出器層のシンチレータエレメントにより影響を受けなかった部分も画像データ検出のために使用されるようになる。
【００９０】
図４ａは従来の位相ステッピング法の理論及び動作を説明するために使用されるサンプリングパターンの一例を示す一方、図４ｂは本発明の一実施態様によるＸ線検出器１０の理論及び動作を説明するために使用されるサンプリングパターンの一例を示す。
【００９１】
図４ａ及び図４ｂにおいて、水平軸は前記ｘ軸（任意単位）を表す一方、垂直軸は強度（任意単位）を表している。
【００９２】
従来の干渉計は、アナライザ格子構造Ｇ２において、
【数１】
0006581713.tif 000002
なるＸ線に沿った強度を持つＸ線波パターンを発生する。
【００９３】
以下の３つの撮像パラメータが抽出される必要がある：
−  ａは吸収を推定するために使用される平均強度であり；
−  νは暗視野信号を推定するための干渉計コーティングの変調深度であり；
−  φは微分位相である。
【００９４】
当該システムは検出器解像度より高い空間解像度は提供することができないので、１つだけの検出器ピクセルに注目すると、上記３つのパラメータは当該ピクセルにわたって一定であると考えられる。
【００９５】
検出器解像度は、高空間信号周波数（例えば、ｐfringe〜１０μｍ）をサンプリングするには十分でない。従来の位相ステッピング法は、アナライザ格子構造Ｇ２を用いて良好に規定された２π／ｐfringeなる空間周波数で波をサンプリングするためのトリックを適用する。該アナライザ格子構造Ｇ２の背後において、“櫛形フィルタ処理された”波が、“より大きな”検出器ピクセル（例えば、１ｍｍ）を用いることにより測定される。該ピクセルは、上記櫛形フィルタ処理された波を検出器ピクセル全体にわたって合計する。空間波周波数はｐfringeに合致するので、同一の相対位相における波の幾つかの点の合計が得られる。上記３つの波パラメータの変化がない場合、個々の信号の貢献度は同一であり、検出器の平均化は悪影響を有さない。信号波は、良好に規定された位相で測定することにより得られる。上記３つの撮像パラメータを得るために、異なる“櫛形フィルタ”位置における斯かる測定が、アナライザ格子構造Ｇ２をシフトする（機械的に又はデジタル的に）ことにより繰り返される。当該“大きな”検出器ピクセルは、これらの複数の取得における信号を積分する。
【００９６】
従来の位相ステッピング法の原理が、図１ａに示されている。左の欄は、アナライザ格子構造Ｇ２の前の波パターンを示す（４回）。右の欄は、４つの異なるｘオフセットに対する櫛形フィルタ処理された信号（即ち、異なる位相グループの信号）を示す。“大きな”検出器ピクセルは、これらの４つの取得における信号を積分する。
【００９７】
本発明の一実施態様によるＸ線検出器１０の原理が図４ｂに示されている。高解像度シンチレータ及び微細に構造化されたフォトダイオードアレイが用いられる場合、波パターンは該フォトダイオードアレイの実効的な櫛形構造を用いてサンプリングされる。例えば、フォトダイオードアレイのピッチがｐfringe／４である場合、図４ｂに示されたような状況が得られる。図４ｂにおいて、各フォトダイオードサブピクセルは１フリンジ周期の四分の一をサンプリングする。データ低減のため、相互に同一の位相を持つ各ピクセルの全サブピクセルからの信号、即ち１つのピクセルにおける同一の位相グループ内のサブピクセルからの信号は、合成（例えば、合計）される。同一の位相グループからの信号は、図４ｂでは、同じグレイレベルで示されている。
【００９８】
図４ａに示された従来の位相ステッピング法と比較して、必要とされる位相オフセットは１つの取得において測定されるので、位相ステッピングは最早必要とされない。更に、アナライザ格子構造Ｇ２の機能は、Ｘ線検出器と共に１つのユニットに組み合わされる微小構造化シンチレータ層１２により置換される。Ｘ線は該構造化されたシンチレータ設計においては阻止も検出もされないので、線量効率を改善することができる。検出器により積分される位相間隔は低減されるので、視認性も改善することができる。図４ａ及び４ｂに示された２つの例において、従来の設計は波をｐfringe／２の間隔の積分によりサンプリングする。これは、図４ｂに示される例ではｐfringe／４の間隔に低減される。実効的櫛形フィルタ処理を長方形による畳み込みによりモデル化した場合、関心空間周波数に対する周波数応答は
【数２】
0006581713.tif 000003
に改善され、約４０％良好な視認性を提供する。
【００９９】
図５は、Ｘ線源４８及び上述した実施態様の１つによる干渉計を有するＸ線撮像システム１００を示す。Ｘ線源４８は、干渉計３４のＸ線検出器１０により検出されるべき光学経路３６内に配置可能な関心被検体５０にＸ線放射２６を供給するように構成される。
【０１００】
Ｘ線源４８は、従来のＸ線管とすることができる。十分な空間的コヒーレンスを保証するために、ソース格子構造Ｇ０（図示略）を導入することができる。該ソース格子構造Ｇ０は、Ｘ線源４８を多数の相互に非コヒーレントなライン源に分割し、これらライン源の各々は当該干渉パターンに建設的に（非コヒーレント的にではあるが）加わる。他の例として、Ｘ線源４８は、空間的コヒーレンスを持つソース、例えば単色で殆ど平行なビームを持つ高輝度シンクロトロン放射源とすることができる。
【０１０１】
従来の位相ステッピング法とは異なり、位相情報は１画像取得において取得することができる。言い換えると、従来の位相ステッピング技術に関連する２つの主要な欠点（低速度及び複数露光）を除去（又は少なくとも低減）することができる。
【０１０２】
Ｘ線撮像システム１００は、医療用撮像システム、検査撮像システム、又は工業用撮像システムとすることができる。
【０１０３】
“医療用撮像”なる用語は、被検体を例えばＸ線源により生成されたＸ線放射等の放射により照射すると共に、Ｘ線検出器により対応する減衰及び／又は位相情報を検出することに関するものである。Ｘ線ビームのエネルギの一部は、当該被検体を通過する際に吸収される。該関心被検体（即ち、患者の一部）の反対側において、検出器又はフィルムが減衰及び／又は位相情報を捕捉し、医療又は臨床画像を形成する。
【０１０４】
“検査撮像システム”なる用語は、セキュリティ撮像システムとして参照することもできる。例えば、空港セキュリティ荷物スキャナは、航空機に搭載する前にセキュリティ脅威のために荷物の内部を、Ｘ線を用いて検査する。国境検査トラックスキャナは、Ｘ線を用いてトラックの内部を検査する。
【０１０５】
工業用撮像システムは、種々の材料を貫通する短Ｘ線の能力を使用することにより、材料の隠れた欠陥を検査するために使用することができる。
【０１０６】
図６は、位相コントラスト及び／又は暗視野Ｘ線撮像を行う方法２００を示す。該方法は以下のステップを有する。即ち：
−  第１ステップ２０２（ステップａ）とも称する）において、関心被検体を検査するためにＸ線放射が発生され、該Ｘ線放射は位相格子構造により変調される；
−  第２ステップ２０４（ステップｂ）とも称する）において、上記の変調されたＸ線放射はＸ線検出器のシンチレータ層により光に変換され、該光はＸ線検出器のフォトダイオード層により検出される。
【０１０７】
第２ステップ２０４において、即ちステップｂ）において、当該シンチレータ層は、アナライザ格子構造を形成するピッチで周期的に配列されたシンチレータチャンネルのアレイを有する。該シンチレータ層及び前記フォトダイオード層は、ピクセルのマトリクスを有する第１検出器層を形成する。各ピクセルは、各フォトダイオードがサブピクセルを形成するフォトダイオードのアレイを有する。動作の間において隣接するサブピクセルは、互いにシフトされた位相を持つ信号を受信する。動作の間において互いに同一の位相を持つ信号を受信するサブピクセルは、ピクセル当たりの位相グループを形成する。ピクセル毎の同一の位相グループ内のサブピクセルにより受信される信号は、１つの位相グループ信号を形成するように合成される。異なる位相グループの位相グループ信号は、１つの画像取得において得られる。
【０１０８】
一例において、動作の間におけるピクセル毎の位相グループ信号は、読出信号として読み出される。
【０１０９】
他の例において、ピクセル当たり偶数個の位相グループ信号が存在する場合、動作の間においてピクセル毎の全ての位相グループ信号の和及びπなる相互位相シフトを持つピクセル毎の位相グループ信号の対の差分が読出信号として読み出される。
【０１１０】
本発明の他の例示的実施態様においては、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供され、該コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素は前記実施態様の１つによる方法の方法ステップを適切なシステム上で実行するように構成されることを特徴とする。
【０１１１】
従って、上記コンピュータプログラム要素はコンピュータユニットに記憶することができ、該コンピュータユニットも本発明の一実施態様の一部とすることができる。このコンピュータユニットは、前述した方法のステップの実行をなし又は生じさせるように構成することができる。更に、該コンピュータユニットは前述した装置の構成部品を動作させるように構成することができる。該コンピュータユニットは、自動的に動作し及び／又はユーザの命令を実行するように構成することができる。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードすることができる。該データプロセッサは、このように、本発明の方法を実行するように装備することができる。
【０１１２】
本発明の該例示的実施態様は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラム、及び更新により既存のプログラムを、本発明を使用するプログラムに変化させるコンピュータプログラムの両方をカバーする。
【０１１３】
更に、上記コンピュータプログラム要素は、前述した方法の例示的実施態様の手順を満たすために必要な全ステップを提供することができる。
【０１１４】
本発明の他の例示的実施態様によれば、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読取可能な媒体が提供され、該コンピュータ読取可能な媒体は、先の段落で説明したコンピュータプログラム要素を記憶している。
【０１１５】
コンピュータプログラムは、光記憶媒体又は他のハードウェアと一緒に若しくは他のハードウェアの一部として供給される固体媒体等の適切な媒体により記憶及び／又は分配することができるのみならず、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して等のように、他の形態で分配することもできる。
【０１１６】
しかしながら、上記コンピュータプログラムはワールドワイドウエブ等のネットワークを介して提供することもでき、斯様なネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードすることができる。本発明の他の例示的実施態様によれば、本発明の前述した実施態様の１つによる方法を実行するように構成されたコンピュータプログラム要素を、ダウンロードのために利用可能にする媒体も提供される。
【０１１７】
本発明の実施態様は異なる主題に関して説明されていることに注意されたい。特に、幾つかの実施態様は方法のタイプの請求項に関して説明されている一方、他の実施態様は装置のタイプの請求項に関して説明されている。しかしながら、当業者であれば、上記及び以下の記載から、そうでないと言及しない限り、１つのタイプの主題に属するフィーチャの如何なる組み合わせにも加えて、異なる主題に関係するフィーチャの如何なる組み合わせも本出願により開示されていると見なされることが分かるであろう。しかしながら、全てのフィーチャは、斯かるフィーチャの単なる寄せ集め以上の相乗効果を提供するように組み合わせることができるものである。
【０１１８】
以上、本発明を図面及び上記記載において詳細に図示及び説明したが、斯かる図示及び説明は解説的又は例示的なものであって、限定するものではないと見なされるべきである。本発明は、開示された実施態様に限定されるものではない。開示された実施態様に対する他の変形例は、当業者によれば、請求項に記載された本発明を実施するに際して図面、本開示及び従属請求項の精査から理解し、実施することができるものである。
【０１１９】
尚、図面は概略的に図示されたものに過ぎず、実寸通りではない。また、各図を通して同一の符号は同一又は同様のフィーチャを示す。
【０１２０】
請求項において、“有する”なる文言は他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。また、単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかの項目の機能を満たすことができる。また、特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。また、請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。
【図１】
0006581713.tif 000004
【図２】
0006581713.tif 000005
【図３ａ】
0006581713.tif 000006
【図３ｂ】
0006581713.tif 000007
【図４ａ】
0006581713.tif 000008
【図４ｂ】
0006581713.tif 000009
【図５】
0006581713.tif 000010
【図６】
0006581713.tif 000011