(57)【要約】  確実に自己像を検出して物体の内部構造を詳細にイメージングすることができる放射線位相差撮影装置を提供する。本発明の構成によれば、ＦＰＤ４の検出面の縦方向が位相格子５における吸収体の伸びる方向に対して傾斜している。すると検出面の位置によって自己像の縞模様が写り込む位置（位相）が異なる。したがって、検出面上における自己像が写り込む位置が互いに異なる複数の撮影を行って複数の自己像を得るのと同じ効果を実現できるものと考えられる。しかし、これだけでは、被写体の特定の場所についての自己像の位相は１つに定まってしまう。そこで、本発明の構成によれば、撮像系３，４，５と被写体との相対位置を変えながら撮影を行うようにしている。
2016104008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を照射する放射線源と、
放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、
（Ｓ）放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面でタルボ干渉によって生じる前記格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、
前記放射線源、前記格子、および前記検出部の位置関係が保たれたまま前記検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように前記撮像系および前記被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、
（Ａ）前記検出部の検出面における前記検出素子が配列される方向である縦方向は、前記格子が有する前記吸収体の伸びる方向に対して傾斜していることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線位相差撮影装置において、
前記検出部の検出面における前記検出素子が配列される方向である横方向は、前記格子が有する前記吸収体の配列方向に対して傾斜していることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線位相差撮影装置において、
前記検出部の検出面は、縞状となっている自己像の１周期分が写り込む縦方向に検出素子が１列に配列したアレイが横方向に配列されて構成される矩形領域を備えていることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放射線位相差撮影装置において、
前記検出面上で被写体の投影が検出素子１個分だけ移動するごとに前記放射線源に放射線の照射を実行させる放射線源制御部を備えることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【請求項５】
請求項１に記載の放射線位相差撮影装置において、
前記格子は、放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている領域と、１方向と交差する方向である交差方向に伸びる吸収体が交差方向と直交する方向に配列されている領域とを有し、
互いの領域は前記検出面上で被写体の投影が移動する方向に配列されていることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【請求項６】
放射線を照射する放射線源と、
放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、
（Ｓ）放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面でタルボ干渉によって生じる前記格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、
前記放射線源、前記格子、および前記検出部の位置関係が保たれたまま前記検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように前記撮像系および前記被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、
（Ｂ）前記検出部の検出面における前記検出素子が配列される方向である縦方向は、前記格子が有する前記吸収体の伸びる方向に一致しているとともに、前記検出面上で被写体の投影が移動する方向に対して傾斜していることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線位相差撮影装置において、
前記検出部の検出面における前記検出素子が配列される方向である横方向は、前記検出面上で被写体の投影が移動する方向と直角に交わらないことを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【請求項８】
請求項６に記載の放射線位相差撮影装置において、
前記検出部の検出面において、ある前記検出素子から縦方向に検出素子３つ分進むうちに横方向に検出素子１つ分だけ進む斜めの方向が前記検出面上で被写体の投影が移動する方向に一致していることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【請求項９】
請求項８に記載の放射線位相差撮影装置において、
前記検出面上で被写体の投影が検出素子１個の幅の１／１０１／２倍分だけ移動するごとに前記放射線源に放射線の照射を実行させる放射線源制御部を備えることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【請求項１０】
放射線を照射する放射線源と、
放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、
（Ｓ１）放射線を検出する検出面でタルボ干渉によって生じる前記格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、
前記放射線源、前記格子、および前記検出部の位置関係が保たれたまま前記検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように前記撮像系および前記被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、
（Ｃ）前記検出部の検出面には検出素子が縦方向に対して傾斜した方向である傾斜方向に配列されて構成されるアレイが縦方向と直交する横方向に配列することにより２次元的に配列されており、
（Ａ０）前記傾斜方向は、前記格子が有する前記吸収体の伸びる方向に対して傾斜していることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体を透過した放射線の位相差を利用して物体の内部構造をイメージングすることができる放射線位相差撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体に放射線を透過させて物体の内部構造をイメージングする放射線撮影装置として様々なものが考え出されている。このような放射線撮影装置の一般的なものとしては、物体に放射線を当て、物体を通過させることにより放射線の投影像を撮影するものである。このような投影像には、放射線を通しやすさに応じて濃淡が現れており、これが物体の内部構造を表している。【０００３】
このような放射線撮影装置では、ある程度放射線を吸収する性質を有する物体しか撮影することができない。例えば生体軟部組織などは、放射線をほとんど吸収しない。一般的な装置でこのような組織を撮影したとしても、投影像にはほとんど何も写らない。このように放射線を吸収しない物体の内部構造をイメージングしようとするときは、一般的な放射線撮影装置では原理上の限界がある。【０００４】
そこで、透過放射線の位相差を利用して物体の内部構造をイメージングする放射線位相差撮影装置が考え出されてきている。このような装置は、タルボ干渉を利用して物体の内部構造をイメージングする。【０００５】
タルボ干渉について説明する。図２６の放射線源５３からは、位相のそろった放射線が照射されている。この放射線がスダレ状となっている位相格子５５を通過させると、位相格子５５から所定の距離（タルボ距離）離れた投影面上に位相格子５５の像が現れる。この像を自己像と呼ぶ。自己像は、単なる位相格子５５の投影像ではない。自己像は、投影面が位相格子５５からタルボ距離だけ離れた位置でしか生じない。自己像は、光の干渉によって生じた干渉縞から構成される。タルボ距離において位相格子５５の自己像が現れる理由は放射線源５３から生じる放射線の位相がそろっているからである。放射線の位相が乱れると、タルボ距離に表れる自己像も乱れる。【０００６】
放射線位相差撮影装置は自己像の乱れを利用して物体の内部構造をイメージングする。放射線源と位相格子５５との間に物体を置いたものとする。この物体は、放射線をほとんど吸収しないので、物体に入射した放射線のほとんどは位相格子５５側に出射する。【０００７】
放射線は物体を完全に素通りであったかいうとそうではない。放射線の位相が物体を通過する間に変わるのである。物体を出射した放射線は位相が変化したまま位相格子５５を通過する。この放射線をタルボ距離に置いた投影面で観察すると、位相格子５５の自己像に乱れが生じている。この自己像の乱れの程度は放射線の位相変化を表している。【０００８】
物体を透過した放射線の位相が具体的にどの程度変更するかは、放射線が物体のどこを通過したかによって変わる。仮に物体が均質な構成であれば、放射線の位相の変化は物体のどこを通っても同じである。しかし、一般的に物体は何らかの内部構造を有している。このような物体に放射線を透過させると位相の変化が同じとならないのである。【０００９】
したがって、位相の変化が分かれば物体の内部構造を知ることができる。位相の変化はタルボ距離における位相格子５５の自己像を観察することで知ることができる。【００１０】
このような装置において、自己像をどのように観察するかというのが問題となる。自己像は、位相格子５５のパターンと同じスダレ状のパターンである。このスダレのパターンはタルボ干渉が生じる程度に相当細かくする必要がある。このような非常に細かいパターンをイメージングするのは技術的に極めて難しい。自己像の検出には極めて小さな検出素子を持った検出器が必要になるからである。【００１１】
そこで、従来構成には、自己像そのものを検出器で検出するのを諦めた構成をとるものがある。すなわち、従来構成は、図２７に示すように検出器の検出面に別の格子（吸収格子５７）を置く構成としているのである。吸収格子５７は位相格子５５と同様にスダレ状の構造を持っている。したがって、吸収格子５７に入射した自己像は吸収格子５７と干渉してモアレを生じる。このモアレは、暗線が配列したパターンとなっており、暗線同士のピッチが大きいので検出素子の大きさが大きくても十分にイメージングができる。このモアレを検出することで自己像を間接的に得ることができる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際特許公開第２００９１０４５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来の放射線位相差撮影装置には次のような問題点がある。
すなわち、従来の放射線位相差撮影装置においても製造は困難である。検出器の検出面に吸収格子５７を配置する構成としたとしても放射線位相差撮影装置を実現するのは難しいのである。【００１４】
モアレを確実に発生させるのに吸収率の高い吸収格子５７が要求される。そして、吸収格子５７が有する位相格子５５のピッチは自己像と干渉できる程度に狭くする必要がある。このような吸収格子５７を製造するのは極めて難しい。吸収格子５７の吸収率を高くするには、吸収格子５７に厚みが必要となる。吸収格子５７が厚くなると格子配列の精度を出しにくくなるのである。【００１５】
精度の悪い吸収格子５７を用いてモアレを観察すると、吸収格子５７の乱れに起因してモアレが歪んでしまい、これが物体の内部構造のイメージングに悪影響を与える。そこで、吸収格子５７に頼らず直接的に自己像を検出する方法があればそのほうがよい。しかし、上述したように吸収格子５７を備えない構成とすると、自己像そのものを検出する構成とせざるを得ない。検出器が有する検出素子の微細化には限界があるので、自己像を直接的に検出するのはそもそも難しい。そこで、吸収格子５７を必要としない構成であって検出素子を微細化する必要もない自己像の撮影方法が望まれる。【００１６】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、確実に自己像を検出して物体の内部構造を詳細にイメージングすることができる放射線位相差撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線位相差撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面でタルボ干渉によって生じる格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、放射線源、格子、および検出部の位置関係が保たれたまま検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように撮像系および被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、（Ａ）検出部の検出面における検出素子が配列される方向である縦方向は、格子が有する吸収体の伸びる方向に対して傾斜していることを特徴とするものである。【００１８】
［作用・効果］本発明によれば検出素子を微細化することなく、従来と比べてより多くの被写体内部の情報を取り出すことにより鮮明な投影画像の生成が可能な放射線位相差撮影装置が提供できる。すなわち、本発明の構成によれば、検出面の縦方向が格子における吸収体の伸びる方向に対して傾斜している。検出部と格子とをこのように構成すると、縞模様となって現れる格子の自己像が検出面に対して斜めに傾いて写り込むことになる。この状態は検出面の位置によって自己像の縞模様が写り込む位置（位相）が異なるということを意味する。したがって、本発明によれば自己像が写り込む位置（位相）が互いに異なる複数の画像を得るのと同じ効果を実現できるものと考えられる。
しかし、これだけでは、被写体の特定の場所についての自己像の位相は１つに定まってしまう。そこで、本発明の構成によれば、撮像系と被写体との相対位置を変えながら撮影を行うことにより、異なる位相についての自己像の撮影を被写体の同じ場所で行うようにしている。このような撮影を行えば、本来は高密度に吸収体が配列された格子と、検出素子が微細化された検出部を用いてでないと得られない被写体内部の情報を検出部の構成を変更することなく得ることができる。【００１９】
また、上述の放射線位相差撮影装置において、検出部の検出面における検出素子が配列される方向である横方向は、格子が有する吸収体の配列方向に対して傾斜していればより望ましい。【００２０】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の構成をより具体的なものとしている。検出部の検出面における検出素子が配列される方向である横方向は、格子が有する吸収体の配列方向に対して傾斜していれば、検出部の検出面における検出素子が配列される方向である縦方向は、確実に格子が有する吸収体の伸びる方向に対して傾斜する。【００２１】
また、上述の放射線位相差撮影装置において、検出部の検出面は、縞状となっている自己像の１周期分が写り込む縦方向に検出素子が１列に配列したアレイが横方向に配列されて構成される矩形領域を備えていればより望ましい。【００２２】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の構成をより具体的なものとしている。検出部の検出面が自己像の１周期分が写り込む縦方向に検出素子が１列に配列したアレイが横方向に配列されて構成される矩形領域を備えていれば、確実に検出面の位置により自己像の縞模様が写り込む位置（位相）を違えることができる。【００２３】
また、上述の放射線位相差撮影装置において、検出面上で被写体の投影が検出素子１個分だけ移動するごとに放射線源に放射線の照射を実行させる放射線源制御部を備えればより望ましい。【００２４】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の構成をより具体的なものとしている。位置変更部が記撮像系に対する被写体の相対位置を検出素子１個分だけ変化させるごとに放射線源に放射線の照射を実行させる構成とすれば、より確実に自己像の撮影を実行することができる。【００２５】
また、上述の放射線位相差撮影装置において、格子は、放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている領域と、１方向と交差する方向である交差方向に伸びる吸収体が交差方向と直交する方向に配列されている領域とを有し、互いの領域は検出面上で被写体の投影が移動する方向に配列されていればより望ましい。【００２６】
［作用・効果］上述の構成によれば、被検体に対してスキャン撮影を一度だけ実行するだけで暗線の伸びる方向が異なる２パターンの自己像が撮影される。上述の構成によれば、被写体の内部構造に関する情報をより多く得て被写体の透視像を生成することができる。【００２７】
また、本発明に係る放射線位相差撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面でタルボ干渉によって生じる格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、放射線源、格子、および検出部の位置関係が保たれたまま検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように撮像系および被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、（Ｂ）検出部の検出面における検出素子が配列される方向である縦方向は、格子が有する吸収体の伸びる方向に一致しているとともに、検出面上で被写体の投影が移動する方向に対して傾斜している構成とすることもできる。【００２８】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の別の形態を示している。上述の構成によっても検出素子を微細化することなく、従来と比べてより多くの被写体内部の情報を取り出すことにより鮮明な投影画像の生成が可能な放射線位相差撮影装置が提供できる。すなわち、上述の構成によれば、検出部の縦方向は、撮像系に対する被写体の移動方向に対して傾斜している。そうすると、移動方向から検出部を眺めたとき、検出素子が検出素子一個分の幅よりも狭いピッチで並んでいるように見える。
上述の構成はこの観点に加え、撮像系と被写体の相対位置を変えながら撮影を繰り返すことで、より高密度に放射線の検出を行うようにしている。このような撮影を行えば、本来は高密度に吸収体が配列された格子と、検出素子が微細化された検出部を用いてでないと得られない被写体内部の情報を検出部の構成を変更することなく得ることができる。【００２９】
また、上述の放射線位相差撮影装置において、検出部の検出面における検出素子が配列される方向である横方向は、検出面上で被写体の投影が移動する方向と直角に交わらなければより望ましい。【００３０】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の構成をより具体的なものとしている。上述の構成は、本発明の構成をより具体的なものとしている。検出部の検出面における検出素子が配列される方向である横方向は、撮像系に対する被写体の移動方向と直角に交わらなければ、検出面の縦方向はより確実に撮像系に対する被写体の移動方向に対して傾斜する。【００３１】
また、上述の放射線位相差撮影装置において、検出部の検出面において、ある検出素子から縦方向に検出素子３つ分進むうちに横方向に検出素子１つ分だけ進む斜めの方向が検出面上で被写体の投影が移動する方向に一致していればより望ましい。【００３２】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の構成をより具体的なものとしている。撮像系に対する被写体の移動方向が検出面上の検出素子３つ分縦方向に進むうちに検出素子１つ分だけ横方向に進む斜めの方向に一致していれば、移動方向から検出部を眺めたとき、検出素子が等間隔に並んでいるように見えるので、より確実に自己像を得ることができる。【００３３】
また、上述の放射線位相差撮影装置において、検出面上で被写体の投影が検出素子１個の幅の１／１０１／２倍分だけ移動するごとに放射線源に放射線の照射を実行させる放射線源制御部を備えればより望ましい。【００３４】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の構成をより具体的なものとしている。位置変更部が記撮像系に対する被写体の相対位置を検出素子１個の幅の１／１０１／２倍分だけ変化させるごとに放射線源に放射線の照射を実行させる構成とすれば、より確実に自己像の撮影を実行することができる。【００３５】
また、次のような構成は、上述した放射線位相差撮影装置と同様な効果を奏する。
すなわち、本発明に係る放射線位相差撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、（Ｓ１）放射線を検出する検出面でタルボ干渉によって生じる格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、放射線源、格子、および検出部の位置関係が保たれたまま検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように撮像系および被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、（Ｃ）検出部の検出面には検出素子が縦方向に対して傾斜した方向である傾斜方向に配列されて構成されるアレイが縦方向と直交する横方向に配列することにより２次元的に配列されており、（Ａ０）傾斜方向は、格子が有する吸収体の伸びる方向に対して傾斜していてもよい。【００３６】
［作用・効果］上述の構成によっても、検出素子が配列される方向が吸収体の伸びる方向に対して傾斜しているので、上述の構成と同じ効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば検出素子を微細化することなく、従来と比べてより多くの被写体内部の情報を取り出すことにより鮮明な投影画像の生成が可能な放射線位相差撮影装置が提供できる。すなわち、本発明の構成によれば、検出面の縦方向が格子における吸収体の伸びる方向に対して傾斜している。すると検出面の位置によって自己像の縞模様が写り込む位置（位相）が異なる。したがって、検出面上における自己像が写り込む位置が互いに異なる複数の撮影を行って複数の自己像を得るのと同じ効果を実現できるものと考えられる。しかし、これだけでは、被写体の特定の場所についての自己像の位相は１つに定まってしまう。そこで、本発明の構成によれば、撮像系と被写体との相対位置を変えながら撮影を行うようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１に係る放射線位相差撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】実施例１に係る撮像系の移動を説明する模式図である。
【図３】実施例１に係るＦＰＤの構成を説明する平面図である。
【図４】実施例１に係る位相格子の構成を説明する平面図である。
【図５】実施例１に係るＦＰＤの構成を説明する平面図である。
【図６】実施例１に係るＦＰＤの構成を説明する平面図である。
【図７】実施例１の構成に係る効果を説明する模式図である。
【図８】実施例１の構成に係る効果を説明する模式図である。
【図９】実施例１の構成に係る効果を説明する模式図である。
【図１０】実施例１の構成に係る効果を説明する模式図である。
【図１１】実施例１の構成に係る効果を説明する模式図である。
【図１２】実施例１の構成に係る効果を説明する模式図である。
【図１３】実施例２に係るＦＰＤの構成を説明する平面図である。
【図１４】実施例２に係る位相格子の構成を説明する平面図である。
【図１５】実施例２に係るＦＰＤの構成を説明する平面図である。
【図１６】実施例２の構成に係る効果を説明する模式図である。
【図１７】実施例２の構成に係る効果を説明する模式図である。
【図１８】実施例２の構成に係る効果を説明する模式図である。
【図１９】本発明の１変形例の構成を説明する模式図である。
【図２０】本発明の１変形例の構成を説明する模式図である。
【図２１】本発明の１変形例の構成を説明する模式図である。
【図２２】本発明の１変形例の構成を説明する模式図である。
【図２３】本発明の１変形例の構成を説明する模式図である。
【図２４】本発明の１変形例の構成を説明する模式図である。
【図２５】本発明の１変形例の構成を説明する模式図である。
【図２６】従来構成の装置を説明する模式図である。
【図２７】従来構成の装置を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
続いて、発明を実施するための形態について各実施例を参照しながら説明する。実施例におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。なお、実施例におけるＦＰＤはフラットパネルディテクタの略である。本発明の放射線位相差撮影装置は、放射線吸収が少ない被写体Ｍに対しても撮影ができるので、工業用途としては基板の透視、医療用途としては乳房の透視などに向いている。
【実施例１】
【００４０】
本発明に係る放射線位相差撮影装置について説明する。図１は、本発明に係る撮影装置１の全体構成を示している。撮影装置１は、図１に示すように被写体Ｍを載置する載置台２と、載置台２の上側に設けられるとともに角錐形状に広がるＸ線ビームを照射するＸ線源３と、Ｘ線源３から生じ、載置台２上の被写体Ｍを透過してきたＸ線を検出するＦＰＤ４を備えている。ＦＰＤ４と載置台２との挟まれる位置にはタルボ干渉を生じさせる位相格子５が設けられている。Ｘ線源３は本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は本発明の検出部に相当する。位相格子５は本発明の格子に相当する。【００４１】
撮影装置１は、タルボ干渉を利用した放射線撮影装置である。したがって、Ｘ線源３は位相のそろったＸ線ビームを出力する構成となっている。また、位相格子５とＦＰＤ４との間の距離は、タルボ距離に設定されている。この設定により位相格子５の自己像がＦＰＤ４のＸ線を検出する検出面上に現れることになる。【００４２】
自己像生成部１１は、ＦＰＤ４の出力に基づいて位相格子５の自己像を生成する。生成された自己像は透視画像生成部１２に出力される。透視画像生成部１２は、位相格子５の自己像に基づいて被写体Ｍで生じたＸ線の位相差がイメージングされた透視画像を生成する。【００４３】
撮像系移動機構１３は、図２に示すようにＸ線源３，ＦＰＤ４，位相格子５を互いの位置関係を保った状態で載置台２に対して移動させる構成である。撮像系移動機構１３により、Ｘ線源３，ＦＰＤ４，位相格子５は、載置台２に平行な方向に移動することができる。撮像系移動機構１３は、Ｘ線源３，位相格子５，およびＦＰＤ４の位置関係が保たれたままＦＰＤ４の検出面で被写体Ｍの投影が直線的に移動するように撮像系３，４，５および被写体Ｍの相対位置を変更させる。撮像系３，４，５は、Ｘ線を照射するＸ線源３と、放射線を吸収する１方向に伸びる吸収線５ａが１方向と直交する方向に配列されている位相格子５と、放射線を検出する検出素子４ａが縦横に配列された検出面でタルボ干渉によって生じる位相格子５の自己像を検出するＦＰＤ４とから構成される。吸収線５ａは本発明の吸収体に相当し、撮像系移動機構１３は本発明の位置変更部に相当する。【００４４】
実施例１の場合、撮像系３，４，５に対する被写体Ｍの相対位置の変更は被写体Ｍを動かさずに撮像系３，４，５を移動させることで実行される。なお、撮像系移動制御部１４は、撮像系移動機構１３を制御する目的で設けられている。【００４５】
Ｘ線源制御部６は、Ｘ線源３を制御する目的で設けられている。撮影中、Ｘ線源制御部６は、パルス状にＸ線ビームを繰り返し出力するようにＸ線源３を制御する。Ｘ線源３がＸ線ビームを出力する度に、ＦＰＤ４は載置台２上の被写体Ｍおよび位相格子５を透過してきたＸ線を検出し検出データを自己像生成部１１に送出する。このように本発明の装置は、Ｘ線撮影を連写することにより自己像を生成する構成となっている。Ｘ線源制御部６は本発明の放射線源制御部に相当する。【００４６】
Ｘ線撮影の連写は、Ｘ線源制御部６と撮像系移動制御部１４とが互いに協働して実現される。すなわち、両者が協働することにより、ＦＰＤ４上の検出素子１ピクセル分の幅に相当する移動量だけ撮像系３，４，５を移動させる動作と、Ｘ線ビームが照射される動作とが互いに繰り返される。したがって、連写を続けていくとＦＰＤ４上の被写体Ｍの写り込む位置が１ピクセルずつ移動していく。このように実施例１に係るＸ線源制御部６は、撮像系移動機構１３が検出面上で被写体Ｍの投影が検出素子１個分だけ移動させるごとにＸ線源３に放射線の照射を実行させる。【００４７】
図３は、ＦＰＤ４の検出面について説明している。ＦＰＤ４の検出面には縦２０μｍ×横２０μｍの矩形をしている検出素子４ａが縦横に配列されている。検出素子４ａの縦方向は撮像系移動機構１３が実現する撮像系３，４，５の移動方向に一致している。ＦＰＤ４の検出面は、撮像系３，４，５の移動方向を縦方向とし、移動方向と直交する方向を横方向とする矩形の形状をしている。検出面は、縦方向に２０ｃｍの幅があり、横方向に２ｃｍの幅がある。これら検出素子および検出面の大きさは適宜変更が可能である。【００４８】
ＦＰＤ４は、直接変換型のＸ線検出器である。すなわち、ＦＰＤ４は、Ｘ線を電子およびホールの対（キャリア対）に変換する変換層を有している。変換層で生じたキャリアは、検出素子４ａの各々に捕獲され、蓄積される。検出素子４ａにキャリアを出力する信号を送ると、検出素子４ａは蓄積していたキャリアを検出信号として出力する。この検出素子４ａの細かさがＦＰＤ４の空間分解能を決定する主な要因となっている。検出素子４ａが小さいほどＦＰＤ４の空間分解能はよくなり、より微細な構造を検出できるようになる。【００４９】
図４は、位相格子５について説明している。位相格子５は、ＦＰＤ４の検出面の全域にＸ線ビームの投影が写り込むような形状をしている。したがって、位相格子５は、ＦＰＤ４の検出面と同じように撮像系３，４，５の移動方向を縦方向とし、移動方向と直交する方向を横方向とする矩形の形状をしている。【００５０】
位相格子５は、Ｘ線を吸収する線状に伸びる複数の吸収線５ａを有している。吸収線５ａは、延びる方向に直交する方向に所定のピッチで配列している。この吸収線５ａは、撮像系３，４，５の移動方向に伸びておらず、むしろ移動方向に対して傾斜している。このように、ＦＰＤ４の検出面における検出素子４ａが配列される方向である縦方向は、位相格子５が有する吸収線５ａの伸びる方向に対して傾斜している。言い換えれば、ＦＰＤ４の検出面における検出素子４ａが配列される方向である横方向は、位相格子５が有する吸収線５ａの配列方向に対して傾斜している。【００５１】
図５は、位相格子５の投影がＦＰＤ４の検出面に写り込む様子を示している。ＦＰＤ４には、複数の暗線Ｓが縞状のパターンとなって写り込んでいる。この暗線Ｓは、位相格子５の吸収線５ａの投影そのものではなく、タルボ干渉の結果生じた位相格子５の自己像である。このときの自己像は、直感的に言えば、光の干渉で生じた干渉縞が重なってできている。【００５２】
図５によると、ＦＰＤ４上の暗線Ｓが検出素子４ａの配列に対して傾斜して伸びていることが分かる。暗線Ｓの伸びる方向がこのようになるのは、位相格子５の吸収線５ａがＦＰＤ４の縦方向に対して傾斜していることに由来している。暗線Ｓの伸びる方向は、位相格子５の吸収線５ａの伸びる方向に一致するので、ＦＰＤ４上の暗線Ｓは、ＦＰＤ４上で斜めに写り込むのである。【００５３】
また、図５によれば暗線Ｓが横方向に配列しているものとしたときのピッチは、検出素子３個分となっている。このピッチは適宜変更が可能である。以下、暗線Ｓは横方向に３画素分のピッチで配列するものとして以下の説明を行う。【００５４】
図６は、暗線Ｓと検出素子４ａの並びとの関係をより詳細に表したものとなっている。図６において網掛けで示す検出素子が縦一列に並んで構成されるアレイに注目する。このアレイを上から下まで眺めてみると次のようなことが分かる。すなわち、図６におけるアレイの上端部では、暗線Ｓが写り込んでいる。そこからアレイの下側を見ていくと、アレイに写り込んでいた暗線Ｓは、左側に逃げていく。続けてアレイの下側を見ていくと、アレイが互いに隣接する暗線Ｓに挟まれた位置に来る。このとき、アレイから左側にある暗線Ｓとアレイから右側にある暗線Ｓとの距離は等しくなる。更にアレイの下側を見ていくと、アレイの右側にあった暗線Ｓが次第にアレイに近づき、アレイの下端部では、その暗線Ｓが写り込んでいる。【００５５】
つまりはアレイを上から下まで見ていくと、図６の右側の矢印Ａに示す前半においては、アレイに重畳していた暗線Ｓが離れ、矢印Ｂに示す後半においては、アレイから離れていた暗線Ｓが重畳する。つまり、アレイには、暗線Ｓが完全に乗っている状態、暗線Ｓが全く乗っていない状態、およびその中間の状態の全てが実現されていることになる。つまり、ＦＰＤ４の検出面は、縞状となっている自己像の１周期分が写り込む縦方向に検出素子４ａが１列に配列したアレイを備えている。【００５６】
このような現象は、図６の網掛けで示すアレイに限られず、ＦＰＤ４上で考えられる検出素子４ａが縦一列に並んだアレイの全てで生じる。すなわち、ＦＰＤ４の検出面は、自己像の１周期分が写り込む上述のアレイが横方向に配列されて構成される矩形領域となっている。実施例１におけるＦＰＤ４の検出面をこの領域よりも縦長に設定し、ＦＰＤ４の検出面が自己像の１周期分以上を写し込むようにしてもよい。【００５７】
＜吸収線５ａの傾斜により空間分解能が向上する理由＞
本発明のように、位相格子５の吸収線５ａが撮像系３，４，５の移動方向および検出素子の並びに対して傾斜していることにより、空間分解能が高い透視画像が取得できるのでその点について説明する。【００５８】
図７は、従来の放射線位相差撮影装置を示している。従来の放射線位相差撮影装置では、被写体Ｍに対して撮像系３，４，５の移動は行われない。そして、図７の上段左側に示すようにＦＰＤ４の検出面に現れる暗線は検出素子の並びに沿って伸びている。各暗線は、検出素子１個分よりも広い間隔で配列されている。図７においては、暗線同士の間隔は検出素子３個分であるものとする。【００５９】
検出面における暗線の現れ方は、ＦＰＤ４に対する位相格子５の位置関係によって３つタイプが考えられる。この３つのタイプとは、図７上段左側に示すように暗線が検出素子配列の３列目、６列目、９列目、…と３の倍数の列に現れるタイプ１と、図７中段左側に示すように暗線が検出素子配列の２列目、５列目、８列目、…と列数が３倍数から１を引いた数となっている列に現れるタイプ２と、図７中段左側に示すように暗線が検出素子配列の１列目、４列目、７列目、…と列数が３倍数から２を引いた数となっている列に現れるタイプ３である。【００６０】
図７右側に示すように、検出面における暗線の現れ方のタイプ１，２，３によって得られる自己像が異なる。すなわち、タイプによって自己像における暗線が現れる位置が異なる。【００６１】
本発明のようにＦＰＤ４に対して暗線が斜めなっていると言うことは、暗線の現れ方がＦＰＤ４の中で違うと言うことである。図７上段左側によると、暗線がどの検出素子列に現れるかは決まっている。暗線と検出素子列とが平行となっているからである。この事情は図７中段、下段でも同じである。しかし、ＦＰＤ４に対して暗線が斜めなっていると、暗線がどの検出素子列に現れるかはＦＰＤ４の場所によって異なる。すなわち、ＦＰＤ４における暗線の現れ方は、ある場所ではタイプ１となり、別の場所ではタイプ２となり、また別の場所ではタイプ３となっている。実際の本発明に係るＦＰＤ４における暗線の現れ方は、タイプ１，２，３以外にもこれらの中間的なものも含まれている。【００６２】
しかしここでは本発明の効果を簡単に説明するのに、図８左側のような検出面を考える。この検出面の上段部ａにおいては、暗線の現れ方がタイプ１となっており、この検出面の中段部ｂにおいては、暗線の現れ方がタイプ２となっている。この検出面の下段部ｃにおいては、暗線の現れ方がタイプ３となっている。この上段部、中段部、下段部は、撮像系３，４，５の移動方向に配列しているものとする。【００６３】
図８左側のような検出面で得られる自己像は、図８右側に示すように画像の位置によって暗線が現れる位置が異なる。検出面における暗線の現れ方は３つのタイプが混在しているからである。【００６４】
図９は、撮像系３，４，５が撮影中に移動している様子を示している。撮像系３，４，５を移動していくと、検出面の上段部ａ，中段部ｂ，下段部ｃがこの順に被写体Ｍに近づいて、この順に被写体Ｍから遠ざかる。図１０は、上段部ａ，中段部ｂ，下段部ｃが被写体Ｍの一端部を通過していく様子を示している。図１０の左側では、被写体Ｍの一端部が検出面の上段部ａで撮影されている。図１０の中央では、被写体Ｍの一端部が検出面の中段部ｂで撮影されている。図１０の右側では、被写体Ｍの一端部が検出面の下段部ｃで撮影されている。このように被写体Ｍの一端部は、検出面が有する３つの段のそれぞれで撮影されることになる。【００６５】
ところで、図７右側で示した自己像は、暗線Ｓが詰まっているほど多くの被写体Ｍの内部構造の情報を保持している。透視画像生成部１２は、自己像に現れる暗線がどのように歪むかで被写体内の状態を知り、それを画像化する。したがって、自己像に現れる暗線が例えば４本だとすると、透視画像生成部１２はこのわずかな本数の暗線を頼りに被検体内の情報を取り出すしかなくなる。このとき得られる透視画像は、鮮明なものとならない。【００６６】
従来の構成において、図７右側に示す３つの自己像を個別に取得して、これらを図１１に示すような１つの自己像に合成することができれば、自己像における暗線の密度が３倍の１２本に向上する。そうすれば、透視画像生成部１２はより多くの本数の暗線を参照することができ、被検体内の情報を取り出すことができる。こうしてより鮮明な透視画像を得ることができる。【００６７】
本発明の構成によれば、撮像系３，４，５を移動させながら撮影を連続的に行うことにより、図１１に示す暗線の本数が３倍になった自己像を得ることができる。すなわち、自己像生成部１１は、ＦＰＤ４の位置および撮像系３，４，５の位置を参照して、検出面の上段部ａから出力された検出データに基づいて、自己像を生成する。同様に、自己像生成部１１は、検出面の中段部ｂから出力された検出データに基づいて自己像を生成し、検出面の下段部ｃから出力された検出データに基づいて自己像を生成する。こうして、自己像生成部１１は、暗線の写り込む位置が異なる複数の自己像を生成するのである。このとき自己像生成部１１が生成した３つの自己像を重ね合わせると、図１１のようになる。【００６８】
実際の本発明に係るＦＰＤ４における暗線の現れ方は、図７で説明したタイプ１，２，３以外にもこれらの中間的なものも含まれている。したがって、ＦＰＤ４における暗線の現れ方は、３種類に限られず、もっと多くのタイプがあると考えることもできる。この考えに基づき、上述した３種類以上の自己像を生成するように自己像生成部１１を構成することもできる。【００６９】
透視画像生成部１２は、自己像生成部１１より生成された複数の自己像に基づいて透視像を生成する。この透視像は、より被写体内部を鮮明に写し込んだものとなる。透視像はより多くの情報に基づいて生成されたものだからである。透視画像生成部１２の実際としては、暗線が図１１におけるピッチで並んだ自己像を透視像に変換する従来通りの構成を利用することができる。【００７０】
自己像を構成する暗線の本数が多ければより鮮明な透視像が得られるというのであれば、位相格子５における吸収線５ａをもっと増やせばよいという考えは当然に出てくる。図１２左側は、この考えに従い、位相格子５における吸収線５ａを図７で説明した場合と比べて３倍に増やした状態を表している。このようになると、検出素子列の全てに暗線が１つずつ乗っている状態となる。このような状態で自己像を得ようとしても、検出素子の全てが同じ条件となってしまっているのでＦＰＤ４の出力からは図１２右側に示すように一面同じ画素値を有する画像のみ得られ、自己像は得られない。吸収線５ａのピッチに対して検出素子が大きすぎるのである。【００７１】
つまり、図１２左側のような狭いピッチで暗線が配列している縞模様を検出しようと思えば、検出素子の大きさをもっと小さなものとしなければならない。検出素子の微細化には限界がある。しかし、本発明によれば、検出素子をこれ以上小さくすることなく位相格子５の吸収線５ａをあたかも３倍細かくしたような自己像を得ることができるのである。【００７２】
図１に示す主制御部２１は、各部６，１１，１２，１４を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部２１は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各部を実現している。また、これら各部は、これらを担当する演算装置に分割して実行されてもよい。各部は必要に応じて記憶部２７にアクセスすることができる。操作卓２５は、操作者の指示を入力する目的で設けられている。また、表示部２６は、透視像を表示する目的で設けられている。【００７３】
以上のように、本発明によれば検出素子４ａを微細化することなく、従来と比べてより多くの被写体内部の情報を取り出すことにより鮮明な投影画像の生成が可能な撮影装置１が提供できる。すなわち、本発明の構成によれば、ＦＰＤ４の検出面の縦方向が位相格子５における吸収線５ａの伸びる方向に対して傾斜している。ＦＰＤ４と位相格子５とをこのように構成すると、縞模様となって現れる位相格子５の自己像が検出面に対して斜めに傾いて写り込むことになる。この状態は検出面の位置によって自己像の縞模様が写り込む位置（位相）が異なるということを意味する。したがって、実施例１の構成は位置（位相）が互いに異なる複数の自己像を得るのと同じ効果を実現できるものと考えられる。【００７４】
しかし、これだけでは、被写体Ｍの特定の場所についての自己像の位相は１つに定まってしまう。そこで、本発明の構成によれば、撮像系と被写体Ｍとの相対位置を変えながら撮影を行うことにより、異なる位相についての自己像の撮影を被写体Ｍの同じ場所で行うようにしている。このような撮影を行えば、本来は高密度に吸収線５ａが配列された位相格子５と、検出素子４ａが微細化されたＦＰＤ４を用いてでないと得られない被写体内部の情報をＦＰＤ４の構成を変更することなく得ることができる。
【実施例２】
【００７５】
続いて実施例２に係る構成について説明する。実施例２基本的な構成は、図１と同様であるので説明を省略する。【００７６】
実施例２において特徴的な構成は、４つある。一つは図１３に示すように撮像系３，４，５の移動方向と検出素子４ａの配列との関係である。ＦＰＤ４の検出面には検出素子４ａが縦横に配列されている。撮像系移動機構１３が実現する撮像系３，４，５の移動方向は、検出素子４ａの縦方向に対して傾斜している。すなわち、撮像系３，４，５の移動方向は、ＦＰＤ４の検出素子１個分だけ横方向に進んでいる間に検出素子３個分だけ縦方向に進む方向となっている。【００７７】
実施例２において特徴的な構成の第２は、撮像系３，４，５の移動方向と位相格子５における吸収線５ａの伸びる方向との関係である。位相格子５は、Ｘ線を吸収する線状に伸びる複数の吸収線５ａを有している。吸収線５ａは、延びる方向に直交する方向に所定のピッチで配列している。撮像系移動機構１３が実現する撮像系３，４，５の移動方向は、この吸収線５ａの伸びる方向に対して傾斜している。【００７８】
つまり、ＦＰＤ４の検出面における検出素子４ａが配列される方向である縦方向は、位相格子５が有する吸収線５ａの伸びる方向に一致しているとともに、ＦＰＤ４の検出面上で被写体Ｍの投影が移動する方向に対して傾斜している。言い換えれば、ＦＰＤ４の検出面における検出素子４ａが配列される方向である横方向は、ＦＰＤ４の検出面上で被写体Ｍの投影が移動する方向と直角には交わらない。より具体的には、撮像系３，４，５の移動方向は、ＦＰＤ４の検出素子１個分だけ横方向に進んでいる間に検出素子３個分だけ縦方向に進む方向となっている。【００７９】
図１４は、実施例２の位相格子５について説明している。位相格子５は、Ｘ線を吸収する線状に伸びる複数の吸収線５ａを有している。吸収線５ａは、延びる方向に直交する方向に所定のピッチで配列している。この吸収線５ａは、撮像系３，４，５の移動方向に伸びており、ＦＰＤ４における検出素子の縦方向の配列に平行となっている。したがって、言い換えれば、吸収線５ａは、撮像系に対する被写体Ｍの移動方向に対して傾斜している。その傾斜角度は、検出面の縦方向と撮像系に対する被写体Ｍの移動方向とがなす角と同じになる。【００８０】
図１５は、位相格子５の投影がＦＰＤ４の検出面に写り込む様子を示している。ＦＰＤ４には、複数の暗線Ｓが縞状のパターンとなって写り込んでいる。この暗線Ｓは、位相格子５の吸収線５ａの投影そのものではなく、タルボ干渉の結果生じた位相格子５の自己像である。このときの自己像は、直感的に言えば、光の干渉で生じた干渉縞が重なってできている。【００８１】
図１５によると、ＦＰＤ４上の暗線Ｓが検出素子４ａの配列に沿って伸びていることが分かる。暗線Ｓの伸びる方向がこのようになるのは、位相格子５の吸収線５ａがＦＰＤ４の縦方向に伸びていることに由来している。暗線Ｓの伸びる方向は、位相格子５の吸収線５ａの伸びる方向に一致するので、ＦＰＤ４上において縦方向に伸びた暗線Ｓが写り込むのである。【００８２】
また、図１５によれば暗線Ｓが横方向に配列しているものとしたときのピッチは、検出素子３個分となっている。このピッチは適宜変更が可能である。以下、暗線Ｓは横方向に３画素分のピッチで配列するものとして以下の説明を行う。【００８３】
実施例２において特徴的な構成の第３は、自己像生成部１１の動作である。以降、自己像生成部１１の動作について具体的に説明する。簡単のため図１６左側に示すようにＦＰＤ４が縦３×横３の検出素子を有しているものと考える。検出素子をそれぞれＤ１〜Ｄ９と呼び区別することにする。【００８４】
図１６右側は、検出素子Ｄ１〜Ｄ９の中心点ｄ１〜ｄ９を表している。これら中心点ｄ１〜ｄ９を撮像系３，４，５の移動方向に直交する線分Ｋ上に投影する場合を考える。すると、中心点ｄ１〜ｄ９の写像は、互いに重なることなく等間隔に配列される。写像がこのよう配列になるのは、ＦＰＤ４の検出面上で被写体Ｍの投影が移動する方向がＦＰＤ４の検出素子１個分だけ横方向に進んでいる間に検出素子３個分だけ縦方向に進む方向となっているからである。写像は検出素子１個分の幅の１／１０１／２倍（約０．３２倍）のピッチで線分Ｋ上に配列されている。従って、隣接する写像同士の間隔は検出素子１個分の幅よりも小さい。以降、検出素子１個分の幅の１／１０１／２倍の長さを１単位と呼ぶことにする。【００８５】
ここで撮像系３，４，５を移動方向に移動させていったものとする。このとき、検出素子Ｄ１〜Ｄ９の中心点ｄ１〜ｄ９は、それぞれ個別の線分Ｌ１〜Ｌ９上を移動する。線分Ｌ１〜Ｌ９は、撮像系３，４，５の移動方向に伸びている。中心点ｄ１〜ｄ９の写像は、線分Ｋ上において等間隔に配列されていたことからすると、線分Ｌ１〜Ｌ９は等間隔（具体的には１単位の間隔）で横方向（線分Ｋの延伸方向）に配列することになる。【００８６】
図１７左側は、撮像系３，４，５が初期位置にあるときを表している。このとき、検出素子Ｄ１の中心点ｄ１は、もちろん線分Ｌ１上にある。このときの中心点ｄ１の位置は線分Ｌ１と線分Ｌ１に直交する線分Ｋ１上にあるものとする。この状態から、撮像系３，４，５を１単位ずつ移動方向に移動させていったとする。図１７中央は、撮像系３，４，５が初期位置から１単位移動したときを表している。このとき、検出素子Ｄ１の中心点ｄ１は、初期位置から１単位だけ移動した場所に表れる。このときの中心点ｄ１の位置は線分Ｌ１と線分Ｌ１に直交する線分Ｋ２上にあるものとする。図１７右側は、撮像系３，４，５が初期位置から２単位移動したときを表している。このとき、検出素子Ｄ１の中心点ｄ１は、初期位置から２単位だけ移動した場所に表れる。このときの中心点ｄ１の位置は線分Ｌ１と線分Ｌ１に直交する線分Ｋ３上にあるものとする。【００８７】
図１７中央を見ると、検出素子Ｄ２の中心点ｄ２が線分Ｌ２と線分Ｋ１との交点の位置あることが分かる。また、図１７右側を見ると、検出素子Ｄ２の中心点ｄ２が線分Ｌ２と線分Ｋ２との交点の位置あることが分かる。と同時に、検出素子Ｄ３の中心点ｄ３が線分Ｌ３と線分Ｋ１との交点の位置あることが分かる。【００８８】
このように、撮像系３，４，５を１単位ずつ移動方向に移動させていくと、線分Ｌ１上にある検出素子Ｄ１の中心点ｄ１が１単位ずつ移動していく。この事情は、全ての検出素子について言える。図１８は、撮像系３，４，５が初期位置から８単位移動したときを表している。このとき、検出素子Ｄ９の中心点ｄ９が線分Ｌ９と線分Ｋ１との交点の位置にあることが分かる。【００８９】
自己像生成部１１は、各検出素子が検出する検出データは素子の中心点における検出データであるものとして動作する。例えば、自己像生成部１１は、図１７の左側の検出素子Ｄ１が出力する検出データは線分Ｋ１と線分Ｌ１の交点におけるＸ線の検出結果であるとする。同様に、自己像生成部１１は、図１７の中央の検出素子Ｄ１が出力する検出データは線分Ｋ２と線分Ｌ１の交点におけるＸ線の検出結果であるとし、検出素子Ｄ２が出力する検出データは線分Ｋ１と線分Ｌ２の交点におけるＸ線の検出結果であるとする。【００９０】
また、同様に、自己像生成部１１は、図１７の右側の検出素子Ｄ１が出力する検出データは線分Ｋ３と線分Ｌ１の交点におけるＸ線の検出結果であるとし、検出素子Ｄ２が出力する検出データは線分Ｋ２と線分Ｌ２の交点におけるＸ線の検出結果であるとする。そして、自己像生成部１１は、検出素子Ｄ３が出力する検出データは線分Ｋ１と線分Ｌ３の交点におけるＸ線の検出結果であるとする。【００９１】
図１７および図１８において黒丸が置かれた交点は、現状のＦＰＤ４の位置で検出データが得られる交点を示し、白丸が置かれた交点は、すでに検出データが取得済みとなっている交点を示している。いずれも置かれていない交点は、検出データが未知の交点である。図１７および図１８の例では、検出素子が９個しかないので、９本の線分Ｌ１〜９についてしか検出データは取得できないが、実際のＦＰＤ４にはより多くの検出素子を有しているので、実際は検出データを取得できる線分はもっと多い。【００９２】
このように自己像生成部１１は、撮像系３，４，５が１単位ごとに移動されながら繰り返しＦＰＤ４が出力する検出データに基づき、各線分Ｌ１〜Ｌ９上のＸ線の検出結果を１単位の間隔でサンプリングする。これにより、自己像生成部１１は、縦が１単位に相当し横が１単位に相当する画像（自己像）を生成することができる。【００９３】
このとき得られる自己像は、図７上段に示した従来の撮影方法に比べて解像度が高いものとなっている。図７上段に示した従来の撮影方法では、縦横が検出素子１個の幅に相当する画像（自己像）を生成することしかできない。しかし、実施例２に係る自己像生成部１１は、縦横が検出素子１個分の１／１０１／２倍（約０．３２倍）の幅に相当する画像（自己像）を生成することができる。したがって、実施例２の方法によれば、従来方法と比べて自己像の解像度を９／８１／２倍（約３．２倍）に高めることができる。得られる自己像の解像度が高ければそれだけ鮮明な透視像を得ることができる。【００９４】
実施例２において特徴的な構成の第４は、上述したように撮像系３，４，５を１単位ずつ移動方向に移動される点である。実施例２においてもＸ線撮影の連写がＸ線源制御部６と撮像系移動制御部１４とが互いに協働して実現される。すなわち、両者が協働することにより、１単位だけ撮像系３，４，５を移動させる動作と、Ｘ線ビームが照射される動作とが互いに繰り返される。Ｘ線源制御部６は、撮像系移動機構１３がＦＰＤ４の検出面上で被写体Ｍの投影を検出素子１個の幅の１／１０１／２倍分だけ移動させるごとにＸ線源３に放射線の照射を実行させる。【００９５】
以上のように、上述の構成は、本発明の別の形態を示している。上述の構成によっても検出素子４ａを微細化することなく、従来と比べてより多くの被写体内部の情報を取り出すことにより鮮明な投影画像の生成が可能な撮影装置１が提供できる。すなわち、上述の構成によれば、ＦＰＤ４の縦方向は、撮像系に対する被写体Ｍの移動方向に対して傾斜している。そうすると、移動方向からＦＰＤ４を眺めたとき、検出素子４ａが検出素子一個分の幅よりも狭いピッチで並んでいるように見える。【００９６】
上述の構成はこの観点に加え、撮像系と被写体Ｍの相対位置を変えながら撮影を繰り返すことで、より高密度に放射線の検出を行うようにしている。このような撮影を行えば、本来は高密度に吸収線５ａが配列された位相格子５と、検出素子４ａが微細化されたＦＰＤ４を用いてでないと得られない被写体内部の情報をＦＰＤ４の構成を変更することなく得ることができる。【００９７】
本発明は上述の構成に限られず、下記のように変形実施することもできる。【００９８】
（１）上述の実施例によれば、撮像系移動機構１３は、ＦＰＤ４，位相格子５とともにＸ線源３を移動させる構成としていたが、本発明はこれに限られない。Ｘ線源３，ＦＰＤ４，位相格子５の位置関係を変えないようにＦＰＤ４，位相格子５を円弧の軌跡をたどって移動させるように撮像系移動機構１３を構成することで被写体Ｍと撮像系との相対位置を変化させるようにしてもよい。また、撮像系３，４，５を移動させずに載置台２を移動させることにより被写体Ｍと撮像系との相対位置を変化させるようにしてもよい。【００９９】
（２）上述の構成によれば、被写体ＭをＸ線源３と位相格子５との間に載置するようにしていたが、本発明はこの構成に限られない。載置台２および被写体Ｍを位相格子５とＦＰＤ４との間に載置するようにしてもよい。【０１００】
（３）上述の実施例１によれば、位相格子５が有する吸収線５ａの伸びる方向は、縦方向に対して同じ方向に傾斜していたが、本発明はこの構成限られない。図１９に示すように、ＦＰＤ４の縦方向に対して傾斜する方向が異なる吸収線５ａを有するように位相格子５を構成するようにしてもよい。このような位相格子５は、撮像系３，４，５の移動方向に配列された２つの領域Ｒ１，Ｒ２を有している。領域Ｒ１に位置している吸収線５ａ１は、右上から左下にかけて斜めに伸びており、領域Ｒ２に位置している吸収線５ａ２は、左上から右下にかけて斜めに伸びている。このように、本変形例の位相格子５は、Ｘ線を吸収する１方向に伸びる吸収線５ａが１方向と直交する方向に配列されている領域Ｒ１と、１方向と交差する方向である交差方向に伸びる吸収線５ａが交差方向と直交する方向に配列されている領域Ｒ２とを有している。そして、互いの領域Ｒ１，Ｒ２は検出面上で被写体Ｍの投影が移動する方向に配列されている。【０１０１】
位相格子５をこのような構成とすると、Ｘ線位相差撮影を行うときに被写体Ｍの情報をより多く取り出すことができる。図２０は、ＦＰＤ４に当該変形例の位相格子５の自己像が写り込んでいる様子を示している。ＦＰＤ４の上側には右上から左下にかけて斜めに伸びた暗線Ｓ１が横方向に配列した縞模様が現れ、ＦＰＤ４の下側には左上から右下にかけて斜めに伸びた暗線Ｓ２が横方向に配列した縞模様が現れる。これら２パターンの縞模様が位相格子５の自己像を構成する。つまり、自己像の上側に現れる暗線Ｓ１に直交する方向は、図中の矢印に示すように左上から右下にかけての方向となり、自己像の下側に現れる暗線Ｓ２に直交する方向は、図中の矢印に示すように右上から左下にかけての方向となる。【０１０２】
撮影装置１は、位相格子５の自己像の乱れを利用して被写体Ｍの内部構造をイメージングする。すなわち、図２０において自己像を構成する暗線Ｓ１，Ｓ２は、被写体Ｍを透過することによって暗線Ｓ１，Ｓ２の伸びる方向と直交する方向に歪む。撮影装置１は、この歪みを観察することで被写体Ｍの内部構造のイメージングを実行する。したがって、図４で説明したような位相格子５を用いて自己像を生成すると、自己像は、図５における暗線Ｓに直交する方向のみずれ、その他の方向にはずれない。位相格子５を用いた自己像では、被写体Ｍの内部構造の情報の全ては取り出せないのである。暗線Ｓの伸びる方向が図４とは異なる別の位相格子５を使ってもう一度同じ被写体Ｍに対して自己像を撮影すれば、新たな情報が被写体Ｍから取り出せるわけである。【０１０３】
本変形例の構成によれば、被検体に対してスキャン撮影を一度だけ実行するだけで暗線Ｓの伸びる方向が異なる２パターンの自己像の撮影ができる。図２１は、この原理について説明している。撮像系３，４，５を移動していくと、位相格子５の領域Ｒ１，Ｒ２がこの順に被写体Ｍに近づいて、この順に被写体Ｍから遠ざかる。図２２は、位相格子５の領域Ｒ１，Ｒ２が被写体Ｍの一端部を通過していく様子を示している。図２２の左側では、被写体Ｍの一端部を通過したＸ線が位相格子５の領域Ｒ１に入射している。図２２の右側では、被写体Ｍの一端部を通過したＸ線が位相格子５の領域Ｒ２に入射している。このように被写体Ｍの一端部は、位相格子５が有する２つの領域を用いて撮影されることになる。撮影時に位相格子５の２つの領域が用いられるのは被写体Ｍの他の部分でも同様である。【０１０４】
このようにして、本変形例によれば、被検体に対してスキャン撮影を一度だけ実行するだけで暗線Ｓの伸びる方向が異なる２パターンの自己像が撮影される。本変形例によれば、被写体Ｍの内部構造に関する情報をより多く得て被写体Ｍの透視像を生成することができる。【０１０５】
（４）実施例１の構成では、検出素子４ａが縦横に配列した検出面を有するＦＰＤ４を備え、位相格子５の吸収線５ａの伸びる方向が検出素子４ａの並びに対して傾斜した構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。本発明はこのような構成に代えて、検出素子４ａの並びの方を位相格子５の吸収線５ａに対して傾斜させるようにしてもよい。【０１０６】
図２３は、本変形例の構成を説明している。本変形例のＦＰＤ４は、撮像系３，４，５の移動方向に対して傾斜した傾斜方向ａに検出素子４ａが配列して、アレイを構成し、このアレイが撮像系３，４，５の移動方向に直交する横方向に配列することで検出素子が２次元的に配列される構成となっている。図２３は、検出面におけるアレイの一つを網掛けで表している。このように、ＦＰＤ４の検出面には検出素子４ａが縦方向に対して傾斜した方向である傾斜方向ａに配列されて構成されるアレイが縦方向と直交する横方向に配列することにより２次元的に配列されている。【０１０７】
一方、本変形例における位相格子５は、図２４に示すように撮像系３，４，５の移動方向に平行な吸収線５ａを有している。したがって、傾斜方向ａは、位相格子５が有する吸収線５ａの伸びる方向に対して傾斜していることになる。【０１０８】
図２５は、本変形例のＦＰＤ４に位相格子５の自己像が写り込む様子を示している。本変形例の構成によっても、検出素子が配列される方向が吸収線５ａの伸びる方向に対して傾斜しているので、実施例１の構成と同じ効果を得ることができる。【０１０９】
（５）図１９で説明した領域Ｒ１，Ｒ２の構成は、変形例の一例に過ぎない。領域Ｒ１，Ｒ２の構成の具体例としては、図２３で説明したように吸収線５ａに対してＦＰＤ４の検出素子の並びの方を傾斜させた構成も採用し得る。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
以上のように、本発明は工業分野に適している。
【符号の説明】
【０１１１】
３     Ｘ線源（放射線源）
４ａ   検出素子
４     ＦＰＤ（検出部）
５ａ   吸収線（吸収体）
５     位相格子（格子）
６     Ｘ線源制御部（放射線源制御部）
１３   撮像系移動機構（位置変更部）
【図１】
2016104008.tif 000003
【図２】
2016104008.tif 000004
【図３】
2016104008.tif 000005
【図４】
2016104008.tif 000006
【図５】
2016104008.tif 000007
【図６】
2016104008.tif 000008
【図７】
2016104008.tif 000009
【図８】
2016104008.tif 000010
【図９】
2016104008.tif 000011
【図１０】
2016104008.tif 000012
【図１１】
2016104008.tif 000013
【図１２】
2016104008.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2016104008.tif 000016
【図１５】
2016104008.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年3月1日(2017.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
放射線を照射する放射線源と、
放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、
（Ｓ）放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面でタルボ干渉によって生じる前記格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、
前記放射線源、前記格子、および前記検出部の位置関係が保たれたまま前記検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように前記撮像系および前記被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、
（Ａ）前記検出部の検出面における前記検出素子が配列される方向である縦方向は、前記格子が有する前記吸収体の伸びる方向に対して傾斜しており、
前記撮像系を移動されながら連続的に撮影が実行された際に動作する構成であって、前記検出面における各部分で出力された検出データに基づき前記格子の暗線の写り込む位置が互いに異なる複数の自己像を生成する自己像生成部を備えていることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
放射線を照射する放射線源と、
放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、
（Ｓ）放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面でタルボ干渉によって生じる前記格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、
前記放射線源、前記格子、および前記検出部の位置関係が保たれたまま前記検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように前記撮像系および前記被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、
（Ｂ）前記検出部の検出面における前記検出素子が配列される方向である縦方向は、前記格子が有する前記吸収体の伸びる方向に一致しているとともに、前記検出面上で被写体の投影が移動する方向に対して傾斜しており、
前記撮像系を移動されながら連続的に撮影が実行された際に動作する構成であって、前記検出素子の中心点が前記撮像系の移動方向に直交する線分上に等間隔に配列された自己像を生成する自己像生成部を備えていることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
放射線を照射する放射線源と、
放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、
（Ｓ１）放射線を検出する検出面でタルボ干渉によって生じる前記格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、
前記放射線源、前記格子、および前記検出部の位置関係が保たれたまま前記検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように前記撮像系および前記被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、
（Ｃ）前記検出部の検出面には検出素子が縦方向に対して傾斜した方向である傾斜方向に配列されて構成されるアレイが縦方向と直交する横方向に配列することにより２次元的に配列されており、
（Ａ０）前記傾斜方向は、前記格子が有する前記吸収体の伸びる方向に対して傾斜しており、
前記撮像系を移動されながら連続的に撮影が実行された際に動作する構成であって、前記検出面における各部分で出力された検出データに基づき前記格子の暗線の写り込む位置が互いに異なる複数の自己像を生成する自己像生成部を備えていることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線位相差撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、（Ｓ）放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面でタルボ干渉によって生じる格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、放射線源、格子、および検出部の位置関係が保たれたまま検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように撮像系および被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、（Ａ）検出部の検出面における検出素子が配列される方向である縦方向は、格子が有する吸収体の伸びる方向に対して傾斜しており、撮像系を移動されながら連続的に撮影が実行された際に動作する構成であって、検出面における各部分で出力された検出データに基づき格子の暗線の写り込む位置が互いに異なる複数の自己像を生成する自己像生成部を備えていることを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、本発明に係る放射線位相差撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、（Ｓ）放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面でタルボ干渉によって生じる格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、放射線源、格子、および検出部の位置関係が保たれたまま検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように撮像系および被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、（Ｂ）検出部の検出面における検出素子が配列される方向である縦方向は、格子が有する吸収体の伸びる方向に一致しているとともに、検出面上で被写体の投影が移動する方向に対して傾斜しており、撮像系を移動されながら連続的に撮影が実行された際に動作する構成であって、検出素子の中心点が撮像系の移動方向に直交する線分上に等間隔に配列された自己像を生成する自己像生成部を備えている構成とすることもできる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、次のような構成は、上述した放射線位相差撮影装置と同様な効果を奏する。
すなわち、本発明に係る放射線位相差撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、（Ｓ１）放射線を検出する検出面でタルボ干渉によって生じる格子の自己像を検出する検出部とから構成される撮像系と、放射線源、格子、および検出部の位置関係が保たれたまま検出面上で被写体の投影が直線的に移動するように撮像系および被写体の相対位置を変更させる位置変更部とを備え、（Ｃ）検出部の検出面には検出素子が縦方向に対して傾斜した方向である傾斜方向に配列されて構成されるアレイが縦方向と直交する横方向に配列することにより２次元的に配列されており、（Ａ０）傾斜方向は、格子が有する吸収体の伸びる方向に対して傾斜しており、撮像系を移動されながら連続的に撮影が実行された際に動作する構成であって、検出面における各部分で出力された検出データに基づき格子の暗線の写り込む位置が互いに異なる複数の自己像を生成する自己像生成部を備えていてもよい。
【国際調査報告】
2016104008.tif 000030
2016104008.tif 000031