(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を照射する放射線源と、
放射線を吸収する所定のパターンが設けられている領域であって被写体を透過する放射線ビームが通過する被写体用領域と、前記被写体用領域とは異なるパターンが設けられている領域である参照領域とが設けられた格子と、
（Ａ）放射線を吸収する所定のパターンが設けられている吸収格子と、
（Ｂ）放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面上に前記格子の像を投影させる検出部と、
（Ｃ１）前記検出面上に現れる前記参照領域のパターンの像と前記吸収格子上のパターンとの間で生じるモアレの出現位置を検出して前記放射線源と前記格子の自己像と前記吸収格子との位置関係を算出する位置算出部と、
前記検出部の出力に基づいて画像を生成する際に、算出された前記位置関係を参照して補正を実行する画像生成部とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
放射線を照射する放射線源と、
放射線を吸収する所定のパターンが設けられている領域であって被写体を透過する放射線ビームが通過する被写体用領域と、前記被写体用領域とは異なるパターンが設けられている領域である参照領域とが設けられた格子と、
（Ｂ）放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面上に前記格子の像を投影させる検出部と、
（Ｃ２）前記検出面上に現れる前記参照領域のパターンの像と各検出素子の配列の間で生じるモアレを検出して前記放射線源と前記格子と前記検出面との相対位置を算出する位置算出部と、
前記検出部の出力に基づいて画像を生成する際に、算出された前記相対位置を参照して補正を実行する画像生成部とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、
前記格子の前記参照領域は、前記被写体用領域の１方向についての端部に設けられていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線撮影装置において、
前記格子の前記参照領域は、前記被写体用領域の１方向についての両端に設けられていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項５】
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記参照領域におけるパターンは、放射線を吸収する暗線が配列されて構成されるとともに、
前記吸収格子におけるパターンは、放射線を吸収する暗線が配列されて構成され、
前記参照領域における前記暗線の配列ピッチが前記吸収格子における前記暗線の配列ピッチの整数倍になっていないことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項６】
請求項２に記載の放射線撮影装置において、
前記参照領域におけるパターンは、放射線を吸収する暗線が配列されて構成され、前記暗線の配列ピッチが前記検出素子の配列ピッチの整数倍になっていないことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記格子の前記被写体用領域におけるパターンは、モアレ一枚撮り法用となっていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記位置算出部によって算出された相対位置に基づいて画像を複数枚加算することを特徴とする放射線撮影装置。
【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３６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したかと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化するかは、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。このような自己像の検出は放射線検出器によって行われる。放射線検出器は放射線を検出する検出面を有しており、自己像をこの検出面に投影させることにより、放射線検出器は自己像のイメージングをすることができる（例えば特許文献１参照）。【００１０】
物体の内部構造を詳細に知るには、それだけ自己像も微細にする必要がある。このような自己像を放射線検出器で検出するのは相当難しい。そこで、自己像を一度に撮影するのではなく、撮影を何度も行って自己像を得るような撮影方法が考え出されている。この方法について具体的に説明する。この方法では、放射線検出器の検出面に縞模様のパターンを有する吸収格子が設けられている。自己像は、縞模様のパターンを有しているから、自己像と吸収格子とが干渉する。放射線検出器によってこの干渉の様子は容易に撮影することができる。【００１１】
自己像と吸収格子の位置関係を変えながら連写していくと、位置関係の変更に応じて干渉の様子が変化してくる。こうして得られた複数枚の干渉画像に基づいて元の自己像を知ることができる。自己像と吸収格子との位置関係を変化させるには、放射線源と位相格子と吸収格子とを相対移動させることで実現される。このような間接的な自己像の撮影方法として縞走査法がある。【００１２】
なお、縞模様のパターンを有する放射線ビームと縞模様の吸収格子との干渉を利用してイメージングする手法は、タルボ干渉に係るイメージングに限られない。エッジイルミネーションを利用したイメージングでも縞模様の放射線ビームと縞模様の吸収格子同士の干渉を利用している。また、吸収格子なしで、自己像を直接検出する手法も提案されている。また、タルボ干渉で説明したが、位相格子をマスク格子に置き換えて複数のファンビームあるいはペンシルビームにて撮影する手法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際特許公開第２０１２／０５６７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来構成の放射線位相差撮影装置は、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は、自己像と吸収格子の位置関係を知る目的で被写体なしの撮影を行わなければならない。【００１５】
従来構成では、自己像は、直接的に撮影することができない。自己像と吸収格子の位置関係を変えながら連写して得られる複数枚の干渉画像が基にして自己像が演算により再構成されるのである。この自己像の再構成を実現する演算処理では、干渉画像の各々は、自己像と吸収格子が所定の位置関係となったときに撮影されたものであることを前提に実行される。干渉画像の各々は、どのような画像になるか撮影前に予想をつけることができる。しかし、実際に得られる干渉画像は、被写体が写り込んでいるので、予想の像とは外れたものとなる。この予想とのズレが被写体の内部構造を表していることになる。【００１６】
自己像と吸収格子は、互いに細かい縞模様のパターンである。干渉画像の撮影は、自己像と吸収格子が特定の位置にあるときに撮影されたものとする必要がある。しかし、自己像と吸収格子の位置関係を理想通りにすることは難しい。光学系の熱膨張や、振動などの影響で、格子の位置がずれたり、放射線源の放射線発生点が理想の位置からわずかにずれたりすると、自己像と吸収格子とが理想の位置関係からずれた位置関係となったまま干渉画像の撮影がなされてしまう。すると、自己像の再構成に係る演算処理が正しく動作せず、実際とは異なる自己像が生成されてしまう。【００１７】
従来、このような問題を解決するのに、自己像と吸収格子との位置関係を実測する方法が考え出されている。つまり、まずは被写体なしの状態で位相格子と吸収格子の位置関係を変えながら干渉画像を連写するのである。得られた複数の干渉画像に基づいて、自己像と吸収格子の位置関係を算出する。そして、今度は、被写体ありの状態で位相格子と吸収格子の位置関係を変えながら干渉画像を連写する。最後に、算出された位置関係を加味して被写体が写り込んでいる干渉画像を演算処理し、位相像が生成される。【００１８】
つまり、従来構成によれば、被写体を撮影する前に、まず被写体なしの撮影を実行しなければならない。撮影に手間がかかるのである。このような問題は、特にＣＴ撮影をしようとするときに重大となる。ＣＴ撮影は、被写体を回転させながら自己像の撮影を繰り返すことにより、被写体の内部構造の断層像を撮影するというものである。このような撮影方法では、干渉画像はかなりの枚数となり、撮影にも時間がかかる。すると、撮影途中で格子の位置関係が変わってきてしまう。したがって、ＣＴ撮影をする前に被写体なしの連写を行い格子の位置関係を算出したとしても、撮影の最後の方で得られた自己像は、算出しておいた格子位置の自己像とはかけ離れてしまうということが起こりえる。【００１９】
この様な不都合は、タルボ干渉を利用した撮影方法に限って生じるのではない。エッジイルミネーションや、自己像を直接検出する手法を利用したイメージングでも同様な問題が生じ得る。【００２０】
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、被写体なしの撮影を直前に行わなくても正確なイメージングができる放射線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】
【００２１】
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撮影装は、放射線を照射する放射線源と、放射線を吸収する所定のパターンが設けられている領域であって被写体を透過する放射線ビームが通過する被写体用領域と、被写体用領域とは異なるパターンが設けられている領域である参照領域とが設けられた格子と、（Ａ）放射線を吸収する所定のパターンが設けられている吸収格子と、（Ｂ）放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面上に格子の像を投影させる検出部と、（Ｃ１）検出面上に現れる参照領域のパターンの像と吸収格子上のパターンとの間で生じるモアレの出現位置を検出して放射線源と格子の自己像と吸収格子との位置関係を算出する位置算出部と、検出部の出力に基づいて画像を生成する際に、算出された位置関係を参照して補正を実行する画像生成部とを備えることを特徴とするものである。
【００２２】
［作用・効果］本発明によれば、被写体なしの撮影を直前に行わなくても正確なイメージングができる放射線撮影装置を提供することができる。すなわち、本発明の装置は、被写体用領域と参照領域が設けられた格子が設けられている。いずれの領域にも放射線を吸収する所定のパターンが設けられているものの、そのパターンが異なる。検出面上で結ばれる格子の像（格子像）は、検出面を覆うように設けられている検出素子で撮影され、被写体用領域のパターンが繰り返されるピッチを吸収格子におけりパターンが繰り返されるピッチの整数倍にすることで、整数倍画素周期にて格子の像を観察可能となる。
しかし、検出素子のピッチ／整数倍以下の格子と検出面の相対位置の変化は、被写体用領域の画像よりは検出困難である。特に整数倍が２〜８程度の場合、検出困難な相対位置の変化は、大きな誤差要因となる。本発明によれば、前記被写体用領域とはパターンが異なる参照領域が設けられており、この領域では、格子の像が長い周期のモアレ状に観察される。この長い周期のモアレ状の像は、格子と検出面の相対位置の微細な変化で位置が変わるため、参照領域の画像より、放射線源と格子と検出面の相対位置の微細な変化を検出可能となる。参照領域に被写体が写っていても、格子吸収体が伸びる方向に対して平均を行うなどで相対位置の変化を検出可能であるが、参照領域には被写体が無いほうが好ましい。
また、格子に参照領域を設けるのではなく、検出面にピッチの異なる参照領域を設けても同様の効果を得ることが可能である。
また、被写体用領域部分は吸収体を設けなくても良い。この場合、放射線源と格子と検出面間の相対位置が正確に分かり、補正することにより、格子付近に配置された被写体の撮影空間分解能を向上させることが可能となる。【００２３】
また、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を吸収する所定のパターンが設けられている領域であって被写体を透過する放射線ビームが通過する被写体用領域と、被写体用領域とは異なるパターンが設けられている領域である参照領域とが設けられた格子と、（Ｂ）放射線を検出する検出素子が縦横に配列された検出面上に格子の像を投影させる検出部と、（Ｃ２）検出面上に現れる参照領域のパターンの像と各検出素子の配列の間で生じるモアレを検出して放射線源と格子と検出面との相対位置を算出する位置算出部と、検出部の出力に基づいて画像を生成する際に、算出された相対位置を参照して補正を実行する画像生成部とを備えることを特徴とするものである。【００２４】
［作用・効果］本発明は、吸収格子を有しない構成にも適用することができる。すなわち本発明は、格子と検出面との相対位置を知るのに検出面上に現れる参照領域のパターンの像と各検出素子の配列の間で生じるモアレを利用することができる。【００２５】
また、上述の放射線撮影装置において、格子の参照領域は、被写体用領域の１方向についての端部に設けら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、参照領域が端部に設けられているので参照領域が被写体の撮影を阻害することがない。【００２７】
また、上述の放射線撮影装置において、格子の参照領域は、被写体用領域の１方向についての両端に設けられていればより望ましい。【００２８】
［作用・効果］上述の構成によれば、参照領域を両端に設けることで、格子の回転方向の位置ずれも検出することができる。【００２９】
また、上述の放射線撮影装置において、参照領域におけるパターンは、放射線を吸収する暗線が配列されて構成されるとともに、吸収格子におけるパターンは、放射線を吸収する暗線が配列されて構成され、参照領域における暗線の配列ピッチが吸収格子における暗線の配列ピッチの整数倍になっていなければより望ましい。【００３０】
また、上述の放射線撮影装置において、参照領域におけるパターンは、放射線を吸収する暗線が配列されて構成され、暗線の配列ピッチが検出素子の配列ピッチの整数倍になっていなければより望ましい。【００３１】
［作用・効果］上述の構成によれば、確実にモアレを発生させることができる。【００３２】
また、上述の放射線撮影装置において、格子の前記被写体用領域におけるパターンは、モアレ一枚撮り法用となっていればより望ましい。【００３３】
［作用・効果］本発明はモアレ一枚撮り法を用いた撮影にも適用することができる。【００３４】
また、上述の放射線撮影装置において、位置算出部によって算出された相対位置に基づいて画像を複数枚加算すればより望ましい。【００３５】
［作用・効果］上述の構成によれば、画像を複数撮影しながら格子と吸収格子のズレ、または格子と検出面のズレの経時的変化を加味しながら撮影を実行することができる。【００３６】
また、本明細書は次のような発明も開示している。【００３７】
（１）上述の放射線撮影装置において、前記放射線を検出する検出素子は、放射線を検出する検出領域と、放射線を透過する非検出領域が配列されて構成されていればより望ましい。【００３８】
［作用・効果］本発明は、上述のようなエッジイルミネーション法に関する装置に用いることができる。その場合、検出素子内に放射線を検出する検出領域と、放射線を透過する非検出領域を設け、格子像のピッチを放射線を検出する検出領域のピッチと同じにすることで、格子像のエッジを検出可能となる。【００３９】
（２）また、上述の放射線撮影装置において、前記放射線を検出する検出素子に加えて、更に放射線を検出する検出素子を重ねる構成がより望ましい。【００４０】
［作用・効果］本発明は、上述に示したエッジイルミネーション法に用いる場合、検出素子内の、放射線を透過する部分を通り抜けた放射線も検出することで、検出感度の向上と、より正確な位相像、暗視野像の検出が可能となる。【００４１】
（３）また、上述の放射線撮影装置において、前期格子と前記放射線を検出する検出素子との間に、放射線を吸収する１方向に伸びる格子吸収体が前記１方向に直交する方向に配列されている第二の格子が更にある構成も可能である。【００４２】
［作用・効果］本発明は、格子間によって生じるモアレより、位相あるいは暗視野像を取得する原理を利用した装置や、２枚の格子を利用したエッジイルミネーション法に使用することができる。また、格子に参照領域を設けるのではなく、第二の格子にピッチの異なる参照領域を設けても同様の効果を得ることが可能である。【００４３】
（４）また、上述の放射線撮影装置において、放射線源と格子と第二の格子と検出部の相対位置を変化させることによって得られる複数の撮影画像より、位相像あるいは暗視野像を算出する構成がより望ましい。【００４４】
［作用・効果］本発明は、縞走査法を利用した位相像あるいは暗視野像撮影装置に使用することができる。【００４５】
（５）また、上述の放射線撮影装置において、前記検出面に写り込む前記格子の像は、タルボ干渉によって生じる前記格子の自己像であることを特徴とすることも可能である。【００４６】
［作用・効果］本発明は、格子ピッチをタルボ干渉が生じるぐらいに微細にすることで、位相・暗視野像の検出感度の向上が可能となる。【００４７】
（６）また、上述の放射線撮影装置において、前記放射線源と格子の間に、第三の格子を追加する構成も可能である。【００４８】
［作用・効果］本発明は、マルチスリットを追加することで、Ｔａｌｂｏｔ−Ｌａｕ構成の装置とすることも可能である。【００４９】
（７）また、上述の放射線撮影装置において、トモシンセシス撮影、あるいはＣＴ撮影を行うことがより望ましい。【００５０】
［作用・効果］本発明は、長時間、複数枚撮影を必要とする、トモシンセシス撮影、あるいはＣＴ撮影に適応することにより、撮影間で変化する相対位置を正確に補正することが可能となる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、被写体なしの撮影を直前に行わなくても正確なイメージングができる放射線撮影装置を提供することができる。すなわち、本発明の装置は、被写体用領域と参照領域が設けられた格子が設けられている。いずれの領域にも放射線を吸収する所定のパターンが設けられているものの、そのパターンが異なる。この領域では、格子の像が長い周期のモアレ状に観察される。この長い周期のモアレ状の像は、格子と検出面の相対位置の微細な変化で位置が変わるため、参照領域の画像より、放射線源と格子と検出面の相対位置の微細な変化を検出可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例１に係る放射線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に係る位相格子および吸収格子を説明する平面図である。
【図３】実施例１に係る放射線の検出面および検出面に自己像が写り込む様子を説明する平面図である。
【図４】実施例１に係る吸収格子が検出面を覆っている様子を説明する平面図である。
【図５】実施例１に係る吸収格子が検出面に対して移動する様子を説明する平面図である。
【図６】実施例１に係る吸収格子をＦＰＤに対して移動されながら連写された画像を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係る自己像生成処理を説明する模式図である。
【図８】実施例１に係る吸収格子と検出面との位置ずれを説明する模式図である。
【図９】実施例１に係る連写画像の推移について説明する模式図である。
【図１０】実施例１に係る位相格子の構成を説明する模式図である。
【図１１】実施例１に係る検出面に自己像が写り込む様子を説明する平面図である。
【図１２】実施例１に係る自己像と吸収格子との間で干渉縞が発生する様子を説明する平面図である。
【図１３】実施例１に係る吸収格子と自己像の相対移動に伴い、干渉縞が移動する様子を説明する平面図である。
【図１４】実施例１に係る吸収格子と自己像の位置関係と干渉縞の出現位置との関係を説明する模式図である。
【図１５】実施例１に係る吸収格子と自己像の位置関係と干渉縞の出現位置との関係を説明する模式図である。
【図１６】実施例１に係る干渉縞を画像の両端に発生させる利点について説明する模式図である。
【図１７】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図１８】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図１９】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図２０】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図２１】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図２２】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図２３】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図２４】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図２５】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図２６】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図２７】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図２８】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図２９】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図３０】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図３１】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図３２】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図３３】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図３４】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図３５】本発明に係る１変形例を説明する模式図である。
【図３６】従来構成に係る放射線撮影装置の構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以降、発明を実施するための最良の形態について説明する。Ｘ線は本発明の放射線に相当する。また、ＦＰＤは、フラットパネルディテクタの略である。実施例１のＦＰＤにおいてＸ線が入射する検出面に写り込む位相格子の像は、タルボ干渉によって生じる位相格子の自己像である。
【実施例１】
【００５４】
図１は、本発明に係るＸ線位相差撮影装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように本発明に係るＸ線源３は、電子が衝突する陽極３ａと、陽極３ａから放射されたＸ線を入射させるマルチスリット３ｂとを備え、Ｘ線を照射する構成である。陽極３ａは、電子のターゲットであり、高速の電子を衝突させるとＸ線が発生する。Ｘ線は、単一の焦点で生じる。Ｘ線源３は、Ｘ線を照射する。Ｘ線源３は、特定の波長のＸ線を出力することを目的とした構成となっている。被写体Ｍは、位相格子５とＦＰＤ４の間に載置される。また、図３６に示すように被写体Ｍをマルチスリット３ｂと位相格子５との間に載置する構成としてもよい。Ｘ線源３は、本発明の放射線源に相当する。ＦＰＤ４は本発明の検出部に相当し、位相格子５は本発明の格子に相当する。【００５５】
陽極３ａを出射したファン状のＸ線ビームは、マルチスリット３ｂに入射する。マルチスリット３ｂは加工がしやすい例えば金などの素材で構成され、Ｘ線が透過しない程度の厚みを有している。マルチスリット３ｂは、縦方向に伸びるスリットが横方向に配列した構成となっている。スリットの各々はマルチスリット３ｂの貫通孔である。マルチスリット３ｂは、単一の発生点で生じたＸ線を透過させるスリットがスリットの延伸方向に直交する方向である直交方向に一定のピッチで配列されており、スリットが設けられていない部分に入射したＸ線を吸収する。【００５６】
陽極３ａで発生したＸ線ビームは、マルチスリット３ｂに設けられたスリットのいずれかを通過して、マルチスリット３ｂから出射する。このとき、マルチスリット３ｂのスリットを通過したＸ線ビームの各々は干渉を起こし、コヒーレント性の高いＸ線ビームとなって、位相格子５に向かう（図１参照）。【００５７】
図２左側は、位相格子５を示している。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（横方向）に直交する方向に所定のピッチで縦方向に配列している。マルチスリット３ｂを出射したＸ線ビームは位相格子５を通過する。その際に、Ｘ線ビームの一部は位相格子５に吸収される。位相格子５から出射されるＸ線ビームは、吸収線５ａで吸収されずに残った明線が複数配列したパターンを写し込んだものとなる。位相格子５の吸収線５ａのピッチは十分に小さいので、明線同士で干渉が生じる。この干渉により、位相格子５からタルボ距離だけ離れた距離において位相格子５の像のようなスダレ状の像が生じる。この像は、単なる位相格子５の影ではなく、干渉により生じた干渉縞であることには注意が必要である。このような像を自己像と呼ぶ。位相格子５を出射したＸ線は、ＦＰＤ４に向かう（図１参照）。ＦＰＤ４は、Ｘ線を検出する検出面４ａ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構成である。【００５８】
ＦＰＤ４は、例えば、直接変換型のＸ線検出器である。すなわち、直接変換型のＦＰＤ４は、Ｘ線を電子およびホールの対（電荷のキャリア対）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４ｐの各々に捕獲され、蓄積される。検出素子４ｐにキャリアを出力する信号を送ると、検出素子４ｐ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４ｐ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４ｐ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。変換層は、本発明の変換部に相当する。実施例１に係るＦＰＤ４は、この構成に代えてＸ線により生じた蛍光を検出する構成とすることもできる。ＦＰＤ４は、Ｘ線を検出する検出素子４ｐが縦横に配列された検出面４ａ上に位相格子５の像を投影させ、位相格子５の像を検出する構成である。【００５９】
吸収格子６は、ＦＰＤ４上の検出面４ａを覆うように設けられている。吸収格子６は、Ｘ線を吸収する線状に伸びる複数の吸収線６ａを有している。吸収線６ａ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６ａの縞模様のパターンと位相格子５の縞模様のパターンは互いに干渉することになる。この干渉の様子をＦＰＤ４で検出することになる。吸収格子６は、Ｘ線を吸収する細長状の吸収線６ａが吸収線６ａの伸びる方向に直交する方向に配列されている。吸収格子６の吸収線６ａ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している。吸収格子６は本発明の第二の格子に相当する。吸収格子６は、Ｘ線を吸収する所定の繰り返しのパターンが設けられている。【００６０】
図３左側は、ＦＰＤ４が有するＸ線の検出面４ａの構成を説明している。ＦＰＤ４の検出面４ａは、矩形となっている位相格子５の自己像が写り込むような形状をしている。したがって、ＦＰＤ４の検出面４ａは、位相格子５と同じように矩形の構造をしている。ＦＰＤ４の検出面４ａには、矩形の検出素子４ｐが縦横に配列されている。位相格子５が有する吸収線５ａの伸びる方向は、ＦＰＤ４の検出面４ａにおける検出素子４ｐが配列される方向である縦方向に一致し、位相格子５が有する吸収線５ａの配列する方向は、ＦＰＤ４の検出面４ａの横方向に一致している。位相格子５は、Ｘ線を吸収する１方向に伸びる吸収線が１方向と直交する方向に配列されている。また、検出素子４ｐの配列の縦方向は、吸収格子６の吸収線６ａの配列方向に一致し、検出素子４ｐの配列の横方向は、吸収格子６の吸収線６ａの伸びる方向に一致している。【００６１】
図３右側は、検出面４ａに位相格子５の自己像が写り込んでいる様子を示している。図３左側では、検出面４ａ上の検出素子４ｐは、太線で強調して描かれている。当該図を見れば分かるように、単一の検出素子４ｐに自己像を構成する暗線が２本写り込んでいる。この構成は、説明の便宜上であって、実際は単一の検出素子４ｐに自己像を構成する暗線は４本写り込む。このように、検出素子４ｐの縦方向に関する配列ピッチは、検出面４ａに現れる位相格子５の自己像の暗線の配列ピッチの整数倍となっている。このとき検出素子４ｐの配列ピッチが位相格子５の吸収線５ａの配列ピッチの整数倍になっているとは限らないことには注意が必要である。位相格子５よりも位相格子５の自己像のほうが大きい。Ｘ線源３からはＸ線が放射状に広がるから位相格子５の像が拡大されて検出面４ａに写り込むからである。位相格子５の吸収線５ａの配列ピッチは、検出面４ａに現れる位相格子５の自己像の暗線の配列ピッチの整数倍となるように設定されている。【００６２】
このように実施例１に係る装置においては、検出素子４ｐで捉えることができる構造よりも自己像の方が細かい構造を有している。したがって、本来ならばこのＦＰＤ４では自己像を撮影することはできないはずである。しかし、撮影を何度も繰り返すことにより自己像の撮影が可能である。この点については後述とする。【００６３】
本発明に係る自己像は、右端および左端に特徴的な構成を有している。しかし、図３右側は説明の便宜上、この特徴的な構成については省略されている。自己像の両端部における構成についても後述とする。【００６４】
図４は、検出面４ａに吸収格子６が覆い被せられている様子を示している。図４では、検出面４ａ上の検出素子４ｐは、太線で強調して描かれている。当該図を見れば分かるように、単一の検出素子４ｐに吸収格子６の吸収線６ａが２本写り込んでいる。この構成は、説明の便宜上であって、実際は単一の検出素子４ｐに吸収線６ａは４本写り込む。つまり、検出素子４ｐの縦方向に関する配列ピッチは、吸収線６ａの配列ピッチの整数倍となっている。また、実施例１に係る装置においては、検出面４ａに現れる自己像の配列ピッチと吸収格子６を構成する吸収線６ａの配列ピッチとは同じとなっている。【００６５】
＜吸収格子移動機構＞
図１に説明されている吸収格子移動機構１５について説明する。吸収格子移動機構１５は、吸収格子６を検出面４ａに対して吸収線６ａの配列方向（縦方向：吸収線６ａの伸びる方向に直交する方向）に移動させる構成となっている。吸収格子移動制御部１６は、吸収格子移動機構１５を制御する目的で設けられている。吸収格子移動機構１５は、検出面に写り込む位相格子５の像と吸収格子６の位置関係を１方向に直交する方向について変更させる構成である。この吸収格子移動機構１５は、吸収格子６と位相格子５の自己像との相対位置を変更する目的で設けられている。したがって、吸収格子移動機構１５および吸収格子移動制御部１６は、吸収格子６と位相格子５の自己像との相対位置を変更させる具体的な手段である。吸収格子移動機構１５は本発明の相対位置変更部に相当する。【００６６】
吸収格子移動機構１５および吸収格子移動制御部１６を有しない構成であっても、当該相対位置は変更することが可能である。例えば、陽極３ａを吸収線６ａの配列方向（縦方向）に移動させることで当該相対位置の変更は可能であるし、マルチスリット３ｂを吸収線６ａの配列方向（縦方向）に移動させることによっても当該相対位置の変更が可能である。また、位相格子５を吸収線６ａの配列方向に移動させることによっても当該相対位置の変更が可能である。これらの場合、移動対象の各部を移動させる移動機構（線源移動機構、マルチスリット移動機構、位相格子移動機構）が吸収格子移動機構１５の代わりに設けられることになる。また、これらの場合、移動機構を制御する制御部（線源移動制御部、マルチスリット移動制御部、位相格子移動制御部）が吸収格子移動制御部１６の代わりに設けられることになる。以降の実施例１の説明としては、吸収格子６を移動させる構成について説明する。【００６７】
図５は、吸収格子移動機構１５により吸収格子６が移動されていく様子を示している。図５には、検出面上において検出素子４ｐが縦２×横２に配列された１範囲が図示されている。したがって、吸収格子６の吸収線６ａは、この範囲に４本あることになる。図５上段左側の状態においては、吸収線６ａと位相格子５の自己像を構成する暗線がちょうど重なった状態となっている。この状態では、Ｘ線は、互いに隣接する吸収線６ａの隙間から通り抜けることができる。【００６８】
この状態から、吸収格子６を吸収線６ａの配列方向（縦方向）に移動させていくと、吸収格子６が位相格子５の自己像に対して移動していく。すると、互いに隣接する吸収線６ａの隙間を埋めるように位相格子５の自己像の暗線が現れる。すると、検出素子４ｐ上ではＸ線が当たらない暗い領域の面積が増加することになる。さらに吸収格子６を移動させていくと、今度は、互いに隣接する吸収線６ａの隙間を位相格子５の自己像の暗線が覆い隠してしまう。すると、検出素子４ｐに届くＸ線は極端に少なくなる。【００６９】
この状態から吸収格子６を移動させていくと、今度は自己像の暗線が吸収線６ａと再び重なり始める。すると、検出素子４ｐ上ではＸ線が当たらない暗い領域の面積が減少することになる。その後更に吸収格子６を移動させていくと、吸収線６ａと位相格子５の自己像を構成する暗線がちょうど重なった状態に戻る。【００７０】
図６は、吸収格子６を吸収線６ａの配列方向に移動させながら位相格子５の自己像と吸収格子６が干渉する様子を撮影したときに得られる干渉画像（干渉画像）を示している。吸収格子６を構成する吸収線６ａの配列ピッチおよび位相格子５の自己像を構成する暗線の配列ピッチは同じで、その配列ピッチを整数倍すると検出素子４ｐの配列ピッチとなるように構成されているので、位相格子５と検出素子４ｐの配列との間でモアレが発生しないし、吸収格子６と検出素子４ｐの配列との間でモアレが発生しない。したがって、いずれの干渉画像にも干渉縞は現れていない。【００７１】
吸収格子６を移動させながら干渉画像を連写されていくと、連写の始めは明るい干渉画像が取得される。やがて、得られる干渉画像は次第に暗くなり、最も暗くなった後、また次第に明るくなって元の明るさに戻る。このような干渉画像の明るさの変化は、図５で説明した吸収格子６と位相格子５の自己像との相対移動により起こる。【００７２】
このような吸収格子６の移動を実現するのは、吸収格子移動機構１５である。吸収格子移動機構１５は、少なくとも吸収格子６の吸収線６ａの配列ピッチ分だけ吸収格子６を移動させる。干渉画像の連写はその間に実行される。撮影される干渉画像の枚数としては、例えば８枚である。図６に示すように干渉画像を９枚撮影するようにしてもよい。【００７３】
＜自己像生成部＞
一連の干渉画像は、自己像生成部１２に送出される。自己像生成部１２は、図７に示すように吸収格子６と位相格子５の自己像との相対位置が変更されながら連写された一連の干渉画像に基づき、元の自己像を算出する構成である。本発明の自己像生成部１２は、吸収格子６と位相格子５の自己像との相対位置が理想とどの程度ずれているかを加味して自己像を正確に再現できる構成になっているのでこの点について説明する。自己像生成部１２は本発明の格子像生成部に相当する。【００７４】
図８は、実際の干渉画像連写に係る吸収格子６と位相格子５の自己像の相対位置の変化を表している。図５に示す理想の相対移動と比べると、撮影開始の状態が異なっている。すなわち、理想では、吸収格子６の吸収線６ａがちょうど位相格子５の自己像に重なっている状態で撮影開始のところ、実際には吸収格子６と位相格子５の自己像の位置合わせが十分でなく、互いにずれてしまった状態で撮影開始となっている。この状態から吸収格子６を移動させて干渉画像を連写させたとする。この場合、吸収格子６は、図５で説明した理想の場合と同じ速度で移動するので、始めのズレは解消されることがない。結果として、全ての干渉画像において相対位置が理想通りとならない。【００７５】
自己像生成部１２は、このような理想通りに連写ができなかった干渉画像に基づいては、元の自己像を正確に生成することができない。検出面４ａ上に写り込む自己像には、被写体Ｍの影響を受けて乱れが生じている。この乱れを含む干渉画像を撮影する場合において、この乱れに更に吸収格子６と位相格子５の自己像との位置ズレの影響が干渉画像に含まれるとするならば、元の自己像を把握するのは相当難しくなってしまうのである。【００７６】
吸収格子６と位相格子５の自己像との位置ズレは、吸収格子６を移動させながら干渉画像を連写することで知ることができるはずである。図９は、その事情を説明している。図９の上段は吸収格子６を移動させながら連写を実行させたときに得られる干渉画像で、理想的な干渉画像の推移を表している。一方、図９の下段は実際に吸収格子６を移動させながら連写を実行させたときに得られる干渉画像である。図９の上段と下段を見比べると、最も暗い干渉画像が現れるタイミングが互いに異なることが分かる。このタイミングの違いが吸収格子６と位相格子５の自己像がどの程度理想からズレていたかを表していることになる。【００７７】
したがって、吸収格子６を移動させながら連写された干渉画像に基づいて吸収格子６と位相格子５の自己像がどの程度理想からズレていたかを算出しておけば、自己像のパターンに吸収格子６と位相格子５の自己像との位置ズレの影響が重畳している一連の干渉画像から自己像のパターンに関する情報だけを取り出すことができそうである。しかし、実際にはそう簡単ではない。すなわち、吸収格子６を移動させながら連写された干渉画像には吸収格子６と位相格子５の自己像との位置ズレのみならず被写体Ｍの影響により乱れた自己像のパターンの影響も重畳しているからである。【００７８】
そこで従来構成によれば、まず、被写体Ｍなしの状態で吸収格子６を移動させながら干渉画像を連写し、この一連の干渉画像に基づいて、吸収格子６と位相格子５の自己像との位置ズレを算出するようにしている。こうして位置ズレをあらかじめ実測しておけば、被写体Ｍを写し込んだ状態で連写された一連の干渉画像に基づき、被写体Ｍの影響で乱れた自己像を正確に取得することができる。【００７９】
＜本発明の最も特徴的な構成＞
本発明によれば、この被写体Ｍなしの撮影を行わなくても吸収格子６と位相格子５の自己像との位置ズレを算出することができるように工夫がなされているのでこの点について説明する。【００８０】
図１０は、図２左側でも説明した位相格子５をより詳細に説明している。すなわち、位相格子５における吸収線５ａの伸びる方向を位相格子５の横方向と認識したときに、位相格子５の左端および右端における吸収線５ａの配列ピッチは、位相格子５の中央部における吸収線５ａの配列ピッチとは異なっている。なお、図１０を参照すれば分かるように、吸収線５ａの伸びる方向は、両端部領域でも横方向であるし、中央領域でも同じ横方向となっている。また、位相格子５の左端部における吸収線５ａと中央部における吸収線５ａとは互いに連続しておらず、左端部において縦向きに並んでいる吸収線５ａの配列と中央部において縦向きに並んでいる吸収線５ａの配列との間には、吸収線５ａを有しない隙間が設けられている。同様に、位相格子５の右端部における吸収線５ａと中央部における吸収線５ａとは互いに連続しておらず、右端部において縦向きに並んでいる吸収線５ａの配列と中央部において縦向きに並んでいる吸収線５ａの配列との間には、吸収線５ａを有しない隙間が設けられている。中央部は、本発明の被写体用領域に相当し、両端部は、本発明の参照領域に相当する。【００８１】
本発明に係る位相格子５は、Ｘ線を吸収する所定の繰り返しのパターンが設けられている領域であって被写体を透過するＸ線ビームが通過する被写体用領域と、被写体用領域とは異なる繰り返しのパターンが設けられている領域である参照領域とが設けられている。被写体用領域において繰り返されるパターンの配列ピッチは、参照領域において繰り返されるパターンの配列ピッチと異なっている。【００８２】
すなわち、実施例１に係る位相格子５は、Ｘ線を吸収する１方向に伸びる吸収線５ａが１方向に直交する方向に配列されている領域であって被写体Ｍを透過するＸ線ビームが通過する中央部と、中央部とは吸収線５ａの配列のピッチが異なるように配列されている領域であって被写体Ｍを透過しないＸ線ビームが通過する両端部とが設けられている。つまり、検出素子４ｐの縦方向に関する配列ピッチは、位相格子５の自己像の両端部に現れる暗線の配列ピッチの整数倍となっていない。【００８３】
このとき検出素子４ｐの配列ピッチが位相格子５の両端部に属する吸収線５ａの配列ピッチの関係については注意が必要である。位相格子５よりも位相格子５の自己像のほうが大きい。Ｘ線源３からはＸ線が放射状に広がるから位相格子５の像が拡大されて検出面４ａに写り込むからである。位相格子５の吸収線５ａの配列ピッチは、検出面４ａに現れる位相格子５の自己像の暗線の配列ピッチの整数倍とならないように設定されているのであって、検出素子４ｐが吸収線５ａの配列ピッチの整数倍になっていないということを意味するものではない。【００８４】
図１１は、検出面４ａに位相格子５の自己像が写り込んでいる様子を再掲するものであって、今度は、位相格子５の自己像の端部も含んでいる図である。図１１では、検出面４ａ上の検出素子４ｐは、太線で強調して描かれている。当該図を見れば分かるように、検出面４ａにおいて、自己像の中央部が投影される部分に位置する検出素子４ｐの各々には、検出素子４ｐを４行に分割するとして、１段目に１本の暗線が現れ、３段目に１本の暗線が現れている。中央部の検出素子４ｐは、全てこのパターンで自己像の暗線が現れている。一方、検出面４ａにおいて、自己像の両端部が投影される部分に位置する検出素子４ｐの各々には、自己像の暗線が同じパターンとして写り込んではいない。自己像の暗線が出現する位置と本数は、各検出素子４ｐでまちまちとなる。【００８５】
自己像の両端部において、検出素子４ｐに写り込む暗線のパターンに変化があるのは、自己像の両端部に配列している吸収線５ａの配列に工夫がなされているからである。検出面４ａ上における位相格子５の自己像を構成する暗線の配列ピッチは、自己像の中央部と両端部で異なっている。図１１の場合、自己像の中央部における暗線の配列ピッチよりも自己像の両端部における暗線の配列ピッチの方が短くなっている。したがって、検出素子４ｐに出現する暗線の位置と本数は各検出素子４ｐの間で一定とならない。なお、両端部に係る配列ピッチが中央部に係る配列ピッチよりも短いのは、実施形態の一例を示しているに過ぎない。両端部に係る配列ピッチが中央部に係る配列ピッチよりも長くしてもよい。別の表現をすれば、位相格子５の両端部における暗線の配列ピッチは、検出素子４ｐ４ａの配列ピッチおよび吸収格子６ａの吸収線６ａの配列ピッチの整数倍とはなっていない。【００８６】
とはいっても、自己像の暗線と検出素子４ｐとは、それぞれ一定のピッチで配列されていることには違いはないので、検出素子４ｐに出現する暗線の位置と本数が全ての検出素子４ｐで異なるわけではない。ある検出素子４ｐに注目してその検出素子４ｐ上の暗線の出現パターンを基準のパターンとして、その検出素子４ｐの縦方向に配列している各検出素子４ｐを見ていくと、暗線の出現パターンは、基準のパターンから少しずつ変化していく。そして、あるパターンに達した後、再び基準のパターンに近づいていき、基準のパターンに戻る。以降、このパターンの変化が繰り返されることになる。したがって、自己像の端部に位置するある検出素子４ｐがあったとして、その検出素子４ｐに出現している暗線の位置と本数が同じ検出素子４ｐが等間隔に現れる。例えば、暗線の出現パターンが同じとなっている検出素子４ｐ同士は、縦方向に例えば２０個分離れた位置にある。【００８７】
なお、本発明のＸ線位相差撮影装置における被写体Ｍは、位相格子５の自己像の中央部に写り込む構成となっている。したがって、位相格子５の自己像の両端部は、被写体Ｍを通過していないＸ線が結像した結果であり、被写体Ｍの影響で自己像が乱れてはいない。【００８８】
図１２は、自己像の両端部において、位相格子５の自己像と吸収格子６とが干渉する様子を示している。図６の説明では、位相格子５の自己像における暗線の配列ピッチと吸収格子６における吸収線６ａの配列ピッチは、ＦＰＤ４の検出面４ａ上で一致しているので、位相格子５の自己像と吸収格子６とは互いに干渉縞を生じさせないという説明であった。この説明は、自己像の中央部についてのものである。実は、自己像の両端部では、吸収格子６と自己像とが互いに干渉して図１２右側に示すような干渉縞が発生する。自己像の両端部において、吸収格子６の吸収線６ａの配列ピッチよりも位相格子５の自己像の配列ピッチが短いかくなっているからである。別の表現をすれば、位相格子５の両端部における暗線の配列ピッチが吸収格子６の吸収線６ａの配列ピッチの整数倍とはなっていないからである。したがって、自己像の両端部において、吸収線６ａの各々の近傍に出現する自己像の暗線の位置は吸収線６ａの間で一定とならない。【００８９】
とはいっても、自己像の暗線と吸収線６ａとは、それぞれ一定のピッチで配列されていることには違いはないので、吸収線６ａの近傍に出現する暗線の位置が全ての吸収線６ａで異なるわけではない。例えば、自己像の暗線とちょうど重なっている吸収線６ａに注目してその吸収線６ａの縦方向に配列している各吸収線６ａを見ていくと、暗線は、次第に吸収線６ａからずれていく。そして、吸収線６ａと暗線とが重ならなくなった状態に達した後、再び吸収線６ａが暗線に重なっていき、再び暗線が吸収線６ａにちょうど重なる。以降、この変化が繰り返されることになる。検出素子４ｐの配列ピッチが吸収線６ａの配列ピッチの２倍となっている場合は、自己像の暗線は縦方向に配列されている吸収線６ａの４０本毎にちょうど重なる。【００９０】
図１３は、吸収格子６を吸収線６ａの配列方向に移動させながら位相格子５の自己像と吸収格子６が干渉する様子を撮影したときに得られる干渉画像を再掲するものであって、今度は、位相格子５の自己像の端部も含んでいる図である。いずれの干渉画像にも両端部に干渉縞が現れている。干渉画像の中央部は、位相格子５の自己像の中央部が写り込んでいる。この部分に干渉縞が現れないのは、図６を用いて既に説明済みである。干渉画像の両端部には、位相格子５の自己像の両端部が写り込んでいる。この部分に干渉縞が現れるのは図１２を用いて既に説明済みである。【００９１】
各干渉画像の中央部に注目する。吸収格子６を移動させながら干渉画像を連写されていくと、図１３に示すように連写の始めは中央部が明るい干渉画像が取得される。やがて、得られる干渉画像の中央部は次第に暗くなり、最も暗くなった後、また次第に明るくなって元の明るさに戻る。このような干渉画像の中央部における明るさの変化は、図５で説明した吸収格子６と位相格子５の自己像との相対移動により起こる。【００９２】
今度は各干渉画像の両端部に注目する。各干渉画像の両端部には、図１３に示すように位相格子５の自己像と吸収格子６とが干渉して生じた干渉縞が写り込んでいる。この干渉縞は、明るい明部と暗い暗部とが交互に配列して構成されている。連写の始めは、干渉縞の明部は、干渉画像の上端に位置している。連写を続けていくと、明部は、次第に干渉画像の下側に移動していく。更に連写を続けていくと、干渉画像の上端は再び明部に戻る。このような干渉縞の移動は、図１２で説明した吸収格子６と位相格子５の自己像の相対移動が原因となる。干渉縞に現れる明部においては、吸収格子６の吸収線６ａと自己像の暗線とがちょうど重なった状態となっている。吸収格子６が自己像に対して移動されると、吸収線６ａと自己像の暗線がちょうど重なる場所が自己像の下側に移動していく。すると、干渉画像上の干渉縞における明部もこれに追従して下側に移動していくことになる。【００９３】
干渉画像上における干渉縞の出現位置を調べれば、この干渉画像が撮影されたときに吸収格子６と位相格子５の自己像とがどのような位置関係になっていたかが分かるので、この点について説明する。図１４左側は、干渉画像両端において、干渉縞の明部が干渉画像上端の位置に現れている状態を示している。このとき、位相格子５の自己像の中央部においては、図示がされているように、吸収格子６の吸収線６ａと位相格子５の暗線とがちょうど重なった状態となっている。一方、図１４右側は、干渉画像両端において、干渉縞の明部が干渉画像上端からわずかに下側にずれた位置に現れている状態を示している。このとき、位相格子５の自己像の中央部においては、図示がされているように、吸収格子６の吸収線６ａと位相格子５の暗線とがちょうど重なった状態からわずかにずれている。【００９４】
図１５左側は、干渉画像両端において、干渉縞の明部が図１４右側の状態から更に干渉画像の下側ずれた状態を示している。このとき、位相格子５の自己像の中央部においては、図示がされているように、吸収格子６の吸収線６ａと位相格子５の暗線とがさらにずれた状態となっている。一方、図１５右側は、干渉画像両端において、干渉縞の明部が干渉画像の下側に更にずれた位置に現れている状態を示している。このとき、位相格子５の自己像の中央部においては、図示がされているように、吸収格子６の吸収線６ａと位相格子５の暗線とが重ならない状態となっている。【００９５】
図１における位置算出部１１は、このような原理に基づいて吸収格子６に対する位相格子５の自己像の相対位置を検出する。連写された干渉画像の両端には、その干渉画像に固有の干渉縞が写り込んでいる。したがって、位置算出部１１は、干渉画像の各々について吸収格子６に対する位相格子５の自己像の相対位置を検出することができる。位置算出部１１は、検出面４ａ上の位相格子５の両端部が写り込む領域に位置する各検出素子４ｐの間で異なるＸ線の検出量の差に基づいて、位相格子５と吸収格子６の相対位置を算出する。位置算出部１１は、検出面上に現れる参照領域のパターンの像と吸収格子上のパターンとの間で生じるモアレ（干渉縞）を検出して位相格子５と吸収格子６との相対位置を算出する。また、このとき位置算出部１１は、位相格子５と吸収格子６に対するＸ線源３の位置も算出することになる。干渉縞の現れ方は、Ｘ線源３，位相格子５，吸収格子６の３つの部材の相対位置によって変わるからである。【００９６】
位置算出部１１が検出した吸収格子６に対する位相格子５の自己像の相対位置に関する検出結果は、干渉画像とともに自己像生成部１２に送出される。自己像生成部１２は、干渉画像に対応する相対位置の検出結果に基づいて、自己像生成に係る演算に補正を行い、位相格子５の自己像を生成し、自己像を写し込んだ自己像画像を生成する。自己像生成部１２は、位相格子５の像と吸収格子６の位置関係を変更させながら連写して得られた位相格子５の像と吸収格子６が重合した像に基づいて位相格子５の像を生成する構成となっている。本発明に係る自己像生成部１２は、特にＦＰＤ４の出力に基づいて位相格子５の像を生成する際に、算出された相対位置を参照して補正を実行する点が特徴的である。【００９７】
生成された自己像画像は、透視画像生成部１３に送出される。透視画像生成部１３は、自己像に基づいて、被写体Ｍ内部の位相差の分布がイメージングされた透視画像を生成する。この動作に基づいて本発明のＸ線位相差撮影装置の動作は終了となる。【００９８】
＜干渉画像の両端に干渉縞を写し込ませる理由＞
続いて、干渉縞を干渉画像の両端に写し込ませる必要性について説明する。干渉縞を干渉画像の両端に写し込ませれば、位相格子５の自己像が吸収格子６に対してどの程度傾斜しているかが分かる。例えば、図１６で説明しているように、干渉画像の左側に現れる干渉縞と干渉画像の右側に現れる干渉縞が互いに干渉画像の縦方向にずれているものとする。図１６の干渉画像の左側に現れている干渉縞は、実は、図１４左側で説明した干渉縞と同じである。従って、位相格子５の自己像の中央部の左端は、図１６に示すように、吸収線６ａが自己像にちょうど重なった状態となっている。また、図１６の干渉画像の右側に現れている干渉縞は、実は、図１５右側で説明した干渉縞と同じである。従って、位相格子５の自己像の中央部の右端は、図１６に示すように、吸収線６ａが自己像に重なっていない状態となっている。【００９９】
このように、位相格子５の自己像の両端に干渉縞を発生させるようにすれば、位相格子５の中央部の右端における吸収格子６と位相格子５の自己像との位置関係と位相格子５の中央部の左端における吸収格子６と位相格子５の自己像との位置関係とを個別に求めることができる。この２つの位置関係の測定により、位相格子５の自己像が吸収格子６に対してどの程度傾斜しているかがわかる。自己像の傾斜状況は、位置算出部１１が算出する。自己像があまりにも傾斜していることが判明した場合は、例えば、位相格子５を回転させることにより位相格子５の自己像の傾斜を正して干渉画像の連写作業を続行することができる。【０１００】
＜被写体回転機構＞
被写体回転機構１７は、被写体Ｍを各部３，４，５，６に対して回転させる目的で設けられている。被写体回転制御部１８は、被写体回転機構１７を制御する目的で設けられている。【０１０１】
＜断層画像生成部＞
被写体Ｍを回転させながら生成された複数枚の透視画像は、断層画像生成部１４に送出される。断層画像生成部１４は、複数枚の透視画像を再構成して被写体Ｍの位相差分布がマッピングされた被写体Ｍの断層像を生成する。透視画像を１枚生成するには、自己像の撮影を複数回実行しなければならない。したがって、断層像を取得するには、自己像をかなりの枚数撮影しなければならない。このように自己像の撮影を繰り返すうちに、位相格子５を固定する部分が熱膨張することにより位相格子５の自己像が検出面４ａ上で少しずつ動いてきてしまう。本発明によれば、このようなことがあっても、自己像の撮影毎に自己像と吸収格子６との位置関係を実測することができるので、自己像の移動に影響されないで断層像を生成することができる。このように、本発明は被写体ＭのＣＴ撮影を行うこともできる。【０１０２】
本発明に係る各部１１，１２，１３，１４，１６，１８は、装置が有するＣＰＵが各種プログラムを実行することにより実現される。ＣＰＵに代えて、各部は、個別のマイコンにより実現されていてもよい。【０１０３】
以上のように、本発明によれば、被写体Ｍなしの撮影を事前に行わなくても正確なイメージングができるＸ線撮影装置を提供することができる。すなわち、本発明の装置は、中央部と両端部が設けられた位相格子５が設けられている。いずれの領域にも格子吸収体が配列されているものの、その配列ピッチが異なる。検出面上で結ばれる位相格子５の像（格子像）は、検出面を覆うように設けられている吸収格子６と干渉する。縞走査法や、エッジイルミネーション法による撮影において、検出面の中央部が現れている部分では干渉縞は生じないので、被写体Ｍが置かれていない場合は各検出素子４ｐの間でＸ線の検出量の差はない。【０１０４】
しかし、検出面４ａにおける位相格子５の両端部が現れている部分では、位相格子５の自己像と吸収格子６とが干渉して干渉縞が生じている。この干渉縞の出現位置は、検出面上における自己像と吸収格子６との相対位置を表している。位相格子５の両端部は、撮影される干渉画像に写り込んでおり、干渉画像において、位相格子５の中央部が写り込むのとは別の部分に位置している。したがって、本発明によれば、位相格子５と吸収格子６の相対位置を知るのに被写体Ｍなしの撮影を別に行う必要がない。干渉画像には、被写体Ｍが写り込んでいる領域とは別に自己像と吸収格子６の相対位置を表す干渉縞が写り込んでいるからである。【０１０５】
また、参照領域が位相格子５の両端に設けられていれば、位相格子５と吸収格子６との位置ずれのみならず、位相格子５に対する吸収格子６の回転角度も算出できるようになる。また、同様に位相格子５とＦＰＤ４の位置ずれのみならず、位相格子５とＦＰＤ４の回転角度も算出することができるようになる。【０１０６】
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ができる。【０１０７】
（１）実施例１の構成によれば、吸収格子６がＦＰＤ４に対して移動する構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。図１７に示すように、吸収格子６がＦＰＤ４に固定されている構成のＸ線位相差撮影装置に本発明を適用してもよい。図１７は、モアレ一枚撮り法と呼ばれる方法でＸ線位相差をイメージングしようというものである。【０１０８】
図１８は、本変形例に係る位相格子５を表している。本変形例に係る位相格子５にも、実施例１と同様に被写体Ｍが透過するＸ線ビームを通過させる中央部と被写体Ｍを通過しないＸ線ビームを通過させる両端部が設けられている。うち、両端部についての構成については、実施例１の位相格子５と同様である。一方、本変形例に係る位相格子５の中央部では、位相格子５の吸収線５ａが吸収格子６の吸収線６ａの伸びる方向に対して傾斜している。位相格子５の吸収線５ａの配列ピッチは吸収線６ａの配列ピッチと同じである。しかし、本変形例の場合、位相格子５の中央部では配列の方向が吸収線６ａと吸収線５ａとの間で異なる。本変形例においては、位相格子５の中央部における格子吸収体の伸びる方向が位相格子５の両端部における格子吸収体の伸びる方向から傾斜しており、吸収格子６における吸収線６ａの伸びる方向が位相格子５の両端部における格子吸収体の伸びる方向と一致している。【０１０９】
本変形例によれば、吸収格子６をＦＰＤ４に対して移動させなくても、位相格子５の自己像をイメージングすることができる。本変形例によれば、吸収格子６に対して位相格子５が傾斜した状態となっているので、吸収格子６と位相格子５との間で干渉縞が生じる。この干渉縞は、位相格子５の中央部に係る自己像についてのものであって、図１２で説明した位相格子５の端部における自己像についての干渉縞とは異なるので注意が必要である。【０１１０】
したがって、自己像を撮影すると、図１９に示すように、干渉縞が一面に広がったような干渉画像が取得される。なお、図１９においては、干渉画像の両端に現れるはずの図１２で説明した干渉縞は描かれていない。この図１９で得られた干渉画像は、実は、図７で説明した位相格子５の自己像と吸収格子６との相対位置が異なる複数の干渉画像がストライプ状に組み合わさってできた１枚の干渉画像と捉えることができる。したがって、自己像生成部１２は、図１９で得られる干渉縞の干渉画像に基づいて自己像を生成することができる。この変形例においても、位相格子５の自己像と吸収格子６との相対位置を正確に知っておかないと、正しく自己像を生成することができない。しかしながら、本発明によれば、位相格子５の自己像の両端部に干渉縞が生じるように工夫がされているので、この干渉縞の出現位置に基づいて位相格子５の自己像と吸収格子６の相対位置を正確に知ることができる。【０１１１】
以上のように、本発明は、上述のようなモアレ一枚撮り法に関する装置に適用することができる。モアレ一枚撮り法では、中央部にも干渉縞が生じるのでこれを利用して吸収格子６と格子像との相対位置を知ることは原理上不可能ではない。しかし、モアレ一枚撮り法で位相格子の自己像の中央部に現れる干渉縞はピッチが細かすぎて吸収格子６と格子像との相対位置を知るのには向いていない。本発明によれば、相対位置を知るのに適した干渉縞のパターンが生じるように格子吸収体のピッチが調整された両端部を中央部とは別に設ける構成となっているので、正確に格子像と吸収格子６の位置関係を知ることができる。【０１１２】
（２）本発明の原理は、タルボ干渉を利用した装置以外にも適用することができる。以降、エッジイルミネーションイメージング装置に本発明を適用した変形例について説明する。図２０は、エッジイルミネーションイメージング装置に関する装置構成を示している。本構成は、マルチスリット３ｂを備えない構成であって、格子Ｓの影がＦＰＤ４に写り込むようになっている。この格子Ｓは、実施例１における位相格子５の代わりに設けられている構成であって、形状は、図１０で説明した位相格子５と同様の構成をしている。実施例１における位相格子とは、タルボ干渉を説明するときに使用される用語である。本変形例では、タルボ干渉を利用していないので単に格子Ｓと呼ぶことにする。ただし、格子Ｓにおける吸収線の配列ピッチは、位相格子５における吸収線５ａの配列ピッチよりも広い。【０１１３】
図２１は、本変形例におけるＦＰＤ４の検出面と吸収格子６の構成を示している。ＦＰＤ４の検出面４ａは、実施例１の構成と同様、検出素子４ｐが縦横に配列されて構成されている。一方、吸収格子６の吸収線６ａは、実施例１と同様に検出面４ａの横方向に伸びており。検出面４ａの縦方向に配列している。しかし、互いに隣り合う吸収線６ａの縦方向における隙間は、検出素子４ｐの半分の幅となっており、吸収線６ａの配列方向における幅は、検出素子４ｐの半分となっている。したがって、吸収線６ａは、検出素子４ｐ１個分の配列ピッチで縦方向に配列していることになる。吸収格子６は、吸収線６ａが互いに隣り合う検出素子４ｐに跨がる位置に来るようにＦＰＤ４と位置合わせがなされている。【０１１４】
エッジイルミネーションイメージング装置は、撮影を２回繰り返すことにより、被写体Ｍの内部構造に関する干渉画像を生成する構成となっている。この点について簡単に説明する。【０１１５】
図２２は、２回の撮影のうちの１回目を示している。格子Ｓを通過したＸ線は、ストライプ状のビームとなって被写体Ｍを通過して、吸収格子６に入射する。ストライプ状のビームは、スリットを通り抜けて形状が細長状で幅がＦＰＤ４の検出素子４ｐの半分となったＸ線ビームが配列して構成されている。吸収格子６は、細長状のＸ線ビームの各々の下半分が吸収線６ａに入射する位置に配置されているので、細長状のＸ線ビームの各々は下半分が吸収され更に幅狭になってＦＰＤ４に入射することになる。この更に幅狭になったＸ線ビームは、ある検出素子４ｐに入射することになる。このときＸ線ビームはその検出素子４ｐの中央部に入射するように構成されている。このＸ線ビームが入射する検出素子４ｐのことを入射目標の検出素子４ｐと呼ぶことにする。【０１１６】
被写体Ｍが格子Ｓと吸収格子６との間に載置されていない場合、Ｘ線ビームは、検出素子４ｐの中央部に入射するだけである。しかし、被写体Ｍが格子Ｓと吸収格子６との間に載置されると、Ｘ線ビームが被写体Ｍを通過する間に進行方向が変わる。図２３に示すように、細長状のＸ線ビームが下方向に曲がると、Ｘ線ビームは、入射目標の検出素子４ｐの下方向にずれて入射しようとする。しかし、Ｘ線ビームは、吸収格子６の吸収線６ａに阻まれてしまい、斜線で示す入射目標の検出素子４ｐまで届かなくなってしまう。入射目標の検出素子４ｐの出力により、Ｘ線ビームが下方向にどの程度曲がったかを知ることができる。エッジイルミネーションイメージング装置は、このような原理に基づいて、Ｘ線が下方向に曲がる程度を示した干渉画像を撮影する。【０１１７】
引き続く２回目の撮影が行われる前に、ＦＰＤ４および吸収格子６がストライプ状のＸ線ビームに対して検出素子４ｐ半分だけ上側に移動される。この動作により、ストライプ状のビームと吸収格子６との位置関係が変化することになる。【０１１８】
図２４は、２回の撮影のうちの２回目を示している。格子Ｓを通過したＸ線は、ストライプ状のビームとなって被写体Ｍを通過して、吸収格子６に入射する。ストライプ状のビームは、スリットを通り抜けて形状が細長状となったＸ線ビームが配列して構成されている。吸収格子６は、細長状のＸ線ビームの各々の上半分が吸収線６ａに入射する位置に配置されているので、細長状のＸ線ビームの各々は上半分が吸収され更に幅狭になってＦＰＤ４に入射することになる。この更に幅狭になったＸ線ビームは、ある検出素子４ｐに入射することになる。このときＸ線ビームはその検出素子４ｐの中央部に入射するように構成されている。このＸ線ビームが入射する検出素子４ｐのことを入射目標の検出素子４ｐと呼ぶことにする。【０１１９】
被写体Ｍが格子Ｓと吸収格子６との間に載置されていない場合、Ｘ線ビームは、検出素子４ｐの下半分に入射するだけである。しかし、被写体Ｍが格子Ｓと吸収格子６との間に載置されると、Ｘ線ビームが被写体Ｍを通過する間に進行方向が変わる。図２５に示すように、細長状のＸ線ビームが矢印に示すように下方向に曲がると、Ｘ線ビームは、入射目標の検出素子４ｐの上方向にずれて入射しようとする。しかし、Ｘ線ビームは、吸収格子６の吸収線６ａに阻まれてしまい、斜線で示す入射目標の検出素子４ｐまで届かなくなってしまう。入射目標の検出素子４ｐの出力により、Ｘ線ビームが上方向にどの程度曲がったかを知ることができる。エッジイルミネーションイメージング装置は、このような原理に基づいて、Ｘ線が上方向に曲がる程度を示した干渉画像を撮影する。【０１２０】
エッジイルミネーションイメージング装置は、撮影された２枚の干渉画像に基づき、被写体ＭによるＸ線の進行方向の変化がイメージングされた干渉画像を生成する。【０１２１】
本変形例においても、干渉画像の両端には、格子Ｓの影と吸収格子６の相対位置を示す干渉縞が現れている（図１２参照）。本発明の装置によれば、格子Ｓの影と吸収格子６の相対位置が理想通りとなっていなくてもその影響を受けず正確な被写体Ｍ内部のイメージングが可能となる。【０１２２】
（３）本発明の原理は、吸収格子６を設けていない構成のエッジイルミネーションイメージング装置についても適用することができる。本変形例に係る装置は、Ｘ線が入射すると蛍光が生じるシンチレータを有するＸ線検出器を備えている。このようなＸ線検出器には、二次元マトリックス状に検出素子が配列されている。この検出素子は、シンチレータで生じた蛍光を検出する構成である。このような方式のＸ線検出器は、間接型の検出器と呼ばれる。検出素子が配列して構成される層を、二次元マトリックス層と呼ぶことにする。【０１２３】
図２６は、本変形例のＸ線検出器を用いてエッジイルミネーションイメージングを行っている様子を示している。本変形例におけるＦＰＤ４は、検出素子４ｐの半分の幅を有するシンチレータ素子Ｃと同じく検出素子４ｐの半分の幅を有するガラス素子Ｇとが交互に配列されて構成される交互層を有している。シンチレータ素子は、Ｘ線が入射すると蛍光を発する素材で構成されており、ガラス素子Ｇは、Ｘ線が入射しても蛍光を発しないガラスで構成されている。そして、交互層は、シンチレータ素子が互いに隣接する検出素子４ｐに跨がるように二次元マトリックス層と位置合わせがなされている。【０１２４】
図２６の構成は、上述の図２２と同様の撮影をすることができる。すなわち、図２２の検出素子４ｐにおいて、吸収格子６の吸収線６ａが設けられている部分は、図２６の検出素子４ｐにおいて、交互層のガラス素子Ｇが設けられている部分に相当する。また、図２２の検出素子４ｐにおいて、吸収線６ａから露出している部分は、図２６の検出素子４ｐにおいて、交互層のシンチレータ素子Ｃが設けられている部分に相当する。したがって、図２６の構成を用いれば、Ｘ線が下方向に曲がる程度を示した干渉画像を撮影することができる。【０１２５】
本変形例の構成も、干渉画像の撮影を２回行う構成となっている。図２６に係る撮影が終了した後、引き続く２回目の撮影が行われる前に、ＦＰＤ４がストライプ状のＸ線ビームに対して検出素子４ｐ半分だけ上側に移動される。この動作により、ストライプ状のビームとＦＰＤ４との位置関係が変化して図２７のようになる。【０１２６】
図２８は、ＦＰＤ４を移動させる構成について説明している。ＦＰＤ移動機構１５ａは、ＦＰＤ４を移動させる構成であり、ＦＰＤ移動制御部１６ａは、ＦＰＤ移動機構１５ａを制御する構成である。ＦＰＤ移動機構１５ａは、位相格子５の自己像とＦＰＤ４との相対位置を変更する目的で設けられている。この相対位置の変更は、Ｘ線源３，マルチスリット３ｂ，位相格子５を移動させることにより実現することができる点については実施例１と同様である。【０１２７】
図２７の構成は、上述の図２４と同様の撮影をすることができる。すなわち、図２４の検出素子４ｐにおいて、吸収格子６の吸収線６ａが設けられている部分は、図２７の検出素子４ｐにおいて、交互層のガラス素子Ｇが設けられている部分に相当する。また、図２４の検出素子４ｐにおいて、吸収線６ａから露出している部分は、図２７の検出素子４ｐにおいて、交互層のシンチレータ素子Ｃが設けられている部分に相当する。したがって、図２７の構成を用いれば、Ｘ線が上方向に曲がる程度を示した干渉画像を撮影することができる。【０１２８】
（４）本発明は、上述の変形例（３）を更に発展させた、２枚の干渉画像の撮影を１度に行う構成についても適用することができる。本変形例に係るＦＰＤ４は、図２９に示すように図２６で説明した交互層および二次元マトリクス層に、シンチレータのみで構成されるシンチレータ層と、もう一つの二次元マトリクス層が設けられている。シンチレータ層を挟んで設けられている二次元マトリクス層は、互いの検出素子が検出素子の半分だけずれる位置に来るように位置合わせがなされている。これにより、図２６に係る干渉画像の撮影は、シンチレータ層の左側に位置する二次元マトリクス層で実行され、図２７に係る干渉画像の撮影は、シンチレータ層の右側に位置する二次元マトリクス層で実行される構成となっている。すなわち、本変形例によれば、ストライプ状のビームとＦＰＤ４との位置関係を変化させながら２回の撮影を行わなくても、ストライプ状のビームとＦＰＤ４との位置関係が固定された状態で、図２６（図２２）に係る干渉画像と図２７（図２４）に係る干渉画像の２枚の画像を一度のＸ線照射で撮影することができる。【０１２９】
（５）実施例１の構成によれば、吸収格子６がＦＰＤ４に対して移動する構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。図３０に示すように、吸収格子６を省略した構成のＸ線位相差撮影装置に本発明を適用してもよい。【０１３０】
本変形例によれば、ＦＰＤ４を移動させる必要は無い。ＦＰＤ４の検出面上の検出素子４ｐが位相格子５の自己像を直接検出できる程度に微細だからである。この方法によれば、図７で説明したように複数の干渉画像に基づいて自己像を生成する必要は無く、一度の撮影で自己像そのものを取得することができる。【０１３１】
変形例に係るＦＰＤ４の検出面には、図３１に示すように検出素子４ｐが縦横に配列されている。そして、検出素子４ｐは十分に微細なので、自己像の暗線の幅が検出素子４ｐの幅と同程度となっている。そして、検出面の検出素子４ｐの配列ピッチが検出面における格子吸収体の像の配列ピッチよりも小さい。【０１３２】
また、図示はなされていないが、自己像の暗線の幅を検出素子４ｐの幅よりも広くなるように検出素子４ｐを微細に構成するようにしてもよい。【０１３３】
図３２は、ＦＰＤ４の端部において、検出面の両端部において検出素子４ｐの配列と位相格子５の自己像とが干渉する様子を示している。ＦＰＤ４の中央部においては、自己像を構成する暗線の配列ピッチが検出素子４ｐの幅の整数倍となっているので、検出面では自己像をそのまま検出するだけである。しかし、ＦＰＤ４の両端部では、自己像を構成する暗線の配列ピッチが検出素子４ｐの幅の整数倍となっていないので、この部分で検出素子４ｐ配列と位相格子５の自己像とが干渉する。【０１３４】
図３２に基づいてこの点について説明する。図３２に示すＦＰＤ４の上端部では、自己像の暗線がちょうど検出素子４ｐに重なっている。検出素子４ｐのうち右端に位置する縦一列に注目すると、検出素子４ｐ４つごとに自己像の暗線が重畳していることが分かる。しかし、暗線の配列ピッチが検出素子４ｐの幅の整数倍となっていないので、上側の方では検出素子４ｐにちょうど重なっていた暗線も、この検出素子４ｐから４つ離れた検出素子４ｐ，８つ離れた検出素子４ｐ，１２離れた検出素子４ｐ，１６離れた検出素子４ｐというように順に見ていくと、下側に行くにつれ暗線が検出素子４ｐからだんだんとずれてくる。【０１３５】
本変形例に係る位置算出部１１は、検出面上の位相格子５の両端部が写り込む領域に位置する各検出素子４ｐの間で異なるＸ線の検出量の差に基づいて、位相格子５とＦＰＤ４の相対位置を算出する。位置算出部１１は、検出面上に現れる参照領域のパターンの像と吸収格子上のパターンとの間で生じるモアレ（干渉縞）を検出して位相格子５とＦＰＤ４との相対位置を算出する。また、このとき位置算出部１１は、位相格子５とＦＰＤ４に対するＸ線源３の位置も算出することになる。干渉縞の現れ方は、Ｘ線源３，位相格子５，ＦＰＤ４の３つの部材の相対位置によって変わるからである。【０１３６】
この検出素子４ｐと暗線のズレは、検出素子４ｐが検出するＸ線量の変化で観察することができる。すなわち、上端の位置にある検出素子４ｐには自己像の暗線がちょうど重なっているのでほとんどＸ線を検出しない。この検出素子４ｐから４つ離れた検出素子４ｐ，８つ離れた検出素子４ｐ，１２離れた検出素子４ｐ，１６離れた検出素子４ｐの出力を順に見ていくと、次第に多くのＸ線を検出するようになる。暗線の重なりが次第に解消されるからである。このＸ線の検出量の違いにより検出素子４ｐの配列と位相格子５の自己像との相対位置を算出することができる。算出された相対位置は、撮影された自己像を補正するのに用いることができる。すなわち、撮影された自己像は、検出素子４ｐの配列と位相格子５の自己像との相対位置が理想通りとなっていないことにより乱れたものとなっている。相対位置を正確に測定することができれば、この乱れを補正により取り除くことができる。【０１３７】
以上のように、本発明は、吸収格子６を備えた装置以外の装置にも適用することができる。すなわち、検出面では所定の大きさを有する検出素子４ｐが縦横に配列されて構成されている。したがって、ＦＰＤ４は、Ｘ線を離散的にサンプリングして干渉画像を生成することになる。したがって、検出素子４ｐの配列と検出面上の格子像との間で干渉が発生することがあるのである。このような原理に基づき、ＦＰＤ４から出力される干渉画像のうち位相格子５の参照領域が写り込んでいる部分には、干渉縞が生じる。この干渉縞は、位相格子５とＦＰＤ４の相対位置を表していることになる。位相格子５の両端部は、撮影される干渉画像に写り込んでおり、干渉画像において、位相格子５の中央部が写り込むのとは別の部分に位置している。したがって、本発明によれば、位相格子５とＦＰＤ４の相対位置を知るのに被写体Ｍなしの撮影を別に行う必要がない。干渉画像には、被写体Ｍが写り込んでいる領域とは別に格子像とＦＰＤ４の相対位置を表す干渉縞が写り込んでいるからである。【０１３８】
（６）実施例１の構成では、干渉画像をワンショットで撮影する方式となっていたが、本発明はこの構成に限られない。複数の画像を連写してこれらを加算して干渉画像を生成する様にしてもよい。【０１３９】
図３３は、実施例１における干渉画像の撮影方法を説明している。実施例１の構成では、一度のＸ線照射中に継続的にＸ線検出を行い、Ｘ線照射終了後、ＦＰＤ４に蓄積された検出データを読み出す構成となっている。このような撮影方法では、一度のＸ線照射中に１枚の画像が得られるのみである。このような撮影方法には、次のような問題点がある。撮影中に光学系の熱膨張や、振動などの影響で、位相格子５の位置がずれたり、放射線源３の放射線発生点が理想の位置からずれることにより、誤差を生じる可能性があるのである。すなわち、図３３に示すように、撮影の開始時においては、吸収格子６の吸収線６ａと位相格子５の自己像とがちょうど重なった状態となっていたところ、Ｘ線照射を続けていくうちに、次第に位相格子５と吸収格子６との相対位置が変化し、それに連れて吸収線６ａと位相格子５の自己像の位置もずれてきてしまっている。実施例１の構成ではこの様な事情を考慮せず、位相格子５と吸収格子６の相対位置は撮影の開始から変化がないものとして干渉画像を生成している。【０１４０】
図３４は、本変形例の構成を説明している。本変形例によれば、１度の放射線撮影の間にＦＰＤ４の読み出しを何度も行い、その結果に基づいて複数の画像を生成するようにしている。この時生成される画像は、干渉画像が露光不足となったような画像であり、瞬時干渉画像と呼ぶことにする。瞬時干渉画像の端部に注目する。画像の端部には、吸収格子６と位相格子５の自己像とが干渉してできた干渉縞が写り込んでいる。撮影開始時点の干渉縞は、図１４左側で説明したように、吸収格子６の吸収線６ａと位相格子５の自己像の暗線とがちょうど重なっていることを表している。撮影を続けていくうちに連写される瞬時干渉画像の端部に現れる干渉縞は次第に変化していく。撮影中における光学系の熱膨張の影響により、吸収格子６と位相格子５の相対位置が変化したのである。本変形例の干渉画像は、連写された瞬時干渉画像のうち、吸収格子６と位相格子５との相対位置が撮影開始から変化がないときに撮影された瞬時干渉画像のみを加算して生成される。このようにして干渉画像を生成すれば、吸収格子６と位相格子５との位置関係を確実に一定の状態として撮影された干渉画像を生成することができる。また、相対位置が撮影開始から変化したことを検出した場合、変化した瞬時干渉画像は加算せずに、相対位置を撮影開始位置に戻す操作を行って撮影を継続することにより、長時間の露光撮影を行うことが可能となる。【０１４１】
図３５は、光学系が振動している場合を想定している。この場合、瞬時干渉画像の端部に現れる干渉縞は、周期的に変化することになる。この場合の干渉画像も連写された瞬時干渉画像のうち、吸収格子６と位相格子５との相対位置が撮影開始から変化がないときに撮影された瞬時干渉画像のみを加算して生成される。したがって、加算される瞬時干渉画像は、画像連写に必要な経時的間隔よりも長い、ある経時的間隔を空けて撮影されたもの同士となる。なお、この場合、除震機能の固有振動数を考慮して連写の間隔を決定にすることがより好ましい。【０１４２】
本変形例は、実施例１のみならず、他の変形例に係る撮影についても適用することができる。【０１４３】
（７）本発明における位相格子および吸収格子に設けられたパターンは、ストライプ状となっていたが本発明はこの構成に限られない。パターンを市松模様などの他のものとすることもできる。
【符号の説明】
【０１４４】
３     放射線源
４     ＦＰＤ（検出部）
５     位相格子（格子）
６     吸収格子（フィルタ）
１１   位置算出部
１２   自己像生成部（格子像生成部）
１５   吸収格子移動機構（相対位置変更部）
【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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【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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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