(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線管と、
第１の方向に延伸する回折部材が前記第１の方向に直交する第２の方向に並列され、前記Ｘ線を回折することで前記第１の方向に延伸する干渉縞を形成する第１の回折格子と、
前記干渉縞を形成する前記Ｘ線を回折させて第３の方向に延伸するモアレ縞を形成する第２の回折格子と、
二次元マトリクス状に配列され、前記モアレ縞を形成する前記Ｘ線を検出して光に変換するシンチレータ素子および前記シンチレータ素子を区画し前記光を遮蔽する遮光壁からなるシンチレータ層、並びに前記シンチレータ素子の各々が変換した光を電荷に変換してＸ線検出信号を出力する画素が二次元マトリクス状に配列された出力層によって構成されるＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器が出力する前記Ｘ線検出信号を用いてＸ線画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部が生成したＸ線画像に基づいて前記被検体のＸ線位相コントラスト像を映すＸ線位相画像を再構成する再構成部とを備え、
前記Ｘ線の位相の変化によって前記モアレ縞が変形する方向における前記遮光壁の周期は、前記モアレ縞が延伸する前記第３の方向における前記遮光壁の周期より短くなっており、前記モアレ縞のうち変形する部分の少なくとも一部が、前記遮光壁と交差し、変形しない部分を検出する前記シンチレータ素子とは異なる前記シンチレータ素子で検出されること、を特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
前記遮光壁および前記シンチレータ素子は前記第３の方向に延伸し、前記モアレ縞が変形する方向へ交互に並列されているＸ線撮影装置。
【請求項３】
被検体にＸ線を照射するＸ線管と、
第１の方向に延伸する回折部材が前記第１の方向に直交する第２の方向に並列され、前記Ｘ線を回折することで前記第１の方向に延伸する干渉縞を形成する第１の回折格子と、
二次元マトリクス状に配列され、前記干渉縞を形成する前記Ｘ線を検出して光に変換するシンチレータ素子および前記シンチレータ素子を区画し前記光を遮蔽する遮光壁からなるシンチレータ層、並びに前記シンチレータ素子の各々が変換した光を電荷に変換してＸ線検出信号を出力する画素が二次元マトリクス状に配列された出力層によって構成されるＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器が出力する前記Ｘ線検出信号を用いてＸ線画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部が生成したＸ線画像に基づいて前記被検体のＸ線位相コントラスト像を映すＸ線位相画像を再構成する再構成部とを備え、
前記Ｘ線の位相の変化によって前記干渉縞が変形する方向における前記遮光壁の周期は、前記第１の方向における前記遮光壁の周期より短くなっており、前記干渉縞のうち変形する部分の少なくとも一部が、前記遮光壁と交差し、変形しない部分を検出する前記シンチレータ素子とは異なる前記シンチレータ素子で検出されること、を特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線撮影装置において、
前記遮光壁および前記シンチレータ素子は前記第１の方向に延伸し、前記干渉縞が変形する方向へ交互に並列されているＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療分野などにおいて被検体のＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置に係り、特にＸ線位相画像の撮影を可能とするＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野などにおいて被検体の内部を診断する場合、Ｘ線を照射してＸ線画像を生成するＸ線撮影装置が広く用いられている。一般的に普及しているＸ線画像は、Ｘ線強度の減衰の違いをコントラストとして画像化する吸収イメージング法によって生成される。
【０００３】
被検体に対して照射されたＸ線は、被検体を透過する際に被検体の各部分を構成する物質に応じて吸収されて減衰する。被検体を透過したＸ線はＸ線吸収像としてＸ線検出器により検出され、Ｘ線検出信号として出力される。Ｘ線検出信号はＸ線の吸収率によって異なるので、Ｘ線検出信号に対して各種画像処理を行うことにより、Ｘ線強度の減衰の違いがコントラスト（濃淡の差）として表されたＸ線画像が生成される。例えば骨部組織はＸ線吸収率が高いので、吸収イメージング法によってコントラストの高い骨部組織の像を取得できる。
【０００４】
しかしＸ線の吸収率は被検体を構成する元素によって大きく異なり、原子番号が小さい元素はＸ線吸収率が小さくなる。原子番号が小さい元素を多く含む、軟骨などの軟部組織ではＸ線がほとんど吸収されない。そのため吸収イメージング法によるＸ線画像では、十分なコントラストが形成された軟部組織の像を得ることが困難である。
【０００５】
そこで近年では、Ｘ線の位相差を利用して被検体を画像化する、位相イメージング法によるＸ線画像を生成するＸ線撮影装置について提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。電磁波の一種であるＸ線は、被検体を透過する際に位相がシフトする。すなわちＸ線は物質によって伝播速度が異なるので、被検体を透過することによってＸ線の波の山の位置がずれ、位相シフトが発生することとなる。Ｘ線の減衰効果と比べてＸ線の位相シフトの効果は非常に大きいので、Ｘ線吸収率の低い軟部組織などについても、位相イメージング法によってコントラストの高いＸ線画像を取得できる。
【０００６】
位相イメージング法によるＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置について説明する。位相イメージング法によるＸ線撮影（Ｘ線位相撮影）の方式として、特にタルボ干渉を利用したタルボ干渉方式によるＸ線撮影装置を例にとって説明する。
【０００７】
Ｘ線位相撮影に用いる従来のＸ線撮影装置１０１では、図８（ａ）に示すように、Ｘ線管１０３から位相の揃ったＸ線１０３ａが被検体Ｍに対して照射される。被検体ＭとＸ線検出器１０５との間には、すだれ状の格子Ｒ１を有する位相格子１０７が設けられている。格子Ｒ１はｙ方向に延伸しており、Ｘ線１０３ａの位相をシフトさせる。そのため位相格子１０７を透過することにより、格子Ｒ１を透過するＸ線１０３ａと格子Ｒ１の間隙部（スリット部）を透過するＸ線１０３ａとの間で位相が変調する。
【０００８】
Ｘ線は位相格子１０７を透過することにより、位相格子１０７から所定の距離（タルボ距離）離れた位置に、位相格子１０７の像がタルボ干渉効果によって投影される。タルボ干渉によって投影される位相格子１０７の像は、自己像と呼ばれる。自己像には、Ｘ線の干渉によって生じる縞状のＸ線強度分布の像（干渉縞）が映し出される。干渉縞は、いずれも格子Ｒ１が伸びる方向（ｙ方向）に平行である。
【０００９】
自己像に映し出される干渉縞は被検体Ｍを透過するＸ線の位相シフトによって変調を受ける。すなわち被検体Ｍが存在する場合、被検体Ｍを透過することによりＸ線１０３ａの位相がシフトする結果、干渉縞がｙ方向と異なる方向に乱れる。干渉縞の乱れは被検体Ｍの形状や被検体Ｍを構成する物質に依存するので、自己像に映る干渉縞を解析することによって被検体Ｍの位相情報を取得できる。
【００１０】
タルボ干渉効果が発生するには位相格子１０７に設けられる格子のピッチは数μｍ程度の狭い距離である必要があるので、自己像に映る干渉縞の周期も同様の距離となる。このような狭い周期の縞を直接Ｘ線検出器で解析することは比較的困難であるので、位相格子１０７からタルボ距離だけ離れた位置に吸収格子１０９をさらに設けることが一般的である。吸収格子１０９はＸ線吸収材からなるすだれ状の格子Ｒ２によって構成される。
【００１１】
この場合、吸収格子１０９の背後に形成される自己像には、位相格子１０７に基づく干渉縞と吸収格子１０９の干渉縞との周期のずれにより縞状のモアレが発生する。モアレ縞の周期は干渉縞の周期より大きく、自己像に映る干渉縞の乱れに応じてモアレ縞の形状も変化する。そのため自己像に発生するモアレ縞の形状に基づいて、被検体Ｍの構造を比較的容易に解析できる。
【００１２】
ここで、Ｘ線強度分布を検出するＸ線検出器１０５について説明する。Ｘ線検出器１０５はフラットパネル型検出器（ＦＰＤ）などが用いられる。ここではＸ線をシンチレータ素子などで光に変換し、さらに光を電気信号である電荷に変換する間接変換型のＸ線検出器を例として説明する。Ｘ線検出器１０５は図８（ｂ）に示すようにシンチレータ層１０５ａと出力層１０５ｂがｚ方向に積層された構成を有している。シンチレータ層１０５ａはＸ線を吸収して光に変換するシンチレータ素子によって構成される。
【００１３】
出力層１０５ｂは基板１１１と、二次元マトリクス状に配列された画素１１３とを備えている。画素１１３の各々は、図示しない光電変換素子と出力素子とを備えている。Ｘ線検出器１０５へ入射するＸ線はシンチレータ層１０５ａにおいて光に変換され、シンチレータ光として発光する。シンチレータ光は画素１１３に設けられる光電変換素子によって電気信号である電荷に変換され、Ｘ線検出信号として出力素子から出力される。そして出力されたＸ線検出信号に基づいて、自己像を映すＸ線画像が生成される。
【００１４】
タルボ干渉方式によるＸ線撮影を行う場合、吸収格子１０９を格子Ｒ２の周期方向（ｘ方向）に走査させつつＸ線画像を複数枚撮影する。そして複数のＸ線画像の各々に発生するモアレ縞の変化を解析することによって、被検体Ｍの位相コントラスト像を映す画像（Ｘ線位相画像）を取得する。位相コントラスト像は吸収コントラスト像と異なり軟部組織などであっても明瞭に映るので、Ｘ線位相画像を用いることにより、軟部組織などについて精度の高い診断を実行できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４／０５８０７０号
【特許文献２】特開２０１５−２４０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来のＸ線撮影装置に用いられるＸ線検出器１０５では、シンチレータ層１０５ａを構成するシンチレータ素子が薄いので、入射するＸ線のうち、比較的高エネルギーのＸ線をシンチレータ光に変換できない。そのためＸ線検出信号に基づいて取得されるＸ線位相画像は、位相情報の精度が低いものとなる。但し、高エネルギーのＸ線を検出可能とすべくシンチレータ層１０５ａを厚くする場合、シンチレータ光がシンチレータ層１０５ａの内部で容易に散乱する。その結果、Ｘ線位相画像の解像度が低下するという新たな問題が懸念される。
【００１７】
一方でＸ線画像の解像度を向上させることを目的として、Ｘ線検出器においてシンチレータ素子を隔壁で区画する構成について提案されている（参考文献１：国際公開２０１２／１６１３０４号参照）。このような構成を有するＸ線検出器２０１は、シンチレータ層２０３と、出力層２０５とが積層され、出力層２０５は基板２０７および画素２０９を備えている（図９（ａ））。そしてシンチレータ層２０３は二次元マトリクス状に配列された多数のシンチレータ素子２１１が格子状の遮光壁２１３によって区画された形状を有している（図９（ｂ））。
【００１８】
このような構成では散乱したシンチレータ光は遮光壁２１３によって遮断されるので、シンチレータ素子２１１において発生する散乱光が、隣接するシンチレータ素子２１１へ到達することを防止できる。従って遮光壁を有するＸ線検出器２０１の構成をタルボ干渉方式によるＸ線撮影装置１０１に適用させることにより、シンチレータ素子２１１を厚くした場合であっても、Ｘ線位相画像の解像度の低下を回避することを期待できる。
【００１９】
しかしＸ線検出器２０１において、シンチレータ素子２１１の各々は遮光壁２１３によって仕切られているので、遮光壁２１３に入射するＸ線は光に変換されない。従って、Ｘ線検出器２０１に照射されるＸ線のうち、遮光壁２１３の部分についてはＸ線検出信号が出力されないので、Ｘ線検出器２０１全体としてのＸ線感度が低下するという新たな問題が懸念される。特に遮光壁が厚くなるほどＸ線検出器２０１のＸ線感度がより低下するので、Ｘ線位相画像の診断能が低くなる。
【００２０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、診断能の高いＸ線位相画像の撮影を可能とする、よりＸ線感度の高いＸ線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、第１の方向に延伸する回折部材が前記第１の方向に直交する第２の方向に並列され、前記Ｘ線を回折することで前記第１の方向に延伸する干渉縞を形成する第１の回折格子と、前記干渉縞を形成する前記Ｘ線を回折させて第３の方向に延伸するモアレ縞を形成する第２の回折格子と、二次元マトリクス状に配列され、前記モアレ縞を形成する前記Ｘ線を検出して光に変換するシンチレータ素子および前記シンチレータ素子を区画し前記光を遮蔽する遮光壁からなるシンチレータ層、並びに前記シンチレータ素子の各々が変換した光を電荷に変換してＸ線検出信号を出力する画素が二次元マトリクス状に配列された出力層によって構成されるＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器が出力する前記Ｘ線検出信号を用いてＸ線画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部が生成したＸ線画像に基づいて前記被検体のＸ線位相コントラスト像を映すＸ線位相画像を再構成する再構成部とを備え、前記Ｘ線の位相の変化によって前記モアレ縞が変形する方向における前記遮光壁の周期は、前記モアレ縞が延伸する前記第３の方向における前記遮光壁の周期より短くなっており、前記モアレ縞のうち変形する部分の少なくとも一部が、前記遮光壁と交差し、変形しない部分を検出する前記シンチレータ素子とは異なる前記シンチレータ素子で検出されること、を特徴とするものである。
【００２２】
［作用・効果］本発明に係るＸ線撮影装置によれば、Ｘ線検出器のシンチレータ層は遮光壁がシンチレータ素子を区画する構成を有している。そのためシンチレータ素子において変換される光の散乱は遮光壁によって回避される。従って、高エネルギーのＸ線を検出すべくシンチレータ層を厚くした場合であってもＸ線画像およびＸ線位相画像の解像度を向上させることができる。
【００２３】
そしてＸ線の位相の変化によってモアレ縞が変形する方向における遮光壁の周期は、モアレ縞が延伸する方向における遮光壁の周期より短くなっている。モアレ縞が変形する方向における遮光壁の周期が短いので、Ｘ線の位相の変化によって変形するモアレ縞の部分と、変形しないモアレ縞の部分とに基づくＸ線は、それぞれ確実に異なるシンチレータ素子に入射する。
【００２４】
シンチレータ素子同士は遮光壁によって区画されているので、異なるシンチレータ素子において変換される光について、モアレ縞が変形する方向において散乱することを好適に回避できる。従って、Ｘ線画像はモアレ縞が変形する方向において解像度が特に高くなるので、Ｘ線画像においてＸ線の位相変化によって変形したモアレ縞の部分と、変形していないモアレ縞の部分とを高い精度で区別できる。その結果、再構成されるＸ線位相画像には被検体の位相コントラスト像が明瞭に映り込むので、Ｘ線位相画像の診断能を向上できる。
【００２５】
一方でモアレ縞が延伸する方向における遮光壁の周期は長くなる。そのためＸ線検出器のＸ線検出面において、遮光壁の配設される領域をより少なくできる。すなわちＸ線検出器においてＸ線を検出できない領域がより少なくなるので、Ｘ線位相画像の診断能を向上できるとともに、Ｘ線検出器のＸ線感度の低下を好適に回避できる。
【００２６】
また、上述した発明において、前記遮光壁および前記シンチレータ素子は前記第３の方向に延伸し、前記モアレ縞が変形する方向へ交互に並列されていることが好ましい。
【００２７】
［作用・効果］本発明に係るＸ線撮影装置によれば、遮光壁およびシンチレータ素子は第３の方向に延伸し、モアレ縞が変形する方向に並列されている。この場合、遮光壁はモアレ縞が伸びる第３の方向にのみ延伸しており、第３の方向と交差する方向に延伸する遮光壁は形成されない。そのためＸ線検出器のシンチレータ層において、遮光壁が配設される領域をさらに少なくできる。従ってＸ線検出器のＸ線不感領域をより狭くできるので、Ｘ線感度をより向上させることが可能となる。
【００２８】
そして遮光壁およびシンチレータ素子はモアレ縞が変形する方向へ交互に並列されているので、モアレ縞が変形する方向における遮光壁のピッチがより短くなる。そのためＸ線の位相変化によってモアレ縞が変形する方向において、Ｘ線画像の解像度がより高くなる。従って、Ｘ線画像においてＸ線の位相変化によって変形したモアレ縞の部分と、変形していないモアレ縞の部分とを特に高い精度で区別できる。その結果、再構成されるＸ線位相画像には被検体の位相コントラスト像がより明瞭に映り込むので、Ｘ線位相画像の診断能をより向上させることができる。
【００２９】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
すなわち、本発明に係るＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、第１の方向に延伸する回折部材が前記第１の方向に直交する第２の方向に並列され、前記Ｘ線を回折することで前記第１の方向に延伸する干渉縞を形成する第１の回折格子と、二次元マトリクス状に配列され、前記干渉縞を形成する前記Ｘ線を検出して光に変換するシンチレータ素子および前記シンチレータ素子を区画し前記光を遮蔽する遮光壁からなるシンチレータ層、並びに前記シンチレータ素子の各々が変換した光を電荷に変換してＸ線検出信号を出力する画素が二次元マトリクス状に配列された出力層によって構成されるＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器が出力する前記Ｘ線検出信号を用いてＸ線画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部が生成したＸ線画像に基づいて前記被検体のＸ線位相コントラスト像を映すＸ線位相画像を再構成する再構成部とを備え、前記Ｘ線の位相の変化によって前記干渉縞が変形する方向における前記遮光壁の周期は、前記第１の方向における前記遮光壁の周期より短くなっており、前記干渉縞のうち変形する部分の少なくとも一部が、前記遮光壁と交差し、変形しない部分を検出する前記シンチレータ素子とは異なる前記シンチレータ素子で検出されること、を特徴とするものである。
【００３０】
［作用・効果］本発明に係るＸ線撮影装置によれば、Ｘ線の位相の変化によって干渉縞が変形する方向における遮光壁の周期は、干渉縞が延伸する第１の方向における遮光壁の周期より短くなっている。干渉縞が変形する方向における遮光壁の周期が短いので、Ｘ線の位相の変化によって変形する干渉縞の部分と、変形しない干渉縞の部分との各々に基づくＸ線は、それぞれ確実に異なるシンチレータ素子に入射する。
【００３１】
シンチレータ素子同士は遮光壁によって区画されているので、異なるシンチレータ素子において変換される光について、干渉縞が変形する方向において散乱することを好適に回避できる。従って、Ｘ線画像は干渉縞が変形する方向において解像度が特に高くなるので、Ｘ線画像においてＸ線の位相変化によって変形した干渉縞の部分と、変形していない干渉縞の部分とを高い精度で区別できる。その結果、再構成されるＸ線位相画像には被検体の位相コントラスト像が明瞭に映り込むので、Ｘ線位相画像の診断能を向上できる。
【００３２】
一方で干渉縞が延伸する方向における遮光壁の周期は長くなる。そのためＸ線検出器のＸ線検出面において、遮光壁の配設される領域をより少なくできる。すなわちＸ線検出器においてＸ線を検出できない領域がより少なくなるので、Ｘ線位相画像の診断能を向上できるとともに、Ｘ線検出器のＸ線感度の低下を好適に回避できる。
【００３３】
さらにＸ線検出器は第１の回折格子によって形成される干渉縞を直接検出するので、第２の回折格子を省略することができる。第２の回折格子はＸ線検出器に応じた大面積で作製することが困難である。そのため第２の回折格子を省略することにより、Ｘ線撮影装置の製造コストを低減することができる。
【００３４】
また、上述した発明において、前記遮光壁および前記シンチレータ素子は前記第１の方向に延伸し、前記干渉縞が変形する方向へ交互に並列されていることが好ましい。
【００３５】
［作用・効果］本発明に係るＸ線撮影装置によれば、遮光壁およびシンチレータ素子は第１の方向に延伸し、干渉縞が変形する方向に並列されている。この場合、遮光壁は第１の方向にのみ延伸しており、第１の方向と交差する方向に延伸する遮光壁は形成されない。そのためＸ線検出器のシンチレータ層において、遮光壁が配設される領域をさらに少なくできる。従ってＸ線検出器のＸ線不感領域をより狭くできるので、Ｘ線感度をより向上させることが可能となる。
【００３６】
そして遮光壁およびシンチレータ素子は干渉縞が変形する方向へ交互に並列されているので、干渉縞が変形する方向における遮光壁のピッチがより短くなる。そのためＸ線の位相変化によって干渉縞が変形する方向において、Ｘ線画像の解像度がより高くなる。従って、Ｘ線画像においてＸ線の位相変化によって変形した干渉縞の部分と、変形していない干渉縞の部分とを特に高い精度で区別できる。その結果、再構成されるＸ線位相画像には被検体の位相コントラスト像がより明瞭に映り込むので、Ｘ線位相画像の診断能をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係るＸ線撮影装置によれば、Ｘ線検出器のシンチレータ層は遮光壁がシンチレータ素子を区画する構成を有している。そのためシンチレータ素子において変換される光の散乱は遮光壁によって回避される。従って、高エネルギーのＸ線を検出すべくシンチレータ層を厚くした場合であってもＸ線画像およびＸ線位相画像の解像度を向上させることができる。
【００３８】
そしてＸ線の位相の変化によってモアレ縞が変形する方向における遮光壁の周期は、モアレ縞が延伸する方向における遮光壁の周期より短くなっている。モアレ縞が変形する方向における遮光壁の周期が短いので、Ｘ線の位相の変化によって変形するモアレ縞の部分と、変形しないモアレ縞の部分とに基づくＸ線は、それぞれ確実に異なるシンチレータ素子に入射する。
【００３９】
シンチレータ素子同士は遮光壁によって区画されているので、異なるシンチレータ素子において変換される光について、モアレ縞が変形する方向において散乱することを好適に回避できる。従って、Ｘ線画像はモアレ縞が変形する方向において解像度が特に高くなるので、Ｘ線画像においてＸ線の位相変化によって変形したモアレ縞の部分と、変形していないモアレ縞の部分とを高い精度で区別できる。その結果、再構成されるＸ線位相画像には被検体の位相コントラスト像が明瞭に映り込むので、Ｘ線位相画像の診断能を向上できる。
【００４０】
一方でモアレ縞が延伸する方向における遮光壁の周期は長くなる。そのためＸ線検出器のＸ線検出面において、遮光壁の配設される領域をより少なくできる。すなわちＸ線検出器においてＸ線を検出できない領域がより少なくなるので、Ｘ線位相画像の診断能を向上できるとともに、Ｘ線検出器のＸ線感度の低下を好適に回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例に係るＸ線撮影装置の構成を示す図である。（ａ）はＸ線撮影装置の全体構成を説明する概略図であり、（ｂ）は回折格子の構成を説明する図であり、（ｃ）は自己像に映る干渉縞を示す模式図であり、（ｄ）は自己像に映るモアレ縞を示す模式図である。
【図２】実施例に係るＸ線検出器の構成を示す図である。（ａ）はＸ線検出器の構成を示す断面図であり、（ｂ）は画素の配列を説明する平面図であり、（ｃ）は遮光壁で区画されたシンチレータ素子の配列を説明する平面図である。
【図３】実施例において干渉縞が変形する方向を説明する図である。（ａ）はＸ線の位相シフトがない状態の干渉縞を示す図であり、（ｂ）はＸ線の位相シフトによって変形した状態の干渉縞を示す図である。
【図４】実施例に係るＸ線検出器の検出面とモアレ縞との位置関係を示す図である。（ａ）は干渉縞の変形に応じて変形するモアレ縞および変形しないモアレ縞の各々とシンチレータ素子との位置関係を示す図であり、（ｂ）はモアレ縞が変形する方向におけるＸ線検出器の断面を示す、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）はモアレ縞が延伸する方向におけるＸ線検出器の断面を示す、図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】変形例（２）に係るＸ線検出器の検出面とモアレ縞との位置関係を示す図である。
【図６】変形例（３）に係るＸ線検出器の検出面とモアレ縞との位置関係を示す図である。（ａ）は干渉縞の変形に応じて変形するモアレ縞および変形しないモアレ縞の各々とシンチレータ素子との位置関係を示す図であり、（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は比較例に係るシンチレータ素子および遮光壁の配列を示す、Ｘ線検出器の平面図である。
【図７】変形例（４）に係るモアレ縞の構成を示す図である。
【図８】従来例に係るＸ線撮影装置の構成を示す図である。（ａ）はＸ線撮影装置の全体構成を説明する概略図であり、（ｂ）はＸ線検出器の構成を説明する断面図である。
【図９】遮光壁で区画された構成を有する従来のＸ線検出器の構成を示す図である。（ａ）はＸ線検出器の構成を示す断面図であり、（ｂ）はシンチレータ層の構成を説明する俯瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１（ａ）は実施例に係るＸ線撮影装置の全体構成を示す概略図である。
【００４３】
タルボ干渉方式のＸ線位相撮影に用いられる、実施例に係るＸ線撮影装置１は、被検体ＭにＸ線３ａを照射するＸ線管３と、Ｘ線３ａを検出してＸ線検出信号を出力するＸ線検出器５と、第１の回折格子７と、第２の回折格子９と、移動機構１１と、Ｘ線照射制御部１２と、画像生成部１３と、再構成部１５とを備えている。
【００４４】
第１の回折格子７はＸ線管３から照射されるＸ線３ａの中心軸３ｂに沿った方向（ｚ方向）と、第１の回折格子７におけるＸ線入射面とが直交するように配置される。第１の回折格子７は、ｙ方向に延伸しＸ線を回折させる回折部材Ｒ１が、ｘ方向に所定のピッチ（周期）Ｔ１で配列されている（図１（ｂ）左図参照）。回折部材Ｒ１同士の間隙にはＸ線透過部Ｒ２がスリット状に設けられている。ｙ方向は第１の回折格子７におけるＸ線入射面内の一方向であり、ｘ方向はｚ方向およびｙ方向の各々に直交する方向である。第１の回折格子７として、一般的にＸ線の位相を変調させる位相格子が用いられる。この場合、回折部材Ｒ１としてはＸ線の位相を変調させる材料を用いることが好ましい。
【００４５】
Ｘ線３ａが第１の回折格子７を通過する場合、第１の回折格子７を通過したＸ線３ａは回折されることにより重なり合って干渉する。そして図１（ｃ）に示すように、回折されたＸ線３ａの位相が揃う条件を満たすような所定の距離（タルボ距離）離れた位置において自己像Ｓが現れる。自己像Ｓには、Ｘ線の干渉によって生じる縞状のＸ線強度分布の像である、干渉縞Ｒが映し出される。干渉縞Ｒのパターンは第１の回折格子７に設けられる回折部材Ｒ１の形状を反映している。すなわち干渉縞Ｒはｙ方向に延伸し、ｘ方向に長さＴ３の周期で並列する複数の縞模様として現れる。
【００４６】
第２の回折格子９は第１の回折格子７とＸ線検出器５との間に設けられ、そのＸ線入射面はｚ方向と直交するように構成される。第２の回折格子９の構成は第１の回折格子７と同様であり、ｙ方向に延伸しＸ線をさらに回折させる回折部材Ｒ３がｘ方向に所定のピッチＴ２で配列されている（図１（ｂ）右図参照）。回折部材Ｒ３同士の間隙にはＸ線透過部Ｒ４がスリット状に設けられている。第２の回折格子９と第１の回折格子７との距離はタルボ距離となるように調整される。そのため、Ｘ線３ａは第１の回折格子７および第２の回折格子９を透過し、第２の回折格子９の背後に自己像Ｓを形成する。第２の回折格子９として、一般的にＸ線の強度を変調させるＸ線吸収型の遮蔽格子（吸収格子）が用いられる。この場合、回折部材Ｒ２としてはＸ線を好適に吸収する材料を用いることが好ましい。
【００４７】
Ｘ線３ａが第１の回折格子７および第２の回折格子９を通過する場合、第１の回折格子７を通過したＸ線３ａは第２の回折格子９を通過することによって一部遮蔽され、さらに回折する。そのため干渉縞Ｒのパターンと回折部材Ｒ３のパターンとの重ね合わせにより、自己像Ｓにモアレ縞Ｐが現れる（図１（ｄ））。
【００４８】
実施例において、回折部材Ｒ１および回折部材Ｒ３はいずれもｙ方向に延伸する。すなわちｙ方向に延伸する干渉縞Ｒと回折部材Ｒ３の重ね合わせによって現れるモアレ縞Ｐは、ｙ方向に延伸するいわゆる平行モアレであり、モアレ縞Ｐの周期Ｄは（Ｔ３・Ｔ２）／（Ｔ３−Ｔ２）の式で求められる。モアレ縞Ｐの周期Ｄの値は干渉縞Ｒの周期Ｔ３と比べて非常に大きくなるので、回折部材Ｒ３の周期Ｔ２および干渉縞Ｒの周期Ｔ３の値をそれぞれ調整することにより、画素２７のピッチが大きい場合であっても容易にモアレ縞Ｐの形状の変化を検出できる。
【００４９】
移動機構１１は第２の回折格子９に接続されており、第２の回折格子９を移動させることにより、第１の回折格子７と第２の回折格子９との位置関係を相対的に変位させる。Ｘ線管３にはＸ線照射制御部１２が接続されており、Ｘ線照射制御部１２はＸ線管３からＸ線３ａを照射するタイミングやＸ線３ａの線量などを制御する。移動機構１１が第１の回折格子７と第２の回折格子９との相対位置をｘ方向に変位させつつ、Ｘ線照射制御部１２がＸ線３ａを適切なタイミングで照射することにより、自己像Ｓを映し出すＸ線画像を撮影する。
【００５０】
移動機構１１は第２の回折格子９を格子Ｒ２の周期方向（ｘ方向）に移動させつつ、モアレ縞Ｐの発生している自己像Ｓを複数枚撮影する。第２の回折格子９を移動させる距離は、一般的に回折部材Ｒ３のピッチ長さＴ２に相当する。Ｘ線管３ａと第１の回折格子７との間に被検体Ｍを載置することにより、被検体Ｍを通過するＸ線３ａの位相がシフトする。その結果、自己像Ｓにおける干渉縞Ｒが変形するので、モアレ縞Ｐの形状も変化する。
【００５１】
画像生成部１３はＸ線検出器５の後段に設けられており、Ｘ線検出器５から出力されるＸ線検出信号に基づいて自己像Ｓを映すＸ線画像を生成する。再構成部１５は画像生成部１３の後段に設けられており、画像生成部１３が生成するＸ線画像に対して各種演算処理を行い、自己像Ｓに映るモアレ縞Ｐの情報に基づいて、被検体Ｍの位相コントラスト像を映すＸ線画像（Ｘ線位相画像）を再構成する。
【００５２】
Ｘ線検出器５はｚ方向にＸ線検出面が直交するように配置され、自己像Ｓの情報を検出する。また自己像Ｓのボケを回避すべく、Ｘ線検出器５と第２の回折格子９とはなるべく近接するように構成することが好ましい。実施例において、Ｘ線検出器５として間接変換型のフラットパネル型検出器（ＦＰＤ）を用いることとする。Ｘ線検出器５は図２（ａ）に示すように、シンチレータ層１７と出力層１９がｚ方向に積層された構成を有している。シンチレータ層１７はシンチレータ素子２１を格子状の遮光壁２３で区画する構成を備えている（参考文献１：国際公開２０１２／１６１３０４号参照）。
【００５３】
シンチレータ素子２１は照射されたＸ線を吸収し、照射されたＸ線に応じて蛍光などの光をシンチレータ光として発光する。シンチレータ素子２１を構成する材料としては、ヨウ化セシウムなどのＸ線蛍光体が挙げられる。遮光壁２３の材料としては、一例としてアルカリ金属酸化物を含有するガラス粉末などが用いられる。なお、シンチレータ素子１５の材料、遮光壁２３の材料、および出力層１９に遮光壁２３を形成する工程の詳細などについては参考文献１などに詳述されているので、ここではこれ以上の説明を省略する。
【００５４】
出力層１９は図２（ｂ）に示すように基板２５と、二次元マトリクス状に配列された画素２７とを備えている。画素２７の各々は光を電荷に変換する光電変換素子と、変換された電荷に基づいてＸ線検出信号を出力する出力素子とを備えており、シンチレータ素子２１において発光するシンチレータ光をＸ線検出信号に変換して出力する。画像生成部１３は画素２７の各々と接続されており、画素２７が出力するＸ線検出信号に対して各種画像処理を施すことにより、自己像Ｓを映す画像を生成する。このようにＸ線検出器５によって、自己像Ｓに映るモアレ縞Ｐのパターンが検出される。
【００５５】
なお図２（ａ）に示すように、遮光壁２３によって区画されたシンチレータ素子２１の各々と、画素２７の各々とはｘ方向において１対１に対応する位置関係になるように配置されることが好ましい。すなわち画素２７のピッチ（周期）は、ｘ方向におけるシンチレータ素子２１のピッチと略同じとなるように構成されることが好ましい。このような構成にすることで、ｘ方向についてより高い解像度のＸ線画像を取得できる。
【００５６】
このように、シンチレータ層１７は格子状の遮光壁２３によって区画されたセルの各々の内部に、シンチレータ素子２１が充填された構成を有している。このような構成を有することにより、シンチレータ素子２１が発光するシンチレータ光がシンチレータ層１７の内部で散乱した場合であっても散乱したシンチレータ光は遮光壁２３によって遮断される。
【００５７】
そのためシンチレータ素子２１において発生する散乱光が、隣接するシンチレータ素子２１へ入射することを防止できる。従って、シンチレータ素子２１を遮光壁２３で仕切ることによって、Ｘ線検出器５のＸ線感度を向上すべくシンチレータ素子２１をｚ方向に厚くした場合であっても、Ｘ線画像の解像度が低下することを回避できる。なお実施例に係るＸ線検出器５では、遮光壁１７のピッチを６０〜１００μｍ程度の短い距離にすることができる。そのため画素のピッチがより細かいＸ線画像が要求される場合であっても、Ｘ線画像の解像度の低下を回避できる。
【００５８】
＜シンチレータ素子の配列とその効果＞
ここで実施例に特徴的な、遮光壁２３に区画されているシンチレータ素子２１の配列について説明する。Ｘ線検出器５は所定の１方向に延伸するシンチレータ素子２１が、延伸する方向に直交する方向へ複数配列された構成を有している。そして遮光壁２３およびシンチレータ素子２１の各々が延伸する方向はモアレ縞Ｐの伸びる方向と平行であり、モアレ縞Ｐが変形する（乱れる）方向と直交するように設定される。実施例において自己像Ｓに映るモアレ縞Ｐはｙ方向に伸びている。すなわち図２（ｃ）に示すように、実施例に係るＸ線撮影装置１では、Ｘ線検出器５においてｙ方向に延伸する遮光壁２３およびシンチレータ素子２１の各々がｘ方向へ交互に並ぶように配列されている。  
【００５９】
Ｘ線管３と第１の回折格子７との間に被検体Ｍを載置することにより、自己像Ｓにおける干渉縞Ｒが変形する。すなわちＸ線３ａが被検体Ｍを透過しない場合、干渉縞Ｒはｙ方向に延伸する形状である（図３（ａ））。一方、Ｘ線３ａが被検体Ｍを透過する場合、Ｘ線３ａの位相がシフトすることによって、干渉縞Ｒは波状に歪むように変形する。このような干渉縞Ｒの変形は、干渉縞Ｒを構成する成分（点）の各々がｘ方向へ移動することによって生じている（図３（ｂ）、符号Ｎ１〜Ｎ３参照）。すなわち符号Ｎ１〜Ｎ３は干渉縞Ｒの各成分における、ｘ方向への変化量を示すものである。
【００６０】
従って、第１の回折格子７の回折部材Ｒ１がｙ方向に伸びる場合、干渉縞Ｒが変形する方向は、ｙ方向に直交するｘ方向とみなすことができる。そして干渉縞Ｒがｘ方向に変形する（乱れる）結果、ｙ方向に伸びるモアレ縞Ｐも干渉縞Ｒの変化量に応じてｘ方向に変形する。すなわち被検体Ｍによって変化するＸ線３ａの位相情報はモアレ縞Ｐのｘ方向への変化量に基づいて検出される。
【００６１】
そしてシンチレータ層１７は、ｙ方向に延伸する遮光壁２３およびシンチレータ素子２１の各々が、干渉縞Ｒの変形する方向（ｘ方向）に交互に並ぶ構成を有している。そのためｘ方向における遮光壁２３のピッチの長さが短くなる。またシンチレータ素子２３の伸びる方向と、モアレ縞Ｐの伸びる方向とは略同じである。
【００６２】
従って、自己像Ｓのモアレ縞ＰがＸ線検出器５のＸ線検出面に映り込む位置は図４（ａ）に示す通りとなる。Ｘ線３ａの位相シフトが発生しない場合、モアレ縞Ｐは変形せずｙ方向に延伸する形状となる。このようなモアレ縞Ｐ１は全成分が同一のシンチレータ素子２１ｃに映り込む。Ｘ線３ａが被検体Ｍを透過して位相がシフトする場合、干渉縞Ｒの変形に起因してモアレ縞Ｐは変形する。Ｘ線３ａの位相シフトによって変形するモアレ縞Ｐについて、モアレ縞Ｐ２とする。
【００６３】
Ｘ線３ａの位相シフトによって変形したモアレ縞Ｐ２のうち、ｘ方向に変形しない部分は同一のシンチレータ素子２１ａに映り込む。一方で、ｘ方向における遮光壁２３のピッチ長さが短いので、モアレ縞Ｐのうちｘ方向に変形する部分は遮光壁２３と交差し、シンチレータ素子２１ａと異なるシンチレータ素子２１ｂに映り込む。
【００６４】
シンチレータ素子２１ａとシンチレータ素子２１ｂとは遮光壁２３によって区画されているので、シンチレータ光のｘ方向への散乱は好適に回避される。すなわちＸ線３ａをシンチレータ素子２１ａで変換したシンチレータ光Ｗは確実に画素２７ａに入射し、シンチレータ素子２１ａで変換したシンチレータ光Ｗは確実に画素２７ｂに入射する（図４（ｂ））。
【００６５】
このようにＸ線検出器５はｘ方向における遮光壁２３のピッチが短くなるように構成されているので、ｘ方向に変化しないモアレ縞Ｐの成分と、ｘ方向に変化するモアレ縞Ｐの成分とはそれぞれ異なる画素２７において確実に検出される。従って、モアレ縞Ｐの各々についてｘ方向への変化量を精度良く検出できるので、Ｘ線位相画像におけるｘ方向の解像度を向上できる。Ｘ線の位相変化に基づく被検体Ｍの情報の精度を向上するには、モアレ縞Ｐの変化量を精度良く検出する必要がある。そのためｘ方向の解像度を向上することにより、被検体Ｍの位相コントラスト像を映すＸ線位相画像の診断能を大きく向上できる。
【００６６】
また実施例に係るＸ線検出器５では、遮光壁２３およびシンチレータ素子２１の各々はｙ方向に延伸するよう構成されるので、ｙ方向における遮光壁２３のピッチは長くなる（図４（ｃ））。Ｘ線検出器のシンチレータ層に格子状の遮光壁を設ける場合、一般的に考えられる構成は図６（ｃ）に示すような、シンチレータ素子２１が碁盤目状に配列される構成である。
【００６７】
図６（ｃ）に示すような比較例に係るＸ線検出器２０１の構成では、ｘ方向のみならずｙ方向においても遮光壁２１３のピッチが短いので、遮光壁２１３の配設される領域が広くなる。遮光壁２１３に入射されるＸ線はシンチレータ光に変換されることなくＸ線検出器２０１を通過する。そのためＸ線検出器２０１において遮光壁２１３が付設される領域は、Ｘ線を検出できない盲点とも言うべき領域となる。従って、遮光壁の付設される領域が多くなるとＸ線検出器のＸ線感度が低下する。
【００６８】
このようなＸ線感度の低下の問題を回避すべく、実施例に係るＸ線検出器５ではモアレ縞Ｐの伸びるｙ方向について遮光壁２３のピッチを長くする構成となっている。このような構成にすることで、シンチレータ素子２１が碁盤目状に配列される比較例の構成に比べて、Ｘ線検出器５において遮光壁２３が付設される領域をより少なくすることができる（図６（ｃ））。その結果、Ｘ線不感領域である遮光壁２３の領域が少なくなるので、Ｘ線検出器５におけるＸ線感度の低下を好適に回避できる。
【００６９】
なおｙ方向にモアレ縞Ｐが延伸している場合、モアレ縞Ｐはｙ方向に変形せずｘ方向に変形する。従ってｙ方向へのモアレ縞Ｐの変化量を精密に検出する必要はないので、Ｘ線位相画像におけるｙ方向の解像度がＸ線位相画像の診断能に対して寄与する影響は小さい。従って、遮光壁２３およびシンチレータ素子２１の延伸する方向をモアレ縞Ｐの延伸する方向と平行にすることにより、遮光壁２３が付設される領域を少なくしつつ、モアレ縞Ｐが変形する方向についてのＸ線検出器５の検出精度を高めることができる。その結果、Ｘ線検出器５のＸ線感度が低下することを好適に回避できるとともに、Ｘ線位相画像の診断能を大きく向上できる。
【００７０】
Ｘ線撮影装置１を用いてＸ線位相画像を撮影する動作について説明する。まず図１（ａ）に示すようにＸ線管３からＸ線３ａを照射する。この場合、第１の回折格子７におけるＸ線透過部Ｒ２と第２の回折格子９におけるＸ線透過部Ｒ４とを通過したＸ線３ａによって、第２の回折格子９の背後に自己像Ｓが形成される。自己像Ｓには干渉縞Ｒのパターンと回折部材Ｒ３のパターンが重なり合うことによって、モアレ縞Ｐが現れる（図１（ｄ））。
【００７１】
被検体Ｍが存在しない場合、モアレ縞Ｐはｙ方向に延伸する。一方でＸ線管３と第１の回折格子７との間に被検体Ｍが載置されている場合、Ｘ線３ａは被検体Ｍを透過する際に位相が変化（シフト）する。その結果、ｙ方向に延伸する干渉縞Ｒの形状は被検体Ｍの辺縁を境界にｘ方向へ乱れるので、自己像Ｓにおけるモアレ縞Ｐの形状はｘ方向に変化する。
【００７２】
Ｘ線検出器５はＸ線３ａの照射によって形成される自己像Ｓについて、モアレ縞Ｐのパターンを検出してＸ線検出信号を出力する。画像生成部１３はＸ線検出信号に各種画像処理を施して画像化することにより、モアレ縞Ｐを映すＸ線画像（モアレ画像）を生成する。Ｘ線検出器５において、遮光壁２３およびシンチレータ素子２１のｘ方向における周期はｙ方向における周期より短くなるように構成されている。このような構成ではｘ方向へのシンチレータ光の散乱が好適に防止されるので、ｘ方向におけるモアレ画像の解像度が向上する。また遮光壁２３は、モアレ縞Ｐの変形する方向（ｘ方向）と好適に交差するように構成される。
【００７３】
そのためＸ線の位相シフトによって変形したモアレ縞Ｐの成分は、遮光壁２３と交差してシンチレータ素子２１ａと重複する位置からシンチレータ素子２１ｂと重複する位置へ変位する（図４（ａ））。従って、変形しないモアレ縞Ｐの成分とｘ方向へ変形したモアレ縞Ｐの成分とは、それぞれ異なるシンチレータ素子２１によってシンチレータ光に変換され、異なる画素２７によってＸ線検出信号として出力される。その結果、画像生成部１３が生成するモアレ画像には、Ｘ線位相シフトに基づくモアレ縞Ｐの変形パターンの情報が高い精度で映し出される。
【００７４】
そして移動機構１１は第２の回折格子９をｘ方向へ移動させ、Ｘ線照射制御部１２は第２の回折格子９がｘ方向へ所定の距離を移動するたびに、Ｘ線管３からＸ線３ａを照射させる。第２の回折格子９が移動する距離は回折部材Ｒ３のピッチ長さＴ２であり、Ｘ線照射制御部１２は第２の回折格子９がｘ方向にＴ２／ｍ（ｍは整数）の距離を移動するたびにＸ線照射を行わせる。
【００７５】
このようにｍ回のＸ線照射を行うことによりｍ枚のモアレ画像が生成される。再構成部１５は画像生成部１３が生成したｍ枚のモアレ画像を解析し、各モアレ画像に映るモアレ縞Ｐの位相情報に基づいてＸ線位相画像を再構成する。
【００７６】
具体的にはｍ枚のモアレ画像について画素２７の各々における輝度値の変化を算出し、輝度値変化により微分位相を算出する。画素２７の輝度値はｍ枚のモアレ画像においてサインカーブを描くような周期的変化を示すが、Ｘ線の位相シフトに基づいて変形しているモアレ縞Ｐの部分については輝度値変化の周期がシフトする。従って、再構成部１５はｍ枚のモアレ画像における輝度値変化の周期に基づいて微分位相を算出し、さらに微分位相情報に基づいて被検体Ｍの形状を表すＸ線位相画像を再構成することができる。
【００７７】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００７８】
（１）上述した各実施例では、第１の回折格子７および第２の回折格子９からなる２枚の回折格子を備える構成としたが、回折格子の枚数は１枚でもよい。すなわち第２の回折格子９を省略し、Ｘ線検出器５は第１の回折格子７の自己像Ｓに映る干渉縞Ｒを直接検出する構成であってもよい。この場合、Ｘ線検出器５においてシンチレータ素子２１および遮光壁２３が延伸する方向は、干渉縞Ｒの延伸する方向、すなわち第１の回折格子７の回折部材Ｒ１が延伸する方向と平行になるように構成される。
【００７９】
このような変形例（１）では一例として、回折部材Ｒ１とシンチレータ素子２１と遮光壁２３とはいずれもｙ方向に延伸するように、第１の回折格子７とＸ線検出器５との位置関係が設定される。この場合、自己像Ｓに映る干渉縞ＲはＸ線の位相シフトによりｘ方向に変形する。Ｘ線検出器５において遮光壁２３のピッチ長さはｘ方向に短いので、ｘ方向に変形する干渉縞Ｒの変形量を精度良く検出できる。
【００８０】
また干渉縞Ｒが変形しないｙ方向については遮光壁２３のピッチが長いのでＸ線検出器５におけるＸ線不感領域をより少なくできる。従って、Ｘ線検出器５のＸ線感度の低下を回避できるとともに、Ｘ線位相画像の診断能を向上できる。さらに、回折格子Ｒ３が数μｍのピッチ長さで配設される構成である第２の回折格子９を、Ｘ線検出器５の検出面に応じた広い面積で作成することは非常に困難である。そのため第２の回折格子９を省略することによってＸ線撮影装置１の製造コストを大きく低減できる。
【００８１】
（２）上述した実施例および変形例では、モアレ縞Ｐが伸びる方向と、遮光壁２３が延伸する方向とが平行である構成を例にとって説明したがこれに限られない。すなわちモアレ縞Ｐが変形する方向と、遮光壁２３が伸びる方向が交わるのであれば、モアレ縞Ｐおよび遮光壁２３の各々が延伸する方向はそれぞれ異なっていてもよい。
【００８２】
このような変形例（２）に係るＸ線検出器５Ａでは図５に示すように、遮光壁２３およびシンチレータ素子２１が延伸する方向（Ｆ方向）は、モアレ縞Ｐが延伸する方向（ｙ方向）から傾斜するように構成される。Ｘ線検出器５ＡのＸ線検出面において、モアレ縞Ｐの各々はシンチレータ素子２１および画素２７の配列に対して傾斜するように伸びている。モアレ縞Ｐの延伸方向ｙがシンチレータ素子２１の延伸方向Ｆに対して傾斜する角度をθ１とする。なお、モアレ縞Ｐの傾斜角度θ１は、モアレ縞Ｐの変形する方向（ｘ方向）が遮光壁２３と交わる程度の大きさである。また傾斜角度θ１は、モアレ縞Ｐの変形するｘ方向における遮光壁２３の周期Ｖｘが、モアレ縞Ｐの延伸するｙ方向における遮光壁２３の周期Ｖｙより短くなるように適宜設定されることがより好ましい。
【００８３】
このように変形例（２）に係る構成では、モアレ縞Ｐの形状が変化しない場合であっても、モアレ縞Ｐは複数のシンチレータ素子２１に跨がるように位置することとなる。一方実施例に係る構成では、モアレ縞Ｐの延伸する方向と遮光壁２３の延伸する方向とは平行である。そのため遮光壁２３の周期とモアレ縞Ｐの周期との組み合わせによっては、モアレ縞Ｐが遮光壁２３と重複する場合がある（図４（ａ）、モアレ縞Ｐ３を参照）。
【００８４】
遮光壁２３に入射するＸ線はシンチレータ素子２１によって検出されることなくＸ線検出器５を通過するので、遮光壁２３が配設される領域はＸ線不感領域ともいえる。従って、遮光壁２３に重複するモアレ縞Ｐ３について、Ｘ線検出器５は一切検出することができない。
【００８５】
モアレ縞Ｐと遮光壁２３が平行に延伸する実施例の構成では、モアレ縞Ｐが変化するｘ方向における遮光壁２３の周期が最も短いので、Ｘ線の位相変化によるモアレ縞Ｐの変化量を特に精度良く検出できる。一方で実施例の構成では上述したようにモアレ縞Ｐと遮光壁２３とが重複する場合、モアレ縞Ｐに対するＸ線検出器の感度が低下するという問題が懸念される。
【００８６】
一方で変形例（２）に係るＸ線検出器５Ａでは、モアレ縞Ｐの延伸するｙ方向は遮光壁２３およびシンチレータ素子２１の延伸するＦ方向に対して傾斜するので、モアレ縞Ｐの少なくとも一部は確実にシンチレータ素子２１の領域に重複する。一例として図５に示す構成では、モアレ縞Ｐはシンチレータ素子２１ａ〜２１ｃの各々に重複する。従って、シンチレータ素子２１ａ〜２１ｃの各々に対応する画素２７がモアレ縞Ｐを検出するので、変形例に係るＸ線検出器５Ａでは、より多くの画素２７によって確実にモアレ縞Ｐを検出できる。その結果、Ｘ線検出器５ＡのＸ線感度をより向上させることができる。
【００８７】
そしてモアレ縞Ｐのうち、Ｘ線３ａの位相シフトによって変形するモアレ縞Ｐ２について、モアレ縞Ｐの変形するｘ方向は遮光壁２３と交わるように設定される。そのためモアレ縞Ｐ２のうちＸ線の位相シフトによってｘ方向に変形する成分は遮光壁２３と交差し、モアレ縞Ｐ２のうち変形しない成分とは異なるシンチレータ素子２１によって検出される。
【００８８】
ｘ方向における遮光壁２３の周期は短いので、遮光壁２３はｘ方向についてシンチレータ光の散乱を好適に遮蔽する。そのため画像生成部１３が生成するモアレ画像は、Ｘ線の位相変化に起因してモアレ縞Ｐ２が変化する方向である、ｘ方向における解像度が高い画像である。従って、再構成部１５はＸ線の位相変化に起因するモアレ縞Ｐ２の変化量を精度良く検出し、診断能の高いＸ線位相画像を再構成できる。
【００８９】
またモアレ縞Ｐの周期Ｄが遮光壁２３の周期Ｖより大きい場合、シンチレータ素子２３および遮光壁２３の伸びる方向をモアレ縞Ｐの伸びる方向から傾斜させることにより、モアレ縞Ｐを検出しないシンチレータ素子２１をより少なくできる。その結果、モアレ縞Ｐをより多くのシンチレータ素子２１および画素２７によって検出できるので、変形例（２）に係るＸ線撮影装置では、Ｘ線検出器５ＡのＸ線感度をより向上させることができる。従って、Ｘ線検出器のＸ線感度の向上とＸ線位相画像の診断能の向上とを両立できる。
【００９０】
（３）上述した実施例および各変形例では、遮光壁２３はｙ方向にのみ延伸する構成を例にとって説明したがこれに限られない。すなわち図６（ａ）に示すように、Ｘ線検出器５において遮光壁２３はｙ方向のみならずｘ方向に延伸する構成であってもよい。変形例（３）に係る構成では、ｙ方向における遮光壁２３のピッチＶ１より、ｘ方向における遮光壁２３のピッチＶ２より短くなるように構成される。ピッチＶ１の長さは画素２７のピッチ長さＹと略等しくなることが好ましく、ピッチＶ２の長さは画素２７のピッチ長さＹの４〜６倍程度であることが特に好ましい（図６（ｂ））。図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＸ線検出器５ＢのＡ−Ａ断面図である。
【００９１】
このような構成では、ｘ方向のみならずｙ方向についてもシンチレータ光の散乱を好適に回避できるので、モアレ画像およびＸ線位相画像の解像度をさらに向上させ、画像の診断能をより高めることができる。またｙ方向について遮光壁２３の周期が長いので、遮光壁を備えるＸ線検出器２０１として従来考えられる、シンチレータ素子２１１が碁盤目状に配列される構成（図６（ｃ）、図９（ｂ））と比べて、遮光壁２１３の配設される領域を少なくできる。そのため図６（ｃ）に示すような比較例に係る構成と比べて、変形例（３）ではＸ線検出器５ＢのＸ線感度を向上できる。
【００９２】
なおモアレ縞Ｐはｙ方向に変形しないので、Ｘ線位相画像はｙ方向について高い解像度を必要としない。そのためｙ方向における遮光壁２３のピッチＶ２を長くしてもＸ線位相画像の診断能の低下を回避できる。従って、ピッチＶ１をピッチＶ２より短くすることで、Ｘ線検出器のＸ線感度の向上とＸ線位相画像の診断能の向上とを両立できる。
【００９３】
なお変形例（２）に係る構成に変形例（３）に係る構成を適用する場合、モアレ縞Ｐの変形する方向（ｙ方向）における遮光壁２３のピッチを、モアレ縞Ｐの伸びる方向（ｙ方向）における遮光壁２３のピッチより短くするように、遮光壁２３の格子パターンを構成する。このような構成にすることにより、モアレ縞ＰのうちＸ線の位相変化によってｘ方向に変形する部分と変形しない部分とは確実に異なるシンチレータ素子２１によって検出される。その結果、モアレ画像においてモアレ縞Ｐの変化量を精度良く検出できる。また図６（ｃ）に示すような比較例に係る構成と比べて遮光壁２３の領域を低減できる。従って、Ｘ線検出器のＸ線感度の向上とＸ線位相画像の診断能の向上とを両立できる。
【００９４】
（４）上述した実施例および各変形例では、第１の回折格子７の回折部材Ｒ１と、第２の回折格子９の回折部材Ｒ３とは同じ方向に延伸する構成を例にとって説明したが、回折部材Ｒ１および回折部材Ｒ３は延伸する方向がそれぞれ異なっていてもよい。この場合、回折部材Ｒ１はｙ方向に延伸するのに対して、回折部材Ｒ３の延伸する方向（Ｊ方向）はｙ方向と比べて角度θ２ずれている（図７上段）。実施例では回折部材Ｒ１と回折部材Ｒ３とは同じ方向に延伸するので、自己像Ｓには平行モアレであるモアレ縞Ｐがｙ方向に延伸するように現れる。
【００９５】
一方変形例（４）では回折部材Ｒ１と回折部材Ｒ３とはそれぞれ異なる方向に延伸するので、自己像Ｓにはいわゆる回転モアレであるモアレ縞Ｐａが現れる。モアレ縞Ｐａの延伸する方向はＪ方向に略直交する方向（Ｋ方向）であり、モアレ縞Ｐａの周期Ｄａは、Ｔ１／θの式で求められる（図７下段）。移動機構１１がｚ方向の軸回りに第２の回折格子９を回転移動させることにより、角度θ２を調整できる。そのため移動機構１１により、モアレ縞Ｐａの延伸する方向Ｋおよびモアレ縞Ｐａの周期Ｄａの各々を適宜調整できる。
【００９６】
変形例（４）に係るＸ線検出器５では、シンチレータ素子２１および遮光壁２３が延伸する方向はモアレ縞Ｐａの変形する方向と交わるように構成される。この場合、被検体ＭをＸ線３ａが通過して位相シフトが起こることにより、モアレ縞Ｐａは遮光壁２３と交わる方向へ変形する。
【００９７】
変形したモアレ縞Ｐａは好適に遮光壁２３と交差し、隣接するシンチレータ素子２１の位置へと変位するので、変形しないモアレ縞Ｐａの成分と変形したモアレ縞Ｐａの成分とは、より確実に異なるシンチレータ素子２１によって検出される。その結果、それぞれ異なる画素２７によってＸ線検出信号が出力されるので、Ｘ線３ａの位相シフトに基づいて変化するモアレ縞Ｐａの位相情報を精度良く検出できる。
【００９８】
（５）上述した実施例および各変形例では、第１の回折格子７と第２の回折格子９とをｘ方向に相対移動させて撮影する複数のＸ線画像に基づいて被検体ＭのＸ線位相画像を取得する、縞走査法によるＸ線位相撮影を例にとって説明している。しかしタルボ干渉方式によるＸ線位相撮影を行う手法は縞走査法に限ることはなく、フーリエ変換法などの他の手法を適宜用いてよい。フーリエ変換法ではＸ線位相画像を再構成するために第２の回折格子９を移動させる必要がないので、Ｘ線照射の回数を１回に抑えることができる。
【００９９】
（６）上述した実施例および各変形例では、第１の回折格子７としてＸ線の位相を変調させる位相格子を用いたが、Ｘ線を回折できる構成であれば第１の回折格子７はＸ線の強度を変調させる振幅型の回折格子であってもよい。また第２の回折格子９は吸収格子すなわちＸ線吸収型の遮蔽格子を用いたが、Ｘ線を反射することでＸ線を遮蔽する、Ｘ線反射型の遮蔽格子を第２の回折格子９として用いてもよい。またＸ線を回折できる構成であれば、第２の回折格子９として遮蔽格子の代わりに位相格子を用いてもよい。
【０１００】
（７）上述した実施例および各変形例では、Ｘ線をシンチレータ素子などで光に変換し、さらに光を電気信号に変換する間接変換型のＸ線検出器を用いる構成を例として説明したが、本発明に係るＸ線検出器の構成は、Ｘ線を直接電気信号に変換する直接変換型のＸ線検出器においても適用できる。すなわち各実施例に係る構成において、シンチレータ素子の代わりにａ−Ｓｅ（アモルファス・セレン）などで構成され、Ｘ線を電荷に変換するＸ線変換素子を用いる。
【０１０１】
そして遮光壁の代わりに電荷の散乱を遮蔽する溝部を格子状に形成させることによって、直接変換型のＸ線検出器においても本発明の効果を得ることができる。なお、間接変換型のＸ線検出器において、遮光壁２３の代わりに溝部でシンチレータ素子２１を区画する構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１    …Ｘ線撮影装置
３    …Ｘ線管
５    …Ｘ線検出器
７    …第１の回折格子
９    …第２の回折格子
１１  …移動機構
１２  …Ｘ線照射制御部
１３  …画像生成部
１５  …再構成部
１７  …シンチレータ層
１９  …出力層
２１  …シンチレータ素子
２３  …遮光壁
２７  …画素
【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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