(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源から前記被写体に照射される前記Ｘ線が通過することにより格子像を生成する結像格子部と、
前記結像格子部を通過した前記Ｘ線を検出する検出部と、
前記被写体と前記結像格子部との相対的な位置を変化させるとともに調整する調整機構部と、
前記調整機構部により変化させられた前記被写体と前記結像格子部との複数の相対的な位置の各々に対して、前記検出部により検出された前記Ｘ線の信号に基づいて前記被写体がある場合とない場合とのＸ線の鮮明さの変化を表す暗視野像をそれぞれ生成して、各々の前記暗視野像中の関心領域のコントラストを取得するとともに、取得された各々の前記コントラストに基づいて、前記被写体と前記結像格子部との相対的な位置を調整するように前記調整機構部を制御する制御部とを備える、Ｘ線位相イメージング装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記調整機構部に、前記関心領域の前記コントラストが相対的に高くなる前記暗視野像に対応するように、前記被写体と前記結像格子部との相対的な位置を調整させる、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項３】
前記制御部は、取得された各々の前記コントラストに基づいて、前記被写体と前記結像格子部との相対的な位置を変化させる場合に、前記関心領域の位置を前記コントラストに基づいて、前記被写体と前記結像格子部との相対的な位置の変化に追随させるように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記被写体と前記結像格子部との複数の相対的な位置に対して、前記暗視野像および前記被写体と前記結像格子部との相対的な位置の情報を各々取得するとともに、前記暗視野像と相対的な位置の情報とを関連付けて記憶するように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記被写体と前記結像格子部とのうち、少なくとも一方を、第１方向において得られた複数の前記暗視野像の前記関心領域の前記コントラストが最大であると判断される前記被写体と前記結像格子部との相対的な位置から、前記第１方向とは異なる第２方向における前記被写体と前記結像格子部との複数の相対的な位置に移動させて、前記暗視野像の前記コントラストを増加させるように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記暗視野像の前記コントラストを、前記関心領域中の画素値の平均値と背景領域中の画素値の平均値との差の絶対値に基づいて取得するように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項７】
前記Ｘ線源と前記検出部との間に配置されるとともに、前記Ｘ線源から見て前記被写体および前記結像格子部の後方に配置され、前記結像格子部により生成された前記格子像を検出するための吸収格子部、および、前記Ｘ線源と前記検出部との間に配置されるとともに、前記Ｘ線源から見て前記被写体および前記結像格子部の前方に配置され、通過した前記Ｘ線が干渉するように位相を揃えるための光源格子部の少なくとも一方をさらに備え、
前記調整機構部は、前記被写体と前記結像格子部との相対的な位置を調整する際に、前記吸収格子部および前記光源格子部の少なくとも一方と、前記結像格子部との相対的な位置を維持するように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項８】
前記調整機構部は、前記Ｘ線源および前記検出部の前記結像格子部に対する相対的な位置を維持しながら、前記被写体と前記結像格子部との相対的な位置を調整するように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記被写体によるＸ線の吸収の度合いを表す吸収像と、前記被写体によるＸ線の位相の変化を表す位相微分像とをさらに取得するように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線位相イメージング装置に関し、特に、格子と被写体との相対的な位置の移動を行うＸ線位相イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、格子と被写体との相対的な位置の移動を行うＸ線位相イメージング装置が知られている。このようなＸ線位相イメージング装置は、たとえば、特表２０１５−５２９５１０号公報に開示されている。【０００３】
上記特表２０１５−５２９５１０号公報には、Ｘ線源と、Ｘ線の検出部と、格子アレンジメントと、位相微分アレンジメントと、処理ユニット（制御部）とを備える位相微分コントラスト撮像用のＸ線撮像システム装置（Ｘ線位相イメージング装置）が開示されている。このＸ線撮像システム装置では、格子アレンジメントは、Ｘ線源と検出部との間に配置される位相格子（結像格子部）、位相格子とＸ線源との間に配置されるソース格子（光源格子部）、および、位相格子と検出部との間に配置される分析格子（吸収格子部）を有する。また、位相微分アレンジメントは、格子アレンジメントと、検査中の対象物（被写体）と少なくとも１つの格子との間の相対移動のための移動アレンジメント（調整機構部）とを含む。そして、このＸ線撮像システム装置は、格子によって生じる所定のモアレパターン（Ｘ線の位相の変化を表す位相微分像の元となる像）を生じさせるために、ソース格子を並進させるように構成されている。また、このＸ線撮像システム装置は、位相微分アレンジメント（装置において撮像されるＸ線の光学的な経路に係る部材）と検査中の対象物（被写体）との相対的移動を行うように構成されている。【０００４】
また、従来、格子に入射するＸ線の経路上に検査中の対象物（被写体）がある場合とない場合とにおいて、位相格子（結像格子部）に照射されるＸ線に対して略垂直かつ位相格子が有する１本１本の格子の延びる方向に略垂直となる方向に移動させ、位相格子の複数の異なる位置の各々に対して、位相格子により生じる複数の格子像（Ｘ線画像）を撮像し、比較する方法が知られている。この方法では、複数の格子像（Ｘ線画像）を比較することにより、被写体の有無により生じるＸ線の散乱に起因した、Ｘ線の鮮明さの変化を表す暗視野像が取得される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１５−５２９５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特表２０１５−５２９５１０号公報の位相微分コントラスト撮像用のＸ線撮像システム装置（Ｘ線位相イメージング装置）では、対象物（被写体）と各格子部との相対位置、または、被写体と位相微分アレンジメント（装置において撮像されるＸ線の光学的な経路に係る部材）との相対位置を移動させることにより、所定のモアレパターンが適切に現れるように調整する。しかしながら、モアレパターンがＸ線画像全体として適切に現れたとしても、各格子部に含まれる1本1本の格子が延びる方向に依存して、暗視野像中のＸ線散乱の情報が適切に検出される部分と、ほとんど検出されない部分とが生じる。具体的には、Ｘ線の散乱は、格子が延びる方向に対して垂直な方向には捉えられやすくなる（つまり、コントラストが高くなる）一方、格子が延びる方向に沿った方向には捉えにくくなる（コントラストが低くなる）。そのため、モアレパターンが適切に現れるように調整できたとしても、暗視野像中の被写体の関心領域においてコントラストが十分に得られているとは限らないという問題点がある。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、暗視野像中の被写体の関心領域においてコントラストを十分に得ることが可能なＸ位相イメージング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるＸ線位相イメージング装置は、被写体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線源から被写体に照射されるＸ線が通過することにより格子像を生成する結像格子部と、結像格子部を通過したＸ線を検出する検出部と、被写体と結像格子部との相対的な位置を変化させるとともに調整する調整機構部と、調整機構部により変化させられた被写体と結像格子部との複数の相対的な位置の各々に対して、検出部により検出されたＸ線の信号に基づいて被写体がある場合とない場合とのＸ線の鮮明さの変化を表す暗視野像をそれぞれ生成して、各々の暗視野像中の関心領域のコントラストを取得するとともに、取得された各々のコントラストに基づいて、被写体と結像格子部との相対的な位置を調整するように調整機構部を制御する制御部とを備える。【０００９】
この発明の一の局面によるＸ線位相イメージング装置では、上記のように、調整機構部により変化させられた被写体と結像格子部との複数の相対的な位置の各々に対して、検出部により検出されたＸ線の信号に基づいて被写体がある場合とない場合とのＸ線の鮮明さの変化を表す暗視野像をそれぞれ生成して、各々の暗視野像中の関心領域のコントラストを取得するとともに、取得された各々のコントラストに基づいて、被写体と結像格子部との相対的な位置を調整する。これにより、暗視野像中の被写体のコントラストに基づいて被写体と結像格子部との相対的な位置を調整することにより、暗視野像中の被写体の関心領域においてコントラストを十分に得ることができる。【００１０】
上記一の局面によるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、制御部は、調整機構部に、関心領域のコントラストが相対的に高くなる暗視野像に対応するように、被写体と結像格子部との相対的な位置を調整させる。このように構成すれば、コントラストが不十分な場合に、コントラストが相対的に高くなるように被写体と結像格子部との相対的な位置を調整することができるので、関心領域において十分な大きさのコントラストを有する暗視野像を容易に取得することができる。【００１１】
上記一の局面によるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、制御部は、取得された各々のコントラストに基づいて、被写体と結像格子部との相対的な位置を変化させる場合に、関心領域の位置をコントラストに基づいて、被写体と結像格子部との相対的な位置の変化に追随させるように構成されている。このように構成すれば、暗視野像に設定された関心領域に対して被写体が動いた場合にも暗視野像中の関心領域の位置が追随するので、暗視野像に設定された関心領域が被写体中の本来の関心領域から外れることがない。【００１２】
上記一の局面によるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、制御部は、被写体と結像格子部との複数の相対的な位置に対して、暗視野像および被写体と結像格子部との相対的な位置の情報を各々取得するとともに、暗視野像と相対的な位置の情報とを関連付けて記憶するように構成されている。このように構成すれば、暗視野像と相対的な位置とが関連付けられた状態で記憶されているので、暗視野像が得られた時点の被写体と結像格子部との相対的な位置からずらされた後でも、暗視野像が得られた時点の被写体と結像格子部との相対的な位置に再度調整し、位置関係を戻すことができる。すなわち、所望のコントラストが得られた状態に対応する被写体と結像格子部との相対的な位置となるように、容易に調整し直すことができる。【００１３】
上記一の局面によるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、制御部は、被写体と結像格子部とのうち、少なくとも一方を、第１方向において得られた複数の暗視野像の関心領域のコントラストが最大であると判断される被写体と結像格子部との相対的な位置から、第１方向とは異なる第２方向における被写体と結像格子部との複数の相対的な位置に移動させて、暗視野像のコントラストを増加させるように構成されている。このように構成すれば、第１方向で関心領域のコントラストが最大となる被写体と結像格子部との相対的な位置関係から第２方向への相対的な位置の移動を始めることができる。その結果、既に得られた第１方向に対する最大のコントラストに対して、第２方向への相対的な位置の移動（位置の変動）によるコントラストの増加がさらに起こるかを調べることにより、効率よくコントラストを増加させることができる。【００１４】
上記一の局面によるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、制御部は、暗視野像のコントラストを、関心領域中の画素値の平均値と背景領域中の画素値の平均値との差の絶対値に基づいて取得するように構成されている。このように構成すれば、略一定の値になっている背景領域中の画素値を基準にして関心領域の中の画素値を比較することができるので、容易にかつ精度よく暗視野像のコントラストを取得することができる。【００１５】
上記一の局面によるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、Ｘ線源と検出部との間に配置されるとともに、Ｘ線源から見て被写体および結像格子部の後方に配置され、結像格子部により生成された格子像を検出するための吸収格子部、および、Ｘ線源と検出部との間に配置されるとともに、Ｘ線源から見て被写体および結像格子部の前方に配置され、通過したＸ線が干渉するように位相を揃えるための光源格子部の少なくとも一方をさらに備え、調整機構部は、被写体と結像格子部との相対的な位置を調整する際に、吸収格子部および光源格子部の少なくとも一方と、結像格子部との相対的な位置を維持するように構成されている。このように構成すれば、光源格子部により位相が揃えられたＸ線が干渉するので、Ｘ線源から照射された時点でのＸ線の位相が揃っているかどうかに関わらず、結像格子部による明瞭な格子像を得ることができる。また、吸収格子部により、結像格子部によって生じる格子像に対応するＸ線を格子像の形状に基づいて吸収するので、結像格子部による明瞭な格子像を得ることができる。また、吸収格子部および光源格子部と、結像格子部との相対的な位置を維持しながら、被写体と結像格子部との相対的な位置を調整するので、明瞭な暗視野像が得られる状態を維持しながら、暗視野像の関心領域におけるコントラストを向上させることができる。【００１６】
上記一の局面によるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、調整機構部は、Ｘ線源および検出部の結像格子部に対する相対的な位置を維持しながら、被写体と結像格子部との相対的な位置を調整するように構成されている。このように構成すれば、Ｘ線源および検出部の結像格子部に対する相対的な位置を維持しながら、被写体と結像格子部との相対的な位置を調整するので、明瞭な暗視野像が得られる状態を維持しながら、暗視野像の関心領域におけるコントラストを向上させることができる。【００１７】
上記一の局面によるＸ線位相イメージング装置において、好ましくは、制御部は、被写体によるＸ線の吸収の度合いを表す吸収像と、被写体によるＸ線の位相の変化を表す位相微分像とをさらに取得するように構成されている。このように構成すれば、得られたＸ線検出の情報から、暗視野像に加えて、吸収像と位相微分像とを取得することができるので、被写体のより多面的な解析をすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、上記のように、暗視野像中の被写体の関心領域においてコントラストを十分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるＸ線位相イメージング装置の全体構成を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態による調整機構部を説明するための模式図である。
【図３】本発明の一実施形態による自己像と格子部との位置関係およびステップカーブを説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態によるステップカーブのグラフである。
【図５】本発明の一実施形態による吸収像、位相微分像および暗視野像を説明するための図である。
【図６】微小粒子による散乱を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態による暗視野像のコントラストの現れ方と格子の延びる方向との関係およびコントラスト調整を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態による関心領域および背景領域の一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態による暗視野像のコントラスト調整における被写体の移動の一例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるＸ線画像取得処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態による暗視野像コントラスト調整処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態の変形例による二次元の格子部をあらわす模式図である。
【図１３】本発明の一実施形態の変形例による被写体Ｓの配置を変更したＸ線位相イメージング装置の全体構成を示した図である。
【図１４】本発明の一実施形態の変形例による各格子部が移動可能に構成されているＸ線位相イメージング装置の全体構成を示した図である。
【図１５】本発明の一実施形態の変形例によるＸ線源、検出部および各格子部が移動可能に構成されているＸ線位相イメージング装置の全体構成を示した図である。
【図１６】本発明の一実施形態の変形例によるＸ線源、検出部、各格子部および被写体が移動可能に構成されているＸ線位相イメージング装置の全体構成を示した図である。
【図１７】本発明の一実施形態の変形例による吸収格子部の配置を省略したＸ線位相イメージング装置の全体構成を示した図である。
【図１８】本発明の一実施形態の変形例による光源格子部の配置を省略したＸ線位相イメージング装置の全体構成を示した図である。
【図１９】本発明の一実施形態の変形例による結像格子部が吸収型格子により構成されているＸ線位相イメージング装置の全体構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
（Ｘ線位相イメージング装置の構成）
まず、図１および図２を参照して、本実施形態によるＸ線位相イメージング装置１００の構成について説明する。
【００２２】
図１に示すように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、被写体ＳにＸ線を照射して、被写体Ｓの撮影部位（透視部位または撮像部位）の透視または撮像をするように構成されている。また、Ｘ線位相イメージング装置１００は、被写体にＸ線を照射するＸ線源１を備える。Ｘ線源１は、たとえば、Ｘ線管などにより構成されている。
【００２３】
また、Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１から被写体Ｓに照射されるＸ線が透過することにより格子像を生成する結像格子部Ｇ１を備える。被写体Ｓは、Ｘ線源１から見て、結像格子部Ｇ１の前方かつ光源格子部Ｇ３（後述）の後方に載置されている。結像格子部Ｇ１は、位相型回折格子により構成されている。結像格子部Ｇ１は、たとえば、シリコンにメッキされた金などによるＸ線を吸収するための吸収部材１ａが、照射Ｘ線に対して略垂直方向となる一次元方向（Ｘ方向）に等間隔に並ぶように形成されている。Ｘ線は、吸収部材１ａを通過したＸ線と、透明部分（吸収部材のない部分）を通過したＸ線との間に、一定の位相差（たとえば、πやπ／２など）が与えられる。また、吸収部材１ａは、紙面奥方向であるＹ方向には所定の長さで一様に伸びている。吸収部材１ａのＸ方向の周期（ピッチ）はｄ1である。ｄ1は、波長λの照射Ｘ線が回折による干渉を起こす程度に十分小さく構成されている。これにより、結像格子部Ｇ１を透過した回折Ｘ線は、結像格子部Ｇ１の後方において干渉縞を生じ、ある一定の距離間隔で結像格子部Ｇ１の形状が拡大された自己像Ｇ０を生成する。このような干渉による自己像Ｇ０の生成をタルボ（Ｔａｌｂｏｔ）効果という。また、自己像Ｇ０が生成される位置をタルボ距離という。タルボ距離については後に詳しく説明する。また、自己像Ｇ０は、請求の範囲の「格子像」の一例である。
【００２４】
また、Ｘ線位相イメージング装置１００は、結像格子部Ｇ１を通過したＸ線を検出する検出部２を備える。検出部２は、Ｘ線照射方向に対して垂直な面内において、各画素に対応する図示しない検出素子を含む。検出素子は、入射したＸ線を電気信号（検出信号）に変換して制御部５（後述）に出力する。検出部２は、たとえば、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）などにより構成されている。
【００２５】
また、Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１と検出部２との間に配置されるとともに、Ｘ線源から見て被写体Ｓおよび結像格子部Ｇ１の後方に配置され、結像格子部Ｇ１により生成された自己像Ｇ０を検出するための吸収格子部Ｇ２を備える。吸収格子部Ｇ２は、振幅型回折格子により構成されている。吸収格子部Ｇ２は、自己像Ｇ０の生じるタルボ距離に配置されている。また、吸収格子部Ｇ２はＸ線を吸収する金などの吸収部材２ａのパターン（格子）が構成されている。これにより、吸収部材２ａの位置に入射したＸ線を吸収（理想的には遮断）する。吸収部材２ａは、Ｘ線の照射方向（Ｚ方向）に十分に長く形成されており、ピッチｄ2に対して高アスペクト比となっている。ここで、吸収部材２ａは、自己像Ｇ０と同じ形状となるように構成されている。具体的には、吸収部材のＸ方向の周期（ピッチ）はｄ2であり、自己像Ｇ０のＸ方向の周期（ピッチ）と一致している。また、吸収部材１ａは、紙面奥方向であるＹ方向には所定の長さで一様に伸びている。ここで、Ｘ線の経路上に被写体Ｓが存在する場合には、被写体Ｓの影響により自己像Ｇ０が結像格子部Ｇ１の形状から歪む。吸収格子部Ｇ２をこの歪んだ自己像Ｇ０に重ねることにより、自己像Ｇ０と吸収格子部Ｇ２による吸収とのモアレ像が生じる。モアレ像の周期は自己像Ｇ０の周期（結像格子部Ｇ１の格子パターンの周期）よりも大きくなるため、検出部２において検出に必要となる分解能が下がり、自己像Ｇ０の歪み（被写体Ｓの有無による差異）の検出が容易になる。
【００２６】
また、Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１と検出部２との間に配置されるとともに、Ｘ線源から見て被写体Ｓおよび結像格子部Ｇ１の前方に配置され、通過したＸ線が干渉するように位相を揃えるための光源格子部Ｇ３を備える。光源格子部Ｇ３は、振幅型回折格子により構成されている。吸収部材３ａは、自己像Ｇ０を生じさせるために、干渉に不要なＸ線を除去するための部材である。Ｘ線源１から照射されるＸ線の位相が揃っていない場合にも、光源格子部Ｇ３を通過することによりＸ線の位相が検出位置において揃う。このように、通過したＸ線の位相を揃える効果をロウ（Ｌａｕ）効果という。なお、光源格子部Ｇ３の周期（ピッチ）はｄ3である。
【００２７】
ここで、Ｘ線源１と、検出部２と、結像格子部Ｇ１と、吸収格子部Ｇ２と、光源格子部Ｇ３との位置関係について説明する。上記のように、吸収格子部Ｇ２は、結像格子部Ｇ１により生じる結像格子部Ｇ１の自己像Ｇ０があらわれる位置またはその近傍に配置する。タルボ距離（自己像Ｇ０があらわれる位置）ｚpは、下記の式（１）により表される。
【数１】
0006741080.tif 000002
【００２８】
ここで、ｄ1は、結像格子部Ｇ１の周期（ピッチ）であり、λは、Ｘ線の波長である。また、Ｒ31は、光源格子部Ｇ３と結像格子部Ｇ１との間におけるＺ方向の距離である。また、ｐは、タルボ次数であり、自己像Ｇ０があらわれる位置を示す。なお、自己像に対応するｐの値は、結像格子部Ｇ１により変調される位相の大きさにより異なる。
【００２９】
このとき、自己像Ｇ０のＸ方向の周期（ピッチ）ｄ0は、下記の式（２）により表される。
【数２】
0006741080.tif 000003
【００３０】
ここで、Ｒ12は、結像格子部Ｇ１と吸収格子部Ｇ２との間におけるＺ方向の距離である。したがって、Ｒ12＝ｚp、かつ、ｄ2＝ｄ0となるように吸収格子部Ｇ２を配置する。なお、光源格子部Ｇ３の各スリット（吸収部材３ａのない透明部分）の生成する自己像Ｇ０の各々の位相を揃えて重なり合わせるために、ｄ3：ｄ0＝Ｒ31：ｚpとなるように光源格子部Ｇ３を配置する。
【００３１】
また、Ｘ線位相イメージング装置１００は、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を変化させるとともに調整する調整機構部３を備える。調整機構部３は、被写体Ｓが載置される台を兼ねており、被写体Ｓの結像格子に対する相対的な位置を変化させるように構成されている。具体的には、調整機構部３は、図２（ａ）に示すように、電動位置決めステージ（図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）および図２（ｅ）に示すステージのいずれか）の組み合わせによって構成されている。以下、図２中の斜線の領域が移動可能に構成されている台座部分である。図２（ｂ）に示す昇降ステージは、Ｘ方向（上下方向）に被写体Ｓを移動させることができる。図２（ｃ）に示す並進ステージは、ＹまたはＺ方向（水平方向）に被写体Ｓを移動させることができる。図２（ｄ）に示すゴニオステージ（傾斜ステージ）は、１０度から２０度程度の範囲において、Ｙ軸回転方向またはＺ軸回転方向に被写体Ｓを移動させることができる。図２（ｅ）に示す回転ステージは、少なくとも３６０度の範囲において、Ｘ軸回転方向に被写体Ｓを移動させることができる。また、これらの位置決めステージは、ステッピングモータやピエゾアクチュエータを有し、マイクロメートルまたは０．０１度の高い精度の間隔で被写体Ｓの位置を調整することができる。このような位置決めステージの組み合わせにより、図２（ｆ）に示すように、被写体Ｓを、（１）Ｘ並進方向，（２）Ｙ並進方向，（３）Ｚ並進方向，（４）Ｘ軸回転方向，（５）Ｙ軸回転方向および（６）Ｚ軸回転方向に移動させることができる。なお、調整機構部３は、並進または回転方向に対応した少なくとも１つの位置決めステージを含めばよい。また、一台で複数の方向に移動させることが可能な位置決めステージを用いてもよい。
【００３２】
また、Ｘ線位相イメージング装置１００は、結像格子部Ｇ１に対して、吸収格子部Ｇ２をＸ方向に上下動させる移動機構部４を含む。移動機構部４は、昇降ステージなどにより構成されている。
【００３３】
ここで、本実施形態では、図１に示すように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、制御部５を備えている。制御部５は、調整機構部３により変化させられた被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との複数の相対的な位置（撮像位置）の各々に対して、検出部２により検出されたＸ線の信号に基づいて被写体Ｓがある場合とない場合とのＸ線の鮮明さの変化を表す暗視野像Ｉｖと、Ｘ線の吸収の度合いを表す吸収像Ｉａと、Ｘ線の位相の変化を表す位相微分像Ｉｄとをそれぞれ生成する。
【００３４】
具体的には、制御部５は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの情報処理装置により構成され、Ｘ線源１、検出部２、調整機構部３および移動機構部４と信号（情報）のやり取りを行う。具体的には、制御部５は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）などの主制御部５１と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）およびメモリなどの記憶部５２と、駆動制御部５３と、画像処理部５４とを含む。画像処理部５４は、画像処理専用の演算処理部であってもよいし、ＣＰＵに画像処理プログラムを実行させることにより画像処理部５４として機能させてもよい。また、画像処理専用の装置を画像処理部５４として設けてもよい。なお、２点鎖線で表される矢印は、信号のやり取りが行われていることを示している。
【００３５】
主制御部５１は、記憶部５２に格納された制御プログラムを実行することによって、ＰＣをＸ線位相イメージング装置１００の制御部５として機能させる。
【００３６】
記憶部５２には、主制御部５１、駆動制御部５３や画像処理部５４が実行する各種プログラムと、検出部２により撮像されたＸ線画像ＩのデータやＸ線画像Ｉを撮像した際の結像格子部Ｇ１および被写体Ｓの位置（調整機構部３および移動機構部４の位置パラメータ）が格納されている。
【００３７】
駆動制御部５３は、Ｘ線源１のＸ線照射や、調整機構部３の位置（撮像位置）および移動機構部４の位置（格子位置）を制御する。また、調整機構部３の位置（撮像位置）および移動機構部４の位置（格子位置）の情報（位置パラメータ）を記憶部５２に出力し、記憶させる。
【００３８】
画像処理部５４は、Ｘ線画像Ｉに画像処理を加える。また、複数のＸ線画像Ｉから、被写体ＳによるＸ線の吸収の度合いを表す吸収像Ｉａと、被写体ＳによるＸ線の位相の変化を表す位相微分像Ｉｄと、被写体Ｓがある場合とない場合とのＸ線の鮮明さの変化を表す暗視野像Ｉｖとを取得し、記憶部５２に出力する。
【００３９】
（吸収像、位相微分像および暗視野像の取得）
以下では、図３〜図５に基づいて、吸収像Ｉａ、位相微分像Ｉｄおよび暗視野像Ｉｖの取得について説明する。吸収像Ｉａ、位相微分像Ｉｄおよび暗視野像Ｉｖは、被写体Ｓがない場合のＸ線画像Ｉｒと、被写体Ｓを載置した場合のＸ線画像Ｉｓとの比較により得られる。
【００４０】
Ｘ線画像ＩｒおよびＸ線画像Ｉｓを、吸収格子部Ｇ２の位置（格子位置）を変えて複数回撮像する。また、比較のために、Ｘ線画像ＩｒおよびＩｓは、それぞれ対応する同一の格子位置において撮像される。図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）は、結像格子部Ｇ１により生じる自己像Ｇ０と吸収格子部Ｇ２との位置関係を示している。図３（ａ）〜（ｃ）は、いずれも、Ｘ線撮像方向から見た図である。自己像Ｇ０は、白塗りで表される長方形の中が干渉によりＸ線が強め合う部分に対応している、それ以外の部分が干渉により弱め合う部分に対応している。図３（ａ）〜（ｃ）のように、タルボ距離ｚpにおける格子像である自己像Ｇ０は、結像格子部Ｇ１の形状を反映したＸ線の明暗の縞になっている。また、吸収格子部Ｇ２は、斜線で表される長方形の中が吸収部材２ａに対応している。
【００４１】
ここで、吸収格子部Ｇ２は、自己像Ｇ０と略重なるように構成されている。そのため、図３（ａ）のように、自己像Ｇ０と吸収格子部Ｇ２の吸収部材とを重ねて配置することにより、自己像Ｇ０のＸ線を遮断することができる。ただし、わかりやすくするために、吸収格子部Ｇ２を左右方向（Ｙ方向）に少しずらした状態で示している。吸収格子部Ｇ２を上下方向（Ｘ方向）に一定間隔で移動させて、それぞれの格子位置においてＸ線画像ＩｒおよびＸ線画像Ｉｓを撮像する。図３（ｂ）は、吸収格子部Ｇ２が自己像Ｇ０に略半分だけ重なるように、下側にずらして配置した状態を示している。また、図３（ｃ）は、吸収格子部Ｇ２と自己像Ｇ０とが重ならないように、さらに下側にずらして配置した状態を示している。
【００４２】
図３（ｄ）は、被写体ＳがＸ線の経路上にある状態とない状態とで取得した、各格子位置（各ステップ）に対応するＸ線画像ＩｒとＸ線画像Ｉｓとの一の画素の画素値（たとえば、Ｘ線検出量の大きさを表す輝度値）のステップカーブである。縦軸は、検出されたＸ線の強度を表している。横軸は、撮像の格子位置（ステップ）の番号（移動距離）を表している。このようなステップカーブは、全ての画素について取得される。画素値は、それぞれ８ステップ（８つの格子位置）において取得されている。図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）は、それぞれ点線で示される格子位置（ステップ）の番号（移動距離）３、５および７に対応している。図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）では、吸収格子部Ｇ２におけるＸ線吸収により、画素値がこの順で低下している。また、図３（ａ）の格子位置は画素値が最小のステップに対応し、図３（ｃ）の格子位置は画素値が最大のステップに対応している。被写体Ｓのある場合とない場合とで、ステップカーブの形状にも歪み（被写体Ｓの有無による差異）が生じている。なお、被写体Ｓを撮像途中に調整機構部３に対して動かさないように、被写体Ｓのない状態のステップカーブを取得し終えた後に、被写体Ｓを載置した状態のステップカーブを取得する。
【００４３】
上記のようにして得られた、被写体Ｓがない場合（Ｘ線画像Ｉｒ）および被写体Ｓがある場合（Ｘ線画像Ｉｓ）の２本のステップカーブを、各画素について比較する。図４は、ある一の画素について得られるステップカーブである。被写体Ｓがない場合（ｒ）および被写体Ｓがある場合（ｓ）のそれぞれのステップカーブから、平均強度ＣｒおよびＣｓ、振幅ＡｒおよびＡｓ、位相差ΔΦが得られる。これにより、各画素において、平均強度の比Ｔ、位相変化の大きさΔΦ、鮮明さ（振幅を平均強度で規格化したもの）の比ｖが得られる。Ｔ、ΔΦおよびｖは下記の式（３）〜（５）により表される。
【数３】
0006741080.tif 000004
【数４】
0006741080.tif 000005
【数５】
0006741080.tif 000006
【００４４】
ここで、ＩｒｍａｘおよびＩｒｍｉｎは、被写体Ｓがない場合のステップカーブの最大値および最小値である。また、ＩｓｍａｘおよびＩｓｍｉｎは、被写体Ｓがある場合のステップカーブの最大値および最小値である。
【００４５】
これらの値により、図５に示すような、果実Ｓａ（被写体Ｓの一例）の吸収像Ｉａ、位相微分像Ｉｄおよび暗視野像Ｉｖが得られる。図５（ａ）に示す、各画素における平均強度の比Ｔを画像化したものが吸収像Ｉａである。吸収像Ｉａは、被写体により吸収されたＸ線の吸収の度合いを表している。また、図５（ｂ）に示す、各画素における位相変化の大きさΔΦを画像化したものが位相微分像Ｉｄである。位相の変化は、媒質の有する屈折率の違いにより起こるので、位相微分像Ｉｄは、媒質の境界面など比較的浅い位置の情報が得られる。なお、果実Ｓａの上端では黒く、下端では白く果皮が撮像されているのは、位相変化の大きさが正負を含めて取得されているのを反映している。また、図５（ｃ）に示す、各画素における鮮明さの比ｖを画像化したものが暗視野像Ｉｖである。被写体の有する微小構造によるＸ線の散乱（小角散乱）に起因して、被写体Ｓのない場合と比較して、検出部２に入射する位相の揃ったＸ線の量が相対的に減少する。その結果、位相の揃ったＸ線による干渉の度合いが減少するため、ステップカーブの最大値と最小値との差（強め合いと弱め合いとの度合いの差）が小さくなり、鮮明さが低下する。
【００４６】
図５（ｃ）は、撮像後に撮像方向と垂直に切断した果実Ｓａの断面である。吸収の度合いは、原子核の重さに依存するので、軽元素において小さく、撮像が難しい。しかしながら、位相の変化および散乱は、軽元素においても吸収の度合いに比べて大きく、撮像することが可能である。実際に、吸収像Ｉａでは得られない種子、果皮、維管束、子房室などの構造の情報が位相微分像Ｉｄおよび暗視野像Ｉｖにおいて得られていることがわかる。特に、暗視野像Ｉｖにおいては、果皮、種子や維管束の有する小細胞や多孔質等の微細構造（微小粒子）による散乱が撮像されている。また、暗視野像Ｉｖにおいて、Ｘ線の波長λと同程度の大きさの構造（微小粒子）による散乱が良好に撮像される。
【００４７】
（暗視野像のコントラスト）
ここで、図６および図７に基づいて、暗視野像Ｉｖのコントラストについてより詳細に説明する。
【００４８】
まず、図６に基づいて、微小粒子による散乱（小角散乱）について説明する。図５に示すように、一の微小粒子を球形として近似した場合、微小粒子に入射した略平行なＸ線の束は、図６（ａ）または図６（ｂ）のように散乱される。ここで、ｎ1は、微粒子外部の媒質の屈折率であり、ｎ2は、微粒子の屈折率である。図６（ａ）は、微小粒子（球）の中心から拡散されるように散乱が生じている。また、図６（ｂ）は、微小粒子（球）の中心に収束するように散乱が生じている。ただし、図６（ｂ）においても、十分遠方では入射したＸ線の束は拡散される。図６（ａ）および図６（ｂ）のいずれの散乱が起こるかは、屈折率ｎ1、ｎ2と、Ｘ線の波長λとで決まる。一般に、入射光が可視光となる領域では、図６（ａ）の散乱が起こり、入射光がＸ線（放射線）となる領域では、図６（ｂ）の散乱が起こることが知られている。また、図６（ａ）および図６（ｂ）のいずれにおいても、入射光は、微小粒子のエッジ（境界部分）に近づくほど、より大きな角度の散乱を受ける。
【００４９】
次に、図７に基づいて、果実Ｓａの果皮による散乱を説明する。果皮の表面ほど微小粒子を多く含むので、Ｘ線の散乱は起こりやすい。図７の（図４と同じ）暗視野像Ｉｖ中の果皮は、上下端（Ｘ方向における端）においては明瞭に撮像されているが、左右端（Ｙ方向における端）においてはほとんど撮像されていない。これらの散乱の感度の違いは、結像格子部Ｇ１および吸収格子部Ｇ２の有する格子の方向に依存している。
【００５０】
ここで、果皮を微小粒子の薄い層と仮定し、微小粒子のエッジによる散乱のみを考える。また、上端および左端における果皮の微粒子層は、正面における果皮の微粒子層をそれぞれＹ軸およびＸ軸を中心として回転させた構造と略一致する。果皮の微粒子層に対してＸ線が正面から入射する場合には、Ｘ線が通過する領域の微粒子の数密度（エッジの量）はわずかであるため、散乱はわずかなＸ線にしか生じない。一方で、果皮の微粒子層に対して斜めに入射する場合には、Ｘ線が通過する領域の微粒子の数密度（エッジの量）は比較的大きいため、散乱されるＸ線の割合も大きくなる。すなわち、果実Ｓａの輪郭にあたる部分では散乱されるＸ線の割合が大きくなる。
【００５１】
果皮の端部では、方向は異なるものの、ほぼ同じ量の散乱が生じていると考えられる。しかしながら、自己像Ｇ０の歪み（差異）は、格子（結像格子部Ｇ１および吸収格子部Ｇ２）の延びる方向に対して、垂直方向であるＸ方向に生じた場合にしか検出することができない。そのため、格子の延びる方向であるＹ方向に生じた自己像Ｇ０の歪み（散乱などによる鮮明さの差異）は、検出されない。
【００５２】
上記のように、結像格子部Ｇ１、吸収格子部Ｇ２および光源格子部Ｇ３をタルボ距離にしたがって適切に配置したとしても、被写体Ｓにより生じるＸ線の散乱の方向と格子の延びる方向との関係性によって、暗視野像Ｉｖのコントラストが適切に得られるとは限らない。そこで、制御部５は、調整機構部３に、暗視野像Ｉｖのコントラストを十分に得るために、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整させる。
【００５３】
（暗視野像のコントラスト調整）
以下では、図８および図９に基づいて、暗視野像Ｉｖのコントラスト調整について説明する。Ｘ線源１、検出部２、結像格子部Ｇ１、吸収格子部Ｇ２および光源格子部Ｇ３の相対的な位置は、自己像が適切に撮像されるように既に調整がされているとし、暗視野像のコントラスト調整において固定する。ただし、ステップカーブを得るための吸収格子部Ｇ２の上下動（結像格子部Ｇ１に対するＸ方向の相対的な移動）は除く。
【００５４】
すなわち、調整機構部３は、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整する際に、吸収格子部Ｇ２および光源格子部Ｇ３と、結像格子部Ｇ１との相対的な位置を維持するように構成されている。
【００５５】
また、調整機構部３は、Ｘ線源１および検出部２の結像格子部Ｇ１に対する相対的な位置を維持しながら、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整するように構成されている。
【００５６】
ここで、本実施形態では、制御部５は、各々の暗視野像Ｉｖ中の関心領域ＲＯＩのコントラストを取得するとともに、取得された各々のコントラストに基づいて、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整するように調整機構部３を制御する。
【００５７】
また、制御部５は、暗視野像Ｉｖのコントラストを、関心領域ＲＯＩ中の画素値の平均値ＩROIと背景領域ＢＧ中の画素値の平均値にＩBGとの差の絶対値に基づいて取得するように構成されている。
【００５８】
具体的には、制御部５（画像処理部５４）は、ある一の固定された位置（結像格子部Ｇ１に対する角度を含む相対的な位置）に被写体Ｓを載置した状態で暗視野像Ｉｖ、吸収像Ｉａおよび位相微分像Ｉｄを取得する。このとき、制御部５は、暗視野像Ｉｖにおいて、被写体Ｓ内に設定された関心領域ＲＯＩ中のコントラストを取得する。この時、コントラストは、図８に示す、被写体Ｓに設定された関心領域ＲＯＩ内の画素の画素値（たとえば、鮮明さの比の大きさを表す輝度値）の平均値ＩROIと被写体Ｓの映りこまない領域である背景領域ＢＧ内の画素の画素値の平均値ＩBGとの差の絶対値により求める。すなわち、関心領域ＲＯＩ内のコントラストをαとすると、下記の式（６）により算出される。
【数６】
0006741080.tif 000007
【００５９】
そして、関心領域ＲＯＩ中のコントラストが十分に大きくなるように、取得された関心領域ＲＯＩ中のコントラストに基づいて調整機構部３に被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を変化させる。また、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との新たな相対的な位置に対して、暗視野像Ｉｖ、吸収像Ｉａおよび位相微分像Ｉｄを取得する。なお、関心領域ＲＯＩおよび背景領域ＢＧは、大きく取るほうがＸ線源の照射ムラ（ノイズ）による影響が少なく、Ｓ／Ｎ比が良好となる。
【００６０】
また、制御部５は、調整機構部３に、関心領域ＲＯＩのコントラストが相対的に高くなる暗視野像Ｉｖに対応するように、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整させる。
【００６１】
具体的には、制御部５は、調整機構部３に、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との新しい相対的な位置において、変化させる前の位置よりも暗視野像Ｉｖの関心領域ＲＯＩ中のコントラストが大きくなるように調整させる。
【００６２】
また、制御部５は、取得された各々の暗視野像Ｉｖのコントラストに基づいて、被写体と結像格子部Ｇ１との相対的な位置を変化させる場合に、関心領域ＲＯＩの位置をコントラストに基づいて、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置の変化に追随させるように構成されている。
【００６３】
具体的には、被写体Ｓが載置されている調整機構部３の台の位置パラメータは、制御部５によって制御されている。これにより、制御部５（駆動制御部５３）は、調整機構部３の被写体Ｓを載置される台の位置パラメータを変化させる場合に、撮像されるＸ線画像Ｉに対して、載置された被写体Ｓがどのように動くかがわかっている。したがって、制御部５は、位置パラメータを介して、Ｘ線画像Ｉにおいて、被写体Ｓ内に設定された関心領域ＲＯＩを、被写体Ｓの動きに追随させることができる。
【００６４】
また、制御部５は、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との複数の相対的な位置に対して、暗視野像Ｉｖおよび被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置の情報を各々取得するとともに、暗視野像Ｉｖと相対的な位置の情報とを関連付けて記憶するように構成されている。
【００６５】
具体的には、制御部５（記憶部５２）は、複数の暗視野像Ｉｖを得るための、被写体Ｓの結像格子部Ｇ１に対する相対的な位置である調整機構部３の位置パラメータを、Ｘ線を撮像するたびに取得し、Ｘ線画像Ｉと関連付けて記憶する。また、制御部５（記憶部５２）は、ステップカーブを得るための、吸収格子部Ｇ２の結像格子部Ｇ１に対する相対的な位置（上下方向位置）である移動機構部４の位置パラメータを、Ｘ線を撮像するたびに取得し、Ｘ線画像Ｉと関連付けて記憶する。なお、それぞれの位置パラメータを取得するタイミングは、撮像のたびではなく、位置パラメータを変更するたびに取得するように構成してもよい。
【００６６】
また、制御部５は、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１とのうち、少なくとも一方を、第１方向において得られた複数の暗視野像の関心領域ＲＯＩのコントラストが最大であると判断される被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置から、第１方向とは異なる第２方向における被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との複数の相対的な位置に移動させて、暗視野像Ｉｖのコントラストを増加させるように構成されている。
【００６７】
具体的には、調整機構部３による、結像格子部Ｇ１に対する被写体Ｓの相対的な位置の移動は、最大６方向（図２参照）存在する。ここで、制御部５は、使用者により移動方向および移動範囲の入力がされると、関心領域ＲＯＩ中のコントラストを効率的に増加させるための、使用者の指定または事前の設定による優先順位に基づいて、一の移動方向（たとえば、Ｚ軸回転方向）を決定する。被写体Ｓの初期位置において、吸収格子部Ｇ２の位置を変化させて、暗視野像Ｉｖ、吸収像Ｉａおよび位相微分像Ｉｄ（以下、３つの像）を取得する。以降、決定された一の方向および範囲において、あるステップ（回数）で被写体Ｓの結像格子部Ｇ１に対する相対的な位置を移動させ、それぞれの位置ごとに３つの像を取得する。ステップの数は、撮像時間および３つの像の得たい精度などから決める。
【００６８】
次に、制御部５は、一の移動方向（たとえば、Ｚ軸回転）に基づいて３つの像を取得し終えた後に、得られた複数の相対的な位置における暗視野像Ｉｖの、各々の関心領域ＲＯＩ内のコントラストを計算する。そして、コントラストが最大となる暗視野像Ｉｖｍａｘを特定し、被写体Ｓの位置を対応する位置に戻す。すなわち、制御部５は、調整機構部３に、暗視野像Ｉｖｍａｘと対応する位置パラメータに再度調整させる。
【００６９】
このとき、被写体Ｓの関心領域ＲＯＩ内のコントラストは、第１方向（上記一の方向。たとえば、Ｚ軸回転方向）の測定範囲では最大となっている。そこで、制御部５は、第２方向（たとえば、Ｙ軸回転方向）において、被写体Ｓの結像格子部Ｇ１に対する位置を変化させ、各位置に対するコントラストを取得する。そして、制御部５は、第２方向内の移動で得られたコントラストと、第１方向内で得られた最大のコントラストとを比較し、新たに最大となるコントラストの位置に被写体Ｓを移動させる。さらに、制御部５は、第３、第４…、の方向（たとえば、Ｘ並進移動など）に対しても、同様の撮像を行い、入力または設定された全方向について撮像を終了させる。
【００７０】
なお、被写体Ｓの位置を変化させて撮像する場合に、被写体Ｓの移動量は、調整機構部３の移動精度、被写体の関心領域の大きさおよび撮像にかかる時間などから決める。例として、被写体Ｓを０．１度刻みに５度の範囲で回転させる場合は、暗視野像Ｉｖの撮像回数は５０回となる。
【００７１】
図９は、細かい繊維を編みこんだ繊維素材Ｓｂ（被写体Ｓの一例）の図である。繊維素材Ｓｂは、図９（ａ）に示すように、繊維の編みこまれる方向（左右または上下）が異なる領域を有し、可視光領域において、市松模様のように見える。ここで、Ｘ線を繊維素材入射させるとすると、繊維の延びる方向にしたがって散乱される方向が異なる。このため、暗視野像Ｉｖも市松模様を反映した像となる。このとき、入射するＸ線に対して繊維素材Ｓｂの角度を変えることにより、繊維の方向に対する入射角度が変化する。これにより、Ｘ線の散乱が起こる割合が増減するので、暗視野像Ｉｖの関心領域ＲＯＩ内のコントラストが変化する
【００７２】
図９（ｂ）に示すように、Ｘ線の入射角度に対して浅い角度となるように繊維素材Ｓｂを載置した場合には、繊維の構造はそれほど明瞭に現れていない。一方で、図９（ｃ）に示すように、Ｘ線の入射角度に対して深い角度となるように繊維素材Ｓｂを載置した場合には、繊維の構造が明瞭に現れている。すなわち、繊維素材ＳｂをＸ軸回転方向に移動させることにより、暗視野像のコントラストを増加させることができる。このように、繊維素材Ｓｂ（被写体Ｓ）のＸ線照射方向に対する相対的な位置（すなわち、結像格子部Ｇ１に対する相対的な位置）を変化させることによって、暗視野像Ｉｖのコントラストを増加させることができる。なお、繊維素材Ｓｂのコントラストが低くなる、格子の延びる方向と逆の方向に延びる繊維の領域を撮像する場合には、たとえば、繊維素材Ｓｂを、Ｘ線照射方向に垂直な面内で回転（Ｚ軸回転方向に移動）させればよい。
【００７３】
同様に、たとえば、果実Ｓａ（図７参照）の左端部分の果皮による散乱を撮像したい場合には、果実ＳａをＺ軸回転方向に９０度移動させて、見たい部分（関心領域）の果皮を上端または下端にくるように調整する。また、たとえば、果実Ｓａの正面部分の果皮による散乱を撮像したい場合には、果実ＳａをＹ軸回転方向に移動させて、見たい部分の果皮を上端または下端にくるように調整する。
【００７４】
本実施形態のＸ線位相イメージング装置１００は、上記撮像および位置の調整を行うことにより、暗視野像Ｉｖ、吸収像Ｉａおよび位相微分像Ｉｄを取得するとともに、暗視野像Ｉｖのコントラストを最大化することができる。
【００７５】
以下では、図１０および図１１に示すフローチャートに基づいて、制御部５によるＸ線画像取得処理および暗視野像コントラスト調整処理を説明する。
【００７６】
（Ｘ線画像取得処理）
まず、図１０に基づいて、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との、一の固定された相対的な位置において、暗視野像Ｉｖ、吸収像Ｉａおよび位相微分像Ｉｄを取得するＸ線画像取得処理を説明する。なお、被写体Ｓを載置しない場合のＸ線画像Ｉｒの撮像手順も以下と同様である。また、先に被写体なしのＸ線画像Ｉｒを全て取得し終えた後に、被写体ありのＸ線画像Ｉｓを取得する。
【００７７】
Ｘ線位相イメージング装置１００において、Ｘ線撮像が開始されると、ステップＳ１において、制御部５は、移動機構部４に、吸収格子部Ｇ２を初期位置に移動させて、ステップＳ２に進む。初期位置は、たとえば、ステップカーブの端点の一方に対応する位置である。
【００７８】
ステップＳ２において、制御部５は、調整機構部３および移動機構部４の位置パラメータの情報を取得し、ステップＳ３に進む。なお、位置パラメータは、被写体Ｓの位置（撮像位置）および吸収格子部Ｇ２の位置（格子位置）を定めるための、調整機構部３および移動機構部４の制御パラメータである。
【００７９】
ステップＳ３において、制御部５は、Ｘ線源１にＸ線を照射させ、検出部２により検出されたＸ線画像Ｉのデータを取得する。そして、制御部５は、取得したＸ線画像Ｉのデータと各種位置パラメータとを関連付けて記憶し、ステップＳ４に進む。
【００８０】
ステップＳ４において、制御部５は、吸収格子部Ｇ２の格子位置（撮像のステップ）が終端であれば（ＹＥＳ）、Ｘ線画像取得処理を終了する。また、ステップＳ４において、吸収格子部Ｇ２の撮像対象となる格子位置（撮像のステップ）がまだ残っており、終端でなければ（ＮＯ）、ステップＳ５に進む。
【００８１】
ステップＳ５において、制御部５は、吸収格子部Ｇ２を次の格子位置（撮像のステップ）に移動させ、ステップＳ２に戻る。
【００８２】
上記のように、本実施形態のＸ線位相イメージング装置１００は、ステップＳ２からステップＳ５までを繰り返すことにより、暗視野像Ｉｖ、吸収像Ｉａおよび位相微分像Ｉｄを取得するために必要なステップカーブの元となる複数のＸ線画像Ｉを取得することができる。
【００８３】
（暗視野像コントラスト調整処理）
次に、図１１に基づいて、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を変化させながら、暗視野像Ｉｖ、吸収像Ｉａおよび位相微分像Ｉｄを取得するとともに、取得される暗視野像Ｉｖの関心領域ＲＯＩ中のコントラストを最大化する暗視野像コントラスト調整処理を説明する。
【００８４】
暗視野像コントラスト調整処理が開始されると、ステップＳ１１において、制御部５は、移動方向および移動範囲の入力、または、事前に設定された範囲内での撮像の指示があれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に進む。移動方向等の入力がなければ、ステップＳ１１に戻る。
【００８５】
ステップＳ１２において、制御部５は、使用者の入力、または、事前の設定に基づいて、一の移動方向（たとえば、Ｚ軸回転方向など）を決定し、ステップＳ１３に進む。なお、移動方向の入力または設定は、少なくとも１方向あればよい。
【００８６】
ステップＳ１３において、制御部５は、Ｘ線画像取得処理（図１０のステップＳ１〜Ｓ５参照）を行い、ステップＳ１４に進む。
【００８７】
ステップＳ１４において、制御部５は、移動方向内で撮像の対象となる撮像位置（被写体Ｓの結像格子部Ｇ１に対する相対位置、ステップ）が終端であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１６に進む。また、制御部５は、移動方向内で撮像位置（ステップ）が終端ではなく（ＮＯ）、まだ撮像の対象となる撮像位置が残っていれば、ステップＳ１５に進む。
【００８８】
ステップＳ１５において、制御部５は、調整機構部３により、被写体Ｓを次の撮像位置（ステップ）に移動させて、ステップＳ１３に戻る。
【００８９】
ステップＳ１６において、制御部５は、得られた複数の撮像位置における暗視野像Ｉｖの関心領域ＲＯＩ内のコントラストを取得（算出）し、ステップＳ１７に進む。
【００９０】
ステップＳ１７において、制御部５は、取得した暗視野像Ｉｖの関心領域ＲＯＩ内のコントラストのうち、全移動方向において最大となる暗視野像Ｉｖｍａｘに対応する位置に被写体Ｓを再度移動させ、ステップＳ１８に進む。
【００９１】
ステップＳ１８において、制御部５は、予定されている全移動方向に対して撮像が終了したか否かを取得し、撮像が全て終了していれば（ＹＥＳ）、暗視野像コントラスト調整処理を終了する。また、制御部５は、予定されている全移動方向に対して撮像が全て終了しおらず（ＮＯ）、他の移動方向が残っていれば、ステップＳ１９に進む。
【００９２】
ステップＳ１９において、制御部５は、使用者の入力、または、事前の設定に基づいて、被写体Ｓの新たな移動方向を設定し、ステップＳ１３に戻る。
【００９３】
上記のように、本実施形態のＸ線位相イメージング装置１００は、ステップＳ１３からステップＳ１９までを繰り返すことにより、暗視野像Ｉｖのコントラストを最大化するように調整することができる。
【００９４】
（実施形態の効果）
本発明の実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００９５】
本実施形態では、上記のように、制御部５は、調整機構部３により変化させられた被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との複数の相対的な位置の各々に対して、検出部２により検出されたＸ線の信号に基づいて被写体Ｓがある場合とない場合とのＸ線の鮮明さの変化を表す暗視野像Ｉｖをそれぞれ生成して、各々の暗視野像Ｉｖ中の関心領域ＲＯＩのコントラストを取得するとともに、取得された各々のコントラストに基づいて、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整する。これにより、暗視野像Ｉｖ中の被写体Ｓのコントラストに基づいて被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整することにより、暗視野像Ｉｖ中の被写体Ｓの関心領域ＲＯＩにおいてコントラストを十分に得ることができる。
【００９６】
また、本実施形態では、上記のように、制御部５は、調整機構部３に、関心領域ＲＯＩのコントラストが相対的に高くなる暗視野像Ｉｖに対応するように、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整させる。これにより、コントラストが不十分な場合に、コントラストが相対的に高くなるように被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整することができるので、関心領域ＲＯＩにおいて十分な大きさのコントラストを有する暗視野像Ｉｖを容易に取得することができる。
【００９７】
また、本実施形態では、上記のように、制御部５を、取得された暗視野像Ｉｖの各々のコントラストに基づいて、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を変化させる場合に、関心領域ＲＯＩの位置をコントラストに基づいて、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置の変化に追随させるように構成する。これにより、暗視野像Ｉｖに設定された関心領域ＲＯＩに対して被写体Ｓが動いた場合にも暗視野像Ｉｖ中の関心領域ＲＯＩの位置が追随するので、暗視野像Ｉｖに設定された関心領域ＲＯＩが被写体Ｓ中の本来の関心領域ＲＯＩから外れることがない。
【００９８】
また、本実施形態では、上記のように、制御部５を、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との複数の相対的な位置に対して、暗視野像Ｉｖおよび被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置の情報（調整機構部３および移動機構部４の位置パラメータ）を各々取得するとともに、暗視野像Ｉｖと相対的な位置の情報（調整機構部３および移動機構部４の位置パラメータ）とを関連付けて記憶するように構成する。これにより、暗視野像Ｉｖと相対的な位置とが関連付けられた状態で記憶されているので、暗視野像Ｉｖが得られた時点の被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置からずらされた後でも、暗視野像Ｉｖが得られた時点の被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置に再度調整し、位置関係を戻すことができる。すなわち、所望のコントラストが得られた状態に対応する被写体Ｓと結像格子部との相対的な位置となるように、容易に調整し直すことができる。
【００９９】
また、本実施形態では、上記のように、制御部５を、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１とのうち、少なくとも一方を、第１方向において得られた複数の暗視野像Ｉｖの関心領域のコントラストが最大であると判断される被写体Ｓと結像格子部との相対的な位置から、第１方向とは異なる第２方向における被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との複数の相対的な位置に移動させて、暗視野像Ｉｖのコントラストを増加させるように構成する。これにより、第１方向で関心領域ＲＯＩのコントラストが最大となる被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置関係から第２方向への相対的な位置の移動を始めることができる。その結果、既に得られた第１方向に対する最大のコントラストに対して、第２方向への相対的な位置の移動（位置の変動）によるコントラストの増加がさらに起こるかを調べることにより、効率よくコントラストを増加させることができる。
【０１００】
また、本実施形態では、上記のように、制御部５を、暗視野像Ｉｖのコントラストを、関心領域ＲＯＩの画素値（たとえば、鮮明さの比の大きさを表す輝度値）の平均値と背景領域ＢＧ中の画素値の平均値との差の絶対値に基づいて取得するように構成する。これにより、略一定の値になっている背景領域ＢＧ中の画素値を基準にして関心領域ＲＯＩの中の画素値を比較することができるので、容易にかつ精度よく暗視野像中の関心領域ＲＯＩのコントラストを取得することができる。
【０１０１】
また、本実施形態では、上記のように、Ｘ線源１と検出部２との間に配置されるとともに、Ｘ線源１から見て被写体Ｓおよび結像格子部Ｇ１の後方に配置され、結像格子部Ｇ１により生成された格子像（たとえば、自己像Ｇ０）を検出するための吸収格子部Ｇ２、および、Ｘ線源１と検出部２との間に配置されるとともに、Ｘ線源１から見て被写体Ｓおよび結像格子部Ｇ１の前方に配置され、通過したＸ線が干渉するように位相を揃えるための光源格子部Ｇ３をさらに備え、調整機構部３を、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整する際に、吸収格子部Ｇ２および光源格子部Ｇ３と、結像格子部Ｇ１との相対的な位置を維持するように構成する。これにより、光源格子部Ｇ３により位相が揃えられたＸ線が干渉するので、Ｘ線源１から照射された時点でのＸ線の位相が揃っているかどうかに関わらず、結像格子部Ｇ１による明瞭な格子像（たとえば、自己像Ｇ０）を得ることができる。また、吸収格子部Ｇ２により、結像格子部Ｇ１によって生じる格子像に対応するＸ線を格子像の形状に基づいて吸収するので、結像格子部Ｇ１による明瞭な格子像（たとえば、自己像Ｇ０）を得ることができる。また、吸収格子部Ｇ２および光源格子部Ｇ３と、結像格子部Ｇ１との相対的な位置を維持しながら、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整するので、明瞭な暗視野像Ｉｖが得られる状態を維持しながら、暗視野像Ｉｖの関心領域ＲＯＩにおけるコントラストを向上させることができる。
【０１０２】
また、本実施形態では、上記のように、調整機構部３を、Ｘ線源１および検出部２の結像格子部Ｇ１に対する相対的な位置を維持しながら、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整するように構成する。これにより、Ｘ線源１および検出部２の結像格子部Ｇ１に対する相対的な位置を維持しながら、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を調整するので、明瞭な暗視野像Ｉｖが得られる状態を維持しながら、暗視野像Ｉｖの関心領域ＲＯＩにおけるコントラストを向上させることができる。
【０１０３】
また、本実施形態では、上記のように、制御部５は、被写体ＳによるＸ線の吸収の度合いを表す吸収像Ｉａと、被写体ＳによるＸ線の位相の変化を表す位相微分像Ｉｄとをさらに取得するように構成されている。これにより、得られたＸ線検出の情報（複数のＸ線画像ＩｓおよびＩｒによるステップカーブ）から、暗視野像Ｉｖに加えて、吸収像Ｉａと位相微分像Ｉｄとを取得することができるので、被写体Ｓのより多面的な解析をすることができる。
【０１０４】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【０１０５】
なお、上記実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
【０１０６】
たとえば、上記実施形態では、暗視野像Ｉｖの関心領域ＲＯＩ中のコントラストを最大化する場合に、一方向に対して１回の連続的な撮像を行うように構成したが、本発明はこれに限られない。本発明では、一方向に対して複数回の連続的な撮像を行うように構成してもよい。この場合、制御部５は、ある一方向に対して、大きな単位（たとえば、１０μｍや１度）ごとに被写体Ｓを移動させて撮像を行い、コントラストが最大となった位置を一旦取得するように構成する。その後、コントラストが最大となった位置を中心として、新たに小さな単位（たとえば、１μｍや０．１度）ごとに被写体Ｓを移動させて撮像を行い、改めてコントラストが最大となる位置を取得するように構成する。この場合、たとえば、第１方向と第２方向とは、同一の方向である。これにより、撮像回数を減らすことができるので、Ｘ線の照射量の減少および撮像時間の短縮を図ることができる。
【０１０７】
また、上記実施形態では、取得した暗視野像Ｉｖのコントラストを、一の移動方向に対する撮像を終えた後に比較するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、一の移動方向に対する撮像の途中において、リアルタイムに暗視野像Ｉｖのコントラストを取得し、比較するように構成してもよい。この場合、制御部５は、暗視野像Ｉｖの関心領域ＲＯＩ中のコントラストが増加するように、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を変化させる。具体的には、第１方向に移動させながらＸ線画像の撮像を行い、撮像の途中でコントラストが増加から減少に変化した位置（コントラストの極大値）を最大値（極大値）として取得する。また、制御部５は、第１方向に対する移動を打ち切る。そして、制御部５は、第１方向においてコントラストが増加から減少に変化した位置（コントラストの極大値）から、第２方向における撮像を開始し、同様にして、コントラストを増加させるように被写体Ｓの位置を調整する。これにより、全ての撮像範囲を撮像することなく暗視野像Ｉｖの増加する位置を取得するので、Ｘ線の照射量の減少および撮像時間の短縮を図ることができる。
【０１０８】
また、上記実施形態では、暗視野像のコントラスト像を最大化させる場合に、全ての暗視野像Ｉｖにおいて、関心領域ＲＯＩ内のコントラストが最大となるものを取得する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部５は、関心領域ＲＯＩの比較的視認性のよい暗視野像Ｉｖの中からのみ、コントラストが最大になるように選択してもよい。また、制御部５は、吸収像Ｉａや位相微分像Ｉｄの撮像の具合をさらに加味してコントラスト調整をしてもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態では、暗視野像Ｉｖの関心領域ＲＯＩ中のコントラストを、関心領域ＲＯＩ中の画素値の平均値ＩROIと背景領域ＢＧ中の画素値の平均値ＩBGとの差の絶対値に基づいて取得（算出）する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部５は、他の方法（たとえば、領域中の画素値の中央値の差の絶対値により取得する方法）によりコントラストを取得してもよい。
【０１１０】
また、上記実施形態では、各格子部（結像格子部Ｇ１、吸収格子部Ｇ２および光源格子部Ｇ３）の有する格子が一次元方向にのみ延びている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１２のように、各格子部の有する格子の延びる方向が二次元方向（二方向）であってもよい。ここで、Ｘ方向（上下方向）の周期（ピッチ）ｄXおよびＹ方向（水平方向）の周期（ピッチ）ｄYは、それぞれ適切に設定される。この場合、Ｘ方向およびＹ方向の格子像の歪み（被写体の有無による差異）を同時に検出することができる。ただし、この場合でも、斜め方向（４５度方向および１３５度方向）における格子像の歪みは検出されにくい。そのため、二次元構造を有する格子を用いた場合でも、暗視野像Ｉｖのコントラスト調整は行われる。なお、格子の方向が一次元方向であれば、Ｘ線の吸収量が少なく明るい画像が得られる。また、格子の方向が二次元方向であれば、上記のように二方向に対する格子像のゆがみを検出することができる。また、各格子部は、上記の形状に限らず、周期構造をもつ格子を広く用いてもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態では、自己像Ｇ０を撮像する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、自己像Ｇ０を生成しないタルボ次数ｐに対応する格子像を撮像してもよい。この場合も、特有の格子像から同様の暗視野像Ｉｖ、吸収像Ｉａおよび位相微分像Ｉｄを取得することができる。
【０１１２】
また、上記実施形態では、調整機構部３を、暗視野像Ｉｖのコントラスト調整に用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、調整機構部３を用いて、被写体Ｓの撮像範囲を変えて撮像することにより、得られた複数のＸ線画像Ｉを繋ぎ合わせるように構成してもよい。これにより、被写体Ｓのより大きな範囲を撮像することができる。
【０１１３】
また、上記実施形態では、３つの画像（暗視野像Ｉｖ、吸収像Ｉａおよび位相微分像Ｉｄ）を、吸収格子部Ｇ２を上下方向（格子に垂直な方向であるＸ方向）に移動させて得られたステップカーブに基づいて取得する、いわゆる縞走査法による画像解析の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、フーリエ変換法による画像解析により３つの画像を求めてもよい。フーリエ変換法では、吸収格子部Ｇ２を、結像格子部Ｇ１に対して水平な面内でわずかに回転（Ｚ軸回転）させる。これにより、検出部２で得られるＸ線画像Ｉは回転によるモアレ縞が生ずる。制御部５は、この回転によるモアレ縞にフーリエ変換および逆フーリエ変換を施して解析することにより、３つの像を取得することができる。フーリエ変換法では、得られる画像の解像度がモアレ縞の周期に制限されるものの、一枚のモアレ像から３つの像を取得することができるので、撮像時間を短縮することができる。
【０１１４】
また、上記実施形態では、ステップカーブを得るために撮像する吸収格子部Ｇ２の格子位置（ステップ）を８つとする例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、撮像する吸収格子部Ｇ２の格子位置は８でなくともよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、被写体Ｓが、Ｘ線源１から見て、結像格子部Ｇ１の前方に載置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被写体Ｓを、Ｘ線源から見て、結像格子部Ｇ１の後方かつ吸収格子部Ｇ２の前方に載置してもよい。具体的には、図１３に示すように、たとえば、Ｘ線位相イメージング装置２００では、被写体Ｓおよび調整機構３１は、結像格子部Ｇ１と吸収格子部Ｇ２との間に配置されている。
【０１１６】
また、上記実施形態では、被写体Ｓの載置される調整機構部３を動かすことにより、被写体Ｓを結像格子部Ｇ１に対して相対的に移動させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被写体Ｓ以外の構成を動かしてもよい。具体的には、たとえば、図１４に示すように、Ｘ線位相イメージング装置３００は、結像格子部Ｇ１を移動させるための調整機構部３２と、光源格子部Ｇ３を移動させるための調整機構部３３と、吸収格子部Ｇ２を移動させるための移動機構部４１をさらに備えてもよい。この場合、制御部５は、調整機構部３２、調整機構部３３および移動機構部４１により、結像格子部Ｇ１を移動させることにより、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を変化させる。また、制御部５は、このとき、結像格子部Ｇ１に対する吸収格子部Ｇ２および光源格子部Ｇ３の相対的な位置を維持しながら移動させる。なお、移動機構部４１による移動は、ステップカーブを得るための吸収格子部Ｇ２の移動と、被写体Ｓに対する吸収格子部Ｇ２の相対位置の移動とを兼ねている。また、この場合、調整機構部３はなく、被写体Ｓは調整機構を含まない載置台に置かれている。このため、被写体Ｓの位置は固定されたままである。
【０１１７】
また、たとえば、図１５に示すように、Ｘ線位相イメージング装置４００は、上記調整機構部３２、３３および移動機構部４１に加えて、Ｘ線源１を移動させるための調整機構部３４と、検出部２を移動させるための調整機構部３５とをさらに備えてもよい。このとき、結像格子部Ｇ１に対するＸ線源１、検出部２、吸収格子部Ｇ２および光源格子部Ｇ３の相対的な位置を維持しながら移動させる。この場合、制御部５は、たとえば、Ｘ線位相イメージング装置４００全体を被写体Ｓに対して移動させることにより、被写体Ｓと結像格子部Ｇ１との相対的な位置を変化させる。
【０１１８】
また、たとえば、図１６に示すように、Ｘ線位相イメージング装置５００は、結像格子部Ｇ１に対して、Ｘ線源１０、検出部２０、吸収格子部Ｇ２０および光源格子部Ｇ３０の相対的な位置を維持したまま各々を移動させるとともに、被写体Ｓを移動させてもよい。この場合、たとえば、被写体Ｓは天台に横臥した人体であり、天台の移動に伴って移動する。たとえば、結像格子部Ｇ１０等は矢印の方向に移動可能であり、天台は紙面に対して前後（奥と手前）方向に移動可能である。
【０１１９】
また、上記実施形態では、吸収格子部Ｇ２が配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、吸収格子部Ｇ２の配置を省略してもよい。この場合、検出部２の検出面は、結像格子による自己像Ｇ０の現れる位置に配置されるのが望ましい。具体的には、図１７に示すＸ線位相イメージング装置６００のようになる。ここで、検出部の２検出面と結像格子部Ｇ１との距離Ｌは、式（１）のｚpと等しくなるように構成する。このとき、検出部２は、結像格子部Ｇ１により生じる自己像（格子像）Ｇ０を直接検出するため、分解能の高い（１つ辺りの画素のサイズが小さい）高感度の検出器により構成するのが望ましい。なお、検出部２により検出される格子像は、自己像Ｇ０でなくてもよい。
【０１２０】
また、上記実施形態では、光源格子部Ｇ３が配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光源格子部Ｇ３の配置を省略してもよい。具体的には、図１８に示すＸ線位相イメージング装置７００のようになる。この場合、Ｘ線源１から照射されるＸ線の位相が揃っていなければならない。このため、Ｘ線源１は、たとえば、シンクロトロン放射光施設（加速器施設）やマイクロフォーカスＸ線源などにより構成する。また、光源格子部Ｇ３の代わりに、図示しない単スリット（一次元または点状の単一のスリット）に置き換えてもよい。
【０１２１】
また、上記実施形態では、結像格子部Ｇ１を通過したＸ線が回折による干渉を起こす位相型回折格子により構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、吸収型格子による結像格子部Ｇ１１を配置してもよい。具体的には、図１９に示すＸ線位相イメージング装置８００のようになる。この場合、結像格子部Ｇ１１の周期（ピッチ）であるｄ11は、Ｘ線による干渉が起こらない程度に比較的大きく構成されている。これにより、結像格子部Ｇ１１を通過（回折）したＸ線が干渉縞を生じない。その結果、結像格子部Ｇ１１が生成する格子像は、結像格子部Ｇ１１の吸収部材１１ａと透明部分とによるＸ線吸収を反映した、干渉によらない明暗の縞となる。この場合、格子像を取得する位置に自己像Ｇ０のような制約がないため、各格子部を比較的自由に配置することができる。また、結像格子部Ｇ１１の周期（ピッチ）を大きく取ることにより、吸収格子部Ｇ２および光源格子部Ｇ３の周期（ピッチ）もそれぞれ大きく取ることができる。これにより、各格子部の製造がそれぞれ容易となる。また、吸収型回折格子による結像格子部Ｇ１１の開口面積は、位相型回折格子による結像格子部Ｇ１よりも大型化することが容易である。これにより、１つの位置に対応する撮像において、比較的大きなＸ線画像Ｉを取得することができる。
【０１２２】
なお、上記被写体Ｓの配置の変更、相対的に移動させる対象（被写体Ｓおよび装置の構成の少なくともいずれか一方）の変更、吸収格子部Ｇ２の省略、光源格子部Ｇ３の省略および結像格子部Ｇ１の種類の変更は、互いに組み合わせてもよい。また、上記変形例によるＸ線位相イメージング装置２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００において、上記実施形態と同一の構成および効果については、その説明を省略した。
【０１２３】
また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部５によるＸ線画像取得処理および暗視野像コントラスト調整処理を「フロー駆動型」のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部５の処理をイベント単位で実行する「イベント駆動型」により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１、１０  Ｘ線源
２、２０  検出部
３、３１、３２、３３、３４、３５  調整機構部
４、４１  移動機構部
５  制御部
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００  Ｘ線位相イメージング装置
Ｇ１、Ｇ１０、Ｇ１１  結像格子部
Ｇ２、Ｇ２０  吸収格子部
Ｇ３、Ｇ３０  光源格子部
Ｉａ  吸収像
Ｉｄ  位相微分像
Ｉｖ  暗視野像
ＲＯＩ  関心領域
Ｓ  被写体
Ｓａ  果実
Ｓｂ  繊維素材
【図１】
0006741080.tif 000008
【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】
0006741080.tif 000023
【図１７】
0006741080.tif 000024
【図１８】
0006741080.tif 000025
【図１９】
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