(57)【要約】【課題】第１の格子と第２の格子の２つの格子を所定の間隔で平行に配列し、この格子を用いて位相コントラスト画像を取得する放射線画像撮影装置において、１回の撮影によって位相コントラスト画像を取得するための複数の縞画像を取得する。【解決手段】第１の格子および第２の格子のいずれか一方の格子を、画素に対応する単位で構成された単位格子２２ａを画素列方向に複数配列したものとするとともに、その複数の単位格子２２ａを、他方の格子の延伸方向に直交する方向について他方の格子に対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置し、第１および第２の格子を透過した放射線を放射線画像検出器によって検出した画像信号に基づいて、互いに異なる画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得し、その複数の縞画像の画像信号に基づいて位相コントラスト画像を生成する。【選択図】図３
2012143553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子構造が周期的に配置され、放射線源から射出された放射線を通過させて第１の周期パターン像を形成する第１の格子と、
格子構造が周期的に配置され、前記第１の周期パターン像が入射されて第２の周期パターン像を形成する第２の格子と、
該第２の格子により形成された第２の周期パターン像を検出する画素が２次元状に配列されるとともに、前記画素行が該画素行に直交する画素列方向に対して順次走査されて前記画素行毎の前記第２の周期パターン像に応じた画像信号が順次読み出される放射線画像検出器とを備えた放射線画像撮影装置であって、
前記第１の格子および前記第２の格子のいずれか一方の前記格子が、前記画素列方向に配列された画素に対応する単位で構成された単位格子を前記画素列方向に複数配列したものであるとともに、該複数の単位格子のそれぞれが、他方の前記格子の延伸方向に直交する方向について前記他方の格子に対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置されたものであり、
前記放射線画像検出器によって取得した画像信号に基づいて、互いに異なる前記画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得し、該取得した複数の縞画像の画像信号に基づいて放射線画像を生成する画像生成部を備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記単位格子が、矩形で形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記隣接する単位格子同志が該隣接部分において段差を形成していることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記第２の格子が、前記第１の格子からタルボ干渉距離の位置に配置され、
前記第１の格子のタルボ干渉効果によって形成される前記第１の周期パターン像に強度変調を与えるものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記第１の格子が、前記放射線を投影像として通過させて前記第１の周期パターン像を形成する吸収型格子であり、
前記第２の格子が、前記第１の格子を通過した前記投影像としての前記第１の周期パターン像に強度変調を与えるものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記第２の格子が、前記第１の格子から最小のタルボ干渉距離より短い距離に配置されていることを特徴とする請求項５記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記複数の単位格子の像が、前記他方の格子に対してＰ／Ｍずつ平行にシフトして配列されたものであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
ただし、Ｐは前記他方の格子のピッチ、Ｍは前記縞画像の数
【請求項８】
格子構造が周期的に配置され、放射線源から射出された放射線を通過させて周期パターン像を形成する格子と、
該格子によって形成された周期パターン像を透過する第１の電極層と、該第１の電極層を透過した前記周期パターン像の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、該光導電層において発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光を透過する線状電極が多数配列された第２の電極層とがこの順に積層され、前記読取光によって走査されることによって前記各線状電極に対応する画素毎の画像信号が読み出される放射線画像検出器とを備え、
前記電荷蓄積層が、前記線状電極の延伸方向に配列される画素に対応する単位で構成された単位格子パターンを前記延伸方向に複数配列したものであるとともに、該複数の単位格子パターンが、それぞれ前記格子の延伸方向に直交する方向について前記格子に対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置されたものであり、
前記各線状電極の配列方向を画素行方向、前記各線状電極の延伸方向を画素列方向として前記放射線画像検出器によって取得された画像信号に基づいて、互いに異なる前記画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得し、該取得した複数の縞画像の画像信号に基づいて放射線画像を生成する画像生成部を備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記単位格子パターンが、矩形で形成されたものであることを特徴とする請求項８記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記隣接する単位格子パターン同志が該隣接部分において段差を形成していることを特徴とする請求項８または９記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１１】
前記複数の単位格子パターンが、前記格子の像に対してＰ／Ｍずつ平行にシフトして配列されたものであることを特徴とする請求項８から１０いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
ただし、Ｐは前記格子の像のピッチ、Ｍは前記縞画像の数
【請求項１２】
格子構造が周期的に配置され、放射線源から射出された放射線を通過させて周期パターン像を形成する格子と、
該格子によって形成された周期パターン像を透過する第１の電極層と、該第１の電極層を透過した前記周期パターン像の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、該光導電層において発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光を透過する線状電極が多数配列された第２の電極層とがこの順に積層され、前記読取光によって走査されることによって前記各線状電極に対応する画素毎の画像信号が読み出される放射線画像検出器とを備え、
前記電荷蓄積層が、前記線状電極の配列ピッチよりも細かいピッチで格子状に形成されたものであり、
前記格子が、前記線状電極の延伸方向に配列される画素に対応する単位で構成された単位格子を前記延伸方向に複数配列したものであるとともに、該複数の単位格子が、それぞれ前記電荷蓄積層の延伸方向に直交する方向について前記電荷蓄積層の格子パターンに対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置されたものであり、
前記各線状電極の配列方向を画素行方向、前記各線状電極の延伸方向を画素列方向として前記放射線画像検出器によって取得された画像信号に基づいて、互いに異なる前記画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得し、該取得した複数の縞画像の画像信号に基づいて放射線画像を生成する画像生成部を備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項１３】
前記単位格子が、矩形で形成されたものであることを特徴とする請求項１２記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１４】
前記隣接する単位格子同志が該隣接部分において段差を形成していることを特徴とする請求項１２または１３記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１５】
前記複数の単位格子の像が、前記電荷蓄積層の格子パターンに対してＰ／Ｍずつ平行にシフトして配列されたものであることを特徴とする請求項１２から１４いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
ただし、Ｐは前記電荷蓄積層の格子パターンのピッチ、Ｍは前記縞画像の数
【請求項１６】
前記格子が、９０°の位相変調を与える位相変調型格子または振幅変調型格子であり、
前記放射線画像検出器の位置における前記周期パターン像のピッチＰ１’および前記電荷蓄積層の格子構造の配列ピッチＰ２が、下式を満たすように構成されたものであることを特徴とする請求項８から１５いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
2012143553.tif 000029
ただし、Ｐ１は前記格子の格子ピッチ、Ｚ１は前記放射線源の焦点から前記格子までの距離、Ｚ２は前記格子から前記放射線画像検出器の検出面までの距離
【請求項１７】
前記格子が、１８０°の位相変調を与える位相変調型格子であり、
前記放射線画像検出器の位置における前記周期パターン像のピッチＰ１’および前記電荷蓄積層の格子構造の配列ピッチＰ２が、下式を満たすように構成されたものであることを特徴とする請求項８から１５いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
2012143553.tif 000030
ただし、Ｐ１は前記格子の格子ピッチ、Ｚ１は前記放射線源の焦点から前記格子までの距離、Ｚ２は前記格子から前記放射線画像検出器の検出面までの距離
【請求項１８】
前記放射線を遮蔽する放射線遮蔽部材が所定のピッチで複数延設されるとともに、前記放射線源と前記格子との間に配置され、前記放射線源から照射された放射線を領域選択的に遮蔽する吸収型格子からなるマルチスリットをさらに備え、
前記マルチスリットの前記所定のピッチＰ３が、下式を満たす値となるように構成されたものであることを特徴とする請求項８から１７いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
2012143553.tif 000031
ただし、Ｚ３は前記マルチスリットから前記格子までの距離、Ｚ２は前記格子から前記放射線画像検出器の検出面までの距離、Ｐ２は前記電荷蓄積層の格子構造の配列ピッチ、Ｐ１’は前記放射線画像検出器の位置における前記周期パターン像のピッチ
【請求項１９】
前記電荷蓄積層の前記積層方向の厚さが２μｍ以下であることを特徴とする請求項８から１８いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項２０】
前記電荷蓄積層の誘電率が、前記光導電層の誘電率の２倍以内かつ１／２倍以上であることを特徴とする請求項８から１９いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項２１】
前記放射線画像検出器が、前記格子からタルボ干渉距離の位置に配置され、
前記格子のタルボ干渉効果によって形成される前記周期パターン像に強度変調を与えるものであることを特徴とする請求項８から２０いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項２２】
前記格子が、前記放射線を投影像として通過させて前記周期パターン像を形成する吸収型格子であり、
前記放射線画像検出器が、前記格子を通過した前記投影像としての前記周期パターン像に強度変調を与えるものであることを特徴とする請求項８から２０いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項２３】
前記放射線画像検出器が、前記格子から最小のタルボ干渉距離より短い距離に配置されたものであることを特徴とする請求項２２記載の放射線画像撮影装置。
【請求項２４】
前記画素行の伸びる方向に延設された線状読取光源を備え、
前記放射線画像検出器が、前記線状読取光源が前記画素列の伸びる方向に走査されることによって前記画像信号が読み出されるものであることを特徴とする請求項１から２３いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項２５】
前記画像生成部が、互いに隣接する前記画素行から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得するものであることを特徴とする請求項１から２４いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項２６】
前記画像生成部が、少なくとも２つの前記画素の間隔で配列された画素行の群から読み出された画像信号を１つの縞画像の画像信号として取得するとともに、互いに異なる前記画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得するものであることを特徴とする請求項１から２５いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項２７】
前記画像生成部が、前記複数の縞画像の画像信号に基づいて、位相コントラスト画像、小角散乱画像および吸収画像のうちの少なくとも１つを生成するものであることを特徴とする１から２６いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項２８】
放射線を透過する第１の電極層と、該第１の電極層を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、該光導電層において発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光を透過する線状電極が多数配列された第２の電極層とがこの順に積層され、読取光によって走査されることによって前記各線状電極に対応する画素毎の画像信号が読み出される放射線画像検出器であって、
前記電荷蓄積層が、前記線状電極の延伸方向に配列される画素に対応する単位で構成された単位格子パターンを前記延伸方向に複数配列したものであるとともに、該複数の単位格子パターンが、それぞれ前記線状電極の延伸方向に直交する方向について前記線状電極に対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置されたものであることを特徴とする放射線画像検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、格子を利用した放射線画像撮影装置およびその放射線画像撮影装置に用いられる放射線画像検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線は、物質を構成する元素の原子番号と、物質の密度及び厚さとに依存して減衰するといった特性を有することから、被写体の内部を透視するためのプローブとして用いられている。Ｘ線を用いた撮影は、医療診断や非破壊検査等の分野において広く普及している。
【０００３】
一般的なＸ線撮影システムでは、Ｘ線を放射するＸ線源とＸ線画像を検出するＸ線画像検出器との間に被写体を配置して、被写体の透過像を撮影する。この場合、Ｘ線源からＸ線画像検出器に向けて放射された各Ｘ線は、Ｘ線画像検出器までの経路上に存在する被写体を構成する物質の特性（原子番号、密度、厚さ）の差異に応じた量の減衰（吸収）を受けた後、Ｘ線画像検出器に入射する。この結果、被写体のＸ線透過像がＸ線画像検出器により検出され画像化される。Ｘ線画像検出器としては、Ｘ線増感紙とフイルムとの組み合わせや輝尽性蛍光体のほか、半導体回路を用いたフラットパネル検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）が広く用いられている。
【０００４】
しかし、Ｘ線吸収能は、原子番号が小さい元素からなる物質ほど低くなり、生体軟部組織やソフトマテリアルなどでは、Ｘ線吸収能の差が小さく、従ってＸ線透過像としての十分な画像の濃淡（コントラスト）が得られないといった問題がある。例えば、人体の関節を構成する軟骨部とその周辺の関節液は、いずれも殆どの成分が水であり、両者のＸ線の吸収量の差が小さいため、画像のコントラストが得られにくい。
【０００５】
近年、被検体の吸収係数の違いによるＸ線の強度変化に代えて、被検体の屈折率の違いによるＸ線の位相変化に基づいた位相コントラスト画像を得るＸ線位相イメージングの研究が行われている。この位相差を利用したＸ線位相イメージングでは、Ｘ線吸収能が低い弱吸収物体であっても高コントラストの画像を取得することができる。
【０００６】
このようなＸ線位相イメージングとして、たとえば、特許文献１および特許文献２においては、第１の格子と第２の格子の２つの格子を所定の間隔で平行に配列し、タルボ干渉効果によって第２の格子の位置に第１の格子の自己像を形成し、この自己像を第２の格子によって強度変調することによって放射線位相コントラスト画像を取得する放射線位相画像撮影装置が提案されている。
【０００７】
そして、特許文献１や特許文献２に記載の放射線位相画像撮影装置においては、第１の格子に対して、第１の格子の面にほぼ平行に第２の格子を配置し、第１の格子または第２の格子を、格子方向にほぼ垂直な方向に、格子ピッチよりも細かい所定量ずつ、相対的に並進移動させながら、その並進移動毎に撮影を行って複数の画像を撮影し、これらの複数の画像に基づいて、被検体との相互作用によって発生したＸ線の位相変化量（位相シフト微分量）を取得する縞走査法が行われる。そして、この位相シフト微分量に基づいて被検体の位相コントラスト画像を取得することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００８／１０２６５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９０７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の放射線位相画像撮影装置においては、上述したように第１または第２の格子を、その格子ピッチよりも細かいピッチで精度よく移動させる必要がある。格子ピッチは典型的には数μｍであり、格子の送り精度はさらに高い精度が要求されるため、非常に高精度な移動機構が必要となる結果、機構の複雑化とコストの増大をもたらす。また、格子の移動毎に撮影を行う場合、位相コントラスト画像を取得するための一連の撮影間で、被検体の動きや装置振動などの要因で被検体と撮影系の位置関係がズレることにより、被検体との相互作用で発生したＸ線の位相変化を正しく導くことができず、結果として、良好な位相コントラスト画像を得ることができないといった問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑み、高精度な移動機構を必要とすることなく、１回の撮影によって良好な位相コントラスト画像を取得することができる放射線画像撮影装置およびその放射線画像撮影装置において用いられる放射線画像検出器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】
【００１１】
本発明の放射線画像撮影装置は、格子構造が周期的に配置され、放射線源から射出された放射線を通過させて第１の周期パターン像を形成する第１の格子と、格子構造が周期的に配置され、第１の周期パターン像が入射されて第２の周期パターン像を形成する第２の格子と、第２の格子により形成された第２の周期パターン像を検出する画素が２次元状に配列されるとともに、上記画素行がその画素行に直交する画素列方向に対して順次走査されて画素行毎の第２の周期パターン像に応じた画像信号が順次読み出される放射線画像検出器とを備えた放射線画像撮影装置であって、第１の格子および第２の格子のいずれか一方の格子が、上記画素列方向に配列された画素に対応する単位で構成された単位格子を画素列方向に複数配列したものであるとともに、複数の単位格子のそれぞれが、他方の格子の延伸方向に直交する方向について他方の格子に対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置されたものであり、放射線画像検出器によって取得した画像信号に基づいて、互いに異なる画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得し、その取得した複数の縞画像の画像信号に基づいて放射線画像を生成する画像生成部を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、上記本発明の放射線画像撮影装置においては、単位格子を、矩形で形成することができる。
【００１３】
また、隣接する単位格子同志をその隣接部分において段差を形成するものとできる。
【００１４】
また、第２の格子を、第１の格子からタルボ干渉距離の位置に配置し、第１の格子のタルボ干渉効果によって形成される第１の周期パターン像に強度変調を与えるものとできる。
【００１５】
また、第１の格子を、放射線を投影像として通過させて第１の周期パターン像を形成する吸収型格子とし、第２の格子を、第１の格子を通過した投影像としての第１の周期パターン像に強度変調を与えるものとできる。
【００１６】
また、第２の格子を、第１の格子から最小のタルボ干渉距離より短い距離に配置することができる。
【００１７】
また、複数の単位格子の像を、他方の格子に対してＰ／Ｍずつ平行にシフトして配列されたものとできる。ただし、Ｐは他方の格子のピッチ、Ｍは縞画像の数である。
【００１８】
本発明の放射線画像撮影装置は、格子構造が周期的に配置され、放射線源から射出された放射線を通過させて周期パターン像を形成する格子と、格子によって形成された周期パターン像を透過する第１の電極層と、第１の電極層を透過した周期パターン像の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、光導電層において発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光を透過する線状電極が多数配列された第２の電極層とがこの順に積層され、読取光によって走査されることによって各線状電極に対応する画素毎の画像信号が読み出される放射線画像検出器とを備え、電荷蓄積層が、線状電極の延伸方向に配列される画素に対応する単位で構成された単位格子パターンを上記延伸方向に複数配列したものであるとともに、複数の単位格子パターンが、それぞれ格子の延伸方向に直交する方向について格子に対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置されたものであり、各線状電極の配列方向を画素行方向、各線状電極の延伸方向を画素列方向として放射線画像検出器によって取得された画像信号に基づいて、互いに異なる画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得し、その取得した複数の縞画像の画像信号に基づいて放射線画像を生成する画像生成部を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、上記本発明の放射線画像撮影装置においては、単位格子パターンを、矩形で形成することができる。
【００２０】
また、隣接する単位格子パターン同志をその隣接部分において段差を形成するものとできる。
【００２１】
また、複数の単位格子パターンを、格子の像に対してＰ／Ｍずつ平行にシフトして配列されたものとできる。ただし、Ｐは格子の像のピッチ、Ｍは縞画像の数
本発明の放射線画像撮影装置は、格子構造が周期的に配置され、放射線源から射出された放射線を通過させて周期パターン像を形成する格子と、格子によって形成された周期パターン像を透過する第１の電極層と、第１の電極層を透過した周期パターン像の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、光導電層において発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光を透過する線状電極が多数配列された第２の電極層とがこの順に積層され、読取光によって走査されることによって各線状電極に対応する画素毎の画像信号が読み出される放射線画像検出器とを備え、電荷蓄積層が、線状電極の配列ピッチよりも細かいピッチで格子状に形成されたものであり、格子が、線状電極の延伸方向に配列される画素に対応する単位で構成された単位格子を上記延伸方向に複数配列したものであるとともに、複数の単位格子が、それぞれ電荷蓄積層の延伸方向に直交する方向について電荷蓄積層の格子パターンに対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置されたものであり、各線状電極の配列方向を画素行方向、各線状電極の延伸方向を画素列方向として放射線画像検出器によって取得された画像信号に基づいて、互いに異なる画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得し、その取得した複数の縞画像の画像信号に基づいて放射線画像を生成する画像生成部を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、上記本発明の放射線画像撮影装置においては、単位格子を、矩形で形成することができる。
【００２３】
また、隣接する単位格子同志をその隣接部分において段差を形成するものとできる。
【００２４】
また、複数の単位格子を、電荷蓄積層の格子パターンに対してＰ／Ｍずつ平行にシフトして配列されたものとできる。ただし、Ｐは電荷蓄積層の格子パターンのピッチ、Ｍは縞画像の数である。
【００２５】
また、格子を、９０°の位相変調を与える位相変調型格子または振幅変調型格子とし、放射線画像検出器の位置における周期パターン像のピッチＰ１’および電荷蓄積層の格子構造の配列ピッチＰ２が、下式を満たすように構成することができる。
2012143553.tif 000003
ただし、Ｐ１は格子の格子ピッチ、Ｚ１は放射線源の焦点から格子までの距離、Ｚ２は格子から放射線画像検出器の検出面までの距離である。
【００２６】
また、格子を、１８０°の位相変調を与える位相変調型格子とし、放射線画像検出器の位置における周期パターン像のピッチＰ１’および電荷蓄積層の格子構造の配列ピッチＰ２が、下式を満たすように構成することができる。
2012143553.tif 000004
ただし、Ｐ１は格子の格子ピッチ、Ｚ１は放射線源の焦点から格子までの距離、Ｚ２は格子から放射線画像検出器の検出面までの距離である。
【００２７】
また、放射線を遮蔽する放射線遮蔽部材が所定のピッチで複数延設されるとともに、放射線源と格子との間に配置され、放射線源から照射された放射線を領域選択的に遮蔽する吸収型格子からなるマルチスリットをさらに設け、マルチスリットの所定のピッチＰ３が、下式を満たす値となるように構成することができる。
2012143553.tif 000005
ただし、Ｚ３はマルチスリットから格子までの距離、Ｚ２は格子から放射線画像検出器の検出面までの距離、Ｐ２は電荷蓄積層の格子構造の配列ピッチ、Ｐ１’は放射線画像検出器の位置における周期パターン像のピッチである。
【００２８】
また、電荷蓄積層の積層方向の厚さを２μｍ以下とできる。
【００２９】
また、電荷蓄積層の誘電率を、光導電層の誘電率の２倍以内かつ１／２倍以上とすることができる。
【００３０】
また、放射線画像検出器を、格子からタルボ干渉距離の位置に配置し、格子のタルボ干渉効果によって形成される周期パターン像に強度変調を与えるものとできる。
【００３１】
また、格子を、放射線を投影像として通過させて周期パターン像を形成する吸収型格子とし、放射線画像検出器を、格子を通過した投影像としての周期パターン像に強度変調を与えるものとできる。
【００３２】
また、放射線画像検出器を、格子から最小のタルボ干渉距離より短い距離に配置することができる。
【００３３】
また、画素行の伸びる方向に延設された線状読取光源を設け、放射線画像検出器を、線状読取光源が画素列の伸びる方向に走査されることによって画像信号が読み出されるものとできる。
【００３４】
また、画像生成部を、互いに隣接する画素行から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得するものとできる。
【００３５】
また、画像生成部を、少なくとも２つの画素の間隔で配列された画素行の群から読み出された画像信号を１つの縞画像の画像信号として取得するとともに、互いに異なる画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得するものとできる。
【００３６】
また、画像生成部を、複数の縞画像の画像信号に基づいて、位相コントラスト画像、小角散乱画像および吸収画像のうちの少なくとも１つを生成するものとできる。
【００３７】
本発明の放射線画像検出器は、放射線を透過する第１の電極層と、第１の電極層を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、光導電層において発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光を透過する線状電極が多数配列された第２の電極層とがこの順に積層され、読取光によって走査されることによって各線状電極に対応する画素毎の画像信号が読み出される放射線画像検出器であって、電荷蓄積層が、線状電極の延伸方向に配列される画素に対応する単位で構成された単位格子パターンを延伸方向に複数配列したものであるとともに、複数の単位格子パターンが、それぞれ線状電極の延伸方向に直交する方向について線状電極に対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置されたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の放射線画像撮影装置によれば、第１の格子および第２の格子のいずれか一方を、単位格子を画素列方向に複数配列したものとするとともに、その複数の単位格子のそれぞれを、他方の格子の延伸方向に直交する方向について他方の格子から互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置し、第１および第２の格子を透過した放射線を放射線画像検出器によって検出した画像信号に基づいて、互いに異なる画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得し、その取得した複数の縞画像の画像信号に基づいて位相コントラスト画像を生成するようにしたので、従来のように第２の格子を移動させる高精度な移動機構を必要とすることなく、１回の撮影によって位相コントラスト画像を取得するための複数の縞画像を取得することができる。
【００３９】
また、放射線画像検出器の電荷蓄積層を格子状に形成することによって放射線画像検出器に第２の格子の機能を持たせるようにしてもよく、そのようにした場合、高アスペクト比で形成する必要があり製造が困難な格子を設けなくてもよく、より製造し易いものとなる。
【００４０】
さらに、放射線画像検出器の格子状に形成された電荷蓄積層を、上述した格子と同様に、単位格子パターンを線状電極の延伸方向に複数配列したものとするとともに、その複数の単位格子パターンを、それぞれ線状電極の延伸方向に直交する方向について線状電極に対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置するようにしてもよく、このようにした場合には、上述した格子より単位格子パターンを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の放射線位相画像撮影装置の第１の実施形態の概略構成図
【図２】図１に示す放射線位相画像撮影装置の上面図
【図３】第１の格子の概略構成図
【図４】第１の格子の一部断面図
【図５】第２の格子の概略構成図
【図６】第２の格子の一部断面図
【図７】光読取方式の放射線画像検出器の概略構成を示す図
【図８】放射線画像検出器のＸ方向についての画素サイズＤｘと、Ｙ方向についての画素サイズＤｙと、第１の格子を透過した放射線により形成される第１の格子の自己像Ｇ１と、第２の格子の格子部材との関係を示した図
【図９】図７に示す放射線画像検出器の記録の作用を説明するための図
【図１０】図７に示す放射線画像検出器の読取りの作用を説明するための図
【図１１】光読取方式の放射線画像検出器から読み取られた画像信号に基づいて、複数の縞画像を取得する作用を説明するための図
【図１２】光読取方式の放射線画像検出器から読み取られた画像信号に基づいて、複数の縞画像を取得する作用を説明するための図
【図１３】被検体のＸ方向に関する位相シフト分布Φ（ｘ）に応じて屈折される１つの放射線の経路を例示する図
【図１４】位相コントラスト画像を生成する方法を説明するための図
【図１５】本発明の放射線画像撮影装置の効果を説明するための比較例を示す図
【図１６】ＴＦＴスイッチを用いた放射線画像検出器と第１および第２の格子との配置関係を示す図
【図１７】ＣＭＯＳを用いた放射線画像検出器の概略構成を示す図
【図１８】ＣＭＯＳを用いた放射線画像検出器の１つの画素回路の構成を示す図
【図１９】ＣＭＯＳを用いた放射線画像検出器と第１および第２の格子との配置関係を示す図
【図２０】第１の格子の単位格子部材の自己像のその他の配置例を示す図
【図２１】吸収画像と小角散乱画像を生成する方法を説明するための図
【図２２】第１および第２の格子を９０°回転させる構成を説明するための図
【図２３】本発明の放射線画像撮影装置において用いられる放射線画像検出器の一実施形態の概略構成を示す図
【図２４】図２３に示す放射線画像検出器の記録の作用を説明するための図
【図２５】図２３に示す放射線画像検出器の読取りの作用を説明するための図
【図２６】本発明の放射線画像撮影装置において用いられる放射線画像検出器のその他の実施形態の概略構成を示す図
【図２７】図２６に示す放射線画像検出器の記録の作用を説明するための図
【図２８】図２６に示す放射線画像検出器の読取りの作用を説明するための図
【図２９】本発明の放射線画像撮影装置において用いられる放射線画像検出器のその他の実施形態の概略構成を示す図
【図３０】本発明の放射線画像検出器の一実施形態における電荷蓄積層のパターンを一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本発明の放射線画像撮影装置の第1の実施形態を用いた放射線位相画像撮影装置について説明する。図１に第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置の概略構成を示す。図２に図１に示す放射線位相画像撮影装置の上面図（Ｘ−Ｚ断面図）を示す。図２の紙面厚さ方向が図１のＹ方向である。
【００４３】
放射線位相画像撮影装置は、図１に示すように、放射線を被検体１０に向かって照射する放射線源１と、放射線源１から射出された放射線を通過させて第１の周期パターン像（以下、自己像Ｇ１という）を形成する第１の格子２と、第１の格子２により形成された第１の周期パターン像を強度変調して第２の周期パターン像を形成する第２の格子３と、第２の格子３により形成された第２の周期パターン像を検出する放射線画像検出器４と、放射線画像検出器４により検出された第２の周期パターン像に基づいて縞画像を取得し、その取得した縞画像に基づいて位相コントラスト画像を生成する画像生成部５とを備えている。
【００４４】
放射線源１は、被検体１０に向けて放射線を射出するものであり、第１の格子２に放射線を照射したとき、タルボ干渉効果を発生させうるだけの空間的干渉性を有するものである。たとえば、放射線の発光点のサイズが小さいマイクロフォーカスＸ線管やプラズマＸ線源を利用することができる。
【００４５】
第１の格子２は、図３に示すように、放射線を主として透過する基板２１と、基板２１上に設けられた複数の格子部材２２とを備えている。そして、格子部材２２は、それぞれ複数の矩形で形成された単位格子部材２２ａから構成され、この複数の単位格子部材２２ａは、Ｙ方向に配列されるとともに、Ｘ方向について所定のピッチずつずらされて配列されている。すなわち、格子部材２２は、その全体を見た場合、Ｙ方向に対して所定の角度だけ傾いた状態で形成された格子パターンとなる。ただし、隣接する単位格子部材２２ａ同志がその隣接部分において段差を形成するように構成されている。本実施形態においては、Ｘ方向は後述する放射線画像検出器４の画素行方向であり、Ｙ方向は画素列方向である。なお、格子部材２２の単位格子部材２２ａのＸ方向のずらし量については後で詳述する。
【００４６】
図４は、図３に示す第１の格子２の４−４線断面図である。格子部材２２を構成する単位格子部材２２ａは、いずれも放射線の光軸に直交する面内の一方向（Ｘ方向およびＺ方向に直交するＹ方向、図４の紙面厚さ方向）に延伸した矩形の部材である。そして、複数の単位格子部材２２ａは、図４に示すように、Ｘ方向に一定の周期Ｐ１で、互いに所定の間隔ｄ１を空けて配列されている。単位格子部材２２ａの素材としては、たとえば、金、白金などの金属を用いることができる。また、第１の格子２としては、照射される放射線に対して約９０°または約１８０°の位相変調を与える、いわゆる位相変調型格子であることが望ましく、たとえば、単位格子部材２２ａを金とした場合、通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な厚さｈ１は１μｍ〜１０μｍ程度になる。また、振幅変調型格子を用いることもできる。この場合、単位格子部材２２ａは放射線を十分に吸収する厚さが必要である。たとえば、単位格子部材２２ａを金とした場合、通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な厚さｈ１は１０μｍ〜数１００μｍ程度になる。
【００４７】
第２の格子３は、図５に示すように、第１の格子２と同様に、放射線を主として透過する基板３１と、基板３１に設けられた複数の格子部材３２とを備えている。複数の格子部材３２は放射線を遮蔽するものであり、いずれも放射線の光軸に直交する面内の一方向（Ｘ方向およびＺ方向に直交するＹ方向）に延伸した線状の部材である。
【００４８】
図６は、図５に示す第２の格子３の６−６線断面図である。複数の格子部材３２は、図６に示すように、Ｘ方向に一定の周期Ｐ２で、互いに所定の間隔ｄ２を空けて配列されている。複数の格子部材３２の素材としては、たとえば、金、白金などの金属を用いることができる。第２の格子３は、振幅変調型格子であることが望ましい。このとき、格子部材３２は放射線を十分に吸収する厚さが必要である。たとえば、格子部材３２を金とした場合、通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な厚さｈ２は１０μｍ〜数１００μｍ程度になる。
【００４９】
ここで、放射線源１から照射される放射線が、平行ビームではなく、コーンビームである場合には、第１の格子２を通過して形成される第１の格子２の自己像Ｇ１は、放射線源１からの距離に比例して拡大される。そして、本実施形態においては、第２の格子３の格子ピッチＰ２は、そのスリット部が、第２の格子３の位置における第１の格子２の自己像Ｇ１の明部の周期パターンとほぼ一致するように決定される。すなわち、図２に示すように、放射線源１の焦点から第１の格子２までの距離をＺ１、第１の格子２から第２の格子３までの距離をＺ２とし、第１の格子２を９０°の位相変調を与える位相変調型格子または振幅変調型格子とした場合、第２の格子ピッチＰ２は、次式（１）の関係を満たすように決定される。なお、Ｐ１’は、第２の格子３の位置における第１の格子２の自己像Ｇ１のピッチである。
【数１】
2012143553.tif 000006
【００５０】
また、第１の格子２を１８０°の位相変調を与える位相変調型格子とした場合には、次式（２）の関係を満たすように決定される。
【数２】
2012143553.tif 000007
【００５１】
なお、放射線源１から照射される放射線が平行ビームである場合には、第１の格子２を９０°の位相変調を与える位相変調型格子または振幅変調型格子とした場合、Ｐ２＝Ｐ１を満たすように決定され、第１の格子２を１８０°の位相変調を与える位相変調型格子とした場合には、Ｐ２＝Ｐ１／２を満たすように決定される。
【００５２】
放射線画像検出器４は、第１の格子２に入射した放射線が形成する第１の格子２の自己像Ｇ１が第２の格子３によって強度変調された像を画像信号として検出するものである。このような放射線画像検出器４として、本実施形態においては、直接変換型の放射線画像検出器であって、線状の読取光によって走査されることによって画像信号が読み出される、いわゆる光読取方式の放射線画像検出器を用いる。
【００５３】
図７（Ａ）は、本実施形態の放射線画像検出器４の斜視図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）に示す放射線画像検出器のＸＺ面断面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）に示す放射線画像検出器のＹＺ面断面図である。
【００５４】
本実施形態の放射線画像検出器４は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、放射線を透過する第１の電極層４１、第１の電極層４１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層４２、記録用光導電層４２において発生した電荷のうち一方の極性の電荷に対しては絶縁体として作用し、且つ他方の極性の電荷に対しては導電体として作用する電荷蓄積層４３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層４４、および第２の電極層４５をこの順に積層してなるものである。なお、上記各層は、ガラス基板４６上に第２の電極層４５から順に形成されている。
【００５５】
第１の電極層４１としては、放射線を透過するものであればよく、たとえば、ネサ皮膜（ＳｎＯ2）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Idemitsu Indium X-metal Oxide ；出光興産（株））などを５０〜２００ｎｍ厚にして用いることができ、また、１００ｎｍ厚のＡｌやＡｕなども用いることもできる。
【００５６】
記録用光導電層４２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているａ−Ｓｅを主成分とするものを使用する。厚さは１０μｍ以上１５００μｍ以下が適切である。また、特にマンモグラフィ用途である場合には、１５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましく、一般撮影用途である場合には、５００μｍ以上１２００μｍ以下であることが好ましい。
【００５７】
電荷蓄積層４３は、蓄積したい極性の電荷に対して絶縁性の膜であれば良く、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、ＢＣＢ、ＰＶＡ、アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等のポリマーやＡｓ２Ｓ３、Ｓｂ２Ｓ３、ＺｎＳ等の硫化物、その他に酸化物、フッ化物より構成される。更には、蓄積したい極性の電荷に対して絶縁性であり、それと逆の極性の電荷に対しては導電性を有する方がより好ましく、移動度×寿命の積が、電荷の極性により３桁以上差がある物質が好ましい。
【００５８】
好ましい化合物としては、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａｓ２Ｓｅ３にＣｌ、Ｂｒ、Ｉを５００ｐｐｍから２００００ｐｐｍまでドープしたもの、Ａｓ２Ｓｅ３のＳｅをＴｅで５０％程度まで置換したＡｓ２（ＳｅｘＴｅ１−ｘ）３（０．５＜ｘ＜１）、Ａｓ２Ｓｅ３のＳｅをＳで５０％程度まで置換したもの、Ａｓ２Ｓｅ３からＡｓ濃度を±１５％程度変化させたＡｓｘＳｅｙ（ｘ＋ｙ＝１００、３４≦ｘ≦４６）、アモルファスＳｅ−Ｔｅ系でＴｅを５−３０ｗｔ％のもの等が挙げられる。
【００５９】
なお、電荷蓄積層４３の材料としては、第１の電極層４１と第２の電極層４５との間に形成される電気力線が曲がらないようにするため、その誘電率が、記録用光導電層４２と読取用光導電層４４の誘電率の１／２倍以上２倍以下のものを用いることが望ましい。
【００６０】
読取用光導電層４４としては、読取光の照射を受けることにより導電性を呈するものであればよく、たとえば、ａ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、ＭｇＰｃ（Magnesium phtalocyanine），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine）、ＣｕＰｃ（Copper phthalocyanine）などのうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。厚さは５〜２０μｍ程度が適切である。
【００６１】
第２の電極層４５は、読取光を透過する複数の透明線状電極４５ａと読取光を遮光する複数の遮光線状電極４５ｂとを有するものである。透明線状電極４５ａと遮光線状電極４５ｂとは、放射線画像検出器４の画像形成領域の一方の端部から他方の端部まで連続して直線状に延びるものである。そして、透明線状電極４５ａと遮光線状電極４５ｂとは、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、所定の間隔を空けて交互に平行に配列されている。
【００６２】
透明線状電極４５ａは読取光を透過するとともに、導電性を有する材料から形成されている。たとえば、第１の電極層４１と同様に、ＩＴＯ、ＩＺＯやＩＤＩＸＯを用いることができる。そして、その厚さは１００〜２００ｎｍ程度である。
【００６３】
遮光線状電極４５ｂは読取光を遮光するとともに、導電性を有する材料から形成されている。たとえば、上記の透明導電材料とカラーフィルターを組み合せて用いることができる。透明導電材料の厚さは１００〜２００ｎｍ程度である。
【００６４】
そして、本実施形態の放射線画像検出器４においては、後で詳述するが、隣接する透明線状電極４５ａと遮光線状電極４５ｂとの１組を用いて画像信号が読み出される。すなわち、図７（Ｂ）に示すように、１組の透明線状電極４５ａと遮光線状電極４５ｂとによって１画素の画像信号が読み出されることになる。本実施形態においては、１画素が略５０μｍとなるように透明線状電極４５ａと遮光線状電極４５ｂとが配置されている。
【００６５】
そして、本実施形態の放射線位相画像撮影装置は、図７（Ａ）に示すように、透明線状電極４５ａと遮光線状電極４５ｂの延伸方向に直交する方向（Ｘ方向）に延設された線状読取光源５０を備えている。本実施形態の線状読取光源５０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）などの光源と所定の光学系とから構成され、透明線状電極４５ａと遮光線状電極４５ｂの延伸方向に平行な方向（Ｙ方向）に、略１０μｍの幅の線状の読取光を放射線画像検出器４に照射するように構成されている。そして、この線状読取光源５０は、所定の移動機構（図示省略）によってＹ方向について移動するものであり、この移動により線状読取光源５０から発せられた線状の読取光によって放射線画像検出器４が走査されて画像信号が読み出される。画像信号の読取りの作用については後で詳述する。
【００６６】
そして、上述した放射線源１、第１の格子２、第２の格子３および放射線画像検出器４によって位相コントラスト画像を取得可能な放射線位相画像撮影装置が構成されるが、本構成をタルボ干渉計として機能させるためには、さらにいくつかの条件をほぼ満たさねばならない。その条件について以下に説明する。
【００６７】
まず、第１の格子２と第２の格子３とのグリッド面が、図１に示すＸ−Ｙ平面に平行であることが必要である。
【００６８】
そして、さらに、第１の格子２と第２の格子３との距離Ｚ２は、第１の格子２が９０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数３】
2012143553.tif 000008
ただし、λは放射線の波長（通常は実効波長）、ｍは０か正の整数、Ｐ１は上述した第１の格子２の格子ピッチ、Ｐ２は上述した第２の格子３の格子ピッチである。
【００６９】
また、第１の格子２が１８０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合には、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数４】
2012143553.tif 000009
ただし、λは放射線の波長（通常は実効波長）、ｍは０か正の整数、Ｐ１は上述した第１の格子２の格子ピッチ、Ｐ２は上述した第２の格子３の格子ピッチである。
【００７０】
さらに、第１の格子２が振幅変調型格子である場合には、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数５】
2012143553.tif 000010
ただし、λは放射線の波長（通常は実効波長）、ｍ’は正の整数、Ｐ１は上述した第１の格子２の格子ピッチ、Ｐ２は上述した第２の格子３の格子ピッチである。
【００７１】
なお、上式（３），（４），（５）は、放射線源１により照射される放射線がコーンビームである場合であり、放射線が平行ビームである場合には、上式（３）に代えて下式（６）、上式（４）に代えて下式（７）、上式（５）に代えて下式（８）となる。
【数６】
2012143553.tif 000011
【数７】
2012143553.tif 000012
【数８】
2012143553.tif 000013
【００７２】
また、図４および図６に示すように、第１の格子２の格子部材２２は厚みｈ１で形成され、第２の格子３の格子部材３２は厚みｈ２で形成されるが、厚みｈ１と厚みｈ２とを厚くしすぎると、第１の格子２および第２の格子３に斜めに入射する放射線がスリット部を通過しにくくなり、いわゆるケラレが生じて格子部材２２，３２の延伸方向に直交する方向（Ｘ方向）の有効視野が狭くなるといった問題がある。このため、視野確保の観点から、厚みｈ１，ｈ２の上限を規定することが好ましい。放射線画像検出器４の検出面におけるＸ方向の有効視野の長さＶを確保するためには、厚みｈ１，ｈ２は、次式（９）および次式（１０）を満たすように設定することが好ましい。ここで、Ｌは、放射線源１の焦点から放射線画像検出器４の検出面までの距離である（図２参照）。
【数９】
2012143553.tif 000014
【数１０】
2012143553.tif 000015
【００７３】
そして、本実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、上述したように、第１の格子２の格子部材２２を構成する単位格子部材２２ａは、第２の格子の格子部材３２に対してＸ方向について所定の距離だけずらして形成されるものであるが、この格子部材２２の各単位格子部材２２ａのずらし量と放射線画像検出器４の画素との関係について、以下に詳細に説明する。
【００７４】
図８は、放射線画像検出器４のＸ方向（画素行方向）についての画素サイズＤｘ（以下、主画素サイズという）と、Ｙ方向（画素列方向）についての画素サイズＤｙ（以下、副画素サイズという）と、第１の格子２を透過した放射線により形成される第１の格子２の自己像Ｇ１と、第２の格子３の格子部材３２との関係を示したものである。
【００７５】
主画素サイズＤｘは、上述したように放射線画像検出器４の透明線状電極４５ａと遮光線状電極４５ｂの配列ピッチによって決定されるものであって、本実施形態においては５０μｍに設定されている。また、副画素サイズＤｙは、線状読取光源５０によって放射線画像検出器４に照射される線状の読取光の幅によって決定されるものであって、本実施形態においては１０μｍに設定されている。
【００７６】
ここで、本実施形態においては、放射線画像検出器４によって検出された画像に基づいて互いに異なる複数の縞画像を取得し、その複数の縞画像に基づいて位相コントラスト画像を生成するが、その取得する縞画像の数をＭとすると、図８に示すように、Ｙ方向に配列されたＭ個の副画素によって互いに異なるＭ枚の縞画像を取得する。すなわち、Ｍ個の副画素サイズＤｙが位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度Ｄとなる。
【００７７】
そして、上述したようにＹ方向に配列されたＭ個の副画素によって互いに異なるＭ枚の縞画像を取得するため、第１の格子２の格子部材２２を構成する単位格子部２２ａのＹ方向のサイズを副画素サイズＤｙとし、さらに単位格子部材２２ａをＸ方向に所定のピッチずつずらしながらＹ方向に配列するようにしている。これにより図８に示すように単位格子部材２２ａの自己像Ｇ１が、第２の格子３の格子部材３２に対してＸ方向に所定のピッチずつずらされながらＹ方向に配列されることになる。
【００７８】
具体的には、図８に示すように、第２の格子３のピッチおよび第２の格子３の位置に形成される単位格子部材２２ａの自己像Ｇ１のＸ方向のピッチをＰ２、位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度をＤ＝Ｄｙ×Ｍとすると、ピッチＰ２をＭ個に分割したＰ２／Ｍずつ単位格子部材２２ａをＸ方向にずらしながらＹ方向に配列するようにする。図８はＭ＝５の場合を示している。
【００７９】
このように単位格子部材２２ａを配置することにより、副走査方向の画像解像度Ｄの長さに対して、第１の格子２の自己像Ｇ１と第２の格子３の位相が１周期分ずれることになる。なお、図８においては、１周期分ずれようにしたが、これに限らず、ｎ（ｎは０以外の整数）周期分ずれるようにしてもよい。ただし、ｎがＭの倍数の場合は、１組のＭ個の副走査方向画素Ｄｙの間で第１の格子２の自己像Ｇ１と第２の格子３の位相が等しくなり、異なるＭ個の縞画像とならないため除外するものとする。
【００８０】
したがって、位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度ＤをＭ分割したＤｘ×Ｄｙの各画素によって、第１の格子２の自己像Ｇ１の１周期分の強度変調をＭ分割した画像信号が検出できることになる。
【００８１】
そして、本実施形態においては、Ｍ＝５としているので、Ｄｘ×Ｄｙの各画素によって第１の格子２の自己像Ｇ１の１周期の強度変調を５分割した画像信号が検出できることになり、すなわち、Ｄｘ×Ｄｙの各画素によって互いに異なる５つの縞画像の画像信号をそれぞれ検出することができることになる。なお、５つの縞画像の画像信号の取得方法については、後で詳述する。
【００８２】
なお、本実施形態においては、上述したとおり、Ｄｘ＝５０μｍ、Ｄｙ＝１０μｍ、Ｍ＝５としているので、位相コントラスト画像の主走査方向の画像解像度Ｄｘと副走査方向の画像解像度Ｄ＝Ｄｙ×Ｍが同じになるが、必ずしも主走査方向の画像解像度Ｄｘと副走査方向の画像解像度Ｄとを合わせる必要はなく、任意の主副比としてもよい。さらに、本実施形態においては、Ｍ＝５としているが、Ｍは３以上であればよく、５以外であってもよい。
【００８３】
画像生成部５は、放射線画像検出器４により検出された画像に基づいて生成された互いに異なるＭ種類の縞画像の画像信号に基づいて放射線位相コントラスト画像を生成するものである。放射線位相コントラスト画像の生成方法については、後で詳述する。
【００８４】
次に、本実施形態の放射線位相画像撮影装置の作用について説明する。
【００８５】
まず、図１に示すように、放射線源１と第１の格子２との間に、被検体１０が配置された後、放射線源１から放射線が射出される。そして、その放射線は被検体１０を透過した後、第１の格子２に照射される。第１の格子２に照射された放射線は、第１の格子２で回折されることにより、第１の格子２から放射線の光軸方向において所定の距離において、タルボ干渉像を形成する。
【００８６】
これをタルボ効果と呼び、光波が第１の格子２を通過したとき、第１の格子２から所定の距離において、第１の格子２の自己像Ｇ１を形成する。たとえば、第１の格子２が、９０°の位相変調を与える位相変調型格子の場合、上式（３）または上式（６）（１８０°の位相変調型格子の場合は上式（４）または上式（７）、強度変調型格子の場合は上式（５）または上式（８））で与えられる距離において第１の格子２の自己像Ｇ１を形成する一方、被検体１０によって、第１の格子２に入射する放射線の波面は歪むため、第１の格子２の自己像Ｇ１はそれに従って変形している。
【００８７】
続いて、放射線は、第２の格子３を通過する。その結果、上記の変形した第１の格子２の自己像Ｇ１は第２の格子３との重ね合わせにより、強度変調を受け、上記波面の歪みを反映した画像信号として放射線画像検出器４により検出される。
【００８８】
ここで、放射線画像検出器４における画像検出と読出しの作用について説明する。
【００８９】
まず、図９（Ａ）に示すように高圧電源１００によって放射線画像検出器４の第１の電極層４１に負の電圧を印加した状態において、第１の格子２の自己像Ｇ１と第２の格子３との重ね合わせによって強度変調された放射線が、放射線画像検出器４の第１の電極層４１側から照射される。
【００９０】
そして、放射線画像検出器４に照射された放射線は、第１の電極層４１を透過し、記録用光導電層４２に照射される。そして、その放射線の照射によって記録用光導電層４２において電荷対が発生し、そのうち正の電荷は第１の電極層４１に帯電した負の電荷と結合して消滅し、負の電荷は潜像電荷として電荷蓄積層４３に蓄積される（図９（Ｂ）参照）。
【００９１】
次に、図１０に示すように、第１の電極層４１が接地された状態において、線状読取光源５０から発せられた線状の読取光Ｌ１が第２の電極層４５側から照射される。読取光Ｌ１は透明線状電極４５ａを透過して読取用光導電層４４に照射され、その読取光Ｌ１の照射により読取用光導電層４４において発生した正の電荷が電荷蓄積層４３に蓄積された潜像電荷と結合するとともに、負の電荷が、透明線状電極４５ａに接続されたチャージアンプ２００を介して遮光線状電極４５ｂに帯電した正の電荷と結合する。
【００９２】
そして、読取用光導電層４４において発生した負の電荷と遮光線状電極４５ｂに帯電した正の電荷との結合によって、チャージアンプ２００に電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出される。
【００９３】
そして、線状読取光源５０が、副走査方向に移動することによって線状の読取光Ｌ１によって放射線画像検出器４が走査され、線状の読取光Ｌ１の照射された読取ライン毎に上述した作用によって画像信号が順次検出され、その検出された読取ライン毎の画像信号が画像生成部５に順次入力されて記憶される。
【００９４】
そして、放射線画像検出器４の全面が読取光Ｌ１に走査されて１フレーム全体の画像信号が画像生成部５に記憶された後、画像生成部５は、その記憶された画像信号に基づいて、互いに異なる５つの縞画像の画像信号を取得する。
【００９５】
具体的には、本実施形態においては、図８に示すように、位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度Ｄを５分割し、第１の格子２の自己像Ｇ１の１周期の強度変調を５分割した画像信号が検出できるように第１の格子２の単位格子部材２２ａを配置するようにしたので、図１１に示すように、第１読取ラインから読み出された画像信号が第１の縞画像信号Ｍ１として取得され、第２読取ラインから読み出された画像信号が第２の縞画像信号Ｍ２として取得され、第３読取ラインから読み出された画像信号が第３の縞画像信号Ｍ３として取得され、第４読取ラインから読み出された画像信号が第４の縞画像信号Ｍ４として取得され、第５読取ラインから読み出された画像信号が第５の縞画像信号Ｍ５として取得される。なお、図１１に示す第１〜第５読取ラインは、図８に示す副画素サイズＤｙに相当する。
【００９６】
また、図１１においては、Ｄｘ×（Ｄｙ×５）の読取範囲しか示していないが、その他の読取範囲についても、上記と同様にして第１〜第５の縞画像信号が取得される。すなわち、図１２に示すように、副走査方向について４画素置きの画素行（読取ライン）からなる画素行群の画像信号が取得されて１フレームの１つの縞画像信号が取得される。より具体的には、第１読取ラインの画素行群の画像信号が取得されて１フレームの第１の縞画像信号が取得され、第２読取ラインの画素行群の画像信号が取得されて１フレームの第２の縞画像信号が取得され、第３読取ラインの画素行群の画像信号が取得されて１フレームの第３の縞画像信号が取得され、第４読取ラインの画素行群の画像信号が取得されて１フレームの第４の縞画像信号が取得され、第５読取ラインの画素行群の画像信号が取得されて１フレームの第５の縞画像信号が取得される。
【００９７】
上記のようにして互いに異なる第１〜第５の縞画像信号が取得され、この第１〜第５の縞画像信号に基づいて、画像生成部５において位相コントラスト画像が生成される。
【００９８】
次に、画像生成部５において位相コントラスト画像を生成する方法について説明するが、まず、本実施形態における位相コントラスト画像の生成方法の原理について説明する。
【００９９】
図１３は、被検体１０のＸ方向に関する位相シフト分布Φ（ｘ）に応じて屈折される１つの放射線の経路を例示している。符号Ｘ１は、被検体１０が存在しない場合に直進する放射線の経路を示しており、この経路Ｘ１を進む放射線は、第１および第２の格子２，３を通過して放射線画像検出器４に入射する。符号Ｘ２は、被検体１０が存在する場合に、被検体１０により屈折されて偏向した放射線の経路を示している。この経路Ｘ２を進む放射線は、第１の格子２を通過した後、第２の格子３により遮蔽される。
【０１００】
被検体１０の位相シフト分布Φ（ｘ）は、被検体１０の屈折率分布をｎ（ｘ，ｚ）、放射線の進む方向をｚとして、次式（１１）で表される。ここで、説明の簡略化のため、ｙ座標は省略している。
【数１１】
2012143553.tif 000016
【０１０１】
第１の格子２から第３の格子３の位置に形成された自己像Ｇ１は、被検体１０での放射線の屈折により、その屈折角ψに応じた量だけｘ方向に変位する。この変位量Δｘは、放射線の屈折角ψが微小であることに基づいて、近似的に次式（１２）で表される。
【数１２】
2012143553.tif 000017
【０１０２】
ここで、屈折角ψは、放射線の波長λと被検体１０の位相シフト分布Φ（ｘ）を用いて、次式（１３）で表される。
【数１３】
2012143553.tif 000018
【０１０３】
このように、被検体１０での放射線の屈折による自己像Ｇ１の変位量Δｘは、被検体１０の位相シフト分布Φ（ｘ）に関連している。そして、この変位量Δｘは、放射線画像検出器４で検出される各画素の強度変調信号の位相ズレ量Ψ（被検体１０がある場合とない場合とでの各画素の強度変調信号の位相ズレ量）に、次式（１４）のように関連している。
【数１４】
2012143553.tif 000019
【０１０４】
したがって、各画素の強度変調信号の位相ズレ量Ψを求めることにより、上式（１４）から屈折角ψが求まり、上式（１３）を用いて位相シフト分布Φ（ｘ）の微分量が求まる。この微分量をｘについて積分することにより、被検体１０の位相シフト分布Φ（ｘ）、すなわち被検体１０の位相コントラスト画像を生成することができる。本実施形態では、上記位相ズレ量Ψを、上述した第１〜第５の縞画像信号に基づいて縞走査法を用いて算出する。
【０１０５】
本実施形態においては、位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度Ｄを５分割するようにしたので、位相コントラスト画像の各画素について、それぞれ５種類の第１〜第５の縞画像信号が取得されている。以下に、この５種類の第１〜第５の縞画像信号から位相コントラスト画像の各画素の強度変調信号の位相ズレ量Ψを算出する方法を説明する。なお、ここでは５種類の縞画像信号に限定せず、Ｍ種類の縞画像信号に基づいて位相ズレ量Ψを算出する方法を説明する。
【０１０６】
まず、図１４に示すような第ｋ読取ラインにおける放射線画像検出器４の主走査方向に並ぶ各画素の画素信号Ｉｋ（ｘ）は、次式（１５）で表される。
【数１５】
2012143553.tif 000020
【０１０７】
ここで、ｘは、画素のｘ方向に関する座標であり、Ａ０は入射放射線の強度であり、Ａｎは強度変調信号のコントラストに対応する値である（ここで、ｎは正の整数である）。また、ψ（ｘ）は、上記屈折角ψを放射線画像検出器４の画素の座標ｘの関数として表したものである。
【０１０８】
次いで、次式（１６）の関係式を用いると、上記屈折角ψ（ｘ）は、式（１７）のように表される。
【数１６】
2012143553.tif 000021
【数１７】
2012143553.tif 000022
【０１０９】
ここで、ａｒｇ[]は、偏角の抽出を意味しており、位相コントラスト画像の各画素の位相ズレ量Ψに対応する。したがって、位相コントラスト画像の各画素について取得されたＭ個の縞画像信号の画素信号から、式（１７）に基づいて位相コントラスト画像の各画素の強度変調信号の位相ズレ量Ψを算出することにより、屈折角ψ（ｘ）が求められる。
【０１１０】
具体的には、位相コントラスト画像の各画素を構成するＭ個の副画素Ｄｙについてそれぞれ取得されたＭ個の画素信号は、図１４に示すように、読取ラインの位置（副画素Ｄｙの位置）に対して、Ｍ×副画素Ｄｙの周期で周期的に変化する。したがって、この副画素ＤｙのＭ個の画素信号列を、たとえば正弦波でフィッティングし、被検体があるときと被検体なしのときのフィッティングカーブの位相ズレ量Ψを取得し、上式（１３）、（１４）により位相シフト分布Φ（ｘ）の微分量を算出し、この微分量をｘについて積分することにより被検体１０の位相シフト分布Φ（ｘ）、すなわち被検体１０の位相コントラスト画像を生成する。
【０１１１】
なお、フィッティングカーブについては、典型的には上述したように正弦波を用いることができるが、矩形波や三角波形状を用いるようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記説明では、位相コントラスト画像の画素のｙ方向に関するｙ座標を考慮していないが、各ｙ座標についても同様の演算を行うことにより、屈折角の２次元分布ψ（ｘ，ｙ）が得られ、これをｘ軸に沿って積分することにより、２次元的な位相シフト分布Φ（ｘ，ｙ）を得ることができる。
【０１１３】
また、屈折角の２次元分布ψ（ｘ，ｙ）に代えて、位相ズレ量の２次元分布Ψ（ｘ，ｙ）をｘ軸に沿って積分することにより位相コントラスト画像を生成するようにしてもよい。
【０１１４】
屈折角の２次元分布ψ（ｘ，ｙ）や位相ズレ量Ψ（ｘ，ｙ）は、位相シフト分布Φ（ｘ，ｙ）の微分値に対応するものであるため位相微分像と呼ばれるが、この位相微分像を位相コントラスト画像として生成するようにしてもよい。
【０１１５】
上記実施形態の放射線位相画像撮影装置によれば、第１の格子２の単位格子部材２２ａをＹ方向に複数配列するとともに、その複数の単位格子のそれぞれを、Ｘ方向について第２の格子３に対して互いに異なる距離だけ平行にシフトして配置し、互いに異なる画素行の群から読み出された画像信号を互いに異なる縞画像の画像信号として取得し、その取得した複数の縞画像の画像信号に基づいて位相コントラスト画像を生成するようにしたので、従来のように第２の格子を移動させる高精度な移動機構を必要とすることなく、１回の撮影によって位相コントラスト画像を取得するための複数の縞画像を取得することができる。
【０１１６】
ここで、本実施形態においては、上述したように第１の格子２を構成する複数の単位格子部材２２ａをＸ方向について所定の距離ずつずらしながらＹ方向に配列することによって複数の縞画像を取得できるようにしたが、このような構成ではなく、たとえば、第１の格子２を構成する各格子部材２２を単なる一本の線状形状からなるものとし、図１５に示すように、第２の格子３の各格子部材３２に対して第１の格子２の各格子部材２２の自己像Ｇ１が所定の角度だけ傾くように構成しても、上記実施形態と同様にＤｘ×Ｄｙの画素
毎に互いに異なる縞画像を検出することができるが、このように構成した場合、たとえば、図１５に示す１番上の画素と一番下の画素においては、第１の格子２の自己像Ｇ１と第２の格子３の格子部材３２とがぴったり重なり合うことが望ましいが、三角で示す範囲だけ第１の格子２の自己像Ｇ１がもれることになり、このもれにより縞画像のコントラストの低下を招くことになる。また、図１５に示す上から３番目の画素においては、第１の格子２の自己像Ｇ１と第２の格子３の格子部材３２とが完全に分離していることが望ましいが、すなわち格子部材３２の間を自己像Ｇ１の全てが透過することが望ましいが、三角で示す範囲だけ第１の格子２の自己像Ｇ１が格子部材３２によって遮蔽されることになり、この遮蔽によって縞画像のコントラストの低下を招くことになる。
【０１１７】
そして、このような縞画像のコントラストの低下は位相コントラスト画像を生成した際に演算誤差となって画質の低下を招くことになる。
【０１１８】
これに対し、本実施形態の構成によれば、第１の格子２を構成する複数の単位格子部材２２ａをＸ方向について所定の距離ずつずらしながらＹ方向に配列するようにしたので、上述したような第１の格子２の自己像Ｇ１のもれや遮蔽をなくすことができ、良好な画質の位相コントラスト画像を取得することができる。
【０１１９】
次に、本発明の放射線画像撮影装置の第２の実施形態を用いた放射線位相画像撮影装置について説明する。上記第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置は、第１の格子２から第２の格子３までの距離Ｚ２がタルボ干渉距離となるように、第１の格子２の種類や放射線源１から放射される放射線の拡がり角に応じて、上式（３）〜上式（８）のいずれかを満たすようにしたが、第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置は、第１の格子２が入射放射線の大部分を回折させずに投影させる構成とすることで、第１の格子２を通過して射影される投影像が、第１の格子２の後方の位置で相似的に得られるため、第１の格子２から第２の格子３までの距離Ｚ２を、タルボ干渉距離と無関係に設定することができる。
【０１２０】
具体的には、第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、第１の格子２と第２の格子３とが、ともに吸収型（振幅変調型）格子として構成されるとともに、タルボ干渉効果の有無に関わらず、スリット部を通過した放射線を幾何学的に投影するように構成されている。より詳細には、第１の格子２の間隔ｄ１と第２の格子３の間隔ｄ２とを、放射線源１から照射される放射線の実効波長より十分大きな値とすることで、照射放射線の大部分はスリット部での回折を受けずに、第１の格子２の後方に第１の格子２の自己像Ｇ１を形成するように構成することができる。たとえば、放射線源のターゲットとしてタングステンを用い、管電圧を５０ｋＶとした場合には、放射線の実効波長は約０．４Åである。この場合には、第１の格子２の間隔ｄ１と第２の格子３の間隔ｄ２を、１μｍ〜１０μｍ程度とすればスリット部を通過した放射線が形成する放射線像は回折の効果を無視できる程度になり、第１の格子２の後方に、第１の格子２の自己像Ｇ１が幾何学的に投影される。
【０１２１】
なお、第１の格子２の格子ピッチＰ１と第２の格子３の格子ピッチＰ２との関係については、上記第１の実施形態における式（１）と同様である。また、第２の格子３に対する第１の格子２を構成する単位格子部材２２ａの配置についても、上記第１の実施形態と同様である。
【０１２２】
そして、第２の実施形態においては、第１の格子２と第２の格子３との距離Ｚ２を、上式（５）においてｍ’＝１とした場合の最小のタルボ干渉距離より短い値に設定することができる。すなわち、上記距離Ｚ２が、次式（１８）を満たす範囲の値に設定する。
【数１８】
2012143553.tif 000023
【０１２３】
なお、第１の格子２の格子部材２２と第２の格子３の格子部材３２とは、コントラストの高い周期パターン像を生成するためには、放射線を完全に遮蔽（吸収）することが好ましいが、上述した放射線吸収に優れる材料（金、白金等）を用いたとしても、吸収されずに透過する放射線が少なからず存在する。このため、放射線の遮蔽性を高めるためには、格子部材２２，３２のそれぞれの厚みｈ１，ｈ２を、可能な限り厚くすることが好ましい。格子部材２２，３２は、照射放射線の９０％以上を遮蔽できることが好ましく、部材２２，３２のそれぞれの材質と厚さｈ１，ｈ２は、照射放射線のエネルギーによって設定される。たとえば、放射線源１のターゲットとしてタングステンを用い、管電圧を５０ｋＶとした場合には、厚みｈ１，ｈ２は、金（Ａｕ）換算で１００μｍ以上であることが好ましい。
【０１２４】
ただし、第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、いわゆる放射線のケラレの問題があるため、第１の格子２の格子部材２２と第２の格子３の格子部材３２との厚さｈ１，ｈ２を制限することが好ましい。
【０１２５】
そして、第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置においても、図１に示すように、放射線源１と第１の格子２との間に、被検体１０が配置された後、放射線源１から放射線が射出される。そして、その放射線は被検体１０を透過した後、第１の格子２に照射される。
【０１２６】
そして、第１の格子２を通過して射影された投影像が第２の格子３を通過し、その結果、上記投影像は、第２の格子３との重ね合わせにより強度変調を受け、画像信号として放射線画像検出器４により検出される。
【０１２７】
そして、放射線画像検出器４により検出された画像信号は、上記第１の実施形態と同様にして読み出され、１フレーム全体の画像信号が画像生成部５に記憶された後、画像生成部５は、その記憶された画像信号に基づいて、上記第１の実施形態と同様にして、互いに異なる５つの縞画像の画像信号を取得する。
【０１２８】
画像生成部５において位相コントラスト画像を生成する作用についても、上記第１の実施形態と同様である。
【０１２９】
第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置によれば、第１の格子２と第２の格子３との距離Ｚ２をタルボ干渉距離よりも短くすることができるので、一定のタルボ干渉距離を確保しなければならない第１の実施形態の放射線位相画像撮影装置と比較すると、撮影装置をより薄型化することができる。
【０１３０】
また、上記第１の実施形態および第２の実施形態においては、放射線源１から放射線画像検出器４までの距離を、一般的な病院の撮影室で設定されるような距離（１ｍ〜２ｍ）とした場合に、放射線源１の焦点サイズが、たとえば、一般的な０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である場合には、第１の格子２のタルボ干渉や第１の格子２の投影による自己像Ｇ１にボケが生じ、位相コントラスト画像の画質の低下をもたらす恐れがある。
【０１３１】
そこで、放射線源１として上述したような焦点サイズのものを用いる場合には、放射線源１の焦点の直後にピンホールを設置して実効的に焦点サイズを小さくすることが考えられるが、実効的な焦点サイズを縮小するためにピンホールの開口面積を小さくすると放射線強度が低下してしまう。
【０１３２】
そこで、上述したようなピンホールを設けるのではなく、上記第１および第２の実施形態の放射線位相画像撮影装置において、放射線源１の焦点の直後にマルチスリットを配置するようにしてもよい。
【０１３３】
ここで、マルチスリットは、第２の実施形態の第１および第２の格子２，３と同様な構成の吸収型格子であり、所定の方向に延伸した複数の放射線遮蔽部が、周期的に配置されているものである。マルチスリットに配置された放射線遮蔽部の配列方向は、第１の格子２の部材２２あるいは第２の格子３の部材３２の配列方向のいずれか一方と同一であることが好ましいが、位相コントラスト画像が得られるという観点では、必ずしも同一である必要はない。本実施形態では、このうちの最も好ましい形態の例として、マルチスリットに配置された放射線遮蔽部の配列方向は、第１の格子２の部材２２の配列方向（Ｘ方向）と同一であるとして説明する。
【０１３４】
すなわち、この場合において、マルチスリットは、放射線源１の焦点から放射される放射線を部分的に遮蔽することにより、Ｘ方向に関する実効的な焦点サイズを縮小するものとすることができ、擬似的に、Ｘ方向に分割された多数の微小焦点光源を形成することができる。
【０１３５】
このマルチスリットの格子ピッチＰ３は、マルチスリットから第１の格子２までの距離をＺ３として、次式（１９）を満たすように設定する必要がある。なお、Ｐ１’は、第２の格子３の位置における第１の格子２の自己像Ｇ１の配列ピッチである。
【数１９】
2012143553.tif 000024
【０１３６】
また、マルチスリットがある場合でも第１の格子２の自己像Ｇ１の拡大率は、放射線源１の焦点位置が基点となるため、第２の格子３の格子ピッチＰ２が満たすべき関係は、上述の第１および第２の実施形態と同様である。すなわち、第１の格子２が９０°の位相変調を与える位相変調型格子または振幅変調型格子の場合は、次式（２０）の関係を満たすように決定される。
【数２０】
2012143553.tif 000025
【０１３７】
また、第１の格子２が１８０°の位相変調を与える位相変調型格子の場合には、次式（２１）の関係を満たすように決定される。
【数２１】
2012143553.tif 000026
【０１３８】
さらに、放射線画像検出器４の検出面におけるＸ方向の有効視野の長さＶを確保するには、放射線源１の焦点からから放射線画像検出器４までの距離をＬとすると、第１の格子２の格子部材２２の厚みｈ１と第２の格子３の格子部材の厚みｈ２とは、次式（２２）および次式（２３）を満たすように決定されることが好ましい。
【数２２】
2012143553.tif 000027
【数２３】
2012143553.tif 000028
【０１３９】
なお、上式（１９）は、マルチスリットにより疑似的に分散形成された各微小焦点光源から射出された放射線が第１の格子２のタルボ干渉あるいは投影によって形成された複数の自己像Ｇ1が、第２の格子３の位置で、ちょうど第１の格子２の自己像Ｇ１のピッチ一周期分ずつずれて重なり合うための幾何学的な条件である。このように、マルチスリットによって形成される複数の微小焦点光源が形成する、上記タルボ干渉または上記投影による、複数の第１の格子２の自己像Ｇ１が規則的に重ね合わせられることにより、放射線の強度を低下させずに、位相コントラスト画像の画質を向上させることができる。
【０１４０】
また、上記第１および第２の実施形態においては、放射線画像検出器４として、線状読取光源５０から発せられた線状の読取光の走査によって画像信号が読み出される、いわゆる光読取方式の放射線画像検出器を用いるようにしたが、これに限らず、たとえば、特開２００２−２６３００号公報に記載されているような、ＴＦＴスイッチが２次元状に多数配列され、そのＴＦＴスイッチをオンオフすることによって画像信号が読み出されるＴＦＴスイッチを用いた放射線画像検出器や、ＣＭＯＳセンサを用いた放射線画像検出器などを用いるようにしてもよい。
【０１４１】
具体的には、ＴＦＴスイッチを用いた放射線画像検出器は、たとえば、図１６に示すように、放射線の照射によって半導体膜において光電変換された電荷を収集する画素電極７１と画素電極７１によって収集された電荷を画像信号として読み出すためのＴＦＴスイッチ７２とを備えた画素回路７０が２次元状に多数配列されたものである。そして、ＴＦＴスイッチを用いた放射線画像検出器は、画素回路行毎に設けられ、ＴＦＴスイッチ７２をオンオフするためのゲート走査信号が出力される多数のゲート電極７３と、画素回路列毎に設けられ、各画素回路７０から読み出された電荷信号が出力される多数のデータ電極７４とを備えている。なお、各画素回路７０の詳細な層構成については、特開２００２−２６３００号公報に記載されている層構成と同様である。
【０１４２】
そして、たとえば、第２の格子３と画素回路列（データ電極）とが平行になるように設置した場合、１つの画素回路列が、上記実施形態において説明した主画素サイズＤｘに相当し、１つの画素回路行が、上記実施形態において説明した副画素サイズＤｙに相当する。なお、主画素サイズＤｘおよび副画素サイズＤｙは、たとえば、５０μｍとすることができる。
【０１４３】
そして、上記実施形態と同様に、位相コントラスト画像を生成するためにＭ枚の縞画像を使用する場合、Ｍ行の画素回路行が、位相コントラスト画像の副走査方向の１つの画像解像度Ｄとなるように第１の格子２の単位格子部材２２ａの自己像Ｇ１が配置される。なお、図１５においては、図８に示した単位格子部材２２ａの自己像Ｇ１を模式的に直線で表しているものとする。
【０１４４】
具体的には、上記実施形態と同様に、第２の格子３のピッチおよび第２の格子３の位置に形成される単位格子部材２２ａの自己像Ｇ１のＸ方向のピッチをＰ２、位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度をＤ＝Ｄｙ×Ｍとすると、ピッチＰ２をＭ個に分割したＰ２／Ｍずつ単位格子部材２２ａをＸ方向にずらしながらＹ方向に配列するようにする。
【０１４５】
たとえば、Ｍ＝５の場合、図１６の１つの画素回路７０によって第１の格子２の１つの単位格子部材２２ａに対応する画像信号を検出できることになり、すなわち、図１６に示す５本のゲート電極７３に接続される５行の画素回路行によって、互いに異なる５つの縞画像の画像信号をそれぞれ検出することができることになる。なお、図１６においては、１つの画素回路列に対して１本の第２の格子３の格子部材３２と自己像Ｇ１とが対応して示されているが、実際には、１つの画素回路列に対して多数の格子部材３２および自己像Ｇ１が存在していてもよく、図１６は図示省略しているものとする。
【０１４６】
したがって、第１読取ライン用ゲート電極Ｇ１１に接続される画素回路行から読み出された画像信号が第１の縞画像信号Ｍ１として取得され、第２読取ライン用ゲート電極Ｇ１２に接続される画素回路行から読み出された画像信号が第２の縞画像信号Ｍ２として取得され、第３読取ライン用ゲート電極Ｇ１３に接続される画素回路行から読み出された画像信号が第３の縞画像信号Ｍ３として取得され、第４読取ライン用ゲート電極Ｇ１４に接続される画素回路行から読み出された画像信号が第４の縞画像信号Ｍ４として取得され、第５読取ライン用ゲート電極Ｇ１５に接続される画素回路行から読み出された画像信号が第５の縞画像信号Ｍ５として取得される。
【０１４７】
第１〜第５の縞画像信号に基づいて位相コントラスト画像を生成する方法については、上記実施形態と同様である。なお、上述したように１つの画素回路７０の主走査方向および副走査方向のサイズが５０μｍである場合には、位相コントラスト画像の主走査方向の画像解像度は５０μｍとなり、副走査方向の画像解像度は５０μｍ×５＝２５０μｍとなる。
【０１４８】
また、放射線画像検出器のゲート電極およびデータ電極の延伸方向は図１６に示す例に限らず、たとえば、ゲート電極が紙面縦方向とし、データ線が紙面横方向となるように放射線画像検出器を配置するようにしてもよい。
【０１４９】
また、図１６に示すような放射線画像検出器の配置に対して、第１の格子２の自己像Ｇ１と第２の格子３とが９０°回転させた構成としてもよい。この場合には、ゲート電極に平行な方向に配列された画素回路７０から読み出された画像信号を取得することによって、上記実施形態と同様に互いに異なる縞画像を構成する画像信号を取得することができる。
【０１５０】
また、放射線画像検出器の各画素の形状は正方形に限らず、たとえば長方形や平行四辺形などでもよい。
【０１５１】
また、ＣＭＯＳセンサを用いた放射線画像検出器としては、たとえば、放射線の照射を受けて可視光を発生し、その可視光を光電変換することによって電荷信号を検出する画素回路８０が、図１７に示すように２次元状に多数配列されたものを用いることができる。そして、このＣＭＯＳセンサを用いた放射線画像検出器は、画素回路行毎に設けられ、画素回路８０に含まれる信号読み出し回路を駆動するための駆動信号が出力される多数のゲート電極８２およびリセット電極８４と、画素回路列毎に設けられ、各画素回路８０の信号読み出し回路から読み出された電荷信号が出力される多数のデータ電極８３とを備えている。なお、ゲート電極８２およびリセット電極８４には、信号読み出し回路に駆動信号を出力する行選択走査部８５が接続され、データ電極８３には、各画素回路から出力された電荷信号に所定の処理を施す信号処理部８６が接続されている。
【０１５２】
各画素回路８０は、図１８に示すように、基板８００の上方に絶縁膜８０３を介して形成された下部電極８０６と、下部電極８０６上に形成された光電変換膜８０７と、光電変換膜８０７上に形成された上部電極８０８と、上部電極８０８上に形成された保護膜８０９と、保護膜８０９上に形成された放射線変換膜８１０とを備えている。
【０１５３】
放射線変換膜８１０は、たとえば、放射線の照射を受けて５５０ｎｍの波長の光を発するＣｓＩ：ＴＩから形成される。その厚さは５００μｍ程度とすることが望ましい。
【０１５４】
上部電極８０８は、光電変換膜８０７に５５０ｎｍの波長の光を入射させる必要があるため、その入射光に対して透明な導電性材料で構成される。また、下部電極８０６は、画素回路８０毎に分割された薄膜であり、透明または不透明の導電性材料で形成される。
【０１５５】
光電変換膜８０７は、たとえば、５５０ｎｍの波長の光を吸収してこの光に応じた電荷を発生する光電変換材料から形成される。このような光電変換材料としては、たとえば、有機半導体、有機色素を含む有機材料、および直接遷移型のバンドギャップをもつ吸収係数の大きい無機半導体結晶等を単体または組み合わせた材料などがある。
【０１５６】
そして、上部電極８０８と下部電極８０６との間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜８０７で発生した電荷のうち一方が上部電極８０８に移動し、他方が下部電極８０６に移動する。
【０１５７】
そして、下部電極８０６の下方の基板８００内には、この下部電極８０６に対応させて、下部電極８０６に移動した電荷を蓄積するための電荷蓄積部８０２と、電荷蓄積部８０２に蓄積された電荷を電圧信号に変換して出力する信号読み出し回路８０１とが形成されている。
【０１５８】
電荷蓄積部８０２は、絶縁膜８０３を貫通して形成された導電性材料のプラグ８０４によって下部電極８０６に電気的に接続されている。信号読み出し回路８０１は、公知のＣＭＯＳ回路によって構成されている。
【０１５９】
そして、上述したようなＣＭＯＳセンサを用いた放射線画像検出器を、図１９に示すように、第２の格子３と画素回路列（データ電極）とが平行になるように設置した場合、１つの画素回路列が、上記実施形態において説明した主画素サイズＤｘに相当し、１つの画素回路行が、上記実施形態において説明した副画素サイズＤｙに相当する。なお、主画素サイズＤｘおよび副画素サイズＤｙは、ＣＭＯＳセンサを用いた放射線画像検出器の場合には、たとえば、１０μｍとすることができる。
【０１６０】
そして、上記実施形態と同様に、位相コントラスト画像を生成するためにＭ枚の縞画像を使用する場合、Ｍ行の画素回路行が、位相コントラスト画像の副走査方向の１つの画像解像度Ｄとなるように第１の格子２の単位格子部材２２ａの自己像Ｇ１が配置される。なお、図１９においては、図８に示した単位格子部材２２ａの自己像Ｇ１を模式的に直線で表しているものとする。
【０１６１】
具体的には、上記実施形態と同様に、第２の格子３のピッチおよび第２の格子３の位置に形成される単位格子部材２２ａの自己像Ｇ１のＸ方向のピッチをＰ２、位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度をＤ＝Ｄｙ×Ｍとすると、ピッチＰ２をＭ個に分割したＰ２／Ｍずつ単位格子部材２２ａをＸ方向にずらしながらＹ方向に配列するようにする。
【０１６２】
たとえば、Ｍ＝５の場合、図１９の１つの画素回路８０によって第１の格子２の１つの単位格子部材２２ａに対応する画像信号を検出できることになり、すなわち、図１９に示す５本のゲート電極８２に接続される５行の画素回路行によって、互いに異なる５つの縞画像の画像信号をそれぞれ検出することができることになる。なお、図１９においては、１つの画素回路列に対して１本の第２の格子３の格子部材３２と自己像Ｇ１とが対応して示されているが、実際には、１つの画素回路列に対して多数の格子部材３２および自己像Ｇ１が存在していてもよく、図１９は図示省略しているものとする。
【０１６３】
したがって、ＴＦＴスイッチを用いた放射線画像検出器の場合と同様に、第１読取ライン用ゲート電極Ｇ１１に接続される画素回路行から読み出された画像信号が第１の縞画像信号Ｍ１として取得され、第２読取ライン用ゲート電極Ｇ１２に接続される画素回路行から読み出された画像信号が第２の縞画像信号Ｍ２として取得され、第３読取ライン用ゲート電極Ｇ１３に接続される画素回路行から読み出された画像信号が第３の縞画像信号Ｍ３として取得され、第４読取ライン用ゲート電極Ｇ１４に接続される画素回路行から読み出された画像信号が第４の縞画像信号Ｍ４として取得され、第５読取ライン用ゲート電極Ｇ１５に接続される画素回路行から読み出された画像信号が第５の縞画像信号Ｍ５として取得される。
【０１６４】
また、ＴＦＴスイッチを用いた放射線画像検出器の場合と同様に、放射線画像検出器のゲート電極およびデータ電極の延伸方向は図１９に示す例に限らず、たとえば、ゲート電極が紙面縦方向とし、データ線が紙面横方向となるように放射線画像検出器を配置するようにしてもよい。
【０１６５】
また、図１９に示すような放射線画像検出器の配置に対して、第１の格子２の自己像Ｇ１と第２の格子３とが９０°回転させた構成としてもよい。この場合には、ゲート電極に平行な方向に配列された画素回路８０から読み出された画像信号を取得することによって、上記実施形態と同様に互いに異なる縞画像を構成する画像信号を取得することができる。
【０１６６】
また、放射線画像検出器の各画素の形状は正方形に限らず、たとえば長方形や平行四辺形などでもよい。
【０１６７】
第１〜第５の縞画像信号に基づいて位相コントラスト画像を生成する方法については、上記実施形態と同様である。なお、上述したように１つの画素回路８０の主走査方向および副走査方向のサイズが１０μｍである場合には、位相コントラスト画像の主走査方向の画像解像度は１０μｍとなり、副走査方向の画像解像度は１０μｍ×５＝５０μｍとなる。
【０１６８】
なお、上述したようにＴＦＴスイッチを用いた放射線画像検出器やＣＭＯＳセンサを用いた放射線画像検出器も用いることは可能であるが、これらの放射線画像検出器は、画素が正方形であるため、本発明を適用する場合には、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度に対して悪くなる。これに対し、上記第１および第２の実施形態で説明した光読取方式の放射線画像検出器においては、主走査方向については線状電極の幅（延伸方向と垂直な方向）によって解像度Ｄｘが制限されるが、副走査方向については、線状読取光源５０の読取光の副走査方向の幅および１ラインあたりのチャージアンプ２００の蓄積時間と線状読取光源５０の移動速度の積で解像度Ｄｙが決まることになる。主副解像度ともに典型的には数１０μｍであるが、主走査方向の解像度を維持したまま副走査方向の解像度を高くする設計が可能である。たとえば、線状読取光源５０の幅を小さくしたり、移動速度を遅くすることにより実現可能であって、上記第１および第２の実施形態で説明した光読取方式の放射線画像検出器はより有利な構成である。
【０１６９】
また、１回の撮影で複数の縞画像信号を取得することができるので、上述したような即座に繰り返し使用可能な半導体の検出器に限らず、蓄積性蛍光体シートや銀塩フイルムなども利用することができる。なお、この場合、蓄積性蛍光体シートや現像された銀塩フイルムなどを読み取る際の読取画素が請求項における画素に相当するものとする。
【０１７０】
また、上記実施形態においては、第１の格子２の格子部材２２を複数の矩形で形成された単位格子部材２２ａから構成し、この複数の単位格子部材２２ａを、Ｘ方向について所定のピッチずつずらしながらＹ方向に配列するようにしたが、このような構成を第２の格子３の方に採用し、第１の格子２については、図５に示す第２の格子３のように、直線状の格子部材２２から形成するようにしてもよい。
【０１７１】
また、上記実施形態においては、第１の格子２を構成する単位格子部材２２ａの自己像Ｇ１が、図８に示すように、Ｙ方向に沿って徐々に第２の格子２の格子部材３２との距離が大きくなるように単位格子部材２２ａを配置するようにしたが、単位格子部材２２ａの配置の仕方についてはこれに限らず、要するに、第２の格子３の位置に形成される単位格子部材２２ａの自己像Ｇ１のＸ方向のピッチをＰ２、位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度をＤ＝Ｄｙ×Ｍとした場合に、画像解像度Ｄにわたって、第２の格子３の格子部材３２から（Ｐ２／Ｍ）×ｋ（ｋ＝０〜Ｍ−１）だけ離れた距離にそれぞれ単位格子部材２２ａの自己像Ｇ1が形成されるようにするのであれば、単位格子部材２２ａの配置は如何なる配置でもよい。具体的には、たとえば、Ｍ＝５の場合には、図２０に示すように自己像Ｇ１が形成されるように単位格子部材２２ａを配置してもよく、この場合にも上記実施形態と同様に第１読取ラインの画素行群〜第５読取ラインの画素行群の画像信号をそれぞれ取得することによって５枚の縞画像の画像信号を取得することができる。
【０１７２】
また、上記実施形態においては、位相コントラスト画像を取得することによりこれまで描出が難しかった画像を得ることができるが、従来のＸ線画像診断学は吸収画像に基づいているため、位相コントラスト画像と対応して吸収画像が参照できると読影の助けになる。たとえば、吸収画像と位相コントラスト画像を重み付けや階調、周波数処理などの適当な処理によって重ね合わせることにより吸収画像が表現できなかった部分を位相コントラスト画像の情報で補うことは有効である。
【０１７３】
しかし、位相コントラスト画像とは別に吸収画像を撮影することは、位相コントラスト画像の撮影と吸収画像の撮影との間の撮影肢体のズレによって良好な重ね合わせを困難にするのに加え、撮影回数が増えることにより被検体の負担となる。また、近年、位相コントラスト画像や吸収画像の他に、小角散乱画像が注目されている。小角散乱画像は、被検体組織内部の微細構造に起因する組織性状を表現可能であり、たとえば、ガンや循環器疾患といった分野での新しい画像診断のための表現方法として期待されている。
【０１７４】
そこで、画像生成部５において、位相コントラスト画像を生成するために取得した複数枚の縞画像に基づいて吸収画像や小角散乱画像を生成するようにしてもよい。
【０１７５】
具体的には、画素毎に得られる画素信号Ｉｋ（ｘ，ｙ）を、図２１に示すようにｋについて平均化して平均値を算出して画像化することにより吸収画像を生成することができる。なお、平均値の算出は、画素信号Ｉｋ（ｘ，ｙ）をｋについて単純に平均化することにより行ってもよいが、Ｍが小さい場合には誤差が大きくなるため、画素信号Ｉｋ（ｘ，ｙ）を正弦波でフィッティングした後、フィッティングした正弦波の平均値を求めるようにしてもよい。また、正弦波に限らず、矩形波や三角波形状を用いるようにしてもよい。
【０１７６】
また、吸収画像の生成には、平均値に限られず、平均値に対応する量であれば、画素信号Ｉｋ（ｘ，ｙ）をｋについて加算した加算値等を用いることが可能である。
【０１７７】
また、画素毎に得られる画素信号Ｉｋ（ｘ，ｙ）の振幅値を算出して画像化することにより小角散乱画像を生成することができる。なお、振幅値の算出は、画素信号Ｉｋ（ｘ，ｙ）の最大値と最小値との差を求めることによって行ってもよいが、Ｍが小さい場合には誤差が大きくなるため、画素信号Ｉｋ（ｘ，ｙ）を正弦波でフィッティングした後、フィッティングした正弦波の振幅値を求めるようにしてもよい。また、小角散乱画像の生成には、振幅値に限られず、平均値を中心としたばらつきに対応する量として、分散値や標準偏差などを用いることができる。
【０１７８】
また、位相コントラスト画像は、第１および第２の格子２，３の格子部材２２，３２の周期配列方向（Ｘ方向）のＸ線の屈折成分に基づくものとなり、格子部材２２，３２の延伸方向（Ｙ方向）の屈折成分は反映されない。すなわち、ＸＹ面である格子面を介して、Ｘ方向に交差する方向（直交する場合はＹ方向）に沿った部位輪郭がＸ方向の屈折成分に基づく位相コントラスト画像として描出されるのであり、Ｘ方向に交差せずにＸ方向に沿っている部位輪郭はＸ方向の位相コントラスト画像として描出されない。すなわち、被検体とする部位の形状と向きによっては描出できない部位が存在する。例えば、膝等の関節軟骨の荷重面の方向を格子の面内方向であるＸＹ方向のうちＹ方向に合わせると、Ｙ方向にほぼ沿った荷重面（ＹＺ面）近傍の部位輪郭は十分に描出されるが、荷重面に交差しＸ方向にほぼ沿って延びる軟骨周辺組織（腱や靭帯など）については描出が不十分になると考えられる。被検体を動かすことにより、描出が不十分な部位を再度撮影することは可能ではあるが、被検体及び術者の負担が増えることに加え、再度撮影した画像との位置再現性を担保することが難しいといった問題がある。
【０１７９】
そこで、他の例として、図２２に示すように、第１および第２の格子２，３の格子面の中心に直交する仮想線（Ｘ線の光軸Ａ）を中心として、第１および第２の格子２，３を、図２２（ａ）に示すような第１の向きから任意の角度で回転させて、図２２（ｂ）に示すような第２の向きとする回転機構１８０を設け、第１の向きと第２の向きとのそれぞれにおいて位相コントラスト画像を生成するように構成することも好適である。なお、図２２（ａ），（ｂ）においては、図面を見やすくするために第１の格子２の格子部材２２については直線状に表しているが、実際には、上記実施形態のように複数の単位格子部材２２ａがＸ方向にずらされて配置されているものとする。
【０１８０】
こうすることで、上述した位置再現性の問題をなくせる。なお、図２２（ａ）には、第２の格子３の格子部材３２の延伸方向がＹ方向に沿う方向となるような第１および第２の格子２，３の第１の向きを示し、図２２（ｂ）には、図２２（ａ）の状態から９０度回転させ、第２の格子３の格子部材３２の延伸方向がＸ方向に沿う方向となるような第１および第２の格子２，３の第２の向きを示したが、第１の格子２と第２の格子３との間の傾き関係を維持した状態であれば、第１および第２の格子２，３の回転角度は任意である。また、第１の向きおよび第２の向きに加えて、第３の向き、第４の向きなど、２回以上の回転操作を行って、それぞれの向きでの位相コントラスト画像を生成するように構成してもよい。
【０１８１】
また、上述したように、１次元格子である第１および第２の格子２，３を回転させるのではなく、第１および第２の格子の２，３を、それぞれの格子部材２２，３２を２次元方向に延設した２次元格子の構成としてもよい。
【０１８２】
このように構成することにより、１次元格子を回転させる構成と比較すると、１度の撮影で第１の方向、第２の方向に対する位相コントラスト画像が得られるため、撮影間の被検体の体動や装置振動の影響がなく、第１および第２の方向の位相コントラスト画像間の位置再現性においてより良好である。また、回転機構を排除することで、装置の簡略化、コストダウンが可能である。
【０１８３】
また、上記実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、第１の格子２と第２の格子３との２つの格子を用いるようにしたが、第２の格子３の機能を放射線画像検出器にもたせることによって第２の格子３を用いないようにすることができる。以下、第２の格子３の機能を有する放射線画像検出器の構成について説明する。
【０１８４】
第２の格子３の機能を有する放射線画像検出器は、放射線が第１の格子２を通過することによって第１の格子２によって形成された第１の格子２の自己像Ｇ１を検出するとともに、その自己像Ｇ１に応じた電荷信号を後述する格子状に分割された電荷蓄積層に蓄積することによって自己像Ｇ１に強度変調を施して縞画像を生成し、その生成した縞画像を画像信号として出力するものである。
【０１８５】
図２３（Ａ）は、第２の格子３の機能を有する放射線画像検出器４００の斜視図、図２３（Ｂ）は図２３（Ａ）に示す放射線画像検出器のＸＺ面断面図、図２３（Ｃ）は図２３（Ａ）に示す放射線画像検出器のＹＺ面断面図である。
【０１８６】
放射線画像検出器４００は、図２３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、放射線を透過する第１の電極層４１０、第１の電極層４１０を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層４２０、記録用光導電層４２０において発生した電荷のうち一方の極性の電荷に対しては絶縁体として作用し、且つ他方の極性の電荷に対しては導電体として作用する電荷蓄積層４３０、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層４４０、および第２の電極層４５０をこの順に積層してなるものである。なお、上記各層は、ガラス基板４６０上に第２の電極層４５０から順に形成されている。
【０１８７】
そして、第２の格子３の機能を有する放射線画像検出器４００は、第１の電極層４１０、記録用光導電層４２０、電荷蓄積層４３０、読取用光導電層４４０および第２の電極層４５０の材料については、上記実施形態における放射線画像検出器４の第１の電極層４１、記録用光導電層４２、電荷蓄積層４３、読取用光導電層４４および第２の電極層４５と同様である。
【０１８８】
そして、第２の格子３の機能を有する放射線画像検出器４００は、上記実施形態の放射線画像検出器４と電荷蓄積層４３０の形状が異なる。放射線画像検出器４００の電荷蓄積層４３０は、図２３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第２の電極層４５０の透明線状電極４５０ａおよび遮光線状電極４５０ｂの延伸方向に平行となるように線状に分割されている。
【０１８９】
また、電荷蓄積層４３０は、透明線状電極４５０ａもしくは遮光線状電極４５０ｂの配列ピッチよりも細かいピッチで分割されるが、その配列ピッチＰ２は、上記実施形態の第２の格子３の条件と同様であるが、ここでは上式（１）および上式（２）におけるＰ１’は、放射線画像検出器４００の位置における第１の格子２の自己像Ｇ１のピッチをとなる。
【０１９０】
また、電荷蓄積層４３０は、積層方向（Ｚ方向）について２μｍ以下の厚さで形成される。
【０１９１】
そして、電荷蓄積層４３０は、たとえば、上述したような材料と金属板に開口を整列して形成したメタルマスクやファイバーなどによって形成されたマスクとを用いて抵抗加熱蒸着によって形成することができる。また、フォトリソグラフィを用いて形成するようにしてもよい。
【０１９２】
なお、タルボ干渉計として機能させるための第１の格子２と放射線画像検出器４００との距離の条件については、放射線画像検出器４００が第２の格子３として機能するものであるので、第１の格子２と第２の格子３との距離の条件と同様である。また、上記第２の実施形態のように第１の格子２が入射放射線を回折せずに投影させる構成とし、第１の格子２から放射線画像検出器４００までの距離Ｚ２を、タルボ干渉距離を無関係に設定するようにしてもよく、上式（１８）を満たすような距離としてもよい。
【０１９３】
次に、上記のように構成された放射線画像検出器４００の作用について説明する。
【０１９４】
まず、図２４（Ａ）に示すように高圧電源１００によって放射線画像検出器４００の第１の電極層４１０に負の電圧を印加した状態において、タルボ効果によって形成された第１の格子２の自己像Ｇ１を担持した放射線が、放射線画像検出器４００の第１の電極層４１０側から照射される。
【０１９５】
そして、放射線画像検出器４００に照射された放射線は、第１の電極層４１０を透過し、記録用光導電層４２０に照射される。そして、その放射線の照射によって記録用光導電層４２０において電子−正孔対が発生し、そのうち正の電荷は第１の電極層４１０に帯電した負の電荷と結合して消滅し、負の電荷は潜像電荷として電荷蓄積層４３０に蓄積される（図２４（Ｂ）参照）。
【０１９６】
ここで、電荷蓄積層４３０は、上述したような配列ピッチで線状に分割されているので、記録用光導電層４２０において第１の格子２の自己像Ｇ１に応じて発生した電荷のうちその直下に電荷蓄積層４３０が存在する電荷のみが電荷蓄積層４３０によってトラップされて蓄積され、それ以外の電荷については線状の電荷蓄積層４３０の間を通過し、読取用光導電層４４０を通過した後、透明線状電極４５０ａと遮光線状電極４５０ｂとに流れ出してしまう。
【０１９７】
このように記録用光導電層４２０において発生した電荷のうち、その直下に線状の電荷蓄積層４３０が存在する電荷のみを蓄積する。この作用によって、第１の格子２の自己像Ｇ１は電荷蓄積層４３０の線状のパターンとの重ね合わせにより強度変調を受け、被検体による自己像Ｇ１の波面の歪みを反映した縞画像の画像信号が電荷蓄積層４３０に蓄積されることになる。すなわち、電荷蓄積層４３０は、上記実施形態の第２の格子３と同等の機能を果たすことになる。
【０１９８】
そして、次に、図２５に示すように、第１の電極層４１０が接地された状態において、線状読取光源５０から発せられた線状の読取光Ｌ１が第２の電極層４５０側から照射される。読取光Ｌ１は透明線状電極４５０ａを透過して読取用光導電層４４０に照射され、その読取光Ｌ１の照射により読取用光導電層４４０において発生した正の電荷が電荷蓄積層４３０における潜像電荷と結合するとともに、負の電荷が、透明線状電極４５０ａに接続されたチャージアンプ２００を介して遮光線状電極４５０ｂに帯電した正の電荷と結合する。
【０１９９】
そして、読取用光導電層４４０において発生した負の電荷と遮光線状電極４５０ｂに帯電した正の電荷との結合によって、チャージアンプ２００に電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出される。
【０２００】
そして、線状読取光源５０が、副走査方向（Ｙ方向）に移動することによって線状の読取光Ｌ１によって放射線画像検出器４００が走査され、線状の読取光Ｌ１の照射された読取ライン毎に上述した作用によって画像信号が順次検出され、その検出された読取ライン毎の画像信号が画像生成部５に順次入力されて記憶される。
【０２０１】
そして、放射線画像検出器４００の全面が読取光Ｌ１に走査されて１フレーム全体の画像信号が画像生成部５に記憶され、画像生成部５は、その記憶された画像信号に基づいて、上記実施形態と同様にして互いに異なる５つの縞画像の画像信号を取得し、その５つの縞画像の画像信号に基づいて位相コントラスト画像などを生成する。
【０２０２】
また、上述した第２の格子３の機能を有する放射線画像検出器４００おいては、電極間に、記録用光導電層４２０、電荷蓄積層４３０および読取用光導電層４４０の３層を設ける構成としたが、必ずしもこの層構成である必要はなく、たとえば、図２６に示すように、読取用光導電層４４０を設けることなく、第２の電極層の透明線状電極４５０ａおよび遮光線状電極４５０ｂ上に直接接触するように線状の電荷蓄積層４３０を設け、その電荷蓄積層４３０の上に記録用光導電層４２０を設けるようにしてもよい。なお、この記録用光導電層４２０は、読取用光導電層としても機能するものである。
【０２０３】
この放射線画像検出器４０１の構造は、読取用光導電層４４０なしに第２の電極層４５０に直接電荷蓄積層４３０を設ける構造であり、線状の電荷蓄積層４３０は、蒸着で形成することができるため、線状の電荷蓄積層４３０の形成を容易にすることができる。蒸着工程においては、選択的に線状パターンを形成するためにメタルマスクなどを用いる。読取用光導電層４４０の上に線状の電荷蓄積層４３０を設ける構成では、読取用光導電層４４０の蒸着後に線状の電荷蓄積層４３０を蒸着で形成するためのメタルマスクをセットする工程が必要なため、読取用光導電層４４０の蒸着工程と記録用光導電層４２０の蒸着工程の間で大気中操作により、読取用光導電層４４０に劣化や、光導電層間に異物が混入して品質の劣化をもたらす虞がある。一方、上述した読取用光導電層４４０を設けない構造とすることで、光導電層の蒸着後の大気中操作を減らすことができるため、上述の品質劣化の懸念を低減することができる。
【０２０４】
記録用光導電層４２０および電荷蓄積層４３０の材料については、上述した放射線画像検出器４００と同様である。また、電荷蓄積層４３０の線状構成についても、上述した放射線画像検出器と同様である。
【０２０５】
以下に、この放射線画像検出器４０１の放射線画像の記録と読み出しの作用について説明する。
【０２０６】
まず、図２７（Ａ）に示すように高圧電源１００によって放射線画像検出器４０１の第１の電極層４１０に負の電圧を印加した状態において、第１の格子２の自己像Ｇ１を担持した放射線が、放射線画像検出器４０１の第１の電極層４１０側から照射される。
【０２０７】
そして、放射線画像検出器４０１に照射された放射線は、第１の電極層４１０を透過し、記録用光導電層４２０に照射される。そして、その放射線の照射によって記録用光導電層４２０において電子−正孔対が発生し、そのうち正の電荷は第１の電極層４１０に帯電した負の電荷と結合して消滅し、負の電荷は潜像電荷として電荷蓄積層４３０に蓄積される（図２７（Ｂ）参照）。なお、第２の電極層４５０に接した線状の電荷蓄積層４３０は絶縁性の膜であるから、この電荷蓄積層４３０に到達した電荷はそこに捕えられ、第２の電極層４５０へ行くことができず、蓄積されて留まる。
【０２０８】
ここでも、上述した放射線画像検出器４００と同様に、記録用光導電層４２０において発生した電荷のうち、その直下に線状の電荷蓄積層４３０が存在する電荷のみを蓄積する。この作用によって、第１の格子２の自己像Ｇ１は電荷蓄積層４３０の線状のパターンとの重ね合わせにより強度変調を受け、被検体による自己像Ｇ１の波面の歪みを反映した縞画像の画像信号が電荷蓄積層４３０に蓄積されることになる。
【０２０９】
そして、図２８に示すように、第１の電極層４１０が接地された状態において、線状読取光源５０から発せられた線状の読取光Ｌ１が第２の電極層４５０側から照射される。読取光Ｌ１は、透明線状電極４５０ａを透過して電荷蓄積層４３０近傍の記録用光導電層４２０に照射され、その読取光Ｌ１の照射により発生した正の電荷が線状の電荷蓄積層４３０へ引き寄せられて再結合する。そして、もう一方の負の電荷は、透明線状電極４５０ａへ引き寄せられ、透明線状電極４５０ａに帯電した正の電荷および透明線状電極４５０ａに接続されたチャージアンプ２００を介して遮光線状電極４５０ｂに帯電した正の電荷と結合する。これによりチャージアンプ２００に電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出される。
【０２１０】
また、上述した放射線画像検出器４００，４０１においては、電荷蓄積層４３０を、完全に線状に分離して形成するようにしたが、これに限らず、たとえば、図２９に示す放射線画像検出器４０２のように、平板形状の上に線状のパターンを形成することによって格子状の電荷蓄積層４３０を形成するようにしてもよい。
【０２１１】
また、上述した放射線画像検出器４００〜４０２においては、電荷蓄積層４３０を、上記実施形態における第２の格子３と同様に直線状の格子状に形成するようにしたが、これに限らず、上記実施形態における第１の格子２の構成を電荷蓄積層４３０に採用し、図２８に示すように複数の単位格子形状の電荷蓄積層４３０を、Ｘ方向について所定のピッチずつずらしながらＹ方向に配列して形成するようにしてもよい。なお、図２８においては、一部の電荷蓄積層４３０のパターンのみを示しているが、実際には、図２８に示すパターンがＸ方向およびＹ方向に繰り返して配置されるものとする。また、上記第１の実施形態の第１の格子２の単位格子の配置方法として種々の配置方法を採用可能であるのと同様に、電荷蓄積層４３０のパターンとしても種々のパターンを採用可能である。なお、電荷蓄積層４３をこのような構成とした場合には、第１の格子２については、図５に示す第２の格子３のように、直線状の格子部材２２から形成することになる。
【０２１２】
また、上記実施形態の放射線画像撮影装置については、乳房画像を撮影する乳房画像撮影表示システムや、被検者を立位状態で撮影する放射線画像撮影システムや、被検者を臥位状態で撮影する放射線画像撮影システムや、被検者を立位状態および臥位状態で撮影可能な放射線画像撮影システムや、長尺撮影を行う放射線画像システムなどに適用可能である。
【０２１３】
さらに、上記実施形態の放射線画像撮影装置については、３次元画像を取得する放射線位相ＣＴ装置や、立体視が可能なステレオ画像を取得するステレオ撮影装置や、断層画像を取得するトモシンセシス撮影装置などにも適用することも可能である。
【符号の説明】
【０２１４】
１     放射線源
２     第１の格子
３     第２の格子
４     放射線画像検出器
５     画像生成部
２１   基板
２２   格子部材
３１   基板
３２   格子部材
４１   第１の電極層
４２   記録用光導電層
４３   電荷蓄積層
４４   読取用光導電層
４５   第２の電極層
４５ａ 透明線状電極
４５ｂ 遮光線状電極
４６   ガラス基板
５０   線状読取光源
４００ 放射線画像検出器
４００，４０１，４０２        放射線画像検出器
４１０ 第２の電極層
４２０ 記録用光導電層
４３０ 電荷蓄積層
４４０ 読取用光導電層
４５０ 第２の電極層
４５０ａ  透明線状電極
４５０ｂ  遮光線状電極
４６０ ガラス基板
【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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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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８】
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【図１５】
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【図２０】
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