(57)【要約】【課題】欠陥画素を精度よく補正すること可能とする。【解決手段】Ｘ線源から放射された放射線を第１の格子を通過させて第１の周期パターン像（Ｇ１像）を生成する。Ｇ１像を第２の格子により部分的に遮蔽して第２の周期パターン像（Ｇ２像）を生成する。Ｇ２像をＸ線画像検出器により検出して画像データを生成し、この画像データに基づいて位相微分画像を生成する。画像データの欠陥画素のマップ情報が欠陥画素情報記憶部に記憶されている。欠陥画素補正処理部は、位相微分画像中の欠陥画素ＤＰを、第１及び第２の格子の格子線に直交する方向（Ｘ方向）以外の画素ＮＰを用いて補正する。【選択図】図７
2013150780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源に対向配置された少なくとも１つの格子を有する格子部と、
前記放射線源から放射されて前記格子部を通過した放射線を、２次元配列された複数の画素部で検出して画像データを生成する放射線画像検出器と、
前記画像データに基づいて位相微分画像を生成する位相微分画像生成部と、
前記放射線画像検出器の欠陥画素情報を記憶する欠陥画素情報記憶部と、
前記欠陥画素情報に基づき、前記位相微分画像中の欠陥画素を、前記格子の格子線に直交する方向以外の方向に位置する複数の画素を用いて補正する欠陥画素補正処理部と、
を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記欠陥画素補正処理部は、前記位相微分画像中の欠陥画素を、前記格子の格子線に平行な方向に位置する複数の画素を用いて補正することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記欠陥画素補正処理部により補正された補正後の前記位相微分画像を、前記格子の格子線に直交する方向に沿って積分処理することにより位相コントラスト画像を生成する位相コントラスト画像生成部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記画素部は、行方向とこれに直交する列方向に沿って２次元配列されており、前記放射線画像検出器は、前記行方向及び前記列方向のうち、線状欠陥が少ない方向が前記格子の格子線方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１から３に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記格子部は、放射線源からの放射線を通過させて第１の周期パターン像を生成する第１の格子と、前記第１の周期パターン像を部分的に遮蔽して第２の周期パターン像を生成する第２の格子とを有し、
前記放射線画像検出器は、前記第２の周期パターン像を検出して画像データを生成することを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記格子部は、前記第１の格子または第２の格子を所定の走査ピッチで移動させ、複数の走査位置に順に設定する走査機構を有し、
前記放射線画像検出器は、前記各走査位置で前記第２の周期パターン像を検出して画像データを生成し、
前記位相微分画像生成部は、前記放射線画像検出器により生成される複数の画像データに基づいて位相微分画像を生成することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記第２の周期パターン像にはモアレ縞が生じており、前記位相微分画像生成部は、所定方向に並ぶ所定数の前記画素部を１グループとし、このグループを前記所定方向に所定画素ずつ変更しながら、各グループ内に含まれる複数の画素値により構成される強度変調信号の位相ズレ量を算出することにより位相微分画像を生成することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記モアレ縞は、前記第２の格子を、前記第１の格子に対して格子面内方向に相対的に傾斜して配置することにより生成されたものであり、前記第１及び第２の格子の格子線方向にほぼ直交していることを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
前記モアレ縞は、前記第１及び第２の格子の対向方向の位置関係、または、前記第１及び第２の格子の格子ピッチを調整することにより生成されたものであり、前記第１及び第２の格子の格子線方向にほぼ平行であることを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影装置。
【請求項１０】
前記第１の格子は、吸収型格子であり、入射した放射線を幾何光学的に投影することにより前記第１の周期パターン像を生成することを特徴とする請求項５から９いずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１１】
前記第１の格子は、吸収型格子または位相型格子であり、入射した放射線にタルボ効果を生じさせて前記第１の周期パターン像を生成することを特徴とする請求項５から９いずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１２】
前記放射線源から放射された放射線を部分的に遮蔽して焦点を分散化するマルチスリットを備えることを特徴とする請求項１から１１いずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１３】
放射線源から放射されて少なくとも１つの格子を通過した放射線を、２次元配列された複数の画素部を有する放射線画像検出器で検出して画像データを生成するステップと、
前記画像データに基づいて位相微分画像を生成するステップと、
前記放射線画像検出器の欠陥画素情報に基づき、前記位相微分画像中の欠陥画素を、前記格子の格子線に直交する方向以外の方向に位置する複数の画素を用いて補正するステップと、
を備えることを特徴とする放射線撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の位相変化に基づく画像を検出する放射線撮影装置及び放射線撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線、例えばＸ線は、物質を構成する元素の重さ（原子番号）と物質の密度及び厚さとに依存して吸収され減衰するという特性を有する。この特性に着目し、医療診断や非破壊検査等の分野において、被検体の内部を透視するためのプローブとしてＸ線が利用されている。
【０００３】
一般的なＸ線撮影装置では、Ｘ線を放射するＸ線源と、Ｘ線を検出するＸ線画像検出器との間に被検体を配置して、被検体を透過したＸ線の撮影を行う。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Ｘ線は、被検体を透過する際に吸収され減衰した後、Ｘ線画像検出器に入射する。この結果、被検体によるＸ線の強度変化に基づく画像がＸ線画像検出器により検出される。
【０００４】
Ｘ線吸収能は、原子番号が小さい元素ほど低くなるため、生体軟部組織やソフトマテリアルなどでは、Ｘ線の強度変化が小さく、画像に十分な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線吸収能の差が小さいため、コントラストが得られにくい。
【０００５】
このような問題を背景に、被検体によるＸ線の強度変化に代えて、被検体によるＸ線の位相変化に基づいた画像を得るＸ線位相イメージングの研究が近年盛んに行われている。Ｘ線位相イメージングは、被検体に入射したＸ線の位相変化が強度変化より大きいことに基づき、Ｘ線の位相変化を画像化する方法であり、Ｘ線吸収能が低い被検体に対しても高コントラストの画像を得ることができる。Ｘ線位相イメージングの一種として、２枚の格子とＸ線画像検出器とを用いてＸ線タルボ干渉計を構成することにより、Ｘ線の位相変化を検出するＸ線撮影装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
このＸ線撮影装置は、Ｘ線源から見て被検体の背後に第１の格子を配置し、第１の格子からタルボ距離だけ離れた位置に第２の回折格子を配置し、その背後にＸ線画像検出器を配置したものである。タルボ距離は、第１の回折格子を通過したＸ線が、タルボ効果によって第１の回折格子の自己像（縞画像）を形成する距離である。この自己像は、被検体でのＸ線の位相変化で屈折が生じることにより変調される。この変調量を検出することにより、Ｘ線の位相変化が画像化される。
【０００７】
上記変調量の検出方法として縞走査法が知られている。縞走査法では、第１の格子に対して第２の格子を、所定のピッチずつ間欠移動させながら、その停止中にＸ線源からＸ線を放射し、被検体、第１及び第２の格子を通過したＸ線をＸ線画像検出器で検出することにより画像データを生成する。この間欠移動は、第１の格子の面に平行でかつ第１の格子の格子線方向に直交する方向に行う。
【０００８】
Ｘ線画像検出器により生成される複数の画像データに基づき、画素毎に画素値の強度変調を表す強度変調信号を生成し、この強度変調信号の位相ズレ量（被検体が存在しない場合の初期位置からの位相差）を算出することにより、上記変調量の二次元分布を表す位相微分画像が得られる。この位相微分画像を、第１及び第２の格子の格子線に直交する方向に沿って積分することにより、被検体によるＸ線の位相シフト量を表す位相コントラスト画像が生成される。
【０００９】
特許文献２には、位相微分画像に欠陥画素が存在する場合に、その欠陥画素に隣接する隣接画素を用いて欠陥画素を補間処理により補正することが記載されている。また、特許文献２には、欠陥画素が線状に連なった線状欠陥が位相コントラスト画像に生じ、その線状欠陥が、位相微分画像を積分する際の積分方向に平行である場合には、線状欠陥に隣接するラインの隣接画素を用いて補正することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００４／０５８０７０号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／１０２６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２には、位相微分画像に生じた欠陥画素を補正する際に用いる隣接画素の方向性については記載されていない。位相微分画像は、第１及び第２の格子の格子線に直交する方向に関してＸ線の位相変化を画像化したものであり、該方向に位相感度を有し、この位相感度方向にＸ線の位相変化のプロファイルが顕著に得られる。このため、欠陥画素に対して位相感度方向に隣接する隣接画素を用いて補正を行うと、補正箇所でプロファイルが乱れ、画質が劣化してしまう。
【００１２】
本発明は、欠陥画素を精度よく補正すること可能とする放射線撮影装置及び放射線撮影方法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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の放射線撮影装置は、放射線源に対向配置された少なくとも１つの格子を有する格子部と、放射線源から放射されて格子部を通過した放射線を、２次元配列された複数の画素部で検出して画像データを生成する放射線画像検出器と、画像データに基づいて位相微分画像を生成する位相微分画像生成部と、放射線画像検出器の欠陥画素情報を記憶する欠陥画素情報記憶部と、欠陥画素情報に基づき、位相微分画像中の欠陥画素を、格子の格子線に直交する方向以外の方向に位置する複数の画素を用いて補正する欠陥画素補正処理部と、を備えるものである。
【００１４】
欠陥画素補正処理部は、位相微分画像中の欠陥画素を、格子の格子線に平行な方向に位置する複数の画素を用いて補正することが好ましい。
【００１５】
欠陥画素補正処理部により補正された補正後の位相微分画像を、格子の格子線に直交する方向に沿って積分処理することにより位相コントラスト画像を生成する位相コントラスト画像生成部を備えることが好ましい。
【００１６】
画素部は、行方向とこれに直交する列方向に沿って２次元配列されており、放射線画像検出器は、行方向及び列方向のうち、線状欠陥が少ない方向が格子の格子線方向に沿うように配置されていることが好ましい。
【００１７】
格子部は、放射線源からの放射線を通過させて第１の周期パターン像を生成する第１の格子と、第１の周期パターン像を部分的に遮蔽して第２の周期パターン像を生成する第２の格子とを有し、放射線画像検出器は、第２の周期パターン像を検出して画像データを生成することが好ましい。
【００１８】
格子部は、第１の格子または第２の格子を所定の走査ピッチで移動させ、複数の走査位置に順に設定する走査機構を有し、放射線画像検出器は、各走査位置で第２の周期パターン像を検出して画像データを生成し、位相微分画像生成部は、放射線画像検出器により生成される複数の画像データに基づいて位相微分画像を生成することが好ましい。
【００１９】
第２の周期パターン像にはモアレ縞が生じており、位相微分画像生成部は、所定方向に並ぶ所定数の画素部を１グループとし、このグループを所定方向に所定画素ずつ変更しながら、各グループ内に含まれる複数の画素値により構成される強度変調信号の位相ズレ量を算出することにより位相微分画像を生成することが好ましい。
【００２０】
モアレ縞は、第２の格子を、第１の格子に対して格子面内方向に相対的に傾斜して配置することにより生成されたものであり、第１及び第２の格子の格子線方向にほぼ直交していることが好ましい。
【００２１】
モアレ縞は、第１及び第２の格子の対向方向の位置関係、または、第１及び第２の格子の格子ピッチを調整することにより生成されたものであり、第１及び第２の格子の格子線方向にほぼ平行であってもよい。
【００２２】
第１の格子は、吸収型格子であり、入射した放射線を幾何光学的に投影することにより第１の周期パターン像を生成することが好ましい。第１の格子は、吸収型格子または位相型格子であり、入射した放射線にタルボ効果を生じさせて第１の周期パターン像を生成するものであってもよい。
【００２３】
放射線源から放射された放射線を部分的に遮蔽して焦点を分散化するマルチスリットを備えることが好ましい。
【００２４】
本発明の放射線撮影方法は、放射線源から放射されて少なくとも１つの格子を通過した放射線を、２次元配列された複数の画素部を有する放射線画像検出器で検出して画像データを生成するステップと、画像データに基づいて位相微分画像を生成するステップと、放射線画像検出器の欠陥画素情報に基づき、位相微分画像中の欠陥画素を、格子の格子線に直交する方向以外の方向に位置する複数の画素を用いて補正するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、欠陥画素情報に基づき、位相微分画像中の欠陥画素を、格子の格子線に直交する方向（位相感度方向）以外の方向に位置する複数の画素を用いて補正するので、Ｘ線の位相変化のプロファイルを乱さず、欠陥画素を精度よく補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】Ｘ線撮影装置の構成を示す模式図である。
【図２】Ｘ線画像検出器の構成を示す模式図である。
【図３】第１及び第２の格子の構成を説明する説明図である。
【図４】強度変調信号を示すグラフである。
【図５】画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図６】点欠陥の補正方法を説明する説明図である。
【図７】Ｘ方向に延伸する線状欠陥の補正方法を説明する説明図である。
【図８】Ｙ方向に連続する欠陥画素の補正方法を説明する説明図である。
【図９】Ｙ方向に連続する欠陥画素の別の補正方法を説明する説明図である。
【図１０】第２実施形態の第１及び第２の格子の位置関係を説明する説明図である。
【図１１】１グループに含まれる複数の画素部を示す説明図である。
【図１２】強度変調信号を示すグラフである。
【図１３】グループの変更方法を説明する説明図である。
【図１４】グループの第１の変形例を示す図である。
【図１５】グループの第２の変形例を示す図である。
【図１６】グループの第３の変形例を示す図である。
【図１７】第３実施形態の第１及び第２の格子の位置関係を説明する説明図である。
【図１８】グループの変更方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１実施形態）
図１において、Ｘ線撮影装置１０は、Ｘ線源１１、格子部１２、Ｘ線画像検出器１３、メモリ１４、画像処理部１５、画像記録部１６、撮影制御部１７、コンソール１８、及びシステム制御部１９を備える。Ｘ線源１１は、周知のように、回転陽極型のＸ線管（図示せず）と、Ｘ線の照射野を制限するコリメータ（図示せず）とを有し、撮影制御部１７の制御に基づき、被検体Ｈに向けてＸ線を放射する。
【００２８】
格子部１２は、第１の格子２１、第２の格子２２、及び走査機構２３を備える。第１及び第２の格子２１，２２は、Ｘ線照射方向であるＺ方向に関してＸ線源１１に対向配置されている。Ｘ線源１１と第１の格子２１との間には、被検体Ｈが配置可能な間隔が設けられている。Ｘ線画像検出器１３は、例えば、半導体回路を用いたフラットパネル検出器であり、第２の格子２２の背後に近接して配置されている。Ｘ線画像検出器１３の検出面１３ａは、Ｚ方向に直交している。
【００２９】
第１の格子２１は、Ｚ方向に直交する格子面（ＸＹ面）内の一方向であるＹ方向に延伸された複数のＸ線吸収部２１ａ及びＸ線透過部２１ｂを備えた吸収型格子である。Ｘ線吸収部２１ａ及びＸ線透過部２１ｂは、Ｚ方向及びＹ方向に直交するＸ方向に交互に配列されており、縞状のパターンを形成している。このＸ線吸収部２１ａ及びＸ線透過部２１ｂは格子線であり、これらが延びている方向（この例ではＹ方向）が格子線方向である。
第２の格子２２は、第１の格子２１と同様にＹ方向に延伸され、かつＸ方向に交互に配列された複数のＸ線吸収部２２ａ及びＸ線透過部２２ｂを備えた吸収型格子である。Ｘ線吸収部２１ａ，２２ａは、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等のＸ線吸収性を有する材料により形成されている。Ｘ線透過部２１ｂ，２２ｂは、シリコン（Ｓｉ）や樹脂等のＸ線透過性を有する材料や空隙により形成されている。
【００３０】
第１の格子２１は、Ｘ線源１１から放射されたＸ線を部分的に通過させて第１の周期パターン像（以下、Ｇ１像という）を生成する。第２の格子２２は、第１の格子２１により生成されたＧ１像を部分的に透過させて第２の周期パターン像（以下、Ｇ２像という）を生成する。被検体Ｈが配置されていない場合において、Ｇ１像は、第２の格子２２の格子パターンとほぼ一致する。
【００３１】
Ｘ線画像検出器１３は、Ｇ２像を検出して画像データを生成する。メモリ１４は、Ｘ線画像検出器１３から読み出された画像データを一時的に記憶する。画像処理部１５は、メモリ１４に記憶された複数の画像データに基づいて位相微分画像を生成し、この位相微分画像に基づいて位相コントラスト画像を生成する。画像記録部１６は、位相微分画像及び位相コントラスト画像を記録する。
【００３２】
走査機構２３は、第２の格子２２をＸ方向に間欠的に移動させ、第１の格子２１に対する第２の格子２２の位置（走査位置）を順に変更する。走査機構２３は、圧電アクチュエータや静電アクチュエータを有し、撮影制御部１７の制御に基づいて駆動される。メモリ１４には、走査機構２３により変更される第１の格子２１に対する第２の格子２２の各走査位置でＸ線画像検出器１３により生成された画像データが一括して記憶される。
【００３３】
コンソール１８は、操作部１８ａ及びモニタ１８ｂを有する。操作部１８ａは、キーボードやマウス等により構成され、Ｘ線源１１の管電圧、管電流、照射時間等の撮影条件の設定や、撮影実行指示等の操作入力を可能とする。
【００３４】
モニタ１８ｂは、撮影条件等の撮影情報や、画像記録部１６に記録された位相微分画像及び位相コントラスト画像の表示を行う。システム制御部１９は、操作部１８ａから入力される信号に応じて各部を統括的に制御する。
【００３５】
図２において、Ｘ線画像検出器１３は、周知のように、入射Ｘ線により半導体膜（図示せず）に生じた電荷を収集する画素電極３１と、画素電極３１によって収集された電荷を読み出すためのＴＦＴ（Thin Film Transistor）３２とを備えた画素部３０が２次元状に多数配列されたものである。半導体膜は、例えば、アモルファスセレンにより形成されている。
【００３６】
Ｘ線画像検出器１３は、ゲート走査線３３、走査回路３４、信号線３５、及び読み出し回路３６を有する。ゲート走査線３３は、画素部３０の行ごとに設けられている。走査回路３４は、ＴＦＴ３２をオン／オフするための走査信号を各ゲート走査線３３に付与する。信号線３５は、画素部３０の列ごとに設けられている。読み出し回路３６は、各信号線３５を介して画素部３０から電荷を読み出し、画像データに変換して出力する。各画素部３０の詳細な層構成については、例えば、特開２００２−２６３００号公報に記載された層構成と同様である。
【００３７】
読み出し回路３６は、積分アンプ、Ａ／Ｄ変換器、補正回路（いずれも図示せず）等を有する。積分アンプは、各画素部３０から信号線３５を介して出力された電荷を積分して画像信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器は、積分アンプにより生成された画像信号を、デジタル形式の画像データに変換する。補正回路は、画像データに対して、暗電流補正、ゲイン補正、リニアリティ補正等を行う。この補正後の画像データがメモリ１４に記憶される。
【００３８】
Ｘ線画像検出器１３は、入射Ｘ線を半導体膜で直接電荷に変換する直接変換型に限られず、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）やガドリウムオキシサルファイド（ＧＯＳ）等のシンチレータで入射Ｘ線を可視光に変換し、可視光をフォトダイオードで電荷に変換する間接変換型であってもよい。さらに、Ｘ線画像検出器１３を、シンチレータとＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子とを組み合わせて構成してもよい。
【００３９】
Ｘ線画像検出器１３により生成される画像データには、欠陥画素が孤立して生じた点欠陥や、欠陥画素が線状に連なって生じた線状欠陥が存在することがある。点欠陥は、画素部３０の異常に起因する。線状欠陥は、信号線３５やゲート走査線３３の異常に起因し、信号線３５に沿う方向（以下、列方向という）、またはゲート走査線３３に沿う方向（以下、行方向という）に延在する。このような点欠陥及び線状欠陥を含む欠陥画素のマップ情報は、Ｘ線画像検出器１３の製造最終段階の検査工程において取得される。
【００４０】
Ｘ線画像検出器１３は、第１及び第２の格子２１，２２の格子線方向（Ｙ方向）に線状欠陥の方向が一致しないように配置されている。例えば、Ｘ線画像検出器１３の信号線３５に異常が生じ、列方向に沿って線状欠陥が生じた場合には、行方向がＹ方向に沿うようにＸ線画像検出器１３を配置する。なお、列方向と行方向との双方に線状欠陥が存在する場合には、列方向と行方向とのうち線状欠陥が少ない方向がＹ方向に沿うようにＸ線画像検出器１３を配置する。
【００４１】
図３において、Ｘ線源１１から照射されるＸ線は、Ｘ線焦点１１ａを発光点としたコーンビーム状である。第１の格子２１は、タルボ効果が生じず、Ｘ線透過部２１ｂを通過したＸ線をほぼ幾何光学的に投影するように構成されている。具体的には、Ｘ方向へのＸ線透過部２１ｂの幅を、Ｘ線源１１から照射されるＸ線の実効波長より十分大きな値とし、Ｘ線透過部２１ｂを通過するＸ線の大部分がＸ線透過部２１ｂで回折しないようにすることで実現される。Ｘ線源１１の回転陽極としてタングステンを用い、管電圧を５０ｋＶとした場合には、Ｘ線の実効波長は約０．４Åである。この場合には、Ｘ線透過部２１ｂの幅を１〜１０μｍ程度とすればよい。
【００４２】
これにより、Ｇ１像は、第１の格子２１からＺ方向下流への距離に依らず、常に第１の格子２１の自己像となる。Ｇ１像は、Ｘ線焦点１１ａからＺ方向下流への距離に比例して拡大される。
【００４３】
第２の格子２２の格子ピッチｐ２は、前述のように、第２の格子２２の格子パターンが第２の格子２２の位置におけるＧ１像に一致するように設定されている。具体的には、第２の格子２２の格子ピッチｐ２は、第１の格子２１の格子ピッチｐ１、Ｘ線焦点１１ａと第１の格子２１との間の距離Ｌ１、第１の格子２１と第２の格子２２との間の距離Ｌ２と、下式（１）をほぼ満たすように設定されている。
【００４４】
【数１】
2013150780.tif 000003
【００４５】
Ｇ１像は、Ｘ線が被検体Ｈで位相変化して屈折することにより変調される。この変調量には、被検体ＨにおけるＸ線のＸ方向への屈折角φ（ｘ）が反映される。同図には、被検体ＨにおけるＸ線の位相変化を表す位相シフト分布Φ（ｘ）に応じて屈折するＸ線の経路が例示されている。符号Ｘ１は、被検体Ｈが存在しない場合にＸ線が直進する経路を示し、符号Ｘ２は、被検体Ｈにより屈折したＸ線の経路を示している。
【００４６】
位相シフト分布Φ（ｘ）は、Ｘ線の波長をλ、被検体Ｈの屈折率分布をｎ（ｘ，ｚ）として、下式（２）で表される。
【００４７】
【数２】
2013150780.tif 000004
【００４８】
屈折角φ（ｘ）は、位相シフト分布Φ（ｘ）と、下式（３）の関係にある。
【００４９】
【数３】
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【００５０】
第２の格子２２の位置において、Ｘ線は、屈折角φ（ｘ）に応じた量だけＸ方向に変位する。この変位量Δｘは、Ｘ線の屈折角φ（ｘ）が微小であることに基づいて、近似的に下式（４）で表される。
【００５１】
【数４】
2013150780.tif 000006
【００５２】
このように、変位量Δｘは、位相シフト分布Φ（ｘ）の微分値に比例する。したがって、変位量Δｘを、縞走査法を用いて検出することにより、位相シフト分布Φ（ｘ）の微分値が得られ、位相微分画像が生成される。
【００５３】
縞走査法は、格子ピッチｐ２をμ個に分割した値（ｐ２／μ）を走査ピッチとし、走査機構２３により、この走査ピッチで第２の格子２２を一周期（格子ピッチｐ２）の距離に渡って間欠移動させ、その停止中にＸ線源１１からＸ線を放射してＧ２像をＸ線画像検出器１３により撮影することにより行われる。分割数μは、例えば５とする。
【００５４】
上式（１）を僅かに満たさない場合や、第１の格子２１と第２の格子２２との間にＺ方向周りの回転や、ＸＹ平面に対する傾斜が僅かに生じている場合には、Ｇ２像にモアレ縞が生じる。このモアレ縞は、第２の格子２２の並進移動に伴って移動し、Ｘ方向への移動距離が格子ピッチｐ２に達すると元のパターンに一致する。このモアレ縞の移動を確認することで、第２の格子２２の移動量を確認することができる。
【００５５】
上記縞走査により、Ｘ線画像検出器１３の各画素部３０について、Ｍ個の画素値が得られる。本実施形態では、縞走査における第２の格子２２の移動距離を一周期（ピッチｐ２）としているため、Ｍ＝μである。図４に示すように、座標ｘ，ｙに位置するＭ個の画素値Ｉｋ（ｘ，ｙ）は、第１の格子２１に対する第２の格子２２の走査位置ｋに応じて周期的に変化する。走査位置ｋは、第２の格子２２の移動範囲において走査ピッチ（ｐ２／μ）ずつ離れた各位置である。走査位置ｋに対する画素値Ｉｋ（ｘ，ｙ）の変化を表す信号を強度変調信号という。
【００５６】
同図中の破線は、被検体Ｈを配置しない状態で得られる強度変調信号を示している。実線は、被検体Ｈを配置した状態で、被検体Ｈにより位相ズレ量ψ（ｘ，ｙ）が生じた強度変調信号を示している。この位相ズレ量ψ（ｘ，ｙ）は、変位量Δｘと下式（５）の関係にある。
【００５７】
【数５】
2013150780.tif 000007
【００５８】
したがって、各画素部３０について、縞走査で得られるＭ個の画素値Ｉｋ（ｘ，ｙ）に基づき、強度変調信号の位相ズレ量ψ（ｘ，ｙ）を求めることにより、位相微分画像が得られる。
【００５９】
次に、位相ズレ量ψ（ｘ，ｙ）の算出方法について説明する。走査位置ｋに対する画素値Ｉｋ（ｘ，ｙ）の変化を表す強度変調信号は、一般に下式（６）で表される。
【００６０】
【数６】
2013150780.tif 000008
【００６１】
ここで、Ａ０は入射Ｘ線の平均強度を表し、Ａｎは強度変調信号の振幅を表す。ｎは正の整数、iは虚数単位である。なお、図４に示すように、強度変調信号が正弦波を描く場合には、ｎ＝１である。
【００６２】
本実施形態では、走査ピッチ（ｐ２／μ）が一定であり、画素数Ｍが一周期分（Ｍ＝μ）であるため、下式（７）が成立する。
【００６３】
【数７】
2013150780.tif 000009
【００６４】
上式（７）を上式（６）に適用すると、位相ズレ量ψ（ｘ，ｙ）は、下式（８）で表される。
【００６５】
【数８】
2013150780.tif 000010
【００６６】
ここで、ａｒｇ［…］は、複素数の偏角を抽出する関数である。また、位相ズレ量ψ（ｘ，ｙ）は、逆正接関数を用いて下式（９）のように表すことも可能である。
【００６７】
【数９】
2013150780.tif 000011
【００６８】
図５において、画像処理部１５は、位相微分画像生成部４０、欠陥画素情報記憶部４１、欠陥画素補正処理部４２、及び位相コントラスト画像生成部４３を有する。位相微分画像生成部４０は、メモリ１４に記憶されたＭ枚の画像データに基づき、上式（９）を用いて位相ズレ量ψ（ｘ，ｙ）を算出することにより、位相微分画像を生成する。この位相微分画像は、第１及び第２の格子２１，２２の格子線に直交するＸ方向に関するＸ線の位相変化を画像化したものであるため、Ｘ方向に位相感度を有し、この位相感度方向にＸ線の位相変化のプロファイルが顕著に得られる。
【００６９】
欠陥画素情報記憶部４１は、前述のように、Ｘ線画像検出器１３の製造最終段階の検査工程で取得された線状欠陥を含む欠陥画素のマップ情報を記憶する。欠陥画素補正処理部４２は、欠陥画素情報記憶部４１に記憶されたマップ情報に基づき、位相微分画像中の各欠陥画素を、位相感度方向以外の方向に位置する画素を用いて補間処理により補正する。
【００７０】
具体的には、欠陥画素補正処理部４２は、図６に示すように、位相微分画像中に点欠陥が存在する場合には、各欠陥画素ＤＰを、Ｙ方向に隣接する２つの隣接画素ＮＰを用いて補正する。また、図７に示すように、位相微分画像中にＸ方向に延伸する線状欠陥が存在する場合にも同様に、各欠陥画素ＤＰを、Ｙ方向に隣接する２つの隣接画素ＮＰを用いて補正する。前述のように、Ｘ線画像検出器１３は、列方向と行方向とのうち線状欠陥が少ない方向がＹ方向に沿うように配置されているため、同図のようにＸ方向に沿って線状欠陥が生じやすい。欠陥画素補正処理部４２は、例えば、線形補間処理によって補正を行う。
【００７１】
また、列方向と行方向との双方に線状欠陥が存在する場合に、線状欠陥が少ない方向がＹ方向に沿うようにＸ線画像検出器１３を配置しているため、図８に示すように、Ｙ方向に欠陥画素ＤＰが連続した線状欠陥も存在する。このようにＹ方向に沿う線状欠陥は、これらの欠陥画素ＤＰにＹ方向に隣接する２つの隣接画素ＮＰを用いて補正を行えばよい。
【００７２】
なお、欠陥画素ＤＰの補正処理に用いる画素は、図８に示すように、線状欠陥のＹ方向の各端部に隣接する２つの隣接画素ＮＰに限られず、補正精度を高めるために、３つ以上の画素を用いてもよい。例えば、図９に示すように、線状欠陥のＹ方向の各端部に隣接する２つの隣接画素ＮＰ１とこれらに隣接する２つの隣接画素ＮＰ２との４つの画素を用いて補正を行う。この補正は、多項式を用いた補間処理により行う。一般に、Ｎ次の多項式の場合は、Ｎ＋１個の画素を用いて補間処理を行う必要がある。したがって、４つの画素を用いる場合には、多項式の次数は３となる。また、補間に用いる画素数は、線状欠陥のＹ方向の一端側と他端側で、同数でなくてもよい。
【００７３】
このように、欠陥画素補正処理部４２は、欠陥画素ＤＰを位相感度方向以外の方向に位置する画素を用いて補正を行うため、前述のＸ線の位相変化のプロファイルを乱さず、補正による画質低下が抑えられる。
【００７４】
位相コントラスト画像生成部４３は、欠陥画素補正処理部４２により補正がなされた位相微分画像をＸ方向（位相感度方向）に積分処理することにより位相コントラスト画像を生成する。欠陥画素補正処理部４２により、位相微分画像中の欠陥画素ＤＰが補正されているため、位相コントラスト画像には、位相微分画像中の欠陥画素ＤＰが起因した従来のような線状欠陥が生じることはない。
【００７５】
次に、以上のように構成されたＸ線撮影装置１０の作用を説明する。被検体Ｈが配置され、操作部１８ａにより撮影指示がなされると、走査機構２３により第２の格子２２が所定の走査ピッチずつ間欠移動されながら、各走査位置ｋにおいて、Ｘ線源１１によるＸ線照射と、Ｘ線画像検出器１３によるＧ２像の検出が行われる。この結果、Ｍ枚の画像データが生成される。
【００７６】
このＭ枚の画像データがメモリ１４に格納されると、位相微分画像生成部４０により位相微分画像が生成される。位相微分画像が生成されると、欠陥画素補正処理部４２により、位相微分画像中の欠陥画素ＤＰが補正される。このとき、欠陥画素補正処理部４２は、欠陥画素情報記憶部４１に記憶されたマップ情報に基づき、前述のように、欠陥画素ＤＰに対して位相感度方向以外の方向に位置する画素を用いて補正を行う。
【００７７】
位相微分画像が補正されると、位相コントラスト画像生成部４３により積分処理が行われ、位相コントラスト画像が生成される。そして、補正処理後の位相微分画像と位相コントラスト画像とがモニタ１８ｂに画像表示される。
【００７８】
なお、本実施形態では、欠陥画素情報記憶部４１に記憶させる欠陥画素のマップ情報を、Ｘ線画像検出器１３の製造最終段階の検査工程で取得しているが、Ｘ線撮影装置１０にマップ情報の取得機能を設け、Ｘ線画像検出器１３の製造後にマップ情報を取得可能としてもよい。また、Ｘ線撮影装置１０の使用時にマップ情報を適宜更新可能としてもよい。
【００７９】
また、本実施形態では、走査機構２３は、第２の格子２２を格子線に直交する方向（Ｘ方向）に移動させているが、本出願人により特願２０１１−０９７０９０号として出願されているように、第２の格子２２を格子線に対して傾斜する方向（ＸＹ平面内でＸ方向及びＹ方向に直交しない方向）に移動させてもよい。この場合には、第２の格子２２の移動のＸ方向成分に基づいて、走査位置ｋを設定すればよい。第２の格子２２を格子線に対して傾斜する方向に移動させることにより、縞走査の一周期分の走査に要するストローク（移動距離）が長くなるため、移動精度が向上するといった利点がある。
【００８０】
また、本実施形態では、走査機構２３は、第２の格子２２を移動させているが、第２の格子２２に代えて、第１の格子２１を格子線に直交する方向または傾斜する方向に移動させてもよい。
【００８１】
また、本実施形態では、縞走査における第１の格子２１に対する第２の格子２２の移動距離を一周期としているが、該移動距離を一周期より大きく、または小さくしてもよい。この場合には、Ｍ≠μとなり、位相ズレ量ψ（ｘ，ｙ）には上式（９）を用いることができないが、「応用光学  光計測入門  谷田貝豊彦著  丸善株式会社  １３６〜１３８頁」に記載の方法（後述する式（１１）〜（１５）と同様の数式）を用いて算出可能である。
【００８２】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、縞走査法に基づいて複数の画像データを取得し、この複数の画像データに基づいて位相微分画像を生成しているが、第１及び第２の格子２１，２２を固定したまま、単一の画像データを取得し、この複数の画像データに基づいて位相微分画像を生成することも可能である。第２実施形態として、本出願人は、特願２０１０−２６５２４１号（現在、ＷＯ２０１２／０５６７２４号として公開されている）において提案している位相微分画像の生成方法を説明する。第２実施形態のＸ線撮影装置は、走査機構２３が不要であること、及び位相微分画像生成部４０の処理方法が異なる以外は第１実施形態とほぼ同一である。
【００８３】
本実施形態では、図１０に示すように、Ｇ１像が第２の格子２２に対してＺ軸周り（格子面内方向）に僅かに傾斜するように、第１の格子２１が、第２の格子２２に対してＺ軸周りに角度θだけ傾斜して配置される。この配置により、Ｇ２像には、Ｙ方向に下式（１０）で表される周期Ｔ（以下、モアレ周期Ｔという）を有するモアレ縞ＭＳが生じる。
【００８４】
【数１０】
2013150780.tif 000012
【００８５】
Ｘ線画像検出器１３の画素部３０のＸ方向の大きさをＤｘ（以下、主画素サイズＤｘという）、Ｙ方向の大きさをＤｙ（以下、副画素サイズＤｙという）とする。第２の格子２２の傾斜角θは、モアレ周期Ｔが副画素サイズＤｙのほぼ整数倍となるように設定されている。主画素サイズＤｘは、副画素サイズＤｙとほぼ同一とする。
【００８６】
図１１において、Ｙ方向に沿って並ぶＭ個の画素部３０を１グループＧｒ（ｘ，ｎ）とする。ここで、Ｍ，ｎは、正の整数である。ｎは、１グループＧｒ（ｘ，ｎ）内の先頭の画素部３０のｙ座標を表している。本実施形態では、１グループＧｒ（ｘ，ｎ）内の画素数Ｍを、１モアレ周期Ｔに含まれる画素数ν（図１０の例では、ν＝５）と同一とする。
【００８７】
Ｉ（ｘ，ｙ）は、座標ｘ，ｙの画素部３０の画素値を示している。各画素値Ｉ（ｘ，ｙ）は、メモリ１４に記憶された画像データから取得される。１グループＧｒ（ｘ，ｎ）内の画素値Ｉ（ｘ，ｎ）〜Ｉ（ｘ，ｎ＋Ｍ−１）は、図１２に示すように、一周期分の強度変調信号を構成する。これは、１モアレ周期Ｔ内における画素部３０のｙ座標に応じて、Ｇ１像と第２の格子２２とのＸ方向への重なり度合いが異なり、強度変調量が変化することによる。したがって、１グループＧｒ（ｘ，ｎ）内の画素値Ｉ（ｘ，ｎ）〜Ｉ（ｘ，ｎ＋Ｍ−１）が構成する強度変調信号は、第１実施形態のように、第１または第２の格子を、その格子線方向にほぼ垂直な方向（Ｘ方向）に間欠移動させながら取得した一周期分の強度変調信号に相当する。
【００８８】
同図において、ψ（ｘ，ｎ）は、被検体Ｈが配置されていない場合の強度変調信号（破線）に対する被検体Ｈが配置された場合の強度変調信号（実線）の位相ズレ量を示している。
【００８９】
位相微分画像生成部４０は、図１３に示すように、Ｘ方向に並ぶ画素部３０の各列について、グループＧｒ（ｘ，ｎ）の先頭の座標をＹ方向に１画素ずつ変更しながら（ｎを１ずつ変更しながら）、設定可能な最終グループに達するまで、グループＧｒ（ｘ，ｎ）を順に設定する。
【００９０】
そして、位相微分画像生成部４０は、各グループＧｒ（ｘ，ｎ）内の複数の画素値により構成される各強度変調信号の位相ズレ量ψ（ｘ，ｎ）を算出することにより位相微分画像を生成する。具体的には、第１実施形態の縞走査法と同様な方法により位相微分画像を生成する。この方法は、例えば、「応用光学  光計測入門  谷田貝豊彦著  丸善株式会社  １３６〜１３８頁」により知られている。
【００９１】
位相微分画像生成部４０は、下記の連立方程式（１１）〜（１３）を演算し、演算結果を次式（１４）に適用することにより、位相ズレ量ψ（ｘ，ｎ）を算出する。
【００９２】
【数１１】
2013150780.tif 000013
【数１２】
2013150780.tif 000014
【数１３】
2013150780.tif 000015
【数１４】
2013150780.tif 000016
【００９３】
ここで、参照位相δｋは、下式（１５）で表される。
【００９４】
【数１５】
2013150780.tif 000017
【００９５】
本実施形態の位相微分画像も第１実施形態と同様にＸ方向に位相感度を有している。欠陥画素情報記憶部４１は、第１実施形態と同様に欠陥画素の補正処理を行う。グループＧｒ（ｘ，ｎ）内に１つでも欠陥画素ＤＰが存在すると、そのグループＧｒ（ｘ，ｎ）により算出される位相ズレ量ψ（ｘ，ｎ）が異常値となってしまうため、図７〜図９で示したように補正を行うことにより、位相微分画像の算出精度が向上する。位相コントラスト画像生成部４３は、第１実施形態と同様に位相微分画像に対して積分処理を行い、位相コントラスト画像を生成する。本実施形態のＸ線撮影装置のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同一である。
【００９６】
なお、本実施形態では、図１１に示すように、１グループＧｒ（ｘ，ｎ）内の画素数Ｍを、１モアレ周期Ｔに含まれる画素数νと同一としているが、図１４に示すように、１グループＧｒ（ｘ，ｎ）内の画素数Ｍを、１モアレ周期Ｔに含まれる画素数νのＮ倍（ここで、Ｎは２以上の整数）と同一としてもよい。
【００９７】
また、図１５に示すように、１グループＧｒ（ｘ，ｎ）内の画素数Ｍは、１モアレ周期Ｔに含まれる画素数νまたはそのＮ倍と一致しなくてもよい。さらに、図１６に示すように、１グループＧｒ（ｘ，ｎ）内の画素数Ｍは、１モアレ周期Ｔに含まれる画素数νより少なくてもよい。
【００９８】
また、本実施形態では、図１３に示すように、グループＧｒ（ｘ，ｎ）をＹ方向に１画素ずつ変更しているが、グループＧｒ（ｘ，ｎ）を、Ｙ方向に２以上の画素数を単位として変更してもよい。
【００９９】
また、本実施形態では、第２の格子２２のＸ線吸収部２２ａの延伸方向をＹ方向とし、これに対して第１の格子２１のＸ線吸収部２１ａの延伸方向を角度θだけ傾斜させているが、逆に、第１の格子２１のＸ線吸収部２１ａの延伸方向をＹ方向とし、これに対して第２の格子２２のＸ線吸収部２２ａの延伸方向を角度θだけ傾斜させてもよい。さらには、ｙ方向に対して、第１の格子２１のＸ線吸収部２１ａの延伸方向と、第２の格子２２のＸ線吸収部２２ａの延伸方向とを逆方向に傾斜させ、両者が角度θをなすようにしてもよい。
【０１００】
また、本実施形態では、Ｘ線画像検出器１３は、第２の格子２２の背後に近接して配置され、第２の格子２２により生成されるＧ２像をほぼ等倍率で検出しているが、Ｘ線画像検出器１３と第２の格子２２との間に間隔を設けてもよい。Ｘ線画像検出器１３と第２の格子２２とのＺ方向への間隔をＬ３とすると、下式（１６）の倍率Ｒで拡大されたＧ２像がＸ線画像検出器１３により検出される。
【０１０１】
【数１６】
2013150780.tif 000018
【０１０２】
この場合には、Ｘ線画像検出器１３により検出されるモアレ縞の周期Ｔ’は、上式（１０）で表されるモアレ周期ＴのＲ倍（すなわちＴ’＝ＲＴ）となる。このため、モアレ周期Ｔ’に基づいて、同様にグループＧｒ（ｘ，ｎ）の設定を行えばよい。
【０１０３】
（第３実施形態）
第２実施形態では、第１及び第２の格子２１，２２の格子面内方向への相対的な傾斜によりＧ２像にモアレ縞を生じさせているが、本実施形態では、第１及び第２の格子２１，２２を傾斜させずに、上式（１）の関係を僅かに崩すように第１及び第２の格子２１，２２の位置関係（距離Ｌ１，Ｌ２）、若しくは第１及び第２の格子２１，２２の格子ピッチｐ１，ｐ２を調整することで、図１７に示すように、Ｘ方向に周期を有するモアレ縞ＭＳをＧ２像に生じさせる。
【０１０４】
第２の格子２２の位置でのＧ１像のＸ方向へのパターン周期ｐ３は、第２の格子２２の格子ピッチｐ２とは僅かにずれている。モアレ縞ＭＳは、Ｘ方向に、下式（１７）で表される周期Ｔを有する。
【０１０５】
【数１７】
2013150780.tif 000019
【０１０６】
本実施形態では、位相微分画像生成部４０は、図１８に示すように、Ｙ方向に並ぶ画素部３０の各行について、グループＧｒ（ｎ，ｙ）の先頭の座標をＸ方向に１画素ずつ変更しながら（ｎを１ずつ変更しながら）、設定可能な最終グループに達するまで、グループＧｒ（ｎ，ｙ）を順に設定する。
【０１０７】
位相微分画像生成部４０は、各グループＧｒ（ｎ，ｙ）内の複数の画素値により構成される各強度変調信号の位相ズレ量ψ（ｎ，ｙ）を算出することにより位相微分画像を生成する。位相ズレ量ψ（ｎ，ｙ）の算出方法は、第２実施形態と同様である。具体的には、下記の連立方程式（１８）〜（２０）を演算し、演算結果を次式（２１）に適用すればよい。
【０１０８】
【数１８】
2013150780.tif 000020
【数１９】
2013150780.tif 000021
【数２０】
2013150780.tif 000022
【数２１】
2013150780.tif 000023
【０１０９】
本実施形態の位相微分画像も第１及び第２実施形態と同様にＸ方向に位相感度を有している。本実施形態のＸ線撮影装置のその他の構成及び作用は、第１及び第２実施形態と同一であるため説明は省略する。
【０１１０】
なお、本実施形態においてもＸ線画像検出器１３と第２の格子２２との間に間隔Ｌ３を設けてもよい。この場合には、上式（１７）で表されるモアレ周期Ｔに、上式（１６）で表される倍率Ｒを乗じたモアレ周期Ｔ’に基づいてグループＧｒ（ｎ，ｙ）を設定すればよい。
【０１１１】
本実施形態においても第２実施形態と同様に、１グループＧｒ（ｎ，ｙ）内の画素数Ｍは、１モアレ周期Ｔに含まれる画素数νまたはそのＮ倍と一致しなくてもよい。さらに、グループＧｒ（ｎ，ｙ）を、Ｘ方向に２以上の画素数を単位として変更してもよい。
【０１１２】
なお、第２実施形態で示した第１及び第２の格子２１，２２の格子面内方向への相対的な傾斜と、第３実施形態で示した第１及び第２の格子２１，２２の位置関係や格子ピッチのずれが同時に生じることにより、Ｘ方向とＹ方向とのいずれにも平行でない方向に周期を有するモアレ縞がＧ２像に生じることがある。この場合には、モアレ縞はＸ方向及びＹ方向に成分を有するため、第２または第３実施形態のいずれかの方法を用いることにより位相微分画像を生成することが可能である。また、この場合には、Ｘ方向とＹ方向とのいずれにも平行でない斜め方向に並ぶ複数の画素部３０によりグループを構成し、同様に位相微分画像を生成することも可能である。
【０１１３】
（その他の実施形態）
上記第１及び第２実施形態と同様に、走査機構２３を省略し、単一の画像データに基づいて位相微分画像を生成する方法として、国際公開第２０１０／０５０４８３号公報に記載されたフーリエ変換法を用いてもよい。このフーリエ変換法は、上記単一の画像データに対してフーリエ変換を行うことによりフーリエスペクトルを取得し、このフーリエスペクトルからキャリア周波数に対応したスペクトル（位相情報を担うスペクトル）を分離した後、逆フーリエ変換を行なうことにより位相微分画像を生成する方法である。その他の構成は、第１実施形態と同一である。
【０１１４】
また、Ｘ線画像検出器１３に代えて、特開平２００９−１３３８２３号公報に記されたＸ線画像検出器を用いることにより、走査機構２３に加えて、第２の格子２２を省略することが可能である。このＸ線画像検出器は、Ｘ線を電荷に変換する変換層と、変換層において変換された電荷を収集する電荷収集電極とを備えた直接変換型のＸ線画像検出器であり、各画素の電荷収集電極が複数の線状電極群を備える。１つの線状電極群は、一定の周期で配列された線状電極を互いに電気的に接続したものであり、他の線状電極群と互いに位相が異なるように配置されている。この線状電極群が第２の格子２２として機能し、線状電極群が複数存在することにより、一度の撮影で位相の異なる複数のＧ２像の検出が行われる。その他の構成は、第１実施形態と同一である。
【０１１５】
上記各実施形態では、被検体Ｈを配置した状態でのみ撮影を行なっているが、被検体Ｈを配置せずに同様に撮影を行うことにより、位相微分画像を生成して、これをオフセット画像として記憶しておき、被検体Ｈを配置して撮影が行われた場合に生成された位相微分画像からオフセット画像を減算してもよい。このように被検体Ｈを配置せずに行う撮影についても本発明を適用可能である。
【０１１６】
また、上記各実施形態では、被検体ＨをＸ線源１１と第１の格子２１との間に配置しているが、被検体Ｈを第１の格子２１と第２の格子２２との間に配置してもよい。
【０１１７】
また、上記各第実施形態では、Ｘ線源１１から射出されるコーンビーム状のＸ線を射出するＸ線源１１を用いているが、平行ビーム状のＸ線を射出するＸ線源を用いることも可能である。この場合には、上式（１）に代えて、ｐ２＝ｐ１をほぼ満たすように第１及び第２の格子２１，２２を構成すればよい。
【０１１８】
また、上記各実施形態では、Ｘ線源１１から射出されたＸ線を第１の格子２１に入射させており、Ｘ線源１１は単一焦点であるが、Ｘ線源１１の射出側直後（Ｘ線源１１と第１の格子２１との間）に、国際公開第２００６／１３１２３５号公報等に記されたマルチスリット（線源格子）を設けることにより、Ｘ焦点を分散化してもよい。マルチスリットの格子線はＹ方向に平行である。これより、高出力のＸ線源を用いることが可能となり、Ｘ線量が向上するため、位相微分画像の画質が向上する。この場合、マルチスリットのピッチｐ０は、下式（２２）を満たす必要がある。ここで、距離Ｌ０は、マルチスリットから第１の格子２１までのＺ方向への距離を表す。
【０１１９】
【数２２】
2013150780.tif 000024
【０１２０】
その他の構成や作用については、上記各実施形態と同一である。本実施形態では、マルチスリットの位置がＸ線焦点の位置となるため、上記各実施形態において、距離Ｌ１を、距離Ｌ０に置き換えればよい。
【０１２１】
なお、このようにマルチスリットを設ける場合においてもＸ線画像検出器１３と第２の格子２２との間に間隔Ｌ３を設けてもよい。この場合には、上式（１０）または上式（１７）で表されるモアレ周期Ｔに、上式（１６）で表される倍率Ｒを乗じたモアレ周期Ｔ’に基づいてグループＧｒ（ｘ，ｎ）またはグループＧｒ（ｎ，ｙ）を設定すればよい。マルチスリット２３を設けた場合においても、第２の格子２２により生成されるＧ２像は、Ｘ線源１１のＸ線焦点１１ａを原点とし、Ｘ線焦点１１ａからＸ線画像検出器２０までの距離に比例して拡大されるため、Ｇ２像の倍率Ｒについては、上式（１６）をそのまま（距離Ｌ１を距離Ｌ０で置き換えずに）用いればよい。
【０１２２】
また、上記第１実施形態では、縞走査を行うために第１の格子２１または第２の格子２２を移動させているが、マルチスリットを設けた場合には、第１及び第２の格子２１，２２を固定したまま、マルチスリットを移動させることにより縞走査を行うことが可能である。例えば、縞走査におけるマルチスリットの移動距離を一周期（ピッチｐ０）とした場合（Ｍ＝μの場合）には、ピッチｐ０をＭで割った値（ｐ０／Ｍ）を走査ピッチとして、マルチスリットをＸ方向に間欠移動させればよい。これにより、第１及び第２の格子２１，２２に対するマルチスリットの走査位置ｋは、ｋ＝０，１，２，・・・，Ｍ−１と順に変更される。その他の構成及び作用は、第１実施形態と同一である。
【０１２３】
また、上記各実施形態では、第１の格子２１が入射Ｘ線を幾何光学的に投影するように構成しているが、国際公開第２００４／０５８０７０号公報等で知られているように、第１の格子２１をタルボ効果が生じる構成としてもよい。第１の格子２１でタルボ効果を生じさせるためには、Ｘ線の空間干渉性を高めるように、小焦点のＸ線光源を用いるか、上記マルチスリットを用いて小焦点化すればよい。
【０１２４】
第１の格子２１でタルボ効果が生じる場合には、第１の格子２１の自己像（Ｇ１像）が、第１の格子２１からＺ方向下流にタルボ距離Ｚｍだけ離れた位置に生じるため、第１の格子２１から第２の格子２２までの距離Ｌ２をタルボ距離Ｚｍとする必要がある。この場合には、第１の格子２１を位相型格子としてもよい。
【０１２５】
タルボ距離Ｚｍは、第１の格子２１の構成とＸ線のビーム形状とに依存する。第１の格子２１が吸収型格子であり、Ｘ線源１１から射出されるＸ線がコーンビーム状である場合には、タルボ距離Ｚｍは、下式（２３）で表される。ここで、ｍは正の整数である。この場合には、格子ピッチｐ１，ｐ２は、上式（１）をほぼ満たすように設定される（ただし、マルチスリットを用いる場合には、距離Ｌ１は距離Ｌ０に置き換えられる）。
【０１２６】
【数２３】
2013150780.tif 000025
【０１２７】
また、第１の格子２１がＸ線にπ／２の位相変調を与える位相型格子であり、Ｘ線源１１から射出されるＸ線がコーンビーム状である場合には、タルボ距離Ｚｍは、下式（２４）で表される。ここで、ｍは０または正の整数である。この場合には、格子ピッチｐ１，ｐ２は、上式（１）をほぼ満たすように設定される（ただし、マルチスリットを用いる場合には、距離Ｌ１は距離Ｌ０に置き換えられる）。
【０１２８】
【数２４】
2013150780.tif 000026
【０１２９】
また、第１の格子２１がＸ線にπの位相変調を与える位相型格子であり、Ｘ線源１１から射出されるＸ線がコーンビーム状である場合には、タルボ距離Ｚｍは、下式（２５）で表される。ここで、ｍは０または正の整数である。この場合には、Ｇ１像のパターン周期が第１の格子２１の格子周期の１／２倍となるため、格子ピッチｐ１，ｐ２は、次式（２６）をほぼ満たすように設定される（ただし、マルチスリットを用いる場合には、距離Ｌ１は距離Ｌ０に置き換えられる）。
【０１３０】
【数２５】
2013150780.tif 000027
【数２６】
2013150780.tif 000028
【０１３１】
また、第１の格子２１が吸収型格子であり、Ｘ線源１１から射出されるＸ線が平行ビーム状である場合には、タルボ距離Ｚｍは、下式（２７）で表される。ここで、ｍは正の整数である。この場合には、格子ピッチｐ１，ｐ２は、ｐ２＝ｐ１の関係をほぼ満たすように設定される。
【０１３２】
【数２７】
2013150780.tif 000029
【０１３３】
また、第１の格子２１がＸ線にπ／２の位相変調を与える位相型格子であり、Ｘ線源１１から射出されるＸ線が平行ビーム状である場合には、タルボ距離Ｚｍは、下式（２８）で表される。ここで、ｍは０または正の整数である。この場合には、格子ピッチｐ１，ｐ２は、ｐ２＝ｐ１の関係をほぼ満たすように設定される。
【０１３４】
【数２８】
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【０１３５】
そして、第１の格子２１がＸ線にπの位相変調を与える位相型格子であり、Ｘ線源１１から射出されるＸ線が平行ビーム状である場合には、タルボ距離Ｚｍは、下式（２９）で表される。ここで、ｍは０または正の整数である。この場合には、Ｇ１像のパターン周期が第１の格子２１の格子周期の１／２倍となるため、格子ピッチｐ１，ｐ２は、ｐ２＝ｐ１／２の関係をほぼ満たすように設定される。
【０１３６】
【数２９】
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【０１３７】
上記各実施形態は、矛盾しない範囲で相互に組み合わせてもよい。本発明は、医療診断用の放射線撮影装置の他に、工業用の放射線撮影装置等に適用することが可能である。また、放射線は、Ｘ線以外に、ガンマ線等を用いることも可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
１０  Ｘ線撮影装置
１２  格子部
１３  Ｘ線画像検出器
２１  第１の格子
２１ａ  Ｘ線吸収部
２１ｂ  Ｘ線透過部
２２  第２の格子
２２ａ  Ｘ線吸収部
２２ｂ  Ｘ線透過部
３０  画素部
３１  画素電極
３３  ゲート走査線
３５  信号線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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