(57)【要約】【課題】格子に対して相対移動する被検体を撮像する場合に、測定箇所に対応するモアレ縞位相の変化を可及的に抑制しつつ撮像を行うことが可能な技術を提供する。【解決手段】本発明の撮像装置は、被検体を透過した電磁波を回折して干渉パターンを形成する第１の格子、前記干渉パターンとの間でモアレを形成する第２の格子、および、前記モアレを撮像する検出器、を有する干渉計と、前記第２の格子に対して前記被検体を第１の方向に相対的に移動させる移動手段と、を備え、前記移動手段によって前記被検体を前記第１の方向に相対的に移動させながら前記検出器によって前記モアレを連続的に撮像する、撮像装置において、前記モアレの周期方向が前記第１の方向に対し垂直又は略垂直である。【選択図】図１
2017093496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を透過した電磁波を回折して干渉パターンを形成する第１の格子、前記干渉パターンとの間でモアレを形成する第２の格子、および、前記モアレを撮像する検出器、を有する干渉計と、
前記第２の格子に対して前記被検体を第１の方向に相対的に移動させる移動手段と、を備え、
前記移動手段によって前記被検体を前記第１の方向に相対的に移動させながら前記検出器によって前記モアレを連続的に撮像する、撮像装置において、
前記モアレの周期方向が前記第１の方向に対し垂直又は略垂直である
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被検体を透過した電磁波を回折して干渉パターンを形成する第１の格子、前記干渉パターンとの間でモアレを形成する第２の格子、および、前記モアレを撮像する検出器、を有する干渉計と、
前記第２の格子に対して前記被検体を第１の方向に相対的に移動させる移動手段と、を備え、
前記移動手段によって前記被検体を前記第１の方向に相対的に移動させながら前記検出器によって前記モアレを連続的に撮像する、撮像装置において、
前記第１の格子のピッチをｄ１、
前記第２の格子のピッチをｄ２、
前記第１の格子の周期方向と前記第１の方向とのなす角をθ１、
前記第２の格子の周期方向と前記第１の方向とのなす角をθ２、
電磁波源と前記第１の格子との間の距離をＬ０１、
前記第１の格子と前記第２の格子との間の距離をＬ１２、
前記検出器の検出領域の前記第１の方向に関する幅をｗＤとするとき、
【数１】
2017093496.tif 000012
を満たす（但し、ｍは正の整数）、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
【数２】
2017093496.tif 000013
を満たす
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
【数３】
2017093496.tif 000014
を満たす
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ｍが１又は２である
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記検出器によって撮像された前記モアレを解析することにより前記被検体に関する情報を取得する情報処理装置をさらに有する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の格子のピッチをｄ１、
前記第２の格子のピッチをｄ２、
前記第１の格子の周期方向と前記第１の方向とのなす角をθ１、
前記第２の格子の周期方向と前記第１の方向とのなす角をθ２、
電磁波源と前記第１の格子との間の距離をＬ０１、
前記第１の格子と前記第２の格子との間の距離をＬ１２、
前記検出器の前記第１の方向に垂直な方向に関する１ピクセルの幅をａｙとするとき、
【数４】
2017093496.tif 000015
を満たす
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記検出器がラインセンサである
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記検出器がＴＤＩセンサである
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記干渉計が前記第１の方向に沿って複数配置されており、
各干渉計の前記第１の格子で形成される干渉パターンの周期方向が互いに異なる
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記干渉計がトールボット干渉計である
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記電磁波がＸ線である
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計により形成される干渉パターンを撮像する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体を透過した電磁波により形成される干渉パターン（干渉縞）を解析することによって被検体の形状や内部情報を取得する技術が従来から提案されている。例えば、Ｘ線位相イメージング法は、Ｘ線が被検体を透過することで生じる位相変化を利用した撮像方法である。Ｘ線位相イメージング法の一種として、特許文献１、２、３などに記載されているトールボット（Ｔａｌｂｏｔ）干渉計がある。トールボット干渉計では、所謂トールボット効果により形成される干渉パターンを観測する。但し、干渉パターンの周期が通常の検出器の空間分解能に比べて小さいため、干渉パターンとアナライザー格子の間でモアレを発生させ、そのモアレを検出器で撮像する構成が採られることが一般的である。
【０００３】
ところで、２次元的な被検体像を得る方法には、２次元的な強度分布を検出する検出器を用いて一度に被検体の撮像を行う場合と、ラインセンサ等の１次元的な強度分布を検出する検出器を用いて２次元的な被検体像の取得を行う場合とがある。後者の場合は、検出器に対して被検体を相対的に走査しながら連続して強度分布の取得を行う必要があるため、被検体と検出器のどちらか一方を固定し、他方を移動させながら連続した撮像が行われる。一般にこのような撮像方法では相対的に撮像時間が増大する傾向はあるものの、検出器が比較的安価であることや大面積の撮像が比較的容易であることなどの利点がある。特にトールボット干渉計による撮像では通常は撮像面積に応じた大きさの格子が必要であるため大面積の撮像ではコスト面等での問題が大きい。その点、前述のような「走査型」の撮像方式を用いた場合は構成次第で必要な格子面積を大幅に削減することができるため、「走査型」の撮像方式の利用価値がより高いと言える。
【０００４】
このような背景から、トールボット干渉計による撮像においても「走査型」の撮像方式を有効に利用するためにいくつかの手法が提案されている。例えば特許文献４では、複数のラインセンサと縞走査法の原理を利用した手法が記述されている。個々のラインセンサに対応する複数の副格子からなるアナライザー格子を使用し、個々のラインセンサにより取得されるモアレ画像が縞走査法により得られる複数のモアレ画像に相当するように該副格子を配置する。これにより、一列に並べられた複数のラインセンサ上で被検体を一度走査するだけで、縞走査を行ったのと同様の複数のモアレ画像を取得でき、通常の縞走査法と同様の解析により被検体画像を算出することができる。尚、特許文献４では固定された検出器を用いて走査される被検体の撮像を行う方法が記載されており、使用される格子の周期方向は走査方向に対して平行（ラインアンドスペースパターンの向きが走査方向に対して垂直）である場合が想定されている。また、特許文献５では同様の原理により固定された被検体を走査される検出器により撮像する方法が記載されている。こちらでは格子の周期方向は走査方向に対して垂直（ラインアンドスペースパターンの向きが走査方向に対して平行）である場合が想定されている。尚、いずれの例においても、原則として少なくとも一部の格子と検出器とは固定されており、被検体の検出器に対する相対移動とは、被検体の格子に対する相対移動をも意味している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４４５３９７号公報（国際公開第２００４／０５８０７０号）
【特許文献２】特許第５１６２４５３号公報（国際公開第２００６／１３１２３５号）
【特許文献３】特許第５１７４１８０号公報（国際公開第２０１０／０５０４８３号）
【特許文献４】特表２００９−５４３０８０号公報（国際公開第２００８／００６４７０号）
【特許文献５】特表２０１４−５１８１１２号公報（国際公開第２０１３／００４５７４号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、走査型の撮像方式の場合、被検体における測定箇所とそれに対応するモアレ縞位相との関係が被検体の相対移動と共に変化することから、被検体情報の正確な測定が行えないことがある。
【０００７】
そこで本発明は、格子に対して相対移動する被検体を撮像する場合に、測定箇所に対応するモアレ縞位相の変化を可及的に抑制しつつ撮像を行うことが可能な技術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】
【０００８】
本発明の第一の側面は、被検体を透過した電磁波を回折して干渉パターンを形成する第１の格子、前記干渉パターンとの間でモアレを形成する第２の格子、および、前記モアレを撮像する検出器、を有する干渉計と、前記第２の格子に対して前記被検体を第１の方向に相対的に移動させる移動手段と、を備え、前記移動手段によって前記被検体を前記第１の方向に相対的に移動させながら前記検出器によって前記モアレを連続的に撮像する、撮像装置において、前記モアレの周期方向が前記第１の方向に対し垂直又は略垂直であることを特徴とする撮像装置を提供する。
【０００９】
本発明の第二の側面は、被検体を透過した電磁波を回折して干渉パターンを形成する第１の格子、前記干渉パターンとの間でモアレを形成する第２の格子、および、前記モアレを撮像する検出器、を有する干渉計と、前記第２の格子に対して前記被検体を第１の方向に相対的に移動させる移動手段と、を備え、前記移動手段によって前記被検体を前記第１の方向に相対的に移動させながら前記検出器によって前記モアレを連続的に撮像する、撮像装置において、前記第１の格子のピッチをｄ１、前記第２の格子のピッチをｄ２、前記第１の格子の周期方向と前記第１の方向とのなす角をθ１、前記第２の格子の周期方向と前記第１の方向とのなす角をθ２、電磁波源と前記第１の格子との間の距離をＬ０１、前記第１の格子と前記第２の格子との間の距離をＬ１２、前記検出器の検出領域の前記第１の方向に関する幅をｗＤとするとき、
【数１】
2017093496.tif 000003
を満たす（但し、ｍは正の整数）、ことを特徴とする撮像装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、格子に対して相対移動する被検体を撮像する場合に、測定箇所に対応するモアレ縞位相の変化を可及的に抑制しつつ撮像を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す模式図。
【図２】干渉パターンとアナライザー格子の配置を示す図。
【図３】複数の干渉計を有する撮像装置の構成例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、干渉計により形成される干渉パターンを撮像する撮像装置に関する。詳しくは、本発明は、干渉パターンと格子の間で形成されたモアレを検出器で撮像する際に、格子に対して被検体を一方向に相対的に移動させながら検出器でモアレを連続的に撮像する動作（走査型の撮像方式）を行う撮像装置に関する。干渉計の原理・種類は問わず、また、撮像に用いる電磁波についても光、Ｘ線、ガンマ線などいかなる波長帯域のものでもよい。尚、本明細書においてＸ線とはエネルギーが２以上２００ｋｅＶ以下の電磁波を指す。以下では、本発明の好ましい実施形態として、Ｘ線トールボット干渉計に本発明を適用した例を説明する。
【００１３】
まず、トールボット干渉計の基本構成および原理について説明する。トールボット干渉計は一般的には２枚又は３枚の、周期構造を有する格子（グレーティング）により構成される。これらのうち通常被検体の付近に配置される第１の格子をビームスプリッター格子、通常Ｘ線検出器の付近に配置される第２の格子をアナライザー格子、そして通常Ｘ線源の付近に配置される第０の格子を線源格子とそれぞれ呼ぶことがある。またこれらの格子として１次元状の周期パターンを有する格子が使用される場合が多い。尚、使用されるＸ線検出器は通常、検出面に入射するＸ線の２次元的な強度分布を計測できる検出器である。
【００１４】
ビームスプリッター格子は多くの場合、位相変調型の透過型回折格子である。ビームスプリッター格子に入射したＸ線は格子の持つ周期構造により回折され、所謂トールボット効果により所定の位置に干渉パターン（格子の自己像とも呼ばれる）を形成する。干渉パターンはＸ線が被検体を透過した際の位相変化等を反映して変形するため、干渉パターンの強度分布を計測・解析することにより被検体の形状や内部構造の情報を得ることができる。尚、本発明及び本明細書では、被検体によるＸ線の位相変化を利用して被検体の情報を取得する方法であれば、その情報を画像化しない場合であってもＸ線位相コントラストイメージング法と呼ぶ。
【００１５】
また、アナライザー格子は多くの場合、Ｘ線透過部とＸ線遮蔽部とが周期的に配列することにより周期的な透過率分布を有するような格子である。アナライザー格子は前述の干渉パターンの出現位置に配置されることにより、格子を透過したＸ線の強度分布にモアレを発生させる目的で使用される。このモアレは干渉パターンの変形を反映しており、かつその周期は無制限に大きくすることができる。したがって、使用する検出器の空間分解能が干渉パターンを直接検出できる程度に高くない場合でも、パターン周期の大きいモアレを検出することにより間接的に干渉パターンの情報を得ることが可能となる。
【００１６】
また、線源格子も通常のアナライザー格子と同様に、Ｘ線透過部とＸ線遮蔽部とが周期的に配列した構造を有する格子である。線源格子は通常、Ｘ線源（Ｘ線発生装置）におけるＸ線発光点の付近に配置されることにより、仮想的に線状発光部（２次元格子の場合は微小発光点）のアレイを形成する目的で使用される。このようにして形成される各々の線状発光部から発したＸ線が形成する複数の前述の干渉パターンが、Ｘ線光路中に被検体等を置かない状態において互いにパターン周期の整数倍だけずれて重畳する。これにより、多数の干渉パターンが重畳してもパターンが消失せず、全体として高いＸ線強度と縞ビジビリティを有する周期パターンを形成することができる。このような形の重畳を実現するためには、各格子の格子周期と格子間距離とが一定の条件を満たすように設計する必要がある。また、このような線源格子を使用するトールボット干渉計のことを特にトールボッ
ト・ロー干渉計と呼ぶことがある。尚、以下、単にトールボット干渉計というときは、トールボット・ロー干渉計を含むものとする。
【００１７】
前述のように、アナライザー格子を用いたトールボット干渉計により取得される画像は干渉パターンとアナライザー格子との間に発生するモアレ画像である。一般的なトールボット干渉計システムでは、１枚のモアレ画像か、いずれかの格子位置をシフトさせて取得した複数のモアレ画像を元に、所定の解析を行うことにより被検体画像を算出する。算出される被検体画像は通常、取得されたモアレ画像における、モアレ起因の画素値増減を除外した局所的な平均画素値の分布と、特定のモアレ縞成分の局所的な位相値の分布と、同じく特定のモアレ縞成分の局所的なビジビリティ値の分布である。これらはそれぞれ、被検体のＸ線透過率分布と、被検体を透過したＸ線の微分位相分布（屈折による偏向角のある方向に沿った成分の分布）と、被検体のＸ線小角散乱力分布を概ね表している。小角散乱力分布とは、微粒子、微細繊維、物体のエッジ部等による小角散乱力のある方向に沿った成分の分布である。尚、モアレ縞成分のビジビリティ値は、当該の周期成分の振幅を平均値で除した値として定義されることが多い。
【００１８】
モアレ画像から上記のような被検体画像を算出するために用いられるモアレ縞解析手法の代表的なものとして、縞走査法、フーリエ変換法などが挙げられる。一般にフーリエ変換法を用いた撮像は空間分解能やＳＮ比（信号雑音比）において縞走査法による撮像に比べて劣ることが多いものの、１枚のモアレ画像から被検体画像を算出できるという特長がある。
【００１９】
以下に、トールボット干渉計を用いた撮像装置に本発明を適用した具体例を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の構成を模式的に示す図である。撮像装置は、概略、Ｘ線トールボット干渉計と、被検体７を搬送する搬送装置８と、情報処理装置９とを有する。
【００２１】
Ｘ線トールボット干渉計は、Ｘ線源（電磁波源）１と、線源格子２と、ビームスプリッター格子３と、アナライザー格子４と、Ｘ線検出器５とを備える。Ｘ線源１から発したＸ線は線源格子２とビームスプリッター格子３との効果により、ビームスプリッター格子３の自己像である干渉パターン６をアナライザー格子４上に発生させる。Ｘ線検出器５はラインセンサであり、Ｘ線を検出するピクセルが一列に並んだ構造を有しており、一定時間ごとにその間の入射Ｘ線強度の１次元的な分布を測定し得るものである。
【００２２】
搬送装置８は被検体７を白矢印の方向（図１のｘ方向）に搬送する移動手段である。搬送装置８はモータなどの駆動装置によって駆動される。撮像時には搬送装置８によって被検体７を一定速度で移動させながら、Ｘ線検出器５によってＸ線強度分布を連続的に撮像する。
【００２３】
情報処理装置９は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、補助記憶装置、表示装置などのハードウェア資源を備えた汎用のコンピュータにより構成される。後述する画像処理、各種演算、および、撮像装置の制御は、補助記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵが読み込み実行することで実現されるものである。なお、情報処理装置９の機能のうちの一部又は全部をＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような回路で構成することもできる。
【００２４】
図２（Ａ）は、Ｘ線源側から見た干渉計の模式図である。ここで、撮像中の被検体７の走査方向を第１の方向とし、光軸に垂直な面内において第１の方向に垂直な方向を第２の方向とする。この時、図２（Ａ）中に示したｘ、ｙ方向がそれぞれ第１、第２の方向に相当する。また図に示しているように、干渉パターン６とアナライザー格子４とが重なることにより第２の方向に周期成分を持つモアレ縞が発生する。尚、本説明では図中に示すように、干渉パターン６の周期をｄＩＰ、アナライザー格子４の周期をｄ２とする。また、干渉パターン６の周期方向と第１の方向とのなす角をθＩＰ、アナライザー格子４の周期方向と第１の方向とのなす角をθ２とする。
【００２５】
さらに図２（Ｂ）は、干渉パターン６とアナライザー格子４とが重なることによりモアレ縞が発生する様子を周波数空間で表現している。図２（Ｂ）においてξ、ηはそれぞれｘ、ｙ軸に対応した空間周波数軸を表している。尚、ここでは干渉パターン６のＸ線強度分布とアナライザー格子４の透過率分布におけるそれぞれの高調波成分などは無視している。図２（Ｂ）中における黒丸は、干渉パターン６のＸ線強度分布をフーリエ変換して得られるスペクトル中に存在する３つのピークを表している。ここで、ｘｙ空間において干渉パターン６のＸ線強度分布にアナライザー格子４の透過率分布を掛ける（積を取る）ことは、ξη空間においてそれぞれに対応するスペクトル同士をコンボリューションすることに相当する。したがって、アナライザー格子４の効果を加味した時、ξη空間では白丸で示した６つの位置に新しいピークが発生する。ここで、ξη空間における点ＰＩＰ（ξＩＰ，ηＩＰ）は、干渉パターン６の周期成分に対応する片方のピークの位置にある点とその周波数座標である。また、Ｐ２（ξ２，η２）は、アナライザー格子４の周期成分に対応する片方のピークの位置にある点とその周波数座標である。ＰＭ（ξＭ，ηＭ）は、モアレパターンの周期成分に対応する片方のピークの位置にある点とその周波数座標である。
【００２６】
（ξＭ，ηＭ）は（ξＩＰ，ηＩＰ）と（ξ２，η２）を用いてそれぞれ、
【数２】
2017093496.tif 000004
と表せる。
【００２７】
尚、線源格子（線源格子を用いない場合はＸ線源におけるＸ線発光点）−ビームスプリッター格子間距離、ビームスプリッター格子−アナライザー格子間距離をそれぞれＬ０１、Ｌ１２とし、ビームスプリッター格子３のピッチをｄ１とすると、ｄＩＰは、
【数３】
2017093496.tif 000005
と書ける。ここで、ｍは正の整数であり、通常は１又は２である。また、ビームスプリッター格子３の周期方向と第１の方向とのなす角をθ１とすると、θＩＰは、
【数４】
2017093496.tif 000006
となる。
【００２８】
ここで、Ｘ線検出器５の第１の方向に関する幅について考える。Ｘ線検出器５はラインセンサであるので、その検出領域は第１の方向に関して１ピクセル分の幅を持っている。Ｘ線強度分布の測定時にはこの範囲における情報はすべて平均化されて取得されることから、この範囲におけるモアレ縞の位相変化が大きい場合、検出されるモアレ縞のビジビリティが低下し、正確な測定が行えなくなる場合がある。この問題を避けるためにはモアレ縞の周期を十分に大きくするか、モアレ縞の周期方向が第１の方向に対して垂直又は略垂直になるようにすればよい（但し第２の方向に関するＸ線検出器５の空間分解能はモアレ縞の周期に対して十分に高いと仮定している）。言い換えると、ξＭが十分ゼロに近ければよい。従って理想的には、
【数５】
2017093496.tif 000007
であることが望ましい。
【００２９】
さらに、検出されるモアレ縞のビジビリティの観点から見たξＭの許容値はＸ線検出器５の幅に依存する。Ｘ線検出器５の検出領域の幅をｗＤとすると、検出されるモアレ縞のビジビリティＶＭ´はモアレ縞の真のビジビリティＶＭを用いて、
【数６】
2017093496.tif 000008
と表せる。但しここではＸ線検出器５は第２の方向に対して理想的な空間分解能を有していると仮定している。ここで、右辺の係数部はビジビリティの変換率を表している。ビジビリティの低下を抑制し、高精度な被検体情報を得るためには、好ましくは右辺の係数部が０．５以上であるとよく、より好ましくは右辺の係数部が０．８以上であるとよい。
【００３０】
右辺の係数部が０．８以上であるためには、ｗＤ｜ξＭ｜＜０．３６であれば良いので、
【数７】
2017093496.tif 000009
であればよい。また、右辺の係数部が０．５以上であるためにはｗＤ｜ξＭ｜＜０．６０であれば良いので、
【数８】
2017093496.tif 000010
であればよい。
【００３１】
また、このように走査型の撮像方式をトールボット干渉計に応用する場合、前述のフーリエ変換法のようなモアレ縞の空間的なＸ線強度分布を搬送波として利用する解析手法を用いるとよい。これにより、Ｘ線検出器５がラインセンサ１台であってもトールボット干渉計において通常取得されるような被検体画像の取得が可能となる。但し、このような解析手法を用いる場合、干渉計の空間分解能はモアレ縞周期により制限されるので、モアレ縞周期が比較的短く、かつ周期方向が第１の方向に対して十分に垂直である必要がある。従って、Ｘ線検出器５の第２の方向に関する１ピクセルの幅をａｙとし、周期が２０ピクセル以下のモアレ縞を発生させる必要があるとすれば、干渉計の設計は式（７）又は（８）を満たすと同時に｜ηＭ｜＞１／（２０ａｙ）を満たす必要がある。後者の式は、
【数９】
2017093496.tif 000011
と書ける。
【００３２】
ところで、一般に走査型のＸ線撮像装置において、検出器としてラインセンサの代わりにＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサが用いられることがある。一般にＴＤＩセンサの使用により高い空間分解能を得るのと同時に高速の撮像が可能となる。しかし一方で検出領域全体の幅（前述のｗＤに相当する）が広くなる。従って本実施形態におけるＸ線検出器５としてラインセンサの代わりにＴＤＩセンサを用いても良いが、この場合、式（７）や式（８）を満たすための光学系の設計条件は一般に厳しくなる。
【００３３】
図２（Ａ）に示したトールボット干渉計により得られる微分位相情報や散乱情報は、干渉パターン６の周期方向（角度θＩＰの方向）に対応した情報である。このような一方向に関する情報からでも被検体画像を生成することはできるものの、被検体内部の構造をより正確に得るためには、複数方向に関する測定を同じ被検体に対して行い、複数の方向に関する情報を基に画像の生成を行うことが望ましい。そこで、被検体の走査方向（第１の方向）に沿って干渉計を複数配置し、被検体（又は干渉計）を移動しながら複数の方向に関する測定を連続的に行う構成を採用してもよい。この場合、各干渉計の干渉パターンの周期方向（ビームスプリッター格子の周期方向）が互いに異なり、且つ、各干渉計におけるモアレの周期方向が式（７）〜式（９）のいずれかの条件を満足するように、各干渉計の光学系を設計すればよい。尚、Ｎ個（Ｎは２より大きい整数）の干渉計を用いる場合には、各干渉計の干渉パターンの周期方向が（１８０／Ｎ）度ずつずれるように設計することが好ましい。
【００３４】
図３（Ａ）は、２個の干渉計を直列に配置した例である。一番目の干渉計の干渉パターン６ａと二番目の干渉計の干渉パターン６ｂとは周期方向が９０度ずれている（θＩＰｂ＝θＩＰａ＋９０度）。この構成によれば、一回の走査で二方向に関する微分位相情報等を得ることができる。また、図３（Ｂ）は、３個の干渉計を直列に配置した例である。各干渉計の干渉パターン６ａ、６ｂ、６ｃは周期方向が６０度ずつずれている（θＩＰｂ＝θＩＰａ＋６０度、θＩＰｃ＝θＩＰａ＋１２０度）。この構成によれば、一回の走査で三方向に関する微分位相情報等を得ることができる。
【００３５】
（実施例）
上記実施形態に係る撮像装置の具体的な実施例を説明する。本実施例の撮像装置はＸ線検出器としてＴＤＩセンサを用い、撮像時には被検体を第１の方向に一定速度で移動させ
ながら撮像を行う。干渉計はＸ線源として、タングステン陽極を備えたＸ線管を備える。Ｘ線管は管電圧やフィルターの調整により２５ｋｅＶ付近の光子エネルギーを中心に一定のエネルギーバンド幅を持つＸ線を発する。尚、本干渉計は波長０．０５ｎｍ付近のＸ線（光子エネルギー約２５ｋｅＶ）に対して特に効果的に機能するように設計されている。線源格子、ビームスプリッター格子、アナライザー格子はすべて１次元状の格子パターンを有している。線源格子とアナライザー格子は線状のＸ線遮蔽部と線状のＸ線透過部とが交互に並んだパターンを有しており、金によるマルチスリット構造によりこれを実現している。また、ビームスプリッター格子は線状の位相進行部と線状の位相遅延部とが交互に並んだパターンを有しており、表面に多数の溝が形成されたシリコンによる構造によりこれを実現している。尚、位相進行部と位相遅延部の幅は等しく、それぞれを透過した２５ｋｅＶのＸ線に対してπｒａｄの位相差を与えるように溝の深さが調整されている。
【００３６】
線源格子とビームスプリッター格子の格子ピッチｄ０、ｄ１はそれぞれ２０．０μｍ、８．０μｍである。また、線源格子−ビームスプリッター格子間距離Ｌ０１、ビームスプリッター格子−アナライザー格子間距離Ｌ１２はそれぞれ８００ｍｍ、２００ｍｍである。またこの時、干渉パターンのピッチｄＩＰはｍ＝２を用いて、ｄＩＰ＝（Ｌ０１＋Ｌ１２）／（ｍＬ０１）ｄ１＝５．０μｍとなる。尚、干渉パターン及びビームスプリッター格子の周期方向の第１の方向とのなす角はθＩＰ＝θ１＝０度とする。
【００３７】
また、ＴＤＩセンサは各ピクセルが５０μｍ×５０μｍの大きさを有し、被検体の走査方向に沿って１２０ピクセルが並んだ構造を有している。すなわち、検出領域全体の幅ｗＤは６ｍｍである。
【００３８】
この時、光学系の設計が式（５）を満たすためには、アナライザー格子のピッチｄ２と、アナライザー格子の周期方向と第１の方向とのなす角θ２とが、ｄ２／ｃｏｓ（θ２）＝５．０μｍを満たせばよい。さらに、式（７）を満たすことで検出されるモアレ縞ビジビリティを理想値の８０％以上とするためには４．９９８５μｍ＜ｄ２／ｃｏｓ（θ２）＜５．００１５μｍを満たせばよい。あるいは、式（８）を満たすことで検出されるモアレ縞ビジビリティを理想値の５０％以上とするためには４．９９７５μｍ＜ｄ２／ｃｏｓ（θ２）＜５．００２５μｍを満たせばよい。
【００３９】
ここでは、モアレ縞の周期を２００μｍとし、フーリエ変換法による解析を行う場合を考える。尚、ＴＤＩセンサの第２の方向に関する１ピクセルの幅ａｙは５０μｍであるため、このモアレ縞周期は４ピクセルに相当する。この時の光学系の設計はｄ２／｜ｓｉｎ（θ２）｜＝２００μｍを満たす必要がある。従って、この条件とｄ２／ｃｏｓ（θ２）＝５．０μｍを同時に満たすため、ｄ２、θ２をそれぞれ４．９９８４μｍ、１．４３２度（又は−１．４３２度）とすれば良い。
【００４０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、本発明の方法は、トールボット干渉計以外の干渉計にも適用できるし、Ｘ線以外の電磁波を用いた干渉計にも適用できる。干渉計はＸ線源（電磁波源）を備えず、撮像時にＸ線源と組み合わせる構成としてもよい。また、上記具体例では搬送装置によって被検体を移動させたが、被検体を固定し、干渉計を移動させたり、被検体と干渉計の両方を移動させてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
３：ビームスプリッター格子（第１の格子）、４：アナライザー格子（第２の格子）、５：Ｘ線検出器、６：干渉パターン、７：被検体、８：搬送装置（移動手段）
【図１】
2017093496.tif 000016
【図２】
2017093496.tif 000017
【図３】
2017093496.tif 000018