(57)【要約】  このＸ線位相撮像システム（１００）は、Ｘ線源（１）と、検出器（２）と、第１格子（３）と第２格子（４）とを含む複数の格子と、画像処理部（５）と、格子位置調整機構（８）と、格子像（自己像）の鮮明度（Ｃ）に基づいて、格子像（自己像）を鮮明にするように、Ｘ線の光軸周りの回転方向（Ｒｚ）における第１格子と第２格子との相対位置の位置ずれを格子位置調整機構により調整する制御を行う制御部（６）とを備える。
2020054158.tif 000002
【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線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、
前記Ｘ線源と前記検出器との間に配置され、前記Ｘ線源から照射されるＸ線の可干渉性を高めるための第１格子と、前記第１格子からのＸ線が照射され、格子像を形成するための第２格子とを含む複数の格子と、
前記検出器によって検出された信号に基づいて位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、
Ｘ線の光軸周りの回転方向における前記第１格子と前記第２格子との相対位置を調整する格子位置調整機構と、
前記検出器によって検出された前記格子像の鮮明度に基づいて、前記格子像を鮮明にするように、前記相対位置の位置ずれを前記格子位置調整機構により調整する制御を行う制御部とを備える、Ｘ線位相撮像システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記格子像の鮮明度が、所定の閾値よりも大きくなるように、前記相対位置の位置ずれを前記格子位置調整機構により調整する制御を行うように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項３】
前記第２格子は、前記格子像として、自己像を形成するための位相格子であり、
前記制御部は、前記自己像の鮮明度に基づいて、前記相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記自己像の画素値の最大値と最小値とに基づいて、前記自己像のコントラストを表すビジビリティ、または、前記自己像の明部と暗部との強度差を表す振幅を、前記自己像の鮮明度として取得するように構成されている、請求項３に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記自己像の画像をフーリエ変換することにより得られる第１フーリエ変換スペクトルにおける０次ピークの強度および１次ピークの強度、または、前記第１フーリエ変換スペクトルにおける１次ピークの強度に基づいて、前記自己像のコントラストを表すビジビリティ、または、前記自己像の明部と暗部との強度差を表す振幅を、前記自己像の鮮明度として取得するように構成されている、請求項３に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項６】
前記第２格子と前記検出器との間に配置され、前記第２格子の前記自己像との干渉によりモアレ縞を生じさせるための第３格子をさらに含む、請求項３に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、前記モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、前記自己像の鮮明度として取得するように構成されている、請求項６に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記モアレ縞の画像をフーリエ変換することにより得られる第２フーリエ変換スペクトルにおける０次ピークの強度および１次ピークの強度、または、前記第２フーリエ変換スペクトルにおける１次ピークの強度に基づいて、前記モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、前記モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、前記自己像の鮮明度として取得するように構成されている、請求項６に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項９】
前記制御部は、複数の格子のいずれか１つを並進移動させながら撮像して取得される強度信号曲線の信号強度の最大値および最小値に基づいて、前記モアレ縞の前記ビジビリティ、または、前記モアレ縞の前記振幅を取得するように構成されている、請求項７に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項１０】
前記制御部は、複数の格子のいずれか１つを並進移動させながら撮像して取得される強度信号曲線をフーリエ変換することにより得られる第３フーリエ変換スペクトルにおける０次ピークの強度および１次ピークの強度、または、前記第３フーリエ変換スペクトルにおける１次ピークの強度に基づいて、前記モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、前記モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、前記自己像の鮮明度として取得するように構成されている、請求項７に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項１１】
前記第２格子は、前記格子像として、Ｘ線の一部を遮蔽することにより生じる縞模様を形成する吸収格子であり、
前記制御部は、前記縞模様の鮮明度に基づいて、前記相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線位相撮像システムに関し、Ｘ線源から照射されるＸ線の可干渉性を高めるための格子を含む複数の格子を備えるＸ線位相撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線源から照射されるＸ線の可干渉性を高めるための格子を含む複数の格子を備えるＸ線位相撮像システムが知られている。このようなＸ線位相撮像システムは、たとえば、特許第５５４８０８５号公報および国際公開第２０１８／０１６３６９号に開示されている。【０００３】
特許第５５４８０８５号公報および国際公開第２０１８／０１６３６９号のＸ線位相撮像システムは、Ｘ線源と、検出器と、Ｘ線の可干渉性を高めるためのＧ０格子と、Ｘ線を回折するためのＧ１格子と、Ｇ１格子の格子像と干渉させるためのＧ２格子と、を備えている。特許第５５４８０８５号公報および国際公開第２０１８／０１６３６９号のＸ線位相撮像システムは、Ｇ１格子の格子像とＧ２格子とを干渉させることによりモアレ縞を生じさせた状態において、複数の格子のいずれか１つを格子のピッチの方向に移動させながら撮像する縞走査法により、位相コントラスト画像を取得する。縞走査法とは、被写体を通過したＸ線の位相差やＸ線の小角散乱に基づいて、被写体内部を画像化する手法である。【０００４】
ここで、複数の格子の相対位置に位置ずれが生じている場合、意図しないモアレ縞が検出される。意図しないモアレ縞が検出されると、生成される位相コントラスト画像の画質が劣化する。そこで、特許第５５４８０８５号公報および国際公開第２０１８／０１６３６９号では、複数の格子の相対位置の位置ずれを調整している。【０００５】
特許第５５４８０８５号公報では、Ｇ０格子の位置調整を行った後、Ｇ１格子およびＧ２格子の位置調整を行う。特許第５５４８０８５号公報に開示されている構成では、Ｇ１格子およびＧ２格子の位置調整を行う際に、モアレ縞が生じるように格子を配置する。そして、モアレ縞の形状に応じて、Ｘ線の光軸と直交する面内において、互いに直交する２方向の軸線周りの回転方向における格子の位置ずれの調整を行う。その後、意図しないモアレ縞が検出器において検出できなくなる程度に、意図しないモアレ縞の周期が大きく（または小さく）なるように、各格子の相対位置を調整する。また、国際公開第２０１８／０１６３６９号では、モアレ縞が検出されなくなるように、Ｘ線の光軸方向およびＸ線の光軸周りの回転方向におけるＧ１格子とＧ２格子との相対位置の位置調整を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５５４８０８５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１８／０１６３６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許第５５４８０８５号公報に開示されている構成では、モアレ縞の周期を大きく（または小さく）するように各格子の相対位置の調整を行う。しかし、モアレ縞は、Ｇ１格子の影である自己像とＧ２格子との重ね合わせによって形成される模様であり、モアレ縞の周期から判断して調整することは、Ｇ１格子とＧ２格子との相対位置を調整しているに過ぎない。つまり、特許第５５４８０８５号公報に記載されている調整を実施したとしても、Ｇ０格子とＧ１格子とにおいて、Ｘ線の光軸周りの回転方向における相対位置の位置ずれが生じている場合がある。また、国際公開第２０１８／０１６３６９号には、Ｇ１格子とＧ２格子との位置ずれを調整する構成が開示されている一方、Ｇ０格子とＧ１格子との相対位置を調整する構成は開示されていない。Ｘ線の光軸周りの回転方向において、Ｇ０格子とＧ１格子との相対位置に位置ずれが生じている場合、格子像が不鮮明になる。格子像が不鮮明な場合、得られる位相コントラスト画像の画質が劣化するという問題点がある。【０００８】
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、格子像が不鮮明となることに起因して、得られる位相コントラスト画像の画質が劣化することを抑制することが可能なＸ線位相撮像システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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線位相撮像システムは、被写体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、Ｘ線源と検出器との間に配置され、Ｘ線源から照射されるＸ線の可干渉性を高めるための第１格子と、第１格子からのＸ線が照射され、格子像を形成するための第２格子とを含む複数の格子と、検出器によって検出された信号に基づいて位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との相対位置を調整する格子位置調整機構と、検出器によって検出された格子像の鮮明度に基づいて、格子像を鮮明にするように、上記相対位置の位置ずれを格子位置調整機構により調整する制御を行う制御部とを備える。なお、複数の格子の相対位置の位置ずれとは、Ｘ線の光軸方向における格子の位置ずれと、Ｘ線の光軸周りの回転方向における格子の位置ずれと、Ｘ線の光軸と直交する面内において互いに直交する２方向の軸線周りの回転方向における格子の位置ずれと、が含まれる。【００１０】
この発明の一の局面におけるＸ線位相撮像システムでは、上記のように、検出器によって検出された格子像の鮮明度に基づいて、格子像を鮮明にするように、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との相対位置の位置ずれを格子位置調整機構により調整する制御を行う制御部を備える。これにより、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との相対位置の位置ずれを抑制して格子像を鮮明にすることができる。その結果、格子像が不鮮明となり、得られる位相コントラスト画像の画質が劣化することを抑制することができる。なお、位相コントラスト画像には、Ｘ線の減衰に基づく吸収像と、Ｘ線の位相のずれに基づく位相微分像と、Ｘ線の小角散乱に基づくビジビリティの変化によって得られる暗視野像とが含まれる。吸収像は、格子像の平均強度に基づいて算出されるため、格子像が不鮮明であったとしても、得られる画像の画質は劣化しない。一方、位相微分像および暗視野像については、被写体を配置せずに撮像した場合の格子像と、被写体を配置して撮像した場合の格子像との変化に基づいて画像を生成する。そのため、格子像を鮮明にすることにより、得られる画像の画質が劣化することを抑制することができる。【００１１】
上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、制御部は、格子像の鮮明度が、所定の閾値よりも大きくなるように、上記相対位置の位置ずれを格子位置調整機構により調整する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、格子像の鮮明度が所定の閾値よりも大きくなった時点で格子の位置調整を終了することができる。その結果、格子像の鮮明度が最大になるように複数の格子の格子間における相対位置を調整する場合と比較して、格子の調整回数が増加することを抑制することが可能となるので、格子の調整時間を短縮することができる。【００１２】
この場合、好ましくは、第２格子は、格子像として、自己像を形成するための位相格子であり、制御部は、自己像の鮮明度に基づいて、上記相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、自己像を用いて被写体の画像を取得するタルボ干渉において、自己像が不鮮明になることを抑制することができる。その結果、自己像が不鮮明になることに起因して、位相コントラスト画像の画質が劣化することを抑制することができる。【００１３】
上記自己像の鮮明度に基づいて、相対位置の位置ずれを調整する制御を行う構成において、好ましくは、制御部は、自己像の画素値の最大値と最小値とに基づいて、自己像のコントラストを表すビジビリティ、または、自己像の明部と暗部との強度差を表す振幅を、自己像の鮮明度とし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、ビジビリティまたは振幅を取得することにより、自己像の鮮明度を取得することが可能となるので、自己像の画像を目視することにより自己像の鮮明度を判定する場合と比較して、自己像の鮮明度を正確に取得することができる。その結果、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との位置ずれを正確に取得することが可能となるので、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との位置ずれの調整を正確に行うことができる。【００１４】
上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、制御部は、自己像の画像をフーリエ変換することにより得られる第１フーリエ変換スペクトルにおける０次ピークの強度および１次ピークの強度、または、第１フーリエ変換スペクトルにおける１次ピークの強度に基づいて、自己像のコントラストを表すビジビリティ、または、自己像の明部と暗部との強度差を表す振幅を、自己像の鮮明度とし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、第１フーリエ変換スペクトルの０次ピークの強度および１次ピークの強度または第１フーリエ変換スペクトルの１次ピークの強度に基づいて自己像の鮮明度を取得することが可能となるので、目視によって自己像の鮮明度を取得する場合と比較して、自己像の鮮明度を正確に取得することができる。その結果、自己像の画素値の最大値と最小値とに基づいてビジビリティまたは振幅を取得する構成と同様に、第１フーリエ変換スペクトルを取得する構成においても、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との位置ずれの調整を正確に行うことができる。【００１５】
上記自己像の鮮明度に基づいて、相対位置の位置ずれを調整する制御を行う構成において、好ましくは、第２格子と検出器との間に配置され、第２格子の自己像との干渉によりモアレ縞を生じさせるための第３格子をさらに含む。このように構成すれば、検出器の画素サイズの大きさが、第２格子の自己像の１周期の大きさよりも大きい場合でも、第３格子を配置することにより生じさせたモアレ縞を検出することにより、位相コントラスト画像を生成することができる。その結果、検出器の画素サイズが自己像の１周期の大きさよりも大きい場合でも、位相コントラスト画像を生成することが可能となるので、検出器の選択の自由度を向上させることができる。【００１６】
この場合、好ましくは、制御部は、モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、自己像の鮮明度として取得するように構成されている。ここで、モアレ縞は、第２格子の自己像と第３格子とを干渉させることにより生じる。第３格子は、格子の周期が第２格子の自己像の周期とほぼ一致するように設計された格子である。そのため、モアレ縞が鮮明であれば、第２格子の自己像が鮮明であると考えられる。また、モアレ縞の明部と暗部との強度差が大きければ、モアレ縞が鮮明であると考えられる。すなわち、モアレ縞の振幅も、モアレ縞の鮮明度を表す指標となる。したがって、上記のように構成すれば、モアレ縞のビジビリティまたは振幅を取得することにより、間接的に自己像の鮮明度を取得することができる。その結果、モアレ縞のビジビリティまたは振幅に基づいて複数の格子を調整することにより、自己像を鮮明にすることが可能となり、自己像が不鮮明になることに起因する画像の画質の劣化を抑制することができる。【００１７】
上記第３格子をさらに含む構成において、好ましくは、制御部は、モアレ縞の画像をフーリエ変換することにより得られる第２フーリエ変換スペクトルにおける０次ピークの強度および１次ピークの強度、または、第２フーリエ変換スペクトルにおける１次ピークの強度に基づいて、モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、自己像の鮮明度とし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、第１フーリエ変換スペクトルを取得する構成と同様に、第２フーリエ変換スペクトルを取得する構成においても、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との位置ずれの調整を正確に行うことができる。【００１８】
上記モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、自己像の鮮明度として取得する構成において、好ましくは、制御部は、複数の格子のいずれか１つを並進移動させながら撮像して取得される強度信号曲線の信号強度の最大値および最小値に基づいて、モアレ縞のビジビリティ、または、モアレ縞の振幅を取得するように構成されている。このように構成すれば、格子を並進移動させながら撮像した複数枚のモアレ縞画像における所定の画素の信号強度の変化に基づいて、モアレ縞の強度信号曲線を取得することが可能となるので、１枚のモアレ縞の画像において、明部および暗部の画素を選択し、選択した画素の画素値をモアレ縞の画素値の最大値および最小値とする構成と比較して、モアレ縞の画素値の最大値と最小値とを、正確に取得することができる。したがって、モアレ縞の鮮明度を精度よく取得することができる。その結果、自己像の鮮明度を精度よく取得することが可能となるので、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との相対位置の位置ずれを精度よく調整することができる。【００１９】
上記モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、自己像の鮮明度として取得する構成において、好ましくは、制御部は、複数の格子のいずれか１つを並進移動させながら撮像して取得される強度信号曲線をフーリエ変換することにより得られる第３フーリエ変換スペクトルにおける０次ピークの強度および１次ピークの強度、または、第３フーリエ変換スペクトルにおける１次ピークの強度に基づいて、モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、自己像の鮮明度とし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、第１フーリエ変換スペクトルを取得する構成および第２フーリエ変換スペクトルを取得する構成と同様に、第３フーリエ変換スペクトルを取得する構成においても、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との位置ずれの調整を正確に行うことができる。【００２０】
上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、第２格子は、格子像として、Ｘ線の一部を遮蔽することにより生じる縞模様を形成する吸収格子であり、制御部は、縞模様の鮮明度に基づいて、上記相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、第２格子によって回折されたＸ線が干渉することにより生じる自己像に基づいて位相コントラスト画像を生成する干渉計と同様に、第２格子によってＸ線の一部が遮蔽されることによって生じる第２格子の縞模様に基づいて被写体を画像化する非干渉計においても、第２格子の縞模様が不鮮明になることに起因する位相コントラスト画像の画質の劣化を抑制することができる。また、第２格子の縞模様は、Ｘ線の一部が遮蔽されることにより生じる。したがって、第２格子の自己像を生じさせるタルボ干渉計とは異なり、第２格子を第１格子から所定の距離（タルボ距離）に配置しなくてもよい。その結果、第２格子の配置位置の自由度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、上記のように、格子像が不鮮明となることに起因して、得られる位相コントラスト画像の画質が劣化することを抑制することが可能なＸ線位相撮像システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態によるＸ線位相撮像システムをＹ方向から見た模式図である。
【図２】第１実施形態によるＸ線位相撮像システムが備える格子位置調整機構の斜視図である。
【図３】第１比較例によるＸ線位相撮像システムによって生成される吸収像の模式図（Ａ）、位相微分像の模式図（Ｂ）および暗視野像の模式図（Ｃ）である。
【図４】第１実施形態による検出器によって検出される第２格子の自己像の画像の模式図である。
【図５】第１実施形態によるＸ線の光軸周りの回転方向における第１格子および第２格子の位置ずれを説明するための模式図である。
【図６】第１格子の自己像の鮮明度を説明するための模式図（Ａ）〜（Ｃ）である。
【図７】第１実施形態による格子位置調整処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】第２実施形態による第２格子の自己像の第１フーリエ変換スペクトルを説明するための模式図である。
【図９】第２実施形態による格子位置調整処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第３実施形態によるＸ線位相撮像システムをＹ方向から見た模式図である。
【図１１】第３実施形態によるＸ線位相撮像システムが取得する強度信号曲線を説明するための模式図である。
【図１２】第３実施形態による格子位置調整処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】第３実施形態の第１変形例による第２フーリエ変換スペクトルを説明するための模式図である。
【図１４】第３実施形態の第２変形例による第３フーリエ変換スペクトルを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
［第１実施形態］
図１〜図６を参照して、第１実施形態によるによるＸ線位相撮像システム１００の構成について説明する。
【００２５】
（Ｘ線位相撮像システムの構成）
まず、図１を参照して、本発明の本実施形態によるＸ線位相撮像システム１００の構成について説明する。
【００２６】
図１に示すように、Ｘ線位相撮像システム１００は、タルボ（Ｔａｌｂｏｔ）効果を利用して、被写体Ｑの内部を画像化する装置である。Ｘ線位相撮像システム１００は、複数の格子のうち、いずれか１つを、格子の周期方向（Ｘ方向）に並進移動させながら被写体Ｑを撮像するように構成されている。
【００２７】
図１に示すように、Ｘ線位相撮像システム１００は、Ｘ線源１と、検出器２と、第１格子３と第２格子４とを含む複数の格子と、画像処理部５と、制御部６と、記憶部７と、格子位置調整機構８と、格子移動機構９とを備えている。なお、本明細書において、Ｘ線源１から第１格子３に向かう方向をＺ２方向、その逆向きの方向をＺ１方向とする。また、Ｚ方向と直交する面内の左右方向をＸ方向とし、図１の紙面の上方向をＸ１方向、図１の紙面の下方向をＸ２方向とする。また、Ｚ方向と直交する紙面内の上下方向をＹ方向とし、図１の紙面の手前側に向かう方向をＹ１方向、図１の紙面の奥に向かう方向をＹ２方向とする。
【００２８】
Ｘ線源１は、高電圧が印加されることにより、Ｘ線を発生させるとともに、発生されたＸ線を被写体Ｑに向けて照射するように構成されている。
【００２９】
検出器２は、Ｘ線を検出するとともに、検出されたＸ線を電気信号に変換し、変換された電気信号を画像信号として読み取るように構成されている。検出器２は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。検出器２は、複数の変換素子（図示せず）と複数の変換素子上に配置された画素電極（図示せず）とにより構成されている。複数の変換素子および画素電極は、所定の周期で、Ｘ方向およびＹ方向にアレイ状に配列されている。また、検出器２は、取得した画像信号を、画像処理部５に出力するように構成されている。
【００３０】
第１格子３は、Ｘ方向に所定の周期（ピッチ）ｐ１で配列される複数のスリット３ａおよび、Ｘ線吸収部３ｂを有している。各スリット３ａおよびＸ線吸収部３ｂはそれぞれ、Ｙ方向に沿って直線状に延びるように形成されている。また、各スリット３ａおよびＸ線吸収部３ｂはそれぞれ、互いに平行に延びるように形成されている。第１格子３は、いわゆる吸収格子である。第１格子３には、Ｘ線源１からＸ線が照射される。第１格子３は、各スリット３ａを通過したＸ線を、各スリット３ａの位置に対応する線光源とするように構成されている。すなわち、第１格子３は、Ｘ線源１から照射されるＸ線の可干渉性を高めるための格子である。
【００３１】
第２格子４は、第１格子３と、検出器２との間に配置されており、第１格子３を通過したＸ線が照射される。第２格子４は、タルボ効果により、第２格子４の格子像（自己像４０（図５参照））を形成するために設けられている。可干渉性を有するＸ線が、スリットが形成された格子を通過すると、格子から所定の距離（タルボ距離）離れた位置に、格子像（自己像４０）が形成される。これをタルボ効果という。
【００３２】
第２格子４は、Ｘ方向に所定の周期（ピッチ）ｐ２で配列される複数のスリット４ａおよび、Ｘ線位相変化部４ｂを有している。各スリット４ａおよびＸ線位相変化部４ｂはそれぞれ、Ｙ方向に沿って直線状に延びるように形成されている。また、各スリット４ａおよびＸ線位相変化部４ｂはそれぞれ、互いに平行に延びるように形成されている。第２格子４は、いわゆる位相格子である。第１格子３、第２格子４はそれぞれ異なる役割を持つ格子であるが、スリット３ａおよびスリット４ａはそれぞれＸ線を透過させる。また、Ｘ線吸収部３ｂはＸ線を遮蔽する役割を担っており、Ｘ線位相変化部４ｂはスリット４ａとの屈折率の違いによってＸ線の位相を変化させる。
【００３３】
画像処理部５は、検出器２から出力された画像信号に基づいて、位相コントラスト画像１０（図３参照）を生成するように構成されている。第１実施形態では、画像処理部５は、たとえば、位相コントラスト画像１０として、吸収像１０ａ（図３参照）、位相微分像１０ｂ（図３参照）および暗視野像１０ｃ（図４参照）を生成する。画像処理部５は、たとえば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）または画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのプロセッサを含む。
【００３４】
制御部６は、格子位置調整機構８を制御して、第１格子３と第２格子４との相対位置を調整するように構成されている。制御部６による第１格子３と第２格子４との相対位置の調整処理の詳細については後述する。また、制御部６は、格子移動機構９を制御して、第２格子４を並進移動させるように構成されている。制御部６は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを含む。
【００３５】
記憶部７は、画像処理部５が生成した位相コントラスト画像１０などを保存するように構成されている。記憶部７は、たとえば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）や不揮発性のメモリなどを含む。
【００３６】
格子位置調整機構８は、制御部６の制御の下、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との相対位置を調整するように構成されている。第１実施形態では、格子位置調整機構８は、第１格子３を保持している。格子位置調整機構８は、第１格子３の位置調整を行うことにより、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との相対位置を調整するように構成されている。
【００３７】
格子移動機構９は、制御部６の制御の下、複数の格子のうちのいずれか１つを、格子の周期方向（Ｘ方向）に並進移動させるように構成されている。第１実施形態では、格子移動機構９は、第２格子４を保持しており、第２格子４を並進移動させるように構成されている。すなわち、第１実施形態では、Ｘ線位相撮像システム１００では、格子移動機構９によって第２格子４を並進移動させながら撮像を行う縞走査法によって、位相コントラスト画像１０を生成するように構成されている。
【００３８】
（格子位置調整機構および格子移動機構）
図２に示すように、格子位置調整機構８は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｚ方向の軸線周りの回転方向Ｒｚ、Ｘ方向の軸線周りの回転方向Ｒｘ、および、Ｙ方向の軸線周りの回転方向Ｒｙに第１格子３を移動可能に構成されている。具体的には、格子位置調整機構８は、Ｘ方向直動機構８０と、Ｙ方向直動機構８１と、Ｚ方向直動機構８２と、直動機構接続部８３と、ステージ支持部駆動部８４と、ステージ支持部８５と、ステージ駆動部８６と、ステージ８７とを含む。Ｘ方向直動機構８０は、Ｘ方向に移動可能に構成されている。Ｘ方向直動機構８０は、たとえば、モータなどを含む。Ｙ方向直動機構８１は、Ｙ方向に移動可能に構成されている。Ｙ方向直動機構８１は、たとえば、モータなどを含む。Ｚ方向直動機構８２は、Ｚ方向に移動可能に構成されている。Ｚ方向直動機構８２は、たとえば、モータなどを含む。
【００３９】
格子位置調整機構８は、Ｘ方向直動機構８０の動作により、第１格子３をＸ方向に移動させるように構成されている。また、格子位置調整機構８は、Ｙ方向直動機構８１の動作により、第１格子３をＹ方向に移動させるように構成されている。また、格子位置調整機構８は、Ｚ方向直動機構８２の動作により、第１格子３をＺ方向に移動させるように構成されている。
【００４０】
ステージ支持部８５は、ステージ８７を下方（Ｙ１方向）から支持している。ステージ駆動部８６は、ステージ８７をＸ方向に往復移動させるように構成されている。ステージ８７は、底部がステージ支持部８５に向けて凸曲面状に形成されており、Ｘ方向に往復移動されることにより、Ｘ線の光軸周り（Ｒｚ方向）に回動するように構成されている。また、ステージ支持部駆動部８４は、ステージ支持部８５をＺ方向に往復移動させるように構成されている。また、ステージ支持部８５は底部が直動機構接続部８３に向けて凸曲面状に形成されており、Ｚ方向に往復移動されることにより、Ｘ方向の軸線周り（Ｒｘ方向）に回動するように構成されている。また、直動機構接続部８３は、Ｙ方向の軸線周り（Ｒｙ方向）に回動可能にＸ方向直動機構８０に設けられている。したがって、格子位置調整機構８は、格子をＹ方向の中心軸線周りに回動させることができる。
【００４１】
第１実施形態では、格子移動機構９は、格子位置調整機構８と同様の構成である。したがって、格子移動機構９は、格子位置調整機構８と同様に、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｘ方向の中心軸線周りの回転方向Ｒｘ、Ｙ方向の中心軸線周りの回転方向Ｒｙ、および、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚに被写体Ｑを移動可能に構成されている。格子移動機構９は、制御部６の制御の下、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子３と第２格子４との相対位置の調整を行う格子位置調整機構８とは異なり、第２格子４をＸ方向に並進移動させるように構成されている。
【００４２】
第１実施形態では、制御部６は、格子移動機構９を制御して第２格子４を並進移動させながら撮像する。画像処理部５は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す吸収像１０ａ、位相微分像１０ｂ、および暗視野像１０ｃを生成する。
【００４３】
（第２格子の自己像）
第１実施形態では、第１格子３から一定距離離れた位置に、第２格子４を配置している。したがって、図４に示すように、検出器２では、第２格子４の自己像４０が検出される。自己像４０は、明部４１と、暗部４２とを有している。第２格子４によって回折されたＸ線が強め合う位置に明部４１が形成される。また、第２格子４によって回折されたＸ線が弱め合う位置に、暗部４２が形成される。自己像４０の明部４１と、暗部４２とは、それぞれ、所定の周期ｐ３毎に形成される。
【００４４】
図５に示す例は、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との相対位置に位置ずれが生じていない場合の配置である。具体的には、図５では、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚ０における第１格子３の相対位置と、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚ１における第２相対位置とに位置ずれが生じていない場合の配置を示している。図５に示す例では、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との相対位置に位置ずれが生じていないので、検出器２において、自己像４０は鮮明に検出される。なお、第１実施形態では、検出器２の画素サイズは、自己像４０の１周期ｐ３を解像することが可能な大きさである。
【００４５】
ここで、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との相対位置に位置ずれが生じると、自己像４０が不鮮明となる。以下、図６を参照して、自己像４０が不鮮明となる原因について説明する。
【００４６】
図６（Ａ）は、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおいて、第１格子３と第２格子４とに位置ずれがない場合の例である。第１格子３は、各スリット３ａを通過したＸ線を、各スリット３ａの位置に対応する線光源とするように構成されている。そこで、各スリット３ａのうちの１つのスリット３ａに着目する。スリット３ａにおいて、Ｙ方向の位置が異なる２つの線光源（線光源１ａおよび線光源１ｂ）から照射されるＸ線Ｒ１およびＸ線Ｒ２について考える。線光源１ａおよび線光源１ｂは、Ｘ方向の位置が同じであるため、Ｘ線Ｒ１およびＸ線Ｒ２のＸ方向における経路差はない。したがって、線光源１ａから第２格子４に照射されたＸ線Ｒ１によって生じる自己像４０ａと、線光源１ｂから第２格子４に照射されたＸ線Ｒ２によって生じる自己像４０ｂとは、検出器２の同じ位置において検出される。そのため、第２格子４の自己像４０は、鮮明となる。なお、図６（Ａ）に示す例では、便宜上、自己像４０ａおよび自己像４０ｂをわずかにずらして図示している。
【００４７】
図６（Ｂ）は、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおいて、第１格子３と第２格子４とに位置ずれが生じた場合の例である。図６（Ｂ）に示す例は、位置ずれとして、第１格子３と第２格子４とにおいて、角度θ１の位置ずれが生じた場合である。Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおいて、第１格子３と第２格子４とに角度θ１の位置ずれが生じると、線光源１ａおよび線光源１ｂの位置が、Ｘ方向において、距離ｄ１だけずれる。線光源１ａおよび線光源１ｂの位置がＸ方向において距離ｄ１だけずれると、Ｘ方向におけるＸ線Ｒ１の経路と、Ｘ線Ｒ２との経路に差が生じる。したがって、図６（Ｂ）に示すように、Ｘ方向における自己像４０ａと自己像４０ｂとの位置は、距離ｄ２分がずれる。自己像４０ａの位置と自己像４０ｂの位置とが距離ｄ２分だけずれるため、自己像４０ａと自己像４０ｂとが重なった状態で検出される。そのため、自己像４０が不鮮明となる。
【００４８】
図６（Ｃ）は、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおいて、第１格子３と第２格子４とに、図６（Ｂ）に示す例よりも大きい位置ずれが生じた場合の例である。具体的には、図６（Ｃ）に示す例では、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおいて、角度θ１よりも大きい角度θ２だけ、第１格子３と第２格子４とに位置ずれが生じている。したがって、図６（Ｃ）に示す例では、Ｘ方向において、線光源１ａと線光源１ｂとの位置が、距離ｄ３だけずれる。なお、距離ｄ３は、距離ｄ１よりも大きい値である。Ｘ方向において、線光源１ａと線光源１ｂとの位置が、距離ｄ３だけずれているため、自己像４０ａと自己像４０ｂとは、Ｘ方向において、距離ｄ４分位置がずれる。したがって、図６（Ｃ）に示す例は、図６（Ｂ）に示す例よりも、自己像４０が不鮮明となる。なお、距離ｄ４は、距離ｄ２よりも大きい値である。また、図６（Ｃ）に示す例では、自己像４０ａおよび自己像４０ｂが、Ｘ方向において、略半周期分の位置ずれが生じるため、自己像４０が解像されなくなる。
【００４９】
そこで、第１実施形態では、制御部６は、検出器２によって検出された格子像（自己像４０）の鮮明度Ｃに基づいて、格子像（自己像４０）を鮮明にするように、相対位置の位置ずれを格子位置調整機構８により調整する制御を行うように構成されている。具体的には、第１実施形態では、制御部６は、自己像４０の鮮明度Ｃに基づいて、上記相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されている。
【００５０】
制御部６は、自己像４０の画素値の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎとに基づいて、自己像４０のコントラストを表すビジビリティＶ、または、自己像４０の明部４１と暗部４２との強度差を表す振幅Ａを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得するように構成されている。自己像４０の画素値の最大値Ｉｍａｘは、自己像４０の明部４１の画素値である。また、自己像４０の画素値の最小値Ｉｍｉｎは、自己像４０の暗部４２の画素値である。
【００５１】
ビジビリティＶは、自己像４０の画素値の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎと用いて、以下に示す式（１）のように表すことができる。
【数１】
2020054158.tif 000003
【００５２】
また、振幅Ａは、自己像４０の画素値の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎと用いて、以下に示す式（２）のように表すことができる。
【数２】
2020054158.tif 000004
【００５３】
第１実施形態では、制御部６は、上記式（１）により取得されるビジビリティＶ、または、上記式（２）により取得される振幅Ａを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得するように構成されている。また、制御部６は、格子像（自己像４０）の鮮明度Ｃが、所定の閾値Ｃｔｈよりも大きくなるように、上記相対位置の位置ずれを格子位置調整機構８により調整する制御を行うように構成されている。所定の閾値Ｃｔｈは、Ｘ線源１、検出器２および複数の格子の配置によって設定される値である。所定の閾値Ｃｔｈは、たとえば、０．３である。なお、自己像４０の鮮明度Ｃとしては、ビジビリティＶを用いてもよいし、振幅Ａを用いてもよい。
【００５４】
次に、図７を参照して、第１実施形態によるＸ線位相撮像システム１００による格子位置調整の処理について説明する。なお、格子位置調整の処理は、ユーザなどによる入力操作によって、格子位置調整処理が開始される信号が制御部６に入力されることにより開始される。
【００５５】
ステップＳ１において、制御部６は、格子位置調整機構８を制御することにより、第１格子３の位置調整を行う。具体的には、制御部６は、格子位置調整機構８によって、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおいて、所定の第１方向に所定の距離（所定の角度）だけ第１格子３を移動させることにより、位置調整を行う。
【００５６】
次に、ステップＳ２において、Ｘ線位相撮像システム１００は、自己像４０の画像４３（図４参照）を取得する。その後、処理は、ステップＳ３へ進む。
【００５７】
ステップＳ３において、制御部６は、自己像４０の鮮明度Ｃを取得する。具体的には、制御部６は、上記式（１）または上記式（２）により、自己像４０の鮮明度Ｃを取得する。その後、ステップＳ４において、制御部６は、自己像４０の鮮明度Ｃが所定の閾値Ｃｔｈよりも大きいか否かの判定を行う。自己像４０の鮮明度Ｃが所定の閾値Ｃｔｈよりも大きい場合、格子調整処理を終了する。自己像４０の鮮明度Ｃが所定の閾値Ｃｔｈ以下の場合、処理は、ステップＳ５へ進む。
【００５８】
ステップＳ５において、制御部６は、１度目の格子の位置調整か否かを判定する。１度目の格子の位置調整の場合、処理は、ステップＳ１へ進む。２度目以降の格子の位置調整の場合、処理は、ステップＳ６へ進む。
【００５９】
ステップＳ６において、制御部６は、自己像４０の鮮明度Ｃが前回の値よりも大きいか否かの判定を行う。自己像４０の鮮明度Ｃが前回の値よりも大きい場合、処理は、ステップＳ１へ進む。自己像４０の鮮明度Ｃが前回の値以下の場合、処理は、ステップＳ７へ進む。
【００６０】
ステップＳ７において、制御部６は、ステップＳ１における第１格子３の位置調整を行う第１方向とは反対方向の第２方向において、所定の距離（所定の角度）だけ第１格子３を移動させることにより、第１格子３の位置調整を行う。その後、処理は、ステップＳ２へ進む。
【００６１】
上記ステップＳ１およびステップＳ７における第１方向と、第２方向とは、互い反対方向であればよい。すなわち、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおいて、時計回りの方向を第１方向とした場合、第２方向は、反時計回りの方向となる。また、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおいて、反時計回りの方向を第１方向とした場合、第２方向は、時計回りの方向となる。また、第１格子３の位置調整は、被写体Ｑは配置しない状態で行ってもよいし、被写体Ｑを配置した状態で行ってもよい。被写体Ｑを配置して行い場合、被写体Ｑが写っていない背景部分の画素値の最大値Ｉｍａｘおよび最小値Ｉｍｉｎを用いて自己像４０の鮮明度Ｃを取得すればよい。
【００６２】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６３】
第１実施形態では、上記のように、Ｘ線位相撮像システム１００は、被写体ＱにＸ線を照射するＸ線源１と、Ｘ線源１から照射されたＸ線を検出する検出器２と、Ｘ線源１と検出器２との間に配置され、Ｘ線源１から照射されるＸ線の可干渉性を高めるための第１格子３と、第１格子３からのＸ線が照射され、格子像（自己像４０）を形成するための第２格子４とを含む複数の格子と、検出器２によって検出された信号に基づいて位相コントラスト画像１０を生成する画像処理部５と、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との相対位置を調整する格子位置調整機構８と、検出器２によって検出された格子像（自己像４０）の鮮明度Ｃに基づいて、格子像（自己像４０）を鮮明にするように、上記相対位置の位置ずれを格子位置調整機構８により調整する制御を行う制御部６とを備える。これにより、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との相対位置の位置ずれを抑制して格子像（自己像４０）を鮮明にすることができる。その結果、格子像（自己像４０）が不鮮明となり、得られる位相コントラスト画像１０の画質が劣化することを抑制することができる。
【００６４】
なお、位相コントラスト画像１０には、Ｘ線の減衰に基づく吸収像１０ａと、Ｘ線の位相のずれに基づく位相微分像１０ｂと、Ｘ線の小角散乱に基づくビジビリティの変化によって得られる暗視野像１０ｃとが含まれる。吸収像１０ａは、格子像の平均強度に基づいて算出されるため、格子像（自己像４０）が不鮮明であったとしても、得られる画像の画質は劣化しない。一方、位相微分像１０ｂおよび暗視野像１０ｃについては、被写体Ｑを配置せずに撮像した場合の格子像（自己像４０）と、被写体Ｑを配置して撮像した場合の格子像（自己像４０）との変化に基づいて画像を生成する。そのため、格子像（自己像４０）を鮮明にすることにより、得られる画像の画質が劣化することを抑制することができる。
【００６５】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部６は、格子像（自己像４０）の鮮明度Ｃが、所定の閾値Ｃｔｈよりも大きくなるように、上記相対位置の位置ずれを格子位置調整機構８により調整する制御を行うように構成されている。これにより、格子像（自己像４０）の鮮明度Ｃが所定の閾値Ｃｔｈよりも大きくなった時点で格子の位置調整を終了することができる。その結果、格子像（自己像４０）の鮮明度Ｃが最大になるように複数の格子の格子間における相対位置を調整する場合と比較して、格子の調整回数が増加することを抑制することが可能となるので、格子の調整時間を短縮することができる。
【００６６】
また、第１実施形態では、上記のように、第２格子４は、格子像として、自己像４０を形成するための位相格子であり、制御部６は、自己像４０の鮮明度Ｃに基づいて、上記相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されている。これにより、自己像４０を用いて被写体Ｑの画像を取得するタルボ干渉において、自己像４０が不鮮明になることを抑制することができる。その結果、自己像４０が不鮮明になることに起因して、位相コントラスト画像１０の画質が劣化することを抑制することができる。
【００６７】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部６は、自己像４０の画素値の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎとに基づいて、自己像４０のコントラストを表すビジビリティＶ、または、自己像４０の明部４１と暗部４２との強度差を表す振幅Ａを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得するように構成されている。これにより、ビジビリティＶまたは振幅Ａを取得することによって、自己像４０の鮮明度Ｃを取得することが可能となるので、自己像４０の画像４３を目視することにより自己像４０の鮮明度Ｃを判定する場合と比較して、自己像４０の鮮明度Ｃを正確に取得することができる。その結果、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との位置ずれを正確に取得することが可能となるので、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との位置ずれの調整を正確に行うことができる。
【００６８】
［第２実施形態］
次に、図１および図８を参照して、第２実施形態によるＸ線位相撮像システム２００（図１参照）の構成について説明する。自己像４０の画素値の最大値Ｉｍａｘおよび最小値Ｉｍｉｎに基づいて自己像４０の鮮明度Ｃを取得する第１実施形態とは異なり、第２実施形態によるＸ線位相撮像システム２００が備える制御部６０は、自己像４０の画像４３をフーリエ変換することにより得られる第１フーリエ変換スペクトル４４（図８参照）に基づいて、自己像４０の鮮明度Ｃを取得するように構成されている。第１フーリエ変換スペクトル４４は、自己像４０の画像をフーリエ変換して取得した値（複素数）において、その絶対値を計算したスペクトルである。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
【００６９】
図１に示すように、Ｘ線位相撮像システム２００は、Ｘ線源１と、検出器２と、第１格子３と、第２格子４と、画像処理部５と、制御部６０と、記憶部７と、格子位置調整機構８と、格子移動機構９とを備える。Ｘ線位相撮像システム２００は、制御部６０を備えている点を除いて、第１実施形態によるＸ線位相撮像システム１００と同様の構成である。
【００７０】
第２実施形態では、制御部６０は、自己像４０の画像４３をフーリエ変換することにより得られる第１フーリエ変換スペクトル４４における０次ピーク４５（図８参照）の強度Ｉ０および１次ピーク４６（図８参照）の強度Ｉ１、または、１次ピーク４６の強度Ｉ１に基づいて、自己像４０のコントラストを表すビジビリティＶＦＦＴ、または、自己像４０の明部４１（図８参照）と暗部４２（図８参照）との強度差を表す振幅ＡＦＦＴを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得するように構成されている。
【００７１】
図８は、自己像４０の画像４３と、自己像４０の画像４３をフーリエ変換して得られる第１フーリエ変換スペクトル４４とを示す模式図である。図８に示すように、制御部６０は、自己像４０の画像４３をフーリエ変換することにより、第１フーリエ変換スペクトル４４を取得するように構成されている。また、制御部６０は、取得した第１フーリエ変換スペクトル４４において、０次ピーク４５の強度Ｉ０および１次ピーク４６の強度Ｉ１を取得するように構成されている。ここで、０次ピーク４５は、周波数が０のピークである。また、１次ピーク４６は、自己像４０の周波数に対応するピークである。
【００７２】
第２実施形態では、自己像４０のコントラストを表すビジビリティＶＦＦＴは、以下に示す式（３）のように示すことができる。
【数３】
2020054158.tif 000005
【００７３】
また、第２実施形態では、自己像４０の明部４１と暗部４２との強度差を表す振幅ＡＦＦＴは、以下に示す式（４）のように表すことができる。
【数４】
2020054158.tif 000006
【００７４】
第２実施形態では、制御部６０は、上記式（３）により取得されるビジビリティＶＦＦＴ、または、上記式（４）により取得される振幅ＡＦＦＴを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得するように構成されている
【００７５】
次に、図９を参照して、第２実施形態による制御部６０が行う、格子位置調整の処理について説明する。なお、上記第１実施形態による制御部６と同様の処理を行うステップについては、詳細な説明を省略する。
【００７６】
ステップＳ１およびＳ２において、制御部６０は、第１格子３の位置調整を行った後、自己像４０の画像４３を取得する。その後、処理は、ステップＳ８へ進む。
【００７７】
ステップＳ８において、制御部６０は、自己像４０の画像４３をフーリエ変換することにより、第１フーリエ変換スペクトル４４を取得する。その後、ステップＳ９において、制御部６０は、第１フーリエ変換スペクトル４４における０次ピーク４５の強度Ｉ０および１次ピーク４６の強度Ｉ１、または、１次ピーク４６の強度Ｉ１に基づいて、自己像４０の鮮明度Ｃを取得する。
【００７８】
その後、処理は、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ３〜ステップＳ７の処理を行い、格子位置調整処理を終了する。
【００７９】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００８０】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８１】
第２実施形態では、上記のように、制御部６０は、自己像４０の画像４３をフーリエ変換することにより得られる第１フーリエ変換スペクトル４４における０次ピーク４５の強度Ｉ０および１次ピーク４６の強度Ｉ１、または、第１フーリエ変換スペクトル４４における１次ピーク４６の強度Ｉ１に基づいて、自己像４０のコントラストを表すビジビリティＶＦＦＴ、または、自己像４０の明部４１と暗部４２との強度差を表す振幅ＡＦＦＴを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得するように構成されている。これにより、第１フーリエ変換スペクトル４４の０次ピーク４５の強度Ｉ０および１次ピーク４６の強度Ｉ１または第１フーリエ変換スペクトル４４の１次ピーク４６の強度Ｉ１に基づいて自己像４０の鮮明度Ｃを取得することが可能となるので、目視によって自己像４０の鮮明度Ｃを取得する場合と比較して、自己像４０の鮮明度Ｃを正確に取得することができる。その結果、自己像４０の画素値の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎとに基づいてビジビリティＶまたは振幅Ａを取得する構成と同様に、第１フーリエ変換スペクトル４４を取得する構成においても、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との位置ずれの調整を正確に行うことができる。
【００８２】
なお、上記第２実施形態におけるその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８３】
［第３実施形態］
次に、図１０および図１１を参照して、第３実施形態におけるＸ線位相撮像システム３００（図１０参照）について説明する。複数の格子として、第１格子３および第２格子４を備える上記第１実施形態とは異なり、第３実施形態におけるＸ線位相撮像システム３００は、複数の格子として、第１格子３および第２格子４に加えて、第２格子４と検出器２との間に配置された第３格子２０（図１０参照）をさらに含む。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
【００８４】
第３実施形態では、Ｘ線位相撮像システム３００は、Ｘ線源１と、検出器２と、第１格子３と、第２格子４と、第３格子２０と、画像処理部５と、制御部６１と、記憶部７と、格子位置調整機構８と、格子移動機構９とを備える。
【００８５】
第３格子２０は、Ｘ方向に所定の周期（ピッチ）ｐ４で配列される複数のＸ線透過部２０ａおよびＸ線吸収部２０ｂを有している。各Ｘ線透過部２０ａおよびＸ線吸収部２０ｂは、それぞれ、Ｙ方向に沿って直線状に延びるように形成されている。また、Ｘ線透過部２０ａおよびＸ線吸収部２０ｂはそれぞれ、互いに平行に延びるように形成されている。第３格子２０は、いわゆる、吸収格子である。第１格子３、第２格子４、第３格子２０はそれぞれ異なる役割を持つ格子であるが、スリット３ａ、スリット４ａ、および、Ｘ線透過部２０ａはそれぞれＸ線を透過させる。また、Ｘ線吸収部３ｂ、および、Ｘ線吸収部２０ｂはそれぞれＸ線を遮蔽する役割を担っており、Ｘ線位相変化部４ｂはスリット４ａとの屈折率の違いによってＸ線の位相を変化させる。
【００８６】
第３格子２０は、第２格子４と検出器２との間に配置されており、第２格子４を通過したＸ線が照射される。また、第３格子２０は、第２格子４からタルボ距離だけ離れた位置に配置される。第３格子２０は、第２格子４の自己像４０と干渉して、検出器２の検出表面上にモアレ縞Ｍ（図１１参照）を形成する。
【００８７】
ここで、モアレ縞Ｍは、第２格子４の自己像４０と第３格子２０とを干渉させることにより生じる。第３格子２０は、格子の周期ｐ４が第２格子４の自己像４０の周期ｐ３とほぼ一致するように設計された格子である。そのため、モアレ縞Ｍが鮮明であれば、第２格子４の自己像４０が鮮明であると考えられる。また、モアレ縞Ｍの明部Ｍ１と暗部Ｍ２との強度差が大きければ、モアレ縞Ｍが鮮明であると考えられる。すなわち、モアレ縞Ｍの振幅Ａも、モアレ縞Ｍの鮮明度を表す指標となる。そこで、第３実施形態では、制御部６１は、モアレ縞Ｍのコントラストを表すビジビリティＶ、または、モアレ縞Ｍの明部Ｍ１と暗部Ｍ２との強度差を表す振幅Ａを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得するように構成されている。
【００８８】
第３実施形態では、図１１に示すように、Ｘ線位相撮像システム３００は、第２格子４を並進移動させながら撮像することにより、複数枚のモアレ縞画像２１を取得する。第３実施形態では、第２格子４を４回（４ステップ）並進移動させながら撮像することにより、各ステップにおけるモアレ縞画像２１ａ、モアレ縞画像２１ｂ、モアレ縞画像２１ｃ、モアレ縞画像２１ｄを取得する。制御部６１は、各モアレ縞画像２１における画素Ｐに着目し、各モアレ縞画像２１における画素Ｐの画素値（信号強度）を取得する。具体的には、制御部６１は、モアレ縞画像２１ａにおける画素Ｐ１の信号強度を取得する。また、制御部６１は、モアレ縞画像２１ｂにおける画素Ｐ２の信号強度を取得する。また、制御部６１は、モアレ縞画像２１ｃにおける画素Ｐ３の信号強度を取得する。また、制御部６１は、モアレ縞画像２１ｃにおける画素Ｐ４の信号強度を取得する。なお、画素Ｐ１〜画素Ｐ４は、それぞれのモアレ縞画像２１において、同一座標の画素である。
【００８９】
図１１に示すグラフＧは、横軸が第２格子４の並進量（並進距離）、縦軸が信号強度である、強度信号曲線２２のグラフである。制御部６１は、各モアレ縞画像２１における画素Ｐ（画素Ｐ１〜画素Ｐ４）の画素値（信号強度）をプロットし、正弦波によってフィッティングを行うことにより、強度信号曲線２２を取得する。第３実施形態では、制御部６１は、取得した強度信号曲線２２の信号強度の最大値をＩｍａｘ、最小値をＩｍｉｎとして取得する。
【００９０】
第３実施形態では、制御部６１は、第２格子４を並進移動させながら撮像して取得される強度信号曲線２２の信号強度の最大値Ｉｍａｘおよび最小値Ｉｍｉｎに基づいて、モアレ縞ＭのビジビリティＶ、または、モアレ縞Ｍの振幅Ａを取得するように構成されている。具体的には、強度信号曲線２２の信号強度の最大値Ｉｍａｘおよび最小値Ｉｍｉｎと、制御部６１は、上記式（１）または上記式（２）とによって、モアレ縞ＭのビジビリティＶ、または、モアレ縞Ｍの振幅Ａを取得するように構成されている。
【００９１】
次に、図１２を参照して、第３実施形態による制御部６１が行う、格子位置調整の処理について説明する。なお、上記第１実施形態による制御部６と同様の処理を行うステップについては、詳細な説明を省略する。
【００９２】
ステップＳ１において、制御部６０は、格子位置調整機構８を制御することにより、第１格子３の位置調整を行う。その後、処理は、ステップＳ１０へ進む。
【００９３】
ステップＳ１０において、制御部６１は、第２格子４を並進移動させながら撮像した複数枚のモアレ縞画像２１に基づいて、強度信号曲線２２を取得する。その後、ステップＳ１１において、制御部６１は、強度信号曲線２２から、信号強度の最大値Ｉｍａｘおよび最小Ｉｍｉｎを取得する。その後、処理は、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ３〜ステップＳ７の処理を行い、格子位置調整処理を終了する。
【００９４】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００９５】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００９６】
第３実施形態では、上記のように、第２格子４と検出器２との間に配置され、第２格子４の自己像４０との干渉によりモアレ縞Ｍを生じさせるための第３格子２０をさらに含む。これにより、検出器２の画素サイズの大きさが、第２格子４の自己像４０の１周期ｐ３の大きさよりも大きい場合でも、第３格子２０を配置することにより生じさせたモアレ縞Ｍを検出することにより、位相コントラスト画像１０を生成することができる。その結果、検出器２の画素サイズが自己像４０の１周期ｐ３の大きさよりも大きい場合でも、位相コントラスト画像１０を生成することが可能となるので、検出器２の選択の自由度を向上させることができる。
【００９７】
また、第３実施形態では、上記のように、制御部６１は、モアレ縞Ｍのコントラストを表すビジビリティＶ、または、モアレ縞Ｍの明部Ｍ１と暗部Ｍ２との強度差を表す振幅Ａを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得するように構成されている。これにより、モアレ縞ＭのビジビリティＶまたは振幅Ａを取得することにより、間接的に自己像４０の鮮明度Ｃを取得することができる。その結果、モアレ縞ＭのビジビリティＶまたは振幅Ａに基づいて複数の格子を調整することにより、自己像４０を鮮明にすることが可能となり、自己像４０が不鮮明になることに起因する位相コントラスト画像１０の画質の劣化を抑制することができる。
【００９８】
また、第３実施形態では、上記のように、制御部６１は、第２格子４を並進移動させながら撮像して取得される強度信号曲線２２の信号強度の最大値Ｉｍａｘおよび最小値Ｉｍｉｎに基づいて、モアレ縞ＭのビジビリティＶ、または、モアレ縞Ｍの振幅Ａを取得するように構成されている。これにより、第２格子４を並進移動させながら撮像した複数枚のモアレ縞画像２１における所定の画素Ｐの信号強度の変化に基づいて、モアレ縞Ｍの強度信号曲線２２を取得することが可能となるので、１枚のモアレ縞画像２１において、明部Ｍ１および暗部Ｍ２の画素を選択し、選択した画素の画素値をモアレ縞Ｍの画素値の最大値Ｉｍａｘおよび最小値Ｉｍｉｎとする構成と比較して、モアレ縞Ｍの画素値の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎとを、正確に取得することができる。したがって、モアレ縞Ｍの鮮明度を精度よく取得することができる。その結果、自己像４０の鮮明度Ｃを精度よく取得することが可能となるので、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との相対位置の位置ずれを精度よく調整することができる。
【００９９】
なお、上記第３実施形態におけるその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１００】
（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、請求の範囲によって示され、さらに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。
【０１０１】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、複数の格子として、第２格子４が位相格子の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２格子４は、格子像として、Ｘ線の一部を遮蔽することにより生じる縞模様を形成する吸収格子であり、制御部６は、縞模様の鮮明度に基づいて、上記相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されていてもよい。このように構成すれば、第２格子４によって回折されたＸ線が干渉することにより生じる自己像４０に基づいて位相コントラスト画像１０を生成する干渉計と同様に、第２格子４によってＸ線の一部が遮蔽されることによって生じる第２格子４の縞模様に基づいて被写体Ｑを画像化する非干渉計においても、第２格子４の縞模様が不鮮明になることに起因する位相コントラスト画像１０の画質の劣化を抑制することができる。また、第２格子４の縞模様は、Ｘ線の一部が遮蔽されることにより生じる。したがって、第２格子４の自己像４０を生じさせるタルボ干渉計とは異なり、第２格子４を第１格子３から所定の距離（タルボ距離）に配置しなくてもよい。その結果、第２格子４の配置位置の自由度を向上させることができる。
【０１０２】
また、上記第１〜第３実施形態では、格子位置調整機構８が第２格子４を移動させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、格子位置調整機構８によって、第１格子３をＸ方向に移動させて撮像するように構成されていてもよい。また、複数の格子として、第３格子２０（図１０参照）を備える場合、格子位置調整機構８によって、第３格子２０をＸ方向に移動させて撮像するように構成されていてもよい。
【０１０３】
また、上記第１〜第３実施形態では、格子位置調整機構８によって第１格子３の位置調整を行うことにより、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との相対位置の調整を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、格子位置調整機構８によって、第２格子４の位置調整を行うことにより、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との相対位置の調整を行う構成であってもよい。
【０１０４】
また、上記第１〜第３実施形態では、制御部６（６０、６１）が、格子像（自己像４０）の鮮明度Ｃが所定の閾値Ｃｔｈよりも大きくなった場合に、格子の位置調整を終了する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部６（６０、６１）は、格子像（自己像４０）の鮮明度Ｃが最大となるように格子の位置調整を行うように構成されていてもよい。しかし、制御部６（６０、６１）が、格子像（自己像４０）の鮮明度Ｃが最大となるように格子の位置調整を行う構成の場合、調整に要する時間が増加する。そのため、格子像（自己像４０）の鮮明度Ｃが所定の閾値Ｃｔｈよりも大きくなった場合に、格子の位置調整を終了する構成の方が好ましい。
【０１０５】
また、上記第１〜第３実施形態では、制御部６（６０、６１）が、自己像４０のビジビリティＶ（ビジビリティＶＦＦＴ）、または、振幅Ａ（振幅ＡＦＦＴ）に基づいて、自己像４０の鮮明度Ｃを取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部６（６０、６１）は、ビジビリティＶ（ビジビリティＶＦＦＴ）、または、振幅Ａ（振幅ＡＦＦＴ）以外の自己像４０の画像４３から取得できる指標に基づいて、自己像４０の鮮明度Ｃを取得するように構成されていてもよい。たとえば、制御部６（６０、６１）は、自己像４０の振動の値をＲＭＳ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ：二乗平均平方根）として取得し、取得したＲＭＳを用いて自己像４０の鮮明度Ｃを取得するように構成されていてもよい。
【０１０６】
また、上記第１〜第３実施形態では、Ｘ線位相撮像システム１００（２００、３００）が、格子位置調整機構８と格子移動機構９とを備える構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ｘ線位相撮像システム１００（２００、３００）は、格子位置調整機構８のみを備える構成であってもよい。Ｘ線位相撮像システム１００（２００、３００）が格子位置調整機構８のみを備える構成の場合、格子位置調整機構８によって第２格子４の位置調整を行うとともに、第２格子４を並進移動させながら撮像するように構成すればよい。
【０１０７】
また、上記第３実施形態では、制御部６１が、モアレ縞Ｍのコントラストを表すビジビリティＶ、または、モアレ縞Ｍの明部Ｍ１と暗部Ｍ２との強度差を表す振幅Ａを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部１６１（図１０参照）は、図１３に示すように、モアレ縞画像２１をフーリエ変換することにより得られる第２フーリエ変換スペクトル５０における０次ピーク５１の強度および１次ピーク５２の強度、または、第２フーリエ変換スペクトル５０における１次ピーク５２の強度に基づいて、モアレ縞Ｍのコントラストを表すビジビリティＶＦＦＴ、または、モアレ縞Ｍの明部Ｍ１と暗部Ｍ２との強度差を表す振幅ＡＦＦＴを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得するように構成されていてもよい。なお、制御部６１が第２フーリエ変換スペクトル５０に基づいてＶＦＦＴまたはＡＦＦＴを取得する構成については、上記第２実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。上記のように構成すれば、第１フーリエ変換スペクトル４４を取得する構成と同様に、第２フーリエ変換スペクトル５０を取得する構成においても、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との位置ずれの調整を正確に行うことができる。また、モアレ縞画像２１は、請求の範囲の「モアレ縞の画像」の一例である。
【０１０８】
また、上記第３実施形態では、制御部６１が、強度信号曲線２２の信号強度の最大値Ｉｍａｘおよび最小値Ｉｍｉｎに基づいて、モアレ縞ＭのビジビリティＶ、または、モアレ縞Ｍの振幅Ａを取得するよう構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部２６１（図１０参照）は、図１４に示すように、複数の格子のいずれか１つを並進移動させながら撮像して取得される強度信号曲線２２をフーリエ変換することにより得られる第３フーリエ変換スペクトル５３における０次ピーク５４の強度および１次ピーク５５の強度、または、第３フーリエ変換スペクトル５３における１次ピーク５５の強度に基づいて、モアレ縞Ｍのコントラストを表すビジビリティＶＦＦＴ、または、モアレ縞Ｍの明部Ｍ１と暗部Ｍ２との強度差を表す振幅ＡＦＦＴを、自己像４０の鮮明度Ｃとして取得するように構成されていてもよい。なお、制御部６１が第３フーリエ変換スペクトル５３に基づいてＶＦＦＴまたはＡＦＦＴを取得する構成については、上記第２実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。上記のように構成すれば、第１フーリエ変換スペクトル４４を取得する構成および第２フーリエ変換スペクトル５０を取得する構成と同様に、第３フーリエ変換スペクトル５３を取得する構成においても、Ｘ線の光軸周りの回転方向Ｒｚにおける第１格子３と第２格子４との位置ずれの調整を正確に行うことができる。
【０１０９】
また、上記第１〜第３実施形態では、説明の便宜上、制御部６（６０、６１）の制御処理を、処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部６（６０、６１）の制御処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理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】
【０１１０】
１  Ｘ線源
２  検出器
３  第１格子
４  第２格子
５  画像処理部
６、６０、６１、１６１、２６１  制御部
８  格子位置調整機構
１０  位相コントラスト画像
２０  第３格子
２１  モアレ縞画像（モアレ縞の画像）
４０、４０ａ、４０ｂ  自己像
４１  自己像の明部
４２  自己像の暗部
４３  自己像の画像
４４  第１フーリエ変換スペクトル
４５、５１、５４  ０次ピーク
４６、５２、５５  １次ピーク
５０  第２フーリエ変換スペクトル
５３  第３フーリエ変換スペクトル
１００、２００、３００  Ｘ線位相撮像システム
Ａ、ＡＦＦＴ  自己像（モアレ縞）の明部と暗部との強度差を表す振幅
Ｃ  自己像の鮮明度
Ｃｔｈ  所定の閾値
Ｉ０  ０次ピークの強度
Ｉ１  １次ピークの強度
Ｉｍａｘ  自己像の画像（またはモアレ縞画像）の画素値の最大値
Ｉｍｉｎ  自己像の画像（またはモアレ縞画像）の画素値の最小値
Ｍ  モアレ縞
Ｍ１  モアレ縞の明部
Ｍ２  モアレ縞の暗部
Ｑ  被写体
Ｒｚ、Ｒｚ０、Ｒｚ１  Ｘ線の光軸周りの回転方向
Ｖ、ＶＦＦＴ  自己像（モアレ縞）のコントラストを表すビジビリティ
【図１】
2020054158.tif 000007
【図２】
2020054158.tif 000008
【図３】
2020054158.tif 000009
【図４】
2020054158.tif 000010
【図５】
2020054158.tif 000011
【図６】
2020054158.tif 000012
【図７】
2020054158.tif 000013
【図８】
2020054158.tif 000014
【図９】
2020054158.tif 000015
【図１０】
2020054158.tif 000016
【図１１】
2020054158.tif 000017
【図１２】
2020054158.tif 000018
【図１３】
2020054158.tif 000019
【図１４】
2020054158.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月18日(2021.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、
前記Ｘ線源と前記検出器との間に配置され、前記Ｘ線源から照射されるＸ線の可干渉性を高めるための第１格子と、前記第１格子からのＸ線が照射され、格子像を形成するための第２格子とを含む複数の格子と、
前記検出器によって検出された信号に基づいて位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、
Ｘ線の光軸周りの回転方向における前記第１格子と前記第２格子との相対位置を調整する格子位置調整機構と、
前記検出器によって検出された前記格子像の鮮明度に基づいて、前記格子像を鮮明にするように、前記相対位置の位置ずれを前記格子位置調整機構により調整する制御を行う制御部とを備え、
前記第２格子は、前記格子像として、自己像を形成するための位相格子であり、
前記制御部は、前記自己像の鮮明度に基づいて、前記相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されている、Ｘ線位相撮像システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記格子像の鮮明度が、所定の閾値よりも大きくなるように、前記相対位置の位置ずれを前記格子位置調整機構により調整する制御を行うように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記自己像の画素値の最大値と最小値とに基づいて、前記自己像のコントラストを表すビジビリティ、または、前記自己像の明部と暗部との強度差を表す振幅を、前記自己像の鮮明度として取得するように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記自己像の画像をフーリエ変換することにより得られる第１フーリエ変換スペクトルにおける０次ピークの強度および１次ピークの強度、または、前記第１フーリエ変換スペクトルにおける１次ピークの強度に基づいて、前記自己像のコントラストを表すビジビリティ、または、前記自己像の明部と暗部との強度差を表す振幅を、前記自己像の鮮明度として取得するように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項５】
前記第２格子と前記検出器との間に配置され、前記第２格子の前記自己像との干渉によりモアレ縞を生じさせるための第３格子をさらに含む、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、前記モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、前記自己像の鮮明度として取得するように構成されている、請求項５に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記モアレ縞の画像をフーリエ変換することにより得られる第２フーリエ変換スペクトルにおける０次ピークの強度および１次ピークの強度、または、前記第２フーリエ変換スペクトルにおける１次ピークの強度に基づいて、前記モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、前記モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、前記自己像の鮮明度として取得するように構成されている、請求項５に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項８】
前記制御部は、複数の格子のいずれか１つを並進移動させながら撮像して取得される強度信号曲線の信号強度の最大値および最小値に基づいて、前記モアレ縞の前記ビジビリティ、または、前記モアレ縞の前記振幅を取得するように構成されている、請求項６に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項９】
前記制御部は、複数の格子のいずれか１つを並進移動させながら撮像して取得される強度信号曲線をフーリエ変換することにより得られる第３フーリエ変換スペクトルにおける０次ピークの強度および１次ピークの強度、または、前記第３フーリエ変換スペクトルにおける１次ピークの強度に基づいて、前記モアレ縞のコントラストを表すビジビリティ、または、前記モアレ縞の明部と暗部との強度差を表す振幅を、前記自己像の鮮明度として取得するように構成されている、請求項６に記載のＸ線位相撮像システム。
【請求項１０】
前記第２格子は、前記格子像として、Ｘ線の一部を遮蔽することにより生じる縞模様を形成する吸収格子であり、
前記制御部は、前記縞模様の鮮明度に基づいて、前記相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
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線位相撮像システムは、被写体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、Ｘ線源と検出器との間に配置され、Ｘ線源から照射されるＸ線の可干渉性を高めるための第１格子と、第１格子からのＸ線が照射され、格子像を形成するための第２格子とを含む複数の格子と、検出器によって検出された信号に基づいて位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との相対位置を調整する格子位置調整機構と、検出器によって検出された格子像の鮮明度に基づいて、格子像を鮮明にするように、上記相対位置の位置ずれを格子位置調整機構により調整する制御を行う制御部とを備え、第２格子は、格子像として、自己像を形成するための位相格子であり、制御部は、自己像の鮮明度に基づいて、相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されている。なお、複数の格子の相対位置の位置ずれとは、Ｘ線の光軸方向における格子の位置ずれと、Ｘ線の光軸周りの回転方向における格子の位置ずれと、Ｘ線の光軸と直交する面内において互いに直交する２方向の軸線周りの回転方向における格子の位置ずれと、が含まれる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明の一の局面におけるＸ線位相撮像システムでは、上記のように、検出器によって検出された格子像の鮮明度に基づいて、格子像を鮮明にするように、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との相対位置の位置ずれを格子位置調整機構により調整する制御を行う制御部を備える。これにより、Ｘ線の光軸周りの回転方向における第１格子と第２格子との相対位置の位置ずれを抑制して格子像を鮮明にすることができる。その結果、格子像が不鮮明となり、得られる位相コントラスト画像の画質が劣化することを抑制することができる。なお、位相コントラスト画像には、Ｘ線の減衰に基づく吸収像と、Ｘ線の位相のずれに基づく位相微分像と、Ｘ線の小角散乱に基づくビジビリティの変化によって得られる暗視野像とが含まれる。吸収像は、格子像の平均強度に基づいて算出されるため、格子像が不鮮明であったとしても、得られる画像の画質は劣化しない。一方、位相微分像および暗視野像については、被写体を配置せずに撮像した場合の格子像と、被写体を配置して撮像した場合の格子像との変化に基づいて画像を生成する。そのため、格子像を鮮明にすることにより、得られる画像の画質が劣化することを抑制することができる。
また、第２格子は、格子像として、自己像を形成するための位相格子であり、制御部は、自己像の鮮明度に基づいて、上記相対位置の位置ずれを調整する制御を行うように構成されていることにより、自己像を用いて被写体の画像を取得するタルボ干渉において、自己像が不鮮明になることを抑制することができる。その結果、自己像が不鮮明になることに起因して、位相コントラスト画像の画質が劣化することを抑制することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2020054158.tif 000021
2020054158.tif 000022
2020054158.tif 000023
2020054158.tif 000024