CN109328035B - 放射线摄影装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种即使不事先进行无被摄体的摄影也能够进行准确的成像的放射线摄影装置。根据本发明，能够提供一种即使不事先进行无被摄体的摄影也能够进行准确的成像的放射线摄影装置。即，本发明的装置设置有相位光栅(5)，该相位光栅(5)设置有被摄体用区域和参照区域。虽然在任一个区域中均设置有用于吸收放射线的规定图案，但其图案不同。在该区域观察到长周期的莫尔纹状的相位光栅(5)的像。该长周期的莫尔纹状的像的位置由于相位光栅(5)与吸收光栅(6)的相对位置的细微变化而改变，因此能够从参照区域的图像检测放射线源、相位光栅(5)以及吸收光栅(6)的相对位置的细微变化。

Description

放射线摄影装置
技术领域
本发明涉及一种能够利用透过物体的放射线使物体的内部构造成像的放射线摄影装置。
背景技术
以往，作为使放射线透过物体来使物体的内部构造成像的放射线摄影装置，想出了各种装置。这种放射线摄影装置的普通例子是如下一种放射线摄影装置：向物体照射放射线，通过使放射线从物体通过来拍摄放射线的投影像。在这种投影像中，与使放射线通过的容易度相应地表现浓淡，该浓淡表示物体的内部构造。
在这种放射线摄影装置中，仅能够拍摄具有某种程度上吸收放射线的性质的物体。例如生物体软组织等几乎不吸收放射线。即使用普通的装置拍摄了这种组织，在投影像中也几乎不会拍进任何东西。在想要使像这样不吸收放射线的物体的内部构造成像，普通的放射线摄影装置在原理上具有界限。
因此，想出了利用透过放射线的相位差使物体的内部构造成像的放射线相位差摄影装置。这种装置利用塔尔博特干涉使物体的内部构造。
对塔尔博特干涉进行说明。从图36的放射线源53照射了相位一致的放射线。当使该放射线通过帘子状的相位光栅55时，在与相位光栅55相距规定的距离(塔尔博特距离)的投影面上出现相位光栅55的像。将该像称为自身像。自身像并不仅是相位光栅55的投影像。仅在投影面与相位光栅55相距塔尔博特距离的位置处产生自身像。自身像由通过光的干涉产生的干涉条纹构成。在塔尔博特距离处出现相位光栅55的自身像的理由是，从放射线源53产生的放射线的相位一致。当放射线的相位紊乱时，在塔尔博特距离处显示的自身像也紊乱。
放射线相位差摄影装置利用自身像的紊乱使物体的内部构造成像。设为在放射线源与相位光栅55之间放置有物体。该物体几乎不吸收放射线，因此入射到物体的放射线大部分向相位光栅55侧射出。
放射线并非完全不变地通过物体。放射线的相位在通过物体的期间发生改变。从物体射出的放射线以相位变化的状态通过相位光栅55。当在放置在塔尔博特距离处的投影面上观察该放射线时，相位光栅55的自身像发生紊乱。该自身像的紊乱的程度表示放射线的相位变化。
透过物体的放射线的相位具体变化何种程度根据放射线从物体的何处通过而发生改变。如果假设物体是均质的结构，则无论从物体的何处通过，放射线的相位的变化均相同。但是，一般情况下物体具有某种内部构造。当使放射线透过这种物体时，相位的变化不会相同。
因而，如果获知相位的变化就能够获知物体的内部构造。能够通过观察塔尔博特距离处的相位光栅55的自身像来获知相位的变化。由放射线检测器进行这种自身像的检测。放射线检测器具有检测放射线的检测面，通过使自身像投影到该检测面上，放射线检测器能够进行自身像的成像(例如参照专利文献1)。
为了详细地获知物体的内部构造，自身像也需要相应地变得微小。用放射线检测器检测这种自身像相当困难。因此，想出了如下的摄影方法：并非拍摄一次自身像，而是进行几次摄影来获得自身像。具体地说明该方法。在该方法中，在放射线检测器的检测面上设置有具有条纹图样的图案的吸收光栅。由于自身像具有条纹图样的图案，因此自身像与吸收光栅发生干涉。能够利用放射线检测器容易地拍摄该干涉的情形。
当一边改变自身像与吸收光栅的位置关系一边连续拍摄时，干涉的情形与位置关系的变更相应地变化。能够基于这样得到的多张干涉图像来获知原始的自身像。为了使自身像与吸收光栅的位置关系变化，通过使放射线源、相位光栅以及吸收光栅进行相对移动来实现。作为这种间接的自身像的摄影方法，存在一种条纹扫描法。
此外，利用具有条纹图样的图案的放射线束与条纹图样的吸收光栅的干涉来成像的方法并不限于塔尔博特干涉所涉及的成像。即使在利用了边缘照明的成像中也利用了条纹图样的放射线束与条纹图样的吸收光栅之间的干涉。另外，也提出了一种不存在吸收光栅而直接检测自身像的方法。另外，在塔尔博特干涉中进行了说明，但也提出了以下一种方法：将相位光栅替换为掩模光栅，利用多个扇束或笔形射束进行摄影。
专利文献1：国际专利公开第2012/056724号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，以往结构的放射线相位差摄影装置存在如下的问题。
即，以往的放射线相位差摄影装置为了获知自身像与吸收光栅的位置关系，必须进行无被摄体的摄影。
在以往结构中，不能直接拍摄自身像。以一边改变自身像与吸收光栅的位置关系一边连续拍摄而得到的多张干涉图像为基础，通过运算来重构自身像。以各个干涉图像是在自身像与吸收光栅为规定的位置关系时拍摄到的图像为前提来执行用于实现该自身像的重构的运算处理。能够在摄影前预想各个干涉图像成为什么样的图像。但是，实际获得的干涉图像拍进了被摄体，因此成为偏离预想的像的图像。与该预想之间的偏差表示被摄体的内部构造。
自身像和吸收光栅彼此是细小的条纹图样的图案。关于干涉图像的摄影，需要设为在自身像与吸收光栅处于特定的位置时进行摄影。但是，难以使自身像与吸收光栅的位置关系为理想的位置关系。当由于光学系统的热膨胀、振动等的影响导致光栅的位置偏离或者放射线源的放射线产生点稍微偏离理想的位置时，以自身像与吸收光栅的位置关系偏离理想的位置关系的状态进行了干涉图像的摄影。于是，与自身像的重构有关的运算处理无法准确地动作，生成了与实际不同的自身像。
以往，为了解决这种问题，想出了实际测量自身像与吸收光栅的位置关系的方法。也就是说，首先，在没有被摄体的状态下一边改变相位光栅与吸收光栅的位置关系一边连续拍摄干涉图像。基于得到的多个干涉图像来计算自身像与吸收光栅的位置关系。然后，此次在有被摄体的状态下一边改变相位光栅与吸收光栅的位置关系一边连续拍摄干涉图像。最后，考虑计算出的位置关系对拍进了被摄体的干涉图像进行运算处理，来生成相位像。
也就是说，根据以往结构，在拍摄被摄体之前，首先必须执行无被摄体的摄影。摄影耗费时间。特别是在想要进行CT摄影时这种问题严重。CT摄影是指通过一边使被摄体旋转一边重复进行自身像的摄影来拍摄被摄体的内部构造的断层像。在这种摄影方法中，干涉图像的张数相当多，摄影也耗费时间。于是，在摄影途中光栅的位置关系发生改变。因而，即使在进行CT摄影之前进行无被摄体的连拍并计算出光栅的位置关系，也可能发生在摄影的最后得到的自身像偏离预先计算出的光栅位置的自身像的情况。
并不限于在利用了塔尔博特干涉的摄影方法中产生这种不良状况。在利用了边缘照明、直接检测自身像的方法的成像中也可能产生同样的问题。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种即使不事先进行无被摄体的摄影也能够进行准确的成像的放射线摄影装置。
用于解决问题的方案
本发明为了解决上述问题而采用如下的结构。
即，本发明所涉及的放射线摄影装置的特征在于，具备：放射线源，其照射放射线；光栅，其设置有被摄体用区域和参照区域，其中，该被摄体用区域是设置有用于吸收放射线的规定图案的区域，用于使透过被摄体的放射线束通过，该参照区域是设置有与被摄体用区域的图案不同的图案的区域；(A)吸收光栅，其设置有用于吸收放射线的规定图案；(B)检测部，其使光栅的像投影到由检测放射线的检测元件纵横地排列而成的检测面上；(C1)位置计算部，其检测在检测面上出现的参照区域的图案的像与吸收光栅上的图案之间产生的莫尔纹，并计算放射线源、光栅以及吸收光栅的相对位置；以及图像生成部，其在基于检测部的输出来生成图像时，参照所计算出的相对位置来执行校正。
[作用和效果]根据本发明，能够提供一种即使不事先进行无被摄体的摄影也能够进行准确的成像的放射线摄影装置。即，本发明的装置设置有光栅，该光栅设置有被摄体用区域和参照区域。虽然在任一个区域中均设置有用于吸收放射线的规定图案，但其图案不同。关于在检测面上形成的光栅的像(光栅像)，利用被设置为覆盖检测面的检测元件进行拍摄，使被摄体用区域的图案重复的间距为吸收光栅的图案重复的间距的整数倍，由此能够以整数倍像素周期观察光栅的像。
但是，与被摄体用区域的图像相比，检测元件的间距/整数倍以下的光栅与检测面的相对位置的变化更难以检测，。特别是在整数倍为2～8左右的情况下，难以检测的相对位置的变化成为大的误差因素。根据本发明，设置有图案与所述被摄体用区域的图案不同的参照区域，在该区域中观察到长周期的莫尔纹状的光栅的像。该长周期的莫尔纹状的像的位置由于光栅与检测面的相对位置的细微的变化而改变，因此能够基于参照区域的图像来检测放射线源、光栅以及检测面的相对位置的细微的变化。即使在参照区域中拍进被摄体，也能够通过对光栅吸收体延伸的方向进行平均等来检测相对位置的变化，但是优选在参照区域中不存在被摄体。
另外，在光栅中不设置参照区域，在检测面上设置间距不同的参照区域也能够获得同样的效果。
另外，被摄体用区域部分也可以不设置吸收体。在该情况下，通过准确地或者放射线源、光栅以及检测面之间的相对位置并进行校正，能够使配置在光栅附近的被摄体的摄影空间分辨率提高。
另外，本发明所涉及的放射线摄影装置的特征在于，具备：放射线源，其照射放射线；光栅，其设置有被摄体用区域和参照区域，其中，该被摄体用区域是设置有用于吸收放射线的规定图案的区域，用于使透过被摄体的放射线束通过，该参照区域是设置有与被摄体用区域的图案不同的图案的区域；(B)检测部，其使光栅的像投影到由检测放射线的检测元件纵横地排列而成的检测面上；(C2)位置计算部，其检测在检测面上出现的参照区域的图案的像与各检测元件的阵列之间产生的莫尔纹，并计算放射线源、光栅以及检测面的相对位置；以及图像生成部，其在基于检测部的输出来生成图像时，参照所计算出的相对位置来执行校正。
[作用和效果]本发明也能够应用于不具有吸收光栅的结构。即，本发明为了获知光栅与检测面的相对位置，能够利用在检测面上出现的参照区域的图案的像以及在各检测元件的阵列之间产生的莫尔纹。
另外，在上述的放射线摄影装置中，更优选的是，光栅的参照区域被设置在被摄体用区域的一个方向上的端部。
[作用和效果]根据上述的结构，参照区域设置在端部，因此参照区域不会阻碍被摄体的摄影。
另外，在上述的放射线摄影装置中，更优选的是，光栅的参照区域被设置在被摄体用区域的一个方向上的两端。
[作用和效果]根据上述的结构，通过将参照区域设置在两端，也能够检测光栅的旋转方向的位置偏离。
另外，在上述的放射线摄影装置中，排列吸收放射线的暗线来构成参照区域的图案，并且排列吸收放射线的暗线来构成吸收光栅的图案，如果参照区域中的暗线的排列间距为吸收光栅中的暗线的排列间距的整数倍，则更为理想。
另外，在上述的放射线摄影装置中，排列吸收放射线的暗线来构成参照区域的图案，如果暗线的排列间距为检测元件的排列间距的整数倍，则更为理想。
[作用和效果]根据上述的结构，能够可靠地产生莫尔纹。
另外，在上述的放射线摄影装置中，光栅的所述被摄体用区域的图案如果用于单张莫尔纹拍摄法(moire single imaging method)，则更为理想。
[作用和效果]本发明也能够应用于使用了单张莫尔纹拍摄法的摄影。
另外，在上述的放射线摄影装置中，如果基于由位置计算部计算出的相对位置来将多张图像相加，则更为理想。
[作用和效果]根据上述结构，能够一边拍摄多个图像，一边在考虑光栅与吸收光栅的偏离或光栅与检测面的偏离的随时间的变化的同时执行摄影。
另外，本说明书也公开了如下的发明。
(1)在上述的放射线摄影装置中，如果将检测放射线的检测区域与使放射线透过的非检测区域进行排列来构成检测所述放射线的检测元件，则更为理想。
[作用和效果]本发明能够应用于与如上述那样的边缘照明法有关的装置。在该情况下，在检测元件内设置检测放射线的检测区域和使放射线透过的非检测区域，使光栅像的间距与检测放射线的检测区域的间距相同，由此能够检测光栅像的边缘。
(2)另外，在上述的放射线摄影装置中，更优选为以下结构：除了检测所述放射线的检测元件以外，还进一步重叠检测放射线的检测元件。
[作用和效果]本发明在用于上述示出的边缘照明法的情况下，通过也检测从检测元件内的使放射线透过的部分穿过的放射线，能够提高检测灵敏度以及进行更为准确的相位像、暗视场像的检测。
(3)另外，在上述的放射线摄影装置中，也能够设为以下结构：在所述光栅与检测所述放射线的检测元件之间还具有第二光栅，该第二光栅是使吸收放射线的沿一个方向延伸的光栅吸收体在与所述一个方向正交的方向上排列而得到的。
[作用和效果]能够在利用了基于由光栅间产生的莫尔纹获取相位或暗视场像的原理的装置、利用了两片光栅的边缘照明法中使用本发明。另外，即使在光栅中不设置参照区域而在第二光栅中设置间距不同的参照区域也能够获得同样的效果。
(4)另外，在上述的放射线摄影装置中，更优选为以下结构：根据通过使放射线源、光栅、第二光栅以及检测部的相对位置发生变化得到的多个摄影图像来计算相位像或暗视场像。
[作用和效果]能够在利用了条纹扫描法的相位像或暗视场像摄影装置中使用本发明。
(5)另外，在上述的放射线摄影装置中，也能够设为以下特征：在所述检测面中拍进的所述光栅的像是通过塔尔博特干涉产生的所述光栅的自身像。
[作用和效果]本发明通过将光栅间距变为发生塔尔博特干涉那样地细小，能够提高相位和暗视场像的检测灵敏度。
(6)另外，在上述的放射线摄影装置中，也能够是在所述放射线源与光栅之间追加第三光栅的结构。
[作用和效果]本发明也能够通过追加多狭缝来设为Talbot-Lau结构的装置。
(7)另外，在上述的放射线摄影装置中，更优选为进行断层融合摄影或CT摄影。
[作用和效果]本发明通过应用于需要长时间进行多张摄影的断层融合摄影或CT摄影，能够准确地校正在摄影期间变化的相对位置。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种即使不事先进行无被摄体的摄影也能够进行准确的成像的放射线摄影装置。即，本发明的装置设置有光栅，该光栅设置有被摄体用区域和参照区域。虽然在任一个区域中均设置有用于吸收放射线的规定图案，但其图案不同。在该区域中，观察到长周期的莫尔纹状的光栅的像。该长周期的莫尔纹状的像的位置由于光栅与检测面的相对位置的细微的变化而改变，因此能够基于参照区域的图像来检测放射线源、光栅以及检测面的相对位置的细微的变化。
附图说明
图1是说明实施例1所涉及的放射线摄影装置的整体结构的功能框图。
图2是说明实施例1所涉及的相位光栅以及吸收光栅的俯视图。
图3是说明实施例1所涉及的放射线的检测面以及在检测面中拍进自身像的情形的俯视图。
图4是说明实施例1所涉及的吸收光栅覆盖了检测面的情形的俯视图。
图5是说明实施例1所涉及的吸收光栅相对于检测面移动的情形的俯视图。
图6是说明一边使实施例1所涉及的吸收光栅相对于FPD移动一边连续拍摄到的图像的示意图。
图7是说明实施例1所涉及的自身像生成处理的示意图。
图8是说明实施例1所涉及的吸收光栅与检测面的位置偏离的示意图。
图9是对实施例1所涉及的连拍图像的推移进行说明的示意图。
图10是说明实施例1所涉及的相位光栅的结构的示意图。
图11是说明在实施例1所涉及的检测面中拍进自身像的情形的俯视图。
图12是说明在实施例1所涉及的自身像与吸收光栅之间产生干涉条纹的情形的俯视图。
图13是说明干涉条纹随着实施例1所涉及的吸收光栅与自身像的相对移动而移动的情形的俯视图。
图14是说明实施例1所涉及的吸收光栅与自身像的位置关系以及与干涉条纹的出现位置的关系的示意图。
图15是说明实施例1所涉及的吸收光栅与自身像的位置关系以及与干涉条纹的出现位置的关系的示意图。
图16是对使实施例1所涉及的干涉条纹产生在图像的两端的优点进行说明的示意图。
图17是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图18是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图19是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图20是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图21是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图22是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图23是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图24是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图25是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图26是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图27是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图28是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图29是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图30是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图31是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图32是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图33是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图34是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图35是说明本发明所涉及的一个变形例的示意图。
图36是说明以往结构所涉及的放射线摄影装置的结构的示意图。
具体实施方式
之后，对用于实施发明的最佳方式进行说明。X射线相当于本发明的放射线。另外，FPD是平板检测器的简称。在实施例1的FPD中，在X射线所入射的检测面中拍进的相位光栅的像是通过塔尔博特干涉产生的相位光栅的自身像。
实施例1
图1是表示本发明所涉及的X射线相位差摄影装置的结构的功能框图。如图1所示，本发明所涉及的X射线源3是以下结构：具备电子要碰撞的阳极3a和使从阳极3a放射的X射线入射的多狭缝3b，用于照射X射线。阳极3a是电子的目标，当使高速的电子碰撞该阳极3a时产生X射线。X射线在单个焦点处产生。X射线源3照射X射线。X射线源3为以输出特定的波长的X射线为目的的结构。被摄体M被载置于相位光栅5与FPD 4之间。另外，也可以如图36所示那样设为将被摄体M载置在多狭缝3b与相位光栅5之间的结构。X射线源3相当于本发明的放射线源。FPD 4相当于本发明的检测部，相位光栅5相当于本发明的光栅。
射出了阳极3a的扇状的X射线束入射到多狭缝3b。多狭缝3b由易于加工的例如金等材质构成，具有不会使X射线透过的程度的厚度。多狭缝3b为将纵向延伸的狭缝沿横向排列的结构。各个狭缝是多狭缝3b的贯通孔。多狭缝3b的使在单个产生点处产生的X射线透过的狭缝在与狭缝的延伸方向正交的方向、即正交方向上以固定的间距排列，来吸收入射到没有设置狭缝的部分的X射线。
在阳极3a处产生的X射线束从设置于多狭缝3b的狭缝中的任一个狭缝通过，并从多狭缝3b射出。此时，从多狭缝3b的狭缝通过的各个X射线束发生干涉而成为相干性高的X射线束，并朝向相位光栅5(参照图1)。
图2左侧示出了相位光栅5。相位光栅5具有吸收X射线的线状地延伸的多个吸收线5a。吸收线5a在与延伸的方向(横向)正交的方向上以规定的间距纵向地排列。从多狭缝3b射出的X射线束通过相位光栅5。此时，X射线束的一部分被相位光栅5吸收。从相位光栅5射出的X射线束成为拍进了排列多个未被吸收线5a吸收而残留的明线得到的图案的射线束。由于相位光栅5的吸收线5a的间距足够小，因此在明线之间发生干涉。由于该干涉，在与相位光栅5相距塔尔博特距离的距离处产生如相位光栅5的像那样的帘子状的像。需要注意的是，该像并非仅是相位光栅5的影子，而是由于干涉产生的干涉条纹。将这种像称为自身像。从相位光栅5射出的X射线朝向FPD 4(参照图1)。FPD4是在检测X射线的检测面4a上检测由于塔尔博特干涉产生的相位光栅5的自身像的结构。
FPD 4例如是直接转换型的X射线检测器。即，直接转换型的FPD 4具有将X射线转换为电子空穴对(电荷的载流子对)的转换层。在转换层中产生的载流子被各个检测元件4p捕获并进行存储。当向检测元件4p发送输出载流子的信号时，检测元件4p将存储的载流子作为检测信号进行输出。该检测元件4p的粗细成为决定FPD 4的空间分辨率的主要因素。检测元件4p越小，FPD 4的空间分辨率越良好，能够检测越细微的构造。转换层相当于本发明的转换部。实施例1所涉及的FPD 4也能够取代该结构而设为检测由X射线产生的荧光的结构。FPD 4是以下结构：使相位光栅5的像投影到由检测X射线的检测元件4p纵横地排列而成的检测面4a上，来检测相位光栅5的像。
吸收光栅6被设置为覆盖FPD 4上的检测面4a。吸收光栅6具有吸收X射线的线状地延伸的多个吸收线6a。吸收线6a在与延伸的方向正交的方向上以规定的间距排列。该吸收线6a的条纹图样的图案与相位光栅5的条纹图样的图案互相干涉。利用FPD 4检测该干涉的情形。吸收光栅6的用于吸收X射线的细长状的吸收线6a在与吸收线6a延伸的方向正交的方向上排列。吸收光栅6的吸收线6a的延伸方向与相位光栅5的吸收线5a的延伸方向一致。吸收光栅6相当于本发明的第二光栅。吸收光栅6设置有用于吸收X射线的规定的重复图案。
图3左侧说明了FPD 4所具有的X射线的检测面4a的结构。FPD 4的检测面4a具有拍进矩形的相位光栅5的自身像那样的形状。因而，FPD 4的检测面4a与相位光栅5同样地具有矩形的构造。在FPD 4的检测面4a上纵横地排列有矩形的检测元件4p。相位光栅5所具有的吸收线5a的延伸方向与FPD 4的检测面4a上的检测元件4p排列的方向、即纵向一致，相位光栅5所具有的吸收线5a排列的方向与FPD 4的检测面4a的横向一致。相位光栅5的用于吸收X射线的沿一个方向延伸的吸收线在与一个方向正交的方向上排列。另外，检测元件4p的阵列的纵向与吸收光栅6的吸收线6a的排列方向一致，检测元件4p的阵列的横向与吸收光栅6的吸收线6a延伸的方向一致。
图3右侧示出了在检测面4a中拍进了相位光栅5的自身像的情形。在图3左侧，用粗线强调地描绘了检测面4a上的检测元件4p。如观察该图所获知的那样，在单个检测元件4p中拍进了两条构成自身像的暗线。该结构是为了便于说明，实际上在单个检测元件4p中拍进了四条构成自身像的暗线。这样，检测元件4p的与纵向有关的排列间距为在检测面4a中出现的相位光栅5的自身像的暗线的排列间距的整数倍。此时，需要注意的是，检测元件4p的排列间距不一定为相位光栅5的吸收线5a的排列间距的整数倍。相位光栅5的自身像比相位光栅5大。由于X射线从X射线源3放射状地扩展，因此相位光栅5的像被放大地拍进检测面4a。相位光栅5的吸收线5a的排列间距被设定为检测面4a中出现的相位光栅5的自身像的暗线的排列间距的整数倍。
这样，在实施例1所涉及的装置中，与能够用检测元件4p捕捉的构造相比，自身像具有更细微的构造。因而，原本该FPD 4按理说无法拍摄自身像。但是，能够通过重复进行几次摄影来拍摄自身像。后文叙述该点。
本发明所涉及的自身像在右端和左端具有特征性的结构。但是，为了便于说明，图3右侧省略了该特征性的结构。自身像的两端部的结构也在后文叙述。
图4示出了在检测面4a上覆盖有吸收光栅6的情形。在图4中，用粗线强调地描绘了检测面4a上的检测元件4p。如观察该图所获知的那样，在单个检测元件4p中拍进了两条吸收光栅6的吸收线6a。该结构是为了便于说明，实际上在单个检测元件4p中拍进了四条吸收线6a。也就是说，检测元件4p的与纵向有关的排列间距为吸收线6a的排列间距的整数倍。另外，在实施例1所涉及的装置中，检测面4a中出现的自身像的排列间距与构成吸收光栅6的吸收线6a的排列间距相同。
<吸收光栅移动机构>
对在图1中说明的吸收光栅移动机构15进行说明。吸收光栅移动机构15为使吸收光栅6相对于检测面4a沿吸收线6a的排列方向(纵向：与吸收线6a延伸的方向正交的方向)移动的结构。吸收光栅移动控制部16是以控制吸收光栅移动机构15为目的而设置的。吸收光栅移动机构15是使检测面中拍进的相位光栅5的像与吸收光栅6的位置关系在与一个方向正交的方向上变更的结构。该吸收光栅移动机构15是以变更吸收光栅6与相位光栅5的自身像的相对位置为目的而设置的。因而，吸收光栅移动机构15和吸收光栅移动控制部16是使吸收光栅6与相位光栅5的自身像的相对位置变更的具体的部件。吸收光栅移动机构15相当于本发明的相对位置变更部。
即使是不具有吸收光栅移动机构15和吸收光栅移动控制部16的结构，该相对位置也能够变更。例如，既能够通过使阳极3a沿吸收线6a的排列方向(纵向)移动来进行该相对位置的变更，也能够通过使多狭缝3b沿吸收线6a的排列方向(纵向)移动来进行该相对位置的变更。另外，也能够通过使相位光栅5沿吸收线6a的排列方向移动来进行该相对位置的变更。在这些情况下，设置使移动对象的各部移动的移动机构(线源移动机构、多狭缝移动机构、相位光栅移动机构)，来代替吸收光栅移动机构15。另外，在这些情况下，设置控制移动机构的控制部(线源移动控制部、多狭缝移动控制部、相位光栅移动控制部)来代替吸收光栅移动控制部16。作为之后的实施例1的说明，对使吸收光栅6移动的结构进行说明。
图5示出了利用吸收光栅移动机构15使吸收光栅6移动的情形。在图5中图示了在检测面上将检测元件4p排列为纵2×横2的一个范围。因而，吸收光栅6的吸收线6a在该范围内有四条。在图5上部左侧的状态下，成为吸收线6a与构成相位光栅5的自身像的暗线正好重叠的状态。在该状态下，X射线能够从互相邻接的吸收线6a的间隙穿过。
当从该状态起使吸收光栅6沿吸收线6a的排列方向(纵向)移动时，吸收光栅6相对于相位光栅5的自身像移动。于是，以填充互相邻接的吸收线6a的间隙的方式出现相位光栅5的自身像的暗线。于是，在检测元件4p上，未被照射X射线的暗区域的面积增加。当进一步使吸收光栅6移动时，此次，相位光栅5的自身像的暗线覆盖并遮蔽互相邻接的吸收线6a的间隙。于是，到达检测元件4p的X射线变得极其少。
当从该状态起使吸收光栅6移动时，此次，自身像的暗线开始再次与吸收线6a重叠。于是，在检测元件4p上，未被照射X射线的暗区域的面积减少。当之后进一步使吸收光栅6移动时，恢复为吸收线6a与构成相位光栅5的自身像的暗线正好重叠的状态。
图6示出了在一边使吸收光栅6沿吸收线6a的排列方向移动一边拍摄相位光栅5的自身像与吸收光栅6干涉的情形时得到的干涉图像(干涉图像)。构成为：当构成吸收光栅6的吸收线6a的排列间距与构成相位光栅5的自身像的暗线的排列间距相同，当使该排列间距为整数倍时，成为检测元件4p的排列间距，因此在相位光栅5与检测元件4p的阵列之间不产生莫尔纹，在吸收光栅6与检测元件4p的阵列之间不产生莫尔纹。因而，在任一个干涉图像中均没有出现干涉条纹。
当一边使吸收光栅6移动一边连续拍摄干涉图像时，在连续拍摄的最初获取明亮的干涉图像。不久，所获得的干涉图像逐渐变暗，在变得最暗之后，又逐渐变明亮并恢复为原始的明亮度。这种干涉图像的明亮度的变化是由于在图5中说明过的吸收光栅6与相位光栅5的自身像的相对移动引起的。
实现这种吸收光栅6的移动的是吸收光栅移动机构15。吸收光栅移动机构15使吸收光栅6至少移动与吸收光栅6的吸收线6a的排列间距相当的量。在此期间执行干涉图像的连拍。摄影到的干涉图像的张数例如是八张。也可以如图6所示那样拍摄九张干涉图像。
<自身像生成部>
一系列的干涉图像被发送到自身像生成部12。自身像生成部12是以下结构：基于如图7所示那样一边变更吸收光栅6与相位光栅5的自身像的相对位置一边连续拍摄到的一系列的干涉图像来计算原始的自身像。本发明的自身像生成部12为能够在考虑吸收光栅6与相位光栅5的自身像的相对位置偏离理想位置何种程度来准确地再现自身像的结构，因此对该点进行说明。自身像生成部12相当于本发明的光栅像生成部。
图8表示实际的干涉图像连拍所涉及的吸收光栅6与相位光栅5的自身像的相对位置的变化。与图5所示的理想的相对移动相比，摄影开始的状态不同。即，在理想的情况下，在吸收光栅6的吸收线6a恰好与相位光栅5的自身像重叠的状态下开始摄影时，实际上吸收光栅6与相位光栅5的自身像的位置对准并不充分，以互相偏离的状态开始摄影。设为从该状态起使吸收光栅6移动并连续拍摄干涉图像。在该情况下，吸收光栅6以与在图5中说明过的理想的情况相同的速度进行移动，因此不会消除最初的偏离。作为结果，在所有的干涉图像中，相对位置不会成为理想的相对位置。
自身像生成部12基于这种无法按理想那样连续拍摄到的干涉图像，不能准确地生成原始的自身像。检测面4a上拍进的自身像受到被摄体M的影响而发生紊乱。在拍摄包含该紊乱的干涉图像的情况下，如果设为在干涉图像中除了包含该紊乱以外还进一步包含吸收光栅6与相位光栅5的自身像的位置偏离的影响，则掌握原始的自身像十分困难。
吸收光栅6与相位光栅5的自身像的位置偏离应该能够通过一边使吸收光栅6移动一边连续拍摄干涉图像来获知。图9说明了该情况。图9的上部利用在一边使吸收光栅6移动一边执行连拍时获得的干涉图像来表示理想的干涉图像的推移。另一方面，图9的下部是实际上在一边使吸收光栅6移动一边执行连拍时获得的干涉图像。当将图9的上部与下部进行对比时获知，出现最暗的干涉图像的定时互不相同。该定时的差异表示吸收光栅6与相位光栅5的自身像偏离理想的情况何种程度。
因而，如果基于一边使吸收光栅6移动一边连续拍摄到的干涉图像来计算吸收光栅6与相位光栅5的自身像偏离理想的情况何种程度，则似乎能够从在自身像的图案中重叠有吸收光栅6与相位光栅5的自身像的位置偏离的影响的一系列的干涉图像中仅取出与自身像的图案有关的信息。但是，实际上并没有那么简单。即，由于在一边使吸收光栅6移动一边连续拍摄到的干涉图像中不仅重叠有吸收光栅6与相位光栅5的自身像的位置偏离，还重叠有由于被摄体M的影响而发生紊乱的自身像的图案的影响。
因此，根据以往结构，首先，在无被摄体M的状态下一边使吸收光栅6移动一边连续拍摄干涉图像，基于该一系列的干涉图像来计算吸收光栅6与相位光栅5的自身像的位置偏离。如果像这样预先实际测量位置偏离，则能够基于以拍进了被摄体M的状态连续拍摄到的一系列的干涉图像来准确地获取由于被摄体M的影响而发生紊乱的自身像。
<本发明的最具特征性的结构>
根据本发明，费尽心思使得即使进行没有该被摄体M的摄影也能够计算吸收光栅6与相位光栅5的自身像的位置偏离，因此对该点进行说明。
图10更为详细地说明了在图2左侧也说明过的相位光栅5。即，在将相位光栅5中的吸收线5a的延伸方向识别为相位光栅5的横向时，相位光栅5的左端和右端的吸收线5a的排列间距与相位光栅5的中央部的吸收线5a的排列间距不同。此外，如参照图10所获知的那样，吸收线5a的延伸方向在两端部区域也是横向，在中央区域也同样为横向。另外，相位光栅5的左端部的吸收线5a与中央部的吸收线5a彼此不连续，在左端部纵向地排列的吸收线5a的阵列与在中央部纵向地排列的吸收线5a的阵列之间设置有不具有吸收线5a的间隙。同样地，相位光栅5的右端部的吸收线5a与中央部的吸收线5a彼此不连续，在右端部纵向地排列的吸收线5a的阵列与在中央部纵向地排列的吸收线5a的阵列之间设置有不具有吸收线5a的间隙。中央部相当于本发明的被摄体用区域，两端部相当于本发明的参照区域。
本发明所涉及的相位光栅5设置有被摄体用区域和参照区域，其中，该被摄体用区域是设置有用于吸收X射线的规定的重复图案的区域，用于使透过被摄体的X射线束通过，该参照区域是设置有与被摄体用区域不同的重复图案的区域。在被摄体用区域中重复的图案的排列间距与在参照区域中重复的图案的排列间距不同。
即，实施例1所涉及的相位光栅5设置有中央部和两端部，其中，该中央部是用于吸收X射线的沿一个方向延伸的吸收线5a在与一个方向正交的方向上排列的区域，用于使透过被摄体M的X射线束通过，该两端部是以吸收线5a的排列的间距与中央部不同的方式排列吸收线5a的区域，用于使不透过被摄体M的X射线束通过。也就是说，检测元件4p的与纵向有关的排列间距没有成为在相位光栅5的自身像的两端部出现的暗线的排列间距的整数倍。
此时需要注意检测元件4p的排列间距与属于相位光栅5的两端部的吸收线5a的排列间距的关系。相位光栅5的自身像比相位光栅5大。由于X射线从X射线源3放射状地扩展，因此相位光栅5的像被放大地拍进检测面4a。这并不意味着，相位光栅5的吸收线5a的排列间距不被设定为检测面4a中出现的相位光栅5的自身像的暗线的排列间距的整数倍，检测元件4p没有成为吸收线5a的排列间距的整数倍。
图11是再次示出在检测面4a中拍进了相位光栅5的自身像的情形的图，此次是也包括相位光栅5的自身像的端部的图。在图11中，用粗线强调地描绘了检测面4a上的检测元件4p。如观察该图所获知的那样，在检测面4a中，在位于自身像的中央部要投影的部分的每个检测元件4p中，设为将检测元件4p分割为四行，在第一行出现一条暗线，在第三行出现一条暗线。中央部的检测元件4p均以该图案出现自身像的暗线。另一方面，在检测面4a中位于自身像的两端部要投影的部分的各个检测元件4p中，没有以相同图案拍进自身像的暗线。自身像的暗线出现的位置和条数在各检测元件4p中各式各样。
在自身像的两端部，检测元件4p中拍进的暗线的图案之所以有变化，是由于对在自身像的两端部排列的吸收线5a的阵列下了功夫。检测面4a上的构成相位光栅5的自身像的暗线的排列间距在自身像的中央部和两端部不同。在图11的情况下，自身像的两端部的暗线的排列间距比自身像的中央部的暗线的排列间距短。因而，检测元件4p中出现的暗线的位置和条数在各检测元件4p之间并不固定。此外，两端部所涉及的排列间距比中央部所涉及的排列间距短只不过示出了实施方式的一例。两端部所涉及的排列间距也可以比中央部所涉及的排列间距长。如果用其它方式表达，则相位光栅5的两端部的暗线的排列间距没有成为检测元件4p的排列间距及吸收光栅6a的吸收线6a的排列间距的整数倍。
即使这样，自身像的暗线与检测元件4p也必定分别以固定的间距排列，因此在检测元件4p中出现的暗线的位置和条数并非在所有检测元件4p中都不同。当关注某个检测元件4p并将该检测元件4p上的暗线的出现图案设为基准的图案来观察该检测元件4p的沿纵向排列的各检测元件4p时，暗线的出现图案与基准的图案相比略微发生变化。然后，在达到某个图案之后再次接近基准的图案时，恢复为基准的图案。之后，该图案的变化重复进行。因而，设为存在位于自身像的端部的某个检测元件4p，在该检测元件4p中出现的暗线的位置和条数相同且检测元件4p等间隔地出现。例如，暗线的出现图案相同的检测元件4p之间在纵向上处于例如相隔20个检测元件4p的位置。
此外，本发明的X射线相位差摄影装置的被摄体M为要被拍进相位光栅5的自身像的中央部的结构。因而，结果是没有通过被摄体M的X射线在相位光栅5的自身像的两端部成像，在被摄体M的影响下自身像没有紊乱。
图12示出了在自身像的两端部，相位光栅5的自身像与吸收光栅6发生干涉的情形。在图6的说明中，相位光栅5的自身像中的暗线的排列间距与吸收光栅6中的吸收线6a的排列间距在FPD 4的检测面4a上一致，因此说明相位光栅5的自身像与吸收光栅6不会相互产生干涉条纹。该说明是针对自身像的中央部的说明。实际上，在自身像的两端部，吸收光栅6与自身像互相干涉而产生如图12右侧所示那样的干涉条纹。由于在自身像的两端部，相位光栅5的自身像的排列间距比吸收光栅6的吸收线6a的排列间距短。如果用其它方式表达，则由于相位光栅5的两端部的暗线的排列间距没有成为吸收光栅6的吸收线6a的排列间距的整数倍。因而，在自身像的两端部，在各条吸收线6a的附近出现的自身像的暗线的位置在吸收线6a之间并不固定。
即使这样，自身像的暗线与吸收线6a也必定分别以固定的间距排列，因此在吸收线6a的附近出现的暗线的位置并非在所有吸收线6a中都不同。例如，当关注与自身像的暗线恰好重叠的吸收线6a并观察该吸收线6a的沿纵向排列的各吸收线6a时，暗线逐渐偏离吸收线6a。然后，在达到吸收线6a与暗线不再重叠的状态之后、吸收线6a再次与暗线重叠时，暗线再次恰好与吸收线6a重叠。之后，该变化重复进行。在检测元件4p的排列间距为吸收线6a的排列间距的2倍的情况下，自身像的暗线恰好隔40条沿纵向排列的吸收线6a与该吸收线6a重叠。
图13是再次示出在一边使吸收光栅6沿吸收线6a的排列方向移动一边拍摄相位光栅5的自身像与吸收光栅6干涉的情形时得到的干涉图像的图，此次，是也包括相位光栅5的自身像的端部的图。在所有干涉图像中均在两端部出现了干涉条纹。在干涉图像的中央部拍进了相位光栅5的自身像的中央部。已经使用图6说明过在该部分不出现干涉条纹的情况。在干涉图像的两端部拍进了相位光栅5的自身像的两端部。已经使用图12说明过在该部分出现干涉条纹的情况。
关注各干涉图像的中央部。当一边使吸收光栅6移动一边连续拍摄干涉图像时，如图13所示那样在连拍的最初获取中央部明亮的干涉图像。不久，所获得的干涉图像的中央部逐渐变暗，在变得最暗之后，又逐渐变明亮并恢复为原始的明亮度。这种干涉图像的中央部的明亮度的变化是由于在图5中说明过的吸收光栅6与相位光栅5的自身像的相对移动而引起的。
此次关注各干涉图像的两端部。在各干涉图像的两端部，如图13所示那样拍进了相位光栅5的自身像与吸收光栅6发生干涉而产生的干涉条纹。该干涉条纹是明亮的明部与昏暗的暗部交替地排列而构成的。在连拍的最初，干涉条纹的明部位于干涉图像的上端。当继续进行连拍时，明部逐渐向干涉图像的下侧移动。当进一步继续进行连拍时，干涉图像的上端再次返回到明部。这种干涉条纹的移动成为在图12中说明过的吸收光栅6与相位光栅5的自身像的相对移动的原因。在干涉条纹中出现的明部成为吸收光栅6的吸收线6a与自身像的暗线恰好重叠的状态。当吸收光栅6相对于自身像移动时，吸收线6a与自身像的暗线恰好重叠的场所向自身像的下侧移动。于是，干涉图像上的干涉条纹中的明部也随之向下侧移动。
如果检查干涉图像上的干涉条纹的出现位置，则获知在拍摄到该干涉图像时吸收光栅6与相位光栅5的自身像处于何种位置关系，因此对该点进行说明。图14左侧示出了在干涉图像两端，干涉条纹的明部出现在干涉图像上端的位置的状态。此时，在相位光栅5的自身像的中央部，如图示那样成为吸收光栅6的吸收线6a与相位光栅5的暗线恰好重叠的状态。另一方面，图14右侧示出了以下状态：在干涉图像两端，干涉条纹的明部出现在从干涉图像上端起稍微向下侧偏移的位置。此时，在相位光栅5的自身像的中央部，如图示那样稍微偏离吸收光栅6的吸收线6a与相位光栅5的暗线恰好重叠的状态。
图15左侧示出了以下状态：在干涉图像两端，干涉条纹的明部从图14右侧的状态起进一步向干涉图像的下侧偏移。此时，在相位光栅5的自身像的中央部，如图示那样成为吸收光栅6的吸收线6a与相位光栅5的暗线进一步偏移的状态。另一方面，图15右侧示出了以下状态：在干涉图像两端，干涉条纹的明部出现在进一步向干涉图像的下侧偏移的位置。此时，在相位光栅5的自身像的中央部，如图示那样成为吸收光栅6的吸收线6a与相位光栅5的暗线不重叠的状态。
图1中的位置计算部11基于这种原理检测相位光栅5的自身像相对于吸收光栅6的相对位置。在连续拍摄到的干涉图像的两端，在其干涉图像中拍进了固有的干涉条纹。因而，位置计算部11能够针对各个干涉图像检测相位光栅5的自身像相对于吸收光栅6的相对位置。位置计算部11基于在检测面4a上的位于拍进相位光栅5的两端部的区域的各检测元件4p之间不同的X射线的检测量的差来计算相位光栅5与吸收光栅6的相对位置。位置计算部11检测在出现在检测面上的参照区域的图案的像与吸收光栅上的图案之间产生的莫尔纹(干涉条纹)，并计算相位光栅5与吸收光栅6的相对位置。另外，此时，位置计算部11也计算X射线源3相对于相位光栅5和吸收光栅6的位置。由于干涉条纹的出现方式根据X射线源3、相位光栅5、吸收光栅6这三个构件的相对位置发生变化。
由位置计算部11检测到的与相位光栅5的自身像相对于吸收光栅6的相对位置有关的检测结果与干涉图像一起被发送到自身像生成部12。自身像生成部12基于与干涉图像对应的相对位置的检测结果对自身像生成所涉及的运算进行校正，生成相位光栅5的自身像，并生成拍进了自身像的自身像图像。自身像生成部12为以下结构：基于一边使相位光栅5的像与吸收光栅6的位置关系变更一边进行连拍得到的相位光栅5的像与吸收光栅6重合后的像来生成相位光栅5的像。本发明所涉及的自身像生成部12的特征点是，特别是在基于FPD 4的输出生成相位光栅5的像时，参照所计算出的相对位置来执行校正。
所生成的自身像图像被发送到透视图像生成部13。透视图像生成部13基于自身像来生成使被摄体M内部的相位差的分布成像的透视图像。基于该动作，本发明的X射线相位差摄影装置的动作结束。
<使干涉图像的两端拍进干涉条纹的理由>
接着，对使干涉图像的两端拍进干涉条纹的必要性进行说明。如果使干涉图像的两端拍进干涉条纹，则获知相位光栅5的自身像相对于吸收光栅6倾斜了某种程度。例如，如在图16中说明过的那样，在干涉图像的左侧出现的干涉条纹与在干涉图像的右侧出现的干涉条纹互相沿干涉图像的纵向偏移。在图16的干涉图像的左侧出现的干涉条纹实际上与在图14左侧说明过的干涉条纹相同。因而，相位光栅5的自身像的中央部的左端如图16所示那样成为吸收线6a恰好重叠于自身像的状态。另外，在图16的干涉图像的右侧出现的干涉条纹实际上与在图15右侧说明过的干涉条纹相同。因而，相位光栅5的自身像的中央部的右端如图16所示那样成为吸收线6a没有重叠于自身像的状态。
这样，如果使相位光栅5的自身像的两端产生干涉条纹，则能够分别求出相位光栅5的中央部的右端的吸收光栅6与相位光栅5的自身像的位置关系以及相位光栅5的中央部的左端的吸收光栅6与相位光栅5的自身像的位置关系。通过测定这两个位置关系来获知相位光栅5的自身像相对于吸收光栅6倾斜了何种程度。位置计算部11计算自身像的倾斜状况。在判明了自身像过分倾斜的情况下，例如能够通过使相位光栅5旋转来校正相位光栅5的自身像的倾斜，从而继续进行干涉图像的连拍作业。
<被摄体旋转机构>
被摄体旋转机构17是以使被摄体M相对于各部3、4、5、6旋转为目的而设置的。被摄体旋转控制部18是以控制被摄体旋转机构17为目的而设置的。
<断层图像生成部>
一边使被摄体M旋转一边生成的多张透视图像被发送到断层图像生成部14。断层图像生成部14对多张透视图像进行重构来生成映射出被摄体M的相位差分布的被摄体M的断层像。为了生成一张透视图像，必须执行多次自身像的摄影。因而，为了获取断层像，必须拍摄相当多张数的自身像。在像这样重复拍摄自身像的期间，用于固定相位光栅5的部分发生热膨胀，由此相位光栅5的自身像在检测面4a上一点点地移动。根据本发明，即使存在这种情况，也能够在每次拍摄自身像时实际测量自身像与吸收光栅6的位置关系，因此能够不受自身像的移动影响地生成断层像。这样，本发明也能够进行被摄体M的CT摄影。
本发明所涉及的各部11、12、13、14、16、18通过由装置所具有的CPU执行各种程序来实现。除了CPU以外，各部也可以通过独立的个人计算机来实现。
如上所述，根据本发明，能够提供一种即使不事先进行无被摄体M的摄影也能够进行准确的成像的X射线摄影装置。即，本发明的装置设置有相位光栅5，该相位光栅5设置有中央部和两端部。虽然在任一个区域均排列有光栅吸收体，但其排列间距不同。在检测面上形成的相位光栅5的像(光栅像)与被设置为覆盖检测面的吸收光栅6干涉。在基于条纹扫描法、边缘照明法的摄影中，在出现了检测面的中央部的部分不产生干涉条纹，因此在没有放置被摄体M的情况下，在各检测元件4p之间不存在X射线的检测量的差。
但是，在检测面4a中的出现了相位光栅5的两端部的部分，相位光栅5的自身像与吸收光栅6发生干涉而产生了干涉条纹。该干涉条纹的出现位置表示检测面上的自身像与吸收光栅6的相对位置。相位光栅5的两端部被拍进所拍摄到的干涉图像中，在干涉图像中，该相位光栅5的两端部位于与拍进相位光栅5的中央部的部分不同的部分。因而，根据本发明，为了获知相位光栅5与吸收光栅6的相对位置，不需要另外进行无被摄体M的摄影。由于在干涉图像中，与拍进了被摄体M的区域分开地拍进了表示自身像与吸收光栅6的相对位置的干涉条纹。
另外，如果参照区域设置在相位光栅5的两端，则不仅能够计算相位光栅5与吸收光栅6的位置偏离，也能够计算吸收光栅6相对于相位光栅5的旋转角度。另外，同样地不仅能够计算相位光栅5与FPD 4的位置偏离，也能够计算相位光栅5与FPD 4的旋转角度。
本发明并不限于上述的结构，也能够如下述那样变形并实施。
(1)根据实施例1的结构，成为吸收光栅6相对于FPD 4移动的结构，但本发明并不限于该结构。如图17所示，也可以将本发明应用于吸收光栅6被固定于FPD 4的结构的X射线相位差摄影装置。图17是想要利用被称为单张莫尔纹拍摄法的方法使X射线相位差成像的例子。
图18表示本变形例所涉及的相位光栅5。在本变形例所涉及的相位光栅5中与实施例1同样地设置有中央部和两端部，其中，该中央部使透过被摄体M的X射线束通过，该两端部使不通过被摄体M的X射线束通过。其中，与两端部有关的结构与实施例1的相位光栅5相同。另一方面，在本变形例所涉及的相位光栅5的中央部，相位光栅5的吸收线5a相对于吸收光栅6的吸收线6a的延伸方向倾斜。相位光栅5的吸收线5a的排列间距与吸收线6a的排列间距相同。但是，在本变形例的情况下，在相位光栅5的中央部，排列的方向在吸收线6a与吸收线5a之间不同。在本变形例中，相位光栅5的中央部的光栅吸收体的延伸方向相对于相位光栅5的两端部的光栅吸收体的延伸方向倾斜，吸收光栅6的吸收线6a的延伸方向与相位光栅5的两端部的光栅吸收体的延伸方向一致。
根据本变形例，即使使吸收光栅6相对于FPD 4移动，也能够使相位光栅5的自身像成像。根据本变形例，由于成为相位光栅5相对于吸收光栅6倾斜的状态，因此在吸收光栅6与相位光栅5之间产生干涉条纹。需要注意的是，该干涉条纹是与相位光栅5的中央部所涉及的自身像有关的干涉条纹，不同于在图12中说明过的与相位光栅5的端部的自身像有关的干涉条纹。
因而，当拍摄自身像时，如图19所示那样获取干涉条纹向一面扩展那样的干涉图像。此外，在图19中没有描绘本应在干涉图像的两端出现的在图12中说明过的干涉条纹。在该图19中得到的干涉图像实际上能够理解为将在图7中说明过的相位光栅5的自身像与吸收光栅6的相对位置不同的多个干涉图像条状地组合而形成的一张干涉图像。因而，自身像生成部12能够基于在图19中获得的干涉条纹的干涉图像来生成自身像。在该变形例中，如果不事先准确地获知相位光栅5的自身像与吸收光栅6的相对位置，也无法准确地生成自身像。然而，根据本发明，为了在相位光栅5的自身像的两端部产生干涉条纹而费尽心思，因此能够基于该干涉条纹的出现位置来准确地获知相位光栅5的自身像与吸收光栅6的相对位置。
如上所述，本发明能够应用于与如上述那样的单张莫尔纹拍摄法有关的装置。在单张莫尔纹拍摄法中，在中央部也产生了干涉条纹，因此利用该情况获知吸收光栅6与光栅像的相对位置在原理上并非不可能。但是，在单张莫尔纹拍摄法中，在相位光栅的自身像的中央部出现的干涉条纹的间距过于细，不适于获知吸收光栅6与光栅像的相对位置。根据本发明，构成为将调整了光栅吸收体的间距后的两端部与中央部分开设置以产生适于获知相对位置的干涉条纹的图案，因此能够准确地获知光栅像与吸收光栅6的位置关系。
(2)本发明的原理也能够应用于利用了塔尔博特干涉的装置以外的装置。之后，对将本发明应用于边缘照明成像装置的变形例进行说明。图20示出了与边缘照明成像装置有关的装置结构。本结构是不具备多狭缝3b的结构，且光栅S的影子被拍进FPD 4。该光栅S是代替实施例1的相位光栅5而设置的结构，且具有形状与在图10中说明过的相位光栅5的形状相同的结构。实施例1的相位光栅是在说明塔尔博特干涉时使用的术语。在本变形例中，由于没有利用塔尔博特干涉，因此仅称为光栅S。但是，光栅S中的吸收线的排列间距比相位光栅5中的吸收线5a的排列间距宽。
图21示出了本变形例的FPD 4的检测面和吸收光栅6的结构。与实施例1的结构同样地，FPD 4的检测面4a是纵横地排列检测元件4p而构成的。另一方面，与实施例1同样地，吸收光栅6的吸收线6a沿检测面4a的横向延伸。沿检测面4a的纵向排列。但是，互相相邻的吸收线6a的纵向的间隙为检测元件4p的一半的宽度，吸收线6a的排列方向上的宽度为检测元件4p的一半。因而，吸收线6a以相当于一个检测元件4p的排列间距沿纵向排列。吸收光栅6以来到使吸收线6a横跨互相相邻的检测元件4p的位置的方式与FPD 4进行位置对准。
边缘照明成像装置为以下结构：通过重复进行两次摄影，来生成与被摄体M的内部构造有关的干涉图像。简单地说明该点。
图22示出了两次摄影中的第一次摄影。通过光栅S的X射线成为条状的射线束并通过被摄体M，从而入射到吸收光栅6。条状的射线束是由穿过狭缝后形状为细长状且宽度为FPD 4的检测元件4p的一半的X射线束排列而成的。吸收光栅6配置在使细长状的X射线束各自的下半部分入射到吸收线6a的位置，因此细长状的X射线束各自的下半部分被吸收而进一步收窄宽度地入射到FPD 4。进一步收窄宽度的该X射线束入射到某个检测元件4p。此时，X射线束构成为入射到该检测元件4p的中央部。将该X射线束所入射的检测元件4p称为入射目标的检测元件4p。
在被摄体M没有被载置在光栅S与吸收光栅6之间的情况下，X射线束仅入射到检测元件4p的中央部。但是，当被摄体M被载置在光栅S与吸收光栅6之间时，在X射线束通过被摄体M的期间行进方向改变。如图23所示，当细长状的X射线束向下方弯曲时，X射线束将以向入射目标的检测元件4p的下方偏移的方式入射。但是，X射线束被吸收光栅6的吸收线6a阻止，没有到达用斜线表示的入射目标的检测元件4p。能够根据入射目标的检测元件4p的输出来获知X射线束向下方弯曲了何种程度。边缘照明成像装置基于这种原理来拍摄示出X射线向下方弯曲的程度的干涉图像。
在继续进行第二次摄影之前，FPD 4和吸收光栅6相对于条状的X射线束向上侧仅移动检测元件4p的一半的量。通过该动作，条状的射线束与吸收光栅6的位置关系变化。
图24示出了两次摄影中的第二次摄影。通过光栅S的X射线成为条状的射线束并通过被摄体M，从而入射到吸收光栅6。条状的射线束是由穿过狭缝后形状为细长状的X射线束排列而成的。吸收光栅6配置在使细长状的X射线束各自的上半部分入射到吸收线6a的位置，因此细长状的X射线束各自的上半部分被吸收而进一步收窄宽度地入射到FPD 4。进一步收窄宽度的该X射线束入射到某个检测元件4p。此时，X射线束构成为入射到该检测元件4p的中央部。将该X射线束所入射的检测元件4p称为入射目标的检测元件4p。
在被摄体M没有被载置在光栅S与吸收光栅6之间的情况下，X射线束仅入射到检测元件4p的下半部分。但是，当被摄体M被载置在光栅S与吸收光栅6之间时，在X射线束通过被摄体M的期间行进方向改变。如图25所示，当细长状的X射线束如箭头所示那样向下方弯曲时，X射线束将以向入射目标的检测元件4p的上方偏移的方式入射。但是，X射线束被吸收光栅6的吸收线6a阻止，没有到达用斜线表示的入射目标的检测元件4p。能够根据入射目标的检测元件4p的输出来获知X射线束向上方弯曲了何种程度。边缘照明成像装置基于这种原理来拍摄示出X射线向上方弯曲的程度的干涉图像。
边缘照明成像装置基于拍摄到的两张干涉图像来生成使由被摄体M导致的X射线的行进方向的变化成像而得到的干涉图像。
在本变形例中，在干涉图像的两端也出现了表示光栅S的影子与吸收光栅6的相对位置的干涉条纹(参照图12)。根据本发明的装置，即使光栅S的影子与吸收光栅6的相对位置没有成为理想的相对位置，也能够不受其影响地进行准确的被摄体M内部的成像。
(3)本发明的原理也能够应用于没有设置吸收光栅6的结构的边缘照明成像装置。本变形例所涉及的装置具备X射线检测器，该X射线检测器具有在被入射X射线时产生荧光的闪烁体。在这种X射线检测器中二维矩阵状地排列有检测元件。该检测元件是检测由闪烁体产生的荧光的结构。这种方式的X射线检测器被称为间接型的检测器。将排列检测元件而构成的层称为二维矩阵层。
图26示出了使用本变形例的X射线检测器进行边缘照明成像的情形。本变形例的FPD 4具有交替层，该交替层是具有检测元件4p的一半的宽度的闪烁体元件C与同样具有检测元件4p的一半的宽度的玻璃元件G交替地排列而构成的。闪烁体元件由在被入射X射线时发出荧光的材质构成，玻璃元件G由即使被入射X射线也不发出荧光的玻璃构成。而且，交替层以使闪烁体元件横跨互相邻接的检测元件4p的方式与二维矩阵层进行了位置对准。
图26的结构能够进行与上述的图22相同的摄影。即，在图22的检测元件4p中设置有吸收光栅6的吸收线6a的部分在图26的检测元件4p中相当于设置有交替层的玻璃元件G的部分。另外，在图22的检测元件4p中从吸收线6a露出的部分在图26的检测元件4p中相当于设置有交替层的闪烁体元件C的部分。因而，如果使用图26的结构，则能够拍摄示出X射线向下方弯曲的程度的干涉图像。
本变形例的结构也为进行两次干涉图像的摄影的结构。在图26所涉及的摄影结束之后且继续进行第二次摄影之前，FPD 4相对于条状的X射线束向上侧仅移动检测元件4p的一半的量。通过该动作，条状的线束与FPD 4的位置关系变化而成为如图27那样。
图28对使FPD 4移动的结构进行了说明。FPD移动机构15a是使FPD 4移动的结构，FPD移动控制部16a是控制FPD移动机构15a的结构。FPD移动机构15a是以变更相位光栅5的自身像与FPD 4的相对位置为目的而设置的。能够通过使X射线源3、多狭缝3b以及相位光栅5移动来实现该相对位置的变更的这一点与实施例1相同。
图27的结构能够进行与上述的图24相同的摄影。即，在图24的检测元件4p中设置有吸收光栅6的吸收线6a的部分在图27的检测元件4p中相当于设置有交替层的玻璃元件G的部分。另外，在图24的检测元件4p中从吸收线6a露出的部分在图27的检测元件4p中相当于设置有交替层的闪烁体元件C的部分。因而，如果使用图27的结构，则能够拍摄示出X射线向上方弯曲的程度的干涉图像。
(4)本发明也能够应用于使上述的变形例(3)进一步发展得到的一次拍摄两张干涉图像的结构。本变形例所涉及的FPD 4如图29所示那样在图26中说明过的交替层和二维矩阵层中设置有仅由闪烁体构成的闪烁体层和另一个二维矩阵层。夹着闪烁体层设置的二维矩阵层以来到彼此的检测元件仅偏离检测元件的一半的位置的方式被进行了位置对准。由此，成为以下结构：在位于闪烁体层的左侧的二维矩阵层中执行图26所涉及的干涉图像的摄影，在位于闪烁体层的右侧的二维矩阵层中执行图27所涉及的干涉图像的摄影。即，根据本变形例，即使在使条状的射线束与FPD 4的位置关系变化的同时不进行两次摄影，也能够以条状的射线束与FPD 4的位置关系固定的状态，在一次的X射线照射中拍摄图26(图22)所涉及的干涉图像和图27(图24)所涉及的干涉图像这两张图像。
(5)根据实施例1的结构，成为吸收光栅6相对于FPD 4移动的结构，但本发明并不限于该结构。如图30所示，也可以将本发明应用于省略了吸收光栅6的结构的X射线相位差摄影装置。
根据本变形例，不需要使FPD 4移动。由于FPD 4的检测面上的检测元件4p细微到能够直接检测相位光栅5的自身像的程度。根据该方法，不需要如在图7中说明的那样基于多个干涉图像生成自身像，能够在一次摄影中获取自身像本身。
在变形例所涉及的FPD 4的检测面上如图31所示那样纵横地排列有检测元件4p。而且，检测元件4p足够细微，因此自身像的暗线的宽度与检测元件4p的宽度为相同程度。而且，检测面的检测元件4p的排列间距比检测面上的光栅吸收体的像的排列间距小。
另外，虽然没有图示，但也可以以使自身像的暗线的宽度比检测元件4p的宽度宽的方式来细微地构成检测元件4p。
图32示出了以下情形：在FPD 4的端部，在检测面的两端部，检测元件4p的阵列与相位光栅5的自身像发生干涉。在FPD 4的中央部，构成自身像的暗线的排列间距为检测元件4p的宽度的整数倍，因此在检测面中仅直接检测自身像。但是，在FPD 4的两端部，构成自身像的暗线的排列间距不是检测元件4p的宽度的整数倍，因此在该部分，检测元件4p排列与相位光栅5的自身像发生干涉。
基于图32对该点进行说明。在图32所示的FPD 4的上端部，自身像的暗线恰好重叠于检测元件4p。当关注检测元件4p中的位于右端的纵一列时获知，每隔四个检测元件4p重叠有自身像的暗线。但是，由于暗线的排列间距不是检测元件4p的宽度的整数倍，因此当也以与该检测元件4p相距四个检测元件4p的检测元件4p、相距八个检测元件4p的检测元件4p、相距十二个检测元件4p的检测元件4p、相距十六个检测元件4p的检测元件4p的顺序观察在上侧恰好与检测元件4p重叠的暗线时，随着趋向下侧，暗线逐渐偏离检测元件4p。
本变形例所涉及的位置计算部11基于在位于检测面上的拍进相位光栅5的两端部的区域的各检测元件4p之间不同的X射线的检测量的差来计算相位光栅5与FPD 4的相对位置。位置计算部11检测在出现在检测面上的参照区域的图案的像与吸收光栅上的图案之间产生的莫尔纹(干涉条纹)，并计算相位光栅5与FPD 4的相对位置。另外，此时，位置计算部11也计算X射线源3相对于相位光栅5和FPD 4的位置。由于干涉条纹的出现方式根据X射线源3、相位光栅5、FPD 4这三个构件的相对位置发生变化。
能够基于由检测元件4p检测的X射线量的变化来观察该检测元件4p与暗线的偏差。即，在处于上端的位置的检测元件4p中恰好重叠有自身像的暗线，因此几乎检测不到X射线。当依次观察与该检测元件4p相距四个检测元件4p的检测元件4p、相距八个检测元件4p的检测元件4p、相距十二个检测元件4p的检测元件4p、相距十六个检测元件4p的检测元件4p的输出时，检测到逐渐变多的X射线。由于暗线的重叠逐渐被消除。能够根据该X射线的检测量的不同来计算检测元件4p的阵列与相位光栅5的自身像的相对位置。能够将计算出的相对位置用于校正拍摄到的自身像。即，拍摄到的自身像由于检测元件4p的阵列与相位光栅5的自身像的相对位置没有成为理想的相对位置而变得紊乱。如果能够准确地测定相对位置，则能够通过校正来去除该紊乱。
如上所述，本发明也能够应用于具备吸收光栅6的装置以外的装置。即，检测面是由具有规定的尺寸的检测元件4p纵横地排列而构成的。因而，FPD4对X射线进行离散地采样来生成干涉图像。因而，有时在检测元件4p的阵列与检测面上的光栅像之间发生干涉。基于这种原理，在从FPD 4输出的干涉图像中的拍进了相位光栅5的参照区域的部分产生干涉条纹。该干涉条纹表示相位光栅5与FPD 4的相对位置。相位光栅5的两端部被拍进所拍摄到的干涉图像中，在干涉图像中，该相位光栅5的两端部位于与拍进相位光栅5的中央部的部分不同的部分。因而，根据本发明，为了获知相位光栅5与FPD 4的相对位置，不需要另外进行无被摄体M的摄影。由于在干涉图像中与拍进了被摄体M的区域分开地拍进了表示光栅像与FPD 4的相对位置的干涉条纹。
(6)在实施例1的结构中为单触发地拍摄干涉图像的方式，但本发明并不限于该结构。也可以连续拍摄多个图像并将这些图像相加来生成干涉图像。
图33说明了实施例1中的干涉图像的摄影方法。在实施例1的结构中，构成为在一次的X射线照射中持续进行X射线检测，在X射线照射结束后，读出FPD 4中存储的检测数据。在这种摄影方法中，在一次X射线照射中仅获得一张图像。在这种摄影方法中存在如下问题。在摄影中，由于光学系统的热膨胀、振动等影响，相位光栅5的位置偏移，或者放射线源3的放射线产生点偏离理想的位置，由此有可能产生误差。即，如图33所示，在摄影开始时成为吸收光栅6的吸收线6a与相位光栅5的自身像恰好重叠的状态的地方持续照射X射线的期间，相位光栅5与吸收光栅6的相对位置逐渐变化，与之相关联地，吸收线6a与相位光栅5的自身像的位置也偏离。在实施例1的结构中，不考虑这种情况，设为相位光栅5与吸收光栅6的相对位置从摄影开始起不发生变化，并生成了干涉图像。
图34说明了本变形例的结构。根据本变形例，在一次放射线摄影的期间进行几次FPD 4的读出，基于其结果来生成多个图像。此时生成的图像是干涉图像曝光不足那样的图像，称为瞬时干涉图像。关注瞬时干涉图像的端部。在图像的端部拍进了吸收光栅6与相位光栅5的自身像发生干涉而形成的干涉条纹。如在图14左侧所说明过的那样，摄影开始时间点的干涉条纹表示吸收光栅6的吸收线6a与相位光栅5的自身像的暗线恰好重叠的情况。在继续进行摄影的期间连续拍摄的瞬时干涉图像的端部出现的干涉条纹逐渐地变化。由于摄影中的光学系统的热膨胀的影响，吸收光栅6与相位光栅5的相对位置发生变化。本变形例的干涉图像是仅将连续拍摄到的瞬时干涉图像中的在从摄影开始起吸收光栅6与相位光栅5的相对位置不变时拍摄到的瞬时干涉图像相加而生成的。如果像这样生成干涉图像，则能够生成将吸收光栅6与相位光栅5的位置关系可靠地设为固定的状态而拍摄到的干涉图像。另外，在检测到从摄影开始起相对位置发生变化的情况下，不将变化后的瞬时干涉图像相加，通过进行使相对位置返回到摄影开始位置的操作并继续进行摄影，能够进行长时间的曝光摄影。
图35假定了光学系统振动的情况。在该情况下，在瞬时干涉图像的端部出现的干涉条纹周期性地变化。该情况下的干涉图像也是仅将连续拍摄到的瞬时干涉图像中的在从摄影开始起吸收光栅6与相位光栅5的相对位置不变时拍摄到的瞬时干涉图像相加而生成的。因而，被相加的瞬时干涉图像成为以隔开比图像连拍所需要的经过时间的间隔长的某个经过时间的间隔拍摄到的干涉图像。此外，在该情况下，更为优选的是，考虑除震功能的固有频率来决定连拍的间隔。
本变形例不仅能够应用于实施例1，也能够应用于其它变形例所涉及的摄影。
(7)本发明的相位光栅和吸收光栅中设置的图案为条状，但本发明并不限于该结构。也能够将图案设为方格图样等其它图案。
附图标记说明
3：放射线源；4：FPD(检测部)；5：相位光栅(光栅)；6：吸收光栅(滤波器)；11：位置计算部；12：自身像生成部(光栅像生成部)；15：吸收光栅移动机构(相对位置变更部)。

Claims (12)

1.一种放射线摄影装置，其特征在于，具备：
放射线源，其照射放射线；
光栅，其设置有被摄体用区域和参照区域，其中，该被摄体用区域是设置有用于吸收放射线的规定图案的区域，用于使透过被摄体的放射线束通过，该参照区域是设置有与所述被摄体用区域的图案不同的图案的区域；
(A)吸收光栅，其设置有用于吸收放射线的规定图案；
(B)检测部，其使所述光栅的像投影到由检测放射线的检测元件纵横地排列而成的检测面上；
(C1)位置计算部，其检测在所述检测面上出现的所述参照区域的图案的像与所述吸收光栅上的图案之间产生的莫尔纹，并计算所述放射线源、所述光栅以及所述吸收光栅的相对位置；以及
图像生成部，其在基于所述检测部的输出来生成图像时，参照所计算出的所述相对位置来执行校正。
2.根据权利要求1所述的放射线摄影装置，其特征在于，
所述光栅的所述参照区域被设置在所述被摄体用区域的一个方向上的端部。
3.根据权利要求2所述的放射线摄影装置，其特征在于，
所述光栅的所述参照区域被设置在所述被摄体用区域的一个方向上的两端。
4.根据权利要求1所述的放射线摄影装置，其特征在于，
所述参照区域的图案是排列用于吸收放射线的暗线而构成的，并且
所述吸收光栅的图案是排列用于吸收放射线的暗线而构成的，
所述参照区域中的所述暗线的排列间距不是所述吸收光栅中的所述暗线的排列间距的整数倍。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线摄影装置，其特征在于，
所述光栅的所述被摄体用区域的图案用于单张莫尔纹拍摄法。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线摄影装置，其特征在于，
基于由所述位置计算部计算出的相对位置将多张图像相加。
7.一种放射线摄影装置，其特征在于，具备：
放射线源，其照射放射线；
光栅，其设置有被摄体用区域和参照区域，其中，该被摄体用区域是设置有用于吸收放射线的规定图案的区域，用于使透过被摄体的放射线束通过，该参照区域是设置有与所述被摄体用区域的图案不同的图案的区域；
(B)检测部，其使所述光栅的像投影到由检测放射线的检测元件纵横地排列而成的检测面上；
(C2)位置计算部，其检测在所述检测面上出现的所述参照区域的图案的像与各检测元件的阵列之间产生的莫尔纹，并计算所述放射线源、所述光栅以及所述检测面的相对位置；以及
图像生成部，其在基于所述检测部的输出来生成图像时，参照所计算出的所述相对位置来执行校正。
8.根据权利要求7所述的放射线摄影装置，其特征在于，
所述光栅的所述参照区域被设置在所述被摄体用区域的一个方向上的端部。
9.根据权利要求8所述的放射线摄影装置，其特征在于，
所述光栅的所述参照区域被设置在所述被摄体用区域的一个方向上的两端。
10.根据权利要求7所述的放射线摄影装置，其特征在于，
所述参照区域的图案是排列用于吸收放射线的暗线而构成的，所述暗线的排列间距不是所述检测元件的排列间距的整数倍。
11.根据权利要求7至10中的任一项所述的放射线摄影装置，其特征在于，
所述光栅的所述被摄体用区域的图案用于单张莫尔纹拍摄法。
12.根据权利要求7至10中的任一项所述的放射线摄影装置，其特征在于，
基于由所述位置计算部计算出的相对位置将多张图像相加。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3821810A1 (en) * 2019-11-13 2021-05-19 Koninklijke Philips N.V. Active gratings position tracking in gratings-based phase-contrast and dark-field imaging

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011174715A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Canon Inc Ｘ線撮像装置
JP2012020107A (ja) * 2010-06-16 2012-02-02 Fujifilm Corp 放射線位相画像撮影装置
CN102613982A (zh) * 2011-01-26 2012-08-01 富士胶片株式会社 放射线图像摄影装置和放射线图像检测器
JP2012228371A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Canon Inc 撮像装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5548085B2 (ja) 2010-03-30 2014-07-16 富士フイルム株式会社 回折格子の調整方法
JP2012103237A (ja) * 2010-10-14 2012-05-31 Canon Inc 撮像装置
EP2633813B1 (en) 2010-10-29 2015-02-25 FUJIFILM Corporation Phase contrast radiation imaging device
WO2012059724A1 (en) 2010-11-04 2012-05-10 Norgine Bv Formulations comprising polyethylene glycol
JP5885405B2 (ja) * 2011-06-13 2016-03-15 キヤノン株式会社 撮像装置、干渉縞解析プログラム及び干渉縞解析方法
JP2013050441A (ja) * 2011-08-03 2013-03-14 Canon Inc 波面測定装置、波面測定方法、及びプログラム並びにｘ線撮像装置
JP2013063099A (ja) * 2011-09-15 2013-04-11 Canon Inc Ｘ線撮像装置
JP2013070867A (ja) * 2011-09-28 2013-04-22 Canon Inc 撮像装置及び撮像方法
JP6182840B2 (ja) 2012-06-25 2017-08-23 ソニー株式会社 放射線検出器の製造方法
JP2014090967A (ja) 2012-11-06 2014-05-19 Canon Inc Ｘ線撮像装置
CN103829964A (zh) * 2012-11-27 2014-06-04 Ge医疗系统环球技术有限公司 X射线检测器、准直仪、ct设备及其所用的方法
JP2014178130A (ja) * 2013-03-13 2014-09-25 Canon Inc Ｘ線撮像装置及びｘ線撮像システム
KR101668219B1 (ko) * 2013-10-31 2016-10-20 도호쿠 다이가쿠 비파괴 검사 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011174715A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Canon Inc Ｘ線撮像装置
JP2012020107A (ja) * 2010-06-16 2012-02-02 Fujifilm Corp 放射線位相画像撮影装置
CN102613982A (zh) * 2011-01-26 2012-08-01 富士胶片株式会社 放射线图像摄影装置和放射线图像检测器
JP2012228371A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Canon Inc 撮像装置

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