JPWO2017159255A1 - 放射線位相差撮影装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、位相格子５とＦＰＤ４との距離をタルボ距離にする必要は無いことに注目した。位相格子５とＦＰＤ４との距離は、より自由に設定できるのである。とはいっても、自己像が位相格子５を十分に大きく拡大したものとなっていないと、自己像の検出ができない。自己像が元の位相格子５に対してＦＰＤ４上でどの程度大きく拡大されるかは、拡大率Ｘ２／Ｘ１で決定される。そこで、本発明では、拡大率を従来構成の拡大率の同一としている。こうすれば、放射線源３とＦＰＤ４までの距離Ｘ２を小さくしたとしても、自己像が微細すぎてＦＰＤ４で検出することができないというような事態が生じない。

Description

本発明は、物体を透過した放射線の位相差を利用して物体の内部構造をイメージングすることができる放射線位相差撮影装置に関する。

従来、物体に放射線を透過させて物体の内部構造をイメージングする放射線撮影装置として様々なものが考え出されている。このような放射線撮影装置の一般的なものとしては、物体に放射線を当て、物体を通過させることにより放射線の投影像を撮影するものである。このような投影像には、放射線を通しやすさに応じて濃淡が現れており、これが物体の内部構造を表している。

このような放射線撮影装置では、ある程度放射線を吸収する性質を有する物体しか撮影することができない。例えば生体軟部組織などは、放射線をほとんど吸収しない。一般的な装置でこのような組織を撮影したとしても、投影像にはほとんど何も写らない。このように放射線を吸収しない物体の内部構造をイメージングしようとするときは、一般的な放射線撮影装置では原理上の限界がある。

そこで、透過放射線の位相差を利用して物体の内部構造をイメージングする放射線位相差撮影装置が考え出されてきている。このような装置は、タルボ干渉を利用して物体の内部構造をイメージングする。

タルボ干渉について説明する。図９の放射線源５３からは、位相のそろった放射線が照射されている。この放射線がスダレ状となっている位相格子５５を通過させると、位相格子５５から所定の距離（タルボ距離）離れた投影面上に位相格子５５の像が現れる。この像を自己像と呼ぶ。自己像は、単なる位相格子５５の投影像ではない。自己像は、投影面が位相格子５５からタルボ距離だけ離れた位置でしか生じない。自己像は、光の干渉によって生じた干渉縞から構成される。タルボ距離において位相格子５５の自己像が現れる理由は放射線源５３から生じる放射線の位相がそろっているからである。放射線の位相が乱れると、タルボ距離に表れる自己像も乱れる。

放射線位相差撮影装置は自己像の乱れを利用して物体の内部構造をイメージングする。放射線源と位相格子５５との間に物体を置いたものとする。この物体は、放射線をほとんど吸収しないので、物体に入射した放射線のほとんどは位相格子５５側に出射する。

放射線は物体を完全に素通りしたかというとそうではない。放射線の位相が物体を通過する間に変わるのである。物体を出射した放射線は位相が変化したまま位相格子５５を通過する。この放射線をタルボ距離に置いた投影面で観察すると、位相格子５５の自己像に乱れが生じている。この自己像の乱れの程度は放射線の位相変化を表している。

物体を透過した放射線の位相が具体的にどの程度変化するかは、放射線が物体のどこを通過したかによって変わる。仮に物体が均質な構成であれば、放射線の位相の変化は物体のどこを通っても同じである。しかし、一般的に物体は何らかの内部構造を有している。このような物体に放射線を透過させると位相の変化が同じとならないのである。

したがって、位相の変化が分かれば物体の内部構造を知ることができる。位相の変化はタルボ距離における位相格子５５の自己像を観察することで知ることができる。このような自己像の検出は放射線検出器によって行われる。放射線検出器は放射線を検出する検出面を有しており、自己像をこの検出面に投影させることにより、放射線検出器は自己像のイメージングをすることができる（例えば特許文献１参照）。

図９に示すマルチスリットは、Ｘ線ビームのコヒーレント性を高める目的で設けられている。放射線位相差撮影装置は、このマルチスリットからＸ線が出射しているものと考えることができる。マルチスリットから出射したコヒーレント性の高いＸ線こそが位相差撮影に用いられる線源だからである。位相格子５５の位置や放射線検出器の位置は、マルチスリットを基準に決定される。

位相格子５５は、極めて微細なパターンを持った格子である。したがって、自己像も極めて微細となる。放射線源５３から発せられる放射線は、放射状に広がる。したがって、位相格子５５と放射線検出器との距離を離せば離すほど、自己像は拡大され検出しやすくなる。放射線検出器の空間分解能には限界があるからある。

すなわち、従来構成では、放射線源５３と位相格子５５と放射線検出器とが所定の位置に置かれた装置構成となっている。この各部の位置関係は次のように決められる。まず、位相格子５５と放射線検出器との距離が所定のタルボ距離にある必要がある。そうしないと自己像が放射線検出器の検出面上に現れないからである。続いて、自己像が位相格子５５をある程度大きく拡大したものとなっている必要がある。そうしないと、自己像が微細すぎて放射線検出器で検出できないからである。

国際特許公開第２００９１０４５６０号公報

しかしながら、従来構成の放射線位相差撮影装置は、次のような問題点がある。
すなわち従来の放射線位相差撮影装置は、装置全体が大きなものとなってしまう。放射線検出器は、位相格子５５からタルボ距離だけ離れた位置に配置しなければならない。位相格子５５の自己像は、位相格子５５からタルボ距離だけ離れた位置に現れるからである。

しかしながら、放射線位相差撮影装置は、位相格子５５と放射線検出器とを包含した装置となるので、放射線検出器を位相格子５５から離せば離すほど装置自体が巨大化してしまう。このことは、装置をコンパクトにしようとするときの妨げとなる。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、装置構成の小さな放射線位相差撮影装置を提供することにある。

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線位相差撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、放射線を検出する検出面でタルボ干渉によって生じる格子の自己像を検出する検出部を備え、放射線源と検出部までの距離をＸ２とし、放射線源から格子までの距離がＸ１としたとき、Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離となっている装置構成における検出部に現れる格子の自己像が格子からどの程度拡大されるかを示す拡大率Ｘ２／Ｘ１を一定に保った状態で、Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離とは異なる距離に設定されていることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明によれば、装置構成の小さな放射線位相差撮影装置を提供できる。本発明によれば、格子と検出部との距離をタルボ距離にする必要は無いことに注目した。格子と検出部との距離は、より自由に設定できるのである。とはいっても、自己像が格子を十分に大きく拡大したものとなっていないと、自己像の検出ができない。自己像が元の格子に対して検出部上でどの程度大きく拡大されるかは、拡大率Ｘ２／Ｘ１で決定される。そこで、本発明では、拡大率を従来構成の拡大率の同一としている。こうすれば、マルチスリットと検出部までの距離Ｘ２を小さくしたとしても、自己像が微細すぎて検出部で検出することができないというような事態が生じない。

また、拡大率Ｘ２／Ｘ１を、縞模様となっている自己像を構成する暗線が拡大率の変動により最も位置ズレが大きくなる自己像の端部において検出部に配列されている検出素子の幅１／２だけ大きく広がる上限の拡大率から、検出素子の幅１／２だけ小さく狭まる下限の拡大率までの間の拡大率にすることで、Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離とは異なる距離に設定するようにしてもよい。

［作用・効果］Ｘ２／Ｘ１を厳密に理想通りとしなくても、本発明の効果を損なうこともなく、自己像の撮影にさほど影響が現れることもない。

また、上述の放射線位相差撮影装置において、放射線源から格子までの距離Ｘ１と、放射線源から検出部までの距離Ｘ２の間には次のような関係があればより望ましい。
Ｐｌ（Ｘ２／Ｘ１）＝Ｎ・Ｐｄ
ここで、Ｎは整数、Ｐｌは、格子における吸収体の配列ピッチ、Ｐｄは、検出部の検出面に配列されている検出素子の配列ピッチである。

［作用・効果］本発明によれば、装置構成の小さな放射線位相差撮影装置を提供することができる。すなわち、マルチスリットから格子までの距離Ｘ１と、マルチスリットから検出部までの距離Ｘ２との間にはＰｌ（Ｘ２／Ｘ１）＝Ｎ・Ｐｄという関係がある。このうちＸ２／Ｘ１は、拡大率と呼ばれ、格子の自己像が検出部上でどの程度拡大されるのかを示す指標となっている。格子における吸収体の配列ピッチＰｌ，検出部の検出面に配列されている検出素子の配列ピッチＰｄに応じて上式を満たすように拡大率Ｘ２／Ｘ１を決定して、これに基づいてＸ２およびＸ１を決定するようにすれば、自己像を構成する暗線の配列ピッチを検出部の検出素子の配列ピッチの整数倍にすることができる。これにより、自己像を確実に検出できる放射線位相差撮影装置を提供することができる。拡大率Ｘ２／Ｘ１を一定とした場合でも、距離Ｘ１を小さくすれば、距離Ｘ２を小さくすることができる。これにより、検出部を小さくすることができる。また、放射線位相差撮影装置の装置構成も小さくすることができる。

また、上述の放射線位相差撮影装置において、Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離よりも短ければより望ましい。

［作用・効果］上述の構成によれば、放射線位相差撮影装置の装置構成を確実に小さくすることができる。

本発明におけるマルチスリットから格子までの距離Ｘ１と、マルチスリットから検出部までの距離Ｘ２との間にはＰｌ（Ｘ２／Ｘ１）＝Ｎ・Ｐｄという関係がある。本発明では、格子における吸収体の配列ピッチＰｌ，検出部の検出面に配列されている検出素子の配列ピッチＰｄに応じて上式を満たすように拡大率Ｘ２／Ｘ１を決定して、これに基づいてＸ２およびＸ１を決定する。これにより、自己像を確実に検出できる放射線位相差撮影装置を提供することができる。拡大率Ｘ２／Ｘ１を一定とした場合でも、距離Ｘ１を小さくすれば、距離Ｘ２を小さくすることができる。したがって、本発明によれば、検出部を小さくすることができる。また、放射線位相差撮影装置の装置構成を小さくすることができる。

実施例１に係る放射線位相差撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係る放射線位相差撮影装置を構成する各部を説明する平面図である。 実施例１に係る放射線位相差撮影装置を構成する各部を説明する平面図である。 実施例１に係る自己像の拡大について説明する模式図である。 実施例１に係る各部の位置関係について説明する模式図である。 実施例１に係るＦＰＤに自己像が写り込む様子を説明する模式図である。 実施例１に係る関係式について説明する模式図である。 実施例１に係るタルボ距離とビジビリティとの関連性を示すグラフである。 従来構成の放射線位相差撮影装置を説明する模式図である。

本発明の放射線位相差撮影装置は、タルボ干渉を利用した透視画像の撮影装置となっている。Ｘ線は、本発明の放射線に相当する。ＦＰＤはフラットパネルディテクタの略である。

図１は、本発明に係る放射線位相差撮影装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように本発明に係る放射線源３は、電子が衝突する陽極３ａと、陽極３ａから放射されたＸ線を入射させるマルチスリット３ｂとを備えている。陽極３ａは、電子のターゲットであり、高速の電子を衝突させるとＸ線が発生する。Ｘ線は、単一の焦点ｐで生じる。放射線源３は、放射線を照射する。放射線源３は、特定の波長のＸ線を出力することを目的とした構成ではあるものの、波長の異なる複数種類の放射線も照射する。被写体Ｍは、位相格子５とＦＰＤ４の間に載置される。また、図９に示すように被写体をマルチスリット３ｂと位相格子５との間に載置する構成としてもよい。

陽極３ａを出射したファン状のＸ線ビームは、マルチスリット３ｂに入射する。マルチスリット３ｂは加工がしやすい例えば金などの素材で構成され、Ｘ線が透過しない程度の厚みを有している。図２左側は、本発明のマルチスリット３ｂを図示している。マルチスリット３ｂは、縦方向Ｙに伸びるスリットＳが横方向Ｘに配列した構成となっている。スリットＳの各々はマルチスリット３ｂの貫通孔である。スリットＳは、横方向Ｘに等間隔に配列されている。マルチスリット３ｂは、単一の発生点で生じた放射線を透過させるスリットＳがスリットＳの延伸方向に直交する方向である直交方向に一定のピッチで配列されており、スリットＳが設けられていない部分に入射した放射線を吸収する。

陽極３ａで発生したＸ線ビームは、マルチスリット３ｂに設けられたスリットＳのいずれかを通過して、マルチスリット３ｂから出射する。このとき、マルチスリット３ｂのスリットＳを通過したＸ線ビームの各々は干渉を起こし、コヒーレント性の高いＸ線ビームとなって、位相格子５に向かう（図１参照）。位相格子５は本発明の格子に相当する。

図２右側は、位相格子５を示している。位相格子５は、Ｘ線を吸収する線状に伸びる複数の吸収線５ａを有している。吸収線５ａは、延びる方向に直交する方向に所定のピッチで配列している。マルチスリット３ｂを出射したＸ線ビームは位相格子５を通過する。その際に、Ｘ線ビームの一部は位相格子５に吸収される。位相格子５から出射されるＸ線ビームは、吸収線５ａで吸収されずに残った明線が複数配列したパターンを写し込んだものとなる。位相格子５の吸収線５ａのピッチは十分に小さいので、明線同士で干渉が生じる。この干渉により、位相格子５からタルボ距離だけ離れた距離において位相格子５の像のようなスダレ状の像が生じる。この像は、単なる位相格子５の影ではなく、干渉により生じた干渉縞であることには注意が必要である。このような像を自己像と呼ぶ。位相格子５を出射したＸ線は、ＦＰＤ４に向かう（図１参照）。ＦＰＤ４は、放射線を検出する検出面４ａでタルボ干渉によって生じる位相格子５の自己像を検出する構成である。吸収線５ａは、本発明の吸収体に相当する。

ＦＰＤ４は、直接変換型のＸ線検出器である。すなわち、ＦＰＤ４は、Ｘ線を電子およびホールの対（電荷のキャリア対）に変換する変換層を有している。変換層で生じたキャリアは、検出素子４ｐの各々に捕獲され、蓄積される。検出素子４ｐにキャリアを出力する信号を送ると、検出素子４ｐは蓄積していたキャリアを検出信号として出力する。この検出素子４ｐの細かさがＦＰＤ４の空間分解能を決定する主な要因となっている。検出素子４ｐが小さいほどＦＰＤ４の空間分解能はよくなり、より微細な構造を検出できるようになる。変換層は、本発明の変換部に相当する。実施例１に係るＦＰＤ４は、Ｘ線により生じた蛍光を検出する構成を有していない。ＦＰＤは本発明の検出部に相当する。

ＦＰＤ４の変換層は、アモルファスセレン、ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ等で組成され、入射したＸ線を吸収して、電子とホールのキャリア対を発生させる性質を有している。このような変換層を有するＦＰＤ４が直接変換型と呼ばれる。Ｘ線を直接的にキャリア対に変換するという意味である。似たようなものとして、間接変換型のＦＰＤというものがある。このようなＦＰＤは、Ｘ線を吸収して蛍光を発する層と、蛍光を電気信号に変える層とを有している。

ＦＰＤに直接変換型を採用すると、検出の空間分解能が改善されるという利点がある。間接変換型の場合、ある発生点で発生した蛍光を検出しようとしても、蛍光はその発生点から広がって検出されるので発生点がどこなのか正確に分からなくなってしまう。これに比べ、直接変換型の場合、ある発生点でキャリア対が発生すると、発生した電荷は検出素子４ｐに引き寄せられて蓄積されるので、発生点がどこなのか比較的言い当てやすい。

図３は、ＦＰＤ４が有するＸ線の検出面４ａの構成を説明している。ＦＰＤ４の検出面４ａは、矩形となっている位相格子５の自己像が写り込むような形状をしている。したがって、ＦＰＤ４の検出面４ａは、位相格子５と同じように矩形の構造をしている。ＦＰＤ４の検出面４ａには、矩形の検出素子が縦横に配列されている。位相格子５が有する吸収線５ａの伸びる方向は、ＦＰＤ４の検出面４ａにおける検出素子４ｐが配列される方向である縦方向に一致し、位相格子５が有する吸収線５ａの配列する方向は、ＦＰＤ４の検出面４ａの横方向に一致している。位相格子５は、Ｘ線を吸収する１方向に伸びる吸収線が１方向と直交する方向に配列されている。

図４は、マルチスリット３ｂを出射したＸ線ビームがＦＰＤ４の検出面４ａに到達するまでの様子を説明している。マルチスリット３ｂを出射したＸ線ビームは、放射状に広がりながら位相格子５を通過してＦＰＤ４まで到達する。したがって、位相格子５の自己像は、ＦＰＤ４に到達されるまでに拡大されることになる。

＜本発明の最も特徴的な構成＞
図５は、本発明の最も特徴的な構成を説明している。すなわち、本発明の位相格子５とＦＰＤ４の距離は、タルボ距離とはなっていないのである。タルボ干渉の原理で考えるならば、位相格子５とＦＰＤ４の距離をタルボ距離にしないと、ＦＰＤ４の検出面４ａには位相格子５の自己像が写り込まないことになる。しかし、これは、タルボ干渉の原理から導かれる予想に過ぎない。実際の撮影では、位相格子５とＦＰＤ４を正確にタルボ距離にしなくても、位相差撮影に十分な程度に鮮明な自己像を得ることができる。本発明の位相格子５とＦＰＤ４との距離は、タルボ距離よりも短くなっている。このようにすることで、放射線源３からＦＰＤ４までの距離が短くなり、それだけ装置がコンパクトになる。

図５に示すように放射線源３（正確にはマルチスリット３ｂ）から位相格子５までの距離をＸ１とし、放射線源３（正確にはマルチスリット３ｂ）からＦＰＤ４までの距離をＸ２とする。この距離Ｘ１と距離Ｘ２には特別な関係があるのでその点について説明する。図６は、位相格子５の自己像がＦＰＤ４の検出面４ａに投影される様子を示している。自己像は、位相格子５のスダレ状のパターンを拡大したような像となっている。放射線源３から照射されるＸ線は、放射状に広がるので、像の拡大が生じたのである。この拡大率は、Ｘ２／Ｘ１に等しい。

図６に示すように、本発明に係る装置においては、自己像を構成する暗線の配列ピッチは、ＦＰＤ４の検出素子の配列ピッチＰｄの整数倍となっている。このように互いの配列ピッチを揃えるようにすれば、自己像を構成する暗線が隣り合う検出素子側にはみ出すことがない。暗線の全てが２つの検出素子配列に収まるように位相格子５とＦＰＤ４との位置合わせをすることができる。このようにすると、暗線の動きを正確に捉えることができる。暗線が検出素子の中央からずれていると、暗線が右方向にずれたときと左方向にずれたときとでＦＰＤ４の検出結果に差が出てしまうからである。

図７は、自己像を構成する暗線の配列ピッチがＦＰＤ４の検出素子の配列ピッチＰｄの整数倍となる条件について説明している。位相格子５における吸収線５ａの配列ピッチをＰｌとする。位相格子５が有しているスダレ状のパターンは、拡大された自己像となってＦＰＤ４の検出面上に写り込む。このときの拡大率はＸ２／Ｘ１となる。したがって、自己像を構成する暗線の配列ピッチは、Ｐｌ（Ｘ２／Ｘ１）に等しい。

したがって、本発明の装置は、次のような関係が成り立っている。
Ｐｌ（Ｘ２／Ｘ１）＝Ｎ・Ｐｄ
ただし、Ｎは整数である。図６は、Ｎが４に設定されている。したがって、自己像を構成する隣り合う暗線は、検出素子４つ分の幅だけ離れている。

本発明における上式の拡大率Ｘ２／Ｘ１は、従来構成の放射線位相差撮影装置と同一となっている。従来構成の放射線位相差撮影装置とはすなわち、位相格子５からＦＤＰ４までの距離がタルボ距離となっている構成である。本発明の放射線位相差撮影措置は、位相格子５とＦＤＰ４までの距離Ｘ２がタルボ距離にあり、放射線源３から位相格子５までの距離がＸ１となっている装置構成において、ＦＰＤ４に現れる位相格子５の自己像が位相格子５からどの程度拡大されるかを示す拡大率Ｘ２／Ｘ１を一定に保った状態で、距離Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離とは異なる距離に設定されている。

拡大率Ｘ２／Ｘ１を従来構成と一定にして装置構成を変更することには、次のようなメリットがある。すなわち、従来構成では、放射線源３と位相格子５とＦＰＤ４とが所定の位置に置かれた装置構成となっている。この各部の位置関係は次のように決められる。まず、位相格子５とＦＰＤ４との距離がタルボ距離にある必要がある。そうしないと自己像がＦＰＤ４の検出面上に現れないからである。続いて、自己像が位相格子５をある程度大きく拡大したものとなっている必要がある。そうしないと、自己像が微細すぎてＦＰＤ４で検出できないからである。本発明によれば、位相格子５とＦＰＤ４との距離をタルボ距離にする必要は無いという点に注目している。しかしながら、自己像が位相格子５を十分に大きく拡大したものとなっていないと、自己像の検出ができないことは従来構成と同じである。自己像が元の位相格子５に対してＦＰＤ４上でどの程度大きく拡大されるかは、拡大率Ｘ２／Ｘ１で決定される。そこで、本発明では、拡大率を従来構成の拡大率の同一とている。こうすれば、距離Ｘ２を小さくしたとしても、自己像が微細すぎてＦＰＤ４で検出することができないというような事態が生じない。距離Ｘ２を小さくすれば、それに連れて距離Ｘ１も小さくなる。拡大率Ｘ２／Ｘ１は従来構成と同じだからである。

図８は、距離Ｘ２−Ｘ１をタルボ距離からずらすことの影響を調べたシミュレーション結果である。このシミュレーションでは、ある波長のＸ線を出力するものとして構成された放射線源３が実際にはその波長以外にも多様な波長のＸ線を出力することを前提として算出されたものである。グラフの縦軸はビジビリティＶであり、自己像の鮮明さを意味している。グラフの横軸は、位相格子５からＦＰＤ４までの距離Ｘ２−Ｘ１である。鮮明な自己像を得ようと思えば、位相格子５からＦＰＤ４までの距離Ｘ２をグラフの中で最も高いビジビリティＶに対応する距離に設定すればよいことになる。この距離がタルボ距離に相当する。図８に示すグラフをよく見ると、位相格子５からＦＰＤ４までの距離をタルボ距離よりも小さくするように設定したとしても、ビジビリティＶはさほど低下しないことに気がつく。つまり、距離Ｘ２−Ｘ１は、必ずしもタルボ距離にする必要は無いのである。

自己像生成部１１は、ＦＰＤ４の出力に基づいて位相格子５の自己像を生成する。生成された自己像は透視画像生成部１２に出力される。透視画像生成部１２は、位相格子５の自己像に基づいて被写体Ｍで生じたＸ線の位相差がイメージングされた透視画像を生成する。

自己像生成部１１および透視画像生成部１２は、ＣＰＵが各プログラムを実行することにより実現される。また、これら各部は、これらを担当する演算装置に分割して実行されてもよい。

以上のように、本発明によれば、装置構成の小さな放射線位相差撮影装置を提供することができる。本発明によれば、距離Ｘ２−Ｘ１をタルボ距離にする必要は無いことに注目した。放射線源３とＦＰＤ４との距離は、より自由に設定できるのである。とはいっても、自己像が位相格子５を十分に大きく拡大したものとなっていないと、自己像の検出ができない。自己像が元の位相格子５に対してＦＰＤ４上でどの程度大きく拡大されるかは、拡大率Ｘ２／Ｘ１で決定される。そこで、本発明では、拡大率を従来構成の拡大率の同一としている。こうすれば、放射線源３とＦＰＤ４までの距離Ｘ２を小さくしたとしても、自己像が微細すぎてＦＰＤ４で検出することができないというような事態が生じない。

また、マルチスリットから位相格子５までの距離Ｘ１と、マルチスリットからＦＰＤ４までの距離Ｘ２との間にはＰｌ（Ｘ２／Ｘ１）＝Ｎ・Ｐｄという関係がある。このうちＸ２／Ｘ１は、拡大率と呼ばれ、位相格子５の自己像がＦＰＤ４上でどの程度拡大されるのかを示す指標となっている。

位相格子５における吸収体の配列ピッチＰｌ，ＦＰＤ４の検出面４ａに配列されている検出素子の配列ピッチＰｄに応じて上式を満たすように拡大率Ｘ２／Ｘ１を決定して、これに基づいてＸ２およびＸ１を決定するようにすれば、自己像を構成する暗線の配列ピッチをＦＰＤ４の検出素子の配列ピッチの整数倍にすることができる。したがって、自己像を確実に検出できる放射線位相差撮影装置を提供することができる。拡大率Ｘ２／Ｘ１を一定とした場合でも、距離Ｘ１を小さくすれば、距離Ｘ２を小さくすることができる。これにより、ＦＰＤ４を小さくすることができる。また、放射線位相差撮影装置の装置構成を小さくすることができる。

本発明は上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。

（１）実施例１におけるＦＰＤ４の検出面４ａには何も設けてはいなかったが、本発明はこの構成に限られない。ＦＰＤ４の検出面４ａに吸収格子を設ける構成としてもよい。

（２）上述の実施例によれば、放射線源３は、波長の異なる複数種類の放射線を照射する構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。単色光の放射線を照射する放射線源３でも本発明を適応することができる。

（３）上述の実施例では、距離Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離となっている装置構成において、前記検出部に現れる前記格子の自己像が前記格子からどの程度拡大されるかを示す拡大率Ｘ２／Ｘ１が保たれる構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。実施例の説明は理想的な状態を示しており、タルボ距離に係る装置構成からＸ２／Ｘ１がわずかにずれる構成としても良い。Ｘ２／Ｘ１が理想の状態からわずかにずれると、それだけ位相格子５の自己像がＦＰＤ４上で拡大または縮小されて写り込む。これにより、自己像の暗線の全てが検出素子の中央に配置している図６のような状態が崩れ、自己像の暗線が検出素子の中央からずれる。この暗線のズレが最も激しいのは、自己像の端部（暗線の直交方向についての端部）ということになる。本発明においては、縞模様となっている自己像を構成する暗線が拡大率の変動により最も位置ズレが大きくなる自己像の端部において検出素子の幅１／２だけ大きく広がる上限の拡大率から、検出素子の幅１／２だけ小さく狭まる下限の拡大率の間の拡大率に設定するようにしてもよい。Ｘ２／Ｘ１を厳密に理想通りとしなくても、本発明の効果を損なうこともなく、自己像の撮影にさほど影響が現れることもない。

３ 放射線源
３ｂ マルチスリット
４ ＦＰＤ（検出部）
５ 位相格子（格子）

Claims (4)

1. 放射線を照射する放射線源と、
   放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、
   放射線を検出する検出面でタルボ干渉によって生じる前記格子の自己像を検出する検出部を備え、
   前記放射線源と前記検出部までの距離をＸ２とし、前記放射線源から前記格子までの距離がＸ１としたとき、Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離となっている装置構成における前記検出部に現れる前記格子の自己像が前記格子からどの程度拡大されるかを示す拡大率Ｘ２／Ｘ１を一定に保った状態で、Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離とは異なる距離に設定されていることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
2. 放射線を照射する放射線源と、
   放射線を吸収する１方向に伸びる吸収体が１方向と直交する方向に配列されている格子と、
   放射線を検出する検出面でタルボ干渉によって生じる前記格子の自己像を検出する検出部を備え、
   前記放射線源と前記検出部までの距離をＸ２とし、前記放射線源から前記格子までの距離がＸ１としたとき、Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離となっている装置構成における前記検出部に現れる前記格子の自己像が前記格子からどの程度拡大されるかを示す拡大率Ｘ２／Ｘ１を、縞模様となっている自己像を構成する暗線が拡大率の変動により最も位置ズレが大きくなる自己像の端部において前記検出部に配列されている検出素子の幅１／２だけ大きく広がる上限の拡大率から、前記検出素子の幅１／２だけ小さく狭まる下限の拡大率までの間の拡大率にすることで、Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離とは異なる距離に設定されていることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の放射線位相差撮影装置において、
   前記放射線源から前記格子までの距離Ｘ１と、前記放射線源から前記検出部までの距離Ｘ２の間には次のような関係があることを特徴とする放射線位相差撮影装置。
   Ｐｌ（Ｘ２／Ｘ１）＝Ｎ・Ｐｄ
   ここで、Ｎは整数、Ｐｌは、前記格子における吸収体の配列ピッチ、Ｐｄは、前記検出部の検出面に配列されている検出素子の配列ピッチである。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線位相差撮影装置において、
   Ｘ２−Ｘ１がタルボ距離よりも短いことを特徴とする放射線位相差撮影装置。

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