特許 6838531 放射線位相差撮影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6838531

(24)【登録日】2021年2月16日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】放射線位相差撮影装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/20 20180101AFI20210222BHJP

   G01N 23/041 20180101ALI20210222BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/20

   G01N23/041

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-171006(P2017-171006)

(22)【出願日】2017年9月6日

(65)【公開番号】特開2019-45412(P2019-45412A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2020年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100155608

【弁理士】

【氏名又は名称】大日方 崇

(72)【発明者】

【氏名】土岐 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】木村 健士

(72)【発明者】

【氏名】白井 太郎

(72)【発明者】

【氏名】佐野 哲

(72)【発明者】

【氏名】堀場 日明

(72)【発明者】

【氏名】森本 直樹

【審査官】 嶋田 行志

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００８／１０２５９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２０３０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０８４６５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００３９５３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１１５６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８５９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１０４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Optimization of in-line phase contrast particle image velocimetry using a laboratory x-ray source，Journal of Applied Physics，２０１２年１０月 １日，Vol.112 No.7，074701，doi: 10.1063/1.4757407

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２３／００−２３／２２７６

Ｇ０１Ｔ １／００− １／４０

Ｇ０１Ｔ ７／００− ７／１２

Ａ６１Ｂ ６／００− ６／１４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線源と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線に基づく画像信号を検出する画像信号検出器と、を含む画像信号生成系と、
前記Ｘ線源と前記画像信号検出器との間に配置され、前記Ｘ線源から照射されるＸ線により自己像を形成するための第１格子と、前記第１格子の自己像と干渉させるための第２格子と、を含む複数の格子と、
前記Ｘ線源と前記画像信号検出器との間に配置された被写体により生じるＸ線の位相ずれに基づく位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、
前記被写体を保持する被写体ステージと、
前記被写体ステージを、前記被写体ステージと前記第１格子との少なくとも一方を退避させた状態で、前記第１格子の前記Ｘ線源側と前記第１格子の前記第２格子側とに、前記第１格子を越えてＸ線の光軸方向へ移動させる移動機構と、を備える、放射線位相差撮影装置。

【請求項2】

前記被写体ステージを前記第１格子を越えて前記光軸方向へ移動させる際に、前記被写体ステージと前記第１格子との少なくとも一方を、前記被写体と前記第１格子とが前記光軸方向に干渉しない非干渉位置まで、前記光軸方向とは異なる方向に退避させるように構成されている、請求項１に記載の放射線位相差撮影装置。

【請求項3】

前記被写体ステージを支持する方向と前記第１格子を支持する方向とが互いに異なるように構成されている、請求項２に記載の放射線位相差撮影装置。

【請求項4】

前記移動機構は、前記被写体ステージを、前記光軸方向とは異なる方向に退避させるとともに、前記被写体ステージを前記第１格子を越えて前記光軸方向に移動させるように構成されている、請求項２または３に記載の放射線位相差撮影装置。

【請求項5】

前記第１格子を、前記光軸方向とは異なる方向に退避させる退避機構をさらに備え、
前記移動機構は、前記退避機構により前記第１格子を前記非干渉位置まで退避させた状態において、前記被写体ステージを前記第１格子を越えて前記光軸方向に移動させるように構成されている、請求項２または３に記載の放射線位相差撮影装置。

【請求項6】

前記被写体の位置を検出する位置検出部をさらに備え、
前記移動機構は、前記位置検出部により検出された前記被写体の位置に基づいて、前記退避機構により退避された前記第１格子の復帰位置以外の位置に前記被写体ステージを移動させるように構成されている、請求項５に記載の放射線位相差撮影装置。

【請求項7】

前記移動機構は、前記被写体ステージを、前記第１格子の前記Ｘ線源側の第１範囲と、前記第１格子の前記第２格子側において前記第１格子からの距離が前記第１範囲と略等しい第２範囲とに移動させることが可能に構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線位相差撮影装置。

【請求項8】

前記Ｘ線源と前記第１格子との間に配置され、前記Ｘ線源から照射されたＸ線の可干渉性を高めるための第３格子をさらに備え、
前記移動機構は、前記被写体ステージを、前記第１格子から前記第３格子までに渡る範囲、および、前記第１格子から前記第２格子までに渡る範囲で、前記光軸方向に移動させることが可能に構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の放射線位相差撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、放射線位相差撮影装置に関し、特に、Ｘ線の位相ずれに基づく位相コントラスト画像を生成する放射線位相差撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、Ｘ線の位相ずれに基づく位相コントラスト画像を生成する放射線位相差撮影装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、Ｘ線を発生するＸ線源と、Ｘ線源から発生したＸ線を回折する第１格子と、第１格子で回折したＸ線をさらに回折してモアレパターンを発生させる第２格子と、第２格子で発生させたモアレパターンを検出するＸ線画像検出器（画像信号検出器）とを備えた、Ｘ線撮像装置（放射線位相差撮影装置）が開示されている。上記特許文献１のＸ線撮像装置は、被写体を、Ｘ線源と第１格子との間に配置してＸ線撮影を行い、被写体により生じるＸ線の位相ずれに基づく位相コントラスト画像を生成するように構成されている。

【0004】

上記特許文献１のＸ線撮像装置では、位相コントラスト画像におけるコントラストの大きさは、被写体の第１格子からの距離と負の相関がある。したがって、上記特許文献１のＸ線撮像装置では、位相コントラスト画像において視認性（視認可能なコントラスト）を確保できる被検体の位置が、Ｘ線源と第１格子との間において、第１格子に近い側の範囲に限定されることが一般的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２００９／１０４５６０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、上記特許文献１の放射線位相差撮影装置では、位相コントラスト画像における被写体の拡大縮小率は、被写体のＸ線源からの距離に依存する。したがって、拡大縮小率を変更するためには、Ｘ線源と画像信号検出器との間において被写体の位置をＸ線の光軸方向に沿って変更する必要がある。しかしながら、上記特許文献１の放射線位相差撮影装置では、被写体がＸ線源と第１格子との間に配置されるので、被写体の位置を光軸方向に変更させることができる範囲が、第１格子のＸ線源側に限定される。このため、位相コントラスト画像における視認性を確保することを前提とした場合、位相コントラスト画像における被写体の拡大縮小率の可変範囲が第１格子のＸ線源側の第１格子に近い側の範囲に限定され易いという問題点があると考えられる。

【0007】

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、この発明の１つの目的は、位相コントラスト画像において、視認性を確保しつつ、被写体の拡大縮小率の可変範囲を拡張することが可能な放射線位相差撮影装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による放射線位相差撮影装置は、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線に基づく画像信号を検出する画像信号検出器と、を含む画像信号生成系と、Ｘ線源と画像信号検出器との間に配置され、Ｘ線源から照射されるＸ線により自己像を形成するための第１格子と、第１格子の自己像と干渉させるための第２格子と、を含む複数の格子と、Ｘ線源と画像信号検出器との間に配置された被写体により生じるＸ線の位相ずれに基づく位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、被写体を保持する被写体ステージと、被写体ステージを、被写体ステージと第１格子との少なくとも一方を退避させた状態で、第１格子のＸ線源側と第１格子の第２格子側とに、第１格子を越えてＸ線の光軸方向へ移動させる移動機構と、を備える。

【0009】

この発明の一の局面による放射線位相差撮影装置では、上記構成により、被写体ステージを、第１格子のＸ線源側と第２格子側とに移動機構により移動させることができる。これにより、第１格子のＸ線源側のみで被写体ステージの位置を変更する構成と比較して、被写体ステージを光軸方向へ移動させることが可能な範囲を第１格子のＸ線源側に加えて第２格子側にも拡張することができる。位相コントラスト画像におけるコントラストの大きさは、被写体の第１格子からの距離に依存するので、被写体ステージを、第１格子に対してＸ線源側と第２格子側との両方に移動できる場合、コントラストが同等のレベルの範囲を、第１格子のＸ線源側と第２格子側との両方に確保することができる。その結果、位相コントラスト画像において、視認性を確保しつつ、被写体の拡大縮小率の可変範囲を拡張することができる。

【0010】

上記一の局面による放射線位相差撮影装置において、好ましくは、被写体ステージを第１格子を越えてＸ線の光軸方向へ移動させる際に、被写体ステージと第１格子との少なくとも一方を、被写体と第１格子とが光軸方向に干渉しない非干渉位置まで、光軸方向とは異なる方向に退避させるように構成されている。このように構成すれば、被写体ステージを第１格子を越えてＸ線の光軸方向へ移動させる際に、被写体と第１格子とが干渉することを抑制することができる。

【0011】

この場合、好ましくは、被写体ステージを支持する方向と第１格子を支持する方向とが互いに異なるように構成されている。ここで、被写体ステージと第１格子とが同じ方向から支持される場合、被写体ステージを支持する構造および第１格子を支持する構造とを互いに直交する方向に移動させなければ、被写体ステージまたは第１格子を非干渉位置まで退避させることができない。これに対して、被写体ステージと第１格子とが異なる方向から支持される場合、被写体ステージを支持する構造および第１格子を支持する構造とが互いに直交する方向に加えて、被写体ステージを支持する構造および第１格子を支持する構造を互いに遠ざかる方向へ移動させることによっても、被写体ステージまたは第１格子を非干渉位置に退避させることができる。したがって、被写体ステージと第１格子とを異なる方向から支持することによって、被写体ステージと第１格子とが同じ方向から支持される場合と比較して、被写体ステージを支持する構造と第１格子を支持する構造とが干渉しないようにするための配置の制限を受けにくくすることができる。また、被写体ステージを支持する構造および第１格子を支持する構造を互いに遠ざかる方向へ移動させる場合、被写体ステージおよび第１格子に対して、それぞれ、支持される方向に退避させることができるので、簡素な装置構成を実現することができる。その結果、被写体ステージと第１格子とを同じ方向から支持する場合と比較して、被写体と第１格子とが干渉することを容易に抑制することができる。

【0012】

上記被写体ステージと第１格子との少なくとも一方を非干渉位置まで退避させる構成において、好ましくは、移動機構は、被写体ステージを、光軸方向とは異なる方向に退避させるとともに、被写体ステージを第１格子を越えて光軸方向に移動させるように構成されている。このように構成すれば、１つの移動機構により、被写体ステージを、非干渉位置まで退避させるとともに、第１格子を越えて光軸方向に移動させることができる。その結果、少ない部品点数で、被写体と第１格子とが干渉することなく、被写体ステージを第１格子を越えてＸ線の光軸方向へ移動させるための装置構成（移動機構の簡素化）を実現することができる。

【0013】

上記被写体ステージと第１格子との少なくとも一方を非干渉位置まで退避させる構成において、好ましくは、第１格子を、光軸方向とは異なる方向に退避させる退避機構をさらに備え、移動機構は、退避機構により第１格子を非干渉位置まで退避させた状態において、被写体ステージを第１格子を越えて光軸方向に移動させるように構成されている。このように構成すれば、退避機構および移動機構を、それぞれ、非干渉位置まで退避させるための機能、および、第１格子を光軸方向に移動させるための機能に特化した単純な構成にすることができる。その結果、装置構成の複雑化を抑制しつつ、被写体と第１格子とが干渉することなく、被写体ステージを第１格子を越えてＸ線の光軸方向へ移動させるための装置構成（移動機構の簡素化）を実現することができる。

【0014】

上記退避機構を備える構成において、好ましくは、被写体の位置を検出する位置検出部をさらに備え、移動機構は、位置検出部により検出された被写体の位置に基づいて、退避機構により退避された第１格子の復帰位置以外の位置に被写体ステージを移動させるように構成されている。このように構成すれば、退避機構により退避された第１格子を撮影位置に復帰させる際に、第１格子が被写体と接触することを回避することができる。

【0015】

上記一の局面による放射線位相差撮影装置において、好ましくは、移動機構は、被写体ステージを、第１格子のＸ線源側の第１範囲と、第１格子の第２格子側において第１格子からの距離が第１範囲と略等しい第２範囲とに移動させることが可能に構成されている。このように構成すれば、第１格子からの距離が略等しいことにより互いに位相コントラスト画像におけるコントラストが略等しくなる位置を、第１範囲と第２範囲のいずれにも含まれるようにすることができる。その結果、コントラストを殆ど変えることなく拡大縮小率を変えた位相コントラスト画像を確実に生成することができる。

【0016】

上記一の局面による放射線位相差撮影装置において、好ましくは、Ｘ線源と第１格子との間に配置され、Ｘ線源から照射されたＸ線の可干渉性を高めるための第３格子をさらに備え、移動機構は、被写体ステージを、第１格子から第３格子までに渡る範囲、および、第１格子から第２格子までに渡る範囲で、光軸方向に移動させることが可能に構成されている。このように構成すれば、第３格子が含まれる構成において、被写体ステージを移動させることが可能な範囲を、第３格子と第２格子との間で最大化することができる。その結果、第３格子が含まれる構成において、位相コントラスト画像における被写体の拡大縮小率の可変幅を最大限拡張することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、上記のように、位相コントラスト画像において、視認性を確保しつつ、被写体の拡大縮小率の可変範囲を拡張することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態による放射線位相差撮影装置の全体構成を示した模式図である。

【図2】第１実施形態による放射線位相差撮影装置において、被写体ステージを非干渉位置へ退避させる様子を示した図である。

【図3】第１実施形態による放射線位相差撮影装置において、非干渉位置へ退避させた被写体ステージを第１格子を越えて光軸方向に移動させる様子を示した図である。

【図4】第１実施形態による放射線位相差撮影装置において、第１格子を越えて光軸方向に移動させた被写体ステージを撮影位置へ復帰させる様子を示した図である。

【図5】被写体の位置と位相コントラスト画像の拡大縮小率との関係を説明するための図である。

【図6】被写体の位置と位相コントラスト画像におけるコントラストとの関係を説明するための図である。

【図7】被写体の位置と位相コントラスト画像におけるコントラストとの関係を説明するための別の図である。

【図8】位相コントラスト画像の拡大縮小率と位相コントラスト画像におけるコントラストとの関係を説明するための図である。

【図9】本発明の第２実施形態による放射線位相差撮影装置の全体構成を示した模式図である。

【図10】第２実施形態による放射線位相差撮影装置において、第１格子を非干渉位置へ退避させる様子を示した図である。

【図11】第２実施形態による放射線位相差撮影装置において、第１格子を非干渉位置へ退避させた状態で被写体ステージを第１格子を越えて光軸方向に移動させる様子を示した図である。

【図12】第２実施形態による放射線位相差撮影装置において、被写体ステージを第１格子を越えて光軸方向に移動させた状態で第１格子を撮影位置へ復帰させる様子を示した図である。

【図13】本発明の第１実施形態の変形例による放射線位相差撮影装置の全体構成を示した模式図である。

【図14】本発明の第２実施形態の第１変形例による放射線位相差撮影装置の全体構成を示した模式図である。

【図15】本発明の第２実施形態の第２変形例による放射線位相差撮影装置の全体構成を示した模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

［第１実施形態］
図１を参照して、本発明の第１実施形態によるＸ線位相イメージング装置１００の構成について説明する。なお、Ｘ線位相イメージング装置１００は、特許請求の範囲の「放射線位相差撮影装置」の一例である。

【0021】

（Ｘ線位相イメージング装置の構成）
Ｘ線位相イメージング装置１００は、図１に示すように、Ｘ線源１１と、画像信号検出器１２と、を含む画像信号生成系１０と、第１格子Ｇ１と、第２格子Ｇ２と、を含む複数の格子と、制御部２１と、被写体ステージ３０と、移動機構４０と、格子保持部５０と、を備えている。

【0022】

Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１１と、第１格子Ｇ１と、第２格子Ｇ２と、画像信号検出器１２とが、Ｘ線の照射軸方向（光軸方向、Ｚ方向）に、この順に並んで配置されている。すなわち、第１格子Ｇ１および第２格子Ｇ２は、Ｘ線源１１と画像信号検出器１２との間に配置されている。なお、本明細書において、Ｘ線の光軸方向と直交する水平方向および鉛直方向を、それぞれ、Ｘ方向およびＹ方向とする。

【0023】

Ｘ線源１１は、高電圧が印加されることにより、Ｘ線を発生させる。Ｘ線源１１は、発生されたＸ線を微小焦点で照射するように構成されている。

【0024】

第１格子Ｇ１は、通過するＸ線の位相を変化させる回折格子（位相格子）である。第１格子Ｇ１は、Ｙ方向に所定の周期（格子ピッチ）ｄ１で配列されるスリットＧ１ａおよびＸ線吸収部Ｇ１ｂを有している。各スリットＧ１ａおよびＸ線吸収部Ｇ１ｂは、Ｘ方向に延びるように形成されている。

【0025】

第１格子Ｇ１は、Ｘ線源１１と第２格子Ｇ２との間に配置されており、Ｘ線源１１から照射されたＸ線により（タルボ効果によって）自己像を形成するために設けられている。なお、タルボ効果は、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、格子の像（自己像）が形成されることを意味する。

【0026】

第２格子Ｇ２は、Ｙ方向に所定の周期（格子ピッチ）ｄ２で配列される複数のスリットＧ２ａおよびＸ線吸収部Ｇ２ｂを有している。各スリットＧ２ａおよびＸ線吸収部Ｇ２ｂは、Ｘ方向に延びるように形成されている。

【0027】

第２格子Ｇ２は、第１格子Ｇ１と画像信号検出器１２との間に配置されており、第１格子Ｇ１により形成された自己像と干渉させるために設けられている。第２格子Ｇ２は、自己像と第２格子Ｇ２とを干渉させるために、第１格子Ｇ１からタルボ距離だけ離れた位置に配置されている。

【0028】

画像信号検出器１２は、Ｘ線源１１から照射された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する。画像信号検出器１２は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。画像信号検出器１２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（画素ピッチ）で、Ｘ方向およびＹ方向に並んで配置されている。画像信号検出器１２の検出信号（画像信号）は、制御部２１が備える画像処理部２１ａへと送られる。

【0029】

制御部２１は、Ｘ線画像を生成可能な画像処理部２１ａを備えている。また、制御部２１は、移動機構４０の動作を制御するように構成されている。制御部２１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。

【0030】

画像処理部２１ａは、画像信号検出器１２から送られた検出信号に基づいて、位相コントラスト画像をを生成するように構成されている。画像処理部２１ａは、たとえば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や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。位相コントラスト画像は、第１格子Ｇ１や第２格子Ｇ２を使用して撮影した画像の総称であって、例えば、吸収像、位相微分像、暗視野像の少なくとも１つを含む。吸収像は、被写体ＴによるＸ線の吸収度合の差に基づいて画像化したＸ線画像である。位相微分像は、Ｘ線の位相のずれに基づいて画像化したＸ線画像である。暗視野像は、物体の小角散乱に基づくＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙの変化によって得られる、Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ像のことである。また、暗視野像は、小角散乱像とも呼ばれる。「Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ」とは、鮮明度のことである。

【0031】

位相コントラスト画像は、第１格子Ｇ１または第２格子Ｇ２の少なくともいずれかを格子のピッチの方向（Ｙ方向）に並進させた場合のＸ線の信号強度変化曲線に基づいて生成される。具体的には、位相微分像は、被写体Ｔを通過したＸ線が屈折することを利用して、被写体Ｔを配置しない場合のＸ線の信号強度変化曲線に対する、被写体Ｔを配置した場合のＸ線の信号強度変化曲線の位相のずれの大きさを画像化することにより生成される。吸収像は、被写体Ｔを配置しない場合の（信号強度変化曲線に含まれる）Ｘ線の検出強度に対する、被写体Ｔを配置した場合の（信号強度変化曲線に含まれる）Ｘ線の検出強度の差を画像化することにより生成される。暗視野像は、被写体Ｔを配置しない場合のＸ線の信号強度変化曲線の振幅に対する、被写体Ｔを配置した場合のＸ線の信号強度変化曲線の振幅の減少量（つぶれ方）の大きさを画像化することにより生成される。

【0032】

被写体ステージ３０は、被写体Ｔを保持することが可能な載置面３０ａを有する。被写体ステージ３０は、たとえば、図示しないチャック機構やハンド機構等の被写体ステージ３０の保持機構を有していてもよい。また、被写体ステージ３０は、移動機構４０により光軸方向と直交する鉛直方向の下側（Ｙ１方向）から支持されるように構成されている。

【0033】

移動機構４０は、被写体ステージ３０を光軸方向（Ｚ方向）へ移動させることが可能に構成されている。移動機構４０は、可動ベース部４１と、直動機構４２と、駆動部４３と、を備えている。

【0034】

可動ベース部４１は、被写体ステージ３０の下方に配置され、被写体ステージ３０を支持するように構成されている。すなわち、可動ベース部４１は、被写体ステージ３０とともに光軸方向へ移動するように構成されている。なお、可動ベース部４１は、光軸方向において、Ｘ線源１１と第２格子Ｇ２との間で移動可能に構成されている。

【0035】

直動機構４２は、可動ベース部４１を被写体ステージとともに光軸方向に移動させるための直動機構である。直動機構４２は、軸部４２ａと、移動部４２ｂと、動力入力部４２ｃと、を含む。

【0036】

直動機構４２は、ボールネジ機構である。すなわち、軸部４２ａは、光軸方向に延びるボールネジ軸であり、移動部４２ｂを光軸方向に移動させる。移動部４２ｂは、軸部４２ａに螺合するボールナットであり、可動ベース部４１に固定される。動力入力部４２ｃは、駆動部４３から入力された動力を軸部４２ａに伝達して軸部４２ａを回転させる。

【0037】

駆動部４３は、直接、又は図示しない駆動伝達部を介して、動力入力部４２ｃへ動力を入力するように構成されている。駆動部４３は、たとえば、サーボモータやステッピングモータなどのモータである。駆動部４３の動作は、制御部２１により制御される。

【0038】

格子保持部５０は、第１格子Ｇ１を保持する格子保持部５１と、第２格子Ｇ２を保持する格子保持部５２とを備えている。第１格子Ｇ１および第２格子Ｇ２は、それぞれ、格子保持部５１および格子保持部５２により光軸方向と直交する鉛直方向の上側（Ｙ２方向）から支持されるように構成されている。すなわち、第１実施形態では、被写体ステージ３０を支持する方向（Ｙ１方向）と第１格子Ｇ１を支持する方向（Ｙ２方向）とが互いに異なるように構成されている。

【0039】

以上の構成により、Ｘ線位相イメージング装置１００では、移動機構４０により、被写体Ｔを保持する被写体ステージ３０を、（Ｘ線の照射範囲９０内の）の撮影位置Ｐ１において、Ｘ線源１１と第１格子Ｇ１との間の範囲ＲＭ１で、光軸方向に移動させることが可能である。

【0040】

（被写体ステージを第１格子を越えて光軸方向へ移動させるための構成）
ここで、第１実施形態では、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えて光軸方向へ移動することが可能に構成されている。なお、被写体ステージ３０をＸ線源と第１格子Ｇ１との間で光軸方向に移動させた場合、被写体Ｔおよび被写体ステージ３０が、Ｘ線源１１または第１格子と干渉するのを回避する必要がある。

【0041】

そこで、図１を参照して、被写体ステージ３０を干渉させることなく第１格子Ｇ１を越えて光軸方向（Ｚ方向）へ移動させるための構成について説明する。

【0042】

図１に示すように、移動機構４０は、直動機構４４と、駆動部４５と、をさらに備えている。

【0043】

直動機構４４は、被写体ステージ３０を光軸方向と直交する鉛直方向（Ｙ方向）に移動させるための直動機構（昇降機構）である。直動機構４４は、軸部４４ａと、移動部４４ｂと、動力入力部４４ｃと、を含む。

【0044】

直動機構４４は、直動機構４２と同様に、ボールネジ機構である。すなわち、軸部４４ａは、鉛直方向に延びるボールネジ軸であり、移動部４４ｂを鉛直方向に移動させる。移動部４４ｂは、軸部４４ａに螺合するボールナットであり、被写体ステージ３０に固定される。動力入力部４４ｃは、可動ベース部４１に固定されており、駆動部４５から入力された動力を軸部４４ａに伝達して軸部４４ａを回転させる。

【0045】

駆動部４５は、直接、又は図示しない駆動伝達部を介して、動力入力部４４ｃへ動力を入力するように構成されている。駆動部４５は、たとえば、サーボモータやステッピングモータなどのモータである。駆動部４５の動作は、制御部２１により制御される。

【0046】

以上の構成により、Ｘ線位相イメージング装置１００では、移動機構４０により、被写体ステージ３０を、光軸方向と直交する鉛直方向（Ｙ方向）に移動させることが可能である。さらに、移動機構４０は、被写体ステージ３０を、撮影位置Ｐ１から、光軸方向から見て、被写体Ｔおよび被写体ステージ３０が第１格子Ｇ１と重複（オーバラップ）しない位置までＹ１方向に移動させることが可能に構成されている。すなわち、第１実施形態では、Ｘ線位相イメージング装置１００は、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えてＸ線の光軸方向（Ｚ方向）へ移動させる際に、被写体ステージ３０を、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが光軸方向に干渉しない非干渉位置Ｐ２まで、光軸方向とは異なる方向（Ｙ１方向）に退避させるように構成されている。

【0047】

（被写体ステージの第１格子を越えた光軸方向への移動）
次に、図２〜図４を参照して、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えて光軸方向へ移動させる動作について説明する。なお、被写体Ｔの現在の位置が、図１のように、撮影位置Ｐ１にあるものとする。また、被写体Ｔの現在の位置が、図１のように、Ｚ方向において、Ｘ線源１１と第１格子Ｇ１との間にあるものとする。

【0048】

まず、図２に示すように、制御部２１が移動機構４０を制御して、撮影位置Ｐ１にある被写体Ｔおよび被写体ステージ３０を非干渉位置Ｐ２まで退避させる。具体的には、制御部２１は、駆動部４５を駆動させて、直動機構４４により、被写体Ｔが保持された被写体ステージ３０をＹ１方向に（被写体Ｔが非干渉位置Ｐ２まで退避するのに必要な）所定の距離（Ｐ１−Ｐ２分）だけ移動させる。

【0049】

次に、図３に示すように、制御部２１が移動機構４０を制御して、被写体Ｔが非干渉位置Ｐ２にある状態で被写体Ｔおよび被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えて光軸方向に移動させる。具体的には、制御部２１は、駆動部４３を駆動させて、直動機構４２により、被写体Ｔが保持された被写体ステージ３０をＺ２方向に（被写体Ｔが光軸方向において第１格子Ｇ１を越えるのに必要な）所定の距離だけ移動させる。

【0050】

そして、図４に示すように、制御部２１が移動機構４０を制御して、第１格子Ｇ１と第２格子Ｇ２との間かつ非干渉位置Ｐ２にある被写体Ｔを撮影位置Ｐ１に復帰させる。具体的には、制御部２１は、駆動部４５を駆動させて、直動機構４４により、被写体Ｔが保持された被写体ステージ３０をＹ２方向に（被写体Ｔが撮影位置Ｐ１まで復帰するのに必要な）所定の距離（Ｐ２−Ｐ１分）だけ移動させる。

【0051】

以上のように、第１実施形態では、移動機構４０が、被写体ステージ３０を、光軸方向（Ｚ方向）とは異なる方向（Ｙ１方向）の非干渉位置Ｐ２に退避させるとともに、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えて光軸方向（Ｚ方向）に移動させるように構成されている。

【0052】

したがって、Ｘ線位相イメージング装置１００では、被写体Ｔを保持する被写体ステージ３０を、移動機構４０により、Ｘ線源１１と第１格子Ｇ１との間の範囲ＲＭ１に加えて、第１格子Ｇ１と第２格子Ｇ２との間の範囲ＲＭ２（図４参照）で、光軸方向に移動させることが可能である。なお、Ｘ線源１１と第１格子Ｇ１との距離と、第１格子Ｇ１と第２格子Ｇ２との距離とは、第１格子Ｇ１の格子ピッチｄ１と第２格子Ｇ２の格子ピッチｄ２とに依存するので、範囲ＲＭ１および範囲ＲＭ２の大きさは、図中に描いているように、略等しい距離になるとは限らない。

【0053】

（被写体の位置と位相コントラスト画像の拡大縮小率との関係）
次に、図５および図８を参照して、Ｘ線源１１と画像信号検出器１２との間における被写体Ｔの位置と、位相コントラスト画像の拡大縮小率との関係について説明する。

【0054】

図５（ａ）に示すように、被写体ＴをＸ線源から距離Ｌ１の位置に配置させた場合、画像信号検出器１２により検出される被写体ＴのＹ方向の大きさはＨ１となる。これに対して、図５（ｂ）に示すように、被写体ＴをＸ線源１１から（距離Ｌ１よりも小さい）距離Ｌ２の位置に配置させた場合、画像信号検出器１２に検出される被写体Ｔの（Ｙ方向の）大きさは（Ｈ１よりも大きい）Ｈ２となる。

【0055】

すなわち、被写体ＴをＸ線源１１側（Ｚ１側）に近づけることにより、位相コントラスト画像における被写体Ｔを拡大させることができる。また、被写体Ｔを画像信号検出器１２側（Ｚ２側）に近づけることにより、位相コントラスト画像における被写体Ｔを縮小させることができる。なお、図５では、被写体Ｔを第１格子Ｇ１と第２格子Ｇ２との間に配置させた例を示していないが、被写体Ｔの拡大および縮小に関する性質は、Ｘ線源１１と第１格子Ｇ１との間に配置させた場合と同様である。したがって、図８（ａ）に示すように、Ｘ線位相イメージング装置１００では、位相コントラスト画像における拡大率は、光軸方向におけるＸ線源１１から被写体Ｔまでの距離と負の相関がある。

【0056】

（被写体の位置と位相コントラスト画像におけるコントラストとの関係）
次に、図６〜図８を参照して、Ｘ線源１１と画像信号検出器１２との間における被写体Ｔの位置と、位相コントラスト画像におけるコントラストとの関係について説明する。

【0057】

図６（ａ）および図６（ｂ）では、被写体Ｔを、Ｘ線源１１と第１格子Ｇ１との間に配置させた場合を示している。図７（ａ）および図７（ｂ）では、被写体Ｔを、第１格子Ｇ１と第２格子Ｇ２との間に配置させた場合を示している。また、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）および図７（ｂ）では、被写体Ｔを配置した場合のＸ線を実線で、被写体Ｔを配置しない場合のＸ線を鎖線で示している。また、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）および図７（ｂ）では、被写体Ｔの同位置に照射されたＸ線（実線）が、所定の角度で屈折される場合を示している。

【0058】

図６（ａ）に示すように、被写体Ｔを第１格子Ｇ１からＸ線源１１側（Ｚ１側）に距離ＧＬ１の位置に配置した場合、被写体Ｔを配置した場合と、被写体Ｔを配置しない場合との間で、第１格子Ｇ１を通過したＸ線が到達する位置がずれ量Ｄ１だけずれる。また、図６（ｂ）に示すように、第１格子Ｇ１からＸ線源１１側（Ｚ１側）に（距離ＧＬ１よりも大きい）距離ＧＬ２の位置に配置した場合、被写体Ｔを配置した場合と、被写体Ｔを配置しない場合との間で、第１格子Ｇ１を通過したＸ線が到達する位置が（ずれ量Ｄ１よりも小さい）ずれ量Ｄ２だけずれる。

【0059】

図７（ａ）に示すように、被写体Ｔを第１格子Ｇ１から第２格子Ｇ２側（Ｚ２側）に距離ＧＬ１の位置に配置した場合、被写体Ｔを配置した場合と、被写体Ｔを配置しない場合との間で、第１格子Ｇ１を通過したＸ線が到達する位置がずれ量Ｄ１だけずれる。また、図７（ｂ）に示すように、第１格子Ｇ１から第２格子Ｇ２側（Ｚ２側）に距離ＧＬ２の位置に配置した場合、被写体Ｔを配置した場合と、被写体Ｔを配置しない場合との間で、第１格子Ｇ１を通過したＸ線が到達する位置がずれ量Ｄ２だけずれる。

【0060】

すなわち、被写体ＴをＸ線源１１側と第２格子Ｇ２側とのいずれに配置した場合でも、被写体Ｔを第１格子Ｇ１に近付ける（被写体Ｔと第１格子Ｇ１との距離を小さくする）ことにより、被写体ＴによるＸ線の位相のずれが大きくなる。また、被写体Ｔを第１格子Ｇ１から遠ざける（被写体Ｔと第１格子Ｇ１との距離を大きくする）ことにより、被写体ＴによるＸ線の位相のずれが小さくなる。したがって、図８（ｂ）に示すように、Ｘ線の位相のずれの大きさ（位相コントラスト画像におけるコントラスト）は、被写体Ｔの第１格子Ｇ１からの距離と負の相関がある。

【0061】

(位相コントラスト画像の拡大縮小率と位相コントラスト画像におけるコントラストとの関係)
なお、図８（ｂ）に示すように、位相コントラスト画像におけるコントラストは、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側と第２格子Ｇ２側とで、第１格子Ｇ１からの距離と同じ比率で負の相関がある。具体的には、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側において、第１格子Ｇ１からの距離ＧＬの位置に被写体Ｔを配置した場合のコントラストは、第１格子Ｇ１の第２格子Ｇ２側において、第１格子Ｇ１からの距離ＧＬの位置に被写体Ｔを配置した場合のコントラストと略等しい。

【0062】

ここで、Ｘ線位相イメージング装置１００では、上記したように、被写体Ｔを、撮影位置Ｐ１において、Ｘ線源１１と第１格子Ｇ１との間の範囲ＲＭ１、および、第１格子Ｇ１と第２格子Ｇ２との間の範囲ＲＭ２で、光軸方向に移動させることが可能である。したがって、第１実施形態では、範囲ＲＭ１、範囲ＲＭ２の範囲内において、被写体ステージ３０を、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側の第１範囲Ｒ１と、第１格子Ｇ１の第２格子Ｇ２側において第１格子Ｇ１からの距離ＧＬが第１範囲Ｒ１と等しい第２範囲Ｒ２とに移動させることが可能である。

【0063】

これにより、第１格子Ｇ１からの距離ＧＬが等しいことにより互いに位相コントラスト画像におけるコントラストが略等しくなる位置が、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側と第２格子Ｇ２側とのいずれにも含まれる。すなわち、Ｘ線位相イメージング装置１００では、範囲ＲＭ１、範囲ＲＭ２の範囲内で、それぞれ、第１格子Ｇ１からの距離ＧＬが等しくなる２箇所において、被写体Ｔの撮影を行うことが可能である。その結果、Ｘ線位相イメージング装置１００では、略等しいコントラストで、２種類の拡大率のＸ線画像を撮影することが可能である。また、Ｘ線位相イメージング装置１００では、図８に示すように、距離ＧＬに対応するコントラストの変動幅の範囲内でありながら、２×ＧＬ分の範囲で拡大率を変更することが可能である。なお、第１範囲Ｒ１および第２範囲Ｒ２の幅は、被写体Ｔのコントラストに依存した第１格子Ｇ１からの距離ＧＬにより決定される。また、第１範囲Ｒ１および第２範囲Ｒ２の幅は、それぞれ、範囲ＲＭ１および範囲ＲＭ２を超えることはない。

【0064】

（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。

【0065】

第１実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、被写体Ｔを保持する被写体ステージ３０を移動させる移動機構４０を備える。移動機構４０は、被写体ステージ３０を、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側（Ｚ１側）と第１格子Ｇ１の第２格子Ｇ２側（Ｚ２側）とに移動させることができる。これにより、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側のみで被写体ステージ３０の位置を変更する構成と比較して、被写体ステージ３０を光軸方向（Ｚ軸方向）へ移動させることが可能な範囲を第１格子Ｇ１のＸ線源１１側に加えて第２格子Ｇ２側にも拡張することができる。位相コントラスト画像におけるコントラストの大きさは、被写体Ｔの第１格子Ｇ１からの距離に依存するので、被写体ステージ３０を、第１格子Ｇ１に対してＸ線源１１側と第２格子Ｇ２側との両方に移動できる場合、コントラストが同等のレベルの範囲を、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側と第２格子Ｇ２側との両方に確保することができる。その結果、位相コントラスト画像において、視認性を確保しつつ、被写体Ｔの拡大縮小率の可変範囲を拡張することができる。

【0066】

また、第１実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置１００において、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えてＸ線の光軸方向（Ｚ方向）へ移動させる際に、被写体ステージ３０を、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが光軸方向に干渉しない非干渉位置Ｐ２まで、光軸方向とは異なる方向（Ｙ１方向）に退避させるように構成する。これにより、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えてＸ線の光軸方向へ移動させる際に、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが干渉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、Ｘ線位相イメージング装置１００において、被写体ステージ３０を支持する方向（Ｙ１方向）と第１格子Ｇ１を支持する方向（Ｙ２方向）とが互いに異なるように構成する。これにより、被写体ステージ３０と第１格子Ｇ１とを異なる方向から支持することによって、被写体ステージ３０と第１格子Ｇ１とが同じ方向から支持される場合と比較して、被写体ステージ３０を支持する構造（移動機構４０）と第１格子Ｇ１を支持する構造（格子保持部５１）とが干渉しないようにするための配置の制限を受けにくい。また、被写体ステージ３０を支持する構造および第１格子Ｇ１を支持する構造を互いに遠ざかる方向へ移動させることにより、被写体ステージ３０に対して、支持される方向に退避させることができるので、簡素な装置構成を実現することができる。その結果、被写体ステージ３０と第１格子Ｇ１とを同じ方向から支持する場合と比較して、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが干渉することを容易に抑制することができる。

【0068】

また、第１実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置１００において、移動機構４０が、被写体ステージ３０を、光軸方向（Ｚ方向）とは異なる方向（Ｙ１方向）に退避させるとともに、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えて光軸方向に移動させるように構成する。これにより、１つの移動機構４０により、被写体ステージ３０を、非干渉位置Ｐ２まで退避させるとともに、第１格子Ｇ１を越えて光軸方向に移動させることができる。その結果、少ない部品点数で、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが干渉することなく、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えてＸ線の光軸方向へ移動させるための装置構成（移動機構４０の簡素化）を実現することができる。

【0069】

また、第１実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置１００において、移動機構４０が、被写体ステージ３０を、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側の第１範囲Ｒ１と、第１格子Ｇ１の第２格子Ｇ２側において第１格子Ｇ１からの距離ＧＬが第１範囲Ｒ１と等しい第２範囲Ｒ２とに移動させることが可能に構成する。これにより、第１格子Ｇ１からの距離ＧＬが等しいことにより互いに位相コントラスト画像におけるコントラストが等しくなる位置を、第１範囲Ｒ１と第２範囲Ｒ２のいずれにも含まれるようにすることができる。その結果、コントラストを変えることなく拡大縮小率を変えた位相コントラスト画像を確実に生成することができる。

【0070】

［第２実施形態］
次に、図９〜図１２を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、被写体ステージ３０に対して光軸方向（Ｚ方向）への移動と非干渉位置Ｐ２への退避との両方を行った移動機構４０を備える上記第１実施形態のＸ線位相イメージング装置１００とは異なり、非干渉位置Ｐ３への退避を行う機構を被写体ステージ３０の移動機構２４０とは別個に設けた例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付している。

【0071】

（Ｘ線位相イメージング装置の構成）
本発明の第２実施形態によるＸ線位相イメージング装置２００は、図９に示すように、移動機構２４０と、退避機構６０と、制御部２２１と、位置検出部２３と、を備えている。なお、Ｘ線位相イメージング装置２００は、特許請求の範囲の「放射線位相差撮影装置」の一例である。

【0072】

移動機構２４０は、第１実施形態のＸ線位相イメージング装置１００の移動機構４０と同様に、被写体ステージ３０を光軸方向（Ｚ方向）へ移動させることが可能に構成されている。一方、移動機構２４０は、第１実施形態のＸ線位相イメージング装置１００の移動機構４０とは異なり、被写体ステージ３０を非干渉位置Ｐ３へ退避させるための構成が設けられていない。すなわち、移動機構２４０は、第１実施形態のＸ線位相イメージング装置１００の移動機構４０から直動機構４２および駆動部４３が省かれた構成となっている。

【0073】

退避機構６０は、第１格子Ｇ１を非干渉位置Ｐ３へ退避させるための構成である。すなわち、退避機構６０は、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えて光軸方向へ移動させるために設けられている。退避機構６０は、吊り下げ部６１と、直動機構６２と、駆動部６３と、を備えている。

【0074】

吊り下げ部６１は、直動機構６２に固定されるとともに、第１格子Ｇ１および第２格子Ｇ２をＹ２方向側から吊り下げるように構成されている。

【0075】

直動機構６２は、第１格子Ｇ１および第２格子Ｇ２を光軸方向と直交する鉛直方向（Ｙ方向）に移動させるための直動機構（昇降機構）である。直動機構６２は、軸部６２ａと、移動部６２ｂと、動力入力部６２ｃと、を含む。

【0076】

直動機構６２は、第１実施形態のＸ線位相イメージング装置１００における直動機構４２および直動機構４４と同様に、ボールネジ機構である。すなわち、軸部６２ａは、鉛直方向に延びるボールネジ軸であり、移動部６２ｂを鉛直方向に移動させる。移動部６２ｂは、軸部６２ａに螺合するボールナットであり、吊り下げ部６１に固定される。動力入力部６２ｃは、駆動部４５から入力された動力を軸部６２ａに伝達して軸部６２ａを回転させる。

【0077】

駆動部６３は、直接、又は図示しない駆動伝達部を介して、動力入力部６２ｃへ動力を入力するように構成されている。駆動部６３は、たとえば、サーボモータやステッピングモータなどのモータである。駆動部６３の動作は、制御部２２１により制御される。

【0078】

制御部２２１は、移動機構２４０および退避機構６０の動作を制御するように構成されている。また、制御部２２１は、位置検出部２３から送られた信号に基づいて、退避機構６０の動作を停止させる制御を行うように構成されている。

【0079】

位置検出部２３は、光軸方向における被写体Ｔの位置を検出するように構成されている。位置検出部２３は、第１格子Ｇ１が非干渉位置Ｐ３から撮影位置Ｐ１に復帰する際に、復帰しようとする位置に被写体Ｔが配置されている場合、制御部２２１に退避機構６０の動作を停止させるための信号を出力するように構成されている。これにより、移動機構２４０は、退避機構６０により退避された第１格子Ｇ１の復帰位置以外の位置に被写体ステージ３０を移動させることが可能である。位置検出部２３は、たとえば、赤外線センサなどの光学センサ、イメージセンサ（カメラ）などを含む。

【0080】

以上の構成により、Ｘ線位相イメージング装置２００では、第１格子Ｇ１を、退避機構６０により、光軸方向と直交する鉛直方向（Ｙ方向）に移動させることが可能である。さらに、退避機構６０は、第１格子Ｇ１を、光軸方向から見て、第１格子Ｇ１が被写体Ｔおよび被写体ステージ３０と重複（オーバラップ）しない位置までＹ２方向に移動させることが可能に構成されている。すなわち、第２実施形態では、Ｘ線位相イメージング装置２００は、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えてＸ線の光軸方向（Ｚ方向）へ移動させる際に、第１格子Ｇ１を、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが光軸方向に干渉しない非干渉位置Ｐ３まで、光軸方向とは異なる方向（Ｙ２方向）に退避させるように構成されている。

【0081】

（被写体ステージの第１格子を越えた光軸方向への移動）
次に、図１０〜図１２を参照して、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えて光軸方向へ移動させる動作について説明する。なお、被写体Ｔの現在の位置が、図９のように、撮影位置Ｐ１にあるものとする。また、被写体Ｔの現在の位置が、図９のように、Ｚ方向において、Ｘ線源１１と第１格子Ｇ１との間にあるものとする。

【0082】

まず、図１０に示すように、制御部２２１が退避機構６０を制御して、撮影位置Ｐ１にある第１格子Ｇ１を非干渉位置Ｐ３まで退避させる。具体的には、制御部２２１は、駆動部６３を駆動させて、直動機構６２により、格子保持部５１に保持された第１格子Ｇ１をＹ２方向に（第１格子Ｇ１が非干渉位置Ｐ３まで退避するのに必要な）所定の距離（Ｐ１−Ｐ３分）だけ移動させる。

【0083】

次に、図１１に示すように、制御部２２１が移動機構２４０を制御して、第１格子Ｇ１が非干渉位置Ｐ３にある状態で被写体Ｔおよび被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えて光軸方向に移動させる。具体的には、制御部２２１は、駆動部４３を駆動させて、直動機構４２により、被写体Ｔが保持された被写体ステージ３０をＺ２方向に（被写体Ｔが光軸方向において第１格子Ｇ１を越えるのに必要な）所定の距離だけ移動させる。

【0084】

そして、図１２に示すように、制御部２２１が退避機構６０を制御して、光軸方向において被写体ステージ３０よりも画像信号検出器１２側（Ｚ２側）かつ非干渉位置Ｐ３にある第１格子Ｇ１を撮影位置Ｐ１に復帰させる。具体的には、制御部２２１は、駆動部６３を駆動させて、直動機構６２により、格子保持部５１に保持された第１格子Ｇ１をＹ１方向に（第１格子Ｇ１が撮影位置Ｐ１まで復帰するのに必要な）所定の距離（Ｐ３−Ｐ１分）だけ移動させる。

【0085】

以上のように、第２実施形態では、退避機構６０により第１格子Ｇ１を非干渉位置Ｐ３まで退避させた状態において、移動機構４０が、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えて光軸方向に移動させるように構成されている。

【0086】

なお、第２実施形態のその他の構成については、上記第１実施形態と同様である。

【0087】

（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。

【0088】

第２実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置２００は、被写体Ｔを保持する被写体ステージ３０を移動させる移動機構２４０を備える。移動機構２４０は、被写体ステージ３０を、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側（Ｚ１側）と第１格子Ｇ１の第２格子Ｇ２側（Ｚ２側）とに移動させることができる。これにより、第１実施形態のＸ線位相イメージング装置１００と同様に、位相コントラスト画像において、視認性を確保しつつ、被写体Ｔの拡大縮小率の可変範囲を拡張することができる。

【0089】

また、第２実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置２００において、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えてＸ線の光軸方向（Ｚ方向）へ移動させる際に、第１格子Ｇ１を、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが光軸方向に干渉しない非干渉位置Ｐ３まで、光軸方向とは異なる方向（Ｙ２方向）に退避させるように構成する。これにより、第１実施形態のＸ線位相イメージング装置１００と同様に、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えてＸ線の光軸方向へ移動させる際に、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが干渉することを抑制することができる。

【0090】

また、第２実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置２００は、第１格子Ｇ１を、光軸方向（Ｚ方向）とは異なる方向（Ｙ２方向）に退避させる退避機構６０を備える。移動機構２４０を、退避機構６０により第１格子Ｇ１を非干渉位置まで退避させた状態において、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えて光軸方向に移動させるように構成する。これにより、退避機構６０および移動機構２４０を、それぞれ、非干渉位置Ｐ３まで退避させるための機能、および、第１格子Ｇ１を光軸方向に移動させるための機能に特化した単純な構成にすることができる。その結果、装置構成の複雑化を抑制しつつ、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが干渉することなく、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えてＸ線の光軸方向へ移動させるための装置構成（移動機構の簡素化）を実現することができる。

【0091】

また、第２実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置２００は、被写体Ｔの位置を検出する位置検出部２３をさらに備える。移動機構２４０を、位置検出部２３により検出された被写体Ｔの位置に基づいて、退避機構６０により退避された第１格子Ｇ１の復帰位置以外の位置に被写体ステージ３０を移動させるように構成する。これにより、退避機構６０により退避された第１格子Ｇ１を撮影位置Ｐ１に復帰させる際に、第１格子Ｇ１が被写体Ｔおよび被写体ステージ３０と接触することを回避することができる。

【0092】

なお、第２実施形態のその他の効果については、上記第１実施形態と同様である。

【0093】

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり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実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

【0094】

たとえば、上記第１実施形態では、被写体ステージ３０を、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが光軸方向に干渉しない非干渉位置Ｐ２まで、Ｙ１方向に退避させるように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被写体ステージを、Ｙ２方向に退避させるようにしてもよいし、Ｘ方向に退避させるように構成してもよい。

【0095】

また、上記第２実施形態では、第１格子Ｇ１を、被写体Ｔと第１格子Ｇ１とが光軸方向に干渉しない非干渉位置Ｐ３まで、Ｙ２方向に退避させるように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被写体ステージを、Ｙ１方向に退避させるようにしてもよいし、Ｘ方向に退避させるように構成してもよい。

【0096】

また、上記第１実施形態では、被写体ステージ３０を支持する方向と、被写体ステージ３０を退避させる方向とを、いずれも同じ方向（Ｙ１方向）としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、被写体ステージを支持する方向と、被写体ステージを退避させる方向とを、互いに異なる方向となるように構成してもよい。

【0097】

また、上記第２実施形態では、第１格子Ｇ１を支持する方向と、第１格子Ｇ１を退避させる方向とを、いずれも同じ方向（Ｙ２方向）としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１格子を支持する方向と、第１格子を退避させる方向とを、互いに異なる方向となるように構成してもよい。

【0098】

また、上記第１実施形態では、移動機構４０により、被写体ステージ３０を退避させるように構成させ、上記第２実施形態では、退避機構６０により、第１格子Ｇ１を退避させるように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上記第１実施形態の移動機構により被写体ステージを退避させる構成と、上記第２実施形態の退避機構により第１格子を退避させる構成との両方を設けてもよい。

【0099】

また、上記第１および上記第２実施形態では、直動機構４２、４４および６２をボールネジ機構として構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、直動機構は、所定の方向に直動させるための機構であれば、たとえば、ベルトプーリ機構やラックピニオン機構などとして構成してもよい。

【0100】

また、上記第１および上記第２実施形態では、被写体ステージ３０を、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側（Ｚ１側）の第１範囲Ｒ１と、第１格子Ｇ１の第２格子Ｇ２側（Ｚ２側）において第１格子Ｇ１からの距離ＧＬが第１範囲Ｒ１と略等しい第２範囲Ｒ２とに移動させることが可能に構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被写体ステージ３０を移動させる範囲を、第１格子Ｇ１のＸ線源１１側（Ｚ１側）と、第１格子Ｇ１の第２格子Ｇ２側（Ｚ２側）とにおいて、互いに異なるように構成してもよい。

【0101】

また、上記第１および上記第２実施形態では、複数の格子として、第１格子Ｇ１と第２格子Ｇ２とを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１格子および第２格子に加えて、Ｘ線源と第１格子との間に、Ｘ線源から照射されたＸ線を微小焦点化することが可能な格子（マルチスリット）である第３格子をさらに備えるようにしてもよい。たとえば、上記第１実施形態の構成および上記第１実施形の構成が第３格子をさらに備える場合は、それぞれ、図１３に示す第１実施形態の変形例のＸ線位相イメージング装置３００、および、図１４に示す第２実施形態の第１変形例のＸ線位相イメージング装置４００のような構成となる。なお、Ｘ線位相イメージング装置３００およびＸ線位相イメージング装置４００は、特許請求の範囲の「放射線位相差撮影装置」の一例である。

【0102】

Ｘ線位相イメージング装置３００は、Ｘ線位相イメージング装置１００の構成に加えて、第３格子Ｇ３と、格子保持部３５０と、をさらに備える。格子保持部３５０は、格子保持部５１および格子保持部５２に加えて第３格子Ｇ３を保持する格子保持部５３を含む。なお、第３格子Ｇ３は、Ｘ線源１１の近傍に配置される。したがって、Ｘ線位相イメージング装置３００では、Ｘ線源１１と第１格子Ｇ１との間において、被写体ステージ３０を、第１格子Ｇ１と第３格子Ｇ３との間の範囲ＲＭ３において、光軸方向に移動させることが可能に構成される。

【0103】

Ｘ線位相イメージング装置４００は、Ｘ線位相イメージング装置２００の構成に加えて、第３格子Ｇ３と、格子保持部５３を含む格子保持部３５０と、をさらに備える。また、Ｘ線位相イメージング装置４００は、Ｘ線位相イメージング装置２００とは異なり、第１格子Ｇ１および第２格子Ｇ２に加えて第３格子Ｇ３も吊り下げることが可能な吊り下げ部４６１を含む退避機構４６０を備える。なお、第２実施形態の第１変形例のＸ線位相イメージング装置４００では、第１実施形態の変形例のＸ線位相イメージング装置３００と同様に、Ｘ線源１１と第１格子Ｇ１との間において、被写体ステージ３０を、第１格子Ｇ１と第３格子Ｇ３との間の範囲ＲＭ３において、光軸方向に移動させることが可能に構成される。

【0104】

また、上記第２実施形態では、退避機構６０により、第１格子Ｇ１および第２格子Ｇ２をＹ２方向へ移動させるように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１５に示す第２実施形態の第２変形例のＸ線位相イメージング装置５００のように、第１格子Ｇ１のみをＹ２方向へ移動させるにしてもよい。なお、Ｘ線位相イメージング装置５００は、特許請求の範囲の「放射線位相差撮影装置」の一例である。

【0105】

Ｘ線位相イメージング装置５００は、格子保持部５１および格子保持部５２を吊り下げる吊り下げ部６１を含む退避機構６０を備えたＸ線位相イメージング装置２００とは異なり、吊り下げ部５６１を含む退避機構５６０を備えている。吊り下げ部５６１は、第１格子Ｇ１を保持する格子保持部５１と、第２格子Ｇ２を保持する格子保持部５２のうち、格子保持部５１のみを吊り下げるように構成されている。

【0106】

また、上記第２実施形態では、被写体ステージ３０を第１格子Ｇ１を越えてＸ線の光軸方向（Ｚ方向）へ移動させる際に、第１格子Ｇ１を、非干渉位置Ｐ３まで退避させるように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、退避機構により格子を退避させた状態で、Ｘ線の強度に基づく吸収画像を生成するように構成する装置構成としても併用することができる。

【0107】

また、上記第１および上記第２実施形態では、タルボ効果による自己像を形成するために、第１格子Ｇ１を位相格子とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、自己像は縞模様であればよいので、位相格子の代わりに吸収格子を用いてもよい。吸収格子を用いると、距離などの光学条件により単純に縞模様が発生する領域（非干渉計）と、タルボ効果による自己像が生じる領域（干渉計）とが生じる。

【0108】

また、上記第１および上記第２実施形態では、第１格子Ｇ１を、Ｙ方向に所定の周期（格子ピッチ）ｄ１で配列されるスリットＧ１ａおよびＸ線吸収部Ｇ１ｂを有するとともに、各スリットＧ１ａおよびＸ線吸収部Ｇ１ｂを、Ｘ方向に延びるように形成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１格子Ｇ１を、Ｘ方向に所定の周期（格子ピッチ）で配列されるスリットおよびＸ線吸収部を有するとともに、各スリットおよびＸ線吸収部を、Ｙ方向に延びるように形成させてもよい。

【0109】

また、上記第１および上記第２実施形態では、第２格子Ｇ２を、Ｙ方向に所定の周期（格子ピッチ）ｄ２で配列されるスリットＧ２ａおよびＸ線吸収部Ｇ２ｂを有するとともに、各スリットＧ２ａおよびＸ線吸収部Ｇ２ｂを、Ｘ方向に延びるように形成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２格子Ｇ２を、Ｘ方向に所定の周期（格子ピッチ）で配列されるスリットおよびＸ線吸収部を有するとともに、各スリットおよびＸ線吸収部を、Ｙ方向に延びるように形成させてもよい。

【符号の説明】

【0110】

１０ 画像信号生成系
１１ Ｘ線源
１２ 画像信号検出器
２１ａ 画像処理部
２３ 位置検出部
３０ 被写体ステージ
４０、２４０ 移動機構
６０、４６０、５６０ 退避機構
１００、２００、３００、４００、５００ Ｘ線位相イメージング装置（放射線位相差撮影装置）
Ｇ１ 第１格子
Ｇ２ 第２格子
Ｇ３ 第３格子
ＧＬ （第１格子からの）距離
Ｔ 被写体
Ｐ２ 非干渉位置
Ｒ１ 第１範囲
Ｒ２ 第２範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】