CN112955735B

CN112955735B - X射线相位摄像系统

Info

Publication number: CN112955735B
Application number: CN201980072319.6A
Authority: CN
Inventors: 佐野哲; 田边晃一; 和田幸久; 德田敏; 堀场日明; 森本直树
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2024-03-26
Anticipated expiration: 2039-07-22
Also published as: WO2020095482A1; US11268916B2; JPWO2020095482A1; JP6969691B2; CN112955735A; US20210364453A1

Abstract

本发明涉及一种X射线相位摄像系统(100)，具备X射线源(1)、检测器(2)、第1光栅组(3)、第2光栅组(4)、移动机构(5)和图像处理部(6)。移动机构构成为使被摄体和摄像系统(9)相对移动，从而使被摄体(T)通过第1光栅区域(R1)以及第2光栅区域(R2)。图像处理部构成为生成第1相位对比度图像(14a)和第2相位对比度图像(14b)。

Description

X射线相位摄像系统

技术领域

本发明涉及X射线相位摄像系统，特别地涉及使被摄体和摄像系统相对移动的同时进行摄像的X射线相位摄像系统。

背景技术

以往已知有使被摄体和摄像系统相对移动的同时进行摄像的X射线相位摄像系统。例如，日本特开2017-44603号公报中公开有这样的X射线相位摄像系统。

日本特开2017-44603号公报中公开的X射线相位摄像系统具备X射线源、包含第1光栅、第2光栅和第3光栅的光栅组、检测部、使被摄体移动的输送部、像素运算部和图像运算部。日本特开2017-44603号公报中公开的X射线相位摄像系统构成为，通过使被摄体在由被照射了X射线的多个光栅所产生的莫尔条纹的周期方向上移动的同时对多张图像进行摄像，从而生成包含吸收像、相位微分像和暗场像的相位对比度图像。另外，吸收像是指基于X射线通过了被摄体时产生的X射线的衰减来进行图像化而得的像。此外，相位微分像是指基于X射线通过了被摄体时产生的X射线的相位的偏移来进行图像化而得的像。此外，暗场像是指通过基于由物体引起的X射线的小角度散射(折射)的能见度(Visibility)的变化而得到的能见度像。此外，暗场像也被称为小角度散射像。“能见度”是指清晰度。

在此，相位微分像以及暗场像是基于与光栅的朝向(光栅延伸的方向)正交的方向上由被摄体引起的X射线的相位的偏移以及X射线的折射，将被摄体图像化而得的像。即，相对于与光栅的朝向正交的方向具有灵敏度，但是相对于沿着光栅的方向不具有灵敏度。因此，根据光栅相对于被摄体的朝向的不同，在相位微分像以及暗场像上会产生未被图像化的部分。因此，优选为在生成相位微分像以及暗场像时变更光栅相对于被摄体的朝向来进行摄像。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-44603号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，在日本特开2017-44603号公报的构成中，使被摄体相对于配置于规定的朝向的光栅移动的同时进行摄像。因此，在日本特开2017-44603号公报的构成中，存在如下问题点：即，为了变更光栅相对于被摄体的朝向来进行摄像，就必须在规定的朝向摄像1次后，变更被摄体或者光栅的朝向而再次使被摄体移动的同时重新进行摄像。

本发明是为了解决上述这样的技术问题而完成的，本发明的目的之一在于提供一种X射线相位摄像系统，无需在变更被摄体或者光栅的朝向而再次使被摄体移动的同时进行摄像，即可变更光栅相对于被摄体的朝向来进行摄像。

用于解决上述技术问题的方案

为了实现上述目的，本发明的一方案的X射线相位摄像系统具备：X射线源；检测器，检测从X射线源照射的X射线；第1光栅组，在X射线源和检测器之间包含沿着X射线的光轴方向配置的多个光栅，光栅延伸的方向朝向沿着第1方向的方向；第2光栅组，包含沿着光轴方向配置的多个光栅，在X射线源和检测器之间与光轴方向交叉的方向上和第1光栅组并排配置，光栅延伸的方向朝向沿着不同于第1方向的第2方向的方向；移动机构，使被摄体或者由X射线源、检测器、第1光栅组和第2光栅组构成的摄像系统相对移动；图像处理部，基于由检测器检测到的信号生成相位对比度图像，移动机构构成为使被摄体和摄像系统相对移动，从而使被摄体通过配置有第1光栅组的第1光栅区域以及配置有第2光栅组的第2光栅区域，图像处理部构成为生成被摄体通过了第1光栅区域时的第1相位对比度图像、和被摄体通过了第2光栅区域时的第2相位对比度图像。

在本发明的一方案的X射线相位摄像系统中，如上所述，具备移动机构，该移动机构使被摄体和摄像系统相对移动，从而使其通过配置有第1光栅组的第1光栅区域、以及配置有光栅延伸方向不同于第1光栅的第2光栅组的第2光栅区域。由此，通过使被摄体通过第1光栅区域以及第2光栅区域进行摄像，能够利用光栅延伸方向分别不同的第1光栅组以及第2光栅组来对被摄体进行摄像。其结果为，无需在变更被摄体或者光栅的朝向而再次使被摄体移动的同时进行摄像，即可变更光栅相对于被摄体的朝向来进行摄像。由此，能够简化摄像作业，并且能够缩短摄像时间。

在上述一方案的X射线相位摄像系统中，优选为，第1光栅组以及第2光栅组配置为使第1方向和第2方向成为大致正交的朝向。根据这样的构成，由于第1方向和第2方向为大致正交的朝向，因此不论被摄体的配置方向如何，均能够在第1光栅组或者第2光栅组的任一个中提取由被摄体引起的X射线的相位的偏移或者X射线的折射。其结果为，不论被摄体的配置方向如何，均能够在第1相位对比度图像或者第2相位对比度图像的任一个中将被摄体图像化。

在上述一方案的X射线相位摄像系统中，优选为，图像处理部构成为生成将第1相位对比度图像和第2相位对比度图像合成而得的第1合成图像。根据这样的构成，能够在将在第1方向上具有灵敏度的第2相位对比度图像、和在第2方向上具有灵敏度的第1相位对比度图像合成而得的第1合成图像中，汇总掌握第1方向以及第2方向的灵敏度。其结果为，能够详细地掌握被摄体的内部结构。

在上述一方案的X射线相位摄像系统中，优选为，由共通的检测器分别检测通过了第1光栅组的X射线以及通过了第2光栅组的X射线。根据这样的构成，能够通过设置1个检测器来检测通过了第1光栅组的X射线以及通过了第2光栅组的X射线。其结果为，与分别设置检测通过了第1光栅组的X射线的检测器以及检测通过了第2光栅组的X射线的检测器的情况相比较，能够抑制部件个数增加。

在上述一方案的X射线相位摄像系统中，优选为，第1光栅组以及第2光栅组分别配置于从共通的X射线源照射的X射线的照射范围内。根据这样的构成，能够通过设置1个X射线源来对第1光栅组以及第2光栅组照射X射线。其结果为，与分别设置对第1光栅组照射X射线的X射线源以及对第2光栅组照射X射线的X射线源的情况相比较，能够抑制部件个数增加。

在上述一方案的X射线相位摄像系统中，优选为，第1光栅组以及第2光栅组分别包含将从X射线源照射的X射线的相干性提高的第1光栅、用于形成自身像的第2光栅、用于与第2光栅的自身像干涉的第3光栅，第1光栅组的第1光栅以及第2光栅组的第1光栅形成为一体，第1光栅组的第2光栅以及第2光栅组的第2光栅、第1光栅组的第3光栅以及第2光栅组的第3光栅分别独立地形成。

根据这样的构成，通过使配置于X射线源的附近的第1光栅组的第1光栅和第2光栅组的第1光栅形成为一体，能够使从X射线源到第1光栅组的第1光栅的距离与从X射线源到第2光栅组的第1光栅的距离大致相等。此外，例如，在预先使莫尔条纹形成来进行摄像的情况下，需要在由第1光栅组产生的莫尔条纹和由第2光栅组产生的莫尔条纹中使莫尔条纹的周期的方向大致相同。然而，由于配置为在第1光栅组和第2光栅组中使光栅延伸的方向彼此不同，因此用于使莫尔条纹形成的各光栅的相对位置在第1光栅组和第2光栅组中分别不同。因此，通过分别独立地形成第1光栅组的第2光栅和第2光栅组的第2光栅、以及分别独立地形成第1光栅组的第3光栅和第2光栅组的第3光栅，能够将第1光栅组的各光栅以及第2光栅组的各光栅分别配置在适合于形成莫尔条纹的相对位置。

此外，例如，为了获取预先形成的莫尔条纹的相位信息，在第1光栅组以及第2光栅组中分别使第2光栅或者第3光栅并行移动的同时进行摄像的情况下，由于配置为在第1光栅组以及第2光栅组中使光栅延伸的方向不同，因此使光栅并行移动的方向在第1光栅组以及第2光栅组中分别不同。通过分别独立地形成第1光栅组的第2光栅和第2光栅组的第2光栅、以及分别独立地形成第1光栅组的第3光栅和第2光栅组的第3光栅，从而可在第1光栅组以及第2光栅组的光栅中将移动机构分别设置于并行移动的光栅，能够在第1光栅组以及第2光栅组中使并行移动的光栅沿彼此不同的方向并行移动的同时进行摄像。

在上述一方案的X射线相位摄像系统中，优选为，图像处理部构成为在第1光栅区域以及第2光栅区域中，分别基于使被摄体和摄像系统相对移动的同时进行摄像而得的多个图像、和多个图像中产生的莫尔条纹的相位信息，将多个图像中的被摄体的各像素中的像素值与各像素中的莫尔条纹的相位值进行关联，并且基于多个图像中的被摄体的同一位置的像素的位置信息、和与相位值进行关联的各像素的像素值，在第1光栅区域以及第2光栅区域中分别进行多个图像中的被摄体的同一位置的像素的位置对齐，从而生成第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像。根据这样的构成，能够将各图像中的被摄体的同一位置的像素的像素值、和与各图像中的被摄体的同一位置的像素相对应的各相位值进行关联来生成第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像。因此，例如，与对莫尔条纹的1个周期的区域进行区域分割而使用各区域所包含的像素值的平均值来生成第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像的情况相比较，能够使用映现同一位置的各像素的像素值来生成第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像。其结果为，能够抑制因在第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像的生成中使用的像素值产生误差而导致第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像的画质变差。

在该情况下，优选为，移动机构构成为在对被摄体进行摄像时使被摄体连续地移动，图像处理部构成为基于获取到的连续的图像来生成第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像。根据这样的构成，在生成连续的第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像时，不同于例如通过重复被摄体的移动和摄像来生成连续的第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像的以往的条纹扫描法，能够通过使被摄体连续地移动的同时进行摄像，来生成连续的第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像。其结果为，与以往的条纹扫描法相比较，能够缩短摄像时间。

在上述通过将被摄体的各像素中的像素值与各像素中的莫尔条纹的相位值进行关联来生成第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像的构成中，优选为，移动机构构成为在对被摄体进行摄像时使被摄体每次移动规定距离，图像处理部构成为基于每移动规定距离的同时获取到的图像来生成第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像。根据这样的构成，与使被摄体连续地移动的同时进行摄像的情况相比较，能够减少生成第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像时的图像的张数。其结果为，能够更加缩短摄像时间。此外，例如，在用于医疗用途的情况下，能够抑制曝露量增加。

在上述通过将被摄体的各像素中的像素值与各像素中的莫尔条纹的相位值进行关联来生成第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像的构成中，优选为，图像处理部构成为基于使标记物和摄像系统相对移动的同时进行摄像而得的多个位置校正用图像，创建用于多个图像中的被摄体的同一位置的各像素的位置对齐的位置校正数据。根据这样的构成，由于通过使用位置校正数据可获取被摄体的同一位置的像素的各图像中的位置，因此能够计算被摄体的移动量。其结果为，例如，即使在被摄体的移动量和标记物的移动量不同的情况下，也可获取被摄体的移动量，因此能够进行多个图像中的被摄体的同一位置的各像素的位置对齐。

在上述基于使标记物和摄像系统相对移动的同时进行摄像而得的多个位置校正用图像来创建位置校正数据的构成中，优选为，位置校正数据是基于与通过移动机构使标记物和摄像系统相对移动时输入至移动机构的移动量相关的指令值、和基于指令值使标记物和摄像系统相对移动时位置校正用图像中的标记物或者摄像系统的移动量而创建的。根据这样的构成，即使在与输入至移动机构的移动量相关的指令值、和标记物或者摄像系统的移动量之间产生误差的情况下，也能够根据位置校正数据来获取正确的移动量。其结果为，由于可正确地进行多个图像中的被摄体的同一位置的各像素的位置对齐，因此能够更加抑制所得到的相位对比度图像的画质变差。

在该情况下，优选为，位置校正数据是通过基于多个位置校正用图像中的标记物的同一位置的各像素的位置来获取示出指令值和标记物或者摄像系统的移动量的关系的近似式而创建的。根据这样的构成，通过基于多个位置校正用图像中的标记物的同一位置的各像素的位置来获取近似式，从而能够使用近似式计算到与摄像多个位置校正用图像而得的位置不同的位置的移动量相关的指令值和标记物或者摄像系统的移动量的关系。其结果为，例如，在对被摄体进行摄像时，即使在使被摄体移动至与使标记物或者摄像系统移动的位置不同的位置的情况下，也能够获取被摄体的移动量。

在上述一方案的X射线相位摄像系统中，优选为，图像处理部构成为基于被摄体通过了第1光栅区域时的相位微分像、和被摄体通过了第2光栅区域时的相位微分像来生成相位像。根据这样的构成，与在通过了第1光栅区域时的相位微分像、或者通过了第2光栅区域时的相位微分像中的任一张图像中沿规定的方向进行积分来生成相位像的构成相比较，能够在相位像中抑制在积分方向上产生伪影。其结果为，能够抑制相位像的画质变差。

在上述一方案的X射线相位摄像系统中，优选为，进一步具备位置信息获取部，获取成为图像化对象的断层面的光轴方向上的断层位置，图像处理部构成为基于在规定方向上的摄像系统和被摄体的多个相对位置对被摄体进行摄像而得的多个图像、和获取到的断层位置来获取断层面中的相位分布，从而生成断层面中的第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像。根据这样的构成，能够通过位置信息获取部获取在被摄体中存在想要图像化的内部结构的断层面的光轴方向的位置(断层位置)。而且，由于X射线相对于断层面上的点的入射角由摄像系统和被摄体的相对位置确定，因此能够利用断层位置的信息与对X射线图像进行摄像时的相对位置来特定各个X射线图像中的断层面上的点的位置。由此，通过图像处理部，基于所得到的断层位置的信息和在多个相对位置的各X射线图像，能够获取由断层位置示出的特定的断层面中的相位分布。其结果为，根据由位置信息获取部获取到的断层位置的断层面中的相位分布，可以得到针对该断层面所包含的内部结构抑制了图像模糊的相位对比度图像(断层图像)。由此，即使是厚度较厚的被摄体，也能够抑制内部结构的视觉辨认性降低。

在上述一方案的X射线相位摄像系统中，优选为，移动机构构成为使被摄体和摄像系统相对移动，从而使被摄体通过未配置有第1光栅组以及第2光栅组的无光栅区域，图像处理部构成为并排显示第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像、和通过了无光栅区域时获取到的吸收像，或者显示将第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像、和吸收像合成而得的第2合成图像。根据这样的构成，无需使第1光栅组以及第2光栅组退避来进行摄像、或者使用不具备光栅的其他的成像装置进行摄像，就能够生成未经由光栅的吸收像、和使用了光栅的第1相位对比度图像以及第2相位对比度图像。由于到达无光栅区域的X射线未通过光栅而到达检测器，因此能够抑制由光栅引起的X射线的衰减、特别是由低能量侧引起的X射线的衰减。其结果为，与由通过第1光栅区域以及第2光栅区域而到达的X射线生成的吸收像相比较，能够提高由通过无光栅区域而到达的X射线生成的吸收像的对比度。

发明效果

根据本发明，如上所述，能够提供一种X射线相位摄像系统，无需在变更被摄体或者光栅的朝向而再次使被摄体移动的同时进行摄像，即可变更光栅相对于被摄体的朝向来进行摄像。

附图说明

图1是示出第1实施方式的X射线相位摄像系统的整体构成的示意图。

图2是用于说明第1光栅组的结构以及配置和第2光栅组的结构以及配置的示意图。

图3是用于说明第1实施方式的光栅位置调整机构的构成的示意图。

图4是第1实施方式的X射线相位摄像系统使被摄体连续移动的同时进行摄像而得的图像的示意图。

图5是用于说明获取第1实施方式的X射线相位摄像系统所获取的莫尔条纹的相位信息的构成的示意图。

图6是第1实施方式的X射线相位摄像系统进行摄像而得的多个位置校正用图像的示意图。

图7是用于说明用于获取位置校正数据的近似式的获取的示意图。

图8是第1实施方式的X射线相位摄像系统进行摄像的连续摄像而得的图像中在第1～第6摄像位置进行摄像而得的多个图像的示意图。

图9是用于说明多个图像中的被摄体的同一位置的各像素的位置对齐的示意图。

图10是用于说明连续摄像而得的图像中的被摄体的各像素和莫尔条纹的相位信息的位置对齐的示意图。

图11是将第1实施方式的连续摄像而得的图像的各像素的各相位值和各像素值以1对1的关系进行关联得到的强度信号曲线的示意图。

图12是第1实施方式的图像处理部生成的吸收像(A)、相位微分像(B)以及暗场像(C)的示意图。

图13是第1实施方式的图像处理部生成的第1相位对比度图像的示意图(A)以及第2相位对比度图像的示意图(B)。

图14是用于说明比较例的相位像的示意图。

图15是用于说明第1实施方式的图像处理部生成的相位像的示意图。

图16是用于说明第1实施方式的X射线相位摄像系统的第1合成图像的生成处理的流程图。

图17是将第2实施方式的多个图像的各像素的各相位值和各像素值以1对1的关系进行关联得到的强度信号曲线的示意图。

图18是用于说明第2实施方式的X射线相位摄像系统的第1合成图像的生成处理的流程图。

图19是示出第3实施方式的X射线相位摄像系统的整体构成的示意图。

图20是用于说明摄像系统和被摄体的相对位置、与进行摄像而得的X射线图像中的位置坐标的关系的示意图。

图21是示出X射线源、被摄体内的断层面上的点和检测器的几何关系的示意图。

图22是用于说明各断层位置的断层图像中的被摄体的映现方法的示意图(A)～(C)。

图23是用于说明第3实施方式的X射线相位摄像系统的相位对比度图像的生成处理的流程图。

图24是示出第4实施方式的X射线相位摄像系统的整体构成的示意图。

图25是第4实施方式的图像处理部所生成的吸收像(A)、第1相位对比度图像(B)、第2相位对比度图像(C)以及将它们合成而得的第2合成图像(D)的示意图。

图26是用于说明第4实施方式的X射线相位摄像系统的第2合成图像的生成处理的流程图。

图27是示出第1变形例的X射线相位摄像系统的整体构成的示意图。

图28是示出第2变形例的X射线相位摄像系统的整体构成的示意图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。

[第1实施方式]

参照图1～图15，对本发明的第1实施方式的X射线相位摄像系统100的构成、以及X射线相位摄像系统100生成第1相位对比度图像14a(参照图13)、第2相位对比度图像14b(参照图13)以及第1合成图像19(参照图15)的方法进行说明。

(X射线相位摄像系统的构成)

首先，参照图1对第1实施方式的X射线相位摄像系统100的构成进行说明。

如图1所示，X射线相位摄像系统100是利用塔尔博特(Talbot)效应将被摄体T的内部图像化的装置。X射线相位摄像系统100例如可在非破坏检查用途中用于作为物体的被摄体T的内部的图像化。

图1是从Y方向观察X射线相位摄像系统100的图。如图1所示，X射线相位摄像系统100具备X射线源1、检测器2、第1光栅组3、第2光栅组4、移动机构5、图像处理部6、控制部7和光栅移动机构8。另外，在本说明书中，将从X射线源1朝向第1光栅30的方向设为Z2方向，将其反方向的方向设为Z1方向。在图1所示的例子中，将沿着水平方向的方向设为Z方向。此外，将与Z方向正交的面内的左右方向设为X方向，将左方向(图1的纸面的上方向)设为X1方向，将右方向(图1的纸面的下方向)设为X2方向。此外，将与Z方向正交的面内的上下方向设为Y方向，将上方向(朝向图1的纸面的后面的方向)设为Y2方向，将下方向(朝向图1的纸面的前面侧的方向)设为Y1方向。

通过施加高电压使X射线源1产生X射线。X射线源1构成为使产生的X射线朝向沿着光轴XRa的方向(Z2方向)照射。另外，在图1所示的例子中，X射线源1对由直线XR1以及直线XR2包围的区域照射X射线。

检测器2构成为检测X射线，并将检测到的X射线转换为电信号，读取转换的电信号作为图像信号。检测器2例如是FPD(Flat Panel Detector：平板检测器)。检测器2由多个转换元件(未图示)和配置于多个转换元件上的像素电极(未图示)构成。多个转换元件以及像素电极以规定的周期(像素间距)沿X方向以及Y方向排列成阵列状。此外，检测器2构成为将获取到的图像信号输出至图像处理部6。

第1光栅组3在X射线源1和检测器2之间包含沿着X射线的光轴XRa方向(Z方向)配置的多个光栅，光栅延伸的方向朝向沿着第1方向(Y方向)的方向。具体而言，第1光栅组3包含第1光栅30、第2光栅31和第3光栅32。另外，Y方向是权利要求的“第1方向”的一例。此外，Z方向是权利要求的“光轴方向”的一例。

第2光栅组4包含沿着Z方向配置的多个光栅，在X射线源1和检测器2之间与Z方向交叉的方向(X方向)上和第1光栅组3并排配置，光栅延伸的方向朝向沿着不同于Y方向的第2方向(X方向)的方向。具体而言，第2光栅组4包含第1光栅40、第2光栅41和第3光栅42。另外，X方向是权利要求的“与光轴方向交叉的方向”以及“第2方向”的一例。

第1光栅30配置于X射线源1和第2光栅31之间，从X射线源1照射有X射线。第1光栅30为了通过劳厄效应提高从X射线源1照射的X射线的相干性而设置。第1光栅30构成为将通过了各X射线透过部30a的X射线作为线光源。通过使3个光栅(第1光栅30、第2光栅31以及第3光栅32)的间距和光栅间的距离满足一定的条件，可提高从X射线源1照射的X射线的相干性。将此称为劳厄效应。

第2光栅31为了通过塔尔博特效应形成第2光栅31的自身像而设置。若具有相干性的X射线通过形成有狭缝的光栅，则在与光栅相距规定的距离(塔尔博特距离)的位置形成光栅的像(自身像)。将此称为塔尔博特效应。

第3光栅32配置于第2光栅31和检测器2之间，被照射有通过了第2光栅31的X射线。此外，第3光栅32配置于与第2光栅31相距规定的塔尔博特距离的位置。第3光栅32与第2光栅31的自身像发生干涉，从而形成莫尔条纹MF(参照图4)。

第1光栅40、第2光栅41以及第3光栅42分别以与第1光栅30、第2光栅31以及第3光栅32同样的目的配置。

移动机构5构成为在控制部7的控制下使被摄体T或者摄像系统9沿X方向移动。摄像系统9由X射线源1、检测器2、第1光栅组3和第2光栅组4构成。在图1所示的例子中，移动机构5构成为通过使被摄体T从X2方向移动至X1方向，从而使被摄体T和摄像系统9相对移动。具体而言，移动机构5构成为使被摄体T和摄像系统9相对移动，从而使被摄体T通过配置有第1光栅组3的第1光栅区域R1以及配置有第2光栅组4的第2光栅区域R2。移动机构5例如由传送带(belt conveyor)或者各种直动机构构成。另外，在第1实施方式中，将在X射线源1和检测器2之间由直线XR1和X射线的光轴XRa包围的区域设为第1光栅区域R1。此外，将在X射线源1和检测器2之间由直线XR2和X射线的光轴XRa包围的区域设为第2光栅区域R2。

图像处理部6构成为基于从检测器2输出的图像信号来生成相位对比度图像14(参照图12)。图像处理部6构成为生成被摄体T通过了第1光栅区域R1时的第1相位对比度图像14a、和被摄体T通过了第2光栅区域R2时的第2相位对比度图像14b。此外，图像处理部6构成为生成将第1相位对比度图像14a和第2相位对比度图像14b合成而得的第1合成图像19。图像处理部6例如包含GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、构成为用于图像处理的FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等处理器。对于图像处理部6生成第1相位对比度图像14a、第2相位对比度图像14b以及第1合成图像19的详细构成将后述。

控制部7构成为控制移动机构5使被摄体T沿X方向移动。此外，控制部7构成为控制光栅移动机构8使第2光栅31以及第2光栅41移动。此外，控制部7构成为通过控制光栅移动机构8来调整第2光栅31以及第2光栅41的位置，从而在检测器2的检测面上产生莫尔条纹MF(参照图4)。控制部7例如包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等。

光栅移动机构8构成为可在控制部7的控制下移动第2光栅31以及第2光栅41。此外，光栅移动机构8构成为通过在控制部7的控制下调整第2光栅31以及第2光栅41的位置，从而使莫尔条纹MF(参照图4)产生。对于光栅移动机构8使光栅移动的详细构成将后述。此外，在图1所示的例子中，2个光栅移动机构8分别保持第2光栅31以及第2光栅41。

(各光栅的结构)

接下来，参照图2，对第1光栅组3所包含的第1光栅30、第2光栅31、第3光栅32的结构，以及第2光栅组4所包含的第1光栅40、第2光栅41、第3光栅42的结构进行说明。

(第1光栅组)

如图2所示，第1光栅30具有沿X方向以规定的周期(间距)d1排列的多个X射线透过部30a以及X射线吸收部30b。各X射线透过部30a以及X射线吸收部30b分别形成为以直线状延伸。此外，各X射线透过部30a以及X射线吸收部30b分别形成为平行地延伸。此外，第1光栅30构成为将通过了各X射线透过部30a的X射线作为与各X射线透过部30a的位置相对应的线光源。

第2光栅31具有多个狭缝31a以及X射线相位变化部31b。各狭缝31a以及X射线相位变化部31b沿X方向以规定的周期(间距)d2排列。各狭缝31a以及X射线相位变化部31b分别形成为以直线状延伸。此外，各狭缝31a以及X射线相位变化部31b分别形成为平行地延伸。第2光栅31为所谓的相位光栅。

第3光栅32具有多个X射线透过部32a以及X射线吸收部32b。各X射线透过部32a以及X射线吸收部32b沿X方向以规定的周期(间距)d3排列。各X射线透过部32a以及X射线吸收部32b分别形成为呈直线状延伸。此外，各X射线透过部32a以及X射线吸收部32b分别形成为平行地延伸。第2光栅31为所谓的吸收光栅。第1光栅30、第2光栅31是分别具有不同的作用的光栅，狭缝31a以及X射线透过部32a分别使X射线透过。此外，X射线吸收部32b屏蔽X射线。此外，X射线相位变化部31b根据与狭缝31a的折射率的不同而使X射线的相位变化。

(第2光栅组)

如图2所示，第1光栅40具有沿Y方向以规定的周期(间距)d4排列的多个狭缝40a以及X射线吸收部40b。第1光栅40除了配置为使光栅延伸的方向不同以外，与第1光栅30为同样的构成。即，狭缝40a以及X射线吸收部40b与X射线透过部30a以及X射线吸收部30b为同样的构成。

第2光栅41具有多个狭缝31a以及X射线相位变化部31b。各狭缝31a以及X射线相位变化部31b沿Y方向以规定的周期(间距)d5排列。第2光栅41除了配置为使光栅延伸的方向不同以外，与第2光栅31为同样的构成。即，狭缝41a以及X射线相位变化部41b与狭缝31a以及X射线相位变化部31b为同样的构成。

第3光栅42具有多个X射线透过部42a以及X射线吸收部42b。各X射线透过部42a以及X射线吸收部42b沿Y方向以规定的周期(间距)d6排列。第3光栅42除了配置为使光栅延伸的方向不同以外，与第3光栅32为同样的构成。即，X射线透过部42a以及X射线吸收部42b与X射线透过部32a以及X射线吸收部32b为同样的构成。

在第1实施方式中，第1光栅组3以及第2光栅组4配置为使第1方向和第2方向成为大致正交的朝向。此外，通过了第1光栅组3的X射线以及通过了第2光栅组4的X射线分别由共通的检测器2检测。此外，第1光栅组3以及第2光栅组4分别配置于从共通的X射线源1照射的X射线的照射范围内。此外，第1光栅组3的第1光栅30以及第2光栅组4的第1光栅40由基板RS一体形成，第1光栅组3的第2光栅31以及第2光栅组4的第2光栅41、第1光栅组3的第3光栅32以及第2光栅组4的第3光栅42分别独立地形成。此外，第1光栅组3的各光栅以及第2光栅组4的各光栅分别具有平板状形状。

(光栅移动机构)

如图3所示，光栅移动机构8构成为可使第2光栅31沿X方向、Y方向、Z方向、绕Z方向的轴线的旋转方向Rz、绕X方向的轴线的旋转方向Rx以及绕Y方向的轴线的旋转方向Ry移动。具体而言，光栅移动机构8包含X方向直动机构80、Y方向直动机构81、Z方向直动机构82、直动机构连接部83、台支承部驱动部84、台支承部85、台驱动部86和台87。X方向直动机构80构成为可沿X方向移动。X方向直动机构80例如包含电机等。Y方向直动机构81构成为可沿Y方向移动。Y方向直动机构81例如包含电机等。Z方向直动机构82构成为可沿Z方向移动。Z方向直动机构82例如包含电机等。

光栅移动机构8构成为通过X方向直动机构80的动作使第2光栅31沿X方向移动。此外，光栅移动机构8构成为通过Y方向直动机构81的动作使第2光栅31沿Y方向移动。此外，光栅移动机构8构成为通过Z方向直动机构82的动作使第2光栅31沿Z方向移动。另外，光栅移动机构8构成为对于第2光栅41也使其与第2光栅31同样地移动。光栅移动机构8分别设置于第2光栅31以及第2光栅41，使第2光栅31以及第2光栅41分别独立地移动。

台支承部85从下方(Y1方向)支承台87。台驱动部86构成为使台87沿X方向往返移动。台87形成为底部朝向台支承部85呈凸曲面状，构成为通过沿X方向往返移动而绕Z方向的轴线(Rz方向)转动。此外，台支承部驱动部84构成为使台支承部85沿Z方向往返移动。此外，台支承部85形成为底部朝向直动机构连接部83呈凸曲面状，构成为通过沿Z方向往返移动而绕X方向的轴线(Rx方向)转动。此外，直动机构连接部83可绕Y方向的轴线(Ry方向)转动地设置于X方向直动机构80。因此，光栅移动机构8能够使光栅绕Y方向的中心轴线转动。

在第1实施方式中，X射线相位摄像系统100在预先使莫尔条纹MF产生的状态下对被摄体T进行摄像。在第1实施方式中，由于使被摄体T沿X方向移动，因此产生周期方向为X方向的莫尔条纹MF。具体而言，第1光栅组3配置为在Y方向上延伸。因此，为了通过第1光栅组3产生周期方向为X方向的莫尔条纹MF，将第2光栅31配置于从不产生莫尔条纹MF的位置向Z方向移动规定的距离的位置。此外，第2光栅组4配置为在X方向上延伸。因此，为了通过第2光栅组4产生周期方向为X方向的莫尔条纹MF，以绕Z方向旋转规定的角度的状态配置第2光栅41。

(相位对比度图像的生成)

接下来，参照图4～图12对第1实施方式的X射线相位摄像系统100生成相位对比度图像14(参照图12)的构成进行说明。

图4所示的例子是通过移动机构5使被摄体T连续地直线移动的同时进行摄像而得的图像10的示意图。具体而言，图4所示的例子是对矩形状的被摄体T从摄像范围的一侧(右侧)向另一侧(左侧)移动的期间连续地进行摄像的例子。

如图4所示，在第1实施方式中，控制部7构成为在产生莫尔条纹MF的状态下使被摄体T移动的同时进行摄像。在第1实施方式中，控制部7以使1周期成为周期d7的莫尔条纹MF产生的状态来使被摄体T移动的同时进行摄像。另外，在第1光栅组3和第2光栅组4中，为了产生莫尔条纹MF而进行的各光栅的相对位置的调整方法不同，但均配置为使彼此的周期方向为X方向的莫尔条纹MF产生。因此，由于与后述的进行莫尔条纹MF的相位信息12的提取的构成相同，因此，以下使用由第1光栅组3产生的莫尔条纹MF进行说明。

如图5所示，在第1实施方式中，图像处理部6构成为获取莫尔条纹MF的相位信息12。具体而言，X射线相位摄像系统100通过由光栅移动机构8使第2光栅31并行移动，从而获取如图5所示那样的各步骤的莫尔条纹图像11。图像处理部6构成为基于各莫尔条纹图像11获取莫尔条纹MF的相位信息12。具体而言，将图5的第1～第4步骤的莫尔条纹图像11设为I_k(x,y)，如以下式(1)那样定义S(x,y)。

[数1]

在此，k为各步骤的序号。此外，M为使光栅并行移动的次数。此外，x以及y为检测器2的检测面上的与X射线的照射轴正交的面内的像素位置(坐标)。

若使用上述式(1)，则由以下的式(2)表示莫尔条纹MF的相位信息12。

[数2]

在此，φ(x,y)为莫尔条纹MF的相位信息12。此外，在第1实施方式中，可以将I_k(x,y)作为k的函数，由正弦曲线(正弦波)进行拟合，将该正弦曲线的相位信息作为莫尔条纹MF的相位信息12。莫尔条纹MF的相位信息12是每1周期d7重复莫尔条纹MF的相位值的变化而得的条纹花样的图像。

在第1实施方式中，图像处理部6构成为在第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2中分别基于使被摄体T和摄像系统9相对移动的同时进行摄像而得的多个图像10、和多个图像10中产生的莫尔条纹MF的相位信息12，将多个图像10中的被摄体T的各像素中的像素值、与各像素中的莫尔条纹MF的相位值进行关联。此外，图像处理部6构成为基于多个图像10中的被摄体T的同一位置的像素的位置信息、和与相位值进行关联的各像素的像素值，在第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2中分别进行多个图像10中的被摄体T的同一位置的像素的位置对齐，从而生成相位对比度图像14。

在第1实施方式中，图像处理部6构成为基于使标记物M和摄像系统9相对移动的同时进行摄像而得的多个位置校正用图像13(参照图6)，创建用于多个图像10中的被摄体T的同一位置的像素的位置对齐的位置校正数据。标记物M只要是吸收X射线的物质，就可以是任何物质。在第1实施方式中，标记物M例如包括金属丝(wire)等。

(位置校正数据的创建)

图6是通过移动机构5使标记物M沿X方向移动的同时进行摄像而得的位置校正用图像13的示意图。图6所示的位置校正用图像13是使标记物M向第1摄像位置～第6摄像位置移动的同时进行摄像而得的图像的例子。此外，在图6所示的例子中，在映现出标记物M的各像素中，关注像素R获取标记物M的移动量dm。

位置校正数据是基于与通过移动机构5使标记物M和摄像系统9相对移动时输入至移动机构5的移动量相关的指令值、和基于指令值使标记物M和摄像系统9相对移动时位置校正用图像13中的标记物M的实际的移动量dm而创建的。具体而言，位置校正数据是通过基于多个位置校正用图像13中的标记物M的同一位置的各像素的位置获取示出指令值和标记物M的移动量dm的关系的近似式而创建的。

图7是纵轴为各位置校正用图像13中的标记物M的位置、横轴为使标记物M移动时的指令值的图表G1的例子。控制部7通过对图表G1所示的各绘制点mp进行线性拟合而获取近似式。

在第1实施方式中，移动机构5构成为在对被摄体T进行摄像时使被摄体T连续地移动。具体而言，移动机构5构成为在通过第1光栅区域R1的期间以及通过第2光栅区域R2的期间使被摄体T以大致恒定的速度移动，从而使被摄体T连续地移动。此外，图像处理部6构成为基于获取到的连续的图像10生成相位对比度图像14。即，在第1实施方式中，获取图像10作为以规定的帧率(时间间隔)对图像10连续地摄像而得的动态图像。

在第1实施方式中，为了获取图像10作为动态图像，控制部7获取以下所示的式(3)作为位置校正数据。

[数3]

x_i＝x_start+p1×vp×(1/fps)×i…(3)在此，x_i是第i帧的被摄体T的同一位置的像素的位置。此外，x_start是被摄体T的同一位置的像素中第一帧的像素的位置。此外，vp是移动机构5使被摄体T移动时的速度(pulse/s)。此外，fps是对动画摄像时的帧率(frame/s)。此外，i是动态图像中的帧序号。

接下来，参照图8以及图9，对连续摄像而得的图像10中的像素Q和相位信息12的位置对齐进行说明。在图8以及图9中，为了简单，使用各图像10中将被摄体T配置于第1摄像位置～第6摄像位置时进行摄像而得的图像10进行说明。

图8所示的例子是在通过移动机构5使矩形状的被摄体T从摄像范围的一侧(右侧)向另一侧(左侧)移动的期间的6处(第1摄像位置～第6摄像位置)各位置进行摄像的例子。另外，在第1摄像位置中，X方向上的被摄体T的一部分未配置于检测器2的检测面上，因此是在进行摄像而得的图像10中未映现出被摄体T的一部分的例子。此外，图8所示的例子是示出多个图像10中映现有被摄体T的各像素中、像素Q的位置的变化的例子。此外，多个图像10为权利要求的“使被摄体和摄像系统相对移动的同时进行摄像而得的多个图像”的一例。

另外，为了易于掌握被摄体T的移动量dt，在图8的第2摄像位置中的图像10中以虚线图示第1摄像位置中的被摄体T的位置。通过由移动机构5使被摄体T移动的同时进行摄像，可使莫尔条纹MF和被摄体T相对移动，从而图像处理部6能够生成相位对比度图像14。另外，在第2实施方式中，通过移动机构5使被摄体T至少移动莫尔条纹MF的1周期d7(参照图4)以上。

在第1实施方式中，图像处理部6使用位置校正数据获取被摄体T的同一位置的像素的各图像10中的位置，进行各图像10中的像素的位置对齐。具体而言，如图9所示，进行各图像10和相位信息12的位置对齐，获取进行了位置对齐的各被摄体图像21以及相位信息22。

图9所示的例子示出在获取进行了位置对齐的各被摄体图像21以及相位信息22时，在第2摄像位置中对第1摄像位置～第6摄像位置中的各图像10进行了位置对齐的被摄体图像21。另外，由于在将被摄体T配置于第1摄像位置进行摄像而得的图像10中未映现出X方向上的被摄体T整体，因此在位置对齐后的被摄体图像21中产生空白的区域E。在关注像素Q的情况下，可知在位置对齐后的各被摄体图像21中莫尔条纹MF相对于像素Q移动。在图9所示的例子中，以点U图示与位置对齐后的各被摄体图像21的像素Q的位置相对应的位置。即，各摄像位置中的像素的位置与位置对齐后的相位信息22中的莫尔条纹MF的相位值的位置以1对1的关系进行关联。

在第1实施方式中，对作为动态图像而获取到的图像10的各帧进行与相位信息12的位置对齐，从而获取进行了位置对齐的各被摄体图像21以及相位信息22。即，如图10所示，使用位置校正数据对连续进行摄像而得的图像10的各帧的像素和相位信息12进行位置对齐。

图像处理部6基于作为动态图像而获取到的图像10的像素和相位信息12，将图像10的各像素的像素值和莫尔条纹MF的相位值进行关联，获取图11所示的强度信号曲线SC1。强度信号曲线SC1是横轴为相位值、纵轴为像素值的图表。在第1实施方式中，图像处理部6基于强度信号曲线SC1生成相位对比度图像14。另外，由于对于图9所示的空白的区域E也不存在莫尔条纹MF的相位信息12，因此未在图11中进行采样。

图12是相位对比度图像14的示意图。在第1实施方式中，图像处理部6基于获取到的强度信号曲线SC1生成吸收像15、相位微分像16和暗场像17。由于生成吸收像15、相位微分像16和暗场像17的方法能够以公知的方法进行，因此省略说明。

在第1实施方式中，图像处理部6以及控制部7构成为与在第1光栅区域R1中进行摄像而得的相位对比度图像14的生成同样地，根据在第2光栅区域R2中进行摄像而得的图像10获取强度信号曲线SC1。此外，图像处理部6以及控制部7构成为基于在第2光栅区域R2中获取到的强度信号曲线SC1生成第2光栅区域R2中的相位对比度图像14。

(第1合成图像)

图13的(A)所示的例子是通过了第1光栅区域R1时的第1相位微分像16a的示意图。图13的(B)是通过了第2光栅区域R2时的第2相位微分像16b的示意图。由于相位微分像16在与光栅延伸的方向正交的方向上具有灵敏度，因此在第1相位微分像16a和第2相位微分像16b中所强调的边缘的方向不同。即，在第1相位微分像16a中，强调与第1方向(Y方向)正交的方向(X方向)的边缘。此外，在第2相位微分像16b中，强调与第2方向(X方向)正交的方向(Y方向)的边缘。

第1实施方式中，图像处理部6构成为生成将第1相位对比度图像14a和第2相位对比度图像14b合成而得的第1合成图像19(参照图15)。具体而言，图像处理部6构成为基于被摄体T通过了第1光栅区域R1时的第1相位微分像16a(第1相位对比度图像14a)、和被摄体T通过了第2光栅区域R2时的第2相位微分像16b(第2相位对比度图像14b)，生成相位像18(第1合成图像19)。

图14是作为参考例的相位像20的示意图。在图14所示的例子中，使用在X方向或者Y方向上具有灵敏度的相位微分像生成相位像20。具体而言，在相位微分像中沿着与强调边缘的X方向(或者Y方向)交叉的Y方向(或者X方向)进行积分，从而生成相位像20。然而，在参考例中，由于进行积分的相位微分像仅在Y方向(或者X方向)上具有灵敏度，因此由不具有灵敏度的方向上所包含的噪声而导致生成的相位像20中产生伪影SP。因此，相位像20的画质变差。

图15所示的例子是第1实施方式的图像处理部6所生成的相位像18的示意图。图像处理部6通过以下所示的式(4)生成相位像18。

[数4]

在此，φx是在第1光栅区域R1中进行摄像而得的第1相位微分像16a。此外，φy是在第2光栅区域R2中进行摄像而得的第1相位微分像16a。此外，x以及y是第1相位微分像16a以及第2相位微分像16b中的像素的x坐标以及y坐标。此外，i是表示复数的虚数单位。此外，k以及l是在频率空间上的坐标。

在第1实施方式中，图像处理部6根据上述式(4)，使用在X方向上具有灵敏度的第1相位微分像16a以及在Y方向上具有灵敏度的第2相位微分像16b来生成相位像18。由于图像处理部6通过在各自的方向上具有灵敏度的第1相位微分像16a以及第2相位微分像16b生成相位像18，因此能够抑制在相位像18中产生伪影SP。

接下来，参照图16，对第1实施方式的X射线相位摄像系统100生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b的处理的流程进行说明。

在步骤S1中，图像处理部6在控制部7的控制下，通过移动机构5使标记物M移动至第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2各自的第1摄像位置～第6摄像位置的同时，获取多个位置校正用图像13。接下来，在步骤S2中，控制部7基于标记物M的移动量dm和指令值获取近似式。控制部7基于获取到的近似式的斜率获取位置校正数据。之后，处理向步骤S3推进。

接下来，在步骤S3中，图像处理部6获取莫尔条纹MF的相位信息12。之后，在步骤S4中，图像处理部6在控制部7的控制下，在第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2中分别通过移动机构5使被摄体T和摄像系统9相对移动的同时，获取图像10。另外，在第1实施方式中，移动机构5使被摄体T连续地移动。之后，处理向步骤S5推进。

接下来，在步骤S5中，图像处理部6进行图像10中的被摄体T的同一位置的像素的位置对齐。之后，处理向步骤S6推进。

在步骤S6中，图像处理部6进行相位信息12的位置对齐，获取相位信息22。之后，在步骤S7中，图像处理部6通过将连续摄像而得的图像10中的被摄体T的像素和莫尔条纹MF的相位值进行关联，获取强度信号曲线SC1。接下来，在步骤S8中，图像处理部6基于强度信号曲线SC1生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。

接下来，在步骤S9中，图像处理部6根据第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b生成第1合成图像19，结束处理。

另外，可以先进行步骤S1以及步骤S2中的位置校正数据的获取处理、和步骤S3中的莫尔条纹MF的相位信息12的获取处理中的任一个处理。位置校正数据的获取处理只要在进行多个图像10中的像素的位置对齐之前，就可以在任意时机进行。此外，获取莫尔条纹MF的相位信息12的处理只要在进行相位信息12的位置对齐的处理之前，就可以随时进行。

(第1实施方式的效果)

在第1实施方式中，能够得到以下这样的效果。

在第1实施方式中，如上所述，X射线相位摄像系统100具备：X射线源1；检测器2，检测从X射线源1照射的X射线；第1光栅组3，在X射线源1和检测器2之间包含沿着X射线的光轴XRa方向(Z方向)配置的多个光栅，光栅延伸的方向朝向沿着第1方向(Y方向)的方向；第2光栅组4，包含沿着Z方向配置的多个光栅，在X射线源1和检测器2之间与Z方向交叉的方向(X方向)上和第1光栅组3并排配置，光栅延伸的方向朝向沿着不同于Y方向的第2方向(X方向)的方向；移动机构5，使被摄体T或者由X射线源1、检测器2、第1光栅组3和第2光栅组4构成的摄像系统9相对移动；图像处理部6，基于由检测器2检测到的信号生成相位对比度图像14，移动机构5构成为使被摄体T和摄像系统9相对移动，从而使被摄体T通过配置有第1光栅组3的第1光栅区域R1以及配置有第2光栅组4的第2光栅区域R2，图像处理部6构成为生成被摄体T通过了第1光栅区域R1时的第1相位对比度图像14a、和被摄体T通过了第2光栅区域R2时的第2相位对比度图像14b。

由此，通过使被摄体T通过第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2进行摄像，能够利用光栅延伸方向分别不同的第1光栅组3以及第2光栅组4来对被摄体T进行摄像。其结果为，无需在变更被摄体T或者光栅的朝向而再次使被摄体T移动的同时进行摄像，就能够变更光栅相对于被摄体T的朝向来进行摄像。由此，能够简化摄像作业，并且能够缩短摄像时间。

此外，在第1实施方式中，如上所述，第1光栅组3以及第2光栅组4配置为使得Y方向和第2方向(X方向)成为大致正交的朝向。由此，由于第1方向(Y方向)和第2方向(X方向)为大致正交的朝向，因此不论被摄体T的配置方向如何，均能够在第1光栅组3或者第2光栅组4的任一个中提取由被摄体T引起的X射线的相位的偏移或者X射线的折射。其结果为，不论被摄体T的配置方向如何，均能够在第1相位对比度图像14a或者第2相位对比度图像14b的任一个中将被摄体T图像化。

此外，在第1实施方式中，如上所述，图像处理部6构成为生成将第1相位对比度图像14a和第2相位对比度图像14b合成而得的第1合成图像19。由此，在将在第1方向(Y方向)上具有灵敏度的第2相位对比度图像14b和在第2方向(X方向)上具有灵敏度的第1相位对比度图像14a合成而得的第1合成图像19中，能够汇总掌握第1方向(Y方向)以及第2方向(X方向)的灵敏度。其结果为，能够详细地掌握被摄体T的内部结构。

此外，在第1实施方式中，如上所述，通过了第1光栅组3的X射线以及通过了第2光栅组4的X射线分别由共通的检测器2检测。由此，能够通过设置1个检测器2来检测通过了第1光栅组3的X射线以及通过了第2光栅组4的X射线。其结果为，与分别设置检测通过了第1光栅组3的X射线的检测器2以及检测通过了第2光栅组4的X射线的检测器2的情况相比较，能够抑制部件个数增加。

此外，在第1实施方式中，如上所述，第1光栅组3以及第2光栅组4分别配置于从共通的X射线源1照射的X射线的照射范围内。由此，能够通过设置1个X射线源1对第1光栅组3以及第2光栅组4照射X射线。其结果为，与分别设置对第1光栅组3照射X射线的X射线源1以及对第2光栅组4照射X射线的X射线源1的情况相比较，能够抑制部件个数增加。

此外，在第1实施方式中，如上所述，第1光栅组3以及第2光栅组4分别包含将从X射线源1照射的X射线的相干性提高的第1光栅30以及第1光栅40、用于形成自身像的第2光栅31以及第2光栅41、用于与第2光栅31的自身像以及第2光栅41的自身像分别干涉的第3光栅32以及第3光栅42，第1光栅组3的第1光栅30以及第2光栅组4的第1光栅40形成为一体，第1光栅组3的第2光栅31以及第2光栅组4的第2光栅41、第1光栅组3的第3光栅32以及第2光栅组4的第3光栅42分别独立地形成。

由此，通过使配置于X射线源1的附近的第1光栅组3的第1光栅30和第2光栅组4的第1光栅40形成为一体，能够在第1光栅组3以及第2光栅组4中，使从X射线源1到第1光栅组3的第1光栅30的距离与从X射线源1到第2光栅组4的第1光栅40的距离大致相等。此外，例如，在预先使莫尔条纹MF形成来进行摄像的情况下，需要在由第1光栅组3产生的莫尔条纹MF和由第2光栅组4产生的莫尔条纹MF中，使各自的莫尔条纹MF的方向相对于扫描方向的垂直分量是有限的。然而，由于配置为在第1光栅组3和第2光栅组4中使光栅延伸的方向彼此不同，因此用于形成莫尔条纹MF的各光栅的相对位置在第1光栅组3和第2光栅组4中分别不同。因此，通过分别独立地形成第1光栅组3的第2光栅31与第2光栅组4的第2光栅41、以及分别独立地形成第1光栅组3的第3光栅32与第2光栅组4的第3光栅42，能够将第1光栅组3的各光栅以及第2光栅组4的各光栅分别配置在适合于形成莫尔条纹MF的相对位置。

此外，例如，为了获取预先形成的莫尔条纹MF的相位信息12，在第1光栅组3以及第2光栅组4中分别使第2光栅31以及第2光栅41、或者第3光栅32以及第3光栅42并行移动的同时进行摄像的情况下，由于配置为在第1光栅组3和第2光栅组4中使光栅延伸的方向不同，因此使光栅并行移动的方向在第1光栅组3以及第2光栅组4中分别不同。通过分别独立地形成第1光栅组3的第2光栅31与第2光栅组4的第2光栅41、以及分别独立地形成第1光栅组3的第3光栅32与第2光栅组4的第3光栅42，从而可在第1光栅组3以及第2光栅组4的光栅中将移动机构5分别设置于并行移动的光栅，能够在第1光栅组3以及第2光栅组4中使并行移动的光栅沿彼此不同的方向并行移动的同时进行摄像。

此外，在第1实施方式中，如上所述，图像处理部6构成为在第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2中，分别基于使被摄体T和摄像系统9相对移动的同时进行摄像而得的多个图像10、和多个图像10中产生的莫尔条纹MF的相位信息22，将多个图像10中的被摄体T的各像素中的像素值、与各像素中的莫尔条纹MF的相位值进行关联，并且基于多个图像10中的被摄体T的同一位置的像素的位置信息、和与相位值进行关联的各像素的像素值，在第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2中分别进行多个图像10中的被摄体T的同一位置的像素的位置对齐，从而生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。由此，能够将各图像中的被摄体T的同一位置的像素的像素值、和与各图像中的被摄体T的同一位置的像素相对应的各相位值进行关联来生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。因此，例如，与对莫尔条纹MF的1个周期的区域进行区域分割而使用各区域所包含的像素值的平均值来生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b的情况相比较，能够使用映现同一位置的各像素的像素值来生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。其结果为，能够抑制因在第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b的生成中使用的像素值产生误差而导致第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b的画质变差。

此外，在第1实施方式中，如上所述，移动机构5构成为在对被摄体T进行摄像时使被摄体T连续地移动，图像处理部6构成为基于获取到的连续的图像10来生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。由此，在生成连续的第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b时，不同于例如通过重复进行被摄体T的移动和摄像来生成连续的第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b的以往的条纹扫描法，能够通过使被摄体T连续地移动的同时进行摄像，来生成连续的第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。其结果为，与以往的条纹扫描法相比较，能够缩短摄像时间。

此外，在第1实施方式中，如上所述，图像处理部6构成为基于使标记物M和摄像系统9相对移动的同时进行摄像而得的多个位置校正用图像13，创建用于多个图像10中的被摄体T的同一位置的各像素的位置对齐的位置校正数据。由此，通过使用位置校正数据可获取被摄体T的同一位置的像素的各图像中的位置，因此能够计算被摄体T的移动量dm。其结果为，例如，即使在被摄体T的移动量dm和标记物M的移动量dm不同的情况下，也可获取被摄体T的移动量dm，因此能够进行多个图像10中的被摄体T的同一位置的各像素的位置对齐。

此外，在第1实施方式中，如上所述，位置校正数据是基于与通过移动机构5使标记物M和摄像系统9相对移动时输入至移动机构5的移动量dm相关的指令值、和基于指令值使标记物M和摄像系统9相对移动时位置校正用图像13中的标记物M或者摄像系统9的移动量dm而创建的。由此，即使在与输入至移动机构5的移动量dm相关的指令值、和标记物M或者摄像系统9的移动量dm之间产生误差的情况下，也能够根据位置校正数据获取正确的移动量dm。其结果为，由于可正确地进行多个图像10中的被摄体T的同一位置的各像素的位置对齐，因此能够更加抑制所得到的相位对比度图像14的画质变差。

此外，在第1实施方式中，如上所述，位置校正数据是通过基于多个位置校正用图像13中的标记物M的同一位置的各像素的位置来获取示出指令值和标记物M或者摄像系统9的移动量dm的关系的近似式而创建的。由此，通过基于多个位置校正用图像13中的标记物M的同一位置的各像素的位置来获取近似式，能够使用近似式计算到与摄像多个位置校正用图像13而得的位置不同的位置的移动量dm相关的指令值和标记物M或者摄像系统9的移动量dm的关系。其结果为，例如，在对被摄体T进行摄像时，即使在使被摄体T移动至与使标记物M或者摄像系统9移动的位置不同的位置的情况下，也能够获取被摄体T的移动量dm。

此外，在第1实施方式中，如上所述，图像处理部6构成为基于被摄体T通过了第1光栅区域R1时的第1相位微分像16a(第1相位对比度图像14a)、和被摄体T通过了第2光栅区域R2时的第1相位微分像16a(第2相位对比度图像14b)来生成相位像18。由此，与在通过了第1光栅区域R1时的第1相位微分像16a(第1相位对比度图像14a)、或者通过了第2光栅区域R2时的第1相位微分像16a(第2相位对比度图像14b)中的任一张图像中沿规定的方向进行积分来生成相位像18的构成相比较，能够在相位像20(第1合成图像19)中抑制在积分方向上产生伪影SP。其结果为，能够抑制相位像20(第1合成图像19)的画质变差。

[第2实施方式]

接下来，参照图1、图8、图9以及图17对第2实施方式的X射线相位摄像系统200(参照图1)进行说明。不同于使被摄体T连续地移动的同时进行摄像的第1实施方式，在第2实施方式中，移动机构5构成为在对被摄体T进行摄像时，使被摄体T每次移动规定距离dt(参照图8)，图像处理部60(参照图1)构成为基于每移动规定距离dt的同时获取到的图像10来生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。另外，对于与上述第1实施方式相同的构成标注相同的附图标记并省略说明。

(X射线相位摄像系统的构成)

首先，参照图1对第2实施方式的X射线相位摄像系统200的构成进行说明。

在第2实施方式中，X射线相位摄像系统200除具备图像处理部60以及控制部70这点外，是与上述第1实施方式同样的构成。移动机构5构成为在控制部70的控制下对被摄体T进行摄像时，使被摄体T每次移动规定距离dt(参照图8)。图像处理部60构成为基于每移动规定距离dt的同时获取到的图像10来生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。

在第2实施方式中，通过移动机构5使被摄体T移动至第1摄像位置(参照图8)～第6摄像位置(参照图8)的各位置来进行摄像。在第2实施方式中，控制部70通过向移动机构5输入与用于将被摄体T配置于各摄像位置的移动量相关的指令值，使被摄体T仅移动规定的移动量dt。例如在移动机构5包含步进电机作为驱动源的情况下，与移动量相关的指令值为输入至移动机构5的脉冲数。另外，进行各图像10和相位信息12的位置对齐的构成与上述第1实施方式相同，因此省略详细的说明。

在第2实施方式中，控制部70获取以下所示的式(5)作为位置校正数据。

[数5]

x＝x_start+p1×np…(5)

在此，x是被摄体T的同一位置的像素的各图像中的位置。此外，x_start是被摄体T的同一位置的像素中第1摄像位置中的像素的位置。此外，p1是近似式的斜率。此外，np是使被摄体T移动时输入至移动机构5的指令值(脉冲数)。

在第2实施方式中，图像处理部60对位置对齐后的各被摄体图像21(参照图9)中的像素获取示出相位值和像素值的关系的强度信号曲线SC2(参照图17)。

与第1实施方式中的强度信号曲线SC1同样地，图17所示的强度信号曲线SC2是横轴为相位值、纵轴为像素值的图表。图像处理部60使用位置对齐后的各被摄体图像21和相位信息22(参照图9)，获取将多个被摄体图像21中的被摄体T的同一位置的像素的各相位值和各像素值以1对1的关系进行关联而得的像素值的强度信号曲线SC2。由于图像处理部60获取强度信号曲线SC2的构成与上述第1实施方式相同，因此省略详细的说明。图像处理部60构成为基于获取到的强度信号曲线SC2来生成相位对比度图像14。另外，由于对于图9所示的空白的区域E也不存在莫尔条纹MF的相位信息12，因此与上述第1实施方式同样地，第2实施方式中也未在图17中进行采样。

接下来，参照图18对第2实施方式的X射线相位摄像系统200生成相位对比度图像14的处理的流程进行说明。另外，对与第1实施方式相同的步骤的说明进行省略。

在步骤S1～步骤S3中，控制部70获取位置校正数据以及莫尔条纹MF的相位信息12。之后，处理向步骤S10推进。

在步骤S10中，图像处理部60在控制部70的控制下，通过移动机构5使被摄体T和摄像系统9相对移动的同时，获取多个图像10。另外，在第1实施方式中，移动机构5使被摄体T移动至第1摄像位置～第6摄像位置。

之后，处理向步骤S5～步骤S9推进，图像处理部60生成第1合成图像19，结束处理。

另外，第2实施方式的其它构成与上述第1实施方式相同。

(第2实施方式的效果)

在第2实施方式中，能够得到以下这样的效果。

在第2实施方式中，如上所述，移动机构5构成为在对被摄体T进行摄像时使被摄体T每次移动规定距离dt，图像处理部60构成为基于每移动规定距离dt的同时获取到的图像10来生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。由此，与使被摄体T连续地移动的同时进行摄像的情况相比较，能够降低生成第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b时的图像10的张数。其结果为，能够更加缩短摄像时间。此外，例如，在用于医疗用途的情况下，能够抑制曝露量增加。

另外，第2实施方式的其它效果与上述第1实施方式相同。

[第3实施方式]

接下来，参照图19～图22对第3实施方式的X射线相位摄像系统300(参照图19)进行说明。不同于根据第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2中的多个图像10生成包含有成为图像化对象的所有断层面FP(参照图20)的相位对比度图像14的上述第1以及第2实施方式，第3实施方式中的X射线相位摄像系统300构成为生成成为图像化对象的规定的断层面FP的第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。另外，对于与上述第1以及第2实施方式相同的构成标注相同的附图标记并省略说明。

如图19所示，第3实施方式中的X射线相位摄像系统300除具备控制部170以及图像处理部160这点外，是与上述第1实施方式中的X射线相位摄像系统100同样的构成。控制部170包含位置信息获取部171。

在第3实施方式中，X射线相位摄像系统300进一步具备位置信息获取部171，获取成为图像化对象的断层面FP的光轴XRa方向(Z方向)上的断层位置，图像处理部160构成为基于在规定方向(X方向)上的摄像系统9和被摄体T的多个相对位置对被摄体T进行摄像而得的多个图像10、和获取到的断层位置来获取断层面FP中的相位分布，从而生成断层面FP中的第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。

图20是示出如上述那样的在多个相对位置对X射线图像进行摄像时的、被摄体T和图像10的位置坐标的关系的图。在图20中，纵轴表示Z方向的位置，横轴表示进行相对移动的规定方向(X方向)的位置。将在Z方向上X射线源1的焦点位置设为原点。作为Z方向上的位置，将相距从焦点到被摄体T的中心位置的距离SOD(source object distance)的位置设为基准位置(以下，称为SOD)。将相距从焦点到检测器2的检测面的距离的位置设为检测面位置SID(source image distance)。另外，在图20中，为了方便，将Z方向作为纸面的上下方向进行图示。

在第3实施方式中，被摄体T的断层面FP的断层位置表现为从基准位置SOD的偏移量。在图20中，设定偏移了切片厚度d的2j+1个断层面FP(包含基准位置SOD的断层面)作为被摄体T的断层面FP。切片厚度d为各断层面FP之间的距离，各断层面FP在Z方向上隔开切片厚度d以等间隔排列。j是断层位置序号，相对于基准位置SOD在正侧(检测器2侧)设定+j个断层面FP，在负侧(X射线源1侧)设定-j个断层面FP。若将Z方向上的SOD的坐标设为z，则以(z-jd)～(z+jd)表示各断层面FP的断层位置。

位置信息获取部171获取切片厚度d、该断层面FP的断层位置序号(j)作为成为图像化对象的断层面FP的Z方向上的断层位置(z±jd)。另外，位置信息获取部171获取基准位置SOD作为已知的信息。

然后，图像处理部160构成为基于Z方向上的基准位置SOD(＝z)以及断层位置相对于基准位置SOD的偏移量(±jd)、和规定方向(X方向)上的摄像系统9和被摄体T的相对位置，获取断层面FP中的相位分布。

如图20所示，通过移动机构5使被摄体T移动至各相对位置来进行摄像。以x(x₀～x_i)表示移动机构5上的坐标系中的被摄体T的位置。i是用于特定相对位置的序号，例如将x₀设为初始位置，图8的第1摄像位置～第6摄像位置成为x₁～x₆。将各位置坐标x₀～x_i中的、属于各断层面FP(0～+j)的点向检测面(图像10)的投影点的X坐标设为x_d(x_d00～x_dji)。另外，各断层面FP(0～-j)也同样如此。此外，X_d00至X_c是检测通过了第1光栅区域R1的X射线的区域。此外，X_c至X_d0i是检测通过了第2光栅区域R2的X射线的区域。

在使被摄体T的点B1～B3移动至位置x₀时，通过点B1(断层位置序号＝0)的X射线映现于检测面(图像10)的x_d00的坐标。另一方面，通过点B2(断层位置序号＝1)的X射线映现于检测面(图像10)的x_d10的坐标，通过点B3(断层位置序号＝j)的X射线映现于检测面(图像10)的x_dj0的坐标。若确定被摄体T的位置坐标x_i和断层位置(断层位置序号j)，则检测面(图像10)的位置坐标x_dji被特定。因此，摄像系统9和被摄体T的相对位置在移动机构5的坐标系中由x_i表示，在图像10的坐标系中由x_dji表示。

在图20中，被摄体T的位置x₀中的断层位置序号j＝0的点B1、和检测面(图像10)上的位置坐标x_d00根据图21所示的相似关系而由以下的关系式(式(6))表示。x_c表示检测面(图像10)上的光轴XRa(通过焦点的法线)的X坐标。

[数6]

在此，对于在被摄体T的位置x₀从基准位置SOD至第j个断层位置z+jd中的点(点B3)，映现于检测面(图像10)上的X坐标x_dj0根据图21所示的相似关系而由以下的关系式(式(7))表示。

[数7]

由式(7)可知，可从基准位置SOD(＝z)上的位置坐标x_d00向任意的断层面FP上的位置坐标x_dj0转换。位置坐标x_d00和位置坐标x_dj0由不依赖于SID的关系表示。

因此，通过移动机构5使被摄体T移动至任意的第i个位置x_i时的、任意的第j个断层位置的点的位置坐标x_dji由下式(8)表示。

[数8]

若整理上式(8)，则可得到下式(9)。

[数9]

根据以上，可将通过移动机构5在规定方向(X方向)的各相对位置xi中对被摄体T进行摄像而得的各图像10的位置坐标转换为从基准位置SOD偏移的任意的断层位置(z+jd)的断层面FP上的断层图像的位置坐标。

像这样，图像处理部160构成为基于Z方向上的基准位置SOD(＝z)以及断层位置相对于基准位置SOD的偏移量(jd)、和规定方向(X方向)上的摄像系统9和被摄体T的相对位置(x_d0i)，获取断层面FP中的相位分布。

另外，被摄体T的相对位置(x_d0i)通过下式(10)获取。

[数10]

x_d0i＝x_start+p1×np…(10)

在此，此外，X_start是摄像开始时间点的被摄体T的初始位置。此外，p1是图像10中的实际的被摄体T的移动量相对于输入至移动机构5的指令值(脉冲数)的转换系数[pixel/pulse]。此外，np是使被摄体T向x₀～x_i的各相对位置移动时输入至移动机构5的指令值(脉冲数)。

图像处理部160对得到的各个图像10，利用上式(10)获取被摄体T的各相对位置(x_d0i)并代入上式(9)，从而进行坐标转换，以使其成为由断层位置序号j特定的断层面FP的断层图像。

(位置校正数据的生成)

在上式(10)中，转换系数p1[pixel/pulse]为移动机构5的设计规格的一部分并可以作为已知的信息预先获取。与此相对，在第3实施方式中，图像处理部160构成为生成将移动机构5的移动量dm和图像10中的相对位置(x_d0i)的变化量进行关联的位置校正数据，使用在基准位置SOD获取到的位置校正数据来获取断层面FP中的相位分布。由于图像处理部160获取位置校正数据的构成与上述第1以及第2实施方式中的图像处理部6(60)获取位置校正数据的构成相同，因此省略详细的说明。

所生成的相位对比度图像14(第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b)成为通过位置信息获取部171获取到的断层位置(z+jd)的断层图像。图22是相位对比度图像14的断层像(相位对比度断层图像)的概念图。

如图22的(A)所示，例如在获取基准位置SOD(＝z)作为断层位置的情况下，各个图像10以及相位信息12将断层位置＝z的断层面FP上的点B1设为基准而转换为被摄体T的静止坐标系，从而生成在断层位置＝z的断层面FP对焦的断层图像(吸收像15、相位微分像16、暗场像17)。此时，位于不同的断层面FP的点B2以及点B3的像中产生模糊。

如图22的(B)所示，在获取到具有点B2的断层面FP的断层位置(z+d)的情况下，通过将断层位置＝z+d的断层面FP上的点B2设为基准而转换为被摄体T的静止坐标系，生成在断层位置＝z+d的断层面FP对焦的断层像。此时，位于不同的断层面FP的点B1以及点B3的像中产生模糊。

如图22的(C)所示，在获取到具有点B3的断层面FP的断层位置(z+jd)的情况下，通过将断层位置＝z+jd的断层面FP上的点B3设为基准而转换为被摄体T的静止坐标系，生成在断层位置＝z+jd的断层面FP对焦的断层像。此时，位于不同的断层面FP的点B1以及点B2的像中产生模糊。

像这样，在第3实施方式中，可以得到在用户指定的任意的断层面FP中抑制了模糊(合焦)的相位对比度断层图像。

在第3实施方式中，图像处理部160构成为基于在第1光栅区域R1和第2光栅区域R2中进行摄像而得的多个图像10来分别单独地生成断层图像。即，图像处理部160构成为分别单独地生成规定的断层面FP中的第1相位对比度图像14a、和规定的断层面FP中的第2相位对比度图像14b。此外，图像处理部160还可以构成为生成将规定的断层面FP中的第1相位对比度图像14a、和规定的断层面FP中的第2相位对比度图像14b合成而得的图像。

接下来，参照图23，对第3实施方式的X射线相位摄像系统300生成相位对比度图像14(第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b)的处理的流程进行说明。另外，对于进行与上述第1以及第2实施方式相同的处理的步骤，省略详细的说明。

在步骤S1～S3以及步骤S10中，图像处理部160生成各个相对位置中的多个位置校正用图像13。此外，图像处理部160基于标记物M的移动量dm和指令值获取近似式(位置校正数据)。此外，图像处理部160获取莫尔条纹MF的相位信息12。此外，图像处理部160通过移动机构5在X方向上的多个相对位置获取多个图像10。移动机构5使被摄体T移动至x₀～x_i的各相对位置。

接下来，在步骤S11中，位置信息获取部171获取断层信息。位置信息获取部171例如获取由用户设定的SOD(＝z)、切片厚度d以及断层位置序号j的各设定值。断层信息(z+jd)的获取处理只要在步骤S12之前，就可以在任意时机实施。

接下来，在步骤S12中，图像处理部160以被摄体T中由获取到的断层位置(z+jd)特定的断层面FP上的点为基准，进行在各个相对位置获取到的各图像10以及相位信息12的位置坐标的坐标转换。由此，图像处理部160获取坐标转换为以断层面FP上的被摄体T为基准的静止坐标系的、坐标转换后的各被摄体图像21(参照图9)以及相位信息22(参照图9)。

接下来，在步骤S13中，图像处理部160基于坐标转换后的各被摄体图像21以及各相位信息22来获取断层面FP中的相位分布。即，图像处理部160生成以断层面FP上的被摄体T为基准的静止坐标系中的各像素(各位置坐标)的强度信号曲线SC2(参照图17)。

在步骤S14中，图像处理部160基于生成的强度信号曲线SC2来生成规定的断层面FP中的相位对比度图像14(第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b)。另外，图像处理部160也可以生成吸收像15、相位微分像16以及暗场像17作为相位对比度图像14。由此，完成相位对比度图像14的生成处理。

另外，与上述第1以及第2实施方式同样地，可以先进行步骤S1以及步骤S2的处理、和步骤S3中的处理中的任一个处理。此外，位置校正数据的获取处理只要在进行多个图像10的坐标转换之前，就可以在任意时机进行。此外，获取莫尔条纹MF的相位信息12的处理只要在相位信息12的坐标转换之前，就可以随时进行。

另外，第3实施方式的其它构成与上述第1以及第2实施方式相同。

(第3实施方式的效果)

在第3实施方式中，能够得到以下这样的效果。

在第3实施方式中，如上所述，进一步具备位置信息获取部171，获取成为图像化对象的断层面FP的Z方向上的断层位置，图像处理部160构成为基于在规定方向上的摄像系统9和被摄体T的多个相对位置对被摄体T进行摄像而得的多个图像10、和获取到的断层位置来获取断层面FP中的相位分布，从而生成断层面FP中的第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。由此，能够通过位置信息获取部171获取在被摄体T中存在想要图像化的内部结构的断层面FP的Z方向的位置(断层位置)。而且，由于X射线相对于断层面FP上的点的入射角由摄像系统9和被摄体T的相对位置确定，因此能够利用断层位置的信息和对图像10进行摄像时的相对位置来特定各个图像10中的断层面FP上的点的位置。由此，能够通过图像处理部160，基于所得到的断层位置的信息和在多个相对位置的各图像10，获取由断层位置示出的特定的断层面FP中的相位分布。其结果为，根据由位置信息获取部171获取到的断层位置的断层面FP中的相位分布，可以得到针对该断层面FP所包含的内部结构抑制了图像模糊的相位对比度图像14(断层图像)。由此，即使是厚度较厚的被摄体T，也能够抑制内部结构的视觉辨认性降低。

另外，第3实施方式的其它效果与上述第1以及第2实施方式相同。

[第4实施方式]

接下来，参照图24以及图25对第4实施方式的X射线相位摄像系统400(参照图24)进行说明。与基于使被摄体T通过第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2进行摄像而得的图像10来生成相位对比度图像14的上述第1以及第2实施方式不同，在第4实施方式中，移动机构5构成为使被摄体T和摄像系统9相对移动，从而使被摄体T通过未配置有第1光栅组3以及第2光栅组4的无光栅区域R3。另外，对于与上述第1以及第2实施方式相同的构成标注相同的附图标记并省略说明。

(X射线相位摄像系统的构成)

首先，参照图24对第4实施方式的X射线相位摄像系统400的构成进行说明。

在第4实施方式中，X射线相位摄像系统400除具备准直仪(Collimator)50以及图像处理部260这点外，是与上述第1实施方式同样的构成。移动机构5构成为使被摄体T和摄像系统9相对移动，从而使被摄体T通过未配置有第1光栅组3以及第2光栅组4的无光栅区域R3。图像处理部260构成为显示将第1相位对比度图像14a(第1相位微分像16a)以及第2相位对比度图像14b(第2相位微分像16b)、和通过了无光栅区域R3时获取到的吸收像150(参照图25)合成而得的第2合成图像23。

准直仪50配置于第1光栅30以及第1光栅40和第2光栅31以及第2光栅41之间。准直仪50由屏蔽X射线的屏蔽部件构成，形成有开闭自如地构成的准直孔50a以及50b。准直孔50a可调整从X射线源1照射的X射线内通过第1光栅组3和第2光栅组4而照射至检测器2的X射线的照射范围。准直孔50b可调整未通过第1光栅组3和第2光栅组4而照射至检测器2的X射线的范围。此外，第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2的X方向的大小至少调整为使莫尔条纹MF(参照图4)的1个周期d7所映现的大小。由于无光栅区域R3是对未经由光栅的吸收像150(参照图25的(A))进行摄像的区域，因此无光栅区域R3的X方向的大小可以小于莫尔条纹MF的1个周期d7的大小。

在图24所示的例子中，第1光栅区域R1是由X射线的光轴XRa、示出从X射线源1至准直仪50的X射线的照射范围的直线XR1、示出从准直仪50至检测器2的X射线的照射范围的直线XR3形成的区域。此外，在图24所示的例子中，第2光栅区域R2是由X射线的光轴XRa、示出从X射线源1至准直仪50的X射线的照射范围的直线XR2、示出从准直仪50至检测器2的X射线的照射范围的直线XR4形成的区域。此外，在图24所示的例子中，无光栅区域R3是由示出从准直仪50至检测器2的X射线的照射范围的直线XR4以及直线XR5形成的区域。

如图25所示，在第4实施方式中，图像处理部260构成为显示将第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b、和吸收像150合成而得的第2合成图像23。另外，在图25的(B)所示的例子中，将描绘了在Y方向上延伸的内部结构IS1的第1相位对比度图像14a作为被摄体T的内部结构而图示。此外，在图25的(C)中，将描绘了在X方向上延伸的内部结构IS2的第2相位对比度图像14b作为被摄体T的内部结构而图示。内部结构IS1以及内部结构IS2的X射线的吸收量是无法在吸收像150中描绘的程度的大小。

通过合成吸收像150、第1相位对比度图像14a(第1相位微分像16a)以及第2相位对比度图像14b(第2相位微分像16b)来生成第2合成图像23。因此，能够在1张第2合成图像23内掌握内部结构IS1的Y方向的灵敏度、和内部结构IS2的X方向的灵敏度。

接下来，参照图26对在第4实施方式的X射线相位摄像系统400中生成第2合成图像23的处理的流程进行说明。

在步骤S15中，控制部7获取位置校正数据以及莫尔条纹MF的相位信息12。由于步骤S15中的位置校正数据以及莫尔条纹MF的相位信息12的获取处理与上述第1实施方式中的步骤S1～步骤S3的处理相同，因此省略详细的说明。之后，处理向步骤S16推进。

在步骤S16中，图像处理部260获取在第1光栅区域R1、第2光栅区域R2以及无光栅区域R3中使被摄体T移动的同时进行摄像而得的多个图像10。之后，在步骤S17中，图像处理部260基于第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2中的多个图像10，生成第1相位对比度图像14a(第1相位微分像16a)以及第2相位对比度图像14b(第2相位微分像16b)。之后，处理向步骤S18推进。

在步骤S18中，图像处理部260基于无光栅区域R3中的图像10生成吸收像150。之后，在步骤S19中，图像处理部260生成将第1相位对比度图像14a(第1相位微分像16a)以及第2相位对比度图像14b(第2相位微分像16b)和吸收像150合成而得的第2合成图像23，结束处理。

另外，可以先进行步骤S17的处理和步骤S18的处理中的任一个处理。

另外，第4实施方式的其它构成与上述第1以及第2实施方式相同。

(第4实施方式的效果)

在第4实施方式中，能够得到以下这样的效果。

在第4实施方式中，如上所述，移动机构5构成为使被摄体T和摄像系统9相对移动，从而使被摄体T通过未配置有第1光栅组3以及第2光栅组4的无光栅区域R3，图像处理部260构成为显示将第1相位对比度图像14a(第1相位微分像16a)以及第2相位对比度图像14b(第2相位微分像16b)、和通过了无光栅区域R3时获取到的吸收像150合成而得的第2合成图像23。由此，无需使第1光栅组3以及第2光栅组4退避来进行摄像、或者使用不具备光栅的其他的成像装置进行摄像，就能够生成未经由光栅的吸收像150、和使用了光栅的第1相位对比度图像14a(第1相位微分像16a)以及第2相位对比度图像14b(第2相位微分像16b)。由于到达无光栅区域R3的X射线未通过光栅而到达检测器2，因此能够抑制由光栅引起的X射线的衰减、特别是抑制由低能量侧引起的X射线的衰减。其结果为，与由通过第1光栅区域R1以及第2光栅区域R2而到达的X射线生成的吸收像15(参照图12的(A))相比较，能够提高由通过无光栅区域R3而到达的X射线生成的吸收像150的对比度。

另外，第4实施方式的其它效果与上述第1以及第2实施方式相同。

(变形例)

另外，应认为这次公开的实施方式在所有方面是例示而并非限制性的。本发明的范围并非由上述的实施方式的说明示出，而是由权利要求示出，还包括与权利要求等同的意思和范围内的所有变更(变形例)。

例如，在上述第1、第2以及第4实施方式中，示出了Z方向为水平方向、摄像系统9沿水平方向配置的构成的例子，但本发明不限于此。例如，也可以如图27所示的X射线相位摄像系统500那样，使Z方向为垂直方向，使摄像系统9沿垂直方向配置。

另外，在上述第1～第4实施方式中，示出了各光栅为平板状的构成的例子，但本发明不限于此。例如，在摄像的被摄体T较大的情况下，照射的X射线的范围也变大，从而需要使用面积较大的光栅。若X射线的照射范围变大，则有时X射线相对于光栅从斜向入射。在该情况下，由于相对于各狭缝以及各X射线透过部也从斜向入射，因此在各X射线吸收部等中产生不想要的吸收，从而使到达检测器2的X射线的射线量降低，产生相位对比度图像14的对比度降低等。因此，也可以如图28所示的X射线相位摄像系统600那样使光栅弯曲。在图28所示的例子中，示出使第2光栅组4的光栅弯曲的例子。也可以根据光栅的大小，仅使第1光栅40弯曲。此外，也可以使第1光栅组3的各光栅弯曲。此外，也可以使第1光栅组3的光栅弯曲。

此外，在上述第1～第4实施方式中，示出了X射线相位摄像系统100(200、300、400)具备第1光栅30以及第1光栅40的构成的例子，但本发明不限于此。在从X射线源1照射的X射线的相干性足够高而能够形成第2光栅31以及第2光栅41的自身像的情况下，也可以不设置第1光栅30以及第1光栅40。

此外，在上述第1～第4实施方式中，示出了在获取相位信息12时，光栅移动机构8使第2光栅31以及第2光栅41移动的例子，但本发明不限于此。所移动的光栅可以是任一光栅。

此外，在上述第2实施方式中，示出了使被摄体T(标记物M)移动至第1摄像位置～第6摄像位置的6处的同时进行摄像的构成的例子，但本发明不限于此。只要能够获取强度信号曲线SC2，配置被摄体T(标记物M)的位置就可以少于或者多于6处。

此外，在上述第2实施方式中，示出了根据标记物M的移动量dm和同一移动量dt使被摄体T移动的构成的例子，但本发明不限于此。被摄体T的移动量dt和标记物M的移动量dm也可以不同。

此外，在上述第1～第4实施方式中，示出了使被摄体T(标记物M)在第2光栅31以及第2光栅41和第3光栅32以及第3光栅42之间移动的构成的例子，但本发明不限于此。例如，也可以构成为使被摄体T(标记物M)在第1光栅30以及第1光栅40和第2光栅31以及第2光栅41之间移动。

此外，在上述第1～第4实施方式中，示出了通过获取基于指令值和移动量dm的近似式来创建位置校正数据的构成的例子，但本发明不限于此。只要能够获取各图像10中的像素的位置，就可以以任何方式生成位置校正数据。

此外，在上述第1以及第2实施方式中，示出了图像处理部6(60)根据第1相位微分像16a以及第2相位微分像16b生成第1合成图像19的构成的例子，但本发明不限于此。图像处理部6(60)还可以构成为使用在第1光栅区域R1中进行摄像而得的暗场像17和在第2光栅区域R2中进行摄像而得的暗场像17来生成第1合成图像19。此外，图像处理部6(60)还可以构成为通过将第1相位微分像16a以及第2相位微分像16b、和在第1光栅区域R1中进行摄像而得的暗场像17以及在第2光栅区域R2中进行摄像而得的暗场像17组合并合成来生成第1合成图像19。

此外，在上述第1以及第2实施方式中，示出了图像处理部6(60)根据第1相位微分像16a以及第2相位微分像16b生成第1合成图像19的构成的例子，但本发明不限于此。例如，图像处理部6(60)可以不生成第1合成图像19，而只生成第1相位微分像16a(第1相位对比度图像14a)以及第2相位微分像16b(第2相位对比度图像14b)。

此外，在上述第4实施方式中，示出了图像处理部160生成将吸收像150、和第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b合成而得的第2合成图像23的构成的例子，但本发明不限于此。例如，图像处理部160可以构成为通过将吸收像150、和第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b输出至外部的显示装置等，从而并排显示吸收像150、和第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b。

此外，在上述第1～第4实施方式中，示出了连续进行位置校正数据以及莫尔条纹MF的相位信息12的获取、和被摄体T的摄像的构成的例子，但本发明不限于此。也可以预先进行获取位置校正数据以及莫尔条纹MF的相位信息12的处理，再存储至存储部等。在预先将位置校正数据以及莫尔条纹MF的相位信息12存储至存储部后进行校正的情况下，图像处理部6(60、160、260)只要构成为在生成相位对比度图像14时从存储部获取位置校正数据以及莫尔条纹MF的相位信息12即可。

此外，在上述第1～第4实施方式中，示出了移动机构5使被摄体T(标记物M)从X2方向向X1方向移动的构成的例子，但本发明不限于此。例如，移动机构5可以构成为使被摄体T(标记物M)从X1方向向X2方向移动。只要能够使被摄体T(标记物M)沿莫尔条纹MF的周期方向移动，移动机构5就可以以任何方式使被摄体T(标记物M)移动。

此外，在上述第1～第4实施方式中，示出了固定摄像系统9而移动机构5使被摄体T移动来进行摄像的构成的例子，但本发明不限于此。例如，移动机构5可以构成为通过将被摄体T固定而使摄像系统9移动从而使被摄体T和摄像系统9相对移动。此外，还可以构成为通过将标记物M固定而使摄像系统9移动从而获取位置校正用数据。由于只要使被摄体T(标记物M)和摄像系统9的相对位置变化即可，因此移动机构5可以使被摄体T(标记物M)和摄像系统9中的任一个移动。另外，在第1～第3实施方式中，在移动机构5使摄像系统9移动的情况下，只要移动机构5构成为使光栅移动机构8和光栅一起移动即可。另外，在第4实施方式中，在移动机构5使摄像系统9移动的情况下，只要移动机构5构成为使准直仪50和摄像系统9一起移动即可。

此外，在上述第1以及第2实施方式中，示出了图像处理部6(60)根据上述式(4)生成第1合成图像19的构成的例子，但本发明不限于此。图像处理部6(60)也可以构成为不使用上述式(4)来生成第1合成图像19。例如，图像处理部6(60)可以构成为通过单纯地将第1相位对比度图像14a以及第2相位对比度图像14b相加来生成第1合成图像19。此外，图像处理部6(60)也可以构成为通过获取第1相位对比度图像14a的平方和的平方根以及第2相位对比度图像14b的平方和的平方根来生成第1合成图像19。

此外，在上述第4实施方式中，示出了以在从X2方向朝向X1方向的方向上按第2光栅区域R2、第1光栅区域R1以及无光栅区域R3的顺序排列各区域的方式配置第1光栅组3、第2光栅组4以及准直仪50的构成的例子，但本发明不限于此。第1光栅区域R1、第2光栅区域R2以及无光栅区域R3的顺序可以为任意的顺序。另外，在X方向上将第1光栅组3配置于远离光轴XRa的位置的情况下，需要根据X射线的照射方向倾斜配置第1光栅组3，因此优选为将第1光栅组3配置于靠近光轴XRa的位置(X射线源1的正面)。

附图标记说明

1 X射线源

2 检测器

3 第1光栅组

4 第2光栅组

5 移动机构

6、60、160、260 图像处理部

7、70、170 控制部

8 光栅移动机构

9 摄像系统

10、21 图像(使被摄体和摄像系统相对移动的同时进行摄像而得的多个图像)

12、22 相位信息

13 位置校正用图像

14 相位对比度图像

14a 第1相位对比度图像

14b 第2相位对比度图像

15 吸收像(相位对比度图像)

16 相位微分像(相位对比度图像)

17 暗场像(相位对比度图像)

18 相位像

19 第1合成图像

23 第2合成图像

30 第1光栅(第1光栅组)

31 第2光栅(第1光栅组)

32 第3光栅(第1光栅组)

40 第1光栅(第2光栅组)

41 第2光栅(第2光栅组)

42 第3光栅(第2光栅组)

171 位置信息获取部

100、200、300、400、500、600 X射线相位摄像系统

FP 成为图像化对象的断层面

M 标记物

MF 莫尔条纹

R1 第1光栅区域

R2 第2光栅区域

R3 无光栅区域

T 被摄体。

Claims

1.一种X射线相位摄像系统，其特征在于，具备：

X射线源；

检测器，检测从所述X射线源照射的X射线；

第1光栅组，在所述X射线源和所述检测器之间包含沿着X射线的光轴方向配置的多个光栅，光栅延伸的方向朝向沿着第1方向的方向；

第2光栅组，包含沿着所述光轴方向配置的多个光栅，在所述X射线源和所述检测器之间与所述光轴方向交叉的方向上和所述第1光栅组并排配置，光栅延伸的方向朝向沿着不同于第1方向的第2方向的方向；

移动机构，使被摄体或者由所述X射线源、所述检测器、所述第1光栅组和所述第2光栅组构成的摄像系统相对移动；

图像处理部，基于由所述检测器检测到的信号生成相位对比度图像，

所述移动机构构成为使被摄体和所述摄像系统相对移动，从而使被摄体通过配置有所述第1光栅组的第1光栅区域以及配置有所述第2光栅组的第2光栅区域，

所述图像处理部构成为生成被摄体通过了所述第1光栅区域时的第1相位对比度图像、和被摄体通过了所述第2光栅区域时的第2相位对比度图像。

2.如权利要求1所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述第1光栅组以及所述第2光栅组配置为使所述第1方向和所述第2方向成为大致正交的朝向。

3.如权利要求1所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述图像处理部构成为生成将所述第1相位对比度图像和所述第2相位对比度图像合成而得的第1合成图像。

4.如权利要求1所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

通过了所述第1光栅组的X射线以及通过了所述第2光栅组的X射线分别由所述检测器检测。

5.如权利要求1所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述第1光栅组以及所述第2光栅组分别配置于从所述X射线源照射的X射线的照射范围内。

6.如权利要求1所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述第1光栅组以及所述第2光栅组分别包含将从所述X射线源照射的X射线的相干性提高的第1光栅、用于形成自身像的第2光栅和用于与所述第2光栅的自身像干涉的第3光栅，

所述第1光栅组的所述第1光栅以及所述第2光栅组的所述第1光栅形成为一体，所述第1光栅组的所述第2光栅以及所述第2光栅组的所述第2光栅、所述第1光栅组的所述第3光栅以及所述第2光栅组的所述第3光栅分别独立地形成。

7.如权利要求1所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述图像处理部构成为在所述第1光栅区域以及所述第2光栅区域中，分别基于使被摄体和所述摄像系统相对移动的同时进行摄像而得的多个图像、和多个所述图像中产生的莫尔条纹的相位信息，将多个所述图像中的被摄体的各像素中的像素值、和各像素中的所述莫尔条纹的相位值进行关联，并且，

基于多个所述图像中的被摄体的同一位置的像素的位置信息、和与所述相位值进行关联的各像素的像素值，在所述第1光栅区域以及所述第2光栅区域中分别进行多个所述图像中的被摄体的同一位置的像素的位置对齐，从而生成所述第1相位对比度图像以及所述第2相位对比度图像。

8.如权利要求7所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述移动机构构成为在对被摄体进行摄像时使被摄体连续地移动，

所述图像处理部构成为基于获取到的连续的所述图像来生成所述第1相位对比度图像以及所述第2相位对比度图像。

9.如权利要求7所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述移动机构构成为在对被摄体进行摄像时使被摄体每次移动规定距离，

所述图像处理部构成为基于每移动规定距离的同时获取到的所述图像来生成所述第1相位对比度图像以及所述第2相位对比度图像。

10.如权利要求7所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述图像处理部构成为基于使标记物和所述摄像系统相对移动的同时进行摄像而得的多个位置校正用图像，创建用于多个所述图像中的被摄体的同一位置的各像素的位置对齐的位置校正数据。

11.如权利要求10所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述位置校正数据是基于与通过所述移动机构使所述标记物和所述摄像系统相对移动时输入至所述移动机构的移动量相关的指令值、和基于所述指令值使所述标记物和所述摄像系统相对移动时所述位置校正用图像中的所述标记物或者所述摄像系统的移动量而创建的。

12.如权利要求11所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述位置校正数据是通过基于多个所述位置校正用图像中的所述标记物的同一位置的各像素的位置来获取示出所述指令值和所述标记物或者所述摄像系统的移动量的关系的近似式而创建的。

13.如权利要求1所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述图像处理部构成为基于被摄体通过所述第1光栅区域时的相位微分像、和被摄体通过所述第2光栅区域时的相位微分像来生成相位像。

14.如权利要求1所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

进一步具备位置信息获取部，获取成为图像化对象的断层面的所述光轴方向上的断层位置，

所述图像处理部构成为基于在规定方向上的所述摄像系统和被摄体的多个相对位置对被摄体进行摄像而得的多个图像、和获取到的所述断层位置来获取所述断层面中的相位分布，从而生成所述断层面中的所述第1相位对比度图像以及所述第2相位对比度图像。

15.如权利要求1所述的X射线相位摄像系统，其特征在于，

所述移动机构构成为使被摄体和所述摄像系统相对移动，从而使被摄体通过未配置有所述第1光栅组以及所述第2光栅组的无光栅区域，

所述图像处理部构成为并排显示所述第1相位对比度图像以及所述第2相位对比度图像、和通过了所述无光栅区域时获取到的吸收像，或者显示将所述第1相位对比度图像以及所述第2相位对比度图像、和所述吸收像合成而得的第2合成图像。