X射线摄影装置的制作方法

本发明涉及一种在医疗领域等中拍摄被检体的x射线图像的x射线摄影装置，特别是涉及一种对反映被检体的折射对比像的x射线图像进行拍摄的x射线摄影装置。

背景技术：

在医疗领域等中诊断被检体的内部的情况下，广泛使用一种照射x射线并生成x射线图像的x射线摄影装置。通过将x射线强度的衰减的差异设为对比度并图像化的吸收成像法来生成广泛普及的x射线图像。

对被检体照射的x射线在透过被检体时与构成被检体的各部分的物质相应地被吸收而衰减。透过了被检体的x射线作为x射线吸收像而被x射线检测器检测，并以x射线检测信号的形式被输出。x射线检测信号根据x射线的吸收率不同而不同，因此通过对x射线检测信号进行各种图像处理来生成将x射线强度的衰减的差异表示为对比度(浓淡的差)的x射线图像。例如骨部组织的x射线吸收率高，因此能够通过吸收成像法来获取对比度高的骨部组织的像。

但是，x射线的吸收率根据构成被检体的元素的不同而大不相同，原子编号小的元素的x射线吸收率小。包含大量原子编号小的元素的软骨等软组织几乎不吸收x射线。因此，在通过吸收成像法得到的x射线图像中难以获得形成足够的对比度的软组织的像。

因此，近年来提出了一种利用x射线的相位差、x射线的折射来将被检体图像化的方法(例如，参照专利文献1、2)。一般来说，作为电磁波的一种的x射线在被检体的内部和外部传播的速度不同。因此，如图17所示，在x射线透过被检体m时，如箭头q所示那样x射线的相位发生位移而使x射线的波形s变化(参照附图标记r)。其结果是发生x射线的行进方向折射(散射)的现象。即，未透过被检体m的x射线p1直行，另外，透过被检体m的x射线p2取决于被检体m的形状、构成材料等而发生折射。

x射线实际折射的角度是几千分之一左右的小角度，但与x射线的衰减效果相比，x射线的折射所带来的效果非常大。因此，即使对于x射线吸收率低的软组织等，也能够通过对由透过被检体导致的x射线的折射进行测定来获取对比度高的x射线图像。基于这种由透过被检体产生的x射线的折射信息而获取到的反映折射对比像的x射线图像被称为x射线小角散射图像。作为拍摄这种x射线小角散射图像的方法，近年来提出了一种边缘照明x射线相位差成像法(ei-xpci：edgeilluminationx-rayphasecontrastimaging)(例如，参照非专利文献1)。

对通过ei-xpci拍摄x射线小角散射图像的以往的x射线摄影装置的结构进行说明。如图18的(a)所示，ei-xpci中使用的以往的x射线摄影装置101具备对被检体m照射x射线103a的x射线管103、检测x射线103a的x射线检测器105、试样掩膜107以及检测掩膜109。试样掩膜107被设置在被检体m与x射线管103之间。检测掩膜109被设置在被检体m与x射线检测器105之间的靠近x射线检测器105的位置。

如图18的(b)所示，试样掩膜107和检测掩膜109各自具有以下结构：沿y方向延伸并吸收x射线的x射线吸收材料r1与沿y方向延伸并使x射线透过的x射线透过材料r2在x方向上交替地排列。试样掩膜107和检测掩膜109的间距的长度t的一例是60μm～100μm左右，x射线吸收材料r1和x射线透过材料r2各自在x方向的长度大致相同。

x射线检测器105使用平板型检测器(fpd)等。在此，以利用闪烁体元件等将x射线转换为光再将光转换为作为电信号的电荷的间接转换型的x射线检测器为例来进行说明。如图19的(a)所示，x射线检测器105具有闪烁体层105a和输出层105b在z方向上层叠的结构。闪烁体层105a由吸收x射线并将该x射线转换为光的闪烁体元件构成。

输出层105b具备基板111和被排列为二维矩阵状的像素113。各像素113具备未图示的光电转换元件和输出元件。此外，在x方向上，各像素113被配置为与检测面板109的各x射线透过材料r2一一对应。

从x射线管103向z方向照射的x射线的一部分被试样掩膜107的x射线吸收材料r1吸收，x射线在x方向的长度与x射线透过材料r2的长度相当，并且被限制为沿y方向延伸的扇束状。从试样掩膜107的x射线透过材料r2透过的扇束状的x射线向被检体m入射。透过被检体m的x射线进一步向检测掩膜109入射，且一部分被设置于检测掩膜109的x射线吸收材料r1吸收。然后，从检测掩膜109的x射线透过材料r2透过进而成为在x方向上细的扇束状的x射线向x射线检测器105入射。

向x射线检测器105入射的x射线在闪烁体层105a中被转换为光，并作为闪烁光发光。闪烁光被传送到像素111，在设置于像素111的光电转换元件中进行闪烁光的光电转换而被转换为作为电信号的电荷，并作为x射线检测信号从输出元件输出。然后，基于被输出的x射线检测信号来生成x射线图像。

在通过ei-xpci拍摄x射线小角散射图像的情况下，使试样掩膜107与检测掩膜109进行相对移动并拍摄x射线图像。即，在以图19的(b)所示的位置关系照射x射线并拍摄到x射线图像a1之后，再使检测掩膜109和x射线检测器105沿x方向移动。作为一例，使检测掩膜109和x射线检测器105移动的距离与检测掩膜109的间距的长度t的一半相当。在如图19的(c)那样使检测掩膜109和x射线检测器105沿x方向移动之后，再次照射x射线并拍摄x射线图像a2。

能够通过使用使两片掩膜相对移动后拍摄到的x射线图像a1和x射线图像a2各图像来获得基于被检体m的x射线的折射信息。即，从试样掩膜107的x射线透过材料r2透过的x射线中的未透过被检体m的x射线p1不发生折射。因此，在x射线图像a1和x射线图像a2各图像中，无论是否存在被检体m，向x射线检测器105入射的x射线p1的剂量都固定。

另一方面，从试样掩膜107的x射线透过材料r2透过的x射线中的x射线p2由于透过被检体m而发生折射。因此，在x射线图像a1和x射线图像a2各图像中，与向x射线检测器105入射的x射线p1的剂量相比，向x射线检测器105入射的x射线p2的剂量取决于x射线p2折射的角度而增加或减少。因而，通过针对x射线图像a1和x射线图像a2进行取两个图像的差等各种处理来生成基于x射线的折射信息的x射线小角散射图像。通过像这样一边使试样掩膜107与检测掩膜109相对移动一边拍摄多张x射线图像，能够获取被检体m的x射线小角散射图像。

专利文献1：日本特开2011-45655号公报

专利文献2：国际公开2013/014083号

非专利文献1：low-dosephasecontrasttomographywithconventionalx-raysourcesc.k.hagenet.al.medicalphysics41，070701(2014)；doi：10.1118/1.4884297

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，在具有这种结构的现有例的情况下，存在如下问题。

首先，在以往的x射线摄影装置中，需要面积与x射线检测器105的面积相当的检测掩膜109。检测掩膜109需要与试样掩膜107同样地具有以下结构：使x射线吸收材料r1和x射线透过材料r2以几十μm左右的间距高精度地排列。另外，为了提高检测掩膜109的x射线吸收效率，需要增加x射线吸收材料r1的厚度使得能够吸收高能量的x射线。

一般来说，x射线检测器105的x射线入射面是40cm见方左右的广阔的面积。即，以几十cm见方的大面积制作x射线吸收材料r1厚且x射线吸收材料r1和x射线透过材料r2以几十μm左右的间距高精度地重复排列的结构是非常困难的。因而，大面积的检测掩膜109是非常昂贵的，因此x射线摄影装置的制造成本变高。

接着，为了准确地检测x射线的折射，设置于x射线检测器105的各像素113与设置于检测掩膜109的各x射线透过材料r2需要处于一一对应的位置关系。因此，需要将检测掩膜109与x射线检测器105高精度地进行位置对准。而且，在使检测掩膜109与试样掩膜107相对移动的情况下，需要在准确地维持检测掩膜109与x射线检测器105的位置关系的状态下使两者移动。这样，需要高精度的移动机构以及高精度地进行了位置对准的检测掩膜109和x射线检测器105，因此x射线摄影装置的制造成本进一步升高。

另外，即使在高精度地进行位置对准后制造出x射线摄影装置的情况下，在使用x射线摄影装置时，x射线管103、试样掩膜107、检测掩膜109以及x射线检测器105之间的位置关系也有时由于振动等而发生偏移。在位置关系发生了偏移的情况下，x射线图像a1和a2中反映的x射线像的位置产生误差，因此结果是x射线小角散射图像的诊断能力降低。

并且，为了在以往的装置中生成x射线小角散射图像，需要一边使检测掩膜109与试样掩膜107相对移动一边进行多次x射线摄影。因此，被检体的被辐射剂量变大。另外，为了在x射线检测器105中提高x射线灵敏度，需要增厚闪烁体层105a使得能够检测高能量的x射线。但是在增厚闪烁体层105a的情况下，闪烁光易于在闪烁体层105a的内部散射，因此还担心x射线图像的分辨率降低之类的问题。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于以更低的制造成本提供一种能够拍摄诊断能力高的x射线小角散射图像的x射线摄影装置。

用于解决问题的方案

本发明为了实现这种目的而采用如下结构。

即，本发明所涉及的x射线摄影装置的特征在于，具备：x射线管，其对被检体照射x射线；屏蔽掩膜，其设置在x射线管与所述被检体之间，以使沿第一方向延伸的x射线透过部在与所述第一方向正交的第二方向上并列的方式形成；x射线检测器，其检测透过了所述x射线透过部的x射线并输出x射线检测信号；移动机构，其使所述x射线检测器和所述屏蔽掩膜的相对位置沿所述第二方向移动；x射线照射控制部，其在所述移动机构使所述相对位置移动的期间进行使所述x射线管反复进行x射线照射的控制；图像生成部，其使用每当利用所述x射线管进行x射线照射时由所述x射线检测器输出的x射线检测信号来生成x射线图像；折射信息计算部，其基于由所述图像生成部生成的x射线图像来计算包含所述x射线的折射方向和折射角度的x射线折射信息；以及散射图像重构部，其基于所述x射线折射信息来重构反映所述被检体的x射线折射对比像的x射线小角散射图像，其中，所述x射线检测器具备：闪烁体层，其包括闪烁体元件和格子状的遮光壁，其中，所述闪烁体元件被分别填充到由所述遮光壁二维矩阵状地划分出的区室内，所述闪烁体元件将入射的x射线转换为光；以及输出层，其是将由各个所述闪烁体元件转换得到的光转换为电荷的像素二维矩阵状地排列而得到的。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，x射线检测器的闪烁体层具有利用格子状的遮光壁对闪烁体元件进行了划分的结构。在该情况下，不检测由屏蔽掩膜限制为扇束状的x射线中的向设置有遮光壁的部分入射的x射线，而仅检测向设置有闪烁体元件的部分入射的x射线。因而，能够利用设置于闪烁体层的遮光壁来替代对透过了屏蔽掩膜的x射线的一部分进行限制的检测掩膜的功能。

其结果是，即使省略在ei-xpci中使用的以往的x射线摄影装置中为必要结构的检测掩膜，也能够恰当地进行ei-xpci来获取x射线小角散射图像。即，不需要难以大面积地制造的检测掩膜，因此对大面积的x射线检测器进行ei-xpci来获取尺寸更大的x射线小角散射图像变得容易。

另外，不需要制造高精度且大面积的检测掩膜，因此能够降低在ei-xpci中使用的x射线摄影装置的制造成本。并且，不需要将检测掩膜与x射线检测器高精度地进行位置对准，因此能够更加可靠地避免由位置偏移导致的x射线小角散射图像的诊断能力的降低，并且能够进一步降低x射线摄影装置的制造成本。

为了实现这种目的，本发明也可以采用如下结构。

即，本发明所涉及的x射线摄影装置的特征在于，具备：x射线管，其对被检体照射x射线；屏蔽掩膜，其设置在x射线管与所述被检体之间，以使沿第一方向延伸的x射线透过部在与所述第一方向正交的第二方向上并列的方式形成；x射线检测器，其检测透过了所述x射线透过部的x射线并输出x射线检测信号；图像生成部，其使用由所述x射线检测器输出的x射线检测信号来生成x射线图像；折射信息计算部，其基于由所述图像生成部获取到的x射线图像来计算包含所述x射线的折射方向和折射角度的x射线折射信息；以及散射图像重构部，其基于所述x射线折射信息来重构反映所述被检体的x射线折射对比像的x射线小角散射图像，其中，所述x射线检测器具备：闪烁体层，其包括闪烁体元件和格子状的遮光壁，其中，所述闪烁体元件被分别填充到由所述遮光壁二维矩阵状地划分出的区室内，所述闪烁体元件将入射的x射线转换为光；以及输出层，其是将由各个所述闪烁体元件转换得到的光转换为电荷的像素二维矩阵状地排列而得到的，以使所述x射线向所述x射线检测器入射的区域在所述第二方向上与两个以上的所述闪烁体元件中的各个闪烁体元件重叠的方式设定所述x射线透过部和所述x射线检测器的位置。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，在屏蔽掩膜中形成为沿第一方向延伸的x射线透过部在与第一方向正交的第二方向上并列。以使x射线向所述x射线检测器入射的区域在第二方向上与两个以上的所述闪烁体元件中的各个闪烁体元件的一部分重叠的方式设定x射线透过部和x射线检测器的位置。

在这种结构中，x射线被屏蔽掩膜限制为沿第一方向延伸的扇束状，并在第二方向上向两个以上的闪烁体元件中的各个闪烁体元件入射。而且，在x射线透过被检体时在第二方向上发生折射的情况下，x射线的入射区域沿第二方向移动。因此，向两个以上的闪烁体元件中的各个闪烁体元件入射的x射线量的偏差发生变化。

因而，能够基于向两个以上的闪烁体元件中的各个闪烁体元件入射的x射线量的偏差的变化来计算x射线的折射方向和折射角度。能够基于x射线图像中的像素的亮度值来计算向各闪烁体元件入射的x射线量，因此折射信息计算部能够通过一次x射线摄影来计算包含与第二方向有关的x射线的折射方向和折射角度的折射信息。

散射图像重构部基于折射信息来重构反映所述被检体的x射线折射对比像的x射线小角散射图像。因而，相对于以往为获取x射线小角散射图像而遭受多次x射线照射，在本发明所涉及的x射线摄影装置中进行一次x射线照射即可。其结果是，能够减少在获取x射线小角散射图像时被检体被辐射的x射线量，并且能够缩短x射线小角散射图像的摄影所需要的时间。

另外，在上述的发明中，优选的是，所述x射线检测器的第一闪烁体阵列与第二闪烁体阵列在所述第一方向上交替地并排排列，其中，该第一闪烁体阵列由格子状的所述遮光壁和被所述遮光壁划分并沿所述第二方向并列的第一闪烁体元件构成，该第二闪烁体阵列由格子状的所述遮光壁和被所述遮光壁划分并沿所述第二方向并列的第二闪烁体元件构成，所述第二闪烁体元件的排列图案与所述第一闪烁体元件的排列图案相比在所述第二方向上错开了规定的距离。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，x射线检测器的第一闪烁体阵列与第二闪烁体阵列在第一方向上交替地并排排列。而且，设置于第一闪烁体阵列的第一闪烁体元件的排列图案和设置于第二闪烁体阵列的第二闪烁体元件的排列图案在第二方向上错开了规定的距离。

在该情况下，对于通过一次x射线照射生成的x射线图像，基于第一闪烁体元件的图像信息是在不使x射线检测器移动就进行拍摄的情况下获取的x射线图像信息。另一方面，基于第二闪烁体元件的图像信息是在使x射线检测器向第二方向移动了规定的距离的状态下照射了x射线的情况下获取的x射线图像信息。因此，能够通过一次x射线照射来获取在不同的两个摄影位置处拍摄到的两个x射线图像信息。

折射信息计算部基于通过一次x射线照射得到的两个x射线图像信息来计算x射线的折射信息，因此为了获取x射线小角散射图像所需要的x射线照射的次数是一次即可。因而，能够减少在获取x射线小角散射图像时被检体被辐射的x射线量，并且能够缩短x射线小角散射图像的摄影所需要的时间。并且能够基于闪烁体元件的排列图案的错开来预先计算两个x射线图像信息各自的摄影位置之间的距离。因而，能够简化用于计算折射信息的运算处理。

为了实现这种目的，本发明也可以采用如下结构。

即，本发明所涉及的x射线摄影装置的特征在于，具备：x射线管，其对被检体照射x射线；屏蔽掩膜，其设置在x射线管与所述被检体之间，是将使x射线透过的x射线透过部在正交的两个方向上二维矩阵状地配设而得到的；x射线检测器，其检测透过了所述x射线透过部的x射线并输出x射线检测信号；图像生成部，其使用由所述x射线检测器输出的x射线检测信号来生成x射线图像；折射信息计算部，其基于由所述图像生成部获取到的x射线图像来计算包含所述x射线的折射方向和折射角度的x射线折射信息；以及散射图像重构部，其基于所述x射线折射信息来重构反映所述被检体的x射线折射对比像的x射线小角散射图像，其中，所述x射线检测器具备：闪烁体层，其包括闪烁体元件和格子状的遮光壁，其中，所述闪烁体元件被分别填充到由所述遮光壁二维矩阵状地划分出的区室内，所述闪烁体元件将入射的x射线转换为光；以及输出层，其是将由各个所述闪烁体元件转换得到的光转换为电荷的像素二维矩阵状地排列而得到的，以使所述x射线向所述x射线检测器入射的区域在所述正交的两个方向的各方向上与两个以上的所述闪烁体元件中的各个闪烁体元件重叠的方式设定所述x射线透过部和所述x射线检测器的位置。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，在屏蔽掩膜中，x射线透过部在正交的两个方向上被配设为二维矩阵状。以使x射线向所述x射线检测器入射的区域在正交的两个方向的各方向上与两个以上的所述闪烁体元件中的各个闪烁体元件的一部分重叠的方式设定所述x射线透过部和x射线检测器的位置。

在这种结构中，x射线被屏蔽掩膜限制为锐方向性射束状，在正交的两个方向的各方向上向两个以上的闪烁体元件分别入射。而且，在x射线透过被检体时在第二方向上发生折射的情况下，x射线的入射区域沿正交的两个方向的各方向移动。因此，向各闪烁体元件入射的x射线量的偏差发生变化。

因而，能够基于在正交的两个方向的各方向上向各闪烁体元件入射的x射线量的偏差的变化来计算x射线的折射方向和折射角度。能够根据x射线图像中的像素的亮度值来计算向各闪烁体元件入射的x射线量，因此折射信息计算部能够通过一次x射线摄影来分别计算包含正交的两个方向的各方向上的x射线的折射方向和折射角度的折射信息。

散射图像重构部基于折射信息来重构反映所述被检体的x射线折射对比像的x射线小角散射图像。因而，相对于以往为获取x射线小角散射图像而遭受多次x射线照射，在本发明所涉及的x射线摄影装置中进行一次x射线照射即可。其结果是，能够减少在获取x射线小角散射图像时被检体被辐射的x射线量，并且能够缩短x射线小角散射图像的摄影所需要的时间。而且，x射线小角散射图像是基于正交的两个方向的各方向上的x射线的折射信息的图像。因此，与基于一个方向上的x射线的折射信息的x射线小角散射图像相比，x射线小角散射图像中反映的折射对比像更加精密。因而，能够使用x射线小角散射图像来进行更高精度的诊断。

另外，在上述的发明中，优选的是，以使所述x射线向所述x射线检测器入射的区域在所述正交的两个方向的各方向上与两个以上的所述闪烁体元件中的各个闪烁体元件外接的方式设定所述x射线透过部和所述x射线检测器的位置。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，x射线向x射线检测器入射的区域在正交的两个方向的各方向上与两个以上的闪烁体元件中的各个闪烁体元件外接。在该情况下，在x射线未发生折射的情况下不会向闪烁体元件中的任一闪烁体元件入射，因此x射线图像中的所有像素的亮度值均为0。另一方面，在x射线发生折射的情况下，x射线向处于x射线所折射一侧的闪烁体元件入射，因此像素的亮度值成为与入射的x射线量相应的规定的值。

折射信息计算部能够基于x射线图像中的像素的亮度值来针对正交的两个方向的各方向计算x射线的折射信息。在x射线未发生折射的情况下，像素的亮度值均为0，因此能够进一步简化折射信息计算部为了计算折射信息而进行的运算处理。因此，能够进一步缩短x射线小角散射图像的获取所需要的时间。

另外，在上述的发明中，优选的是，所述x射线检测器具备：第一所述闪烁体层；第二所述闪烁体层；第一所述输出层，其是将由设置于所述第一闪烁体层的闪烁体元件转换得到的光转换为电荷的像素二维矩阵状地排列而得到的；以及第二所述输出层，其是将由设置于所述第二闪烁体层的闪烁体元件转换得到的光转换为电荷的像素二维矩阵状地排列而得到的，其中，设置于所述第一闪烁体层的所述遮光壁的格子图案与设置于所述第二闪烁体层的所述遮光壁的格子图案沿着所述x射线的入射面错开。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，设置于第一闪烁体层的遮光壁的格子图案与设置于第二闪烁体层的遮光壁的格子图案沿着x射线的入射面错开。因此，向x射线检测器入射的x射线更加可靠地向第一闪烁体元件和第二闪烁体元件中的至少一方入射并被转换为光。因而，能够在x射线检测器中大幅地减少无法检测x射线的区域，因此能够大幅地提高x射线检测器的x射线灵敏度。

另外，在上述的发明中，优选的是，设置于所述第二闪烁体层的所述遮光壁的间距与设置于所述第一闪烁体层的所述遮光壁的间距之比等于从所述x射线管照射的x射线到达所述第一闪烁体层时的扩散宽度与从所述x射线管照射的x射线到达所述第二闪烁体层时的扩散宽度之比。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，能够提供一种尽可能地避免使放射状地扩散的x射线向遮光壁入射且灵敏度高的x射线摄影装置。

另外，在上述的发明中，优选的是，所述x射线检测器具备：所述闪烁体层；闪烁体板，其具备所述闪烁体元件；第一所述输出层，其是将由设置于所述闪烁体层的闪烁体元件转换得到的光转换为电荷的像素二维矩阵状地排列而得到的；以及第二所述输出层，其是将由设置于所述闪烁体板的闪烁体元件转换得到的光转换为电荷的像素二维矩阵状地排列而得到的，其中，所述闪烁体层和所述闪烁体板在所述x射线的入射方向上层叠。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，x射线检测器具有利用格子状的遮光壁对闪烁体元件了进行划分的闪烁体层。因此，能够利用设置于闪烁体层的遮光壁来替代对透过了屏蔽掩膜的x射线的一部分进行限制的检测掩膜的功能，因此，即使省略在以往的x射线摄影装置中为必要结构的检测掩膜，也能够恰当地进行ei-xpci来获取x射线小角散射图像。而且，闪烁体层与闪烁体板在x射线的入射方向上层叠，因此作为x射线检测器整体，能够得到与双减影型的x射线检测器相同的效果。

另外，在上述的发明中，优选的是，设置于所述闪烁体板的所述像素的间距比设置于所述闪烁体层的所述像素的间距大。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，设置于闪烁体板的像素的间距比设置于闪烁体层的像素的间距大。因此，能够基于第一输出层来获取包含x射线小角散射的信息的更加精密的图像信息。另一方面，设置于闪烁体板的像素的间距较大，因此能够避免在闪烁体板中由于信息量过多而导致处理时间的长期化。其结果是，能够缩短x射线图像的获取所需要的时间，并且x射线检测器的结构变得更加简单，因此能够进一步降低装置的制造所需要的成本。

另外，在上述的发明中，优选的是，设置于所述像素的光电转换元件位于由所述遮光壁的格子形成的分区的内部。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，能够更加可靠地以光学方式隔绝彼此相邻的光电转换元件。

另外，在上述的发明中，优选的是，所述遮光壁构成为随着从所述x射线检测器的中央部趋向端部而逐渐倾斜。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，能够提供一种尽可能地避免使放射状地扩散的x射线向两个以上的像素入射且精度高的x射线摄影装置。

另外，在上述的发明中，优选的是，以如下方式来构成所述x射线透过部和所述x射线检测器：对沿所述第二方向并列的各所述闪烁体元件而言，所述x射线向所述x射线检测器入射的区域与沿所述第一方向延伸的所述闪烁体元件重叠的区域的宽度周期性地变化。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，通过计算重叠的区域的宽度的周期性的变化，能够准确地检测屏蔽掩膜与x射线检测器的相对位置的偏移，能够校正该相对位置的偏移对x射线图像造成的影响。因此，能够更加迅速且容易地校正相对位置的偏移对x射线图像造成的影响，来获取更高精度的x射线图像。

另外，在上述的发明中，优选的是，以使所述x射线向所述x射线检测器入射的区域在所述第二方向上与两个以上的所述闪烁体元件中的各个闪烁体元件外接的方式设定所述x射线透过部和所述x射线检测器的位置。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，在x射线未发生折射的情况下不向闪烁体元件中的任一个闪烁体元件入射x射线，因此x射线图像中的所有像素的亮度值为0。另一方面，在x射线发生折射的情况下，向处于x射线所折射一侧的闪烁体元件入射x射线，因此像素的亮度值成为与所入射的x射线量相应的规定的值。因此，能够进一步简化折射信息计算部为了计算折射信息而进行的运算处理，因此能够进一步缩短x射线小角散射图像的获取所需要的时间。

另外，在上述的发明中，优选的是，以使所述x射线向所述x射线检测器入射的区域在所述第二方向上与两个以上的所述遮光壁中的各个遮光壁外接的方式设定所述x射线透过部和所述x射线检测器的位置。

[作用和效果]根据本发明所涉及的x射线摄影装置，在x射线未发生折射的情况下不向遮光壁入射x射线。另一方面，在x射线发生折射的情况下，向处于x射线所折射一侧的遮光壁入射x射线，因此像素的亮度值成为与所入射的x射线量相应的规定的值。因此，能够进一步简化折射信息计算部为了计算折射信息而进行的运算处理，因此能够进一步缩短x射线小角散射图像的获取所需要的时间。

发明的效果

根据本发明所涉及的x射线摄影装置，x射线检测器的闪烁体层具有利用格子状的遮光壁对闪烁体元件进行了划分的结构。在该情况下，不检测被屏蔽掩膜限制为扇束状的x射线中的向设置有遮光壁的部分入射的x射线，而仅检测向设置有闪烁体元件的部分入射的x射线。因而，能够利用设置于闪烁体层的遮光壁替代对透过了屏蔽掩膜的x射线的一部分进行限制的检测掩膜的功能。

其结果是，即使省略在ei-xpci中使用的以往的x射线摄影装置中为必要结构的检测掩膜，也能够恰当地进行ei-xpci来获取x射线小角散射图像。即，不需要难以大面积地制造的检测掩膜，因此对大面积的x射线检测器进行ei-xpci来获取尺寸更大的x射线小角散射图像变得容易。

另外，不需要制造高精度且大面积的检测掩膜，因此能够降低在ei-xpci中使用的x射线摄影装置的制造成本。并且不需要将检测掩膜与x射线检测器高精度地进行位置对准，因此能够更加可靠地避免由位置偏移导致的x射线小角散射图像的诊断能力的降低，并且能够进一步降低x射线摄影装置的制造成本。

附图说明

图1是表示在ei-xpci中使用的实施例1所涉及的x射线摄影装置的结构的图。(a)是说明x射线摄影装置的整体结构的概要图，(b)是说明试样掩膜的结构的图。

图2是说明实施例1所涉及的x射线检测器的结构的图。(a)是x射线检测器的截面图，(b)是x射线检测器的俯视图。

图3是说明实施例1所涉及的试样掩膜与x射线检测器的位置关系的图。(a)是表示在不存在被检体的状态下照射了x射线的情况下的x射线的照射区域的截面图，(b)是x射线检测器的表示在不存在被检体的状态下照射了x射线的情况下的x射线的照射区域的俯视图。

图4是说明实施例1所涉及的x射线检测器的动作的图。(a)是表示在存在被检体的状态下照射了x射线的情况下的x射线的照射区域的截面图，(b)是表示在存在被检体的状态下照射了x射线的情况下的、x射线检测器的x射线入射面内的x射线的照射区域的图。(c)是表示在使x射线检测器移动之后照射了x射线的情况下的x射线的照射区域的截面图，(d)是表示在使x射线检测器移动之后照射了x射线的情况下的、x射线检测器的x射线入射面内的x射线的照射区域的图。

图5是说明实施例1所涉及的x射线摄影装置的效果的图。(a)是实施例1所涉及的x射线摄影装置的截面图，(b)是表示与实施例1所涉及的x射线检测器相当的现有例所涉及的x射线摄影装置的结构的截面图，(c)是表示受实施例1所涉及的x射线检测器的遮光壁或现有例所涉及的检测掩膜限制的x射线的入射区域的图。

图6是说明实施例2所涉及的x射线检测器的结构的图。(a)是闪烁体阵列的俯瞰图，(b)是x射线检测器的俯视图。

图7是说明实施例2所涉及的x射线检测器的动作的图。(a)是表示闪烁体阵列23a中的x射线的照射区域的截面图，(b)是表示闪烁体阵列23b中的x射线的照射区域的截面图，(b)是表示x射线检测器的x射线入射面内的x射线的照射区域的图。

图8是说明实施例3所涉及的x射线摄影装置的结构的图。(a)是说明x射线摄影装置的整体结构的概要图，(b)是说明试样掩膜的结构的图，(c)是说明试样掩膜的结构的其它例的图。

图9是说明实施例3所涉及的x射线检测器的结构的图。(a)是闪烁体层的俯视图，(b)是输出层的俯视图，(c)是说明试样掩膜与x射线检测器的位置关系的a-a截面的图，(d)是说明x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图。

图10是说明x射线的照射区域与闪烁体元件在实施例3所涉及的x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图。(a)是表示x射线未发生折射的情况下的位置关系的图，(b)是表示在x方向上折射的情况下的位置关系的图，(c)是表示在y方向上折射的情况下的位置关系的图，(d)是表示在x方向和y方向上折射的情况下的位置关系的图。

图11是说明试样掩膜与x射线检测器的相对位置发生偏移的情况的图。(a)是表示x射线检测器沿x射线入射面进行平行移动的状态的图，(b)是表示x射线检测器沿x射线入射面进行旋转移动的状态的图。

图12是说明在实施例4所涉及的x射线检测器中用于相对位置偏移校正的单元的位置的图。

图13是说明x射线的照射区域与闪烁体元件在实施例4所涉及的x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图。(a)是表示x射线检测器沿x射线入射面进行平行移动的情况下的位置关系的图，(b)是表示x射线检测器沿x射线入射面进行旋转移动的情况下的位置关系的图。

图14是说明实施例2的变形例所涉及的x射线摄影装置的图。(a)是说明x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图，(b)是表示x射线的照射区域的a-a截面的图。

图15是说明变形例所涉及的x射线摄影装置的图。(a)是说明实施例3的变形例所涉及的闪烁体元件的形状的图，(b)是说明在实施例3的变形例中x射线未发生折射的情况下的、x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图，(c)是说明在实施例3的变形例中x射线发生折射的情况下的、x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图，(d)是说明在实施例2的变形例中x射线未发生折射的情况下的、x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图，(e)是说明在实施例2的变形例中x射线发生折射的情况下的、x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图。

图16是说明变形例所涉及的x射线摄影装置的图。(a)是说明x射线检测器是双层构造的状态的图，(b)是说明x射线检测器是单层构造的状态的图。

图17是说明透过被检体m的x射线发生折射的状态的图。

图18是表示在ei-xpci中使用的现有例所涉及的x射线摄影装置的结构的图。(a)是说明x射线摄影装置的整体结构的图，(b)是说明试样掩膜的结构的图。

图19是表示现有例所涉及的x射线摄影装置的结构的图。(a)是以往的在ei-xpci中使用的x射线检测器的截面图，(b)是表示在x射线检测器处于初始位置的状态下照射了x射线的情况下的x射线的照射区域的截面图，(c)是表示在使x射线检测器从初始位置移动之后照射了x射线的情况下的x射线的照射区域的截面图。

图20是说明变形例所涉及的x射线检测器的结构的图。(a)是说明变形例(9)所涉及的x射线检测器的结构的截面图，(b)是说明变形例(10)所涉及的x射线检测器的结构的截面图。

图21是说明变形例(11)所涉及的x射线检测器的结构的图。(a)是说明x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图，(b)是说明x射线检测器的结构的截面图。

图22是说明变形例(12)所涉及的x射线检测器的效果的图。(a)是说明x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图，(b)是说明变形例(11)中的x射线检测器的截面图。(c)是说明变形例(12)所涉及的x射线检测器的效果的截面图。

图23是说明变形例(13)所涉及的x射线检测器的结构的图。(a)是说明x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图，(b)是说明x射线检测器的结构的截面图。

图24是说明变形例(14)所涉及的x射线检测器的结构的图。(a)是说明x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图，(b)是(a)中的b-b向视剖面图。

图25是说明变形例(15)所涉及的x射线检测器的结构的图。(a)是说明x射线的照射区域与闪烁体元件在x射线检测器的x射线入射面内的位置关系的图，(b)是在(a)中用附图标记q表示的部分的放大图，(c)是说明能够检测旋转方向的偏移的效果的图。

图26是说明变形例(16)所涉及的x射线检测器的结构的图。

图27是说明变形例(17)所涉及的x射线检测器的结构的图。

图28是说明变形例(18)所涉及的x射线检测器的结构的图。

具体实施方式

实施例1

下面，参照附图来说明本发明的实施例1。图1的(a)是说明能够在ei-xpci中使用的实施例1所涉及的x射线摄影装置的整体结构的概要图。

<整体结构的说明>

实施例1所涉及的x射线摄影装置1具备对被检体m照射x射线3a的x射线管3、检测x射线3a并输出x射线检测信号的x射线检测器5、移动机构6、试样掩膜7、图像生成部8、折射信息计算部9以及散射图像重构部10。被检体m被载置于未图示的载置台，载置台例如构成为能够绕着与y方向平行的轴进行旋转。即，构成为通过使载置台旋转来使被检体m适当地旋转，从而能够对被检体m的任意的面照射x射线。此外，实施例1所涉及的x射线摄影装置1与将检测掩膜设为必要结构的以往的装置不同，特征在于省略了检测掩膜。

移动机构6连接于x射线检测器5，通过使x射线检测器5沿x方向移动来使x射线检测器5与试样掩膜7的位置关系相对地位移。x射线管3上连接有未图示的x射线照射控制部，x射线照射控制部对从x射线管3照射x射线3a的定时、x射线3a的剂量等进行控制。移动机构6使x射线检测器5与试样掩膜7的相对位置沿x方向位移，并且x射线照射控制部以适当的定时照射x射线3a，由此能够拍摄多个x射线图像。

图像生成部8设置在x射线检测器5的后级，基于从x射线检测器5输出的x射线检测信号来生成被检体m的x射线图像。折射信息计算部9设置在图像生成部8的后级，基于x射线图像中的像素的亮度值来计算与x射线3a有关的折射信息。作为一例，折射信息能够列举与x射线3a的折射方向、x射线3a的折射角度的大小等有关的信息。散射图像重构部10基于x射线3a的折射信息来重构反映被检体m的折射对比像的x射线小角散射图像。

试样掩膜7设置在被检体m与x射线管3之间，且被配置为使试样掩膜7中的x射线入射面与沿着从x射线管3照射的x射线3a的中心轴3b的方向(z方向)正交。如图1的(b)所示，试样掩膜7具有以下结构：沿y方向延伸并吸收x射线的x射线吸收材料r1与沿y方向延伸并使x射线透过的x射线透过材料r2在x方向上交替地并列。将x射线吸收材料r1的间距(周期)的长度设为g，将x射线透过材料r2在x方向的长度设为n。

即，利用x射线透过材料r2在试样掩膜7中形成多个沿y方向延伸并使x射线透过的狭缝部。而且，x射线3a由于透过试样掩膜7而被限制为在y方向上连接多个沿y方向延伸且在x方向的长度为n的扇束而得到的形状。作为构成x射线吸收材料r1的材料，能够使用金、白金等x射线吸收率高的金属等。作为x射线透过材料r2，能够列举x射线吸收率低的树脂等。优选的是，x射线吸收材料r1和x射线透过材料r2各自在x方向的长度大致相同。此外，x射线透过材料r2也可以是开口部。试样掩膜7相当于本发明的屏蔽掩膜，x射线透过材料r2相当于本发明的x射线透过部。

x射线检测器5被配置为x射线检测面与z方向正交。在实施例1中，作为x射线检测器5，设为使用间接转换型的平板型检测器(fpd)。如图2的(a)所示，x射线检测器5具有由闪烁体层11和输出层13层叠而成的结构。闪烁体层11具有二维矩阵状地排列的多个闪烁体元件15被格子状的遮光壁17分隔开的形状。即，x射线检测器5具备用格子状的遮光壁17划分闪烁体元件15的结构(参照参考文献1：国际公开2012/161304号)。

闪烁体元件15吸收被照射的x射线，与被照射的x射线相应地发出荧光等光来作为闪烁光。作为构成闪烁体元件15的材料，能够列举碘化铯等x射线荧光体。作为遮光壁17的材料，作为一例能够使用含有碱金属氧化物的玻璃粉末等。此外，关于闪烁体元件15的材料、遮光壁17的材料以及在输出层13中形成遮光壁17的工序的详细内容等，在参考文献1等中已详细叙述，因此在此省略更详细的说明。

输出层13具备基板19和被排列为二维矩阵状的像素21。各像素21具备将光转换为电荷的光电转换元件和基于转换得到的电荷来输出x射线检测信号的输出元件，从而将在闪烁体元件15中发出的闪烁光转换为x射线检测信号并输出。图像生成部8与各像素21连接，通过对由像素21输出的x射线检测信号实施各种图像处理来生成被检体m的x射线图像。

此外，如图2的(a)所示，各像素21被配置为与由遮光壁17划分出的各闪烁体元件15处于一一对应的位置关系。即，构成为像素21的间距(周期)与闪烁体元件15的间距大致相同。

这样，闪烁体层11具有以下结构：在利用格子状的遮光壁17划分出的各区室的内部填充有闪烁体元件15。通过具有这种结构，即使在闪烁体元件15发出的闪烁光在闪烁体层11的内部散射的情况下，散射出的闪烁光也会被遮光壁17阻断。

因此，能够防止在闪烁体元件15中产生的散射光到达相邻的闪烁体元件15。因而，通过用遮光壁17分隔闪烁体元件15，即使在为了提高x射线检测器5的x射线灵敏度而在z方向上增厚闪烁体元件17的情况下，也能够避免x射线图像的分辨率降低。

此外，在实施例1所涉及的x射线检测器5中，能够将遮光壁17的间距设为60μm～100μm左右的短距离。因此，通过使用这种x射线检测器，即使在要求像素的间距更细的x射线图像的情况下也能够避免x射线图像的分辨率的降低。

并且，在x射线检测器5中用遮光壁17划分闪烁体元件15，由此虽然在ei-xpci中使用的以往的x射线摄影装置中检测掩膜是必需的，但在实施例1所涉及的x射线摄影装置中即使省略检测掩膜也能够执行恰当的ei-xpci。后文叙述能够省略检测掩膜的效果的详细内容。

在x射线摄影装置1中，x射线管3、x射线检测器5以及试样掩膜7能够如下那样构成。

从x射线管3的焦点到试样掩膜7的距离d1：1.6m

从试样掩膜7到x射线检测器5的x射线入射面的距离d2：0.4m

从试样掩膜7到被检体m的距离d3：5cm

试样掩膜7中的x射线吸收材料r1的间距的长度g(狭缝周期)：66.8μm

试样掩膜7中的x射线吸收材料r2在x方向的长度n：33.4μm(g/2)

x射线检测器5中的闪烁体元件15的间距的长度t：83.5μm

x射线检测器5中的闪烁体元件15在x方向的长度b：41.75μm(t/2)

通过如上述那样构成，在向x射线检测器5入射x射线时，从试样掩膜7的x射线透过材料r2透过的x射线在x方向的长度与闪烁体元件15在x方向的长度b相等。此外，也可以适当变更d1～d3各距离。在该情况下，与距离d1～d3的值相应地分别变更间距长度p和间距长度t。

此外，在x射线检测器5和试样掩膜7的初始位置处预先进行了各初始位置的位置对准，使得在不存在被检体m的状态下照射了x射线3a的情况下，针对闪烁体元件15和遮光壁17分别均等地入射x射线3a(图3的(a))。另外，构成为x射线透过材料r2在x方向的长度与闪烁体元件15在x方向的长度之比等于距离d1与距离d2之比。x射线透过材料r2构成为沿x方向延伸，因此在不存在被检体m的状态下照射了x射线的情况下，x射线3a向x射线检测器5入射的区域h为沿x方向延伸的矩形形状的区域(图3的(b))。

因此，在未发生x射线的折射的情况下，如图3的(b)所示，x射线3a向与各闪烁体元件15的右半部分(或左半部分)相当的区域入射。在实施例1中，设为进行了x射线检测器5与试样掩膜7的位置对准，使得未发生折射地向x射线检测器5入射的x射线3a向与各闪烁体元件15的右半部分相当的区域入射。

此外，未入射到闪烁体元件15的x射线被入射到遮光壁17，没有被转换为光就透过x射线检测器5。其结果是，与遮光壁17在x方向的长度相应地限制向闪烁体元件15入射的x射线的剂量。因而，通过用遮光壁17划分闪烁体层11，遮光壁17发挥与设置于检测掩膜的x射线吸收材料相同的功能，因此能够在实施例1所涉及的x射线摄影装置1中省略检测掩膜。

<实施例1中的x射线摄影的工序>

在此，对使用实施例1所涉及的x射线摄影装置1进行基于ei-xpci的x射线摄影的情况下的工序进行说明。作为ei-xpci的工序概要，首先，在x射线检测器5和试样掩膜7处于规定的初始位置的状态下拍摄x射线图像a1(步骤s1)。接着，使x射线检测器5沿x方向移动距离c并拍摄x射线图像a2(步骤s2)。然后，基于x射线图像a1和a2中的各像素21的亮度值来计算x射线3a的折射信息(步骤s3)。最后，基于折射信息来重构反映被检体m的x射线折射对比像的x射线小角散射图像(步骤s4)。以下，详细地说明各工序。

在执行步骤s1的工序时，首先使被检体m载置于载置台。然后，为了在初始位置处进行x射线图像a1的摄影，从x射线管3对被检体m照射x射线3a。x射线3a透过设置于试样掩膜7的x射线透过材料r2的区域，并以被限制为沿y方向延伸的扇束的状态向x射线检测器5入射。

如图4的(a)所示，透过x射线透过材料r2的x射线3a中的未透过被检体m的x射线p1不发生折射地向x射线检测器5入射。在图4的(b)中对x射线p1向x射线检测器5入射的区域附加附图标记h1来示出。由于x射线p1不发生折射，因此在闪烁体元件15a(x射线p1所入射的闪烁体元件15)中x射线p1所入射的区域ea与闪烁体元件15a的右半部分的区域相当。

因而，区域h1与相当于各闪烁体元件15a的右半部分的区域重叠。即，区域h1的左端与闪烁体元件15a在x方向上的中心线一致。其结果是，向各闪烁体元件15a入射与x射线p1的一半相当的剂量的x射线，且该x射线被转换为闪烁光w。然后，闪烁光w在像素21a(与闪烁体元件15a相接的像素21)中被进行光电转换，并以作为电子信号的x射线检测信号的形式输出。

另一方面，透过x射线透过材料r2的x射线3a中的透过被检体m的x射线p2大部分与被检体m的形状等相应地折射。即，如图4的(a)所示，在x射线p2中，x射线p2a在x方向上向左折射，x射线p2b在x方向上向右折射。因此，在x射线检测器5的x射线入射面内，x射线p2a所入射的区域h2a与区域h1相比沿x方向向左位移相当于附图标记ja的距离。而且，x射线p2b所入射的区域h2b与区域h1相比沿x方向向右位移相当于附图标记jb的距离。

其结果是，向各闪烁体元件15入射的x射线的剂量与x射线的折射角度相应地增加或减少。在拍摄x射线图像a1时，x射线p2a向闪烁体元件15b(x射线p2a所入射的闪烁体元件15)入射的区域eb与x射线p2a的折射距离ja相应地变宽。即，向闪烁体元件15b入射的x射线量与x射线p2a的折射距离ja相应地增加。因此，在像素21b(与闪烁体元件15b相接的像素21)处输出的x射线检测信号与折射距离ja相应地变大。

而且，在拍摄x射线图像a1时，x射线p2b向闪烁体元件15c(x射线p2b所入射的闪烁体元件15)入射的区域ec与x射线p2b的折射距离jb相应地变窄。即，向闪烁体元件15c入射的x射线量与x射线p2b的折射距离jb相应地减少。因此，在像素21c(与闪烁体元件15c相接的像素21)处所输出的x射线检测信号与折射距离jb相应地变小。图像生成部对由像素21a～21c各像素输出的x射线检测信号进行各种图像处理来生成x射线图像a1。

在拍摄到x射线图像a1之后进行步骤s2的工序。即，使x射线检测器5从初始位置起沿x方向移动在图4的(c)中用附图标记c表示的距离，以改变x射线检测器5与试样掩膜7的位置关系。与闪烁体元件15在x方向的长度b同样地，距离c优选为闪烁体元件15的间距长度t的一半。另外，并不限于使x射线检测器5移动的结构，也可以使试样掩膜7沿x方向移动。在实施例1中设为使x射线检测器5沿x方向移动(t/2)的距离。

在使x射线检测器5沿x方向移动之后，从x射线管3对被检体m照射x射线3a以拍摄x射线图像a2。x射线3a透过设置于试样掩膜7的x射线透过材料r2的区域并向x射线检测器5入射。

如图4的(c)所示，透过x射线透过材料r2的x射线3a中的未透过被检体m的x射线p1不发生折射地向x射线检测器5入射。由于x射线检测器5沿x方向移动了(t/2)的距离，因此如图4的(d)所示，x射线p1向闪烁体元件15a入射的区域ea相当于闪烁体元件15a的左半部分的区域。其结果是，向各闪烁体元件15a入射与x射线p1的一半相当的剂量的x射线，该x射线被转换为闪烁光w。这样，区域ea的宽度不会随着x射线检测器5的移动而发生变化，因此在拍摄x射线图像a1时和拍摄x射线图像a2时，闪烁体元件15a所输出的x射线检测信号的大小不会变化。

但是，在折射的x射线p2所入射的闪烁体元件15b和闪烁体元件15c各闪烁体元件中，x射线的入射量随着移动x射线检测器5而发生变化。使x射线检测器5沿x方向移动(t/2)的距离，由此在拍摄x射线图像a2时x射线p2a向闪烁体元件15b入射的区域eb与区域ea相比变窄距离ja的量(图4的(d))。即，闪烁体元件15b发出的闪烁光w与折射距离ja相应地变弱。因此，在像素21b处输出的x射线检测信号与折射距离ja相应地变小。

另一方面，使x射线检测器5沿x方向移动(t/2)的距离，由此在拍摄x射线图像a2时x射线p2b向闪烁体元件15c入射的区域ec与区域ea相比变宽距离jb的量(图4的(d))。即，闪烁体元件15c发出的闪烁光w与折射距离jb相应地变强。因此，在像素21c处所输出的x射线检测信号与折射距离jb相应地变大。图像生成部8对由像素21a～21c各像素输出的x射线检测信号进行各种图像处理来生成x射线图像a2。

这样，在拍摄到x射线图像a1之后使x射线检测器5与试样掩膜7的相对位置位移，再拍摄x射线图像a2。在拍摄到x射线图像a1和a2之后执行步骤s3所涉及的工序。在步骤s3中，首先，向折射信息计算部9发送x射线图像a1和a2的信息。折射信息计算部9基于两个x射线图像信息来计算x射线3a的折射信息。作为计算x射线3a的折射信息的方法，能够列举取所拍摄到的两张x射线图像的差来生成x射线图像a3的方法等。

如上所述，在向闪烁体元件15入射的x射线没有发生折射的情况下，像素21所输出的x射线检测信号的大小在拍摄x射线图像a1和a2中的任一图像时均为相同。因而，在x射线图像a3中，不发生折射的x射线所入射的像素21a的亮度值为0。

另一方面，在向闪烁体元件15入射的x射线由于透过被检体m而发生折射的情况下，像素21所输出的x射线检测信号的大小在x射线图像a1和a2各图像中不同。即，x射线图像a1中的像素21b的亮度值比x射线图像a2中的像素21b的亮度值大，x射线图像a1中的像素21c的亮度值比x射线图像a2中的像素21c的亮度值小。

因此，能够按照x射线图像a3中的亮度值的符号来获得x射线折射的方向的信息。另外，能够基于x射线图像a3中的像素21b和像素21c的亮度值的绝对值来计算x射线3a的折射距离ja和jb。能够基于折射距离ja和jb来计算x射线3a的折射角度的大小。这样，折射信息计算部9基于x射线图像a3中的像素21的亮度值来计算向各像素21入射的x射线3a的与折射方向和折射角度有关的信息，来作为折射信息。

通过计算折射信息来执行步骤s4所涉及的工序。在步骤s4中，折射信息从折射信息计算部9被发送到散射图像重构部10。散射图像重构部10基于折射信息来重构被检体m的x射线小角散射图像。x射线小角散射图像将与因透过被检体m而发生的x射线3a的折射有关的信息反映为折射对比像。与通过x射线吸收而获得的效果相比，通过x射线折射而获得的效果非常大，因此即使被检体是软骨等含有大量水分的软组织，也能够获取对比度大且诊断能力高的图像。

此外，能够基于x射线图像a1中的亮度值与x射线图像a2中的亮度值的平均来计算被检体m对x射线的吸收量。能够通过x射线图像a1和a2中的像素21a的亮度值的平均来求出未透过被检体m的x射线的剂量。而且，作为一例，能够根据x射线图像a1和a2中的像素21a的亮度值的平均与x射线图像a1和a2中的像素21b的亮度值的平均之差来求出由被检体m吸收的x射线p2a的剂量。

这样，折射信息计算部9能够区分地计算基于被检体m的x射线吸收量的x射线图像的信息和基于由被检体m导致的x射线的折射的x射线小角散射图像的信息。因此，散射图像重构部10能够重构基于ei-xpci的x射线小角散射图像，并且能够重构基于吸收成像法的普通的x射线图像(x射线吸收图像)。

<由实施例1的结构获得的效果>

在实施例1所涉及的x射线摄影装置1中，利用格子状的遮光壁17对设置于x射线检测器5的闪烁体元件15进行划分。通过使用这种结构的x射线检测器5，能够省略以往作为必要结构的检测掩膜。

在以往的装置中，检测掩膜具有利用试样掩膜进一步屏蔽扇束状的x射线的一部分的功能。而且，使检测掩膜及x射线检测器与试样掩膜进行相对移动，一边使x射线向x射线检测器入射的区域适当变更一边进行多次x射线摄影。基于通过x射线摄影获得的多个x射线图像来生成x射线小角散射图像。但是难以高精度且大面积地制作具有足够厚度的检测掩膜，因此x射线摄影装置的成本升高。另外，难以高精度地进行检测掩膜与x射线检测器的位置对准，因此担心由位置偏移导致的x射线小角散射图像的诊断能力的降低。

另一方面，在实施例1所涉及的x射线摄影装置1中，如图5的(a)所示，闪烁体层11由格子状的遮光壁17和用于填充利用遮光壁17划分出的区室内的闪烁体元件15构成。即，透过试样掩膜7而向x射线检测器5的表面(x射线入射面)入射的x射线3a的一部分向闪烁体元件15入射并被转换为闪烁光w。而且，未入射到闪烁体元件15的剩余的x射线3a被入射到遮光壁17，未被转换为光就透过x射线检测器5。即，与以往的装置中的检测掩膜的x射线吸收材料同样地，遮光壁17阻碍向x射线检测器5入射的x射线的一部分转换为闪烁光。因而，能够利用设置于闪烁体层11的遮光壁17来替代用于限制透过试样掩膜7的x射线的一部分的检测掩膜的功能。

在实施例1所涉及的x射线摄影装置1中，如图5的(a)所示那样构成为使闪烁体元件15在x方向的长度b相对于闪烁体元件15的间距的长度t以及遮光壁17在x方向的长度相对于闪烁体元件15的间距的长度t均为(t/2)。即，在闪烁体层11中，x方向的长度为(t/2)的闪烁体元件15与x方向的长度为(t/2)的遮光壁17重复并列。

在图5的(b)中示出与如图5的(a)所示的实施例1的结构相当的以往的结构。即，实施例1的结构相当于以下结构：x方向的长度为b(即，t/2)的x射线透过材料r2与x方向的长度为(t/2)的x射线吸收材料r1在x方向上重复并列的检测掩膜v被设置在与未设置遮光壁17的闪烁体层11的表面接近的位置。

在具备检测掩膜v的图5的(b)的结构中，x射线3a中的向x射线吸收材料r1入射的x射线被吸收，因此不会被转换为闪烁光。而且，向x射线透过材料r2入射的x射线透过检测掩膜v而向构成闪烁体层11的闪烁体元件入射并被转换为闪烁光w。另一方面，在用遮光壁17划分闪烁体层11的图5的(a)的结构中，x射线3a中的向遮光壁17入射的x射线不被闪烁体元件15吸收就透过x射线检测器5，因此不会被转换为闪烁光。

然后，向闪烁体元件15入射的x射线被转换为闪烁光。因而，在图5的(a)和图5的(b)各图中，被转换为闪烁光的x射线3a的区域均为沿y方向延伸且x方向的长度为b/2即t/4的矩形以长度t为周期在x方向上并列的区域k(图5的(c))。另外，在图5的(a)和图5的(b)中的任一结构中，区域k都由于x射线3a发生折射而沿x方向位移。另外，通过使试样掩膜7与x射线检测器5相对移动，闪烁体层11中的区域k的位置在任一结构中均同样地位移。

因而，在图5的(a)的结构和图5的(b)的结构中的任一结构中，通过在初始位置和从初始位置起沿x方向移动了距离c后的各位置处拍摄x射线图像，能够获取被检体m的x射线小角散射图像。这样，在实施例1所涉及的结构中，x射线检测器的x射线入射面上的遮光壁和闪烁体元件在x方向上重复排列。而且，该重复排列的x射线入射面的结构与在检测掩膜v中重复排列x射线吸收材料和x射线透过材料的结构相当。因此，在实施例1所涉及的x射线摄影装置中，即使在省略了检测掩膜v的情况下也能够恰当地获取被检体m的x射线小角散射图像。

即，不需要难以大面积地制造的检测掩膜，因此对大面积的x射线检测器进行ei-xpci来获取尺寸更大的x射线小角散射图像变得容易。另外，不需要制作大面积且高精度的检测掩膜，因此能够降低能够进行x射线小角散射图像的摄影的x射线摄影装置的制造成本。

并且，在实施例1所涉及的x射线摄影装置中，相当于检测掩膜的x射线吸收材料的遮光壁17与x射线检测器5一体地形成，因此不会发生遮光壁17与闪烁体元件15的位置偏移。即，能够解决在以往的装置中所担心那样的由于检测掩膜与x射线检测器的位置偏移导致x射线小角散射图像的品质下降之类的问题。

另外，在图5的(b)所示的以往的结构中，由于在闪烁体层11中发出的闪烁光w在x方向上发生散射，因此x射线图像的分辨率降低，另一方面，在实施例1的装置中利用格子状的遮光壁17划分闪烁体层11，因此能够适当地避免在闪烁体元件15中产生的闪烁光w的散射。因此，在实施例1所涉及的x射线摄影装置中，能够提高x射线小角散射图像的分辨率，且能够进一步提高图像的品质。

实施例2

接着，说明本发明的实施例2。实施例2所涉及的x射线摄影装置的整体结构和初始位置的设定与实施例1相同。但是，在实施例2中，设置于x射线检测器5的闪烁体元件15的排列图案与实施例1不同。另外，在实施例2中，在能够省略移动机构6这点上与实施例1不同。

<实施例2中特征性的闪烁体元件的排列图案>

在此，对实施例2中特征性的闪烁体元件15的排列图案进行说明。在实施例2所涉及的x射线摄影装置1中，闪烁体层11具有如图6的(b)所示那样在y方向上并列多个如图6的(a)所示那样的沿x方向延伸的闪烁体阵列23的结构。各闪烁体阵列23具有利用格子状的遮光壁17分隔在x方向上并列的多个闪烁体元件15的形状。

设置于各闪烁体阵列23的闪烁体元件17在x方向的排列图案在相邻的闪烁体阵列23之间在x方向上错开。即，遮光壁17的格子图案在相邻的闪烁体阵列23之间在x方向上错开。其结果是，闪烁体层11成为以下结构：闪烁体元件15的排列图案在x方向上错开的两种闪烁体阵列23在y方向上交替地并列。

此外，关于闪烁体元件17的排列图案不同的两种闪烁体阵列23，将其中一种设为闪烁体阵列23a，将另一种设为闪烁体阵列23b来进行区分(图6的(b))。将设置于闪烁体阵列23a的闪烁体元件15设为闪烁体元件15a，将设置于闪烁体阵列23b的闪烁体元件15设为闪烁体元件15b来进行区分。将与闪烁体元件15a相接的像素21设为像素21a，将与闪烁体元件15b相接的像素21设为像素21b。

然后，在y方向上相邻的像素21a与像素21b之间构成单元un(图6的(b))。如后述那样，对由同一单元un中的像素21彼此输出的x射线检测信号进行运算处理，由此通过照射一次x射线来生成x射线小角散射图像。此外，在图6的(b)中，设为各像素21一一对应地排列在各闪烁体元件15的内侧。另外，设定x射线检测器5和试样掩膜7的初始位置，使得x射线3a在x方向上向两个闪烁体元件15、即闪烁体元件15a和15b各闪烁体元件的一部分入射。

在实施例2中，优选的是，在相邻的闪烁体阵列15之间，闪烁体元件17在x方向上错开的距离d4与闪烁体元件15的间距(周期)的长度t的1/2相等。在该情况下，如图6的(b)所示，在闪烁体层11的x射线入射面上，各闪烁体元件15被配置为交错排列。另外，与实施例1同样地，实施例2中的闪烁体元件15在x方向的长度b为(t/2)。

关于闪烁体阵列23a和闪烁体阵列23b各闪烁体阵列，闪烁体元件15的排列图案在x方向上错开距离d4。即，在对x射线检测器5照射了x射线的情况下，在闪烁体阵列23b的闪烁体元件15中获取的信息与在使x射线检测器5沿x方向移动了d4的距离之后照射了x射线的情况下在闪烁体阵列23a的闪烁体元件15中获取的信息一致。

因而，将闪烁体元件15的排列图案在x方向上错开了d4的闪烁体阵列23a和23b交替地配置，由此能够通过照射一次x射线来获取不使x射线检测器5移动就进行拍摄的情况下的x射线图像信息和使x射线检测器5沿x方向移动了d4的距离后进行拍摄的情况下的x射线图像信息。

<实施例2中的x射线摄影的工序>

在此，对使用实施例2所涉及的x射线摄影装置1进行基于ei-xpci的x射线摄影的情况下的工序进行说明。在实施例1中，在初始位置处拍摄x射线图像a1，在使x射线检测器5从初始位置起沿x方向移动了c的距离后再次照射x射线并拍摄x射线图像a2。即，在实施例1中进行两次x射线摄影，另外，在实施例2中，x射线摄影的工序不同之处在于在初始位置处进行一次x射线摄影。

在x射线摄影中，使被检体m载置于载置台，从x射线管3对被检体m照射x射线3a。x射线3a透过设置于试样掩膜7的x射线透过材料r2的区域并向x射线检测器5入射。此外，预先决定试样掩膜7和x射线检测器5的初始位置，使得未发生折射就向x射线检测器5入射的x射线p1向闪烁体元件15a和15b各闪烁体元件均等地入射(图7的(a)～(c))。即，在初始位置处，透过试样掩膜7的x射线p1在x方向上向两个闪烁体元件15入射。

图7的(b)是x射线检测器5的表示在实施例2中x射线所入射的区域的俯视图。闪烁体阵列23a和闪烁体阵列23b的闪烁体元件15的排列图案在x方向上错开。因此，在闪烁体元件15a和闪烁体元件15b中x射线3a所入射的区域不同。

此外，将闪烁体元件15a中的x射线p1、x射线p2a和p2b各x射线所入射的闪烁体元件15设为闪烁体元件15aa～15ac来进行区分。而且，将闪烁体元件15b中的x射线p1、x射线p2a和p2b各x射线所入射的闪烁体元件15设为闪烁体元件15ba～15bc来进行区分(图7的(b))。

另外，如图7的(a)所示，将在闪烁体元件15aa～15ac各闪烁体元件中x射线3a所入射的区域ea分别设为区域eaa～eac来进行区分。将在闪烁体元件15aa～15ac各闪烁体元件中x射线3a所入射的区域分别设为区域eaa～eac来进行区分。将在闪烁体元件15ba～15bc各闪烁体元件中x射线3a所入射的区域eb分别设为区域eba～ebc来进行区分。

在各闪烁体元件15a中x射线3a所入射的区域ea如图7的(a)所示那样。即，区域eaa相当于闪烁体元件15aa的右半部分的区域，因此x射线p1向闪烁体元件15aa的右半部分入射。x射线p2a在x方向上向左折射，因此区域eab的面积变宽。

因而，与向闪烁体元件15aa入射的x射线量相比，向闪烁体元件15ab入射的x射线量与x射线p2a的折射距离ja相应地增加。区域eac的面积比区域eaa的面积窄，因此与向闪烁体元件15aa入射的x射线量相比，向闪烁体元件15ac入射的x射线量与x射线p2b的折射距离jb相应地减少。

这样，向设置于闪烁体阵列23a的闪烁体元件15aa～15ac各闪烁体元件入射的x射线的剂量与在实施例1中在初始位置处照射了x射线的情况下向闪烁体元件15a～15c各闪烁体元件入射的x射线的剂量相同(图4的(a))。因而，基于由与闪烁体元件15aa～15ac各闪烁体元件相接的像素21a即像素21aa～21ac输出的x射线检测信号生成的x射线图像的信息与在实施例1中生成的x射线图像a1的信息相同。

另一方面，在各闪烁体元件15b中x射线3a所入射的区域如图7的(c)的截面图所示那样。设置于闪烁体阵列23b的闪烁体元件15b的排列图案与闪烁体元件15a的排列图案相比在x方向上错开了距离b(距离t/2)。因而，向闪烁体元件15ba～15bc各闪烁体元件入射的x射线的剂量与在实施例1中从初始位置起移动了距离t/2之后照射了x射线的情况下向闪烁体元件15a～15c各闪烁体元件入射的x射线的剂量相同(图4的(c))。

即，在闪烁体阵列23b中，区域eba相当于闪烁体元件15ba的左半部分的区域，因此向闪烁体元件15ba的左半部分入射x射线p1。而且，x射线p2a在x方向上向左折射，因此区域ebb的面积变窄。因而，与向闪烁体元件15ba入射的x射线量相比，向闪烁体元件15bb入射的x射线量与x射线p2a的折射距离ja相应地减少。

x射线p2b在x方向上向右折射，因此区域ebc的面积比区域eba的面积窄。其结果是，与向闪烁体元件15ba入射的x射线量相比，向闪烁体元件15bc入射的x射线量与x射线p2b的折射距离jb相应地增加。即，基于由与闪烁体元件15ba～15bc各闪烁体元件相接的像素21b即像素21ba～21bc输出的x射线检测信号生成的x射线图像的信息与在实施例1中生成的x射线图像a2的信息相同。

这样，在实施例2中拍摄的一张x射线图像具有在实施例1中拍摄的x射线图像a1的图像信息和x射线图像a2的图像信息。折射信息计算部9针对属于同一单元un的像素21a和像素21b进行取基于x射线检测信号的亮度值的差的运算处理。通过运算处理来计算各单元un中的x射线3a的折射信息。

即，关于未发生折射的x射线p1所入射的区域，属于同一单元un的像素21aa和像素21ba各自的亮度值的差为0。另一方面，关于由于被检体m而发生折射的x射线p2所入射的区域，x射线检测信号的差不为0。关于向左折射的x射线p2a所入射的区域，属于同一单元un的像素21ab和像素21bb各自的亮度值的差取正值。而且，关于向右折射的x射线p2b所入射的区域，属于同一单元un的像素21ac和像素21bc各自的亮度值的差取负值。这样，折射信息计算部9基于亮度值的差来计算x射线3a的折射方向。

在像素21a和像素21各自的亮度值的差取正值或负值的情况下，随着x射线p2的折射距离ja或jb变大，亮度值的差的绝对值变大。因此，基于属于同一单元un的像素21a和像素21b各自的亮度值的差来计算x射线p2的折射角度。

散射图像重构部10基于各单元un中的x射线3a的折射信息来重构将包含y方向上相邻的像素21a和像素21b的单元un设为一个像素量的被检体m的x射线小角散射图像。这样，在实施例2中通过进行一次x射线照射，能够获取被检体m的x射线小角散射图像。

<由实施例2的结构获得的效果>

实施例2所涉及的x射线摄影装置所具备的x射线检测器5以如下方式构成：x射线3a在x方向上分别向两个闪烁体元件15入射。而且，x射线检测器5具有闪烁体阵列23a与闪烁体阵列23b在y方向上交替地并列的结构，其中，该闪烁体阵列23a沿x方向延伸且具备被遮光壁17划分而在x方向上排列的闪烁体元件15a，该闪烁体阵列23b沿x方向延伸且具备被遮光壁17划分而在x方向上排列的闪烁体元件15b。而且，闪烁体元件15a的排列图案与闪烁体元件15b的排列图案分别在x方向上错开了d4的距离。

与实施例1同样地，实施例2所涉及的x射线检测器5利用格子状的遮光壁17划分闪烁体层11。因此，在使用实施例2所涉及的x射线摄影装置进行ei-xpci的情况下，能够与实施例1同样地省略检测掩膜。因而，不需要难以制造的检测掩膜，因此能够降低x射线摄影装置的成本。另外，能够适当地避免x射线检测器中的遮光壁的位置偏移，因此能够获取高品质的x射线小角散射图像。另外，能够利用遮光壁17防止闪烁光的散射，因此能够使x射线图像的分辨率提高。

并且，实施例2所涉及的x射线检测器具有以下结构：闪烁体元件15的排列图案在x方向上各自错开了规定的距离d4的两种闪烁体阵列23a和23b在y方向上交替地并列。因此，在实施例2中，能够在一次x射线摄影中获取在初始位置处拍摄到的x射线图像的信息和使x射线检测器5从初始位置起沿x方向移动距离d4后拍摄到的x射线图像的信息。

而且，x射线3a在x方向上向两个闪烁体元件15a和15b入射。因此，在拍摄一张x射线图像时，能够通过针对区域eaa～eac以及区域eba～ebc各区域检测偏差来计算x射线3a在x方向上折射的方向和距离。

折射信息计算部对通过一次x射线照射获得的两种x射线图像信息进行取差等运算处理，由此计算与x方向有关的x射线3a的折射方向和折射距离的信息。然后，基于计算出的信息来重构被检体m的x射线小角散射图像。因而，获取x射线小角散射图像所需要的x射线摄影的次数为一次即可。其结果是，能够减少x射线小角散射图像的摄影中的被检体的被辐射剂量，并且能够缩短x射线小角散射图像的摄影所需要的时间。

另外，一般来说，距离d4是短距离，因此在使x射线检测器实际移动的情况下，与假定的距离d4相比x射线检测器5实际移动的距离往往不同。另外，担心以下问题：由于使x射线检测器5实际移动，因此由于x射线检测器5的振动等而导致x射线管3、x射线检测器5以及试样掩膜7的相对位置偏离假定的位置。

在实施例2中省略移动机构6，不使x射线检测器5移动而通过一次x射线照射来生成x射线小角散射图像。因而，能够防止x射线检测器5实际移动的距离的偏移、x射线检测器5的振动等的产生。因此，能够更加可靠地避免x射线管3、x射线检测器5等各结构之间的相对位置发生偏移，因此能够在实施例2中适当地避免由各结构的相对位置偏移导致的x射线小角散射图像的诊断能力的降低。

实施例2所涉及的x射线检测器5构成为在x射线入射面内各闪烁体元件15交错配置。即，闪烁体元件15的排列图案错开的距离d4相当于闪烁体元件15的间距长度t的一半。在该情况下，能够在一次x射线摄影中获取在初始位置处拍摄的x射线图像a1的信息和在使x射线检测器从初始位置起移动了(t/2)的距离的状态下拍摄的x射线图像a2的信息。

关于以往的ei-xpci，一般使用在初始位置处拍摄的x射线图像和在从初始位置起移动了(t/2)的距离的状态下拍摄的x射线图像进行运算处理，来重构x射线小角散射图像。因此，通过在x射线检测器5中交错配置闪烁体元件15，能够使用以往的运算处理方法来重构可靠且准确的x射线小角散射图像。

实施例3

接着，说明本发明的实施例3。实施例3所涉及的x射线摄影装置1a的整体结构如图8的(a)所示那样。实施例3所涉及的整体结构与实施例2相同，在能够省略移动机构6这点上与图1的(a)所示的实施例1的整体结构不同。另外，在实施例3所涉及的x射线摄影装置1a中，试样掩膜7a的结构以及闪烁体元件15与像素21的位置关系有别于实施例1和实施例2所涉及的x射线摄影装置。

在图8的(b)中表示实施例3中的试样掩膜7a的结构。试样掩膜7a具备被设置为格子状的x射线吸收材料r1和被排列为二维矩阵状的正方形的x射线透过材料r2。即，在试样掩膜7a上形成利用格子状的x射线吸收材料r1划分为二维矩阵状的区室，配设x射线透过材料r2以对由x射线吸收材料r1划分出的区室内进行填充。

将x方向和y方向各方向上的x射线吸收材料r2的间距的长度设为g。另外，将x方向和y方向上的x射线透过材料r2的长度设为n。在该情况下，从x射线管3照射的x射线3a由于试样掩膜7a而将一边长度为n的锐方向性射束限制为二维矩阵状地排列的形状。x射线管3、x射线检测器5以及试样掩膜7之间的位置关系与实施例1相同。

此外，试样掩膜7a并不限于将x射线透过材料r2排列为二维矩阵状的结构，也可以如图8的(c)所示那样构成为更换x射线吸收材料r1和x射线透过材料r2的配置，来将x射线吸收材料r1排列为二维矩阵状。在该情况下，试样掩膜7a形成为使x射线透过材料r2成为格子状。实施例3所涉及的试样掩膜7a设为具备图8的(b)所示的结构。

与实施例1同样地，实施例3所涉及的闪烁体层11具有将利用格子状的遮光壁17划分出的闪烁体元件15配置为二维矩阵状的结构(图9的(a))。将x方向和y方向上的闪烁体元件15的间距的长度设为t。将x方向和y方向上的闪烁体元件15的长度设为b。输出层13由将像素21配置为二维矩阵状而得到的基板19构成(图9的(b))。

如图9的(c)的截面图所示，各像素21被排列为与各闪烁体元件15一一对应。优选的是，x方向和y方向各方向上的像素21的间距长度和像素21的长度与闪烁体元件15大致相同。但是，为了便于说明在附图中记载为像素21比闪烁体元件15大。

试样掩膜7与x射线检测器5的位置关系的详细情况如图9的(c)和图9的(d)所示。设定试样掩膜7与x射线检测器5的相对的位置关系，使得从x射线管3照射的x射线3a在不发生折射而直行的情况下透过了试样掩膜7的x射线透过材料r2之后，向被排列为2行2列的四个闪烁体元件15的中央入射。

即，确定试样掩膜7和x射线检测器5的初始位置，使得透过了x射线透过材料r2的x射线3a在x方向和y方向各方向上向两个闪烁体元件15各闪烁体元件的一部分k入射。在该情况下，透过x射线透过材料r2后向x射线检测器5入射的x射线3a的区域h如图9的(d)所示那样以跨足于四个闪烁体元件中的各闪烁体元件的方式位于由四个闪烁体元件15a～15d构成的区域的中央部。

将在图9的(d)中用实线表示的四个闪烁体元件15a～15d以及与闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件相接的像素21即用虚线表示的像素21a～21d设为用粗虚线围起来示出的一个单元un。在该情况下，x射线检测器5能够视为将单元un在x方向和y方向上重复并列的结构。而且，在不存在被检体m的状态下从x射线管3向x射线检测器5照射了x射线3a的情况下，x射线3a不发生折射，因此区域h位于各单元un的中央区域。另外，区域h的端部与闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件重叠。

此外，关于图10的(a)所示的单元un的构造，优选在遮光壁17中的x射线3a所入射的区域(与区域h重叠的十字型的区域)使遮光壁17的厚度变薄。而且，优选在遮光壁17中的x射线3a未入射的区域增厚遮光壁17的厚度。

在此着眼于一个单元un，对在实施例3中基于像素21～21d的亮度值的变化来判定x射线3a的折射的方法进行说明。此外，关于闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件，将与区域h重叠的区域设为ha～hd。在x射线3a未发生折射的情况下，如图10的(a)所示那样，区域h位于单元un的中央区域。因此，关于闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件，与区域h重叠的面积相等。即，区域ha～hd的面积均相等。因而，x射线3a向闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件入射的x射线3a的剂量相等，因此像素21a～21d的亮度值彼此相等。

另一方面，在x射线3a发生了折射的情况下，同一单元un中的像素21a～21d的亮度值分别与x射线3a的折射方向相应地变化。在由于x射线3a透过被检体m而在x方向上向左折射的情况下，区域h的位置如图10的(b)所示那样在x方向上从用双点划线表示的单元un的中央区域向用实线表示的靠左的区域位移。因此，与区域hb和区域hd相比，区域ha和区域hc的面积与在x方向上折射的x射线3a的折射距离jx的大小相应地变宽。

其结果是，与像素21b和像素21d的亮度值相比，像素21a和像素21c的亮度值变大。另一方面，在x射线3a向右侧发生了折射的情况下，区域h在x方向上向右位移，因此像素21b和像素21d的亮度值变大。因而，通过取像素21a的亮度值及像素21c的亮度值之和与像素21b的亮度值及像素21d的亮度值之和的差，能够计算x射线3a在x方向上的折射方向和折射角度(折射距离)。

在实施例3中，x射线透过材料r2在试样掩膜7上被排列为二维矩阵状，以在x方向和y方向各方向上跨足多个闪烁体元件15的方式来定位区域h。因此，在实施例1和实施例2中，能够检测一个方向、即x方向上的x射线3a的折射。另一方面，在实施例3中能够检测正交的两个方向、即x方向和y方向各方向上的x射线3a的折射。

在x射线3a由于透过被检体m而在y方向上向上侧折射的情况下，区域h的位置如图10的(c)所示那样在y方向上从用双点划线表示的单元un的中央区域向用实线表示的靠上的区域位移。因此，与区域hc和区域hd相比，区域ha和区域hb的面积与在y方向上折射的x射线3a的折射距离jy的大小相应地变宽。

其结果是，与像素21c和像素21d的亮度值相比，像素21a和像素21b的亮度值变大。在x射线3a在y方向上向下侧折射的情况下，区域h在y方向上向靠下的区域位移，因此像素21c和像素21d的亮度值变大。因而，通过取像素21a的亮度值及像素21b的亮度值之和与像素21c的亮度值及像素21d的亮度值之和的差，能够计算x射线3a在y方向上的折射方向和折射距离。

在x射线3a由于透过被检体m而在xy平面内向左上侧折射的情况下，区域h的位置如图10的(d)所示那样从用双点划线表示的单元un的中央区域向用实线表示的左上方的区域位移。在该情况下，区域ha的面积与折射距离jx及jy的大小相应地变得特别宽，区域hd的面积与折射距离jx及jy的大小相应地变得特别窄。其结果是，像素21a～21d中的像素21a的亮度值变得特别大，像素21d的亮度值变得特别小。另外，像素21b和像素21c的亮度值与折射距离jx和jy的大小相应地变化。这样，能够基于属于同一单元un的像素21a～21d各像素的亮度值的变化量，并通过一次x射线摄影来计算x射线3a的折射方向和折射距离。

在使用实施例3所涉及的x射线摄影装置1a进行ei-xpci的情况下，设定试样掩膜7a和x射线检测器5的初始位置，使得透过试样掩膜7a的x射线3a在x方向和y方向各方向上向两个闪烁体元件15入射(步骤s1)。然后，在初始位置处从x射线管3向被检体m照射x射线3a，并拍摄x射线图像a(步骤s2)。图像生成部8基于从各个像素21输出的x射线检测信号来生成x射线图像a。

折射信息计算部9针对x射线图像a计算各单元un中的像素21a～21d的亮度值。然后，通过取各个亮度值的差等运算处理来针对x方向和y方向各方向计算各单元un中的x射线3a的折射方向和折射距离(步骤s3)。

散射图像重构部10基于针对各单元un计算出的x射线3a的折射信息来生成将被排列为2行2列的四个像素21a～21d(单元un)设为一个像素量的被检体m的x射线小角散射图像(步骤s5)。此外，与实施例1和实施例2同样地，能够根据x射线图像a获取基于被检体m的x射线吸收量的x射线吸收图像的信息。即，图像生成部8能够基于在各单元un中像素21a～21d的亮度值之和减少的量来与x射线小角散射图像的信息分开地生成基于吸收成像法的x射线吸收图像。

<由实施例3所涉及的结构获得的效果>

这样，在实施例3所涉及的x射线摄影装置中，试样掩膜7a具备被排列为二维矩阵状、用于使x射线透过的x射线透过材料r2。而且，构成为透过试样掩膜7a的x射线3a在x方向和y方向各方向上向两个闪烁体元件15入射。即，被试样掩膜7a限制为锐方向性射束状的x射线3a在x方向上向闪烁体元件15a和15b(以及闪烁体元件15c和15d)各闪烁体元件入射。而且，在y方向上向闪烁体元件15a和15c(以及闪烁体元件15b和15d)各闪烁体元件的一部分入射。

根据这种结构，在x射线3a在x方向上发生了折射的情况下，向闪烁体元件15a和15b各闪烁体元件入射的x射线3a的剂量的偏差发生变化。因而，能够基于向闪烁体元件15a和15b各闪烁体元件入射的x射线3a的差来检测x射线3a在x方向上折射的方向和角度的信息。而且，x射线3a在y方向上发生了折射的情况下，向闪烁体元件15a和15c各闪烁体元件入射的x射线3a的剂量的偏差发生变化。因而，能够基于向闪烁体元件15a和15c各闪烁体元件入射的x射线3a的差来检测x射线3a在y方向上折射的方向和角度的信息。

因而，能够基于与x射线3a所入射的闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件相接的像素21、即像素21a～21d的亮度值的变化，来二维地计算透过了被检体m的x射线3a的折射方向和的折射距离。即，在通过一次x射线照射而拍摄到的x射线图像中计算像素21a～21d的亮度值，由此能够针对x方向和y方向各方向计算与x射线3a的折射有关的信息。

这样，在实施例3所涉及的x射线摄影装置1a中，能够针对正交的两个方向分别计算x射线3a的折射方向和的折射距离。因此，与仅能够针对一个方向计算与x射线3a的折射有关的信息的以往的ei-xpci相比，在实施例3中能够更加精密地获取诊断能力高的x射线小角散射图像。另外，能够通过一次x射线摄影来获取x射线小角散射图像，因此能够进一步减少被检体的被辐射剂量，并且能够进一步缩短x射线小角散射图像的摄影所需要的时间。

实施例4

接着，说明本发明的实施例4。实施例4所涉及的x射线摄影装置的整体结构与实施例3相同。实施例4所涉及的结构与实施例3的不同点在于还具有对相对位置偏移进行校正的机构，该相对位置偏移是由于在x射线摄影装置中产生的振动等导致的试样掩膜7与x射线检测器5的相对位置的偏移。

如在实施例3中说明的那样，向x射线检测器5入射的x射线3a在透过被检体m时发生折射，由此向属于同一单元un的闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件入射的剂量的偏差发生变化。但是，还由于除x射线3a的折射以外的其它因素而发生向各闪烁体元件15入射的剂量的偏差的变化。

即，在发生试样掩膜7与x射线检测器5的相对位置的偏移的情况下，向闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件入射的x射线3a的剂量的偏差发生变化。作为一例，如图11的(a)所示，由于x射线检测器5沿xy平面从用虚线表示的位置向用实线表示的位置进行平行移动而发生这种相对位置的偏移。另外，作为其它例，如图11的(b)所示，由于x射线检测器5绕z方向的轴从用虚线表示的位置向用实线表示的位置进行旋转移动而发生相对位置的偏移。

如图12所示，实施例4所涉及的x射线检测器5b将配设在x射线入射面的四个角的各单元un用作相对位置偏移校正用的单元un。关于用于位置偏移校正的单元un，将位于x射线入射面的左上角的单元un设为单元un1来进行区分。而且，将位于x射线入射面的右上角、左下角以及右下角各位置的相对位置偏移校正用的单元un分别设为单元un2～un4来进行区分。

此外，用于相对位置偏移校正的单元un的位置和个数并不限于图11所示的结构，可以适当变更。但是，基于能够对由x射线检测器5在x方向和y方向各方向上进行平行移动等导致的相对位置偏移以及由x射线检测器5绕z方向的轴进行旋转移动等导致的相对位置偏移进行校正这点，优选将没有排在一条直线上的三个以上的单元un用于相对位置偏移校正。另外，基于在x射线摄影中更加可靠地避免使向单元un入射的x射线3a透过被检体m这一点，用于相对位置偏移校正的单元un的位置优选更加靠近x射线检测器5的端部。

在使用实施例4所涉及的x射线摄影装置进行ei-xpci的情况下，与实施例3同样地设定试样掩膜7a和x射线检测器5的初始位置，使得透过试样掩膜7a的x射线3a在x方向和y方向各方向上向两个闪烁体元件15入射(步骤s1)。然后，在初始位置处从x射线管3向被检体m照射x射线3a并拍摄x射线图像a(步骤s2)。通过x射线摄影，图像生成部8生成x射线图像a。

折射信息计算部9针对x射线图像a计算各单元un中的像素21a～21d的亮度值。然后，通过取各个亮度值的差等运算处理来针对x方向和y方向各方向计算x射线3a在各单元un中的折射方向和折射距离(步骤s3)。

然后，作为实施例4中特征性的工序，折射信息计算部9进一步基于相对位置偏移校正用的单元un1～un4中的像素21的亮度值对在步骤s4中计算出的与x射线3a的折射有关的信息进行校正(步骤s4)。散射图像重构部10基于在步骤s5中校正后的折射信息来生成将被排列为2行2列的四个像素21a～21d(单元un)设为一个像素量的被检体m的x射线小角散射图像(步骤s5)。

在此，说明使用单元un1～un4对x射线3a的折射方向和折射距离的信息进行校正的步骤s5的工序。在如图11的(a)所示那样x射线检测器5沿x射线入射面(xy平面)进行了平行移动的情况下，试样掩膜7a与x射线检测器5的相对位置也沿xy平面移动。

在该情况下，如图13的(a)所示，在单元un1～un4各单元中，x射线3a向x射线检测器5入射的区域h的位置均向相同方向移动相同距离。将区域h在单元un1～un4中沿x方向和y方向移动的距离分别设为lx1～lx4和ly1～ly4。图像生成部8能够基于距离lx1～lx4相等且距离ly1～ly4分别相等来判别x射线检测器5与试样掩膜7的相对位置是否进行了平行移动。基于单元un1～un4各单元中的像素21a～21d的亮度值来分别计算lx1～lx4和ly1～ly4。

关于透过了被检体m的x射线3a所入射的单元un，在折射信息计算部9在步骤s3中计算出的x射线3a的折射距离在x方向上是jx、在y方向上是jy的情况下，x射线检测器5与试样掩膜7的相对位置自身沿x方向移动了lx、沿y方向移动了ly。因此，向单元un入射的x射线3a实际折射的距离在x方向上是(jx-lx)、在y方向上是(jy-ly)。通过这种运算处理，能够对由x射线检测器5与试样掩膜7的相对位置的平行移动导致的相对位置偏移进行校正。

在如图11的(b)所示那样x射线检测器5绕与z方向平行的轴进行了旋转移动的情况下，试样掩膜7a与x射线检测器5的相对位置也进行旋转移动。在该情况下，如图13的(b)所示，区域h在单元un1～un4各单元中的位置与x射线检测器5的旋转轴的位置、旋转方向以及旋转角度相应地向各不相同的方向移动。

折射信息计算部9基于距离lx1～lx4和ly1～ly4来计算x射线检测器5的旋转轴的位置、旋转方向以及旋转角度。然后，折射信息计算部9基于计算出的与x射线检测器5的旋转有关的信息，来对在步骤s4中计算出的x射线3a的表面上的在x方向和y方向的各方向上的折射距离jx和jy进行校正。

在实施例4中，像这样使用包含多个像素的单元un1～un4各单元来进行相对位置偏移校正。单元un1～un4是不在一条直线上的三个以上的单元，因此能够基于构成单元un1～un4各单元的像素21的亮度值来检测x射线检测器5与试样掩膜7的相对位置的偏移。然后，基于检测出的相对位置的偏移的值来对透过被检体m并向x射线检测器5入射的x射线3a的表面上的折射方向和折射距离进行校正。

通过对相对位置的偏移进行校正，即使在由于x射线摄影装置中的振动等而导致x射线检测器5与试样掩膜7的相对位置发生偏移的情况下，也能够准确地计算出由透过被检体m导致的x射线的折射方向和折射距离。因而，通过基于校正相对位置的偏移后的x射线的折射方向和折射距离生成x射线小角散射图像，能够针对被检体m获取诊断能力高且更加精密的x射线小角散射图像。

本发明并不限于上述实施方式，能够如下述那样变形并实施。

(1)在上述的实施例1中，移动机构6设为使x射线检测器5移动的结构，但如果是使x射线检测器5与试样掩膜7沿x方向进行相对移动的结构，则移动机构6的结构并不限于该结构。即，移动机构6也可以是使试样掩膜7沿x方向移动的结构。通过使试样掩膜7移动，试样掩膜x射线检测器5与试样掩膜7在x方向上的位置关系相对地位移。因此，能够通过在使试样掩膜7沿x方向移动之后进行x射线照射来拍摄x射线图像a2。

(2)在上述的实施例1或实施例2中，试样掩膜7设为如图1的(b)所示那样使沿x方向延伸的x射线吸收材料r1在y方向上并列的结构，但并不限于此。即，作为试样掩膜7的结构，也可以应用如实施例3所涉及那样的结构。即，也可以使用如图8的(a)所示那样的格子状地设置x射线吸收材料r1的结构，或如图8的(b)所示那样的二维矩阵状地设置x射线吸收材料r1的结构。

(3)上述的实施例4所涉及的使用进行相对位置偏移校正的单元un的结构并不限于应用于实施例3，也能够应用于实施例1或实施例2。在应用于实施例1的情况下，选择闪烁体元件15中的被配设于可靠地避免所入射的x射线3a透过被检体m的位置的元件来用于相对位置偏移校正。在应用于实施例2的情况下，选择由闪烁体元件15a和15b构成的单元un中的被配设于可靠地避免所入射的x射线3a透过被检体m的位置的元件来用于相对位置偏移校正。

然后，在拍摄到x射线图像之后，基于像素21的亮度值来检测在选择用于相对位置偏移校正的闪烁体元件15中区域h的边界线偏移的方向和距离。在相对位置未发生偏移的情况下，区域h的边界线处于均等地分割闪烁体元件15的位置。另一方面，在相对位置发生偏移的情况下，区域h的位置在x方向上偏移，因此像素21的亮度值与假定的值相比增加或减少。因而，折射信息计算部9能够基于与所选择的闪烁体元件15相接的像素21的亮度值来检测试样掩膜7与x射线检测器5的相对位置的偏移，并校正相对位置的偏移对x射线小角散射图像造成的影响。

(4)在上述的实施例2中，使用了闪烁体元件15交错配置的结构，但并不限于此。即，如图13所示，只要设定x射线检测器5和试样掩膜7的初始位置，使得作为沿y方向延伸的棱锥状射束向x射线检测器5入射的x射线3a在x方向上向两个以上的闪烁体元件15入射即可。如果像这样设定初始位置，则即使是闪烁体阵列23a和23b中的闪烁体元件15的排列图案在x方向上一致的结构，也能够实现实施例2所涉及的效果。

使用图14对这种实施例2的变形例进行说明。图14的(a)是表示x射线检测器5的x射线检测面的图，图14的(b)是表示图14的(a)的a-a截面的x射线摄影装置1的图。在变形例所涉及的x射线检测器5中，各闪烁体元件15被排列为棋盘格状。而且，决定x射线检测器5的初始位置，使得x射线3a在x方向上向两个闪烁体元件15入射。

即，如图14的(a)所示，x射线p1、p2a以及p2b各x射线所入射的区域即区域h1、h2a以及h2b各区域以在x方向上分别跨足相邻的两个闪烁体元件15l和15r的方式重叠。此外，优选决定x射线检测器5的初始位置，使得在x射线3a在x方向上未折射的情况下，x射线3a(x射线p1)向闪烁体元件15l和15r各闪烁体元件均等地入射。

此外，关于x射线p1、p2a以及p2b各x射线所入射的闪烁体元件15l，设为闪烁体元件15al～15cl来进行区分。另外，关于x射线p1、p2a以及p2b各x射线所入射的闪烁体元件15r，设为闪烁体元件15ar～15cr来进行区分。而且，将x射线向闪烁体元件15al～15cl各闪烁体元件入射的区域分别设为区域eal～ecl，将x射线向闪烁体元件15ar～15cr各闪烁体元件入射的区域分别设为区域ear～ecr。将与闪烁体元件15l相接的像素21设为像素21l，将与闪烁体元件15r相接的像素21设为像素21r。

在使用实施例2的变形例所涉及的x射线摄影装置进行ei-pci的情况下，与实施例2同样地，在初始位置进行一次x射线照射并拍摄x射线图像a。在x方向上未折射的x射线p1向闪烁体元件15l和15r各闪烁体元件均等地入射，因此区域eal和ear的面积相等。其结果是，与闪烁体元件15al相接的像素21al的亮度值等于与闪烁体元件15ar相接的像素21ar的亮度值。在x射线图像a中像素21l的亮度值与像素21r的亮度值的差为0，由此图像生成部8能够判定出向闪烁体元件15l和15r入射的x射线未发生折射。

另一方面，x射线p2在透过被检体m时在x方向上折射，因此x射线向闪烁体元件15l和15r各闪烁体元件入射的区域的面积不同。即，区域ebl比区域ebr宽，因此像素21bl的亮度值比像素21br的亮度值大。像素21l的亮度值与像素21r的亮度值的差为正值，由此折射信息计算部9能够判定为向闪烁体元件15l和15r入射的x射线向左折射。另外，亮度值的差随着折射距离ja变大而变大，因此折射信息计算部9能够基于像素21l和像素21r的亮度值的差来计算x射线p2a的折射距离ja。

而且，区域ecl比区域ecr窄，因此像素21cl的亮度值比像素21cr的亮度值小。像素21l的亮度值与像素21r的亮度值的差为负值，由此折射信息计算部9判定为向闪烁体元件15l和15r入射的x射线向右折射，并基于亮度值的差的值来计算x射线p2b的折射距离jb。这样，折射信息计算部9基于一张x射线图像a中的属于同一单元un的各像素21的亮度值来针对被限制为沿y方向延伸的扇束状的各x射线3a获取x方向上的折射信息。然后，散射图像重构部10基于所获取到的折射信息来重构被检体m的x射线小角散射图像。

在实施例2所涉及的x射线检测器5中，闪烁体元件15交错配置，因此各像素21也需要与闪烁体元件15相应地交错配置。另一方面，在实施例2的变形例所涉及的x射线检测器5中，即使闪烁体元件15为棋盘格状也能够通过一次x射线摄影来生成被检体m的x射线小角散射图像。即，即使是像素21被排列为棋盘格状的普通的结构也能够实现实施例2所涉及的效果。

但是，在实施例2中将闪烁体元件15交错配置，因此能够使x方向上的闪烁体元件15a的右端的坐标与闪烁体元件15b的左端的坐标一致。因此，设定使x射线p1向闪烁体元件15a和15b均等地入射那样的x射线检测器5的初始位置变得容易。另外，在拍摄x射线图像a的情况下，x射线p1所入射的区域相当于闪烁体元件15a和15b各闪烁体元件的一半，因此，为了生成被检体m的x射线小角散射图像而进行的图像生成部8的运算处理变得容易。

(5)在上述的实施例3中，决定初始位置，使得成为使向x射线检测器5入射的x射线3a在x方向和y方向各方向上向两个以上的闪烁体元件15入射的结构，但并不限于此。即，也可以是以下结构：x射线3a向x射线检测器5入射的区域h在x方向和y方向各方向上与两个以上的闪烁体元件15各闪烁体元件15外接。

说明这种实施例3的变形例所涉及的x射线检测器5的结构的一例。如图15的(a)所示，设置于x射线检测器5的各闪烁体元件15为钩形。而且，被排列为2行2列的闪烁体元件15a～15d分别使凹部朝向中央部ch所形成的单元un在x方向和y方向上相连。关于与闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件相接的像素21a～21d的形状，既可以是与闪烁体元件15相同的钩形，也可以与实施例3同样地为正方形(参照图9的(b))。在此，以闪烁体元件15a～15d的形状是钩形、像素21a～21d的形状是正方形的结构为例进行说明。

对x射线检测器5的初始位置进行设定，使得未折射而直行的x射线3a所入射的区域h与属于同一单元un的闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件相接。区域h为位于单元un的中央部ch且在x方向和y方向各方向上与两个闪烁体元件15相接的结构。在x方向上与两个闪烁体元件15a和15b各闪烁体元件相接，在y方向上与两个闪烁体元件15a和15c各闪烁体元件相接(图15的(b))。

关于这种实施例3的变形例，在进行ei-xpci的情况下，与实施例3同样地在初始位置处照射一次x射线3a并进行x射线图像a的摄影。在x射线3a未发生折射的情况下，如图15的(b)所示，区域h处于与闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件外接的位置。因此，x射线3a不向闪烁体元件15a～15d各闪烁体元件入射，因此像素21a～21d的亮度值均为0。

在x射线3a由于透过被检体m而发生折射的情况下，x射线3a向折射后的方向的闪烁体元件15入射。作为一例，在xy平面内x射线3a向左上方折射的情况下，如图15的(c)所示，区域h的位置向左上方位移。在该情况下，区域h不与处于右下方的闪烁体元件15d重叠，另外与闪烁体元件15a～15c部分重叠。

在图15的(c)所示的状态下，区域h与闪烁体元件15b重叠的区域hb的面积与x射线3a在y方向上折射的距离jb成比例。区域h与闪烁体元件15c重叠的区域hc的面积与x射线3a在x方向上折射的距离ja成比例。区域h与闪烁体元件15a重叠的区域ha的面积与折射距离ja和jb相应地变化。x射线3a向闪烁体元件15a～15c入射，由此像素21d的亮度值为0，另外，像素21a～21c的亮度值为与入射的x射线量相应的值。

折射信息计算部9基于像素21a～21d中的亮度值不为0的像素21的组合来判定x射线3a的折射方向。然后，基于各亮度值来计算x射线3a在x方向上的折射距离ja和x射线3a在y方向上的折射距离jb。然后，散射图像重构部10基于在x射线图像a中计算出的x射线3a的折射信息来生成被检体m的x射线小角散射图像。

在这种实施例3的变形例中，构成为未发生折射而直行的x射线3a的入射范围在x方向和y方向各方向上与两个以上的闪烁体元件15外接。在该情况下，像素21的亮度值的初始值为0，因此不用像实施例3那样进行取各像素21的亮度值的差的运算就能够计算折射距离ja和折射距离jb。因而，能够进一步简化用于生成x射线小角散射图像的运算处理。

此外，这种变形例并不限于实施例3，能够应用于其它实施例和变形例。作为一例，在图15的(d)中示出应用于透过试样掩膜7的x射线3a是扇束状的实施例2的变形例的结构。被试样掩膜7限制为沿y方向延伸的扇束状的x射线3a向x射线检测器5入射。然后，设定x射线检测器5的初始位置，使得在x射线3a在x方向上未发生折射的情况下，x射线3a所入射的区域h在x方向上与两个闪烁体元件15l和15r各闪烁体元件外接。

在x射线3a未发生折射的情况下，区域h不与闪烁体元件15l和15r重叠，因此与闪烁体元件15l相接的像素21l及与闪烁体元件15r相接的像素21r各像素的亮度值均为0。另一方面，在x射线3a在x方向上向左折射的情况下，区域h向左移动，因此x射线3a的一部分向闪烁体元件15l入射(图15的(e))。x射线3a向闪烁体元件15l入射的区域el的面积与x射线3a的折射距离ja相应地变大，因此折射信息计算部9能够基于像素21l的亮度值的大小来计算折射距离ja。

在x射线3a在x方向上向右折射的情况下，x射线3a的一部分向闪烁体元件15r入射，因此折射信息计算部9能够基于像素21r的亮度值来计算折射距离jb。在该情况下，像素21l和21r的亮度值的初始值均为0，因此不进行取各像素21的亮度值的差的运算就能够计算x射线3在x方向上的折射方向和折射距离。因而，能够进一步简化用于重构反映x方向上的被检体m的折射对比像的x射线小角散射图像的运算处理。

(6)在上述的各实施例中，x射线检测器5是单层构造，但并不限于此，也可以是两层以上的构造。在双层构造的情况下，如图16的(a)所示，以使设置有遮光壁17的位置沿xy平面错开的方式使两个x射线检测器5层叠。通过以这种方式使多个x射线检测器5层叠，设置于多个x射线检测器5的闪烁体元件15处于互相补充不能检测x射线的遮光壁17的范围的位置。

因而，在x射线检测器5是单层构造的情况下，向遮光壁17入射的x射线p3不会被闪烁体元件15转换为闪烁光，因此x射线p3未被检测就通过x射线检测器5。因此，设置有遮光壁17的区域成为不能检测x射线的也被称为盲点的区域(图16的(b))。另一方面，在x射线检测器5是两层以上的构造的情况下，在第一层x射线检测器5中通过了遮光壁17的x射线p3在第二层之后的x射线检测器5中向闪烁体元件15入射。因而，在如图16所示那样的检测器的情况下，能够在第一层x射线检测器中获取x射线折射对比像，在第二层之后的x射线检测器中获取x射线吸收像。或者，利用第一层x射线检测器与第二层x射线检测器的位置关系不同这一情况，不移动各个x射线检测器就能通过运算彼此的图像来获取x射线折射对比像。

在这种变形例(6)所涉及的x射线检测器中，也能够以使第一层x射线检测器5中的闪烁体元件15的排列图案与第二层x射线检测器5中的闪烁体元件15的排列图案在x方向上错开d4的距离的方式来使两个x射线检测器5层叠。在该情况下，在对双层构造的x射线检测器5照射了x射线的情况下，在第二层x射线检测器5中获取的图像信息与在使第一层x射线检测器5沿x方向移动d4的距离后照射了x射线的情况下获取的图像信息一致。

因而，在变形例(6)所涉及的x射线检测器中，能够通过一次x射线照射来获取不使x射线检测器5移动就进行拍摄的情况下的x射线图像信息和使x射线检测器5沿x方向移动d4的距离后进行拍摄的情况下的x射线图像信息。即，通过使用两个实施例1所涉及的x射线检测器5，能够发挥实施例2所涉及的x射线检测器5的以下效果：不使x射线检测器5与试样掩膜7相对地移动，就能够通过一次x射线照射来恰当地拍摄x射线小角散射图像。

此外，在具有使多个x射线检测器5在z方向上层叠的结构(层叠构造)的各变形例中，第一层x射线检测器5是指层叠后的多个x射线检测器5中的距离x射线管3最近的x射线检测器5。以下，针对设置于第一层x射线检测器5的各结构在编号之后附加附图标记a，针对设置于第二层x射线检测器5的各结构在编号之后附加附图标记b，由此来区分各结构。

(7)在上述的各实施例中，以使用利用闪烁体元件等将x射线转换为光、再将光转换为电信号的间接转换型的x射线检测器的结构为例进行了说明，但本发明所涉及的x射线检测器的结构也能够应用于将x射线直接转换为电信号的直接转换型的x射线检测器。即，在各实施例所涉及的结构中，也可以使用由a-se(非晶体硒)等构成、将x射线转换为电荷的x射线转换元件来替代使用闪烁体元件。

而且，通过取代遮光壁而将用于屏蔽电荷的散射的槽部形成为格子状，也能够在直接转换型的x射线检测器中获得本发明的效果。在这种变形例(7)所涉及的直接转换型的x射线检测器中，槽f相当于本发明中的屏蔽部。此外，在间接转换型的x射线检测器中，也可以是取代屏蔽壁17而用槽部划分闪烁体元件15的结构。

(8)在上述的各实施例中，x射线吸收材料r1的间距长度g、x射线透过材料的长度n、闪烁体元件15的长度b以及闪烁体元件15的间距长度t各长度并不限于在各实施例中确定的长度，也可以根据x射线摄影所涉及的条件来适当变更。另外，也可以适当变更在实施例1中使x射线检测器5移动的距离c。

(9)在上述的变形例(6)的结构中成为使在闪烁体层11上设置有遮光壁17的x射线检测器层叠两个的结构，但本发明并不限于该结构。即，也能够如图20的(a)所示那样设为在特别是第二层之后的x射线检测器5b中省略了闪烁体层11的遮光壁17的结构。此外，变形例(9)所涉及的各x射线检测器5能够适于各实施例的结构。通过设为这种结构，装置结构变得更加简单，因此能够提供更加廉价的x射线检测器。

此外，在如上述那样的具有层叠构造的实施例和变形例中，设置于第二层x射线检测器5b的各像素21b优选被配置为与设置于第一层x射线检测器5a的各遮光壁a17的位置对应。具体地说，各像素21b中的光电转换元件的中心轴21m更优选与遮光壁17a的中心轴17m一致。

利用闪烁体元件15b被转换为闪烁光w的x射线是未被x射线检测器a检测到而向x射线检测器5b入射的x射线、即在x射线检测器a中向遮光壁17a入射的x射线p3。因此，通过将像素21b的光电转换元件配置为与各遮光壁a17的位置对应，能够更为可靠地在接近各像素21b的中心的位置处检测在x射线检测器5b中转换得到的闪烁光w。其结果是，能够在x射线检测器5b中获取更加准确的图像信息。

(10)在如上述那样的具有层叠构造的各变形例中，各x射线检测器5中的像素21的间距相同，但本发明并不限于该结构。即，如图20的(b)所示，也可以使第二层x射线检测器5b中的像素21b的间距比第一层x射线检测器5a中的像素21a的间距大。

在这种变形例(10)所涉及的结构中，在具有遮光壁17a的第一层x射线检测器5a中，像素21a的间距更小。因此，在x射线检测器5a中能够获取包含x射线小角散射的信息的更加精密的图像信息。另一方面，像素21b的间距较大。因此，能够在x射线检测器5b中避免由信息量过多导致的处理时间的长期化，因此能够缩短x射线图像的获取所需要的时间。另外，在x射线检测器5b中装置结构更加简单，因此能够进一步降低装置的制造所需要的成本。

(11)在上述的各实施例中，构成为从试样掩膜7的x射线透过材料r2透过的x射线3a在向x射线检测器5入射的情况下跨足遮光壁17和闪烁体元件15这两方地入射。作为一例，在实施例1中，预先决定试样掩膜7和x射线检测器5的初始位置，使得透过x射线透过材料r2的x射线3a中的不透过被检体m的x射线p1如图4的(a)所示那样向遮光壁17和闪烁体元件15均等地入射。

但是，x射线3a向x射线检测器5入射的区域并不限于这种结构。即，如图21的(a)所示，也可以决定试样掩膜7和x射线检测器5的初始位置，使得被试样掩膜7限制为沿y方向延伸的扇束状的x射线3a向沿y方向延伸的遮光壁17入射。在该情况下，x射线3a向x射线检测器5入射的区域的图案(自身像的条纹图案)与设置于x射线检测器5的遮光壁17的形成图案大致一致。即，设定试样掩膜7和x射线检测器5的初始位置，使得未折射就入射的x射线3a的各入射区域h1在x方向上与相邻的各闪烁体元件15外接。因此，在x方向上折射的x射线3a的入射区域h2的一部分与闪烁体元件15重叠。

而且，在具有层叠构造的实施例和变形例中，通过对第一层x射线检测器5a应用变形例(11)的结构，能够获取基于x射线吸收量的普通的x射线图像和基于x射线散射量的x射线小角散射图像。具体地说，能够在x射线检测器5a中获取x射线小角散射图像的信息，并且在x射线检测器5b中获取普通的x射线图像信息。

即，如图21的(b)所示，从试样掩膜7的x射线透过材料r2透过的x射线3a中的在x方向上未发生折射的x射线p1不向闪烁体元件15a入射而向遮光壁17a入射。因此，x射线p1通过x射线检测器5a后在闪烁体元件15b中被转换为闪烁光w，并被像素21b检测。

另一方面，由于通过被检体m等而在x方向上折射的x射线p2与x方向上的折射距离ja相应地向闪烁体元件15a入射，转换得到的闪烁光被像素21a检测。x射线p2中的大部分x射线通过x射线检测器5a后被像素21b检测。因而，由像素21a获取与x射线3a的折射距离ja有关的信息，由像素21b获取x射线吸收量的信息。因此，利用变形例(11)所涉及的结构，能够实现能够同时获取普通的x射线图像和x射线小角散射图像的x射线检测器。

(12)在上述的变形例(11)所涉及的结构中成为以下结构：在图21的(a)中未发生折射的x射线所入射的区域h1在x方向上的间距hp与闪烁体元件15在x方向上的间距t一致。但是，入射区域h1的间距hp、即x射线通过透过试样掩膜7而形成的自身像的条纹的间距也可以与闪烁体元件15的间距t不同。特别是优选如图22的(a)所示那样以入射区域h1的间距hp比闪烁体元件15的间距t长的方式构成试样掩膜7和x射线检测器5。

在如图21的(a)所示那样的间距hp与间距t一致的结构中，考虑难以根据x射线3a的折射方向获得准确的x射线小角散射图像的情况。即，如图22的(b)所示那样存在以下情况：透过不同的x射线透过材料r2的x射线p2a和x射线p2b由于透过被检体m而在各不相同的方向上折射，并向相同的闪烁体元件15a入射。在该情况下，不能基于与该闪烁体元件15a相接的像素21a所检测的信息来区分x射线p2a的折射距离ja和x射线p2b的折射距离jb的信息。其结果是，难以获取准确的x射线小角散射图像。

因此，如变形例(12)那样，通过以使自身像的条纹的间距hp比闪烁体元件15的间距t长的方式构成试样掩膜7和x射线检测器5，能够更加可靠地避免向同一闪烁体元件15入射不同的x射线3a的射束(图22的(c))。其结果是，能够准确地检测x射线p2a的折射距离ja和x射线p2b的折射距离jb的信息，因此能够实现能够获取更加准确的x射线小角散射图像的x射线检测器5。

(13)在上述的变形例(11)中为以下结构：被试样掩膜7限制为沿y方向延伸的扇束状的x射线3a向沿y方向延伸的遮光壁17入射，但并不限于此。即，也可以如图23的(a)所示那样设为沿y方向延伸的扇束状的x射线3a向沿y方向延伸的闪烁体元件15入射的结构。

在变形例(13)所涉及的结构中，自身像的条纹图案与闪烁体元件15的排列图案大致一致。即，设定试样掩膜7和x射线检测器5的初始位置，使得未发生折射地入射的x射线3a的入射区域h1各区域在x方向上与相邻的各遮光壁17外接。因此，在x方向上折射的x射线3a的入射区域h2的一部分与遮光壁17重叠。

而且，在具有层叠构造的实施例和变形例中，通过对第一层x射线检测器5a应用变形例(13)的结构，能够同时执行双减影x射线摄影和x射线小角散射图像的摄影。即，如图23的(b)所示，从试样掩膜7的x射线透过材料r2透过的x射线3a中的在x方向上未发生折射的x射线p1不向遮光壁17a入射而向闪烁体元件15a入射。

因此，x射线p1中的低能量的x射线pr无法透过闪烁体元件15a而被转换为闪烁光w，并被像素21a检测。而且，x射线p1中的高能量的x射线ps透过x射线检测器5a后在闪烁体元件15b中被转换为闪烁光w，并被像素21b检测。即，针对在x方向上未发生折射的x射线p1，变形例(13)所涉及的x射线检测器5整体作为双减影型的x射线检测器发挥作用。

另一方面，由于通过被检体m等而在x方向上折射的x射线p2与x方向上的折射距离ja相应地向闪烁体元件15a入射，转换得到的闪烁光被像素21a检测。因而，能够通过相邻的像素21a间的运算来获得与x射线3a的折射距离ja有关的信息，能够基于该信息生成x射线小角散射图像。即，能够利用变形例(11)所涉及的结构来实现能够同时获取由双减影x射线摄影得到的x射线图像和x射线小角散射图像的x射线检测器。

(14)另外，在具有层叠构造的上述的变形例中为闪烁体元件15a和遮光壁17a沿y方向延伸的结构，但并不限于此。即，也可以如图24的(a)所示那样将遮光壁17a配设为沿x方向和y方向各方向排列的二维矩阵状。而且，设定试样掩膜7和x射线检测器5的初始位置，使得沿y方向延伸的扇束状的x射线3a向x射线检测器5a入射的各区域h在x方向上跨足闪烁体元件15a和遮光壁17a。

在这种变形例(14)所涉及的结构中，x射线检测器5a的x射线入射面如图24的(a)所示那样成为区域f1与区域f2沿y方向交替地排列的构造。区域f1是指遮光壁17a与闪烁体元件15a沿x方向交替地排列的区域。区域f2是指未设置遮光壁17a而仅设置有闪烁体元件15a的区域。

区域f1中的截面图、即图24的(a)的a-a向视剖面图为与如图4的(a)所示的实施例1相同的构造。因此，向区域f1入射的x射线3a的向闪烁体元件15a入射的剂量与在x方向上折射的方向和距离相应地变化。其结果是，能够在区域f1中获取x射线小角散射的信息。

另一方面，区域f2中的截面图、即图24的(a)的b-b向视剖面图为如图24的(b)所示的构造。因此，向区域f2入射的x射线3a中的较低能量的x射线pr被像素21a检测，较高能量的x射线ps被像素21b检测。其结果是，能够在区域f2中获取由双减影x射线摄影得到的x射线图像的信息。这样，在变形例(12)所涉及的结构中，通过将在y方向上彼此相邻的区域f1中的像素21和区域f2中的像素21设为一个单元，能够基于各单元中的像素值来同时获取由双减影x射线摄影得到的x射线图像和x射线小角散射图像。

(15)在上述的实施例4等中说明了对由热膨胀、振动等导致的试样掩膜7与x射线检测器5的相对位置的偏移进行检测的结构，但检测相对位置的偏移的结构并不限于此。即，如图25的(a)所示，也可以是以下结构：沿y方向延伸的自身像的条纹h(x射线的入射区域)与沿y方向延伸的闪烁体元件15重叠的区域对于沿x方向排列的各闪烁体元件15而言周期性地变化。在图25的(a)中示出了与自身像的条纹h重叠的区域的宽度对于沿x方向排列的闪烁体元件15a～15j而言周期性地变化的结构。

使用图25的(b)对这种变形例(15)所涉及的结构的详细情况进行说明。在此，以下将在各闪烁体元件15中与自身像的条纹h重叠的区域的比例设为“重叠率”并进行说明。图25的(b)是将在图25的(a)中用粗虚线表示的区域q放大后的图。

在变形例(15)中构成为使自身像的条纹h的宽度hb与闪烁体元件15的宽度b相等，另外使自身像的条纹h的间距hp与闪烁体元件15的间距t不同。即，在x方向上相邻的条纹h之间的间隔hc与在x方向上相邻的闪烁体元件15之间的间隔c不同。其结果是，闪烁体元件15a中的重叠率与闪烁体元件15b中的重叠率各不相同。

作为一例，也可以设为，闪烁体元件15之间的间隔c与闪烁体元件15在x方向的宽度b相等，条纹h之间的间隔hc等于条纹h在x方向的宽度hb的0.9倍。在该情况下，闪烁体元件15的间距t等于闪烁体元件15的宽度b的2倍，条纹h的间距hp等于闪烁体元件15的宽度b的1.9倍。

因此，在x方向上相邻的闪烁体元件15之间，重叠率变化10％。即，在闪烁体元件15a的重叠率为0％的情况下，闪烁体元件15b的重叠率为10％。因而，闪烁体元件15的重叠率在沿x方向排列的6列闪烁体元件15(闪烁体元件15a～15f)中从0％向50％变化。

而且，在闪烁体元件15f之后，设为条纹h的间隔hc等于条纹h的宽度hb的1.1倍。因此，在闪烁体元件15g～15k中，闪烁体元件15的重叠率从40％向0％变化。在闪烁体元件15k之后也使间隔hc变化，使得这种闪烁体元件15a～15k的重叠率的变化重复出现。

此外，如果是使重叠率周期性地变化的结构，则也可以适当变更间隔hc与间隔c的比率以及使间隔hc变化的图案。作为一例，在间隔hc始终等于间隔c的0.9倍的结构中，在沿x方向排列的11列闪烁体元件15中重叠率从0％向100％变化。然后，在之后的10列闪烁体元件15中，重叠率从90％向0％变化。即使是自身像的条纹h和闪烁体元件15以这种方式等间隔地排列的结构，也能够实现从0％经由100％再恢复为0％这样的重叠率的周期性的变化。

由于试样掩膜7与x射线检测器5的相对位置发生偏移，变形例(15)所涉及的重叠率的周期性的变化的位置发生变化。例如在x射线检测器5相对于试样掩膜7的相对位置以沿xy平面旋转的方式发生偏移的情况下，自身像的条纹h与闪烁体元件15的位置关系成为如图25的(c)所示那样。在图25的(a)所示的初始位置处，在y方向的坐标各不相同的区域f1和区域f2中，重叠率的周期性的变化均相同。

但是，在如图25的(c)所示的相对位置以旋转的方式发生偏移的状态下，区域f1中的重叠率的周期性的变化与区域f2中的重叠率的周期性的变化各不相同。因此，通过比较区域f1和f2中的重叠率，能够检测旋转方向的偏移。

此外，在相对位置沿xy平面在平行方向上发生偏移的情况下，与图25的(a)所示的初始位置相比，区域f1和f2中的重叠率均以相同的值变化。另外，在相对位置在z方向上发生偏移的情况下，与初始状态相比，重叠率变化的周期的长度不同。因而，在y方向的坐标各不相同的区域f1和区域f2中，能够通过计算重叠率的周期性的变化来准确地检测试样掩膜7与x射线检测器5的相对位置的偏移，能够校正该相对位置的偏移对x射线图像造成的影响。

因此，在变形例(15)所涉及的结构中，能够更加迅速且容易地校正相对位置的偏移对x射线图像造成的影响，能够获取更高精度的x射线图像。此外，在该例中将闪烁体元件15的间隔c设为固定，通过使条纹h的间隔hc变化来使重叠率周期性地变化，但将条纹h的间隔hc设为固定而使闪烁体元件15的间隔c变化的结构也能够获得同样的效果。另外，使用重叠率在像素21的整个区域内变化的例子进行了说明，但也能够设为重叠率仅在像素21的一部分区域变化的结构。特别是在像素区域的两端设置重叠率变化的区域，由此除了能够检测被检体关注部分以外，还能够检测相对位置的偏移。

(16)在上述的实施例的结构中，设置于第一层x射线检测器5的遮光壁17的排列间距与设置于第二层之后的x射线检测器5的遮光壁17的排列间距相同，但本发明并不限于该结构。也可以如图26所示那样设为使第一层x射线检测器5a中的遮光壁17即遮光壁17a的排列间距与第二层x射线检测器5b中的遮光壁17即遮光壁17b的排列间距不同。

在该情况下，x射线检测器5a中的闪烁体元件15a的排列间距和像素21a的排列间距与遮光壁17a的排列间距相同。同样地，x射线检测器5b中的闪烁体元件15b的排列间距和像素21b的排列间距与遮光壁17b的排列间距相同。因而，像素21a的排列间距与像素21b的排列间距互不相同。

特别是如果使遮光壁17b的排列间距比遮光壁17a的排列间距大，则能够如图26所示那样在将x射线源所具有的x射线焦点p与遮光壁17a相连接的直线上配置遮光壁17b。在x射线放射状地扩散的情况下，透过闪烁体层11b的x射线的扩散比透过闪烁体层11a时的扩散广。

因而，图26按照该情况使第一层x射线检测器5a中的闪烁体层11a的宽度与x射线的射束宽度相应地变窄，使第二层x射线检测器5b中的闪烁体层11b的宽度与x射线的射束宽度相应地变宽。而且，关于遮光壁17的排列间距，也使第一层x射线检测器5a中的遮光壁17a的排列间距与x射线射束宽度相应地变窄，使第二层x射线检测器5b中的遮光壁17b的排列间距与x射线射束宽度相应地变宽。

具体地说，在变形例(16)的结构中，更为优选的是构成为使遮光壁17a的间距与遮光壁17b的间距的比等于从x射线管3照射的x射线3a到达闪烁体层11a时的扩散宽度与从x射线管3照射的x射线3a到达闪烁体层11b时的扩散宽度的比。

因而，从放射状地扩散的x射线射束来看，遮光壁17b以延伸遮光壁17a的方式进行排列。本变形例所涉及的各x射线检测器5能够适于各实施例的结构。此外，关于各x射线检测器5，也能够使像素21的排列间距固定，但改变遮光壁17的排列间距。

(17)在上述的实施例中为遮光壁互相平行地配置的结构，但本发明并不限于该结构。如图27所示，也可以将遮光壁构成为随着从闪烁体层11的中心趋向端部而逐渐倾斜。此外，在图27中省略图示包含像素21的输出层13的结构。在图27的情况下，设为遮光壁17以沿着通过x射线源的焦点p的直线延伸的结构。由此，能够避免x射线3a被相邻的像素21同时检测，因此能够提供一种精度高的x射线检测器。此外，如图27那样的遮光壁17的结构能够适于各实施例所涉及的x射线检测器5的结构。本发明所涉及的遮光壁17构成为随着从格子的中央部趋向端部而逐渐倾斜。

(18)在上述的各实施例中为相邻的像素的端部相接的结构，但本发明并不限于该结构。如图28所示，也能够设为遮光壁17延伸到像素21的侧面的结构。在图28中，像素21位于由遮光壁17的格子形成的区室的内部。根据这种变形例(18)的结构，能够可靠地以光学方式隔绝彼此相邻的像素21。另外，由于不在配置遮光壁17的区域配设像素21的光电转换元件，因此像素21的光电转换元件能够无浪费地检测闪烁光w。

此外，变形例(18)的结构并不限于使像素21配置于遮光壁17的格子的内部的结构。即，只要是能够以光学方式隔绝彼此相邻的像素21的光电转换元件的结构，则也可以不利用遮光壁17隔绝各像素21整体。作为该结构的一例，只要是像素21的光电转换元件位于由遮光壁17的格子形成的分区的内部的结构即可。本变形例所涉及的各x射线检测器5能够适于各实施例的结构。

(19)在上述的各实施例中，也可以以使用了x射线、紫外线的光刻方法(liga)来制造本发明的遮光壁17。通过使用这种方法，能够容易地制造更加精密且复杂的形状的遮光壁17。特别是在制造变形例(17)所涉及的结构的遮光壁17的情况下，更为优选使用liga。即，通过以随着从闪烁体层11的中心趋向端部而逐渐倾斜的方式照射x射线等，能够容易地制造构成为随着从闪烁体层11的中心趋向端部而逐渐倾斜的遮光壁17。

(20)在上述的各实施例中，以将被检体m放置在试样掩膜7与x射线检测器5之间的结构为例进行了说明，但也可以将被检体m放置在x射线管3与试样掩膜7之间。在这种结构中，能够进一步提高放大率。因此，能够提供一种在无损检查用途中更加有用的x射线摄影装置。

附图标记说明

1：x射线摄影装置；3：x射线管；5：x射线检测器；7：试样掩膜；11：闪烁体层；13：输出层；15：闪烁体元件；17：遮光壁；19：基板；21：像素；23：闪烁体阵列。