放射线相位差摄影装置的制作方法

本发明涉及一种利用透过了物体的放射线的相位差来使物体的内部构造成像的放射线相位差摄影装置。

背景技术：

以往，作为使放射线透过物体来使物体的内部构造成像的放射线摄影装置，想出各种放射线摄影装置。作为这样的放射线摄影装置的通常的结构，通过将放射线照到物体并且使该放射线通过物体来拍摄放射线的投影像。在这样的投影像中，与通过放射线的容易度相应地出现浓淡，其表示物体的内部构造。

在这样的放射线摄影装置中，只能对具有以某种程度吸收放射线的性质的物体进行拍摄。例如生物体软组织等有时几乎不吸收放射线，或者与周围的物质间几乎没有吸收差。即使利用通常的装置对这样的组织进行拍摄，投影像中也几乎拍不到任何东西。在想要使像这样没有放射线的吸收差的物体的内部构造成像时，在普通的放射线摄影装置中存在原理上的限制。

因此，想出一种利用透过放射线的相位差来使物体的内部构造成像的放射线相位差摄影装置。这样的装置利用塔尔波特干涉来使物体的内部构造成像(例如参照专利文献1)。

图21说明放射线相位差摄影装置。放射线相位差摄影装置具备照射放射线的放射线源53a、使放射线的相位一致的多缝53b、具有帘状的图案的相位光栅55、以及检测放射线的检测器。在图21的装置中，被摄体为配置于夹在相位光栅55与检测器之间的位置的结构。纵长地延伸的狭缝沿横向排列而构成多缝53b。不易使放射线透过的沿纵向延伸的遮蔽线沿横向排列而构成相位光栅55。

对放射线相位差摄影装置的原理简单地进行说明。当向相位光栅55照射放射线时，在与相位光栅55距离特定距离(塔尔波特距离)的位置处出现相位光栅55的自身像。调整检测器与相位光栅55之间的位置以拍进该自身像。该自身像是好像拍进了相位光栅55的影的像。但是，需要注意的是，自身像是由于放射线的干涉而产生的干涉条纹，并不是单纯的投影。

当在相位光栅55与检测器之间设置被摄体时，从相位光栅55射出的放射线在被检测器检测之前透过被摄体。此时出现在检测器上的自身像由于透过被摄体而些微地错乱。该错乱是由于在放射线透过被摄体的期间发生相位偏移而产生的。

专利文献1：日本特开2012-24339号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，以往结构的放射线相位差摄影装置具有如下的问题点。

即，在以往结构的放射线相位差摄影装置中具有欠缺拍摄的灵活性这样的问题点。

利用塔尔波特干涉的放射线相位差摄影装置必须为能够拍摄相位光栅55的自身像这样的装置结构。此时，作为应决定为装置结构的设定的参数，例如为多缝53b中的各狭缝的间隔、从多缝53b至相位光栅55为止的距离、相位光栅55中的相位移位部的间隔、从相位光栅55至检测器为止的距离、检测器中的检测元件的间距。如果不将这些各参数设定为最优时，就不能拍摄相位光栅55的自身像。

从多缝53b放射状地照射放射线。因而，出现在检测器上的自身像为相位光栅55以一定的放大率放大后的像。该放大率由从多缝53b至相位光栅55为止的距离和从相位光栅55至检测器为止的距离这两个参数决定。

根据拍摄的目的的不同，有时使放大率为低倍率来拍摄整个被摄体较好，有时使放大率为高倍率来对被摄体的一部分进行放大并拍摄较好。如果为普通的x射线摄影，则能够比较自由地变更被摄体的位置，因此以期望的放大率拍摄被摄体并不那么困难。但是，在放射线相位差摄影装置中，当想要改变被摄体的位置时，有时由于被摄体远离相位光栅55而使得不易拍摄清晰的像。当被摄体与相位光栅55不靠近时，不易拍摄自身像的错乱。

由于这样的情况，在利用以往结构的放射线相位差摄影装置进行的摄影中，能够应用的放大率的范围窄。另外，当使被摄体的位置向多缝53b侧移动时，可靠地使被摄体的一部分被大幅放大而被拍进自身像之中，但自身像的错乱变得些微，结果是，无法充分地提取被摄体的内部信息。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够支持多种拍摄目的的放射线相位差摄影装置。

用于解决问题的方案

本发明为了解决上述的课题而采取如下的结构。

即，本发明所涉及的放射线相位差摄影装置具备：(a1)放射线源，其照射放射线；(b)多缝，其为通过使从放射线源产生的放射线通过来使放射线的相位一致的结构，是由多个狭缝排列而构成的；光栅，其是由线状的构造体排列而构成的；检测器，其检测光栅的自身像或由于光栅的吸收而产生的影，并且是由检测放射线的检测元件纵横地排列而构成的；(p1)狭缝排列间距变更部，其使从放射线源发出的放射线所通过的位置处的所述多缝的狭缝的排列间距变更；以及(q1)光栅变更部，其当狭缝的排列间距被变更时使光栅的构造体的排列间距、以及光栅与检测器之间的距离变更。

[作用和效果]根据本发明，能够提供一种能够支持多种拍摄目的的放射线相位差摄影装置。即，本发明的装置能够变更多缝的狭缝的排列间距以及光栅的构造体的排列间距。由多缝的狭缝的排列间距、光栅的构造体的排列间距、以及检测器的检测元件的排列间距来决定多缝、光栅、检测器的位置关系。根据本发明，通过变更其中的狭缝的排列间距和构造体的排列间距，能够变更多缝、光栅、检测器的位置关系。如果变更这三者的位置关系，则能够变更要拍进检测器的光栅的自身像的放大率。本发明通过这样的结构，能够支持多种拍摄目的。

此外，如果使狭缝的排列间距和构造体的排列间距变化，则无需在变更自身像的放大率时使检测器的检测元件的排列间距变化。如果像这样构成，则能够延用相同检测器并且变更放大率。

另外，更期望的是，在上述的放射线相位差摄影装置中，多缝具有狭缝的排列间距不同的多个部分，狭缝排列间距变更部通过使多缝相对于放射线源移动来实现狭缝的排列间距的变更。

[作用和效果]上述表示本发明的具体的结构。如果如上述那样变更狭缝的排列间距，则能够可靠地变更间距。

另外，更期望的是，在上述的放射线相位差摄影装置中，具备狭缝的排列间距不同的多个多缝，狭缝排列间距变更部通过切换使放射线通过多个多缝中的哪个多缝来实现狭缝的排列间距的变更。

[作用和效果]上述表示本发明的具体的结构。如果如上述那样变更狭缝的排列间距，则能够可靠地变更间距。

另外，更期望的是，在上述的放射线相位差摄影装置中，光栅具有构造体的排列间距不同的多个部分，构造体排列间距变更部通过使光栅相对于放射线源移动来实现构造体的排列间距的变更。

[作用和效果]上述表示本发明的具体的结构。如果如上述那样变更构造体的排列间距，则能够可靠地变更间距。

另外，更期望的是，在上述的放射线相位差摄影装置中，具备构造体的排列间距不同的多个光栅，构造体排列间距变更部通过切换使放射线通过多个光栅中的哪个光栅来实现构造体的排列间距的变更。

[作用和效果]上述表示本发明的具体的结构。如果如上述那样变更构造体的排列间距，则能够可靠地变更间距。

另外，更期望的是，在上述的放射线相位差摄影装置中，通过条纹扫描法或莫尔单张拍摄法来进行相位差的成像。

[作用和效果]如上述的那样，本发明还能够应用于进行基于条纹操作法或莫尔单张拍摄法的成像的装置。

另外，本发明所涉及的放射线相位差摄影装置具备：(a2)放射线源，其为通过排列照射放射线的靶来使放射线的相位一致的结构；光栅，其是由线状的构造体排列而构成的；检测器，其检测光栅的自身像或由于光栅的吸收而产生的影，并且是由检测放射线的检测元件纵横地排列而构成的；(p2)靶间距变更部，其使放射线源中的照射放射线的靶的排列间距变更；以及(q2)光栅变更部，其当靶的排列间距被变更时使光栅的构造体的排列间距、以及光栅与所述检测器之间的距离变更。

[作用和效果]本发明还能够应用于不具有多缝的结构。上述的结构具备多个靶来代替多缝。当变更该靶的排列间距时，得到与变更多缝中的狭缝的排列间距相同的效果。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种能够支持多种拍摄目的的放射线相位差摄影装置。即，本发明的装置能够变更多缝的狭缝的排列间距以及光栅的构造体的排列间距。多缝、光栅、检测器的位置关系由多缝的狭缝的排列间距、光栅的构造体的排列间距、以及检测器的检测元件的排列间距来决定。根据本发明，通过变更其中的狭缝的排列间距和构造体的排列间距，能够变更多缝、光栅、检测器的位置关系。

附图说明

图1是说明实施例1所涉及的x射线相位差摄影装置的整体结构的功能框图。

图2是说明实施例1所涉及的多缝和相位光栅的结构的俯视图。

图3是说明实施例1所涉及的fpd的结构的俯视图。

图4是说明实施例1所涉及的各参数的关系的示意图。

图5是说明实施例1所涉及的各参数的关系的示意图。

图6是说明实施例1所涉及的各参数的关系的示意图。

图7是说明实施例1所涉及的被摄体的位置的示意图。

图8是说明实施例1所涉及的被摄体的位置的示意图。

图9是说明实施例1所涉及的自身像的示意图。

图10是说明实施例1所涉及的被摄体与相位光栅的位置关系的示意图。

图11是说明实施例1所涉及的被摄体与相位光栅的位置关系的示意图。

图12是说明实施例1所涉及的被摄体与相位光栅的位置关系的示意图。

图13是说明实施例1所涉及的低倍率模式中的各种参数的示意图。

图14是说明实施例1所涉及的高倍率模式中的各种参数的示意图。

图15是说明实施例1所涉及的多缝的切换的示意图。

图16是说明实施例1所涉及的相位光栅的切换的示意图。

图17是说明本发明的一个变形例的示意图。

图18是说明本发明的一个变形例的示意图。

图19是说明本发明的一个变形例的示意图。

图20是说明本发明的一个变形例的示意图。

图21是说明以往结构所涉及的装置的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明用于实施本发明的方式。x射线相当于本发明所涉及的放射线，fpd为平板探测器的简写。

实施例1

图1表示本发明所涉及的x射线相位差摄影装置1的整体结构。本发明所涉及的x射线相位差摄影装置的结构如图1所示，具备朝向被摄体m照射x射线的x射线源3a、以及检测从被摄体m透过来的x射线的fpd4。x射线源3a从图1的纸面左侧朝向右侧照射x射线。此时照射的x射线为具有某种程度的扩散的射线束。fpd4具备检测x射线的检测面。fpd4检测后述的相位光栅5的自身像或由于光栅的吸收而产生的影。fpd4相当于本发明的检测器。x射线源3a相当于本发明的放射线源，fpd4相当于本发明的检测器。相位光栅5相当于本发明的光栅。

在x射线源3a与fpd4之间安装有与塔尔波特干涉有关的各种部件。在x射线源3a的附近设置有使x射线的相位一致的多缝3b。该多缝3b如图2左侧所示，由不使x射线透过的材料构成，是由沿纵向呈细长状的贯通孔(狭缝s)沿横向排列而成的。因而，入射到多缝3b的x射线的一部分能够通过该狭缝s从而通过多缝3b。该多缝3b是为了使后述的相位光栅5的自身像清晰而设置的。关于由x射线源3a产生的x射线，理想的是在特定的一点处产生并且从该点放射状地扩散而去向fpd4。然而，在实际的x射线源3a中，具有彼此位置不同的幅宽的区域，从该处产生x射线。于是，在不同的产生位置处产生的x射线彼此叠加地去向后述的相位光栅5。通过相位光栅5后的x射线并不是在一点产生的，因此相位光栅5的像(后述的自身像)模糊。

为了防止这样的模糊，在x射线源3a与相位光栅5之间设置狭缝来使x射线接近在特定的一点处照射出的理想的状态即可。但是，只是单一的狭缝的话，x射线的剂量不足，无法得到清晰的相位光栅5的像。因此，根据实施例1的结构，具备具有多个狭缝的多缝3b。由于准备多个使x射线透过的狭缝，而作为照射x射线的光源的狭缝的个数增加。因而，根据实施例1，相比于狭缝为单一的情况，x射线剂量增加，使得x射线剂量充足。

从多缝3b产生的x射线是从位置彼此不同的多个狭缝s透过来的x射线，因此不是在特定的一点处照射出的x射线束。但是，当将多缝3b中的狭缝s彼此的间隔加工为特定时，与从各狭缝s射出的x射线束有关的相位光栅5的像彼此在fpd4上以相同的相位出现，它们叠加而互增强。像这样，相位光栅5的像不会模糊，并且以足够的x射线剂量进行拍摄。

在x射线源3a与fpd4之间除了设置有多缝3b之外还设置有相位光栅5。该相位光栅5如图2右侧所示，是由沿纵向延伸的线状的相位移位部沿横向排列而构成的。该相位移位部具有使x射线的相位变化的性质。因而，当使x射线透过相位光栅5时，入射到相位移位部的x射线在此处相位发生变化，入射到两个相位移位部之间的x射线直接透过。向fpd4投影表示相位光栅5的图案的自身像。需要注意的是，该自身像并不是单纯的相位光栅5的投影像。自身像是通过相位光栅5发生干涉后的x射线在fpd4上产生的干涉条纹的像。由fpd4检测自身像。相位移位部延伸的方向相当于图1的纸面上下方向。相位光栅5呈如下的结构：是由吸收x射线的沿纵向延伸的相位移位部沿横向排列而成的，并且当使x射线透过时产生塔尔波特干涉。多缝3b中的狭缝s延伸的方向与相位光栅5中的相位移位部延伸的方向一致。相位移位部相当于本发明的构造体。对于fpd4上的纵横排列的检测元件4p而言的纵向与相位移位部延伸的方向一致。

相位光栅5是由与x射线相互作用的线状的相位移位部5a排列而构成的。x射线的相互作用是指变更x射线的相位的效果。尤其是在呈追求相位光栅5吸收x射线的效果的结构的情况下，有时不称作相位光栅而称作吸收光栅。该吸收光栅是与图17说明的吸收光栅6不同的概念，因此需要注意。

图3左侧表示fpd4中的用于检测x射线的检测面。在fpd4的检测面中纵横地排列有检测元件4p。图3右侧表示相位光栅5的自身像被拍进fpd4的检测面的情形。即，相位光栅5所具有的被夹在彼此相邻的相位移位部之间的区域在检测面上呈现为亮的带状的线。该带状的线延伸的方向与检测元件4p的排列中的纵向一致。亮的带状的线沿横向排列，将该排列间距设为d2。该排列间距d2为检测元件4p的排列间距的整数倍。当像这样使彼此的间距对齐时，被投影到检测面上，因此能够可靠地检测带状的线。fpd4检测由于塔尔波特干涉而产生的相位光栅5的自身像，并且是由检测x射线的检测元件4p纵横地排列而构成的。此外，在图3中，带状的线被描绘成亮线，但实际的自身像中的浓淡的变化是连续的，因此并不是如图3那样能够明确地区分亮部和暗部。如图3那样进行描绘是为了方便以后的说明。

图4表示多缝3b、相位光栅5、fpd4的位置关系。将从多缝3b至相位光栅5为止的距离设为r1，将从相位光栅5至fpd4的检测面为止的距离设为r2。此外，多缝3b和相位光栅5具有规定的厚度，因此需要基准的位置以确定各个位置。因此，决定多缝3b的厚度方向上的中心的位置为基准的位置。同样地，决定相位光栅5的厚度方向上的中心的位置为基准的位置。

如图4所示，设为从多缝3b所具有的狭缝s之一放射x射线。该x射线在逐渐扩散的同时去向相位光栅5。现在，着眼于相位光栅5所具有的相位移位部之一，考虑通过该相位移位部的上侧后去向fpd4的x射线的路径和通过相位移位部的下侧后去向fpd4的x射线的路径。通过上侧的路径后的x射线被投影于在fpd4的检测面中出现的亮线上。通过下侧的路径后的x射线也被投影于在检测面中出现的亮线上，但投影的亮线同与上侧的路径有关的亮线不同。通过上侧的路径后的x射线被投影于在检测面中出现在上侧的亮线上，通过下侧的路径后的x射线被投影于在检测面中出现在下侧的亮线上。这些亮线彼此相邻，因此相距了亮线的排列间距d2。

在此，考虑相位光栅5中的上侧的路径的通过点的位置与下侧的路径的通过点的位置之间的距离。该距离与相位移位部5a的排列间距d1一致。

设为从多缝3b所具有的狭缝s之一放射x射线。此时，考虑相位光栅5以怎样的程度放大来投影于fpd4。从多缝3b、相位光栅5、fpd4的位置关系来看，相位光栅5的放大率与(r1+r2)/r1相等。另一方面，关于相位光栅5，由于以多缝3b的狭缝s为起点放射状地扩散的x射线束而将与相位移位部5a的排列间距d1相当的长度以放大至与自身像的亮线的排列间距d2相当的长度的方式拍进检测面。根据以上，相位光栅5的放大率为d2/d1。在这两个观点下求出的放大率应该为相同的值。因而，如下的数式成立。

(r1+r2)/r1＝d2/d1……(1)

上述的式子为假定π/2相位光栅的数式。在为π相位光栅的情况下，右边为1/2·d2/d1。本发明也能够应用于π相位光栅，但在以后的说明中设为相位光栅5为π/2相位光栅来进行以下的说明。

接着，将多缝3b中的狭缝s的排列间距设为d0。对于该排列间距d0也能够导出相同的数式，因此对该点进行说明。现在，设为从在多缝3b上彼此相邻的两个狭缝s放射状地照射x射线。这两个狭缝s的隔开距离为排列间距d0。在图5中，用实线表示从上侧的狭缝s照射的x射线，用虚线表示从下侧的狭缝s照射的x射线。

从上侧的狭缝s照射的x射线由于通过相位光栅5而以成为亮线等间隔地排列的图案的方式到达fpd4的检测面。从下侧的狭缝s照射的x射线也同样地由于通过相位光栅5而以成为亮线等间隔地排列的图案的方式到达fpd4的检测面。为了使相位光栅5的自身像出现在检测面上，必须使与上侧的狭缝s有关的图案同与下侧的狭缝s有关的图案叠加以使这两个图案互增强。

着眼于被夹在构成相位光栅5的两个相位移位部5a之间的位置p。该位置p为从构成多缝3b的多个狭缝s发出的x射线在去向fpd4的途中通过的通过点。在图5中示出从多缝3b上的上侧的狭缝s发出的x射线通过位置p后去向fpd4的情形、以及从下侧的狭缝s发出的x射线通过位置p后去向fpd4的情形。

关于图6，将图5所示的x射线的路径中的通过位置p的部分提取并描绘。与上侧的狭缝s有关的路径同与下侧的狭缝s有关的路径在位置p处相交。当考虑位置p为中心时，在右侧和左侧出现两个三角形。出现在位置p的左侧的三角形为将狭缝s彼此连结的直线、将上侧的狭缝s与位置p连结的直线、以及将下侧的狭缝s与位置p连结的直线。另一方面，出现在位置p的右侧的三角形为将出现在fpd4上的亮线彼此连结的直线、将位置p与上侧的亮线连结的直线、以及将位置p与下侧的亮线连结的直线。这两个三角形呈相似形。两个三角形的大小之比为r1：r2。而且，将狭缝s彼此连结的直线的长度为d0，将fpd4上的亮线彼此连结的长度为d2。因而，以下的数式成立。

r1/r2＝d0/d2……(2)

因而，多缝3b、相位光栅5、fpd4的位置关系以及多缝3b所具有的狭缝s的排列间距d0、相位光栅5中的相位移位部5a的排列间距d1必须为满足上述的两个式子的结构。另外，fpd4的检测元件4p的排列间距d3是基于相位光栅5的自身像的亮线的排列间距d2而决定的，因此该排列间距d3也必须根据以上的两个式子而决定。将整数设为n，排列间距d2、d3具有如下的关系(详细地说，参照图3及与其有关的说明)。

d2＝n·d3

因而，根据图4、图6求出的两个式子能够如下那样改写来表现。

(r1+r2)/r1＝n·d3/d1

r1/r2＝d0/n·d3

这两个式子表示检测元件4p的排列间距d3的设定也基于多缝3b、相位光栅5、fpd4的位置关系以及多缝3b所具有的狭缝s的排列间距d0、相位光栅5中的相位移位部5a的排列间距d1而决定。

<关于被摄体像的放大>

接着，由于被摄体m的配置的不同而使得fpd4中的自身像的出现方式不同，因此对这一点进行说明。图7表示将被摄体m放置在fpd4的附近的情况。通过多缝3b后的x射线放射状地扩散，并且通过被摄体m和相位光栅5后到达fpd4。此时，当被摄体m与fpd4之间的距离短时，被摄体像几乎不放大地到达fpd4。在x射线相位差摄影中，被摄体像应呈现为自身像的错乱，因此当被摄体m与fpd4之间的距离短时，得到只有周边部分错乱的自身像。为了可靠地观察被摄体m整体，期望如图7那样将被摄体m以靠近fpd4的方式放置。

图8表示在使x射线源3a、多缝3b、相位光栅5、fpd4的位置关系与图7的结构相同的状态下使被摄体m靠近x射线源3a的情况。通过多缝3b后的x射线放射状地扩散，并且通过被摄体m和相位光栅5后到达fpd4。此时，当被摄体m与fpd4之间的距离长时，被摄体像被大幅放大地到达fpd4。在x射线相位差摄影中，被摄体像应呈现为自身像的错乱，因此当被摄体m与fpd4之间的距离长时，得到整体错乱的自身像。为了放大被摄体m的一部分后进行观察，期望如图8那样将被摄体m远离fpd4地放置。

实际上，图7所示的多缝3b、相位光栅5、fpd4的位置关系在以低倍率的放大率拍摄被摄体m时是适当的，不适于基于高倍率的放大率的拍摄。然而在图8中，尽管以高倍率的放大率拍摄被摄体m，各部3b、5、4的位置关系也与图7相同。因而，图8中，各部3b、5、4为不恰当的配置。为了使各部3b、5、4的排列恰当，如虚线所示，需要使相位光栅5进一步靠近被摄体m。

对使相位光栅5靠近被摄体m的必要性进行说明。图9左侧表示在未载置被摄体m的状态下得到的相位光栅5的自身像。自身像构成为亮线呈条状排列。另一方面，图9右侧表示在载置有被摄体m的状态下得到的相位光栅5的自身像。自身像受到被摄体m的影响而局部地在横向上偏离。在图9右侧以由虚线包围的方式表示该偏离的情形。该自身像的错乱表示被摄体m的内部构造。这意味着为了了解被摄体m的内部构造，期望自身像大幅错乱。当自身像的错乱小时，关于被摄体m的信息少。

为了使自身像大幅错乱，需要使被摄体m与相位光栅靠近地配置，因此对该情况进行说明。图10说明出现在fpd4上的某个亮线。该亮线是由于从多缝3b发出的放射状地扩散的x射线通过相位光栅5后到达fpd4而出现在fpd4上的亮线。多缝3b具有多个狭缝s，但当着眼于其中一个狭缝s时，通过狭缝s后的x射线通过图10所示的路径后到达fpd4。在x射线的路径与fpd4相交的位置处出现亮线。设为该路径通过相位光栅5的位置a。

考虑该亮线由于被摄体m而如何偏离。

图11表示在图10的状态下在多缝3b与相位光栅5之间配置有被摄体m的情况。在图11的情况下，x射线受到被摄体m的影响，因此x射线不会按图11的虚线所示的、图10中所说明的路径那样前进。然而，从多缝3b所具有的狭缝s中的图10所示的狭缝射出的x射线的一部分在通过相位光栅5的位置a后到达fpd4。这样的x射线通过了图11的实线所示的路径后通过了相位光栅5。

虚线的路径和实线的路径在通过相位光栅5的位置a这一点上相同。但是，通过虚线的路径的x射线与通过实线的路径的x射线之间的相位不同，因此fpd4上的亮线位置偏离。该亮线位置的差异相当于由于被摄体m的影响引起的自身像的错乱。

图12表示从图11的状态起使相位光栅5靠近被摄体m时的状态。在各部3b、5、4保持着该位置关系、且没有被摄体m的情况下，通过相位光栅5的位置a的x射线通过虚线所示的路径后到达fpd4。虚线到达的fpd4上的位置表示在没有被摄体m的状态下出现亮线的位置。接着，在具有被摄体m的情况下，通过相位光栅5的位置a的x射线通过由实线所示的路径后到达fpd4。实线到达的fpd4上的位置表示在具有被摄体m的状态下出现亮线的位置。虚线的路径和实线的路径在通过相位光栅5的位置a这一点上相同。但是，由于入射方向不同，fpd4上的到达位置改变。该到达位置的差异相当于由于被摄体m的影响引起的自身像的错乱。

当比较图11和图12时，注意到：相比于图11的情况，在图12的情况下自身像的亮线大幅偏离。即使通过位置a的x射线的方向根据有无被摄体m而只有些微地变化，在图12的情况下该差异也会更大幅度地出现在fpd4上。x射线的前进方向的差异变大了同fpd4与相位光栅5相距的量相应的量，呈现为相位光栅5的自身像中的亮线的偏离。

由于具有这样的情况，因此在想要使自身像中的被摄体m的放大率变化而移动了被摄体m的情况下，本来相位光栅5也追随被摄体m进行移动为宜。但是，相位光栅5中的相位移位部5a的排列间距d1、多缝3b中的狭缝s的排列间距d0、以及fpd4中的检测元件4p的排列间距d3固定。当使相位光栅5发生位移时，各参数不满足上述的两个式子，使得相位光栅5的自身像不出现在fpd4的检测面中，或者由于自身像中的亮线的排列间距发生变化而无法利用fpd4检测自身像。

<本发明的最特征性的结构>

本发明由于以上这样的情况而在低倍率拍摄用的模式和高倍率拍摄用的模式下变更多缝3b和相位光栅5的结构。

图13为低倍率拍摄用的模式下的各部3b、5、4的结构。根据该结构，多缝3b与相位光栅5之间的距离r1为40cm，相位光栅5与fpd4的检测面的距离为10cm。该结构与上述的图7对应。在图13的情况下，多缝3b中的狭缝s的排列间距d0为20μm，相位光栅5中的相位移位部的排列间距为4μm，出现在fpd4上的构成自身像的亮线的排列间距d2为5μm。

图14为高倍率拍摄用的模式下的各部3b、5、4的结构。根据该结构，多缝3b与相位光栅5之间的距离r1为25cm，相位光栅5与fpd4的检测面的距离为25cm。该结构与上述的图8对应。在图14的情况下，多缝3b中的狭缝s的排列间距d0为5μm，相位光栅5中的相位移位部的排列间距为2.5μm，出现在fpd4上的构成自身像的亮线的排列间距d2为5μm。

在任一模式下，排列间距d2均通用为5μm。这是考虑到在任一模式下均使用相同的fpd4。fpd4的检测面中的检测元件4p的排列间距由自身像的亮线的排列间距来决定。因而，如果设为在两个模式之间亮线的排列间距为通用的间距，则在任一模式下均能够延用相同的fpd4。

因而，在本发明所涉及的x射线相位差摄影装置中，具有两种多缝3b和两种相位光栅5。图15表示其中的排列间距d0不同的两种多缝3b1、3b2在一个平面上在狭缝s的排列方向上并排地排列而一体化的结构。此时的两个多缝3b1、3b2之间的狭缝s延伸的方向相同。图1所说明的多缝切换机构15为以下结构：通过使该多缝3b1、3b2沿狭缝s的排列方向滑动来切换位于x射线的光路的多缝3b1、3b2。即，在切换拍摄的模式时，多缝切换机构15进行动作来进行多缝3b1、3b2的切换。设置有多缝切换控制部16以控制多缝切换机构15。多缝切换机构15相当于本发明的狭缝排列间距变更部。

在实施例1的结构中，多缝切换机构15使从x射线源3a朝向fpd4发出的x射线通过的位置处的多缝3b的狭缝s的排列间距变更。本发明所涉及的多缝3b具有狭缝s的排列间距不同的多个部分，多缝切换机构15通过使多缝3b相对于x射线源3a移动来实现狭缝s的排列间距的变更。

此外，在图15中，两个多缝3b1、3b2在狭缝s的排列方向上并排，但也可以是，将两个多缝3b1、3b2沿狭缝s延伸的方向排列，并且使多缝3b1、3b2沿狭缝s延伸的方向滑动，由此实现多缝3b1、3b2的切换。在该情况下，两个多缝3b1、3b2之间的狭缝s延伸的方向也相同。

<相位光栅的切换>

图16表示切换排列间距d1不同的两种相位光栅5a、5b的情形。图1所说明的相位光栅切换机构17为切换位于x射线的光路的(配置于从x射线源3a朝向fpd4发出的x射线所通过的位置的)相位光栅5的结构。两个相位光栅5a、5b出现在x射线的光路上的位置互不相同。即，从x射线源3a观察时，分别设置靠前侧的相位光栅5a和靠内侧的相位光栅5b，配合拍摄的模式而在x射线的光路上配置靠前侧的相位光栅5a或靠内侧的相位光栅5b。因而，当在两个相位光栅5a、5b之间进行切换时，从相位光栅5至fpd4为止的距离发生变化。与之相伴地，从多缝3b至相位光栅5为止的距离也发生变化。通过使从多缝3b至fpd4为止的光路上的相位光栅5的插入位置发生变化来实现该距离的变化。此外，设置有相位光栅切换控制部18以控制相位光栅切换机构17。相位光栅切换机构17相当于本发明的光栅变更部。

在实施例1的结构中，相位光栅切换机构17使从多缝3b朝向fpd4发出的x射线所通过的位置处的相位光栅5的相位移位部5a的排列间距变更。本发明的相位光栅切换机构17当狭缝s的排列间距被变更时，使相位光栅5的相位移位部的排列间距及相位光栅5与fpd4之间的距离r2变更。通过相位光栅切换机构17使两个相位光栅5相对于x射线源3a移动来使处于光路上的相位光栅5移动至光路外，并且使处于光路外的相位光栅5移动至光路上，来实现该变更。

自身像生成部11基于fpd4输出的x射线检测数据来生成使相位光栅5的自身像成像所得到的自身像图像。自身像图像为拍进了相位光栅5的条纹图案的图像。该自身像图像被发送到透视图像生成部12。透视图像生成部12分析自身像图像上的条纹图案的错乱来生成使x射线的相位的偏离成像所得到的透视图像。在透视图像中，使由于被摄体m的部位不同而不同的x射线的相位的偏离可视化，表示被摄体m的内部构造。

通过利用cpu执行软件来实现各部11、12、16、18。另外，可以由作为各部发挥功能的微型计算机来实现。

如以上那样，根据本发明，能够提供一种能够支持多种拍摄目的的x射线相位差摄影装置。即，本发明的装置能够变更多缝3b的狭缝s的排列间距以及相位光栅5的相位移位部5a的排列间距。多缝3b、相位光栅5、fpd4的位置关系由多缝3b的狭缝s的排列间距、相位光栅5的相位移位部5a的排列间距、以及fpd4的检测元件4p的排列间距来决定。

根据本发明，通过变更其中的狭缝s的排列间距和相位移位部5a的排列间距，能够变更多缝3b、相位光栅5、fpd4的位置关系。如果变更这三者的位置关系，则能够变更被拍进fpd4的相位光栅5的自身像的放大率。本发明通过这样的结构，能够支持多种拍摄目的。

此外，如果使狭缝s的排列间距和相位移位部5a的排列间距变化，则在变更自身像的放大率时，无需使fpd4的检测元件4p的排列间距变化。如果像这样构成，则能够延用相同的fpd4并且变更放大率。

本发明不限于上述的结构，能够如下述那样进行变形实施。

(1)本发明也可以应用于以下结构：如图17所示，具备覆盖fpd4的检测面的吸收光栅6、使吸收光栅6相对于fpd4移动的吸收光栅移动机构13以及控制吸收光栅移动机构13的吸收光栅移动控制部14。本变形例说明与条纹扫描法有关的装置。如图18所示，吸收光栅6是由吸收x射线的细长状的相位移位部6a以与自身像的亮线的排列间距d2相同的间距排列而构成的。吸收光栅移动机构13使吸收光栅6移动时的方向为相位移位部6a的排列方向。根据该结构，能够使fpd4的排列间距进一步扩大。多缝3b中的狭缝s延伸的方向与相位光栅5中的相位移位部5a延伸的方向一致，并且也与吸收光栅6中的相位移位部6a延伸的方向一致。

(2)另外，本发明也能够应用于与莫尔单张拍摄法相关的装置。莫尔单张拍摄法为以下方法：在使吸收光栅6中的相位移位部延伸的方向相对于相位光栅5中的相位移位部延伸的方向倾斜、并且不使吸收光栅6相对于fpd4移动的状态下进行拍摄。

(3)在实施例1中，为具有两种多缝3b的结构，但本发明可以设为具有三种以上的多缝3b的结构。在该情况下，多缝切换机构15切换多缝3b，以使三种以上的多缝3b中的一个多缝3b配置在x射线的光路上。根据本变形例，具备狭缝s的排列间距不同的多个多缝3b，多缝切换机构15通过切换使x射线通过多个多缝3b中的哪个多缝3b来实现狭缝s的排列间距的变更。

(4)在实施例1中，为两种多缝3b一体化的结构，但本发明不限于该结构。可以设为独立地具备两种多缝3b的结构。另外，在实施例1中，为具备单独的相位光栅5的结构，但本发明不限于该结构。可以设为两种相位光栅5一体化的结构。这样的结构所涉及的相位光栅切换机构17具备使相位光栅5沿与x射线的照射方向正交的方向滑动的机构、以及使相位光栅5沿x射线的照射方向移动的机构。由此，相位光栅切换机构17通过使相位光栅5滑动来变更x射线通过的分区，通过使相位光栅5移动，能够实现图13、图14所说明的距离r1、r2的变更。

(5)在实施例1中为具有多缝3b的结构，但本发明不限于该结构。也能够应用于不具有多缝3b的结构的x射线相位差摄影装置。本变形例所涉及的装置如图19所示，具备基板3c作为x射线的照射源。在基板3c中，产生x射线的靶t隔开规定的间隔地排列。该靶t为埋入基板3c中的结构，为当电子撞击时照射x射线的结构。在利用基板3c照射x射线时，使电子同时撞击于多个靶t。于是，从各个靶放射x射线。放射出的x射线相互干涉而成为整体相位一致的射线束。

关于实施例1的结构，通过使从多缝3b所具备的各狭缝s照射出的x射线干涉来使相位一致。在本变形例中，基板3c为通过排列照射x射线的靶来使x射线的相位一致的结构。即，排列作为x射线的产生部位的靶来代替多缝3b。本变形例的埋入基板3c中的靶t的排列间距相当于实施例1所涉及的多缝3b中的狭缝s的排列间距d0。图19在该含义下将靶t的排列间距表现为d0。因而，靶t的排列间距d0需要满足图6所说明的等式。

在本变形例中，在基板3c中设置有多个分区。在分区之间，靶t的排列间距d0不同，配合于在低倍率拍摄用的模式和高倍率拍摄用的模式中变更相位光栅5的结构来变更发出x射线的分区。如图20所示，基板切换机构15a执行这样的基板3c的变更。基板切换控制部16a为控制基板切换机构15a的结构。基板切换机构15a配合于各模式来使基板3c滑动的情形与多缝切换机构15的动作同样，因此省略说明。基板切换机构15a相当于本发明的靶排列间距变更部。此外，也可以代替设置具备多个分区的基板3c，设为具备靶t的排列间距不同的多个基板3c的结构。

本发明还能够应用于不具有多缝3b的结构。本变形例所涉及的结构具备多个靶t来代替多缝3b。当变更该靶t的排列间距时，得到与变更多缝3b中的狭缝s的排列间距相同的效果。本变形例的基板切换机构15a为基于该原理使基板3c中的照射x射线的靶t的排列间距d0变更的结构。配合于基板3c的切换来变更相位光栅5的情形与实施例1相同。

(6)此外，上述的实施例和变形例对具备自身像的放大率不同的两个模式的装置结构进行了说明，但本发明不限于该结构。可以使本发明所涉及的装置构成为具备自身像的放大率不同的三个以上的模式。本变形例所涉及的多缝3b可以具有与各个模式相应的数量的、狭缝s的排列间距不同的分区，也可以为具备狭缝s的排列间距不同的多个多缝3b的结构。另外，可以为在基板3c上根据各个模式而具备靶t的排列间距不同的多个分区的结构，也可以为具备靶t的排列间距不同的多个基板3c的结构。

同样地，在本变形例中，可以设为具备与各个模式相应的数量的、相位移位部的排列间距不同的多个相位光栅5的结构。在该情况下，相位光栅切换机构17切换相位光栅5，以使三种以上的相位光栅5中的一个相位光栅5配置在x射线的光路上的不同的位置。

(7)上述的结构为利用相位光栅5的装置，但本发明不限于该结构。可以使用吸收光栅5来代替相位光栅5。关于该吸收光栅5，吸收x射线的线状的x射线吸收部设置规定的间隔地进行排列。当x射线入射到吸收光栅5的x射线吸收部时，x射线在此被吸收。另外，x射线能够从彼此相邻的x射线吸收部之间通过。通过利用这样的吸收光栅5的装置，在fpd4上形成条纹图案，但该条纹图案并不是自身像，而是吸收光栅5的影。另外，可以设为，代替fpd检测相位光栅的自身像，而检测由于相位光栅的吸收而产生的影。

附图标记说明

3a：x射线源(放射线源)；3b：多缝；4：fpd(检测器)；5：相位光栅(光栅)；15：多缝切换机构(狭缝排列间距变更部)；15a：基板切换机构(靶排列间距变更部)；17：相位光栅切换机构(光栅变更部)。