放射線トモシンセシス撮影装置
【課題】放射線トモシンセシス撮影装置において、散乱放射線の影響の排除を行うとともに、放射線源の利用効率を向上させる。
【解決手段】被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源１ａを有し、各放射線源１ａから射出されて被写体を透過した放射線が被写体の投影像の一部分を形成するように多数の放射線源が分散配置された放射線照射部１を設け、各放射線源１ａが、ファンビームの放射線を射出するものであるとともに、そのファンビームの広がり角が大きい方の面が多数の放射線源１ａの配列方向と交差し、互いに平行に並ぶように配置する。
【解決手段】被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源１ａを有し、各放射線源１ａから射出されて被写体を透過した放射線が被写体の投影像の一部分を形成するように多数の放射線源が分散配置された放射線照射部１を設け、各放射線源１ａが、ファンビームの放射線を射出するものであるとともに、そのファンビームの広がり角が大きい方の面が多数の放射線源１ａの配列方向と交差し、互いに平行に並ぶように配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の断層像を撮影する放射線トモシンセシス撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回折格子によりタルボ効果を生じさせ、さらにもう一枚の回折格子を併用してモアレ縞を生成するタルボ干渉計をＸ線分野に適用することが研究されている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
そして、特許文献１および特許文献２には、Ｘ線源、２つの回折格子およびＸ線画像検出器を備えたＸ線撮影装置が提案されているが、２つの回折格子とＸ線画像検出器はいずれも平面基板上に形成されている。
【０００４】
ここで、上記のようなＸ線撮影装置において、たとえば、放射光のような平行光を用いる場合には特に問題は生じないが、医療診断用途などにおいては、通常、ビームの方向が大幅に拡がるＸ線源が用いられ、回折格子の中心部分においてはＸ線は問題なく通過するが、中心部分以外の部分においてはＸ線が斜め方向から入射するため、Ｘ線が回折部材により遮断されて回折格子を通過できない問題が生じる。たとえば、特許文献３においては、金属製の幅２μｍ以上１０μｍ以下、厚み２５μｍ以上１００μｍ以下のＸ線吸収部材を２μｍ以上１０μｍ以下の等間隔で配列した振幅型回折格子が提案されているが、このような回折格子を用いた場合、上記のような問題が生じると考えられる。したがって、医療診断用途での大サイズのＸ線位相イメージングは困難であった。
【０００５】
そこで、特許文献４においては、回折格子の条帯が、ビームの光路中に陰を形成しないように構成されたＸ線撮影装置が提案されている。
【０００６】
また、特許文献５は、位相格子の格子線に対して平行に向いた多数の縦長の検出条帯からなる検出素子を備えたＸ線撮影装置が記載されており、このＸ線撮影装置によれば、各ビームで単に一回の測定を実行するだけで位相画像を取得することができ、必要な測定回数を減らすことができる。また、特許文献６には、特許文献５と同様に位相画像を取得するＸ線撮影装置であって、シンチレーション条帯を備えたＸ線撮影装置が提案されている。
【０００７】
一方、たとえば、特許文献７および特許文献８においては、多数のＸ線源を空間的に分散配置したＸ線照射部を備えた放射線撮影装置が提案されており、各Ｘ線源から射出されたＸ線の照射によって撮影された画像を組み合わせることによって、散乱Ｘ線の影響を排除したＸ線イメージングが可能なＸ線撮影装置が提案されている。
【特許文献１】米国特許第５８１２６２９号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００４／０５８０７０号公報
【特許文献３】特開２００６−２５９２６４号公報
【特許文献４】特開２００７−２０６０７５号公報
【特許文献５】特開２００７−２０３０６３号公報
【特許文献６】特開２００７−２０３０６２号公報
【特許文献７】米国特許出願公開第２００７/０１３３７４７号明細書
【特許文献８】特開２００７−１４７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、たとえば、特許文献７および特許文献８に記載の分散型Ｘ線源を特許文献１から特許文献６に記載のＸ線撮影装置に用いた場合には、各Ｘ線源から射出されるビームの照射範囲を狭くすることができるため、上述したような、回折格子の周辺部においてビームが通過できないという問題は回避することができる。
【０００９】
しかしながら、上記のような狭い照射範囲のビームを射出するＸ線源として、たとえば、ペンシルビームを射出するようなＸ線源を用いたのでは、大サイズの放射線位相イメージングを行う場合には、そのサイズに応じた多数のＸ線源を用いる必要があり、Ｘ線源の利用効率が非常に悪いものとなってしまう。また、そのような多数のＸ線源を設けた場合、発熱量も膨大になるので、Ｘ線源を冷却する大規模な構成が必要となりコストアップにもなる。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑み、散乱放射線の影響の排除を行うことができるとともに、放射線源の利用効率を向上させることができる放射線トモシンセシス撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の放射線トモシンセシス撮影装置は、被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、各放射線源から射出されて被写体を透過した放射線が被写体の投影像の一部分を形成するように多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、放射線照射部の各放射線源から射出された放射線を検出する放射線画像検出器と、放射線照射部より被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって放射線画像検出器により検出された検出情報に基づいて被写体の断層像を生成する断層像生成部とを備え、各放射線源が、ファンビームの放射線を射出するものであるとともに、そのファンビームの広がり角が大きい方の面が多数の放射線源の配列方向と交差し、互いに平行に並ぶように配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、上記本発明の放射線トモシンセシス撮影装置においては、ファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり角を、上記面に垂直な方向についてのファンビームの広がり角の１０倍以上とすることができる。
【００１３】
また、放射線照射部を、多数の放射線源を線上に配置したものとし、放射線照射部を放射線画像検出器の検出面と対向する面に沿って移動させる移動機構を設け、断層像生成部を、放射線照射部の移動によって被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって放射線画像検出器により検出された検出情報に基づいて被写体の断層像を生成するものとすることができる。
【００１４】
また、放射線照射部を、多数の放射線源を直線上に配置したものとし、移動機構を、放射線照射部を上記直線に直交する方向に移動させるものとすることができる。
【００１５】
また、放射線照射部を、多数の放射線源を２次元的に配置したものとし、放射線源を順次切り替えることによって被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射するものとすることができる。
【００１６】
また、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された第１の回折格子と、第１の回折格子により回折された放射線を回折する第２の回折格子とをさらに設け、第１の回折格子を、第１の回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するとともに、第２の回折格子が、第２の回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置し、放射線画像検出器を、第２の回折格子により回折された放射線を検出するものとすることができる。
【００１７】
また、第１の回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の多数の放射線源の間隔が放射線源から第１の回折格子までの距離に比べて小さくなるように多数の放射線源と第１の回折格子とを配置し、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、各放射線源から射出された放射線の第１の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において第１の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとすることできる。
【００１８】
また、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された回折格子をさらに設け、放射線画像検出器として、回折格子により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器を用い、回折格子を、回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するとともに、周期情報撮像放射線画像検出器を、周期情報撮像放射線画像検出器が有する周期構造部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置することができる。
【００１９】
また、回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の多数の放射線源の間隔を放射線源から回折格子までの距離に比べて小さくなるように多数の放射線源と回折格子とを配置し、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものとするとともに、各放射線源から射出された放射線の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとすることができる。
【００２０】
また、放射線照射部を、ファンビームの広がり角が大きい方の面に垂直な方向について配置された多数の放射線源のうちの一部の放射線源群とその一部以外の放射線源群とを順次切り替えて各放射線源群から放射線を射出させるものとし、各放射線源群に属する放射線源を、その放射線源から同時に射出された放射線の放射線画像検出器の位置における照射範囲が離れるように放射線を射出するものとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の放射線トモシンセシス撮影装置によれば、被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、各放射線源から射出されて被写体を透過した放射線が被写体の投影像の一部分を形成するように多数の放射線源が分散配置された放射線照射部を用い、各放射線源をファンビームの放射線を射出するものとするとともに、そのファンビームの広がり角が大きい方の面が多数の放射線源の配列方向と交差し、互いに平行に並ぶように配置するようにしたので、散乱放射線の影響の排除を行うことができるとともに、放射線源の利用効率を向上させることができる。
【００２２】
また、放射線照射部を、多数の放射線源を線上に配置したものとし、放射線照射部を放射線画像検出器の検出面と対向する面に沿って移動させる移動機構を設け、断層像生成部を、放射線照射部の移動によって被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって放射線画像検出器により検出された検出情報に基づいて被写体の断層像を生成するようにした場合には、さらに放射線源の利用効率を向上させることができるとともに、放射線源からの発熱量を少なく抑えることができる。
【００２３】
また、放射線照射部を、多数の放射線源を２次元的に配置したものとし、放射線源を順次切り替えることによって被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射するものとした場合には、移動機構などを設けることなく、より簡易な構成で断層像を生成するための検出情報を取得することができる。
【００２４】
また、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された第１の回折格子と、第１の回折格子により回折された放射線を回折する第２の回折格子とをさらに設け、第１の回折格子を、第１の回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するとともに、第２の回折格子が、第２の回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するようにした場合には、放射線源の利用効率を向上させることができるとともに、ビームが回折格子の周辺部で遮断されるのを回避することができる。
【００２５】
また、第１の回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の多数の放射線源の間隔が放射線源から第１の回折格子までの距離に比べて小さくなるように多数の放射線源と第１の回折格子とを配置し、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、各放射線源から射出された放射線の第１の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において第１の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとした場合には、隙間なく、かつ適切な位相画像を取得することができる。
【００２６】
また、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された回折格子をさらに設け、放射線画像検出器として、回折格子により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器を用い、回折格子を、回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するとともに、周期情報撮像放射線画像検出器を、周期情報撮像放射線画像検出器が有する周期構造部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するようにした場合には、放射線源の利用効率を向上させることができるとともに、ビームが回折格子または周期情報撮像放射線画像検出器の周辺部で遮断されるのを回避することができる。
【００２７】
また、回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の多数の放射線源の間隔を放射線源から回折格子までの距離に比べて小さくなるように多数の放射線源と回折格子とを配置し、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものとするとともに、各放射線源から射出された放射線の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとした場合には、隙間なく、かつ適切な位相画像を取得することができる。
【００２８】
また、放射線照射部を、ファンビームの広がり角が大きい方の面に垂直な方向について配置された多数の放射線源のうちの一部の放射線源群とその一部以外の放射線源群とを順次切り替えて各放射線源群から放射線を射出させるものとし、各放射線源群に属する放射線源を、同時に放射線源から射出された放射線の放射線画像検出器の位置における照射範囲が離れるように放射線を射出するものとした場合には、放射線源から射出された放射線の直進成分のみを検出することによって散乱線の影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第1の実施形態について説明する。図１に第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置の概略構成を表す斜視図を示す。図２に図１に示す放射線トモシンセシス撮影装置の側面図（Ｚ−Ｙ断面図）を示す。図２の紙面厚さ方向が図１のＸ方向である。
【００３０】
放射線トモシンセシス撮影装置は、図１および図２に示すように、放射線を被写体１０に向かって照射する放射線照射部１と、放射線照射部１を図１のＹ方向に移動させる移動機構２と、放射線照射部１から射出され、被写体１０を透過した放射線を検出する放射線画像検出器３と、放射線照射部１より被写体１０に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって放射線画像検出器３により検出された検出情報に基づいて被写体１０の断層像を生成する断層像生成部４とを備えている。
【００３１】
放射線照射部１は、図１に示すように、放射線を射出する多数の放射線源１ａが、放射線画像検出器３の検出面に対向する面に沿って、Ｘ方向に直線上に一列に配列されたものである。
【００３２】
そして、各放射線源１ａから射出された放射線は、被写体を透過した後、放射線画像検出器３により検出されるが、各放射線源１ａは、各放射線源１ａから射出されて被写体を透過した放射線が、被写体の投影像の一部分を形成するように分散配置されている。
【００３３】
そして、放射線照射部１は、移動機構２により図２に示す位置Ａから位置Ｂまで移動させられ、各放射線源１ａから射出された放射線により形成される被写体の部分的な投影像の結合により被写体の一部または全体の投影像が形成される。
【００３４】
そして、各放射線源１ａは、ファンビームの放射線を射出するものであるとともに、そのファンビームの広がり角が大きい方の面が、放射線源１ａの配列方向（図１のＸ方向）と交差し、互いに平行に並ぶように配置されている。すなわち、各放射線源１ａは、図１のＹ方向についての広がり角の方がＸ方向についての広がり角よりも広いファンビームを出力するものである。
【００３５】
そして、各放射線源１ａから射出されるファンビームは、その広がり角の大きい方の面の広がり角が、その面に垂直な方向についてのファンビームの広がり角の１０倍以上のものであることが望ましい。すなわち、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、各放射線源１ａから射出されるファンビームのＹ方向についての広がり角θ１が、Ｘ方向についての広がり角θ２の１０倍以上であることが望ましい。
【００３６】
また、図４に示すように、隣接する放射線源から射出されるファンビームの照射範囲が被写体１０において重なるような構成とすることが望ましい。そして、その場合には、たとえば、隣接する放射線源１ａ１、放射線源１ａ２、放射線源１ａ３、放射線源１ａ４を順次切り替えてファンビームを射出させるようにすればよい。すなわち、同時に放射線源から射出されるファンビームの照射範囲が放射線画像検出器３において十分離れるようにするとともに、全ての放射線源から射出されたファンビームの照射範囲が被写体において隙間がないように設定する構成であれば如何なる構成を採用してもよい。
【００３７】
放射線源１ａの具体的な例としては、たとえば、通常の熱陰極電子源を用いたＸ線源だけではなく、冷陰極電子源を有するＸ線源、プラズマＸ線源、電子加速器を用いたＸ線源、などを利用することができる。
【００３８】
なお、本発明は、放射線照射部１を上記以外の構成とすることもできるが、その構成については後で詳述する。
【００３９】
放射線画像検出器３は、直接変換型および間接変換型のフラットパネル検出器，イメージングプレート，増感スクリーンとフィルムの組合せ，など従来の放射線画像撮影装置に使われているものと同様でよいので、詳細な説明は省略する。
【００４０】
断層像生成部４は、放射線照射部１の移動に伴って放射線画像検出器３によって順次検出された多数の放射線画像を表す画像信号に基づいて、被写体の断層像を生成するものである。断層像の生成方法としては、放射線照射部１により被写体１０に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって得られた多数の放射線画像を表す画像信号を所望の被写体の断面位置に応じてシフトし、それらを加算することによって生成する、いわゆるshift and add方法を用いるようにすればよい。各画像信号のシフト量を制御することによって、図２に示すような断面１および断面２に対応する断層像をそれぞれ生成することができる。
【００４１】
次に、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置の作用について説明する。
【００４２】
まず、図２に示すように、放射線照射部１と放射線画像検出器３との間に、被写体１０が配置される。そして、放射線照射部１が移動機構２によりＹ方向について移動させられるとともに、放射線照射部１の各放射線源１ａから放射線画像検出器３および被写体１０に向けて同時に放射線が射出される。
【００４３】
そして、放射線照射部１の移動に応じて放射線画像検出器３によって放射線画像が順次検出され、その放射線画像を表す画像信号が断層像生成部４に出力される。
【００４４】
そして、断層像生成部４は、放射線照射部１が位置Ａから位置Ｂまで移動する間に取得した多数の放射線画像を表す画像信号に対して、所望の被写体の断面位置に応じてシフト処理を施し、そのシフト処理の施された画像信号を加算することによって、上記断面位置に応じた断層像を生成する。
【００４５】
また、上記第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、多数の放射線源１ａを一列に並べて放射線照射部１を構成するようにしたが、一列に限らず、Ｙ方向について複数列設けるようにしてもよい。ただし、この場合、各放射線源から同時射出される放射線の放射線画像検出器３の位置における照射範囲が十分離れるように、放射線源を順次切り替えて放射線を射出させることが望ましい。
【００４６】
また、上記第１の実施形態においては、放射線照射部１を移動機構２により移動させることによって断層像を生成するための多数の画像信号を取得するようにしたが、これに限らず、移動機構を設けることなく、たとえば、図５に示すように、放射線源１ａを放射線画像検出器３の検出面に対向する面に沿って２次元的に配置し、放射線源１ａの列１ｂをＹ方向について順次切り替えることによって被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射するものとしてもよい。なお、放射線源１ａの列の数は、断層像を取得するに十分な数だけ設けるようにすればよい。
【００４７】
また、上記第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線照射部１の各放射線源１ａから射出される放射線の照射方向は変化しないものとしたが、図６に示すように、放射線照射部１のＡ−Ｂ間の位置に応じて放射線源とコリメータ（図６では図示省略）の相対的位置を変化させることにより、放射線照射部１の各放射線源１ａから射出される放射線の照射方向が被写体の方向となるように変化させるようにしてもよい。このように照射方向を変化させることにより、各放射線源１ａから射出される放射線の角度の幅を広くすることができ、上記第１の実施形態よりも断面にピントが良く合った断層像を生成することができる。
【００４８】
また、上記第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線源１ａをＸ方向について直線上に配置するようにしたが、必ずしも直線上でなくてもよく、たとえば、図７に示すように、Ｘ−Ｚ面上において円弧上に配置するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線照射部１が移動して放射線を照射する範囲の全面に亘って放射線画像検出器３を配置するようにしたが、これに限らず、たとえば、放射線照射部１から射出される放射線の照射範囲と同程度の大きさの放射線画像検出器を設け、放射線照射部１の移動に伴って放射線画像検出器も移動させることによって、各位置において放射線照射部１により照射される放射線を放射線画像検出器により順次検出するようにしてもよい。
【００５０】
次に、本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第２の実施形態について説明する。図８に第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置の概略構成を表す斜視図を示す。図９に図８に示す放射線トモシンセシス撮影装置の上面図（Ｘ−Ｚ断面図）を示す。図９の紙面厚さ方向が図８のＹ方向である。
【００５１】
第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置は、図８および図９に示すように、第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置に加えて、さらに、放射線照射部１から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された第１の回折格子２０と、第１の回折格子２０により回折された放射線を回折する第２の回折格子３０と、第１および第２の回折格子２０，３０とをそれぞれの面に沿って回折部材と直交する方向（図８のＸ方向）に移動させる回折格子移動機構５１と、放射線画像検出器３により検出された画像信号に基づいて位相画像を生成する位相画像生成部６１とを備えている。
【００５２】
放射線照射部１は、上記第１の実施形態と同様に、多数の放射線源１ａが、放射線画像検出器３の検出面に対向する面に沿ってＸ方向に直線上に一列に配列されたものである。
【００５３】
放射線照射部１の各放射線源１ａは、上記第１の実施形態と同様のファンビームを射出するものである。そして、さらに第１の回折格子２０に放射線を照射したとき、タルボ効果を発生させうるだけの空間的干渉性を有するものとする。また、上記第１の実施形態においては、放射線照射部１を構成する放射線源１ａとして、通常の熱陰極電子源を用いたＸ線源だけでなく、冷陰極電子源を有するＸ線源、プラズマＸ線源、電子加速器を用いたＸ線源、などを利用するようにしたが、第２の実施形態の放射線照射部１の構成はこれに以下のような条件が加わる。たとえば、図１０に示すように、放射線照射部１６を、電子を放出する多数の電子放出部１６ｂを備えた冷陰極電子源１６ａと、金属ターゲット１６ｃと、スリット部材からなり金属ターゲット１６ｃから発せられた放射線を透過するマルチスリット１６ｄとから構成するようにしてもよい。
【００５４】
電子源１６ａとしては、たとえば、FED(Field Emission Display)やSED(Surface-conduction Electron-emitter Display)における電子源を利用するようにしてもよい。
【００５５】
また、マルチスリット１６ｄは、各電子放出部１６ｂから放出された電子の衝突により金属ターゲット１６ｃから射出されたＸ線から特定の発生位置のＸ線を取り出すものであり、そのスリットの延伸方向がＹ方向（図１０の紙面厚さ方向）となるように配置される。このマルチスリット１６ｄの間隔はタルボ・ロー干渉条件により決められる。そして、コリメータ（図示せず）を通過した放射線が上述した第１の実施形態における各放射線源１ａから射出されるファンビームと同じものとなるように構成されている。
【００５６】
また、図１０に示す放射線照射部１６においては、金属ターゲット１６ｃをＹ方向（図１０の紙面厚さ方向）に平行に配列された金属ワイヤで構成し、マルチスリット１６ｄを設けないようにしてもよい。この金属ワイヤの間隔はタルボ・ロー干渉条件により決められる。なお、この場合、上記金属ワイヤから射出される放射線がコリメータ（図示せず）により上述した第１の実施形態における各放射線源１ａから射出されるファンビームと同じものとなるように構成されている。
【００５７】
また、図１０に示す放射線照射部１６において、冷陰極電子源１６ａをＹ方向（図１０の紙面厚さ方向）に平行にストライプ状に配列された線状の冷陰極電子源で構成し、マルチスリット１６ｄを設けないようにしてもよい。このストライプの間隔はタルボ・ロー干渉条件により決められる。なお、この場合、ストライプ状の各冷陰極電子源から放出された電子の衝突により金属ターゲット１６ｃから射出される放射線がコリメータ（図示せず）上述した第１の実施形態における各放射線源１ａから射出されるファンビームと同じものとなるように構成されている。
【００５８】
そして、放射線照射部１の多数の放射線源１ａは、互いに隣接する放射線源１ａから射出された放射線の被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、各放射線源１ａから射出された放射線の第１の回折格子２０の位置における照射範囲の辺縁において、第１の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。上記角度の条件については、後で詳述する。
【００５９】
第１の回折格子２０は、放射線画像検出器３の検出面に平行な面に沿って形成されており、図１１に示すように、基板２１と、基板２１に設けられた複数の回折部材２２とを備えている。複数の回折部材２２は、いずれも一方向（図１１中紙面の厚さ方向）に延びる線状形状で形成されている。複数の回折部材２２どうしの間隔（つまり、回折格子の周期）Ｐ１は、この実施形態では一定とされている。回折部材２２の素材としては、たとえば、金を用いることができる。また、回折部材２２としては、照射される放射線に対して約８０°〜１００°（理想的には９０°）の位相変調を与える、いわゆる位相型回折格子を構成するものであることが望ましい。通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な金の厚さは１μｍ〜数μｍ程度になる。
【００６０】
第２の回折格子３０は、放射線画像検出器３の検出面に平行な平面に沿って形成されており、図１２に示すように、第１の回折格子２０と同様に、基板３１と、基板３１に設けられた複数の回折部材３２とを備えている。複数の回折部材２２は、いずれも一方向（図１２中紙面の厚さ方向）に延びる線状形状で形成されている。複数の回折部材３２どうしの間隔（つまり、回折格子の周期）Ｐ２は、この実施形態では一定とされている。複数の回折部材３２の素材としては、たとえば、金を用いることができる。第２の回折格子３０は、第１の回折格子２０により回折された放射線を回折することにより、画像コントラストを形成する構成となっている。第２の回折格子３０については、回折部材３２をより厚くした振幅型回折格子であることが望ましいが、第１の回折格子２０と同様に構成することもできる。振幅型回折格子とするには、回折部材が放射線を十分に吸収する必要がある。通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な金の厚さは１０μｍ〜数１０μｍ程度になる。
【００６１】
なお、放射線源１ａから第１の回折格子２０までの距離Ｌと第１の回折格子２０におけるピッチＰ１との比を、放射線源１ａから第２の回折格子３０までの距離Ｌ＋Ｚ１と第２の回折格子３０におけるピッチＰ２の比にほぼ等しく設定することができる。
【００６２】
また、第１の回折格子２０と第２の回折格子３０は、それらを構成する回折部材２２，３２の延伸方向が、各放射線源１ａから射出されるファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置されている。すなわち、第１の回折格子２０と第２の回折格子３０は、それらを構成する回折部材２２，３２の延伸方向が、放射線照射部１の移動方向（Ｙ方向）と同じになるように配置されている。
【００６３】
放射線画像検出器３は、上記第１の実施形態と同様である。
【００６４】
そして、第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線源１ａ、第１の回折格子２０および第２の回折格子３０によってタルボ干渉計が構成される。その条件について以下に説明する。
【００６５】
まず、可干渉距離ｌは、次のようになる。
【数１】
【００６６】
ただし、
λ：放射線の波長（通常は中心波長）
ａ：回折部材にほぼ直交する方向における放射線源１ａの開口径
Ｌ：放射線源１ａ（放射線照射部においてスリットを用いる場合はスリットの位置）から第１の回折格子２０までの距離（図９参照）
Ｚ１：第１の回折格子２０から第２の回折格子３０までの距離（図９参照）
Ｚ２：第２の回折格子３０から放射線画像検出器３までの距離（図９参照）
である。
【００６７】
また、第１の回折格子２０と第２の回折格子３０との距離Ｚ１は、第１の回折格子２０が位相型回折格子であることを前提にすれば、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数２】
【００６８】
ただし、ｍは整数、Ｐ１は上述した回折部材の周期である。
【数３】
【００６９】
ただし、ｍは０か正の整数、λは放射線の波長である。
【００７０】
回折格子移動機構５１は、上述したように第１および第２の回折格子２０，３０をＸ方向に移動させるものであるが、たとえば、第１の回折部材のピッチＰ１の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことによりｎ種類の位相成分の画像信号を取得することができる。たとえば、４種類の位相成分または６種類の位相成分に対応する画像信号を取得するように第１および第２の回折格子２０，３０を移動させるようにすることが望ましい。
【００７１】
次に、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置の作用について説明する。
【００７２】
まず、図８に示すように、放射線照射部１と第１の回折格子２０との間に、被写体１０が配置される。次に、放射線照射部１の各放射線源１ａから第１の回折格子２０に向けて同時に放射線が射出され、第１の回折格子２０に照射される。すると、照射された放射線は、第１の回折格子２０を通過する。このとき、第１の回折格子２０では、タルボ効果を生じる。
【００７３】
ここで、タルボ効果とは、平面波が回折格子を通過したとき、位相型回折格子の場合、式（２）で与えられる距離において回折格子の自己像を形成することである。上記の場合、被写体１０による放射線の位相のずれがあるので、第１の回折格子２０に入射する放射線の波面が歪んでいる。したがって、第１の回折格子２０の自己像はそれに依存して変形している。続いて、放射線は、第２の回折格子３０を通過する。その結果、上記の変形した第１の回折格子２０の自己像と第２の回折格子３０との重ね合わせにより、放射線に画像コントラストを生成することができる。画像コントラストは、一般にモアレ縞となっており、放射線画像検出器３により検出することができる。生成されたモアレ縞は、被写体１０により変調を受けている。その変調量は、被写体１０による屈折効果によって放射線が曲げられた角度に比例している。したがって、放射線画像検出器３により検出されたモアレ縞を解析することにより、被写体１０およびその内部の構造を検出することができる。
【００７４】
そして、上記のようにして第１および第２の回折格子２０，３０が所定の位置にあるときの位相成分に対応する画像信号が放射線画像検出器３により検出される。そして、回折格子移動機構５１により第１および第２の回折格子２０，３０がＸ方向について第１の回折部材のピッチＰ１の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かされる。そして、それぞれの位置で放射線画像検出器３により位相成分に対応する画像信号が検出される。
【００７５】
そして、上記のようにして検出された画像信号は位相画像生成部６１に入力される。そして、位相画像生成部６１は、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する放射線画像検出器３の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分の画像信号に基づいて、各検出範囲毎について部分位相画像を生成する。つまり、１つの放射線源１ａに対応する部分位相画像を生成する。そして、その部分位相画像を合成して１画面全体の位相画像を取得する。なお、１画面全体の位相画像の生成方法については、上記のような方法に限らず、放射線画像検出器３の各検出範囲によって検査された所定の位相成分の画像信号に基づいて、１画面分の所定の位相成分の画像信号を生成し、各位相成分の１画面分の画像信号に基づいて位相画像を生成するようにしてもよい。
【００７６】
そして、次に、放射線照射部１が、上記第１の実施形態と同様に、Ｙ方向に移動させられ、所定の各位置において、放射線照射部１の各放射線源１ａから放射線が射出されるとともに、第１および第２の回折格子２０，３０の移動が行われ、放射線照射部１の各位置毎の位相画像が順次生成される。
【００７７】
そして、位相画像生成部６１において生成された複数の位相画像を表す画像信号が断層像生成部４に入力される。そして、断層像生成部４は、上記第１の実施形態と同様にして、入力された複数の画像信号に対して、所望の被写体の断面位置に応じてシフト処理を施し、そのシフト処理の施された画像信号を加算することによって、上記断面位置に応じた断層像を生成する。
【００７８】
ここで、上述したように、放射線源１ａから射出される放射線は、被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようにするとともに、放射線の第１の回折格子２０および第２の回折格子３０の位置における照射範囲の辺縁において、第１の回折格子２０および第２の回折格子３０の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。以下のその角度について検討する。なお、ここでは、上記角度の許容範囲を第１の回折格子２０の位置ずれに換算して検討するものとする。
【００７９】
まず、放射線源１ａから射出される放射線の中心軸Ｃと第１の回折格子２との交点Ｑから回折部材に直交する方向に距離ｘだけ離れた場所（ｒ,ｘ）における回折部材の必要なピッチをΔｘとすると、Δｘは下式（４）のように表わすことができる（図１３参照。図１３は、図８に示す放射線トモシンセシス撮影装置の上面図であり、紙面厚さ方向が図８のＹ方向に相当する。）
【数４】
【００８０】
ただし、ｒは放射線源１ａ（放射線照射部において後述するスリットを用いる場合はスリットの位置）からまでの距離であり、ｒΔθは放射線ビームの中心軸Ｃと第１の回折格子２０との交点Ｑにおける回折部材のピッチである。
【００８１】
そして、ｘ／ｒ＝ｔａｎθであるので、これを式（４）に代入すると、Δｘは下式（５）で表わすことができる。
【数５】
【００８２】
したがって、（ｒ，ｘ）におけるピッチと交点ＱにおけるピッチｒΔθとの比は下式（６）で表わすことができる。
【数６】
【００８３】
そして、上式（６）に基づいてθとΔｘ／ｒΔθとの関係を求めると、下表のようになる。
【表１】
【００８４】
ここで、第１の回折格子２０の回折部材のピッチＰ１を８μｍ、回折部材の幅を３μｍとし、放射線画像検出器３の１画素の幅を約１２０μｍとすると、第１の回折格子２０の位相がピッチの１／１２程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（回折部材に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の回折部材の位置ずれを８／１２×１／２＝８／２４＝０．３３３μｍ以下に抑えることが好ましい。
【００８５】
中心軸Ｃ上での回折部材のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における１画素内の両端にある回折部材の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【００８６】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．３３３を満たせばよいことになる。
【００８７】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１０となる。
【００８８】
したがって、上表１より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを５°以下に抑えればよい。
【００８９】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ５°＝１７５ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの第１の回折格子２０上におけるＸ方向の幅が１７５ｍｍ以下となるようにすればよい。
【００９０】
また、上記説明では、放射線画像検出器３の１画素の幅が約１２０μｍの場合を検討したが、１画素の幅が約８０μｍの場合について検討する。なお、回折部材のピッチと幅については上記と同様である。
【００９１】
この場合には、第１の回折格子２０の位相がピッチの１／８程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向に広がることを考慮すると、１画素内の回折部材の位置ずれを８／８×１／２＝８／１６＝０．５μｍ以下に抑えることが好ましい。
【００９２】
中心軸Ｃ上での回折部材のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における１画素内の両端にある回折部材の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【００９３】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．５を満たせばよいことになる。
【００９４】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１６となる。
【００９５】
したがって、上表１より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを６°以下に抑えればよい。
【００９６】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ６°＝２１０ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの第１の回折格子２０上におけるＸ方向の幅が２１０ｍｍ以下となるようにすればよい。
【００９７】
なお、上記の検討結果より、回折部材のピッチは放射線ビームの広がり角θの制約に依存しないことがわかる。
【００９８】
また、上記説明においては、被写体１０が放射線照射部１と第１の回折格子２０との間に位置する場合を説明したが、被写体１０が第１の回折格子２０と第２の回折格子３０との間に位置する場合であっても、第２の回折格子３０の位置に生成される第１の回折格子２０の自己像が被写体１０により変形する。したがって、この場合でも、放射線画像検出器３により被写体１０に起因して変調された位相成分の画像信号を検出することができる。すなわち、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、被写体１０を放射線照射部１と第１の回折格子２０との間に配置してもよいし、第１の回折格子２０と第２の回折格子３０との間に配置するようにしてもよい。
【００９９】
また、上記第２の実施形態においても、放射線照射部１の構成として、上記第１の実施形態において説明した種々の構成を採用することができる。ただし、図１０に示すようなマルチスリット１６ｄを備えたものを採用する場合には、そのマルチスリットと第１の回折格子２０と第２の回折格子３０の回折部材２２，３２とが平行になるようにする必要がある。また、コリメータを透過した放射線の被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようになるとともに、コリメータを透過した放射線が第１の回折格子２０の位置における照射範囲の辺縁において、第１の回折格子２０の回折特性に実質的に影響を与えないような角度となるように放射線の照射範囲を制限するものであることが望ましい。
【０１００】
また、図１０に示す放射線照射部１６において、金属ターゲット１６ｃを金属ワイヤで構成する場合には、その金属ワイヤと第１および第２の回折格子２０,３０の回折部材２２,３２とが平行になるようにする必要がある。
【０１０１】
また、図１０に示す放射線照射部１６において、冷陰極電子源１６ａを線状の冷陰極電子源で構成する場合には、その線状の冷陰極電子源と第１および第２の回折格子２０,３０の回折部材２２,３２とが平行になるようにする必要がある。
【０１０２】
なお、放射線照射部として図１０に示す構成および上述したその変形例の構成を用いた場合には、タルボ・ロー干渉計を構成するものとなる。
【０１０３】
次に、本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第３の実施形態について説明する。図１４に第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置の概略構成を示す。図１５に図１４に示す放射線トモシンセシス撮影装置の上面図（Ｘ−Ｚ断面図）を示す。図１５の紙面厚さ方向が図１４のＹ方向である。
【０１０４】
第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置は、第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における放射線画像検出器３の代わりに周期情報撮像放射線画像検出器４５を用いるようにし、第２の回折格子３０を設けないようにしたものである。
【０１０５】
第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置は、図１４に示すように、放射線を被写体１０に向かって照射する放射線照射部１と、被写体１０を透過した放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ-・ロー干渉を生じさせるように構成された回折格子２５と、回折格子２５により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器４５と、回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４５をそれぞれの面に沿って検出器４５の有する線状電極に直交する方向（図１４のＸ方向）に移動させる回折格子移動機構５５と、周期情報撮像放射線画像検出器４５により検出された画像信号に基づいて位相画像を取得する位相画像生成部６５と、位相画像生成部６５において生成された位相画像に基づいて断層像を生成する断層像生成部４とを備えている。
【０１０６】
放射線照射部１は、上記第１の実施形態および第２の実施形態で説明した構成と同様である。
【０１０７】
回折格子２５は、上記第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における第１の回折格子と同様の構成である。
【０１０８】
第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置は、回折格子２５と周期情報撮像放射線画像検出器４５によりタルボ干渉計を構成するものであるが、その条件を説明する。まず、可干渉距離ｌは、次のようになる。
【数７】
【０１０９】
ただし、
λ：放射線の波長（通常は中心波長）
ａ：回折部材にほぼ直交する方向における放射線源の開口径
Ｌ：放射線源（放射線照射部においてスリットを用いる場合はスリットの位置）から回折格子２５までの距離（図１５参照）
Ｚ３：回折格子２５から周期情報撮像放射線画像検出器４５までの距離（図１５参照）
である。
【０１１０】
また、回折格子２５から周期情報撮像放射線画像検出器４５までの距離Ｚ３は、回折格子２５が位相型回折格子であることを前提にすれば、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数８】
【０１１１】
ただし、ｍは０か正の整数、λは放射線の波長である。
【０１１２】
なお、回折格子２５が振幅型回折格子である場合の条件は次のようになる。
【数９】
【０１１３】
ただし、ｍは０か正の整数、λは放射線の波長である。
【０１１４】
次に、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器４５の構成について詳細に説明する。図１６は周期情報撮像放射線画像検出器４５の一部断面図である。
【０１１５】
周期情報撮像放射線画像検出器４５は、図１６に示すように、アクティブマトリクス基板７０と、このアクティブマトリクス基板７０上に積層され、アクティブマトリクス基板７０上の略全面に形成された半導体層６０と、上部電極５０とを備えている。
【０１１６】
半導体層６０は、電磁波導電性を有するものであり、放射線が照射されると内部に電荷を発生するものである。半導体層６０としては、たとえば、セレンを主成分とする膜厚１０〜１５００μｍの非晶質Ｓｅ膜を用いることができるが、それに限定されることなく、ＰｂＩ２、ＨｇＩ２、Ｃｄ（Ｚｎ）Ｔｅ、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｂｉ１２ＳｉＯ２０、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０などでもよい。上記半導体層６０は、アクティブマトリクス基板７０上に真空蒸着法などによって形成される。
【０１１７】
上部電極５０は、Ａｕ、Ａｌなどの低抵抗の導電材料で形成され、照射された放射線を透過する厚さで形成されている。なお、上部電極５０と半導体層６０の間に、電極からの電荷注入を防止する一方で発生した電荷のうち注入されるのとは反対の極性の電荷が上部電極５０に到達できるようにするための電荷輸送層や、非晶質Ｓｅの結晶化を防止するための結晶化防止層などの中間層を設けることができる。
【０１１８】
アクティブマトリクス基板７０は、図１６に示すように、被写体の放射線画像を構成する画素に対応する電荷収集電極とスイッチ素子などを含む単位素子７２が、ガラス基板７１上に２次元状に多数配列されたものである。
【０１１９】
ここで、周期情報撮像放射線画像検出器４５における各画素単位あるいはサブ画素ごとの構造の詳細について以下に説明する。なお、本実施形態でサブ画素とは、配列周期の位相が互いに逆位相となるように交互に配列された２つの線状電極群の組のことをいう。図１７は周期情報撮像放射線画像検出器４５の平面図、図１８は図１７に示す周期情報撮像放射線画像検出器４５の６−６線断面図、図１９は図１７に示す周期情報撮像放射線画像検出器４５の７−７線断面図である。
【０１２０】
周期情報撮像放射線画像検出器４５は、半導体層６０において発生した電荷を収集する第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとから構成される電荷収集電極と、第１の線状電極群８１ａによって収集された電荷を蓄積する第１の蓄積容量４１ａと、第２の線状電極群８１ｂによって収集された電荷を蓄積する第２の蓄積容量４１ｂと、第１の蓄積容量４１ａに蓄積された電荷を読み出すための第１のＴＦＴスイッチ４２ａと、第２の蓄積容量４１ｂに蓄積された電荷を読み出すための第２のＴＦＴスイッチ４２ｂとを備えている。
【０１２１】
図２０に、４画素に対応する単位素子７２の第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとの模式図を示す。第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとは、ともに多数の線状電極をピッチＰ２で周期的に配列したものである。そして、第１の線状電極群８１ａの線状電極間に、第２の線状電極群８１ｂの線状電極が配置されるように形成され、第１の線状電極群８１ａの線状電極の配列周期の位相と第２の線状電極群８１ｂの線状電極の配列周期の位相とがπ（１８０°＝ ピッチの半分に相当）だけずれるように形成されている。また、図２０に示すように、第１の線状電極群８１ａの線状電極どうしは接続されており、第２の線状電極群８１ｂの線状電極どうしも接続されている。なお、線状電極間の接続線が電極として機能しないように、接続線を線状電極とは異なる面に配置する方が望ましいが、接続線の幅が狭ければ実質的な影響を問題にならないレベルに抑えることができる。
【０１２２】
そして、第１の線状電極群８１ａの線状電極の配列ピッチＰ２と、第２の線状電極群８１ｂの線状電極の配列ピッチＰ２は、２μｍ以上１５μｍ以下とされる。なお、第１の線状電極群８１ａの各線状電極の幅と第２の線状電極群８１ｂの各線状電極の幅は、１μｍ以上１４μｍ以下である。
【０１２３】
なお、放射線源１ａから回折格子２５までの距離Ｌと回折格子２５におけるピッチＰ１との比を、放射線源１ａから周期情報撮像放射線画像検出器４５までの距離Ｌ＋Ｚ３と周期情報撮像放射線画像検出器４５における線状電極のピッチＰ２の比にほぼ等しく設定することができる。
【０１２４】
また、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとは、たとえば、非晶質透明導電酸化膜から形成するようにすればよい。
【０１２５】
また、第１の線状電極群８１ａおよび第２の線状電極群８１ｂと半導体層６０との間に電極からの電荷注入を防止する一方で、半導体層６０で発生した電荷を第１の線状電極群８１ａおよび第２の線状電極群８１ｂで収集するための電荷輸送層や非晶質Ｓｅの結晶化を防止する結晶化防止層などの中間層を設けても良い。
【０１２６】
第１の蓄積容量４１ａは、接続電極８３ａとゲート絶縁膜８５と電荷蓄積容量電極８４とから構成され、ゲート絶縁膜８５が誘電体として作用し、接続電極８３ａと電荷蓄積容量電極８４との間に電荷が蓄積される。また、第２の蓄積容量４１ｂは、接続電極８３ｂとゲート絶縁膜８５と電荷蓄積容量電極８４とから構成され、ゲート絶縁膜８５が誘電体として作用し、接続電極８３ｂと電荷蓄積容量電極８４との間に電荷が蓄積される。
【０１２７】
第１のＴＦＴ４２ａは、後述する走査配線７３から延伸して形成されたゲート電極４３ａと、接続電極８３ａから延伸して形成されたドレイン電極４３ｂと、後述するデータ配線７４から延伸して形成されたソース電極４３ｃと、ゲート絶縁膜８５と、半導体膜８８ａなどから構成されている。また、第２のＴＦＴ４２ｂは、走査配線７３から延伸して形成されたゲート電極４４ａと、接続電極８３ｂから延伸して形成されたドレイン電極４４ｂと、データ配線７４から延伸して形成されたソース電極４４ｃと、ゲート絶縁膜８５と、半導体膜８８ｂなどから構成されている。ゲート絶縁膜８５は、たとえば、ＳｉＮＸ や、ＳｉＯＸ などから形成される。また、半導体膜８８ａ,８８ｂは、第１および第２のＴＦＴスイッチ４２ａ,４２ｂのチャネル部であり、データ配線７４と接続電極８３ａ,８３ｂとを結ぶ電流の通路である。
【０１２８】
そして、絶縁保護膜８７が、第１の蓄積容量４１ａと第２の蓄積容量４１ｂ、第１のＴＦＴスイッチ４２ａと第２のＴＦＴスイッチ４２ｂ、およびデータ配線７４などを覆うように形成されている。絶縁保護膜８７には、第１の線状電極群８１ａと接続電極８３ａの接続部分および第２の線状電極群８１ｂと接続電極８３ｂの接続部分において、コンタクトホール８６が形成されている。
【０１２９】
そして、絶縁保護膜８７の上面に層間絶縁膜８２が形成されており、層間絶縁膜８２には、コンタクトホール８６が貫通しており、そのコンタクトホール８６を介して第１の線状電極群８１ａと接続電極８３ａとが接続され、第２の線状電極群８１ｂと接続電極８３ｂとが接続されている。層間絶縁膜８２は、有機絶縁膜であり、第１および第２のＴＦＴスイッチ４２ａ,４２ｂの電気的な絶縁分離を図っている。有機絶縁膜の材料としては、たとえば、アクリル樹脂を用いることができる。
【０１３０】
走査配線７３およびデータ配線７４は、図１７に示すように、格子状に配列された電極配線であり、その交点近傍に第１のＴＦＴスイッチ４２ａおよび第２のＴＦＴスイッチ４２ｂが形成されている。そして、第１のＴＦＴスイッチ４２ａと第２のＴＦＴスイッチ４２ｂとには、それぞれ別の走査配線７３が接続されており、第１のＴＦＴスイッチ４２ａと第２のＴＦＴスイッチ４２ｂとは別個にＯＮ／ＯＦＦ制御されるように構成されている。
【０１３１】
そして、データ配線７４の終端には、データ配線７４に流れ出した信号電荷を検出するアンプからなる読出回路（図示省略）が接続され、走査配線７３には、第１のＴＦＴスイッチ４２ａおよび第２のＴＦＴスイッチ４２ｂをそれぞれ独立にＯＮ/ＯＦＦ制御するための制御信号を出力するゲートドライバ（図示省略）が接続されている。
【０１３２】
回折格子移動機構５５は、上述したように回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４５をＸ方向に移動させるものであるが、たとえば、周期情報撮像放射線画像検出器４５の線状電極の配列ピッチＰ２の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことによりｎ種類の位相成分の画像信号を取得することができる。たとえば、４種類の位相成分または６種類の位相成分の画像信号を取得するように周期情報撮像放射線画像検出器４５を移動させることが望ましいが、本実施形態のように、電荷収集電極を第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとから構成する場合には、配列ピッチＰ２の１／２だけ動かすことにより４種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができ、配列ピッチＰ２の１／３ずつ動かすことにより６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。なお、２種類の位相成分に対応する画像信号で位相画像を構成する場合には、回折格子移動機構５５は設ける必要はない。
【０１３３】
次に、上記実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置による周期情報撮像放射線画像検出器への放射線画像の記録および読取りの作用について説明する。
【０１３４】
まず、放射線照射部１と回折格子２５との間に被写体１０が配置される（図１４参照）。なお、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線照射部１と回折格子２５との間に被写体１０を配置するようにしたが、回折格子２５と周期情報撮像放射線画像検出器４５との間に配置するようにしてもよい。その場合、被写体から周期情報撮像放射線画像検出器４５までの距離が近くなるとともに、拡大率が小さくなるので既存の放射線撮影室内に設置し易くなる。
【０１３５】
そして、次に、放射線照射部１の各放射線源１ａから回折格子２５に向けて同時に放射線が射出される。そして、回折格子２５に照射された放射線は、回折格子２５を通過するが、このとき、回折格子２５ではタルボ効果を生じる。ここで、タルボ効果とは、平面波が回折格子を通過したとき、位相型回折格子の場合、上述した距離Ｚ３で与えられる距離において回折格子の自己像を形成することをいう。上記の場合、被写体１０による放射線の位相のずれがあるので、回折格子２５に入射する放射線の波面が歪んでいる。したがって、回折格子２５の自己像はそれに依存して変形している。
【０１３６】
そして、電圧源によって周期情報撮像放射線画像検出器４５の上部電極５０に正の電圧を印加した状態において、上記のようにして回折格子２５のタルボ効果によって形成された自己像を担持した放射線が、周期情報撮像放射線画像検出器４５の上部電極５０側から照射される。なお、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、周期情報撮像放射線画像検出器４５は、上部電極５０が放射線照射部１側を向くように配置されているとともに、アクティブマトリクス基板７０の第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂの各線状電極の長さ方向が、回折格子２５の回折部材２２の長さ方向とが同じ方向になるように配置されている。
【０１３７】
そして、周期情報撮像放射線画像検出器４５に照射された放射線は、上部電極５０を透過し、半導体層６０に照射される。そして、その放射線の照射によって半導体層６０において電荷対が発生し、そのうち負の電荷は上部電極５０に帯電した正の電荷と結合して消滅し、正の電荷は各単位素子７２の第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂに収集され、第１および第２の蓄積容量４１ａ，４１ｂに蓄積される。
【０１３８】
ここで、本放射線トモシンセシス撮影装置の周期情報撮像放射線画像検出器４５においては、半導体層６０において発生した電荷を収集する電荷収集電極が、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとから構成されている。したがって、上記のようにして上部電極５０に電圧を印加すると、図２１の点線矢印で示すように、半導体層６０内に、第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂの各線状電極に向かってほぼ平行な、すなわち上部電極５０の面にほぼ垂直な電界が形成される。半導体層６０内に発生した電荷はその電界に沿って拡散することなく各線状電極に収集されるので、第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂは、実質的に振幅型回折格子とその後に設置された検出器の組合せと同等の機能を果たすことになる。したがって、第１の蓄積容量４１ａには、上記変形した回折格子２５の自己像と第１の線状電極群８１ａによって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積され、第２の蓄積容量４１ｂには、上記変形した回折格子２５の自己像と第２の線状電極群８１ｂによって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積される。上記画像コントラストは、一般にモアレ縞となっている。そして、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとは、上述したように互いにπだけ位相がずれているので、互いにπだけ位相がずれた２種類の位相成分に対応する信号が周期情報撮像放射線画像検出器４５により検出される。
【０１３９】
そして、次に、図示省略したゲートドライバから第１のＴＦＴスイッチ４２ａに接続された各走査配線７３に第１のＴＦＴスイッチ４２ａをＯＮするための制御信号が順次出力される。そして、ゲートドライバから出力された制御信号に応じて第１のＴＦＴスイッチ４２ａがＯＮし、各単位素子７２の第１の蓄積容量４１ａからデータ配線７４に蓄積電荷が読み出される。そして、データ配線７４に流れ出した電荷信号は、図示省略した読出回路のチャージアンプにより第１の位相成分に対応する画像信号として検出される。
【０１４０】
ついで、図示省略したゲートドライバから第２のＴＦＴスイッチ４２ｂに接続された各走査配線７３に第２のＴＦＴスイッチ４２ｂをＯＮするための制御信号が順次出力される。そして、ゲートドライバから出力された制御信号に応じて第２のＴＦＴスイッチ４２ｂがＯＮし、各単位素子７２の第２の蓄積容量４１ｂからデータ配線７４に蓄積電荷が読み出される。そして、データ配線７４に流れ出した電荷信号は、図示省略した読出回路のチャージアンプにより第２の位相成分に対応する画像信号として検出される。
【０１４１】
そして、回折格子移動機構５５による回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４５の移動にともなって、上述した周期情報撮像放射線画像検出器４５への記録と画像信号の読取りがそれぞれ所定の位置について行なわれ、それぞれ所定の位置毎について第１および第２の位相成分に対応する画像信号が検出される。
【０１４２】
そして、上記のようにして検出された画像信号は位相画像生成部６５に入力される。そして、位相画像生成部６５は、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する周期情報撮像放射線画像検出器４５の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分の画像信号に基づいて、各検出範囲毎について部分位相画像を生成する。つまり、１つの放射線源１ａに対応する部分位相画像を生成する。そして、その部分位相画像を合成して１画面全体の位相画像を取得する。
【０１４３】
そして、次に、放射線照射部１が、上記第１の実施形態と同様に、Ｙ方向に移動させられ、所定の各位置において、放射線照射部１の各放射線源１ａから放射線が射出されるとともに、回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４５の移動が行われ、放射線照射部１の各位置毎の位相画像が順次生成される。
【０１４４】
そして、位相画像生成部６５において生成された複数の位相画像を表す画像信号が断層像生成部４に入力される。そして、断層像生成部４は、上記第１の実施形態と同様にして、入力された複数の画像信号に対して、所望の被写体の断面位置に応じてシフト処理を施し、そのシフト処理の施された画像信号を加算することによって、上記断面位置に応じた断層像を生成する。
【０１４５】
次に、上記第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器４５の変形例について説明する。
【０１４６】
図２０に示した周期情報撮像放射線画像検出器４０の第１の線状電極群８１ａおよび第２の線状電極群８１ｂに加えて、図２２に示すように、各単位素子７２の第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂからなる電荷収集電極を囲むように、格子状に定電位線状電極９０を設けるようにしてもよい。電荷収集電極間に隙間があると電界が曲げられ、線状電極がない部分からも電荷が集まり、位相成分のコンタミが起こる。そこで、上述したように定電位が印加される定電位線状電極９０を設けることによって、電界を安定させることができ、上記のようなコンタミの発生を防止することができる。定電位線状電極９０には、周囲の電荷収集電極との間の電位差が大きくならないような電位が印加される。つまり、電荷収集電極とほぼ同電位の電位とされ、具体的には、接地またはそれに近い電位とされる。なお、上記のように定電位線状電極９０を設ける場合には、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂは、図２２に示すように構成および配置することが望ましい。
【０１４７】
また、上記実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器４５においては、各単位素子７２に、電荷収集電極として、互いにπだけ位相のずれた第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとを設けるようにしたが、電荷収集電極の形状としてはこれに限らない。
【０１４８】
たとえば、図２３に示すように、線状電極をピッチＰ２で多数配列した第１〜第６の線状電極群１０１〜１０６を、各線状電極群の線状電極の配列周期の位相がπ／３ずつずれるように配置するようにしてもよい。具体的には、第１の線状電極群１０１の位相を０とすると、第２の線状電極群１０２の位相はπ／３、第３の線状電極群１０３の位相は２π／３、第４の線状電極群１０４の位相はπ、第５の線状電極群１０５の位相は４π／３、第６の線状電極群１０６の位相は５π／３となるように配置するようにしてもよい。
【０１４９】
図２３に示すように電荷収集電極を構成し、第１〜第６の線状電極群１０１〜１０６によって収集された電荷を各線状電極群毎に読み出すようにすることによって、一度の放射線画像の撮影により、互いに位相の異なる６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。したがって、回折格子移動機構５５を設ける必要がない。
【０１５０】
また、図２４に示すように、１つの単位素子７２に対応する画素を複数（ここでは、３つ）のサブ画素に区分し、このサブ画素毎に、互いに位相の異なる線状電極群を配置するようにしてもよい。なお、本実施形態においては、上記サブ画素は、上述したように配列周期の位相が互いに逆位相となるように交互に配列された２つの線状電極群の組を意味している。
【０１５１】
具体的には、図２４に示す変形例では、サブ画素ＳＰ１に、線状電極がピッチＰ２で配列された第１の線状電極群１１１と第２の線状電極群１１２とを互いに位相がπだけずれるように配置し、サブ画素ＳＰ２に、線状電極がピッチＰ２で配列された第３の線状電極群１１３と第４の線状電極群１１４とを互いに位相がπだけずれるように配置し、サブ画素ＳＰ３に、線状電極がピッチＰ２で配列された第５の線状電極群１１５と第６の線状電極群１１６とを互いに位相がπだけずれるように配置している。そして、サブ画素ＳＰ１とサブ画素ＳＰ２の隣接する線状電極群が（７／６）・Ｐ２だけ離れるように配置し、サブ画素ＳＰ２とサブ画素ＳＰ３の隣接する線状電極群が（７／６）・Ｐ２だけ離れるように配置することによってサブ画素間で位相が４π／３ずれるように配置している。図２４に示すように１画素の中に線状電極群を配置することによって、第１の線状電極群１１１の位相を０とすると、第２の線状電極群１１２の位相はπ、第３の線状電極群１１３の位相は４π／３、第４の線状電極群１１４の位相はπ／３、第５の線状電極群１１５の位相は２π／３、第６の線状電極群１１６の位相は５π／３となる。なお、線状電極群１１７と線状電極群１１８は、隣接画素の線状電極群である。
【０１５２】
図２４に示すように電荷収集電極を構成し、第１〜第６の線状電極群１１１〜１１６によって収集された電荷を各線状電極群毎に読み出すようにすることによって、一度の放射線画像の撮影により、互いに異なる６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。図２３に示す電荷収集電極の構成でも６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができるが、図２４に示すように電荷収集電極を構成することによって、線状電極の幅を図２３の場合に比べて広くすることができる。図２４に示す構成とすると空間分解能は低下するが、線状電極の接続も容易である。
【０１５３】
ここで、上述したように、放射線源１ａから射出される放射線は、被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようにするとともに、放射線の回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４０の位置における照射範囲の辺縁において、回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４５の線状電極群の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。以下のその角度について検討する。なお、ここでは、上記角度の許容範囲を周期情報撮像放射線画像検出器４５の線状電極群の位置ずれに換算して検討するものとする。
【０１５４】
まず、放射線源１ａから射出される放射線の中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器４５との交点Ｑから回折部材に直交する方向に距離ｘだけ離れた場所（ｒ,ｘ）における回折部材の必要なピッチをΔｘとすると、Δｘは下式（１０）のように表わすことができる（図２５参照。図２５は、図１４に示す放射線位相画像撮影装置の上面図であり、紙面厚さ方向が図１４のＹ方向に相当する。）
【数１０】
【０１５５】
ただし、ｒは放射線源１ａ（放射線照射部において後述するスリットを用いる場合はスリットの位置）から周期情報撮像放射線画像検出器４５までの距離であり、ｒΔθは放射線ビームの中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器４５との交点Ｑにおける線状電極のピッチである。
【０１５６】
そして、ｘ／ｒ＝ｔａｎθであるので、これを式（１０）に代入すると、Δｘは下式（１１）で表わすことができる。
【数１１】
【０１５７】
したがって、（ｒ，ｘ）におけるピッチと交点ＱにおけるピッチｒΔθとの比は下式（１２）で表わすことができる。
【数１２】
【０１５８】
そして、上式（１２）に基づいてθとΔｘ／ｒΔθとの関係を求めると、下表のようになる。
【表２】
【０１５９】
ここで、周期情報撮像放射線画像検出器４５の電荷収集電極を、図２４に示すような構成とし、線状電極のピッチＰ２を８μｍ、線状電極の線幅を３μｍとすると、１位相成分に対応する信号を検出する線状電極群の幅は３５μｍとなり、１画素は約１２０μｍ幅になる。
【０１６０】
そして、各線状電極群の位相がピッチの１／１２程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（線状電極に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の線状電極の位置ずれを８／１２×１／２＝８／２４＝０．３３３μｍ以下に抑えることが好ましい。
【０１６１】
中心軸Ｃ上での線状電極のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における線状電極群の両端にある線状電極の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【０１６２】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．３３３を満たせばよいことになる。
【０１６３】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１０となる。
【０１６４】
したがって、上表２より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを５°以下に抑えればよい。
【０１６５】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ５°＝１７５ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの周期情報撮像放射線画像検出器４０上におけるＸ方向の幅が１７５ｍｍ以下となるようにすればよい。
【０１６６】
また、上記説明では、電荷収集電極が、図２４に示すように、３つのサブ画素に区分された構成の場合について検討したが、２つのサブ画素に区分し、そのサブ画素毎に、互いに位相がπだけずれた２つの線状電極群を配置する構成として場合について検討する。なお、１つの線状電極群に属する線状電極の本数は５本であり、線状電極のピッチと線状電極の幅とについては上記と同様である。
【０１６７】
この場合には、各線状電極群の位相がピッチの１／８程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（線状電極に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の線状電極の位置ずれを８／８×１／２＝８／１６＝０．５μｍ以下に抑えることが好ましい。
【０１６８】
中心軸Ｃ上でのピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における線状電極群の両端にある線状電極の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【０１６９】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．５を満たせばよいことになる。
【０１７０】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１６となる。
【０１７１】
したがって、上表２より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを６°以下に抑えればよい。
【０１７２】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ６°＝２１０ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの周期情報撮像放射線画像検出器４０上におけるＸ方向の幅が２１０ｍｍ以下となるようにすればよい。
【０１７３】
なお、上記の検討結果より、線状電極のピッチは放射線ビームの広がり角θの制約に依存しないことがわかる。
【０１７４】
また、図２４に示した第１〜第６の線状電極群１１１〜１１６に加えて、図２６に示すように、各単位素子７２の第１〜第６の線状電極群１１１〜１１６からなる電荷収集電極を囲むように、格子状に定電位電極１１９を設けるようにしてもよい。この定電位電極１１９の作用効果は、図２２における説明と同様である。定電位電極１１９にも、周囲の電荷収集電極との間の電位差が大きくならないような電位が印加される。つまり、電荷収集電極とほぼ同電位の電位とされ、具体的には、接地またはそれに近い電位とされる。なお、図２６に示すように、定電位電極１１９を設ける場合には、線状電極に直交する方向に隣接する画素間の線状電極群、具体的には、線状電極群１１６と線状電極群１１７とのピッチは（１０／６）・Ｐ２とされる。
【０１７５】
また、図２６に示すように定電位電極１１９を各画素を囲むように設けるのではなく、図２７に示すように定電位電極１２０を各サブ画素を囲むように設けるようにしてもよい。
【０１７６】
また、図２８に示すように、１つの単位素子７２に対応する画素を２つのサブ画素に区分し、このサブ画素毎に、互いに位相の異なる線状電極群を配置するようにしてもよい。具体的には、図２８に示す変形例では、サブ画素ＳＰ１に、線状電極がピッチＰ２で配列された第１の線状電極群１３１と第２の線状電極群１３２とを互いに位相がπだけずれるように配置し、サブ画素ＳＰ２に、線状電極がピッチＰ２で配列された第３の線状電極群１３３と第４の線状電極群１３４とを互いに位相がπだけずれるように配置している。そして、サブ画素ＳＰ１とサブ画素ＳＰ２の隣接する線状電極群がピッチ５Ｐ２／４だけ離れるように配置すると、第１の線状電極群１３１の位相を０とすると、第２の線状電極群１３２の位相はπ、第３の線状電極群１３３の位相は３π／２、第４の線状電極群１３４の位相はπ／２となり、第１〜第４の線状電極群はπ／２ずつ異なる位相に対応した線状電極群となる。なお、線状電極群１３５〜１３８は、隣接画素の線状電極群であり、線状電極群１３５が、第１の線状電極群１３１と同じ位相の信号を検出するものであり、線状電極群１３６が、第２の線状電極群１３２と同じ位相の信号を検出するものであり、線状電極群１３７が、第３の線状電極群１３３と同じ位相の信号を検出するものであり、線状電極群１３８が、第４の線状電極群１３４と同じ位相の信号を検出するものである。
【０１７７】
図２８に示すように電荷収集電極を構成し、第１〜第４の線状電極群１３１〜１３４によって収集された電荷を各線状電極群毎に読み出すようにすることによって、一度の放射線画像の撮影により、４種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。
【０１７８】
また、図２４および図２８では、１つの単位素子７２に対応する画素を３つまたは２つのサブ画素に区分した場合を示したが、これに限らず、ｎ個（ｎ≧４）のサブ画素に区分してもよい。この場合、隣接するサブ画素における隣接する線状電極群のピッチを、（２ｎ＋１）Ｐ２／２ｎにするとπ／ｎずつ異なる位相に対応した線状電極群とすることができる。
【０１７９】
２つ〜３つ程度のサブ画素に区分すれば４つ〜６つの位相成分のデータが一度の撮影で取得され、好ましい位相画像を形成することができる。サブ画素に分割しないで４つ〜６つの位相成分のデータを一度の撮影で得るためには、図２３の構成が考えられるが、各線状電国の幅が狭くなり、製造上の問題が生じるおそれがある。一方、画素サイズを維持したままｎ≧４とすると、個々の線状電極群の線状電極の数が少なくなり、位相成分のデータとして精度が低下することになる。
【０１８０】
また、上記のように複数のサブ画素に区分する場合には、図２４、図２６〜図２８に示すように、サブ画素内の線状電極群の組の線状電極の長さ方向についての幅を、線状電極群の組の長さ方向に直交する方向についての幅よりも大きくすることが望ましい。
【０１８１】
また、上述した変形例は、各単位素子７２に複数の線状電極群を設けるようにした例であるが、たとえば、図２９に示すように、各単位素子７２に、線状電極がピッチＰ２で配列された線状電極群１２１を１つだけ設けるようしてもよい。なお、図２９は隣接する４つの単位素子７２の線状電極群１２１を示している。なお、図２９に示すように、単位素子７２の電荷収集電極を１つの線状電極群によって構成するとともに、互いに位相の異なる複数種類の位相成分に対応する画像信号を取得する場合には、周期情報撮像放射線画像検出器４５および回折格子２５をそれぞれの面に沿って線状電極と直交する方向（図２９の矢印Ａ方向）に移動させる移動機構を設け、その移動機構による移動にともなって放射線画像の撮影を複数回行なうようにすればよい。たとえば、ピッチＰ２の１／３ずつ動かして、それぞれの位置での放射線画像の撮影を行なうことにより３種類の位相成分に対応する画像信号が取得でき、また、ピッチＰ２の１／６ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことにより６種類の位相成分に対応する画像信号が取得できる。
【０１８２】
また、図２９に示す線状電極群１２１からなる電荷収集電極に、さらに、図３０に示すように、定電位線状電極１２２を設けるようにしてもよい。定電位線状電極１２２は、線状電極群１２１の各線状電極間に配置されるとともに、各単位素子７２を囲むように格子状に配置されている。この定電位線状電極１２２の作用効果は、図２２における説明と同様である。定電位線状電極１２２にも、周囲の電荷収集電極との間の電位差が大きくならないような電位が印加される。つまり、電荷収集電極とほぼ同電位の電位とされ、具体的には、接地またはそれに近い電位とされる。
【０１８３】
また、図２０においては、各単位素子７２に、互いに位相がπだけずれた第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとを設ける場合について説明したが、これに限らず、たとえば、各単位素子７２に位相が２π／３ずつずれた３つの線状電極群を設けるようにしてもよい。また、各単位素子７２の電荷収集電極を、上記のように３つの線状電極群から構成するとともに、周期情報撮像放射線画像検出器および回折格子を、たとえば、ピッチＰ２の１／２ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことにより６種類の位相成分に対応する画像信号が取得できる。
【０１８４】
なお、上記第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、ＴＦＴスイッチを備えた放射線画像検出器を用いるようにしたが、スイッチ素子としてはＴＦＴだけでなく、ＣＭＯＳやＣＣＤなどを利用するようにしてもよい。
【０１８５】
また、上記第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線画像の記録時に正電圧が印加される周期情報撮像放射線画像検出器４５を用いるようにしたが、これに限らず、放射線画像の記録時に負の電圧が印加されるＴＦＴ読取方式の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。
【０１８６】
次に、本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置は、第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置におけるＴＦＴ読取方式の周期情報撮像放射線画像検出器の代わりに、光読取方式の周期情報撮像放射線画像検出器を用いたものである。第４の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置は、第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置と周期情報撮像放射線画像検出器の構成のみが異なるものであるため、以下のその周期情報撮像放射縁画像検出器の構成について説明する。図３１（Ａ）は周期情報撮像放射線画像検出器の斜視図、図３１（Ｂ）は図３１（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＺ面断面図、図３１（Ｃ）は図３１（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＹ面断面図である。
【０１８７】
第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器２００は、図３１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、放射線を透過する第１の電極層２０１、第１の電極層２０１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層２０２、記録用光導電層２０２において発生した電荷のうち一方の極性の電荷に対しては絶縁体として作用し、且つ他方の極性の電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層２０４、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層２０５、および第２の電極層２０６をこの順に積層してなるものである。記録用光導電層２０２と電荷輸送層２０４との界面近傍には、記録用光導電層２０２内で発生した電荷を蓄積する蓄電部２０３が形成される。なお、上記各層は、ガラス基板２０７上に第２の電極層２０６から順に形成されている。
【０１８８】
第１の電極層２０１としては、放射線を透過するものであればよく、たとえば、ネサ皮膜（ＳｎＯ2）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Idemitsu Indium X-metal Oxide ；出光興産（株））などを５０〜２００ｎｍ厚にして用いることができ、また、１００ｎｍ厚のＡｌやＡｕなども用いることもできる。
【０１８９】
第２の電極層２０６は、読取光を透過する複数の透明線状電極２０６ａと読取光を遮光する複数の遮光線状電極２０６ｂとを有するものである。透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂとは、周期情報撮像放射線画像検出器２００の画像形成領域の一方の端部から他方の端部まで連続して直線状に延びるものである。そして、透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂとは、図３１（Ａ），（Ｂ）に示すように、所定の間隔を空けて交互に平行に配列されている。
【０１９０】
透明線状電極２０６ａは読取光を透過するとともに、導電性を有する材料から形成されている。たとえば、第１の電極層２０１と同様に、ＩＴＯ、ＩＺＯやＩＤＩＸＯを用いることができる。そして、その厚さは１００〜２００ｎｍ程度である。
【０１９１】
遮光線状電極２０６ｂは読取光を遮光するとともに、導電性を有する材料から形成されている。消去光は透過することが望ましいので、たとえば、上記の透明導電材料とカラーフィルターを組み合せて用いることができる。透明導電材料の厚さは１００〜２００ｎｍ程度である。
【０１９２】
そして、後述するように隣接する透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂを１組として画像信号が読み出されるが、本実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器２００においては、図３２に示すように、透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂの組が、放射線画像を構成する１画素単位に対応する幅の中に２０組配置されるように構成されている。つまり、１画素単位に対応する幅の中に第１の線状電極組２１１、第２の線状電極組２１２、第３の線状電極組２１３、第４の線状電極組２１４、・・・など第２０の線状電極組までが配置されている。ここで、本発明においては、第４の実施形態の「画素単位」は線状電極と垂直方向の区分のみを意味するものとする。
【０１９３】
そして、図３２に示すように、第１の線状電極組２１１と第３の線状電極組２１３との間隔と、第２の線状電極組２１２と第４の線状電極組２１４との間隔、など１組おきの間隔がそれぞれピッチＰ２となるように配置されている。このピッチＰ２は２μｍ以上１５μｍ以下に設定される。そして、第２ｎ−１（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組から第１の線状電極群が構成され、第２ｎ（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組から第２の線状電極群が構成される。
【０１９４】
そして、上述した１画素幅内の第１および第２の線状電極群が、線状電極の長さ方向に直交する方向に交互に繰り返して配置される。この場合、第１の線状電極群と第２の線状電極群とは、線状電極組の配列周期の位相がπだけずれるように配置される。なお、図示していないが、第１の線状電極群の透明線状電極２０６ａどうしは導線などの接続線により物理的に接続されており、第２の線状電極群の透明線状電極２０６ａどうしも導線などの接続線により物理的に接続されている。
【０１９５】
記録用光導電層２０２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているａ−Ｓｅを主成分とするものを使用する。厚さは１０μｍ以上１５００μｍ以下が適切である。また、特にマンモグラフィ用途である場合には、１５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましく、一般撮影用途である場合には、５００μｍ以上１２００μｍ以下であることが好ましい。
【０１９６】
電荷輸送層２０４としては、たとえば、放射線画像の記録の際に第１の電極層２０１に帯電する電荷の移動度と、その逆極性となる電荷の移動度の差が大きい程良く（例えば１０２以上、望ましくは１０３以上）、たとえば、ポリＮ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス（３−メチルフェニル）−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン（ＴＰＤ）やディスコティック液晶等の有機系化合物、或いはＴＰＤのポリマー（ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＶＫ）分散物，Ｃｌを１０〜２００ｐｐｍドープしたａ−Ｓｅ、Ａｓ２Ｓｅ３等の半導体物質が適当である。厚さは０．２〜２μｍ程度が適切である。
【０１９７】
読取用光導電層２０５としては、読取光の照射を受けることにより導電性を呈するものであればよく、たとえば、ａ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、ＭｇＰｃ（Magnesium phtalocyanine），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine）、ＣｕＰｃ（Cupper phtalocyanine）などのうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。厚さは５〜２０μｍ程度が適切である。
【０１９８】
次に、上記第３の実施形態の放射線画像装置の周期情報撮像放射線画像検出器への放射線画像の記録および読取りの作用について説明する。
【０１９９】
放射線照射部１からの放射線の射出から回折格子２５による自己像の形成までは上記第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置の作用と同様であるので説明を省略する。
【０２００】
そして、図３３（Ａ）に示すように高圧電源３００によって周期情報撮像放射線画像検出器２００の第１の電極層２０１に負の電圧を印加した状態において、回折格子２５のタルボ効果によって形成された自己像を担持した放射線が、周期情報撮像放射線画像検出器２００の第１の電極層２０１側から照射される。
【０２０１】
そして、周期情報撮像放射線画像検出器２００に照射された放射線は、第１の電極層２０１を透過し、記録用光導電層２０２に照射される。そして、その放射線の照射によって記録用光導電層２０２において電荷対が発生し、そのうち正の電荷は第１の電極層２０１に帯電した負の電荷と結合して消滅し、負の電荷は潜像電荷として記録用光導電層２０２と電荷輸送層２０４との界面に形成される蓄電部２０３に蓄積される（図３３（Ｂ）参照）。
【０２０２】
ここで、本放射線トモシンセシス撮影装置の周期情報撮像放射線画像検出器２００においては、記録用光導電層２０２において発生した電荷を蓄電部２０３に収集するために用いられる第２の電極層２０６が、透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂとから構成されている。したがって、上記のようにして第１の電極層２０１に電圧を印加すると、記録用光導電層２０２内に、透明線状電極２０６ａおよび遮光線状電極２０６ｂの各線状電極から第１の電極層２０１に向かってほぼ平行な、すなわち第１の電極層２０１の面にほぼ垂直な電界が形成される。記録用光導電層２０２内に発生した負電荷はその電界に沿って拡散することなく各線状電極方向に移動して蓄電部２０３に収集されるので、透明線状電極２０６ａおよび遮光線状電極２０６ｂは、その後に設置された検出器の組合せと実質的に振幅型回折格子と同等の機能を果たすことになる。したがって、図３２に示した第２ｎ−１（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組からなる第１の線状電極群の上部の蓄電部２０３には、変形した回折格子２５の自己像と上記第１の線状電極群によって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積され、図３２に示した第２ｎ（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組からなる第２の線状電極群の上部の蓄電部２０３には、変形した回折格子２５の自己像と上記第２の線状電極群によって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積される。上記画像コントラストは、一般にモアレ縞となっている。そして、第１の線状電極群と第２の線状電極群とは、上述したように互いにπだけ位相がずれているので、互いにπだけ位相がずれた２種類の位相成分に対応する画像信号が周期情報撮像放射線画像検出器２００により検出される。
【０２０３】
そして、次に、図３４に示すように、第１の電極層２０１が接地された状態において、第２の電極層２０６側から読取光Ｌ１が照射され、読取光Ｌ１は透明線状電極２０６ａを透過して読取用光導電層２０５に照射される。読取光Ｌ１の照射により読取用光導電層２０５において発生した正の電荷が蓄電部２０４における潜像電荷と結合するとともに、負の電荷が、遮光線状電極２０６ｂに接続されたチャージアンプ３０５を介して遮光線状電極２０６ｂに帯電した正の電荷と結合する。
【０２０４】
そして、読取用光導電層２０５において発生した負の電荷と遮光線状電極２０６ｂに帯電した正の電荷との結合によって、チャージアンプ３０５に電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出される。
【０２０５】
このとき、図３２に示す第１の線状電極組２１１と第３の線状電極組２１３からなる第１の線状電極群から流れ出した電荷はチャージアンプ３０５により第１の位相成分に対応する画像信号として検出される。一方、図３２に示す第２の線状電極組２１２と第４の線状電極組２１４からなる第２の線状電極群から流れ出した電荷はチャージアンプ３０５により第２の位相成分に対応する画像信号として検出される。
【０２０６】
そして、回折格子移動機構５５による回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器２００の移動にともなって、上述した周期情報撮像放射線画像検出器４０への記録と画像信号の読取りがそれぞれ所定の位置について行なわれ、それぞれ所定の位置毎について第１および第２の位相成分に対応する画像信号が検出される。
【０２０７】
そして、上記のようにして検出された画像信号は位相画像生成部６５に入力される。そして、位相画像生成部６５は、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する周期情報撮像放射線画像検出器２００の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分の画像信号に基づいて、各検出範囲毎について部分位相画像を生成する。つまり、１つの放射線源１ａに対応する部分位相画像を生成する。そして、その部分位相画像を合成して１画面全体の位相画像を形成する。
【０２０８】
そして、次に、放射線照射部１が、上記第３の実施形態と同様に、Ｙ方向に移動させられ、所定の各位置において、放射線照射部１の各放射線源１ａから放射線が射出されるとともに、回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器２００の移動が行われ、放射線照射部１の各位置毎の位相画像が順次生成される。
【０２０９】
そして、位相画像生成部６５において生成された複数の位相画像を表す画像信号が断層像生成部４に入力される。そして、断層像生成部４は、上記第３の実施形態と同様にして、入力された複数の画像信号に対して、所望の被写体の断面位置に応じてシフト処理を施し、そのシフト処理の施された画像信号を加算することによって、上記断面位置に応じた断層像を生成する。
【０２１０】
なお、上記第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置において、回折格子移動機構５５により周期情報撮像放射線画像検出器２００および回折格子２５をそれぞれの面に沿って線状電極と直交する方向に、たとえば、ピッチＰ２の１／３ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことにより６種類の位相成分に対応する画像信号が取得できる。
【０２１１】
また、上記第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置においても、上記第３の実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器と同様に、それぞれの線状電極群が順番に配列された線状電極群の組を異なる位置に互いに位相が異なるように配置することができる。そうすることによって上述した移動機構がなくても位相画像を形成するのに十分な数の位相成分に対応する画像を同時に得ることができる。
【０２１２】
ここで、上述したように、放射線源１ａから射出される放射線は、被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようにするとともに、放射線の回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器２００の位置における照射範囲の辺縁において、回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極群の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。以下のその角度について検討する。なお、ここでは、上記角度の許容範囲を周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極の位置ずれに換算して検討するものとする。
【０２１３】
まず、放射線源１ａから射出される放射線の中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器２００との交点Ｑから線状電極に直交する方向に距離ｘだけ離れた場所（ｒ,ｘ）における線状電極の必要なピッチをΔｘとすると、Δｘは下式（１３）のように表わすことができる（図２５参照。図２５は、図１４に示す放射線位相画像撮影装置の上面図であり、紙面厚さ方向が図１４のＹ方向に相当する。）
【数１３】
【０２１４】
ただし、ｒは放射線源１ａ（放射線照射部において後述するスリットを用いる場合はスリットの位置）から周期情報撮像放射線画像検出器２００までの距離であり、ｒΔθは放射線ビームの中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器２００との交点Ｑにおける線状電極のピッチである。
【０２１５】
そして、ｘ／ｒ＝ｔａｎθであるので、これを式（１３）に代入すると、Δｘは下式（１４）で表わすことができる。
【数１４】
【０２１６】
したがって、（ｒ，ｘ）におけるピッチと交点ＱにおけるピッチｒΔθとの比は下式（１５）で表わすことができる。
【数１５】
【０２１７】
そして、上式（１５）に基づいてθとΔｘ／ｒΔθとの関係を求めると、下表のようになる。
【表３】
【０２１８】
ここで、周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極組のピッチＰ２を８μｍ、線状電極組の幅を３μｍとすると１画素は約８０μｍ幅になる。
【０２１９】
そして、各線状電極組の位相がピッチの１／８程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（線状電極に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の線状電極組の位置ずれを８／８×１／２＝８／１６＝０．５μｍ以下に抑えることが好ましい。
【０２２０】
中心軸Ｃ上での線状電極組のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における画素内の両端にある線状電極組の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×９だけ離れていることになる。
【０２２１】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×９−７２＜０．５を満たせばよいことになる。
【０２２２】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．００７となる。
【０２２３】
したがって、表３より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを２°以下に抑えればよい。
【０２２４】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ２°＝７０ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの周期情報撮像放射線画像検出器２００上におけるＸ方向の幅が７０ｍｍ以下となるようにすればよい。
【０２２５】
また、上記第４の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線画像の記録時に負電圧が印加される周期情報撮像放射線画像検出器２００を用いるようにしたが、これに限らず、放射線画像の記録時に正の電圧が印加される光読取方式の周期情報撮像放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。
【０２２６】
また、上記第３および第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置の説明においては、被写体１０が放射線照射部１と回折格子２５との間に位置する場合を説明したが、被写体１０が回折格子２５と周期情報撮像放射線画像検出器４５，２００との間に位置する場合であっても、周期情報撮像放射線画像検出器４５，２００の位置に生成される回折格子２５の自己像が被写体１０により変形する。したがって、この場合でも、周期情報撮像放射線画像検出器４５，２００により被写体１０に起因して変調された位相成分の画像信号を検出することができる。すなわち、上記第３および第４の放射線位相画像撮影装置においては、被写体１０を放射線照射部１と回折格子２５との間に配置してもよいし、回折格子２５と周期情報撮像放射線画像検出器４５，２００との間に配置するようにしてもよい。
【０２２７】
また、上述したとおり、上記第３および第４の実施形態においても、放射線照射部１の構成として、上記第１の実施形態および第２の実施形態において説明した種々の構成を採用することができる。ただし、図１０に示すようなマルチスリット１６ｄを備えたものを採用する場合には、そのマルチスリットと回折格子２５の回折部材および線状電極とが平行になるようにする必要がある。また、コリメータを透過した放射線の被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようになるとともに、コリメータを透過した放射線が回折格子２５の位置における照射範囲の辺縁において、回折格子２５の回折特性に実質的に影響を与えないような角度となるように放射線の照射範囲を制限するものであることが望ましい。
【０２２８】
また、図１０に示す放射線照射部１６において、金属ターゲット１６ｃを金属ワイヤで構成する場合には、その金属ワイヤと回折格子２５の回折部材２２および線状電極とが平行になるようにする必要がある。
【０２２９】
また、図１０に示す放射線照射部１６において、冷陰極電子源１６ａを線状の冷陰極電子源で構成する場合には、その線状の冷陰極電子源と回折格子２５の回折部材および電条電極とが平行になるようにする必要がある。
【０２３０】
なお、放射線照射部として図１０に示す構成および上述したその変形例の構成を用いた場合には、タルボ・ロー干渉計を構成するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第１の実施形態の概略構成図
【図２】図１に示す放射線トモシンセシス撮影装置のＺ−Ｙ断面図
【図３Ａ】放射線源から射出されるファンビームの広がり角が大きい方の面を示す図
【図３Ｂ】放射線源から射出されるファンビームの広がり角が小さい方の面を示す図
【図４】各放射線源から射出されるファンビームの照射範囲を示す図
【図５】放射線源が２次元的に配置された放射線照射部を示す図
【図６】放射線源から射出される放射線の照射方向を変化させる実施形態を説明するための図
【図７】放射線照射部のその他の実施形態を示す図
【図８】本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第２の実施形態の概略構成図
【図９】図８に示す放射線トモシンセシス撮影装置の上面図
【図１０】放射線照射部のその他の実施形態を示す図
【図１１】第１の回折格子の概略構成図
【図１２】第２の回折格子の概略構成図
【図１３】放射線源から射出される放射線の広がり角の条件を説明するための図
【図１４】本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第３の実施形態の概略構成図
【図１５】図１４に示す放射線トモシンセシス撮影装置の上面図
【図１６】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の概略構成を示す断面図
【図１７】周期情報撮像放射線画像検出器の一部平面図
【図１８】図１７に示す周期情報撮像放射線画像検出器の一部の６−６線断面図
【図１９】図１７に示す周期情報撮像放射線画像検出器の一部の７−７線断面図
【図２０】４画素に対応する単位素子の第１の線状電極群と第２の線状電極群との模式図
【図２１】第１の線状電極群によって半導体層内に形成される電界を示す図
【図２２】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２３】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２４】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２５】放射線源から射出される放射線の広がり角の条件を説明するための図
【図２６】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２７】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２８】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２９】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図３０】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図３１】（Ａ）本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第４の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器の概略構成を示す断面図、（Ｂ）（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＺ面断面図、（Ｃ）（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＹ面断面図
【図３２】本発明の放射線位相画像撮影装置の第４の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極の構成を説明するための図
【図３３】本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第４の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器への放射線画像の記録の作用を説明するための図
【図３４】本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第４の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器からの画像信号の読取りの作用を説明するための図
【符号の説明】
【０２３２】
１ 放射線照射部
１ａ 放射線源
２ 移動機構
３ 放射線画像検出器
４ 断層像生成部
１０ 被写体
１６ 放射線照射部
２０ 第１の回折格子
２１ 基板
２２ 回折部材
２５ 回折格子
３０ 第２の回折格子
３１ 基板
３２ 回折部材
４０，２００ 周期情報撮像放射線画像検出器
５１ 回折格子移動機構
５５ 回折格子移動機構
６１ 位相画像生成部
２００ 周期情報撮像放射線画像検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の断層像を撮影する放射線トモシンセシス撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回折格子によりタルボ効果を生じさせ、さらにもう一枚の回折格子を併用してモアレ縞を生成するタルボ干渉計をＸ線分野に適用することが研究されている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
そして、特許文献１および特許文献２には、Ｘ線源、２つの回折格子およびＸ線画像検出器を備えたＸ線撮影装置が提案されているが、２つの回折格子とＸ線画像検出器はいずれも平面基板上に形成されている。
【０００４】
ここで、上記のようなＸ線撮影装置において、たとえば、放射光のような平行光を用いる場合には特に問題は生じないが、医療診断用途などにおいては、通常、ビームの方向が大幅に拡がるＸ線源が用いられ、回折格子の中心部分においてはＸ線は問題なく通過するが、中心部分以外の部分においてはＸ線が斜め方向から入射するため、Ｘ線が回折部材により遮断されて回折格子を通過できない問題が生じる。たとえば、特許文献３においては、金属製の幅２μｍ以上１０μｍ以下、厚み２５μｍ以上１００μｍ以下のＸ線吸収部材を２μｍ以上１０μｍ以下の等間隔で配列した振幅型回折格子が提案されているが、このような回折格子を用いた場合、上記のような問題が生じると考えられる。したがって、医療診断用途での大サイズのＸ線位相イメージングは困難であった。
【０００５】
そこで、特許文献４においては、回折格子の条帯が、ビームの光路中に陰を形成しないように構成されたＸ線撮影装置が提案されている。
【０００６】
また、特許文献５は、位相格子の格子線に対して平行に向いた多数の縦長の検出条帯からなる検出素子を備えたＸ線撮影装置が記載されており、このＸ線撮影装置によれば、各ビームで単に一回の測定を実行するだけで位相画像を取得することができ、必要な測定回数を減らすことができる。また、特許文献６には、特許文献５と同様に位相画像を取得するＸ線撮影装置であって、シンチレーション条帯を備えたＸ線撮影装置が提案されている。
【０００７】
一方、たとえば、特許文献７および特許文献８においては、多数のＸ線源を空間的に分散配置したＸ線照射部を備えた放射線撮影装置が提案されており、各Ｘ線源から射出されたＸ線の照射によって撮影された画像を組み合わせることによって、散乱Ｘ線の影響を排除したＸ線イメージングが可能なＸ線撮影装置が提案されている。
【特許文献１】米国特許第５８１２６２９号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００４／０５８０７０号公報
【特許文献３】特開２００６−２５９２６４号公報
【特許文献４】特開２００７−２０６０７５号公報
【特許文献５】特開２００７−２０３０６３号公報
【特許文献６】特開２００７−２０３０６２号公報
【特許文献７】米国特許出願公開第２００７/０１３３７４７号明細書
【特許文献８】特開２００７−１４７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、たとえば、特許文献７および特許文献８に記載の分散型Ｘ線源を特許文献１から特許文献６に記載のＸ線撮影装置に用いた場合には、各Ｘ線源から射出されるビームの照射範囲を狭くすることができるため、上述したような、回折格子の周辺部においてビームが通過できないという問題は回避することができる。
【０００９】
しかしながら、上記のような狭い照射範囲のビームを射出するＸ線源として、たとえば、ペンシルビームを射出するようなＸ線源を用いたのでは、大サイズの放射線位相イメージングを行う場合には、そのサイズに応じた多数のＸ線源を用いる必要があり、Ｘ線源の利用効率が非常に悪いものとなってしまう。また、そのような多数のＸ線源を設けた場合、発熱量も膨大になるので、Ｘ線源を冷却する大規模な構成が必要となりコストアップにもなる。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑み、散乱放射線の影響の排除を行うことができるとともに、放射線源の利用効率を向上させることができる放射線トモシンセシス撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の放射線トモシンセシス撮影装置は、被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、各放射線源から射出されて被写体を透過した放射線が被写体の投影像の一部分を形成するように多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、放射線照射部の各放射線源から射出された放射線を検出する放射線画像検出器と、放射線照射部より被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって放射線画像検出器により検出された検出情報に基づいて被写体の断層像を生成する断層像生成部とを備え、各放射線源が、ファンビームの放射線を射出するものであるとともに、そのファンビームの広がり角が大きい方の面が多数の放射線源の配列方向と交差し、互いに平行に並ぶように配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、上記本発明の放射線トモシンセシス撮影装置においては、ファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり角を、上記面に垂直な方向についてのファンビームの広がり角の１０倍以上とすることができる。
【００１３】
また、放射線照射部を、多数の放射線源を線上に配置したものとし、放射線照射部を放射線画像検出器の検出面と対向する面に沿って移動させる移動機構を設け、断層像生成部を、放射線照射部の移動によって被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって放射線画像検出器により検出された検出情報に基づいて被写体の断層像を生成するものとすることができる。
【００１４】
また、放射線照射部を、多数の放射線源を直線上に配置したものとし、移動機構を、放射線照射部を上記直線に直交する方向に移動させるものとすることができる。
【００１５】
また、放射線照射部を、多数の放射線源を２次元的に配置したものとし、放射線源を順次切り替えることによって被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射するものとすることができる。
【００１６】
また、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された第１の回折格子と、第１の回折格子により回折された放射線を回折する第２の回折格子とをさらに設け、第１の回折格子を、第１の回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するとともに、第２の回折格子が、第２の回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置し、放射線画像検出器を、第２の回折格子により回折された放射線を検出するものとすることができる。
【００１７】
また、第１の回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の多数の放射線源の間隔が放射線源から第１の回折格子までの距離に比べて小さくなるように多数の放射線源と第１の回折格子とを配置し、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、各放射線源から射出された放射線の第１の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において第１の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとすることできる。
【００１８】
また、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された回折格子をさらに設け、放射線画像検出器として、回折格子により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器を用い、回折格子を、回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するとともに、周期情報撮像放射線画像検出器を、周期情報撮像放射線画像検出器が有する周期構造部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置することができる。
【００１９】
また、回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の多数の放射線源の間隔を放射線源から回折格子までの距離に比べて小さくなるように多数の放射線源と回折格子とを配置し、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものとするとともに、各放射線源から射出された放射線の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとすることができる。
【００２０】
また、放射線照射部を、ファンビームの広がり角が大きい方の面に垂直な方向について配置された多数の放射線源のうちの一部の放射線源群とその一部以外の放射線源群とを順次切り替えて各放射線源群から放射線を射出させるものとし、各放射線源群に属する放射線源を、その放射線源から同時に射出された放射線の放射線画像検出器の位置における照射範囲が離れるように放射線を射出するものとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の放射線トモシンセシス撮影装置によれば、被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、各放射線源から射出されて被写体を透過した放射線が被写体の投影像の一部分を形成するように多数の放射線源が分散配置された放射線照射部を用い、各放射線源をファンビームの放射線を射出するものとするとともに、そのファンビームの広がり角が大きい方の面が多数の放射線源の配列方向と交差し、互いに平行に並ぶように配置するようにしたので、散乱放射線の影響の排除を行うことができるとともに、放射線源の利用効率を向上させることができる。
【００２２】
また、放射線照射部を、多数の放射線源を線上に配置したものとし、放射線照射部を放射線画像検出器の検出面と対向する面に沿って移動させる移動機構を設け、断層像生成部を、放射線照射部の移動によって被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって放射線画像検出器により検出された検出情報に基づいて被写体の断層像を生成するようにした場合には、さらに放射線源の利用効率を向上させることができるとともに、放射線源からの発熱量を少なく抑えることができる。
【００２３】
また、放射線照射部を、多数の放射線源を２次元的に配置したものとし、放射線源を順次切り替えることによって被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射するものとした場合には、移動機構などを設けることなく、より簡易な構成で断層像を生成するための検出情報を取得することができる。
【００２４】
また、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された第１の回折格子と、第１の回折格子により回折された放射線を回折する第２の回折格子とをさらに設け、第１の回折格子を、第１の回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するとともに、第２の回折格子が、第２の回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するようにした場合には、放射線源の利用効率を向上させることができるとともに、ビームが回折格子の周辺部で遮断されるのを回避することができる。
【００２５】
また、第１の回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の多数の放射線源の間隔が放射線源から第１の回折格子までの距離に比べて小さくなるように多数の放射線源と第１の回折格子とを配置し、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、各放射線源から射出された放射線の第１の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において第１の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとした場合には、隙間なく、かつ適切な位相画像を取得することができる。
【００２６】
また、放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された回折格子をさらに設け、放射線画像検出器として、回折格子により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器を用い、回折格子を、回折格子を構成する回折部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するとともに、周期情報撮像放射線画像検出器を、周期情報撮像放射線画像検出器が有する周期構造部材の延伸方向がファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置するようにした場合には、放射線源の利用効率を向上させることができるとともに、ビームが回折格子または周期情報撮像放射線画像検出器の周辺部で遮断されるのを回避することができる。
【００２７】
また、回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の多数の放射線源の間隔を放射線源から回折格子までの距離に比べて小さくなるように多数の放射線源と回折格子とを配置し、多数の放射線源を、互いに隣接する放射線源から射出された放射線の被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものとするとともに、各放射線源から射出された放射線の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものとした場合には、隙間なく、かつ適切な位相画像を取得することができる。
【００２８】
また、放射線照射部を、ファンビームの広がり角が大きい方の面に垂直な方向について配置された多数の放射線源のうちの一部の放射線源群とその一部以外の放射線源群とを順次切り替えて各放射線源群から放射線を射出させるものとし、各放射線源群に属する放射線源を、同時に放射線源から射出された放射線の放射線画像検出器の位置における照射範囲が離れるように放射線を射出するものとした場合には、放射線源から射出された放射線の直進成分のみを検出することによって散乱線の影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第1の実施形態について説明する。図１に第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置の概略構成を表す斜視図を示す。図２に図１に示す放射線トモシンセシス撮影装置の側面図（Ｚ−Ｙ断面図）を示す。図２の紙面厚さ方向が図１のＸ方向である。
【００３０】
放射線トモシンセシス撮影装置は、図１および図２に示すように、放射線を被写体１０に向かって照射する放射線照射部１と、放射線照射部１を図１のＹ方向に移動させる移動機構２と、放射線照射部１から射出され、被写体１０を透過した放射線を検出する放射線画像検出器３と、放射線照射部１より被写体１０に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって放射線画像検出器３により検出された検出情報に基づいて被写体１０の断層像を生成する断層像生成部４とを備えている。
【００３１】
放射線照射部１は、図１に示すように、放射線を射出する多数の放射線源１ａが、放射線画像検出器３の検出面に対向する面に沿って、Ｘ方向に直線上に一列に配列されたものである。
【００３２】
そして、各放射線源１ａから射出された放射線は、被写体を透過した後、放射線画像検出器３により検出されるが、各放射線源１ａは、各放射線源１ａから射出されて被写体を透過した放射線が、被写体の投影像の一部分を形成するように分散配置されている。
【００３３】
そして、放射線照射部１は、移動機構２により図２に示す位置Ａから位置Ｂまで移動させられ、各放射線源１ａから射出された放射線により形成される被写体の部分的な投影像の結合により被写体の一部または全体の投影像が形成される。
【００３４】
そして、各放射線源１ａは、ファンビームの放射線を射出するものであるとともに、そのファンビームの広がり角が大きい方の面が、放射線源１ａの配列方向（図１のＸ方向）と交差し、互いに平行に並ぶように配置されている。すなわち、各放射線源１ａは、図１のＹ方向についての広がり角の方がＸ方向についての広がり角よりも広いファンビームを出力するものである。
【００３５】
そして、各放射線源１ａから射出されるファンビームは、その広がり角の大きい方の面の広がり角が、その面に垂直な方向についてのファンビームの広がり角の１０倍以上のものであることが望ましい。すなわち、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、各放射線源１ａから射出されるファンビームのＹ方向についての広がり角θ１が、Ｘ方向についての広がり角θ２の１０倍以上であることが望ましい。
【００３６】
また、図４に示すように、隣接する放射線源から射出されるファンビームの照射範囲が被写体１０において重なるような構成とすることが望ましい。そして、その場合には、たとえば、隣接する放射線源１ａ１、放射線源１ａ２、放射線源１ａ３、放射線源１ａ４を順次切り替えてファンビームを射出させるようにすればよい。すなわち、同時に放射線源から射出されるファンビームの照射範囲が放射線画像検出器３において十分離れるようにするとともに、全ての放射線源から射出されたファンビームの照射範囲が被写体において隙間がないように設定する構成であれば如何なる構成を採用してもよい。
【００３７】
放射線源１ａの具体的な例としては、たとえば、通常の熱陰極電子源を用いたＸ線源だけではなく、冷陰極電子源を有するＸ線源、プラズマＸ線源、電子加速器を用いたＸ線源、などを利用することができる。
【００３８】
なお、本発明は、放射線照射部１を上記以外の構成とすることもできるが、その構成については後で詳述する。
【００３９】
放射線画像検出器３は、直接変換型および間接変換型のフラットパネル検出器，イメージングプレート，増感スクリーンとフィルムの組合せ，など従来の放射線画像撮影装置に使われているものと同様でよいので、詳細な説明は省略する。
【００４０】
断層像生成部４は、放射線照射部１の移動に伴って放射線画像検出器３によって順次検出された多数の放射線画像を表す画像信号に基づいて、被写体の断層像を生成するものである。断層像の生成方法としては、放射線照射部１により被写体１０に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって得られた多数の放射線画像を表す画像信号を所望の被写体の断面位置に応じてシフトし、それらを加算することによって生成する、いわゆるshift and add方法を用いるようにすればよい。各画像信号のシフト量を制御することによって、図２に示すような断面１および断面２に対応する断層像をそれぞれ生成することができる。
【００４１】
次に、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置の作用について説明する。
【００４２】
まず、図２に示すように、放射線照射部１と放射線画像検出器３との間に、被写体１０が配置される。そして、放射線照射部１が移動機構２によりＹ方向について移動させられるとともに、放射線照射部１の各放射線源１ａから放射線画像検出器３および被写体１０に向けて同時に放射線が射出される。
【００４３】
そして、放射線照射部１の移動に応じて放射線画像検出器３によって放射線画像が順次検出され、その放射線画像を表す画像信号が断層像生成部４に出力される。
【００４４】
そして、断層像生成部４は、放射線照射部１が位置Ａから位置Ｂまで移動する間に取得した多数の放射線画像を表す画像信号に対して、所望の被写体の断面位置に応じてシフト処理を施し、そのシフト処理の施された画像信号を加算することによって、上記断面位置に応じた断層像を生成する。
【００４５】
また、上記第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、多数の放射線源１ａを一列に並べて放射線照射部１を構成するようにしたが、一列に限らず、Ｙ方向について複数列設けるようにしてもよい。ただし、この場合、各放射線源から同時射出される放射線の放射線画像検出器３の位置における照射範囲が十分離れるように、放射線源を順次切り替えて放射線を射出させることが望ましい。
【００４６】
また、上記第１の実施形態においては、放射線照射部１を移動機構２により移動させることによって断層像を生成するための多数の画像信号を取得するようにしたが、これに限らず、移動機構を設けることなく、たとえば、図５に示すように、放射線源１ａを放射線画像検出器３の検出面に対向する面に沿って２次元的に配置し、放射線源１ａの列１ｂをＹ方向について順次切り替えることによって被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射するものとしてもよい。なお、放射線源１ａの列の数は、断層像を取得するに十分な数だけ設けるようにすればよい。
【００４７】
また、上記第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線照射部１の各放射線源１ａから射出される放射線の照射方向は変化しないものとしたが、図６に示すように、放射線照射部１のＡ−Ｂ間の位置に応じて放射線源とコリメータ（図６では図示省略）の相対的位置を変化させることにより、放射線照射部１の各放射線源１ａから射出される放射線の照射方向が被写体の方向となるように変化させるようにしてもよい。このように照射方向を変化させることにより、各放射線源１ａから射出される放射線の角度の幅を広くすることができ、上記第１の実施形態よりも断面にピントが良く合った断層像を生成することができる。
【００４８】
また、上記第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線源１ａをＸ方向について直線上に配置するようにしたが、必ずしも直線上でなくてもよく、たとえば、図７に示すように、Ｘ−Ｚ面上において円弧上に配置するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線照射部１が移動して放射線を照射する範囲の全面に亘って放射線画像検出器３を配置するようにしたが、これに限らず、たとえば、放射線照射部１から射出される放射線の照射範囲と同程度の大きさの放射線画像検出器を設け、放射線照射部１の移動に伴って放射線画像検出器も移動させることによって、各位置において放射線照射部１により照射される放射線を放射線画像検出器により順次検出するようにしてもよい。
【００５０】
次に、本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第２の実施形態について説明する。図８に第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置の概略構成を表す斜視図を示す。図９に図８に示す放射線トモシンセシス撮影装置の上面図（Ｘ−Ｚ断面図）を示す。図９の紙面厚さ方向が図８のＹ方向である。
【００５１】
第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置は、図８および図９に示すように、第１の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置に加えて、さらに、放射線照射部１から射出された放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された第１の回折格子２０と、第１の回折格子２０により回折された放射線を回折する第２の回折格子３０と、第１および第２の回折格子２０，３０とをそれぞれの面に沿って回折部材と直交する方向（図８のＸ方向）に移動させる回折格子移動機構５１と、放射線画像検出器３により検出された画像信号に基づいて位相画像を生成する位相画像生成部６１とを備えている。
【００５２】
放射線照射部１は、上記第１の実施形態と同様に、多数の放射線源１ａが、放射線画像検出器３の検出面に対向する面に沿ってＸ方向に直線上に一列に配列されたものである。
【００５３】
放射線照射部１の各放射線源１ａは、上記第１の実施形態と同様のファンビームを射出するものである。そして、さらに第１の回折格子２０に放射線を照射したとき、タルボ効果を発生させうるだけの空間的干渉性を有するものとする。また、上記第１の実施形態においては、放射線照射部１を構成する放射線源１ａとして、通常の熱陰極電子源を用いたＸ線源だけでなく、冷陰極電子源を有するＸ線源、プラズマＸ線源、電子加速器を用いたＸ線源、などを利用するようにしたが、第２の実施形態の放射線照射部１の構成はこれに以下のような条件が加わる。たとえば、図１０に示すように、放射線照射部１６を、電子を放出する多数の電子放出部１６ｂを備えた冷陰極電子源１６ａと、金属ターゲット１６ｃと、スリット部材からなり金属ターゲット１６ｃから発せられた放射線を透過するマルチスリット１６ｄとから構成するようにしてもよい。
【００５４】
電子源１６ａとしては、たとえば、FED(Field Emission Display)やSED(Surface-conduction Electron-emitter Display)における電子源を利用するようにしてもよい。
【００５５】
また、マルチスリット１６ｄは、各電子放出部１６ｂから放出された電子の衝突により金属ターゲット１６ｃから射出されたＸ線から特定の発生位置のＸ線を取り出すものであり、そのスリットの延伸方向がＹ方向（図１０の紙面厚さ方向）となるように配置される。このマルチスリット１６ｄの間隔はタルボ・ロー干渉条件により決められる。そして、コリメータ（図示せず）を通過した放射線が上述した第１の実施形態における各放射線源１ａから射出されるファンビームと同じものとなるように構成されている。
【００５６】
また、図１０に示す放射線照射部１６においては、金属ターゲット１６ｃをＹ方向（図１０の紙面厚さ方向）に平行に配列された金属ワイヤで構成し、マルチスリット１６ｄを設けないようにしてもよい。この金属ワイヤの間隔はタルボ・ロー干渉条件により決められる。なお、この場合、上記金属ワイヤから射出される放射線がコリメータ（図示せず）により上述した第１の実施形態における各放射線源１ａから射出されるファンビームと同じものとなるように構成されている。
【００５７】
また、図１０に示す放射線照射部１６において、冷陰極電子源１６ａをＹ方向（図１０の紙面厚さ方向）に平行にストライプ状に配列された線状の冷陰極電子源で構成し、マルチスリット１６ｄを設けないようにしてもよい。このストライプの間隔はタルボ・ロー干渉条件により決められる。なお、この場合、ストライプ状の各冷陰極電子源から放出された電子の衝突により金属ターゲット１６ｃから射出される放射線がコリメータ（図示せず）上述した第１の実施形態における各放射線源１ａから射出されるファンビームと同じものとなるように構成されている。
【００５８】
そして、放射線照射部１の多数の放射線源１ａは、互いに隣接する放射線源１ａから射出された放射線の被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、各放射線源１ａから射出された放射線の第１の回折格子２０の位置における照射範囲の辺縁において、第１の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。上記角度の条件については、後で詳述する。
【００５９】
第１の回折格子２０は、放射線画像検出器３の検出面に平行な面に沿って形成されており、図１１に示すように、基板２１と、基板２１に設けられた複数の回折部材２２とを備えている。複数の回折部材２２は、いずれも一方向（図１１中紙面の厚さ方向）に延びる線状形状で形成されている。複数の回折部材２２どうしの間隔（つまり、回折格子の周期）Ｐ１は、この実施形態では一定とされている。回折部材２２の素材としては、たとえば、金を用いることができる。また、回折部材２２としては、照射される放射線に対して約８０°〜１００°（理想的には９０°）の位相変調を与える、いわゆる位相型回折格子を構成するものであることが望ましい。通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な金の厚さは１μｍ〜数μｍ程度になる。
【００６０】
第２の回折格子３０は、放射線画像検出器３の検出面に平行な平面に沿って形成されており、図１２に示すように、第１の回折格子２０と同様に、基板３１と、基板３１に設けられた複数の回折部材３２とを備えている。複数の回折部材２２は、いずれも一方向（図１２中紙面の厚さ方向）に延びる線状形状で形成されている。複数の回折部材３２どうしの間隔（つまり、回折格子の周期）Ｐ２は、この実施形態では一定とされている。複数の回折部材３２の素材としては、たとえば、金を用いることができる。第２の回折格子３０は、第１の回折格子２０により回折された放射線を回折することにより、画像コントラストを形成する構成となっている。第２の回折格子３０については、回折部材３２をより厚くした振幅型回折格子であることが望ましいが、第１の回折格子２０と同様に構成することもできる。振幅型回折格子とするには、回折部材が放射線を十分に吸収する必要がある。通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な金の厚さは１０μｍ〜数１０μｍ程度になる。
【００６１】
なお、放射線源１ａから第１の回折格子２０までの距離Ｌと第１の回折格子２０におけるピッチＰ１との比を、放射線源１ａから第２の回折格子３０までの距離Ｌ＋Ｚ１と第２の回折格子３０におけるピッチＰ２の比にほぼ等しく設定することができる。
【００６２】
また、第１の回折格子２０と第２の回折格子３０は、それらを構成する回折部材２２，３２の延伸方向が、各放射線源１ａから射出されるファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置されている。すなわち、第１の回折格子２０と第２の回折格子３０は、それらを構成する回折部材２２，３２の延伸方向が、放射線照射部１の移動方向（Ｙ方向）と同じになるように配置されている。
【００６３】
放射線画像検出器３は、上記第１の実施形態と同様である。
【００６４】
そして、第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線源１ａ、第１の回折格子２０および第２の回折格子３０によってタルボ干渉計が構成される。その条件について以下に説明する。
【００６５】
まず、可干渉距離ｌは、次のようになる。
【数１】
【００６６】
ただし、
λ：放射線の波長（通常は中心波長）
ａ：回折部材にほぼ直交する方向における放射線源１ａの開口径
Ｌ：放射線源１ａ（放射線照射部においてスリットを用いる場合はスリットの位置）から第１の回折格子２０までの距離（図９参照）
Ｚ１：第１の回折格子２０から第２の回折格子３０までの距離（図９参照）
Ｚ２：第２の回折格子３０から放射線画像検出器３までの距離（図９参照）
である。
【００６７】
また、第１の回折格子２０と第２の回折格子３０との距離Ｚ１は、第１の回折格子２０が位相型回折格子であることを前提にすれば、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数２】
【００６８】
ただし、ｍは整数、Ｐ１は上述した回折部材の周期である。
【数３】
【００６９】
ただし、ｍは０か正の整数、λは放射線の波長である。
【００７０】
回折格子移動機構５１は、上述したように第１および第２の回折格子２０，３０をＸ方向に移動させるものであるが、たとえば、第１の回折部材のピッチＰ１の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことによりｎ種類の位相成分の画像信号を取得することができる。たとえば、４種類の位相成分または６種類の位相成分に対応する画像信号を取得するように第１および第２の回折格子２０，３０を移動させるようにすることが望ましい。
【００７１】
次に、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置の作用について説明する。
【００７２】
まず、図８に示すように、放射線照射部１と第１の回折格子２０との間に、被写体１０が配置される。次に、放射線照射部１の各放射線源１ａから第１の回折格子２０に向けて同時に放射線が射出され、第１の回折格子２０に照射される。すると、照射された放射線は、第１の回折格子２０を通過する。このとき、第１の回折格子２０では、タルボ効果を生じる。
【００７３】
ここで、タルボ効果とは、平面波が回折格子を通過したとき、位相型回折格子の場合、式（２）で与えられる距離において回折格子の自己像を形成することである。上記の場合、被写体１０による放射線の位相のずれがあるので、第１の回折格子２０に入射する放射線の波面が歪んでいる。したがって、第１の回折格子２０の自己像はそれに依存して変形している。続いて、放射線は、第２の回折格子３０を通過する。その結果、上記の変形した第１の回折格子２０の自己像と第２の回折格子３０との重ね合わせにより、放射線に画像コントラストを生成することができる。画像コントラストは、一般にモアレ縞となっており、放射線画像検出器３により検出することができる。生成されたモアレ縞は、被写体１０により変調を受けている。その変調量は、被写体１０による屈折効果によって放射線が曲げられた角度に比例している。したがって、放射線画像検出器３により検出されたモアレ縞を解析することにより、被写体１０およびその内部の構造を検出することができる。
【００７４】
そして、上記のようにして第１および第２の回折格子２０，３０が所定の位置にあるときの位相成分に対応する画像信号が放射線画像検出器３により検出される。そして、回折格子移動機構５１により第１および第２の回折格子２０，３０がＸ方向について第１の回折部材のピッチＰ１の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かされる。そして、それぞれの位置で放射線画像検出器３により位相成分に対応する画像信号が検出される。
【００７５】
そして、上記のようにして検出された画像信号は位相画像生成部６１に入力される。そして、位相画像生成部６１は、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する放射線画像検出器３の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分の画像信号に基づいて、各検出範囲毎について部分位相画像を生成する。つまり、１つの放射線源１ａに対応する部分位相画像を生成する。そして、その部分位相画像を合成して１画面全体の位相画像を取得する。なお、１画面全体の位相画像の生成方法については、上記のような方法に限らず、放射線画像検出器３の各検出範囲によって検査された所定の位相成分の画像信号に基づいて、１画面分の所定の位相成分の画像信号を生成し、各位相成分の１画面分の画像信号に基づいて位相画像を生成するようにしてもよい。
【００７６】
そして、次に、放射線照射部１が、上記第１の実施形態と同様に、Ｙ方向に移動させられ、所定の各位置において、放射線照射部１の各放射線源１ａから放射線が射出されるとともに、第１および第２の回折格子２０，３０の移動が行われ、放射線照射部１の各位置毎の位相画像が順次生成される。
【００７７】
そして、位相画像生成部６１において生成された複数の位相画像を表す画像信号が断層像生成部４に入力される。そして、断層像生成部４は、上記第１の実施形態と同様にして、入力された複数の画像信号に対して、所望の被写体の断面位置に応じてシフト処理を施し、そのシフト処理の施された画像信号を加算することによって、上記断面位置に応じた断層像を生成する。
【００７８】
ここで、上述したように、放射線源１ａから射出される放射線は、被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようにするとともに、放射線の第１の回折格子２０および第２の回折格子３０の位置における照射範囲の辺縁において、第１の回折格子２０および第２の回折格子３０の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。以下のその角度について検討する。なお、ここでは、上記角度の許容範囲を第１の回折格子２０の位置ずれに換算して検討するものとする。
【００７９】
まず、放射線源１ａから射出される放射線の中心軸Ｃと第１の回折格子２との交点Ｑから回折部材に直交する方向に距離ｘだけ離れた場所（ｒ,ｘ）における回折部材の必要なピッチをΔｘとすると、Δｘは下式（４）のように表わすことができる（図１３参照。図１３は、図８に示す放射線トモシンセシス撮影装置の上面図であり、紙面厚さ方向が図８のＹ方向に相当する。）
【数４】
【００８０】
ただし、ｒは放射線源１ａ（放射線照射部において後述するスリットを用いる場合はスリットの位置）からまでの距離であり、ｒΔθは放射線ビームの中心軸Ｃと第１の回折格子２０との交点Ｑにおける回折部材のピッチである。
【００８１】
そして、ｘ／ｒ＝ｔａｎθであるので、これを式（４）に代入すると、Δｘは下式（５）で表わすことができる。
【数５】
【００８２】
したがって、（ｒ，ｘ）におけるピッチと交点ＱにおけるピッチｒΔθとの比は下式（６）で表わすことができる。
【数６】
【００８３】
そして、上式（６）に基づいてθとΔｘ／ｒΔθとの関係を求めると、下表のようになる。
【表１】
【００８４】
ここで、第１の回折格子２０の回折部材のピッチＰ１を８μｍ、回折部材の幅を３μｍとし、放射線画像検出器３の１画素の幅を約１２０μｍとすると、第１の回折格子２０の位相がピッチの１／１２程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（回折部材に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の回折部材の位置ずれを８／１２×１／２＝８／２４＝０．３３３μｍ以下に抑えることが好ましい。
【００８５】
中心軸Ｃ上での回折部材のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における１画素内の両端にある回折部材の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【００８６】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．３３３を満たせばよいことになる。
【００８７】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１０となる。
【００８８】
したがって、上表１より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを５°以下に抑えればよい。
【００８９】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ５°＝１７５ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの第１の回折格子２０上におけるＸ方向の幅が１７５ｍｍ以下となるようにすればよい。
【００９０】
また、上記説明では、放射線画像検出器３の１画素の幅が約１２０μｍの場合を検討したが、１画素の幅が約８０μｍの場合について検討する。なお、回折部材のピッチと幅については上記と同様である。
【００９１】
この場合には、第１の回折格子２０の位相がピッチの１／８程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向に広がることを考慮すると、１画素内の回折部材の位置ずれを８／８×１／２＝８／１６＝０．５μｍ以下に抑えることが好ましい。
【００９２】
中心軸Ｃ上での回折部材のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における１画素内の両端にある回折部材の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【００９３】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．５を満たせばよいことになる。
【００９４】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１６となる。
【００９５】
したがって、上表１より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを６°以下に抑えればよい。
【００９６】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ６°＝２１０ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの第１の回折格子２０上におけるＸ方向の幅が２１０ｍｍ以下となるようにすればよい。
【００９７】
なお、上記の検討結果より、回折部材のピッチは放射線ビームの広がり角θの制約に依存しないことがわかる。
【００９８】
また、上記説明においては、被写体１０が放射線照射部１と第１の回折格子２０との間に位置する場合を説明したが、被写体１０が第１の回折格子２０と第２の回折格子３０との間に位置する場合であっても、第２の回折格子３０の位置に生成される第１の回折格子２０の自己像が被写体１０により変形する。したがって、この場合でも、放射線画像検出器３により被写体１０に起因して変調された位相成分の画像信号を検出することができる。すなわち、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、被写体１０を放射線照射部１と第１の回折格子２０との間に配置してもよいし、第１の回折格子２０と第２の回折格子３０との間に配置するようにしてもよい。
【００９９】
また、上記第２の実施形態においても、放射線照射部１の構成として、上記第１の実施形態において説明した種々の構成を採用することができる。ただし、図１０に示すようなマルチスリット１６ｄを備えたものを採用する場合には、そのマルチスリットと第１の回折格子２０と第２の回折格子３０の回折部材２２，３２とが平行になるようにする必要がある。また、コリメータを透過した放射線の被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようになるとともに、コリメータを透過した放射線が第１の回折格子２０の位置における照射範囲の辺縁において、第１の回折格子２０の回折特性に実質的に影響を与えないような角度となるように放射線の照射範囲を制限するものであることが望ましい。
【０１００】
また、図１０に示す放射線照射部１６において、金属ターゲット１６ｃを金属ワイヤで構成する場合には、その金属ワイヤと第１および第２の回折格子２０,３０の回折部材２２,３２とが平行になるようにする必要がある。
【０１０１】
また、図１０に示す放射線照射部１６において、冷陰極電子源１６ａを線状の冷陰極電子源で構成する場合には、その線状の冷陰極電子源と第１および第２の回折格子２０,３０の回折部材２２,３２とが平行になるようにする必要がある。
【０１０２】
なお、放射線照射部として図１０に示す構成および上述したその変形例の構成を用いた場合には、タルボ・ロー干渉計を構成するものとなる。
【０１０３】
次に、本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第３の実施形態について説明する。図１４に第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置の概略構成を示す。図１５に図１４に示す放射線トモシンセシス撮影装置の上面図（Ｘ−Ｚ断面図）を示す。図１５の紙面厚さ方向が図１４のＹ方向である。
【０１０４】
第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置は、第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における放射線画像検出器３の代わりに周期情報撮像放射線画像検出器４５を用いるようにし、第２の回折格子３０を設けないようにしたものである。
【０１０５】
第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置は、図１４に示すように、放射線を被写体１０に向かって照射する放射線照射部１と、被写体１０を透過した放射線が照射され、その照射によりタルボ干渉またはタルボ-・ロー干渉を生じさせるように構成された回折格子２５と、回折格子２５により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器４５と、回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４５をそれぞれの面に沿って検出器４５の有する線状電極に直交する方向（図１４のＸ方向）に移動させる回折格子移動機構５５と、周期情報撮像放射線画像検出器４５により検出された画像信号に基づいて位相画像を取得する位相画像生成部６５と、位相画像生成部６５において生成された位相画像に基づいて断層像を生成する断層像生成部４とを備えている。
【０１０６】
放射線照射部１は、上記第１の実施形態および第２の実施形態で説明した構成と同様である。
【０１０７】
回折格子２５は、上記第２の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における第１の回折格子と同様の構成である。
【０１０８】
第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置は、回折格子２５と周期情報撮像放射線画像検出器４５によりタルボ干渉計を構成するものであるが、その条件を説明する。まず、可干渉距離ｌは、次のようになる。
【数７】
【０１０９】
ただし、
λ：放射線の波長（通常は中心波長）
ａ：回折部材にほぼ直交する方向における放射線源の開口径
Ｌ：放射線源（放射線照射部においてスリットを用いる場合はスリットの位置）から回折格子２５までの距離（図１５参照）
Ｚ３：回折格子２５から周期情報撮像放射線画像検出器４５までの距離（図１５参照）
である。
【０１１０】
また、回折格子２５から周期情報撮像放射線画像検出器４５までの距離Ｚ３は、回折格子２５が位相型回折格子であることを前提にすれば、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数８】
【０１１１】
ただし、ｍは０か正の整数、λは放射線の波長である。
【０１１２】
なお、回折格子２５が振幅型回折格子である場合の条件は次のようになる。
【数９】
【０１１３】
ただし、ｍは０か正の整数、λは放射線の波長である。
【０１１４】
次に、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器４５の構成について詳細に説明する。図１６は周期情報撮像放射線画像検出器４５の一部断面図である。
【０１１５】
周期情報撮像放射線画像検出器４５は、図１６に示すように、アクティブマトリクス基板７０と、このアクティブマトリクス基板７０上に積層され、アクティブマトリクス基板７０上の略全面に形成された半導体層６０と、上部電極５０とを備えている。
【０１１６】
半導体層６０は、電磁波導電性を有するものであり、放射線が照射されると内部に電荷を発生するものである。半導体層６０としては、たとえば、セレンを主成分とする膜厚１０〜１５００μｍの非晶質Ｓｅ膜を用いることができるが、それに限定されることなく、ＰｂＩ２、ＨｇＩ２、Ｃｄ（Ｚｎ）Ｔｅ、Ｂｉ１２ＴｉＯ２０、Ｂｉ１２ＳｉＯ２０、Ｂｉ１２ＧｅＯ２０などでもよい。上記半導体層６０は、アクティブマトリクス基板７０上に真空蒸着法などによって形成される。
【０１１７】
上部電極５０は、Ａｕ、Ａｌなどの低抵抗の導電材料で形成され、照射された放射線を透過する厚さで形成されている。なお、上部電極５０と半導体層６０の間に、電極からの電荷注入を防止する一方で発生した電荷のうち注入されるのとは反対の極性の電荷が上部電極５０に到達できるようにするための電荷輸送層や、非晶質Ｓｅの結晶化を防止するための結晶化防止層などの中間層を設けることができる。
【０１１８】
アクティブマトリクス基板７０は、図１６に示すように、被写体の放射線画像を構成する画素に対応する電荷収集電極とスイッチ素子などを含む単位素子７２が、ガラス基板７１上に２次元状に多数配列されたものである。
【０１１９】
ここで、周期情報撮像放射線画像検出器４５における各画素単位あるいはサブ画素ごとの構造の詳細について以下に説明する。なお、本実施形態でサブ画素とは、配列周期の位相が互いに逆位相となるように交互に配列された２つの線状電極群の組のことをいう。図１７は周期情報撮像放射線画像検出器４５の平面図、図１８は図１７に示す周期情報撮像放射線画像検出器４５の６−６線断面図、図１９は図１７に示す周期情報撮像放射線画像検出器４５の７−７線断面図である。
【０１２０】
周期情報撮像放射線画像検出器４５は、半導体層６０において発生した電荷を収集する第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとから構成される電荷収集電極と、第１の線状電極群８１ａによって収集された電荷を蓄積する第１の蓄積容量４１ａと、第２の線状電極群８１ｂによって収集された電荷を蓄積する第２の蓄積容量４１ｂと、第１の蓄積容量４１ａに蓄積された電荷を読み出すための第１のＴＦＴスイッチ４２ａと、第２の蓄積容量４１ｂに蓄積された電荷を読み出すための第２のＴＦＴスイッチ４２ｂとを備えている。
【０１２１】
図２０に、４画素に対応する単位素子７２の第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとの模式図を示す。第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとは、ともに多数の線状電極をピッチＰ２で周期的に配列したものである。そして、第１の線状電極群８１ａの線状電極間に、第２の線状電極群８１ｂの線状電極が配置されるように形成され、第１の線状電極群８１ａの線状電極の配列周期の位相と第２の線状電極群８１ｂの線状電極の配列周期の位相とがπ（１８０°＝ ピッチの半分に相当）だけずれるように形成されている。また、図２０に示すように、第１の線状電極群８１ａの線状電極どうしは接続されており、第２の線状電極群８１ｂの線状電極どうしも接続されている。なお、線状電極間の接続線が電極として機能しないように、接続線を線状電極とは異なる面に配置する方が望ましいが、接続線の幅が狭ければ実質的な影響を問題にならないレベルに抑えることができる。
【０１２２】
そして、第１の線状電極群８１ａの線状電極の配列ピッチＰ２と、第２の線状電極群８１ｂの線状電極の配列ピッチＰ２は、２μｍ以上１５μｍ以下とされる。なお、第１の線状電極群８１ａの各線状電極の幅と第２の線状電極群８１ｂの各線状電極の幅は、１μｍ以上１４μｍ以下である。
【０１２３】
なお、放射線源１ａから回折格子２５までの距離Ｌと回折格子２５におけるピッチＰ１との比を、放射線源１ａから周期情報撮像放射線画像検出器４５までの距離Ｌ＋Ｚ３と周期情報撮像放射線画像検出器４５における線状電極のピッチＰ２の比にほぼ等しく設定することができる。
【０１２４】
また、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとは、たとえば、非晶質透明導電酸化膜から形成するようにすればよい。
【０１２５】
また、第１の線状電極群８１ａおよび第２の線状電極群８１ｂと半導体層６０との間に電極からの電荷注入を防止する一方で、半導体層６０で発生した電荷を第１の線状電極群８１ａおよび第２の線状電極群８１ｂで収集するための電荷輸送層や非晶質Ｓｅの結晶化を防止する結晶化防止層などの中間層を設けても良い。
【０１２６】
第１の蓄積容量４１ａは、接続電極８３ａとゲート絶縁膜８５と電荷蓄積容量電極８４とから構成され、ゲート絶縁膜８５が誘電体として作用し、接続電極８３ａと電荷蓄積容量電極８４との間に電荷が蓄積される。また、第２の蓄積容量４１ｂは、接続電極８３ｂとゲート絶縁膜８５と電荷蓄積容量電極８４とから構成され、ゲート絶縁膜８５が誘電体として作用し、接続電極８３ｂと電荷蓄積容量電極８４との間に電荷が蓄積される。
【０１２７】
第１のＴＦＴ４２ａは、後述する走査配線７３から延伸して形成されたゲート電極４３ａと、接続電極８３ａから延伸して形成されたドレイン電極４３ｂと、後述するデータ配線７４から延伸して形成されたソース電極４３ｃと、ゲート絶縁膜８５と、半導体膜８８ａなどから構成されている。また、第２のＴＦＴ４２ｂは、走査配線７３から延伸して形成されたゲート電極４４ａと、接続電極８３ｂから延伸して形成されたドレイン電極４４ｂと、データ配線７４から延伸して形成されたソース電極４４ｃと、ゲート絶縁膜８５と、半導体膜８８ｂなどから構成されている。ゲート絶縁膜８５は、たとえば、ＳｉＮＸ や、ＳｉＯＸ などから形成される。また、半導体膜８８ａ,８８ｂは、第１および第２のＴＦＴスイッチ４２ａ,４２ｂのチャネル部であり、データ配線７４と接続電極８３ａ,８３ｂとを結ぶ電流の通路である。
【０１２８】
そして、絶縁保護膜８７が、第１の蓄積容量４１ａと第２の蓄積容量４１ｂ、第１のＴＦＴスイッチ４２ａと第２のＴＦＴスイッチ４２ｂ、およびデータ配線７４などを覆うように形成されている。絶縁保護膜８７には、第１の線状電極群８１ａと接続電極８３ａの接続部分および第２の線状電極群８１ｂと接続電極８３ｂの接続部分において、コンタクトホール８６が形成されている。
【０１２９】
そして、絶縁保護膜８７の上面に層間絶縁膜８２が形成されており、層間絶縁膜８２には、コンタクトホール８６が貫通しており、そのコンタクトホール８６を介して第１の線状電極群８１ａと接続電極８３ａとが接続され、第２の線状電極群８１ｂと接続電極８３ｂとが接続されている。層間絶縁膜８２は、有機絶縁膜であり、第１および第２のＴＦＴスイッチ４２ａ,４２ｂの電気的な絶縁分離を図っている。有機絶縁膜の材料としては、たとえば、アクリル樹脂を用いることができる。
【０１３０】
走査配線７３およびデータ配線７４は、図１７に示すように、格子状に配列された電極配線であり、その交点近傍に第１のＴＦＴスイッチ４２ａおよび第２のＴＦＴスイッチ４２ｂが形成されている。そして、第１のＴＦＴスイッチ４２ａと第２のＴＦＴスイッチ４２ｂとには、それぞれ別の走査配線７３が接続されており、第１のＴＦＴスイッチ４２ａと第２のＴＦＴスイッチ４２ｂとは別個にＯＮ／ＯＦＦ制御されるように構成されている。
【０１３１】
そして、データ配線７４の終端には、データ配線７４に流れ出した信号電荷を検出するアンプからなる読出回路（図示省略）が接続され、走査配線７３には、第１のＴＦＴスイッチ４２ａおよび第２のＴＦＴスイッチ４２ｂをそれぞれ独立にＯＮ/ＯＦＦ制御するための制御信号を出力するゲートドライバ（図示省略）が接続されている。
【０１３２】
回折格子移動機構５５は、上述したように回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４５をＸ方向に移動させるものであるが、たとえば、周期情報撮像放射線画像検出器４５の線状電極の配列ピッチＰ２の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことによりｎ種類の位相成分の画像信号を取得することができる。たとえば、４種類の位相成分または６種類の位相成分の画像信号を取得するように周期情報撮像放射線画像検出器４５を移動させることが望ましいが、本実施形態のように、電荷収集電極を第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとから構成する場合には、配列ピッチＰ２の１／２だけ動かすことにより４種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができ、配列ピッチＰ２の１／３ずつ動かすことにより６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。なお、２種類の位相成分に対応する画像信号で位相画像を構成する場合には、回折格子移動機構５５は設ける必要はない。
【０１３３】
次に、上記実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置による周期情報撮像放射線画像検出器への放射線画像の記録および読取りの作用について説明する。
【０１３４】
まず、放射線照射部１と回折格子２５との間に被写体１０が配置される（図１４参照）。なお、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線照射部１と回折格子２５との間に被写体１０を配置するようにしたが、回折格子２５と周期情報撮像放射線画像検出器４５との間に配置するようにしてもよい。その場合、被写体から周期情報撮像放射線画像検出器４５までの距離が近くなるとともに、拡大率が小さくなるので既存の放射線撮影室内に設置し易くなる。
【０１３５】
そして、次に、放射線照射部１の各放射線源１ａから回折格子２５に向けて同時に放射線が射出される。そして、回折格子２５に照射された放射線は、回折格子２５を通過するが、このとき、回折格子２５ではタルボ効果を生じる。ここで、タルボ効果とは、平面波が回折格子を通過したとき、位相型回折格子の場合、上述した距離Ｚ３で与えられる距離において回折格子の自己像を形成することをいう。上記の場合、被写体１０による放射線の位相のずれがあるので、回折格子２５に入射する放射線の波面が歪んでいる。したがって、回折格子２５の自己像はそれに依存して変形している。
【０１３６】
そして、電圧源によって周期情報撮像放射線画像検出器４５の上部電極５０に正の電圧を印加した状態において、上記のようにして回折格子２５のタルボ効果によって形成された自己像を担持した放射線が、周期情報撮像放射線画像検出器４５の上部電極５０側から照射される。なお、本実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、周期情報撮像放射線画像検出器４５は、上部電極５０が放射線照射部１側を向くように配置されているとともに、アクティブマトリクス基板７０の第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂの各線状電極の長さ方向が、回折格子２５の回折部材２２の長さ方向とが同じ方向になるように配置されている。
【０１３７】
そして、周期情報撮像放射線画像検出器４５に照射された放射線は、上部電極５０を透過し、半導体層６０に照射される。そして、その放射線の照射によって半導体層６０において電荷対が発生し、そのうち負の電荷は上部電極５０に帯電した正の電荷と結合して消滅し、正の電荷は各単位素子７２の第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂに収集され、第１および第２の蓄積容量４１ａ，４１ｂに蓄積される。
【０１３８】
ここで、本放射線トモシンセシス撮影装置の周期情報撮像放射線画像検出器４５においては、半導体層６０において発生した電荷を収集する電荷収集電極が、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとから構成されている。したがって、上記のようにして上部電極５０に電圧を印加すると、図２１の点線矢印で示すように、半導体層６０内に、第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂの各線状電極に向かってほぼ平行な、すなわち上部電極５０の面にほぼ垂直な電界が形成される。半導体層６０内に発生した電荷はその電界に沿って拡散することなく各線状電極に収集されるので、第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂは、実質的に振幅型回折格子とその後に設置された検出器の組合せと同等の機能を果たすことになる。したがって、第１の蓄積容量４１ａには、上記変形した回折格子２５の自己像と第１の線状電極群８１ａによって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積され、第２の蓄積容量４１ｂには、上記変形した回折格子２５の自己像と第２の線状電極群８１ｂによって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積される。上記画像コントラストは、一般にモアレ縞となっている。そして、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとは、上述したように互いにπだけ位相がずれているので、互いにπだけ位相がずれた２種類の位相成分に対応する信号が周期情報撮像放射線画像検出器４５により検出される。
【０１３９】
そして、次に、図示省略したゲートドライバから第１のＴＦＴスイッチ４２ａに接続された各走査配線７３に第１のＴＦＴスイッチ４２ａをＯＮするための制御信号が順次出力される。そして、ゲートドライバから出力された制御信号に応じて第１のＴＦＴスイッチ４２ａがＯＮし、各単位素子７２の第１の蓄積容量４１ａからデータ配線７４に蓄積電荷が読み出される。そして、データ配線７４に流れ出した電荷信号は、図示省略した読出回路のチャージアンプにより第１の位相成分に対応する画像信号として検出される。
【０１４０】
ついで、図示省略したゲートドライバから第２のＴＦＴスイッチ４２ｂに接続された各走査配線７３に第２のＴＦＴスイッチ４２ｂをＯＮするための制御信号が順次出力される。そして、ゲートドライバから出力された制御信号に応じて第２のＴＦＴスイッチ４２ｂがＯＮし、各単位素子７２の第２の蓄積容量４１ｂからデータ配線７４に蓄積電荷が読み出される。そして、データ配線７４に流れ出した電荷信号は、図示省略した読出回路のチャージアンプにより第２の位相成分に対応する画像信号として検出される。
【０１４１】
そして、回折格子移動機構５５による回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４５の移動にともなって、上述した周期情報撮像放射線画像検出器４５への記録と画像信号の読取りがそれぞれ所定の位置について行なわれ、それぞれ所定の位置毎について第１および第２の位相成分に対応する画像信号が検出される。
【０１４２】
そして、上記のようにして検出された画像信号は位相画像生成部６５に入力される。そして、位相画像生成部６５は、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する周期情報撮像放射線画像検出器４５の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分の画像信号に基づいて、各検出範囲毎について部分位相画像を生成する。つまり、１つの放射線源１ａに対応する部分位相画像を生成する。そして、その部分位相画像を合成して１画面全体の位相画像を取得する。
【０１４３】
そして、次に、放射線照射部１が、上記第１の実施形態と同様に、Ｙ方向に移動させられ、所定の各位置において、放射線照射部１の各放射線源１ａから放射線が射出されるとともに、回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４５の移動が行われ、放射線照射部１の各位置毎の位相画像が順次生成される。
【０１４４】
そして、位相画像生成部６５において生成された複数の位相画像を表す画像信号が断層像生成部４に入力される。そして、断層像生成部４は、上記第１の実施形態と同様にして、入力された複数の画像信号に対して、所望の被写体の断面位置に応じてシフト処理を施し、そのシフト処理の施された画像信号を加算することによって、上記断面位置に応じた断層像を生成する。
【０１４５】
次に、上記第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器４５の変形例について説明する。
【０１４６】
図２０に示した周期情報撮像放射線画像検出器４０の第１の線状電極群８１ａおよび第２の線状電極群８１ｂに加えて、図２２に示すように、各単位素子７２の第１および第２の線状電極群８１ａ，８１ｂからなる電荷収集電極を囲むように、格子状に定電位線状電極９０を設けるようにしてもよい。電荷収集電極間に隙間があると電界が曲げられ、線状電極がない部分からも電荷が集まり、位相成分のコンタミが起こる。そこで、上述したように定電位が印加される定電位線状電極９０を設けることによって、電界を安定させることができ、上記のようなコンタミの発生を防止することができる。定電位線状電極９０には、周囲の電荷収集電極との間の電位差が大きくならないような電位が印加される。つまり、電荷収集電極とほぼ同電位の電位とされ、具体的には、接地またはそれに近い電位とされる。なお、上記のように定電位線状電極９０を設ける場合には、第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂは、図２２に示すように構成および配置することが望ましい。
【０１４７】
また、上記実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器４５においては、各単位素子７２に、電荷収集電極として、互いにπだけ位相のずれた第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとを設けるようにしたが、電荷収集電極の形状としてはこれに限らない。
【０１４８】
たとえば、図２３に示すように、線状電極をピッチＰ２で多数配列した第１〜第６の線状電極群１０１〜１０６を、各線状電極群の線状電極の配列周期の位相がπ／３ずつずれるように配置するようにしてもよい。具体的には、第１の線状電極群１０１の位相を０とすると、第２の線状電極群１０２の位相はπ／３、第３の線状電極群１０３の位相は２π／３、第４の線状電極群１０４の位相はπ、第５の線状電極群１０５の位相は４π／３、第６の線状電極群１０６の位相は５π／３となるように配置するようにしてもよい。
【０１４９】
図２３に示すように電荷収集電極を構成し、第１〜第６の線状電極群１０１〜１０６によって収集された電荷を各線状電極群毎に読み出すようにすることによって、一度の放射線画像の撮影により、互いに位相の異なる６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。したがって、回折格子移動機構５５を設ける必要がない。
【０１５０】
また、図２４に示すように、１つの単位素子７２に対応する画素を複数（ここでは、３つ）のサブ画素に区分し、このサブ画素毎に、互いに位相の異なる線状電極群を配置するようにしてもよい。なお、本実施形態においては、上記サブ画素は、上述したように配列周期の位相が互いに逆位相となるように交互に配列された２つの線状電極群の組を意味している。
【０１５１】
具体的には、図２４に示す変形例では、サブ画素ＳＰ１に、線状電極がピッチＰ２で配列された第１の線状電極群１１１と第２の線状電極群１１２とを互いに位相がπだけずれるように配置し、サブ画素ＳＰ２に、線状電極がピッチＰ２で配列された第３の線状電極群１１３と第４の線状電極群１１４とを互いに位相がπだけずれるように配置し、サブ画素ＳＰ３に、線状電極がピッチＰ２で配列された第５の線状電極群１１５と第６の線状電極群１１６とを互いに位相がπだけずれるように配置している。そして、サブ画素ＳＰ１とサブ画素ＳＰ２の隣接する線状電極群が（７／６）・Ｐ２だけ離れるように配置し、サブ画素ＳＰ２とサブ画素ＳＰ３の隣接する線状電極群が（７／６）・Ｐ２だけ離れるように配置することによってサブ画素間で位相が４π／３ずれるように配置している。図２４に示すように１画素の中に線状電極群を配置することによって、第１の線状電極群１１１の位相を０とすると、第２の線状電極群１１２の位相はπ、第３の線状電極群１１３の位相は４π／３、第４の線状電極群１１４の位相はπ／３、第５の線状電極群１１５の位相は２π／３、第６の線状電極群１１６の位相は５π／３となる。なお、線状電極群１１７と線状電極群１１８は、隣接画素の線状電極群である。
【０１５２】
図２４に示すように電荷収集電極を構成し、第１〜第６の線状電極群１１１〜１１６によって収集された電荷を各線状電極群毎に読み出すようにすることによって、一度の放射線画像の撮影により、互いに異なる６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。図２３に示す電荷収集電極の構成でも６種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができるが、図２４に示すように電荷収集電極を構成することによって、線状電極の幅を図２３の場合に比べて広くすることができる。図２４に示す構成とすると空間分解能は低下するが、線状電極の接続も容易である。
【０１５３】
ここで、上述したように、放射線源１ａから射出される放射線は、被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようにするとともに、放射線の回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４０の位置における照射範囲の辺縁において、回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器４５の線状電極群の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。以下のその角度について検討する。なお、ここでは、上記角度の許容範囲を周期情報撮像放射線画像検出器４５の線状電極群の位置ずれに換算して検討するものとする。
【０１５４】
まず、放射線源１ａから射出される放射線の中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器４５との交点Ｑから回折部材に直交する方向に距離ｘだけ離れた場所（ｒ,ｘ）における回折部材の必要なピッチをΔｘとすると、Δｘは下式（１０）のように表わすことができる（図２５参照。図２５は、図１４に示す放射線位相画像撮影装置の上面図であり、紙面厚さ方向が図１４のＹ方向に相当する。）
【数１０】
【０１５５】
ただし、ｒは放射線源１ａ（放射線照射部において後述するスリットを用いる場合はスリットの位置）から周期情報撮像放射線画像検出器４５までの距離であり、ｒΔθは放射線ビームの中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器４５との交点Ｑにおける線状電極のピッチである。
【０１５６】
そして、ｘ／ｒ＝ｔａｎθであるので、これを式（１０）に代入すると、Δｘは下式（１１）で表わすことができる。
【数１１】
【０１５７】
したがって、（ｒ，ｘ）におけるピッチと交点ＱにおけるピッチｒΔθとの比は下式（１２）で表わすことができる。
【数１２】
【０１５８】
そして、上式（１２）に基づいてθとΔｘ／ｒΔθとの関係を求めると、下表のようになる。
【表２】
【０１５９】
ここで、周期情報撮像放射線画像検出器４５の電荷収集電極を、図２４に示すような構成とし、線状電極のピッチＰ２を８μｍ、線状電極の線幅を３μｍとすると、１位相成分に対応する信号を検出する線状電極群の幅は３５μｍとなり、１画素は約１２０μｍ幅になる。
【０１６０】
そして、各線状電極群の位相がピッチの１／１２程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（線状電極に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の線状電極の位置ずれを８／１２×１／２＝８／２４＝０．３３３μｍ以下に抑えることが好ましい。
【０１６１】
中心軸Ｃ上での線状電極のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における線状電極群の両端にある線状電極の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【０１６２】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．３３３を満たせばよいことになる。
【０１６３】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１０となる。
【０１６４】
したがって、上表２より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを５°以下に抑えればよい。
【０１６５】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ５°＝１７５ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの周期情報撮像放射線画像検出器４０上におけるＸ方向の幅が１７５ｍｍ以下となるようにすればよい。
【０１６６】
また、上記説明では、電荷収集電極が、図２４に示すように、３つのサブ画素に区分された構成の場合について検討したが、２つのサブ画素に区分し、そのサブ画素毎に、互いに位相がπだけずれた２つの線状電極群を配置する構成として場合について検討する。なお、１つの線状電極群に属する線状電極の本数は５本であり、線状電極のピッチと線状電極の幅とについては上記と同様である。
【０１６７】
この場合には、各線状電極群の位相がピッチの１／８程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（線状電極に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の線状電極の位置ずれを８／８×１／２＝８／１６＝０．５μｍ以下に抑えることが好ましい。
【０１６８】
中心軸Ｃ上でのピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における線状電極群の両端にある線状電極の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×４だけ離れていることになる。
【０１６９】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×４−３２＜０．５を満たせばよいことになる。
【０１７０】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．０１６となる。
【０１７１】
したがって、上表２より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを６°以下に抑えればよい。
【０１７２】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ６°＝２１０ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの周期情報撮像放射線画像検出器４０上におけるＸ方向の幅が２１０ｍｍ以下となるようにすればよい。
【０１７３】
なお、上記の検討結果より、線状電極のピッチは放射線ビームの広がり角θの制約に依存しないことがわかる。
【０１７４】
また、図２４に示した第１〜第６の線状電極群１１１〜１１６に加えて、図２６に示すように、各単位素子７２の第１〜第６の線状電極群１１１〜１１６からなる電荷収集電極を囲むように、格子状に定電位電極１１９を設けるようにしてもよい。この定電位電極１１９の作用効果は、図２２における説明と同様である。定電位電極１１９にも、周囲の電荷収集電極との間の電位差が大きくならないような電位が印加される。つまり、電荷収集電極とほぼ同電位の電位とされ、具体的には、接地またはそれに近い電位とされる。なお、図２６に示すように、定電位電極１１９を設ける場合には、線状電極に直交する方向に隣接する画素間の線状電極群、具体的には、線状電極群１１６と線状電極群１１７とのピッチは（１０／６）・Ｐ２とされる。
【０１７５】
また、図２６に示すように定電位電極１１９を各画素を囲むように設けるのではなく、図２７に示すように定電位電極１２０を各サブ画素を囲むように設けるようにしてもよい。
【０１７６】
また、図２８に示すように、１つの単位素子７２に対応する画素を２つのサブ画素に区分し、このサブ画素毎に、互いに位相の異なる線状電極群を配置するようにしてもよい。具体的には、図２８に示す変形例では、サブ画素ＳＰ１に、線状電極がピッチＰ２で配列された第１の線状電極群１３１と第２の線状電極群１３２とを互いに位相がπだけずれるように配置し、サブ画素ＳＰ２に、線状電極がピッチＰ２で配列された第３の線状電極群１３３と第４の線状電極群１３４とを互いに位相がπだけずれるように配置している。そして、サブ画素ＳＰ１とサブ画素ＳＰ２の隣接する線状電極群がピッチ５Ｐ２／４だけ離れるように配置すると、第１の線状電極群１３１の位相を０とすると、第２の線状電極群１３２の位相はπ、第３の線状電極群１３３の位相は３π／２、第４の線状電極群１３４の位相はπ／２となり、第１〜第４の線状電極群はπ／２ずつ異なる位相に対応した線状電極群となる。なお、線状電極群１３５〜１３８は、隣接画素の線状電極群であり、線状電極群１３５が、第１の線状電極群１３１と同じ位相の信号を検出するものであり、線状電極群１３６が、第２の線状電極群１３２と同じ位相の信号を検出するものであり、線状電極群１３７が、第３の線状電極群１３３と同じ位相の信号を検出するものであり、線状電極群１３８が、第４の線状電極群１３４と同じ位相の信号を検出するものである。
【０１７７】
図２８に示すように電荷収集電極を構成し、第１〜第４の線状電極群１３１〜１３４によって収集された電荷を各線状電極群毎に読み出すようにすることによって、一度の放射線画像の撮影により、４種類の位相成分に対応する画像信号を取得することができる。
【０１７８】
また、図２４および図２８では、１つの単位素子７２に対応する画素を３つまたは２つのサブ画素に区分した場合を示したが、これに限らず、ｎ個（ｎ≧４）のサブ画素に区分してもよい。この場合、隣接するサブ画素における隣接する線状電極群のピッチを、（２ｎ＋１）Ｐ２／２ｎにするとπ／ｎずつ異なる位相に対応した線状電極群とすることができる。
【０１７９】
２つ〜３つ程度のサブ画素に区分すれば４つ〜６つの位相成分のデータが一度の撮影で取得され、好ましい位相画像を形成することができる。サブ画素に分割しないで４つ〜６つの位相成分のデータを一度の撮影で得るためには、図２３の構成が考えられるが、各線状電国の幅が狭くなり、製造上の問題が生じるおそれがある。一方、画素サイズを維持したままｎ≧４とすると、個々の線状電極群の線状電極の数が少なくなり、位相成分のデータとして精度が低下することになる。
【０１８０】
また、上記のように複数のサブ画素に区分する場合には、図２４、図２６〜図２８に示すように、サブ画素内の線状電極群の組の線状電極の長さ方向についての幅を、線状電極群の組の長さ方向に直交する方向についての幅よりも大きくすることが望ましい。
【０１８１】
また、上述した変形例は、各単位素子７２に複数の線状電極群を設けるようにした例であるが、たとえば、図２９に示すように、各単位素子７２に、線状電極がピッチＰ２で配列された線状電極群１２１を１つだけ設けるようしてもよい。なお、図２９は隣接する４つの単位素子７２の線状電極群１２１を示している。なお、図２９に示すように、単位素子７２の電荷収集電極を１つの線状電極群によって構成するとともに、互いに位相の異なる複数種類の位相成分に対応する画像信号を取得する場合には、周期情報撮像放射線画像検出器４５および回折格子２５をそれぞれの面に沿って線状電極と直交する方向（図２９の矢印Ａ方向）に移動させる移動機構を設け、その移動機構による移動にともなって放射線画像の撮影を複数回行なうようにすればよい。たとえば、ピッチＰ２の１／３ずつ動かして、それぞれの位置での放射線画像の撮影を行なうことにより３種類の位相成分に対応する画像信号が取得でき、また、ピッチＰ２の１／６ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことにより６種類の位相成分に対応する画像信号が取得できる。
【０１８２】
また、図２９に示す線状電極群１２１からなる電荷収集電極に、さらに、図３０に示すように、定電位線状電極１２２を設けるようにしてもよい。定電位線状電極１２２は、線状電極群１２１の各線状電極間に配置されるとともに、各単位素子７２を囲むように格子状に配置されている。この定電位線状電極１２２の作用効果は、図２２における説明と同様である。定電位線状電極１２２にも、周囲の電荷収集電極との間の電位差が大きくならないような電位が印加される。つまり、電荷収集電極とほぼ同電位の電位とされ、具体的には、接地またはそれに近い電位とされる。
【０１８３】
また、図２０においては、各単位素子７２に、互いに位相がπだけずれた第１の線状電極群８１ａと第２の線状電極群８１ｂとを設ける場合について説明したが、これに限らず、たとえば、各単位素子７２に位相が２π／３ずつずれた３つの線状電極群を設けるようにしてもよい。また、各単位素子７２の電荷収集電極を、上記のように３つの線状電極群から構成するとともに、周期情報撮像放射線画像検出器および回折格子を、たとえば、ピッチＰ２の１／２ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことにより６種類の位相成分に対応する画像信号が取得できる。
【０１８４】
なお、上記第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、ＴＦＴスイッチを備えた放射線画像検出器を用いるようにしたが、スイッチ素子としてはＴＦＴだけでなく、ＣＭＯＳやＣＣＤなどを利用するようにしてもよい。
【０１８５】
また、上記第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線画像の記録時に正電圧が印加される周期情報撮像放射線画像検出器４５を用いるようにしたが、これに限らず、放射線画像の記録時に負の電圧が印加されるＴＦＴ読取方式の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。
【０１８６】
次に、本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置は、第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置におけるＴＦＴ読取方式の周期情報撮像放射線画像検出器の代わりに、光読取方式の周期情報撮像放射線画像検出器を用いたものである。第４の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置は、第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置と周期情報撮像放射線画像検出器の構成のみが異なるものであるため、以下のその周期情報撮像放射縁画像検出器の構成について説明する。図３１（Ａ）は周期情報撮像放射線画像検出器の斜視図、図３１（Ｂ）は図３１（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＺ面断面図、図３１（Ｃ）は図３１（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＹ面断面図である。
【０１８７】
第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器２００は、図３１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、放射線を透過する第１の電極層２０１、第１の電極層２０１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層２０２、記録用光導電層２０２において発生した電荷のうち一方の極性の電荷に対しては絶縁体として作用し、且つ他方の極性の電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層２０４、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層２０５、および第２の電極層２０６をこの順に積層してなるものである。記録用光導電層２０２と電荷輸送層２０４との界面近傍には、記録用光導電層２０２内で発生した電荷を蓄積する蓄電部２０３が形成される。なお、上記各層は、ガラス基板２０７上に第２の電極層２０６から順に形成されている。
【０１８８】
第１の電極層２０１としては、放射線を透過するものであればよく、たとえば、ネサ皮膜（ＳｎＯ2）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Idemitsu Indium X-metal Oxide ；出光興産（株））などを５０〜２００ｎｍ厚にして用いることができ、また、１００ｎｍ厚のＡｌやＡｕなども用いることもできる。
【０１８９】
第２の電極層２０６は、読取光を透過する複数の透明線状電極２０６ａと読取光を遮光する複数の遮光線状電極２０６ｂとを有するものである。透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂとは、周期情報撮像放射線画像検出器２００の画像形成領域の一方の端部から他方の端部まで連続して直線状に延びるものである。そして、透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂとは、図３１（Ａ），（Ｂ）に示すように、所定の間隔を空けて交互に平行に配列されている。
【０１９０】
透明線状電極２０６ａは読取光を透過するとともに、導電性を有する材料から形成されている。たとえば、第１の電極層２０１と同様に、ＩＴＯ、ＩＺＯやＩＤＩＸＯを用いることができる。そして、その厚さは１００〜２００ｎｍ程度である。
【０１９１】
遮光線状電極２０６ｂは読取光を遮光するとともに、導電性を有する材料から形成されている。消去光は透過することが望ましいので、たとえば、上記の透明導電材料とカラーフィルターを組み合せて用いることができる。透明導電材料の厚さは１００〜２００ｎｍ程度である。
【０１９２】
そして、後述するように隣接する透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂを１組として画像信号が読み出されるが、本実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器２００においては、図３２に示すように、透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂの組が、放射線画像を構成する１画素単位に対応する幅の中に２０組配置されるように構成されている。つまり、１画素単位に対応する幅の中に第１の線状電極組２１１、第２の線状電極組２１２、第３の線状電極組２１３、第４の線状電極組２１４、・・・など第２０の線状電極組までが配置されている。ここで、本発明においては、第４の実施形態の「画素単位」は線状電極と垂直方向の区分のみを意味するものとする。
【０１９３】
そして、図３２に示すように、第１の線状電極組２１１と第３の線状電極組２１３との間隔と、第２の線状電極組２１２と第４の線状電極組２１４との間隔、など１組おきの間隔がそれぞれピッチＰ２となるように配置されている。このピッチＰ２は２μｍ以上１５μｍ以下に設定される。そして、第２ｎ−１（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組から第１の線状電極群が構成され、第２ｎ（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組から第２の線状電極群が構成される。
【０１９４】
そして、上述した１画素幅内の第１および第２の線状電極群が、線状電極の長さ方向に直交する方向に交互に繰り返して配置される。この場合、第１の線状電極群と第２の線状電極群とは、線状電極組の配列周期の位相がπだけずれるように配置される。なお、図示していないが、第１の線状電極群の透明線状電極２０６ａどうしは導線などの接続線により物理的に接続されており、第２の線状電極群の透明線状電極２０６ａどうしも導線などの接続線により物理的に接続されている。
【０１９５】
記録用光導電層２０２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているａ−Ｓｅを主成分とするものを使用する。厚さは１０μｍ以上１５００μｍ以下が適切である。また、特にマンモグラフィ用途である場合には、１５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましく、一般撮影用途である場合には、５００μｍ以上１２００μｍ以下であることが好ましい。
【０１９６】
電荷輸送層２０４としては、たとえば、放射線画像の記録の際に第１の電極層２０１に帯電する電荷の移動度と、その逆極性となる電荷の移動度の差が大きい程良く（例えば１０２以上、望ましくは１０３以上）、たとえば、ポリＮ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス（３−メチルフェニル）−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン（ＴＰＤ）やディスコティック液晶等の有機系化合物、或いはＴＰＤのポリマー（ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＶＫ）分散物，Ｃｌを１０〜２００ｐｐｍドープしたａ−Ｓｅ、Ａｓ２Ｓｅ３等の半導体物質が適当である。厚さは０．２〜２μｍ程度が適切である。
【０１９７】
読取用光導電層２０５としては、読取光の照射を受けることにより導電性を呈するものであればよく、たとえば、ａ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、ＭｇＰｃ（Magnesium phtalocyanine），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine）、ＣｕＰｃ（Cupper phtalocyanine）などのうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。厚さは５〜２０μｍ程度が適切である。
【０１９８】
次に、上記第３の実施形態の放射線画像装置の周期情報撮像放射線画像検出器への放射線画像の記録および読取りの作用について説明する。
【０１９９】
放射線照射部１からの放射線の射出から回折格子２５による自己像の形成までは上記第３の実施形態の放射線位相画像撮影装置の作用と同様であるので説明を省略する。
【０２００】
そして、図３３（Ａ）に示すように高圧電源３００によって周期情報撮像放射線画像検出器２００の第１の電極層２０１に負の電圧を印加した状態において、回折格子２５のタルボ効果によって形成された自己像を担持した放射線が、周期情報撮像放射線画像検出器２００の第１の電極層２０１側から照射される。
【０２０１】
そして、周期情報撮像放射線画像検出器２００に照射された放射線は、第１の電極層２０１を透過し、記録用光導電層２０２に照射される。そして、その放射線の照射によって記録用光導電層２０２において電荷対が発生し、そのうち正の電荷は第１の電極層２０１に帯電した負の電荷と結合して消滅し、負の電荷は潜像電荷として記録用光導電層２０２と電荷輸送層２０４との界面に形成される蓄電部２０３に蓄積される（図３３（Ｂ）参照）。
【０２０２】
ここで、本放射線トモシンセシス撮影装置の周期情報撮像放射線画像検出器２００においては、記録用光導電層２０２において発生した電荷を蓄電部２０３に収集するために用いられる第２の電極層２０６が、透明線状電極２０６ａと遮光線状電極２０６ｂとから構成されている。したがって、上記のようにして第１の電極層２０１に電圧を印加すると、記録用光導電層２０２内に、透明線状電極２０６ａおよび遮光線状電極２０６ｂの各線状電極から第１の電極層２０１に向かってほぼ平行な、すなわち第１の電極層２０１の面にほぼ垂直な電界が形成される。記録用光導電層２０２内に発生した負電荷はその電界に沿って拡散することなく各線状電極方向に移動して蓄電部２０３に収集されるので、透明線状電極２０６ａおよび遮光線状電極２０６ｂは、その後に設置された検出器の組合せと実質的に振幅型回折格子と同等の機能を果たすことになる。したがって、図３２に示した第２ｎ−１（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組からなる第１の線状電極群の上部の蓄電部２０３には、変形した回折格子２５の自己像と上記第１の線状電極群によって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積され、図３２に示した第２ｎ（ｎは１以上１０以下の整数）の線状電極組からなる第２の線状電極群の上部の蓄電部２０３には、変形した回折格子２５の自己像と上記第２の線状電極群によって形成される実質的な回折格子との重ね合わせにより生成された画像コントラストを表す電荷が蓄積される。上記画像コントラストは、一般にモアレ縞となっている。そして、第１の線状電極群と第２の線状電極群とは、上述したように互いにπだけ位相がずれているので、互いにπだけ位相がずれた２種類の位相成分に対応する画像信号が周期情報撮像放射線画像検出器２００により検出される。
【０２０３】
そして、次に、図３４に示すように、第１の電極層２０１が接地された状態において、第２の電極層２０６側から読取光Ｌ１が照射され、読取光Ｌ１は透明線状電極２０６ａを透過して読取用光導電層２０５に照射される。読取光Ｌ１の照射により読取用光導電層２０５において発生した正の電荷が蓄電部２０４における潜像電荷と結合するとともに、負の電荷が、遮光線状電極２０６ｂに接続されたチャージアンプ３０５を介して遮光線状電極２０６ｂに帯電した正の電荷と結合する。
【０２０４】
そして、読取用光導電層２０５において発生した負の電荷と遮光線状電極２０６ｂに帯電した正の電荷との結合によって、チャージアンプ３０５に電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出される。
【０２０５】
このとき、図３２に示す第１の線状電極組２１１と第３の線状電極組２１３からなる第１の線状電極群から流れ出した電荷はチャージアンプ３０５により第１の位相成分に対応する画像信号として検出される。一方、図３２に示す第２の線状電極組２１２と第４の線状電極組２１４からなる第２の線状電極群から流れ出した電荷はチャージアンプ３０５により第２の位相成分に対応する画像信号として検出される。
【０２０６】
そして、回折格子移動機構５５による回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器２００の移動にともなって、上述した周期情報撮像放射線画像検出器４０への記録と画像信号の読取りがそれぞれ所定の位置について行なわれ、それぞれ所定の位置毎について第１および第２の位相成分に対応する画像信号が検出される。
【０２０７】
そして、上記のようにして検出された画像信号は位相画像生成部６５に入力される。そして、位相画像生成部６５は、各放射線源１ａから射出された放射線の照射範囲に対応する周期情報撮像放射線画像検出器２００の検出範囲毎についてそれぞれ検出された複数の位相成分の画像信号に基づいて、各検出範囲毎について部分位相画像を生成する。つまり、１つの放射線源１ａに対応する部分位相画像を生成する。そして、その部分位相画像を合成して１画面全体の位相画像を形成する。
【０２０８】
そして、次に、放射線照射部１が、上記第３の実施形態と同様に、Ｙ方向に移動させられ、所定の各位置において、放射線照射部１の各放射線源１ａから放射線が射出されるとともに、回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器２００の移動が行われ、放射線照射部１の各位置毎の位相画像が順次生成される。
【０２０９】
そして、位相画像生成部６５において生成された複数の位相画像を表す画像信号が断層像生成部４に入力される。そして、断層像生成部４は、上記第３の実施形態と同様にして、入力された複数の画像信号に対して、所望の被写体の断面位置に応じてシフト処理を施し、そのシフト処理の施された画像信号を加算することによって、上記断面位置に応じた断層像を生成する。
【０２１０】
なお、上記第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置において、回折格子移動機構５５により周期情報撮像放射線画像検出器２００および回折格子２５をそれぞれの面に沿って線状電極と直交する方向に、たとえば、ピッチＰ２の１／３ずつ動かして、それぞれの位置で放射線画像の撮影を行なうことにより６種類の位相成分に対応する画像信号が取得できる。
【０２１１】
また、上記第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置においても、上記第３の実施形態の周期情報撮像放射線画像検出器と同様に、それぞれの線状電極群が順番に配列された線状電極群の組を異なる位置に互いに位相が異なるように配置することができる。そうすることによって上述した移動機構がなくても位相画像を形成するのに十分な数の位相成分に対応する画像を同時に得ることができる。
【０２１２】
ここで、上述したように、放射線源１ａから射出される放射線は、被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようにするとともに、放射線の回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器２００の位置における照射範囲の辺縁において、回折格子２５および周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極群の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることが望ましい。以下のその角度について検討する。なお、ここでは、上記角度の許容範囲を周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極の位置ずれに換算して検討するものとする。
【０２１３】
まず、放射線源１ａから射出される放射線の中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器２００との交点Ｑから線状電極に直交する方向に距離ｘだけ離れた場所（ｒ,ｘ）における線状電極の必要なピッチをΔｘとすると、Δｘは下式（１３）のように表わすことができる（図２５参照。図２５は、図１４に示す放射線位相画像撮影装置の上面図であり、紙面厚さ方向が図１４のＹ方向に相当する。）
【数１３】
【０２１４】
ただし、ｒは放射線源１ａ（放射線照射部において後述するスリットを用いる場合はスリットの位置）から周期情報撮像放射線画像検出器２００までの距離であり、ｒΔθは放射線ビームの中心軸Ｃと周期情報撮像放射線画像検出器２００との交点Ｑにおける線状電極のピッチである。
【０２１５】
そして、ｘ／ｒ＝ｔａｎθであるので、これを式（１３）に代入すると、Δｘは下式（１４）で表わすことができる。
【数１４】
【０２１６】
したがって、（ｒ，ｘ）におけるピッチと交点ＱにおけるピッチｒΔθとの比は下式（１５）で表わすことができる。
【数１５】
【０２１７】
そして、上式（１５）に基づいてθとΔｘ／ｒΔθとの関係を求めると、下表のようになる。
【表３】
【０２１８】
ここで、周期情報撮像放射線画像検出器２００の線状電極組のピッチＰ２を８μｍ、線状電極組の幅を３μｍとすると１画素は約８０μｍ幅になる。
【０２１９】
そして、各線状電極組の位相がピッチの１／８程度以上ずれると別の位相成分の信号が同じ画素に混入することになって好ましくないと考えられる。放射線ビームが中心軸ＣからＸ方向（線状電極に直交する方向）に広がることを考慮すると、１画素内の線状電極組の位置ずれを８／８×１／２＝８／１６＝０．５μｍ以下に抑えることが好ましい。
【０２２０】
中心軸Ｃ上での線状電極組のピッチを８μｍとすると、放射線ビームの辺縁における画素内の両端にある線状電極組の中心間はΔｘ／ｒΔθ×８×９だけ離れていることになる。
【０２２１】
したがって、Δｘ／ｒΔθ×８×９−７２＜０．５を満たせばよいことになる。
【０２２２】
よって、Δｘ／ｒΔθ＜１．００７となる。
【０２２３】
したがって、表３より、放射線ビームのＸ方向片側の広がり角θを２°以下に抑えればよい。
【０２２４】
たとえば、ｒ＝１０００ｍｍとすると、２×１０００×ｔａｎ２°＝７０ｍｍとなるので、１つの放射線源１ａから射出される放射線ビームの周期情報撮像放射線画像検出器２００上におけるＸ方向の幅が７０ｍｍ以下となるようにすればよい。
【０２２５】
また、上記第４の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置においては、放射線画像の記録時に負電圧が印加される周期情報撮像放射線画像検出器２００を用いるようにしたが、これに限らず、放射線画像の記録時に正の電圧が印加される光読取方式の周期情報撮像放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。
【０２２６】
また、上記第３および第４の実施形態の放射線位相画像撮影装置の説明においては、被写体１０が放射線照射部１と回折格子２５との間に位置する場合を説明したが、被写体１０が回折格子２５と周期情報撮像放射線画像検出器４５，２００との間に位置する場合であっても、周期情報撮像放射線画像検出器４５，２００の位置に生成される回折格子２５の自己像が被写体１０により変形する。したがって、この場合でも、周期情報撮像放射線画像検出器４５，２００により被写体１０に起因して変調された位相成分の画像信号を検出することができる。すなわち、上記第３および第４の放射線位相画像撮影装置においては、被写体１０を放射線照射部１と回折格子２５との間に配置してもよいし、回折格子２５と周期情報撮像放射線画像検出器４５，２００との間に配置するようにしてもよい。
【０２２７】
また、上述したとおり、上記第３および第４の実施形態においても、放射線照射部１の構成として、上記第１の実施形態および第２の実施形態において説明した種々の構成を採用することができる。ただし、図１０に示すようなマルチスリット１６ｄを備えたものを採用する場合には、そのマルチスリットと回折格子２５の回折部材および線状電極とが平行になるようにする必要がある。また、コリメータを透過した放射線の被写体１０の位置における照射範囲が隙間なく重なるようになるとともに、コリメータを透過した放射線が回折格子２５の位置における照射範囲の辺縁において、回折格子２５の回折特性に実質的に影響を与えないような角度となるように放射線の照射範囲を制限するものであることが望ましい。
【０２２８】
また、図１０に示す放射線照射部１６において、金属ターゲット１６ｃを金属ワイヤで構成する場合には、その金属ワイヤと回折格子２５の回折部材２２および線状電極とが平行になるようにする必要がある。
【０２２９】
また、図１０に示す放射線照射部１６において、冷陰極電子源１６ａを線状の冷陰極電子源で構成する場合には、その線状の冷陰極電子源と回折格子２５の回折部材および電条電極とが平行になるようにする必要がある。
【０２３０】
なお、放射線照射部として図１０に示す構成および上述したその変形例の構成を用いた場合には、タルボ・ロー干渉計を構成するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第１の実施形態の概略構成図
【図２】図１に示す放射線トモシンセシス撮影装置のＺ−Ｙ断面図
【図３Ａ】放射線源から射出されるファンビームの広がり角が大きい方の面を示す図
【図３Ｂ】放射線源から射出されるファンビームの広がり角が小さい方の面を示す図
【図４】各放射線源から射出されるファンビームの照射範囲を示す図
【図５】放射線源が２次元的に配置された放射線照射部を示す図
【図６】放射線源から射出される放射線の照射方向を変化させる実施形態を説明するための図
【図７】放射線照射部のその他の実施形態を示す図
【図８】本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第２の実施形態の概略構成図
【図９】図８に示す放射線トモシンセシス撮影装置の上面図
【図１０】放射線照射部のその他の実施形態を示す図
【図１１】第１の回折格子の概略構成図
【図１２】第２の回折格子の概略構成図
【図１３】放射線源から射出される放射線の広がり角の条件を説明するための図
【図１４】本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第３の実施形態の概略構成図
【図１５】図１４に示す放射線トモシンセシス撮影装置の上面図
【図１６】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の概略構成を示す断面図
【図１７】周期情報撮像放射線画像検出器の一部平面図
【図１８】図１７に示す周期情報撮像放射線画像検出器の一部の６−６線断面図
【図１９】図１７に示す周期情報撮像放射線画像検出器の一部の７−７線断面図
【図２０】４画素に対応する単位素子の第１の線状電極群と第２の線状電極群との模式図
【図２１】第１の線状電極群によって半導体層内に形成される電界を示す図
【図２２】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２３】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２４】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２５】放射線源から射出される放射線の広がり角の条件を説明するための図
【図２６】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２７】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２８】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図２９】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図３０】第３の実施形態の放射線トモシンセシス撮影装置における周期情報撮像放射線画像検出器の変形例を示す図
【図３１】（Ａ）本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第４の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器の概略構成を示す断面図、（Ｂ）（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＺ面断面図、（Ｃ）（Ａ）に示す周期情報撮像放射線画像検出器のＸＹ面断面図
【図３２】本発明の放射線位相画像撮影装置の第４の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器の線状電極の構成を説明するための図
【図３３】本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第４の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器への放射線画像の記録の作用を説明するための図
【図３４】本発明の放射線トモシンセシス撮影装置の第４の実施形態における周期情報撮像放射線画像検出器からの画像信号の読取りの作用を説明するための図
【符号の説明】
【０２３２】
１ 放射線照射部
１ａ 放射線源
２ 移動機構
３ 放射線画像検出器
４ 断層像生成部
１０ 被写体
１６ 放射線照射部
２０ 第１の回折格子
２１ 基板
２２ 回折部材
２５ 回折格子
３０ 第２の回折格子
３１ 基板
３２ 回折部材
４０，２００ 周期情報撮像放射線画像検出器
５１ 回折格子移動機構
５５ 回折格子移動機構
６１ 位相画像生成部
２００ 周期情報撮像放射線画像検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、該各放射線源から射出されて前記被写体を透過した放射線が前記被写体の投影像の一部分を形成するように前記多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、該放射線照射部の各放射線源から射出された放射線を検出する放射線画像検出器と、前記放射線照射部より前記被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって前記放射線画像検出器により検出された検出情報に基づいて前記被写体の断層像を生成する断層像生成部とを備え、
前記各放射線源が、ファンビームの放射線を射出するものであるとともに、該ファンビームの広がり角が大きい方の面が前記多数の放射線源の配列方向と交差し、互いに平行に並ぶように配置されていることを特徴とする放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項２】
前記ファンビームの広がり角が大きい方の面の前記広がり角が、前記面に垂直な方向についての前記ファンビームの広がり角の１０倍以上であることを特徴とする請求項１記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項３】
前記放射線照射部が、前記多数の放射線源を線上に配置したものであり、
前記放射線照射部を前記放射線画像検出器の検出面と対向する面に沿って移動させる移動機構を備え、
前記断層像生成部が、前記放射線照射部の移動によって前記被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって前記放射線画像検出器により検出された検出情報に基づいて前記被写体の断層像を生成するものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項４】
前記放射線照射部が、前記多数の放射線源を直線上に配置したものであり、
前記移動機構が、前記放射線照射部を前記直線に直交する方向に移動させるものであることを特徴とする請求項３記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項５】
前記放射線照射部が、前記多数の放射線源を２次元的に配置したものであり、
前記放射線源を順次切り替えることによって前記被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射するものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項６】
前記放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、該照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された第１の回折格子と、
該第１の回折格子により回折された放射線を回折する第２の回折格子とをさらに備え、
前記第１の回折格子が、該第１の回折格子を構成する回折部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置されるとともに、前記第２の回折格子が、該第２の回折格子を構成する回折部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置され、
前記放射線画像検出器が、該第２の回折格子により回折された放射線を検出するものであることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項７】
前記第１の回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の前記多数の放射線源の間隔が前記放射線源から前記第１の回折格子までの距離に比べて小さくなるように前記多数の放射線源と前記第１の回折格子とが配置されており、
前記多数の放射線源が、互いに隣接する前記放射線源から射出された放射線の前記被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、前記各放射線源から射出された放射線の前記第１の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において前記第１の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることを特徴とする請求項６記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項８】
前記放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、該照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された回折格子をさらに備え、
前記放射線画像検出器が、前記回折格子により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器であり、
前記回折格子が、該回折格子を構成する回折部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置されるとともに、前記周期情報撮像放射線画像検出器が、該周期情報撮像放射線画像検出器が有する周期構造部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置されたものであることを特徴とする請求項１から５いずれか1項記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項９】
前記回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の前記多数の放射線源の間隔が前記放射線源から前記回折格子までの距離に比べて小さくなるように前記多数の放射線源と前記回折格子とが配置されており、
前記多数の放射線源が、互いに隣接する前記放射線源から射出された放射線の前記被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、前記各放射線源から射出された放射線の前記回折格子の位置における照射範囲の辺縁において前記回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることを特徴とする請求項８記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項１０】
前記放射線照射部が、前記ファンビームの広がり角が大きい方の面に垂直な方向について配置された多数の放射線源のうちの一部の放射線源群と該一部以外の放射線源群とを順次切り替えて各放射線源群から放射線を射出させるものであり、
前記各放射線源群に属する放射線源が、前記放射線源から同時に射出された放射線の前記放射線画像検出器の位置における照射範囲が離れるように放射線を射出するものであること特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項１】
被写体に向けて放射線を射出する多数の放射線源を有し、該各放射線源から射出されて前記被写体を透過した放射線が前記被写体の投影像の一部分を形成するように前記多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、該放射線照射部の各放射線源から射出された放射線を検出する放射線画像検出器と、前記放射線照射部より前記被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって前記放射線画像検出器により検出された検出情報に基づいて前記被写体の断層像を生成する断層像生成部とを備え、
前記各放射線源が、ファンビームの放射線を射出するものであるとともに、該ファンビームの広がり角が大きい方の面が前記多数の放射線源の配列方向と交差し、互いに平行に並ぶように配置されていることを特徴とする放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項２】
前記ファンビームの広がり角が大きい方の面の前記広がり角が、前記面に垂直な方向についての前記ファンビームの広がり角の１０倍以上であることを特徴とする請求項１記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項３】
前記放射線照射部が、前記多数の放射線源を線上に配置したものであり、
前記放射線照射部を前記放射線画像検出器の検出面と対向する面に沿って移動させる移動機構を備え、
前記断層像生成部が、前記放射線照射部の移動によって前記被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射することによって前記放射線画像検出器により検出された検出情報に基づいて前記被写体の断層像を生成するものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項４】
前記放射線照射部が、前記多数の放射線源を直線上に配置したものであり、
前記移動機構が、前記放射線照射部を前記直線に直交する方向に移動させるものであることを特徴とする請求項３記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項５】
前記放射線照射部が、前記多数の放射線源を２次元的に配置したものであり、
前記放射線源を順次切り替えることによって前記被写体に対して互いに異なる位置から放射線を照射するものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項６】
前記放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、該照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された第１の回折格子と、
該第１の回折格子により回折された放射線を回折する第２の回折格子とをさらに備え、
前記第１の回折格子が、該第１の回折格子を構成する回折部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置されるとともに、前記第２の回折格子が、該第２の回折格子を構成する回折部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置され、
前記放射線画像検出器が、該第２の回折格子により回折された放射線を検出するものであることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項７】
前記第１の回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の前記多数の放射線源の間隔が前記放射線源から前記第１の回折格子までの距離に比べて小さくなるように前記多数の放射線源と前記第１の回折格子とが配置されており、
前記多数の放射線源が、互いに隣接する前記放射線源から射出された放射線の前記被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、前記各放射線源から射出された放射線の前記第１の回折格子の位置における照射範囲の辺縁において前記第１の回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることを特徴とする請求項６記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項８】
前記放射線照射部における多数の放射線源から射出された放射線が照射され、該照射によりタルボ干渉またはタルボ・ロー干渉を生じさせるように構成された回折格子をさらに備え、
前記放射線画像検出器が、前記回折格子により回折された放射線の周期情報を検出する周期情報撮像放射線画像検出器であり、
前記回折格子が、該回折格子を構成する回折部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置されるとともに、前記周期情報撮像放射線画像検出器が、該周期情報撮像放射線画像検出器が有する周期構造部材の延伸方向が前記ファンビームの広がり角が大きい方の面の広がり方向と同じになるように配置されたものであることを特徴とする請求項１から５いずれか1項記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項９】
前記回折格子の回折部材の延伸方向に直交する方向の前記多数の放射線源の間隔が前記放射線源から前記回折格子までの距離に比べて小さくなるように前記多数の放射線源と前記回折格子とが配置されており、
前記多数の放射線源が、互いに隣接する前記放射線源から射出された放射線の前記被写体の位置における照射範囲が隙間なく重なるように放射線を射出するものであるとともに、前記各放射線源から射出された放射線の前記回折格子の位置における照射範囲の辺縁において前記回折格子の回折特性に実質的に影響を与えないような角度で放射線を射出するものであることを特徴とする請求項８記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【請求項１０】
前記放射線照射部が、前記ファンビームの広がり角が大きい方の面に垂直な方向について配置された多数の放射線源のうちの一部の放射線源群と該一部以外の放射線源群とを順次切り替えて各放射線源群から放射線を射出させるものであり、
前記各放射線源群に属する放射線源が、前記放射線源から同時に射出された放射線の前記放射線画像検出器の位置における照射範囲が離れるように放射線を射出するものであること特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の放射線トモシンセシス撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公開番号】特開２０１０−７５６２０（Ｐ２０１０−７５６２０Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５０２７６（Ｐ２００８−２５０２７６）
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【復代理人】
【識別番号】１００１２８４５１
【弁理士】
【氏名又は名称】安田 隆一
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【復代理人】
【識別番号】１００１２８４５１
【弁理士】
【氏名又は名称】安田 隆一
【Ｆターム（参考）】
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