JP2009240378A - X-ray imaging apparatus and method of manufacturing slit member used for the same - Google Patents

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敦 百生
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48Diagnostic techniques
    • A61B6/484Diagnostic techniques involving phase contrast X-ray imaging

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray imaging apparatus which is manufactured inexpensively and uses the multi-slit of high accuracy and a high aspect ratio, in the field of a high sensitivity X-ray imaging method by an X-ray Talbot-Lau interferometer. <P>SOLUTION: An X-ray generation source 1 irradiates a slit member 2 with the required amount of X-rays. The slit member 2 is provided with a low absorption material 21 of a low X-ray absorption amount and a high absorption material 22 of an X-ray absorption amount larger than that of the low absorption material 21, and the low absorption material 21 and the high absorption material 22 are extended practically in the same direction. Further, the low absorption material 21 and the high absorption material 22 are alternately laminated with a prescribed pitch. The slit member 2 is disposed in such a way that the extending directions of the low absorption material 21 and the high absorption material 22 cross the advancing direction of X-rays irradiated from the X-ray generation source 1. A first grating 3 diffracts the X-ray transmitted by the slit member 2. A second grating 4 diffracts the X-ray diffracted in the first grating 3. An X-ray image detector 5 detects the X-rays diffracted in the second grating 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、X線の位相を利用して被写体の内部構造を高感度で観察するためのX線撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an X-ray imaging apparatus for observing the internal structure of a subject with high sensitivity using the phase of X-rays.

X線は透過力が高いゆえに、物体内部を透視するためのプローブとして、医用画像診断、非破壊検査、セキュリティチェックなどにおいて、広く利用されている。X線透視画像のコントラストは、X線減衰率の違いによっており、X線を強く吸収する物体はX線の影として描出される。X線吸収能は、原子番号が大きい元素を多く含むほど強くなる。逆に原子番号が小さい元素から成る物質についてはコントラストがつきにくいことも指摘でき、これがX線透視画像の原理的欠点でもある。したがって、生体軟部組織やソフトマテリアルなどに対しては、十分な感度を得ることができない。   Since X-rays have high penetrating power, they are widely used in medical image diagnosis, non-destructive inspection, security check and the like as a probe for seeing through the inside of an object. The contrast of an X-ray fluoroscopic image depends on the difference in X-ray attenuation rate, and an object that strongly absorbs X-rays is rendered as an X-ray shadow. X-ray absorption ability becomes stronger as more elements with larger atomic numbers are included. Conversely, it can be pointed out that a substance composed of an element with a small atomic number is difficult to contrast, and this is also a principle defect of an X-ray fluoroscopic image. Therefore, sufficient sensitivity cannot be obtained with respect to biological soft tissue or soft material.

一方、X線の位相情報を利用すれば、一般的な従来のX線透視画像に比べて最高で約3桁の高感度化が実現することが知られている。X線をあまり吸収しない軽元素からなる物質(生体軟組織や有機材料など)の観察に適用できることから、その実用が期待される。   On the other hand, it is known that the use of X-ray phase information realizes a sensitivity increase of up to about three digits compared to a general conventional X-ray fluoroscopic image. Since it can be applied to the observation of substances (light body soft tissues, organic materials, etc.) made of light elements that do not absorb X-rays very much, their practical use is expected.

このX線位相情報を利用した高感度撮像法の研究は、15年ほど前から興った分野であるが、通常は高度なX線源が必要となるために、現実的にはその実用は進んでいない。すなわち、単色平面波のX線を使うX線光学系がその主流としてこれまで研究されてきており、それゆえに極めて高い輝度のX線源の使用を前提としている。   Research on high-sensitivity imaging using this X-ray phase information is a field that has been around for about 15 years, but since an advanced X-ray source is usually required, its practical use is not practical. Not progressing. That is, X-ray optical systems that use monochromatic plane wave X-rays have been studied as the mainstream, and it is therefore premised on the use of an extremely high-brightness X-ray source.

単色平面波を得るためには、もともと得られるX線から、特定の方向に進む特定のスペクトル成分のみを選別する必要がある。そのため、撮像に必要な強度を確保するためには、選別によるロスを補えるだけの十分な明るさが元のX線に求められる。そのような光学素子としてシリコンなどの単結晶が使われるが、同時に巨大なシンクロトロン放射光施設の利用を実質的に前提とせざるを得ず、実用を検討する場合には大きな障害になっている。   In order to obtain a monochromatic plane wave, it is necessary to select only a specific spectral component traveling in a specific direction from the originally obtained X-ray. Therefore, in order to ensure the intensity necessary for imaging, the original X-ray is required to have sufficient brightness to compensate for the loss due to sorting. A single crystal such as silicon is used as such an optical element, but at the same time, the use of a huge synchrotron radiation facility must be essentially assumed, which is a major obstacle when considering practical use. .

広いバンド幅のコーンビームで機能する位相利用撮像法が実現すれば、シンクロトロン放射光以外のコンパクトX線源を用いた装置化が期待できる。そのような撮像法の候補として、X線タルボ干渉計によるX線位相撮像法が期待されている(下記特許文献1及び2参照)。この方法では、単結晶ではなくX線格子を使うため、多色の発散ビームX線を利用した撮像が可能である。   If a phase-based imaging method that functions with a wide-band cone beam is realized, an apparatus using a compact X-ray source other than synchrotron radiation can be expected. As a candidate for such an imaging method, an X-ray phase imaging method using an X-ray Talbot interferometer is expected (see Patent Documents 1 and 2 below). In this method, since an X-ray lattice is used instead of a single crystal, imaging using multi-colored divergent beam X-rays is possible.

ただし、位相利用撮像法では、ある程度の空間的可干渉性がX線に求められる。そのためには、X線発生源のサイズがある程度小さくなくてはならない。すると、コンパクトなX線源といっても、この方法で使用できる既存のX線源は、実質的にマイクロフォーカスX線源ということになってくる。通常フォーカスのX線源はこれに該当しない。   However, in the phase-based imaging method, a certain degree of spatial coherence is required for X-rays. For this purpose, the size of the X-ray generation source must be small to some extent. Then, even if it is a compact X-ray source, an existing X-ray source that can be used in this method is substantially a microfocus X-ray source. This does not apply to normal focus X-ray sources.

マイクロフォーカスX線源では、図8のようにターゲットTにおける微少領域に電子線EBを照射することによって、X線を発生させている。しかしながら、長い露光時間が許されるケースを除いて、マイクロフォーカスX線源で得られるX線のパワーは、X線撮像に適用するには不十分であるという問題がある。   In the microfocus X-ray source, X-rays are generated by irradiating a minute region on the target T with an electron beam EB as shown in FIG. However, except for the case where a long exposure time is allowed, there is a problem that the power of the X-ray obtained by the microfocus X-ray source is insufficient for application to X-ray imaging.

従来のX線タルボ・ロー干渉計では、通常フォーカスのX線源を用いて強度不足の問題を回避している。X線タルボ・ロー干渉計の構成は、X線タルボ干渉計の構成にマルチスリットが加わったものとされる。すなわち、この技術では、ターゲットにおける比較的に広い面積に対して電子線を照射してX線を発生させ、発生したX線をマルチスリットで部分的に透過させる。これにより、細幅でかつ線状の仮想的X線源が所定ピッチで配置された線源を実現することができる。なお、このような、複数のマイクロラインを持つ線源を、マイクロマルチライン線源と称することがある。   In the conventional X-ray Talbot-Lau interferometer, a normal focus X-ray source is used to avoid the problem of insufficient intensity. The configuration of the X-ray Talbot-Lau interferometer is a multi-slit added to the configuration of the X-ray Talbot interferometer. That is, in this technique, an X-ray is generated by irradiating a relatively large area of the target with an electron beam, and the generated X-ray is partially transmitted through a multi slit. As a result, it is possible to realize a radiation source in which narrow and linear virtual X-ray sources are arranged at a predetermined pitch. Such a radiation source having a plurality of micro lines may be referred to as a micro multi-line radiation source.

マルチスリットにおける各々のスリットからのX線は、個別に下流のX線タルボ干渉計を動作させる。それぞれのスリットからのX線により生成されるモアレ縞が1周期ずれて重なるようにマルチスリットの間隔を決めておくことにより、X線タルボ干渉計の原理による位相情報検出が可能となる。   The X-rays from each slit in the multi-slit individually operate the downstream X-ray Talbot interferometer. By determining the interval between the multi slits so that the moire fringes generated by the X-rays from the respective slits are shifted by one period and overlapping, phase information detection based on the principle of the X-ray Talbot interferometer becomes possible.

しかし、マルチスリットは、X線を遮断すべき部分の機能を保証するために、十分な厚さを持つ必要がある。しかも、マルチスリットは、数十ミクロンの間隔で十ミクロン程度のスリット幅を持つ必要がある。このため、マルチスリットは、アスペクト比の高い構造となってしまい、作製が難しいという問題がある。さらに、X線は、発生源から放射状に広がるので、高いアスペクト比を持つX線マルチスリットは、理想的には、X線源を曲率中心とした円筒形状である必要がある。このことも、マルチスリットの作製を難しくしている。   However, the multi-slit needs to have a sufficient thickness in order to guarantee the function of the portion where X-rays should be blocked. Moreover, the multi-slit needs to have a slit width of about 10 microns at intervals of several tens of microns. For this reason, the multi-slit has a high aspect ratio structure and is difficult to manufacture. Furthermore, since X-rays spread radially from the generation source, an X-ray multi-slit having a high aspect ratio should ideally have a cylindrical shape with the X-ray source as the center of curvature. This also makes it difficult to produce multi-slits.

高いアスペクト比を持つX線マルチスリットを作成するために、リソグラフィ技術を用いることも考えられる。しかしながら、リソグラフィ技術を用いたとしても、高いアスペクト比でかつ高精度のマルチスリットを作製することは、一般的にかなり難しいと考えられる。
国際公開WO2004/058070号公報 米国特許第5812629号公報
In order to create an X-ray multi-slit having a high aspect ratio, it is conceivable to use a lithography technique. However, even if lithography technology is used, it is generally considered to be quite difficult to produce a multi-slit with a high aspect ratio and high accuracy.
International Publication WO2004 / 058070 U.S. Pat. No. 5,821,629

本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものである。本発明の一つの目的は、高精度かつ高アスペクト比のマルチスリットを用いたX線撮像装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances. One object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus using a multi-slit with high accuracy and high aspect ratio.

また、本発明の別の目的は、X線撮像装置に使用される高精度かつ高アスペクト比のマルチスリットを製造する方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-precision and high-aspect ratio multi-slit used in an X-ray imaging apparatus.

本発明は、以下の項目に記載の発明として表現することができる。   The present invention can be expressed as an invention described in the following items.

(項目1)
X線発生源と、スリット部材と、第一格子と、第二格子と、X線画像検出器とを備えており、
前記X線発生源は、必要量のX線を、前記スリット部材に向けて照射する構成となっており、
前記スリット部材は、X線の吸収量が低い低吸収材と、前記低吸収材よりもX線の吸収量が高い高吸収材とを備えており、
前記低吸収材と前記高吸収材とは、実質的に同じ方向に延長されており、
さらに、前記低吸収材と前記高吸収材とは、交互に、かつ、所定のピッチで積層された構成となっており、
前記スリット部材は、前記低吸収材及び前記高吸収材の延長方向が、前記X線発生源から照射されるX線の進行方向と交差するように配置されており、
前記第一格子は、前記スリット部材を透過した前記X線を回折する構成となっており、
前記第二格子は、前記第一格子で回折したX線を回折する構成となっており、
前記X線画像検出器は、前記第二格子で回折したX線を検出する構成となっている
ことを特徴とするX線撮像装置。
(Item 1)
An X-ray generation source, a slit member, a first grating, a second grating, and an X-ray image detector;
The X-ray generation source is configured to irradiate a necessary amount of X-rays toward the slit member,
The slit member includes a low absorption material having a low X-ray absorption amount and a high absorption material having a higher X-ray absorption amount than the low absorption material,
The low absorbent material and the high absorbent material are extended in substantially the same direction,
Furthermore, the low absorbent material and the high absorbent material are alternately and laminated at a predetermined pitch,
The slit member is arranged so that the extending direction of the low-absorbing material and the high-absorbing material intersects the traveling direction of X-rays irradiated from the X-ray generation source,
The first grating is configured to diffract the X-ray transmitted through the slit member,
The second grating is configured to diffract the X-ray diffracted by the first grating,
The X-ray image detector is configured to detect X-rays diffracted by the second grating.

この発明においては、スリット部材における低吸収材と高吸収材とを、所定のピッチで積層したので、所定のピッチで離間した、複数のライン状のX線を得ることができる。このようなライン状X線を第一格子に照射することにより、この発明の装置では、従来のX線タルボ・ロー干渉計と同様の動作を行うことができる。   In this invention, since the low absorption material and the high absorption material in the slit member are laminated at a predetermined pitch, a plurality of line-shaped X-rays separated at a predetermined pitch can be obtained. By irradiating such a linear X-ray on the first grating, the apparatus of the present invention can perform the same operation as a conventional X-ray Talbot-Lau interferometer.

この発明によれば、低吸収材と高吸収材とを積層することにより構成しているので、フォトリソグラフィ技術を用いなくても、ライン状X線のピッチの精度を高めることが可能になる。   According to the present invention, since the low-absorbing material and the high-absorbing material are laminated, the accuracy of the pitch of the line-shaped X-rays can be increased without using a photolithography technique.

また、この発明においては、スリット部材における低吸収材と高吸収材とを、所定のピッチで積層したので、フォトリソグラフィ技術を用いる場合と比較して、高いアスペクト比を比較的容易に実現することができる。これにより、X線撮像における高コントラストの実現が容易になる。   In the present invention, the low absorption material and the high absorption material in the slit member are laminated at a predetermined pitch, so that a high aspect ratio can be realized relatively easily as compared with the case of using a photolithography technique. Can do. This facilitates realization of high contrast in X-ray imaging.

(項目2)
前記スリット部材は、前記X線発生源の側が凹となる略円筒面形状をなすように湾曲されている
ことを特徴とする項目1に記載のX線撮像装置。
(Item 2)
The X-ray imaging apparatus according to Item 1, wherein the slit member is curved so as to have a substantially cylindrical surface shape in which the side of the X-ray generation source is concave.

X線発生源からのX線は、X線発生源を中心として放射状に進行することが通常である。すると、投射角の両端近傍では、X線のコントラストが低下する傾向がある。これに対して、項目2に記載の発明においては、特に光軸から離れた位置において、高コントラストの実現が容易になる。   In general, X-rays from an X-ray generation source travel radially around the X-ray generation source. Then, the X-ray contrast tends to decrease in the vicinity of both ends of the projection angle. On the other hand, in the invention described in Item 2, it is easy to realize high contrast, particularly at a position away from the optical axis.

(項目3)
前記低吸収材は、隣接する前記高吸収材どうしを接着する機能を備えている
ことを特徴とする項目1又は2に記載のX線撮像装置。
(Item 3)
The X-ray imaging apparatus according to Item 1 or 2, wherein the low absorption material has a function of adhering adjacent high absorption materials to each other.

低吸収材に、高吸収材どうしの接着機能を持たせることにより、低吸収材と高吸収材との固定が容易となり、スリット部材の製造が簡易となる。   By giving the low absorbent material an adhesive function between the high absorbent materials, the low absorbent material and the high absorbent material can be easily fixed, and the slit member can be easily manufactured.

(項目4)
前記高吸収材は、隣接する前記低吸収材どうしを接着する機能を備えている
ことを特徴とする項目1又は2に記載のX線撮像装置。
(Item 4)
The X-ray imaging apparatus according to Item 1 or 2, wherein the high absorption material has a function of adhering adjacent low absorption materials to each other.

高吸収材に、低吸収材どうしの接着機能を持たせることにより、低吸収材と高吸収材との固定が容易となり、スリット部材の製造が簡易となる。   By giving the high absorbent material an adhesive function between the low absorbent materials, the low absorbent material and the high absorbent material can be easily fixed, and the manufacture of the slit member is simplified.

(項目5)
前記低吸収材と前記高吸収材は、いずれも均一な厚さに形成されていることを特徴とする、項目1〜4のいずれか1項に記載のX線撮像装置。
(Item 5)
The X-ray imaging apparatus according to any one of Items 1 to 4, wherein the low absorption material and the high absorption material are both formed to have a uniform thickness.

低吸収材と高吸収材の厚さの精度を高めることにより、ライン状X線のピッチの精度を向上させることができる。   By increasing the accuracy of the thicknesses of the low absorption material and the high absorption material, it is possible to improve the accuracy of the pitch of the line-shaped X-rays.

(項目6)
前記低吸収材は、前記高吸収材どうしを接着させる接着剤により構成されている
ことを特徴とする項目1又は2に記載のX線撮像装置。
(Item 6)
3. The X-ray imaging apparatus according to item 1 or 2, wherein the low absorption material is configured by an adhesive that bonds the high absorption materials together.

低吸収材を、高吸収材どうしを接着する接着剤とすることにより、低吸収材と高吸収材との固定が容易となり、スリット部材の製造が簡易となる。また、低吸収材を接着剤とした場合は、その塗布量や乾燥条件を制御することにより、完成状態における低吸収材の厚さの精度を高めることが可能である。   By using the low absorbent material as an adhesive that bonds the high absorbent materials together, the low absorbent material and the high absorbent material can be easily fixed, and the slit member can be easily manufactured. Moreover, when the low absorbent material is used as an adhesive, the accuracy of the thickness of the low absorbent material in the completed state can be increased by controlling the coating amount and drying conditions.

(項目7)
前記低吸収材及び前記高吸収材の内の一方又は両方は、外力による変形が可能な材質により構成されている
ことを特徴とする項目1〜6のいずれか1項に記載のX線撮像装置。
(Item 7)
One or both of the said low absorption material and the said high absorption material are comprised by the material which can deform | transform with external force, The X-ray imaging device of any one of the items 1-6 characterized by the above-mentioned. .

低吸収材及び高吸収材の内の少なくとも一方を、変形しやすい材質により構成することにより、スリット部材を湾曲させる作業を容易に行うことができる。スリット部材を平板のまま使用すると、放射状のX線を照射したとき、スリット部材の辺縁部においてX線が通りにくくなる場合があり、撮像視野がこれで制限されることも起こりうる。スリット部材を円弧状に湾曲させることにより、スリット部材全面において同等にX線を通すことができ、上記の心配は不要となる。   By configuring at least one of the low-absorbing material and the high-absorbing material with a material that easily deforms, the work of bending the slit member can be easily performed. If the slit member is used as a flat plate, it may be difficult for the X-ray to pass through the edge of the slit member when radiating X-rays, and the imaging field of view may be limited. By curving the slit member in a circular arc shape, the entire surface of the slit member can be made to pass X-rays equally, and the above-mentioned worry is unnecessary.

(項目8)
X線撮像装置に用いるスリット部材の製造方法であって、以下のステップを備える:
(1)X線の吸収量が低い低吸収材と、前記低吸収材よりもX線の吸収量が高い高吸収材とを交互に積層するステップ;
(2)積層された前記低吸収材及び前記高吸収材の積層方向における相対的な位置を固定化するステップ;
(3)積層された前記低吸収材及び前記高吸収材を、積層方向にほぼ沿って切断することにより、前記スリット部材を構成するステップ。
(Item 8)
A method for manufacturing a slit member used in an X-ray imaging apparatus, comprising the following steps:
(1) A step of alternately laminating a low absorption material having a low X-ray absorption amount and a high absorption material having a higher X-ray absorption amount than the low absorption material;
(2) fixing the relative position in the stacking direction of the laminated low absorbent material and the high absorbent material;
(3) The step of configuring the slit member by cutting the laminated low absorbent material and the high absorbent material substantially along the lamination direction.

この項目の発明によれば、高い精度のピッチと高いアスペクト比とを持つスリット部材を、比較的に容易に製造することができる。   According to the invention of this item, a slit member having a high-precision pitch and a high aspect ratio can be manufactured relatively easily.

(項目9)
前記ステップ(2)における固定化は、積層された前記低吸収材及び前記高吸収材の周囲を固定することにより行われる
項目8に記載の製造方法。
(Item 9)
The method according to item 8, wherein the fixing in the step (2) is performed by fixing the periphery of the laminated low absorbent material and the high absorbent material.

(項目10)
前記ステップ(2)における固定化は、積層された前記低吸収材と前記高吸収材を接着させることにより行われる
項目8に記載の製造方法。
(Item 10)
The immobilization in the step (2) is the manufacturing method according to item 8, which is performed by adhering the laminated low absorbent material and the high absorbent material.

(項目11)
項目1〜7のいずれか1項に記載したX線撮像装置を用いたX線撮像方法であって、以下のステップを含む:
(1)前記X線発生源から前記スリット部材へX線を照射することによって、前記スリット部材から、複数のライン状のX線を発生させるステップ;
(2)前記第一格子が、前記スリット部材から発生した前記ライン状のX線を回折するステップ;
(3)前記第二格子が、前記第一格子で回折したX線を回折するステップ、
(4)前記X線画像検出器が、前記第二格子で回折したX線を検出するステップ。
(Item 11)
An X-ray imaging method using the X-ray imaging apparatus according to any one of Items 1 to 7, including the following steps:
(1) A step of generating a plurality of line-shaped X-rays from the slit member by irradiating the slit member with the X-ray from the X-ray generation source;
(2) the first grating diffracts the linear X-ray generated from the slit member;
(3) the second grating diffracts the X-rays diffracted by the first grating;
(4) A step in which the X-ray image detector detects X-rays diffracted by the second grating.

(項目12)
X線撮像装置におけるX線発生源から発生したX線を部分的に透過させるためのスリットであって、
X線の吸収量が低い低吸収材と、前記低吸収材よりもX線の吸収量が高い高吸収材とを備えており、
前記低吸収材と前記高吸収材とは、実質的に同じ方向に延長されており、
さらに、前記低吸収材と前記高吸収材とは、交互に、かつ、所定のピッチで積層された構成となっており、
前記低吸収材及び前記高吸収材の延長方向は、前記X線発生源から照射されるX線の進行方向と交差するように配置されている
ことを特徴とするスリット。
(Item 12)
A slit for partially transmitting X-rays generated from an X-ray generation source in an X-ray imaging apparatus,
A low-absorbing material having a low X-ray absorption amount, and a high-absorbing material having a higher X-ray absorption amount than the low-absorbing material,
The low absorbent material and the high absorbent material are extended in substantially the same direction,
Furthermore, the low absorbent material and the high absorbent material are alternately and laminated at a predetermined pitch,
The slit characterized by the extending direction of the said low absorption material and the said high absorption material being arrange | positioned so that the advancing direction of the X-ray irradiated from the said X-ray generation source may be crossed.

本発明によれば、高精度かつ高アスペクト比のマルチスリットを用いたX線撮像装置を提供することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to provide an X-ray imaging apparatus using a multi-slit with high accuracy and high aspect ratio.

また、本発明では、タルボ・ロー干渉計によるX線位相イメージングの原理に基づいたX線撮像装置を提供できるので、高感度な撮像が可能になる。   Further, according to the present invention, an X-ray imaging apparatus based on the principle of X-ray phase imaging using a Talbot-Lau interferometer can be provided, so that highly sensitive imaging is possible.

さらに、本発明によれば、X線撮像装置に使用される高精度かつ高アスペクト比のマルチスリットを製造する方法を提供することができる。   Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a high-precision and high-aspect ratio multi-slit used in an X-ray imaging apparatus.

(第1実施形態におけるX線撮像装置の構成)
本発明の第1実施形態に係るX線撮像装置の構成を、図1を主に参照しながら説明する。このX線撮像装置は、X線発生源1と、スリット部材2と、第一格子3と、第二格子4と、X線画像検出器5とを、主要な構成として備えている。
(Configuration of X-ray imaging apparatus in the first embodiment)
The configuration of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference mainly to FIG. This X-ray imaging apparatus includes an X-ray generation source 1, a slit member 2, a first grating 3, a second grating 4, and an X-ray image detector 5 as main components.

X線発生源1は、必要量のX線を、スリット部材2に向けて照射する構成となっており、一般的なX線発生源を用いることができる。X線発生源1は、ターゲット材と、励起ビーム源(図示せず)とから構成されている。X線発生源1は、励起ビームをターゲット材に照射することによりX線を発生する構成により形成されている。ターゲット材や励起ビームの仕様は、必要なX線の波長や線量に応じて選択される。一般に、ターゲット材としては、タングステンやモリブデンのように、金属を用いることが多いが、これには制限されない。   The X-ray generation source 1 is configured to irradiate the slit member 2 with a necessary amount of X-rays, and a general X-ray generation source can be used. The X-ray generation source 1 includes a target material and an excitation beam source (not shown). The X-ray generation source 1 is formed by a configuration that generates X-rays by irradiating a target material with an excitation beam. The specifications of the target material and the excitation beam are selected according to the required X-ray wavelength and dose. In general, the target material is often a metal such as tungsten or molybdenum, but is not limited thereto.

スリット部材2は、X線の吸収量が低い低吸収材21と、低吸収材21よりもX線の吸収量が高い高吸収材22と、フレーム23とを備えている(図2及び図3参照)。   The slit member 2 includes a low-absorbent material 21 having a low X-ray absorption amount, a high-absorbent material 22 having a higher X-ray absorption amount than the low-absorbent material 21, and a frame 23 (FIGS. 2 and 3). reference).

低吸収材21と高吸収材22とは、いずれも均一な厚さに形成されている。また、低吸収材21と高吸収材22とは、実質的に同じ方向(図2において紙面の厚さ方向)に延長されている。すなわち、低吸収材21及び高吸収材22の長手方向は、図2における紙面の厚さ方向となるように配置されている。   The low absorbent material 21 and the high absorbent material 22 are both formed to have a uniform thickness. Further, the low absorbent 21 and the high absorbent 22 are extended in substantially the same direction (the thickness direction of the paper surface in FIG. 2). That is, the longitudinal direction of the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22 is arranged to be the thickness direction of the paper surface in FIG.

さらに、低吸収材21と高吸収材22とは、交互に、かつ、所定のピッチで積層された構成となっている。   Furthermore, the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22 are alternately laminated at a predetermined pitch.

スリット部材2は、低吸収材21及び高吸収材22の延長方向(図2において紙面の厚さ方向)が、X線発生源から照射されるX線の進行方向(図1において左から右への方向)と交差するように配置されている。より具体的には、この実施形態では、スリット部材2から第一格子30の表面への射影(すなわち投影像)が、第一格子30を構成する格子部材にほぼ平行になるように、スリット部材2を配置する。   In the slit member 2, the extending direction of the low-absorbent material 21 and the high-absorbent material 22 (the thickness direction of the paper surface in FIG. 2) is the traveling direction of X-rays irradiated from the X-ray generation source (from left to right in FIG. 1). It is arranged so as to intersect with the direction. More specifically, in this embodiment, the slit member 2 is such that the projection (that is, the projected image) from the slit member 2 onto the surface of the first grating 30 is substantially parallel to the grating member constituting the first grating 30. 2 is placed.

低吸収材21としては、例えば、高分子フィルムや軽金属のフォイルを用いることができる。高分子とは、例えばポリイミドフィルムである。軽金属とは、例えばアルミニウムであるが、原子番号の小さい金属を適宜に選択することが可能である。低吸収材21の厚さaは、高吸収材22どうしの間隔を規制する。つまり、この厚さaは、高吸収材22どうしの間隔に対応して選ばれる。   As the low absorption material 21, for example, a polymer film or a light metal foil can be used. The polymer is, for example, a polyimide film. The light metal is, for example, aluminum, but a metal having a small atomic number can be appropriately selected. The thickness a of the low absorbent material 21 regulates the interval between the high absorbent materials 22. That is, the thickness a is selected corresponding to the interval between the high absorbent materials 22.

なお、厚さaの大きさは、タルボ干渉計において光源の大きさに対して要求される値と同様である。すなわち、空間的可干渉距離が第一格子の周期と同程度であればよく、X線の中心波長をλとして、Rλ/d1に同程度かそれより小さく選ぶ。 The size of the thickness a is the same as the value required for the size of the light source in the Talbot interferometer. That is, the spatial coherence distance only needs to be approximately the same as the period of the first grating, and the center wavelength of X-ray is λ, and is selected to be approximately equal to or smaller than R 1 λ / d 1 .

高吸収材22としては、例えば、比較的原子番号の大きい金属製のフォイルを用いることができる。高吸収材22の厚さbは、マルチスリットに要求される周期dsにa+bがほぼ一致するように選ばれる。 As the high absorbent material 22, for example, a metal foil having a relatively large atomic number can be used. The thickness b of the high absorbent material 22 is selected so that a + b substantially coincides with the period d s required for the multi-slit.

フレーム23は、低吸収材21と高吸収材22の周縁に固定されており、これらの積層状態を保持する機能を果たしている。   The frame 23 is fixed to the peripheral edges of the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22 and fulfills the function of maintaining the laminated state.

スリット部材2を構成するために積層される層の数(スリット数)Msは、X線発生源1からスリット部材2までの距離Rs(図1参照)と、X線撮像のために必要な視野とに依存する。すなわち、
である必要がある。ここでRは、スリット部材2から画像検出器5までの距離である。Lは、低吸収材21と高吸収材22とを積層した方向における撮像画角の大きさ(距離)である。本実施形態において、Rsを小さく、すなわち、スリット部材2をX線発生源1に近づければ、スリット部材2の大きさを小さくすることができ、装置の小型化に適する。
The number of layers (slit number) M s stacked to constitute the slit member 2 is the distance R s (see FIG. 1) from the X-ray generation source 1 to the slit member 2 and necessary for X-ray imaging. Depends on the visual field. That is,
Need to be. Here, R is the distance from the slit member 2 to the image detector 5. L is the magnitude (distance) of the imaging field angle in the direction in which the low absorbent 21 and the high absorbent 22 are laminated. In the present embodiment, if R s is small, that is, if the slit member 2 is brought close to the X-ray generation source 1, the size of the slit member 2 can be reduced, which is suitable for downsizing of the apparatus.

第一格子3は、スリット部材2を透過したX線を回折する構成となっている。また、第二格子4は、第一格子3で回折したX線を回折する構成となっている。さらに、第二格子4は、この第二格子4を回折したX線によって周期的強度パターンを発生できる構成となっている。また、X線画像検出器5は、第二格子4で回折したX線を検出する構成となっている。   The first grating 3 is configured to diffract the X-ray transmitted through the slit member 2. The second grating 4 is configured to diffract the X-ray diffracted by the first grating 3. Further, the second grating 4 is configured to generate a periodic intensity pattern by X-rays diffracted by the second grating 4. The X-ray image detector 5 is configured to detect X-rays diffracted by the second grating 4.

第一格子3は、X線発生源1から所定の距離Rだけ隔てて配置される。第一格子3からさらに距離R2を隔てて、第二格子4が配置される。被写体(被試験体;図示せず)は、第一格子3の直前に配置されるのが一般的である。しかし、原理的には、スリット部材2と第二格子4との間に被写体があればよい。画像検出器5は第二格子4のすぐ背後に設置する。 The first grating 3 is arranged at a predetermined distance R 1 from the X-ray generation source 1. A second grating 4 is arranged at a distance R 2 from the first grating 3. A subject (test object; not shown) is generally arranged immediately before the first grid 3. However, in principle, it is sufficient if there is a subject between the slit member 2 and the second lattice 4. The image detector 5 is installed immediately behind the second grating 4.

第一・第二格子3・4のピッチd1、d2とR1, R2との関係は、第一格子がπ/2格子である場合、
である。mは半整数である。ただし、実際のR2は、この条件で与えられる値に対して数%の誤差で近ければ問題ない。このとき、スリット部材2の周期dsは
で与えられる。
The relationship between the pitches d 1 and d 2 of the first and second lattices 3 and 4 and R 1 and R 2 is as follows:
It is. m is a half integer. However, there is no problem if the actual R 2 is close to the value given under this condition with an error of several percent. At this time, the period ds of the slit member 2 is
Given in.

本実施形態における第一格子3、第二格子4、及びX線画像検出器5の構成及び位置関係は、従来のタルボ干渉計(例えば前記した特許文献1に記載のもの)と基本的に同様でよい。よって、これらについては、これ以上詳細な説明は省略する。本実施形態における撮像装置は、従来のタルボ干渉計におけるX線発生源の位置にスリット部材2を配置し、さらに、X線発生源1(通常フォーカスのもの)を、格子から離れる方向にさらに配置するタルボ・ロー干渉計である(図1参照)。   The configurations and positional relationships of the first grating 3, the second grating 4, and the X-ray image detector 5 in the present embodiment are basically the same as those of a conventional Talbot interferometer (for example, the one described in Patent Document 1 described above). It's okay. Therefore, more detailed description of these will be omitted. In the imaging apparatus according to the present embodiment, the slit member 2 is arranged at the position of the X-ray generation source in the conventional Talbot interferometer, and the X-ray generation source 1 (normally focused) is further arranged in a direction away from the grating. Talbot-Lau interferometer (see FIG. 1).

(第1実施形態の動作)
次に、本実施形態のX線撮像装置の動作を説明する。この装置においては、被写体(図示せず)を、スリット部材2とX線画像検出器5との間に配置する。例えば、被写体は、第一格子3の直前(図1において左側)に配置される。
(Operation of the first embodiment)
Next, the operation of the X-ray imaging apparatus of this embodiment will be described. In this apparatus, a subject (not shown) is disposed between the slit member 2 and the X-ray image detector 5. For example, the subject is arranged immediately before the first grid 3 (left side in FIG. 1).

この状態で、X線発生源1からスリット部材2に向けてX線を照射する。照射されたX線は、低吸収材21を実質的に透過するものの、高吸収材22では実質的に吸収される。本実施形態では、低吸収材21と高吸収材22とを交互に、かつ周期的に配置したので、所定のピッチで離間した、複数のライン状のX線を得ることができる。このようなライン状X線を第一格子3及び第二格子4に照射することにより、従来のX線タルボ・ロー干渉計と同様の動作を行うことができる。   In this state, X-rays are irradiated from the X-ray generation source 1 toward the slit member 2. Although the irradiated X-rays are substantially transmitted through the low absorption material 21, they are substantially absorbed by the high absorption material 22. In the present embodiment, since the low absorption material 21 and the high absorption material 22 are alternately and periodically arranged, a plurality of line-shaped X-rays separated by a predetermined pitch can be obtained. By irradiating the first grating 3 and the second grating 4 with such a linear X-ray, the same operation as that of a conventional X-ray Talbot-Lau interferometer can be performed.

なお、本実施形態のX線撮像装置を用いた位相情報の定量計測も可能であり、それに基づく位相トモグラフィによる立体像の生成を行うことができる。これについては前記特許文献1に記載された技術を用いることができるので、詳細な説明は省略する。   In addition, quantitative measurement of phase information using the X-ray imaging apparatus of the present embodiment is possible, and a stereoscopic image can be generated by phase tomography based on the measurement. Since the technique described in the said patent document 1 can be used about this, detailed description is abbreviate | omitted.

また、本実施形態によれば、低吸収材21と高吸収材22とを積層することにより構成しているので、一方が他方についての位置決め作用を発揮する。このため、この実施形態では、フォトリソグラフィ技術を用いなくても、ライン状X線のピッチの精度を高めることが可能になるという利点がある。   Moreover, according to this embodiment, since it comprises by laminating | stacking the low absorption material 21 and the high absorption material 22, one exhibits the positioning effect | action about the other. For this reason, this embodiment has an advantage that the accuracy of the pitch of the line-shaped X-rays can be increased without using a photolithography technique.

さらに、本実施形態においては、低吸収材21と高吸収材22とを積層したのちに切断することによりスリット部材2を形成するので、フォトリソグラフィ技術を用いる場合と比較して、高いアスペクト比を比較的容易に実現することができる。これにより、高感度X線撮像の実現が容易になるという利点がある。   Furthermore, in this embodiment, since the slit member 2 is formed by laminating the low-absorbent material 21 and the high-absorbent material 22 and then cutting, the aspect ratio is higher than that in the case of using the photolithography technique. It can be realized relatively easily. This has an advantage that high-sensitivity X-ray imaging can be easily realized.

(スリット部材の製造方法)
次に、本実施形態で用いるスリット部材2の製造方法を、図3に基づいて説明する。
(Manufacturing method of slit member)
Next, the manufacturing method of the slit member 2 used in this embodiment will be described based on FIG.

(図3(a))
まず、いずれもシート状に形成された低吸収材21と高吸収材22とを交互に積層して積層体を形成する。
(Fig. 3 (a))
First, the laminated body is formed by alternately laminating the low-absorbent material 21 and the high-absorbent material 22 each formed in a sheet shape.

(図3(b))
ついで、低吸収材21と高吸収材22の前記積層体を、金属ブロック71及び72の平坦面の間に挟む。その後、金属ブロック71、72を押し合せ、前記積層体を圧縮する。
(Fig. 3 (b))
Next, the laminated body of the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22 is sandwiched between the flat surfaces of the metal blocks 71 and 72. Thereafter, the metal blocks 71 and 72 are pressed together to compress the laminate.

(図3(c)及び(d))
その後、前記積層体と金属ブロック71、72の周囲に、囲い部材8を配置する。さらに、囲い部材8の内部に、溶融された半田9を充填し、常温に戻して硬化させる。これにより、前記積層体を固定化することができる。つまり、本実施形態における、低吸収材21及び高吸収材22の積層体の固定は、それらの周囲を固定することにより行われる。ただし、周囲を固定する手段としては、半田に限らず、樹脂など、他の手段を用いることができる。
(Fig. 3 (c) and (d))
Thereafter, the enclosure member 8 is disposed around the laminate and the metal blocks 71 and 72. Furthermore, the inside of the enclosure member 8 is filled with the melted solder 9, and returned to room temperature and cured. Thereby, the said laminated body can be fixed. That is, in the present embodiment, the laminated body of the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22 is fixed by fixing the periphery thereof. However, the means for fixing the periphery is not limited to solder, and other means such as resin can be used.

さらに、本実施形態では、基本的に、低吸収材21及び高吸収材22の圧縮状態を維持しながら、これらの処理を行う。これにより、低吸収材21及び高吸収材22の間に隙間が生じることを防ぐ。   Furthermore, in this embodiment, these processes are basically performed while maintaining the compressed state of the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22. This prevents a gap from being generated between the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22.

(図3(e))
ついで、積層された状態の低吸収材21及び高吸収材22を、積層方向にほぼ沿って(すなわち図3において上下方向に)、半田9および金属ブロック71、72と共に切断し、板状に切りだす。ついで、切断面を研磨することにより、切断によって崩れた部分を除去するとともに、所望の厚さまで薄くすることができる。このようにして、スリット部材2を製造することができる。また、このとき、切断された半田9および金属ブロック71、72が、スリット部材2のフレーム23となる。
(Fig. 3 (e))
Next, the laminated low-absorbent material 21 and high-absorbent material 22 are cut along with the solder 9 and the metal blocks 71 and 72 substantially along the stacking direction (that is, in the vertical direction in FIG. 3) and cut into a plate shape. It's out. Next, by polishing the cut surface, a portion broken by the cutting can be removed and the thickness can be reduced to a desired thickness. In this way, the slit member 2 can be manufactured. At this time, the cut solder 9 and the metal blocks 71 and 72 become the frame 23 of the slit member 2.

この実施形態の製造方法では、積層状態の低吸収材21及び高吸収材22を切断する幅を変更することにより、スリット部材2におけるアスペクト比を制御することができる。また、低吸収材21及び高吸収材22の切断幅を大きくすることは容易なので、高いアスペクト比を持つスリット部材2を容易に製造することができる。   In the manufacturing method of this embodiment, the aspect ratio in the slit member 2 can be controlled by changing the width of cutting the laminated low absorbent material 21 and high absorbent material 22. Moreover, since it is easy to increase the cutting width of the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22, the slit member 2 having a high aspect ratio can be easily manufactured.

しかも、本実施形態の製造方法では、低吸収材21と高吸収材22を積層することにより、一方が他方についての位置決め作用を発揮するから、これらの配置におけるピッチの精度を高くすることができる。   Moreover, in the manufacturing method of the present embodiment, by laminating the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22, one of them exerts a positioning action for the other, so that the pitch accuracy in these arrangements can be increased. .

したがって、この実施形態の製造方法によれば、高い精度のピッチと高いアスペクト比とを持つスリット部材2を、比較的に容易に製造することができるという利点がある。   Therefore, according to the manufacturing method of this embodiment, there is an advantage that the slit member 2 having a high precision pitch and a high aspect ratio can be manufactured relatively easily.

また、本実施形態では、低吸収材21と高吸収材22とを、いずれも均一な厚さに形成したので、これらを積層することにより、互いの位置関係を精度良くかつ容易に設定することができる。   Moreover, in this embodiment, since both the low absorption material 21 and the high absorption material 22 were formed in uniform thickness, by setting these layers, the mutual positional relationship can be set accurately and easily. Can do.

さらに、本実施形態では、積層状態におけるシート状の低吸収材21と高吸収材22とを切断することで、スリット部2を得ているので、同じ構成のスリット部2を安価に製造することができるという利点もある。   Furthermore, in this embodiment, since the slit part 2 is obtained by cutting the sheet-like low absorbent 21 and the high absorbent 22 in the laminated state, the slit part 2 having the same configuration is manufactured at low cost. There is also an advantage of being able to.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るX線撮像装置を、図4に基づいて説明する。第2実施形態の説明においては、前記した第1実施形態と基本的に共通する構成要素については、同一符号を付することにより、説明を簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, an X-ray imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. In the description of the second embodiment, components that are basically the same as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description is simplified.

前記した第1実施形態の装置では、スリット部材2が、平板状に形成されていた(図1参照)。これに対して、第2実施形態の装置のスリット部材2は、X線発生源1の側が凹となる略円筒面形状をなすように湾曲されている。すなわち、このスリット部材2は、低吸収材21及び高吸収材22の延長方向と実質的に平行な仮想軸(図示せず)を曲率中心とする円筒面形状をなすように湾曲されている(図4参照)。ここで、前記した仮想軸とは、図4において紙面の厚さ方向に延びる直線である。仮想軸の位置は、スリット部材2からみて、X線発生源1の側(図4において左側)であり、かつ、X線発生源1の位置とほぼ一致するようにする。   In the apparatus of the first embodiment described above, the slit member 2 is formed in a flat plate shape (see FIG. 1). On the other hand, the slit member 2 of the apparatus of the second embodiment is curved so as to form a substantially cylindrical surface shape in which the X-ray generation source 1 side is concave. That is, the slit member 2 is curved so as to form a cylindrical surface shape with a virtual axis (not shown) substantially parallel to the extending direction of the low absorbent 21 and the high absorbent 22 as the center of curvature ( (See FIG. 4). Here, the above-mentioned virtual axis is a straight line extending in the thickness direction of the paper surface in FIG. The position of the imaginary axis is on the side of the X-ray generation source 1 (left side in FIG. 4) when viewed from the slit member 2 and substantially coincides with the position of the X-ray generation source 1.

X線発生源1からのX線は、X線発生源1を中心として放射状に進行する。すると、スリット部材2が平板であれば、スリット部材2の辺縁においては低吸収材21あるいは高吸収材22に対して、斜め方向からX線が入射する。このとき、この場所でX線が十分に通過できないという問題が発生しうる。これに対して、第2実施形態に記載の発明においては、スリット部材2を湾曲させているために、低吸収材21あるいは高吸収材22(より詳しくはそれらの対向面)に対して、X線が、ほぼ平行に入射することができる。このため、この実施形態の装置によれば、特に光軸から離れた位置においても十分なX線が通過し、下流の第一格子3および第二格子4によってX線コントラストが生成される。なお、第一格子3および第二格子4もスリット部材2と同じ理由で湾曲していることが望ましい。ただし、スリット部材2の湾曲に求められる曲率半径はスリット部材2のそれよりかなり大きく(すなわち緩い湾曲が求められるのみであり)、多くの場合、図4のように平板形状のままでも使用できる。   X-rays from the X-ray generation source 1 travel radially around the X-ray generation source 1. Then, if the slit member 2 is a flat plate, X-rays are incident on the low absorption material 21 or the high absorption material 22 from an oblique direction at the edge of the slit member 2. At this time, there may be a problem that X-rays cannot sufficiently pass at this place. On the other hand, in the invention described in the second embodiment, since the slit member 2 is curved, the X is low with respect to the low absorbent 21 or the high absorbent 22 (more specifically, the facing surfaces thereof). The lines can be incident substantially parallel. For this reason, according to the apparatus of this embodiment, sufficient X-rays pass particularly at a position away from the optical axis, and X-ray contrast is generated by the first grating 3 and the second grating 4 downstream. The first grating 3 and the second grating 4 are desirably curved for the same reason as the slit member 2. However, the radius of curvature required for the curvature of the slit member 2 is considerably larger than that of the slit member 2 (that is, only a gentle curvature is required), and in many cases, it can be used even in a flat plate shape as shown in FIG.

第2実施形態のX線撮像装置における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。   Other configurations and advantages of the X-ray imaging apparatus according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment described above, and a detailed description thereof will be omitted.

(変形例1)
前記した各実施形態においては、低吸収材21と高吸収材22とを、フレーム23を用いて固定した。しかしながら、低吸収材21に、隣接する高吸収材22どうしを接着する機能を備えさせてもよい。例えば、低吸収材21の両面に接着剤を塗布することにより、このような機能を低吸収材21に付与することができる。低吸収材21に、高吸収材22どうしの接着機能を持たせることにより、低吸収材21と高吸収材22との固定が容易となり、スリット部材2の製造が簡易となる。また、フレーム23を省略することも可能と考えられる。
(Modification 1)
In each of the embodiments described above, the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22 are fixed using the frame 23. However, the low absorbent 21 may be provided with a function of bonding adjacent high absorbents 22 together. For example, such a function can be imparted to the low absorbent material 21 by applying an adhesive to both surfaces of the low absorbent material 21. By providing the low absorbent 21 with the function of bonding the high absorbent 22 to each other, the low absorbent 21 and the high absorbent 22 can be easily fixed, and the slit member 2 can be manufactured easily. It is also considered possible to omit the frame 23.

また、高吸収材22に、隣接する低吸収材21どうしを接着する機能を備えさせることもできる。   Further, the high absorbent material 22 can be provided with a function of bonding adjacent low absorbent materials 21 together.

(変形例2)
低吸収材21は、高吸収材22どうしを接着させる接着剤により構成されることが可能である。低吸収材21を、高吸収材22どうしを接着する接着剤とすることにより、低吸収材21と高吸収材22との固定が容易となり、スリット部材2の製造が簡易となる。また、低吸収材21を接着剤とした場合は、その塗布量や乾燥条件を制御することにより、完成状態における低吸収材21の厚さの精度を高めることが可能である。さらに、この変形例2によれば、フレーム23を省略することが可能と考えられる。
(Modification 2)
The low absorbent material 21 can be composed of an adhesive that bonds the high absorbent material 22 together. By using the low absorbent 21 as an adhesive that bonds the high absorbent 22 together, the low absorbent 21 and the high absorbent 22 can be easily fixed, and the slit member 2 can be manufactured easily. Moreover, when the low absorbent material 21 is used as an adhesive, the accuracy of the thickness of the low absorbent material 21 in the completed state can be increased by controlling the application amount and drying conditions. Furthermore, according to the second modification, it can be considered that the frame 23 can be omitted.

(変形例3)
スリット部材2の湾曲を容易に行うために、低吸収材21及び高吸収材22の内の一方あるいは両方を、外力により変形しやすい材質により構成することが可能である。弾性を有する高分子フィルムや接着剤などがこれに該当し、金属フォイルであっても、比較的軟らかい金属のフォイルであれば該当する。
(Modification 3)
In order to easily curve the slit member 2, one or both of the low absorbent material 21 and the high absorbent material 22 can be made of a material that is easily deformed by an external force. Examples of this include elastic polymer films and adhesives, and even metal foils are applicable if they are relatively soft metal foils.

(実験例)
前記した第1実施形態の装置で取得した実験結果を図5〜図7に示す。図5は、スリット部材2を光学顕微鏡で観察した画像である。図6は、スリット部材2をX線で透視した場合の画像である。図7は、このスリット部材2を用いたX線撮像装置で取得した位相シフト微分像である。図7の実験条件は、以下の通りである。
(Experimental example)
Experimental results obtained with the apparatus of the first embodiment described above are shown in FIGS. FIG. 5 is an image of the slit member 2 observed with an optical microscope. FIG. 6 is an image when the slit member 2 is seen through with X-rays. FIG. 7 is a phase shift differential image acquired by an X-ray imaging apparatus using the slit member 2. The experimental conditions in FIG. 7 are as follows.

(実験条件)
使用X線:(株)リガク製 UltraX-MX2;モリブデンターゲット(回転対陰極);フォーカスサイズ1.0mm×0.5mm;30 keV, 30 mA、
スリット部材における低吸収材:アルミニウム(Al);厚さ10μm、
スリット部材における高吸収材:タンタル(Ta);厚さ20μm、
第一格子の周期:4.5ミクロン、
第二格子の周期:5.3ミクロン、
試料(被検体):内部にボイドを有する直径約8mmのプラスチック球;第一格子の直前に配置。
(Experimental conditions)
X-ray used: Rigaku Corporation UltraX-MX2; molybdenum target (rotating anti-cathode); focus size 1.0 mm x 0.5 mm; 30 keV, 30 mA,
Low absorbing material in slit member: aluminum (Al); thickness 10 μm,
Superabsorbent material in slit member: Tantalum (Ta); thickness 20 μm,
First grating period: 4.5 microns,
Second grating period: 5.3 microns,
Sample (subject): a plastic sphere having a void inside and a diameter of about 8 mm; placed just before the first grid.

図7に示す位相シフト微分像の取得手順は、前記した特許文献1に記載されたものと同様なので、詳しい説明は省略する。   Since the acquisition procedure of the phase shift differential image shown in FIG. 7 is the same as that described in Patent Document 1, detailed description thereof is omitted.

なお、前記実施形態および実施例の記載は単なる一例に過ぎず、本発明に必須の構成を示したものではない。各部の構成は、本発明の趣旨を達成できるものであれば、上記に限らない。   Note that the description of the embodiment and the examples is merely an example, and does not indicate a configuration essential to the present invention. The configuration of each part is not limited to the above as long as the gist of the present invention can be achieved.

本発明の第1実施形態に係るX線撮像装置の概略的な構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the schematic structure of the X-ray imaging device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1におけるスリット部材の拡大図である。It is an enlarged view of the slit member in FIG. 図2のスリット部材を製造する方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method to manufacture the slit member of FIG. 本発明の第2実施形態に係るX線撮像装置の概略的な構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the schematic structure of the X-ray imaging device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. スリット部材を光学顕微鏡で観察した画像を示す図である。It is a figure which shows the image which observed the slit member with the optical microscope. スリット部材をX線で透視した場合の画像を示す図である。It is a figure which shows the image at the time of seeing through a slit member with a X-ray. 第1実施形態に係るX線撮像装置で取得した位相シフト微分像である。It is a phase shift differential image acquired with the X-ray imaging device which concerns on 1st Embodiment. 従来のマイクロフォーカスX線源を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the conventional microfocus X-ray source.

符号の説明Explanation of symbols

1 X線発生源
2 スリット部材
21 低吸収材
22 高吸収材
23 フレーム
3 第一格子
4 第二格子
5 X線画像検出器
71・72 金属ブロック
8 囲い部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray generation source 2 Slit member 21 Low absorption material 22 High absorption material 23 Frame 3 1st grating | lattice 4 2nd grating | lattice 5 X-ray image detector 71 * 72 Metal block 8 Enclosure member

Claims (12)

X線発生源と、スリット部材と、第一格子と、第二格子と、X線画像検出器とを備えており、
前記X線発生源は、必要量のX線を、前記スリット部材に向けて照射する構成となっており、
前記スリット部材は、X線の吸収量が低い低吸収材と、前記低吸収材よりもX線の吸収量が高い高吸収材とを備えており、
前記低吸収材と前記高吸収材とは、実質的に同じ方向に延長されており、
さらに、前記低吸収材と前記高吸収材とは、交互に、かつ、所定のピッチで積層された構成となっており、
前記スリット部材は、前記低吸収材及び前記高吸収材の延長方向が、前記X線発生源から照射されるX線の進行方向と交差するように配置されており、
前記第一格子は、前記スリット部材を透過した前記X線を回折する構成となっており、
前記第二格子は、前記第一格子で回折したX線を回折する構成となっており、
前記X線画像検出器は、前記第二格子で回折したX線を検出する構成となっている
ことを特徴とするX線撮像装置。
An X-ray generation source, a slit member, a first grating, a second grating, and an X-ray image detector;
The X-ray generation source is configured to irradiate a necessary amount of X-rays toward the slit member,
The slit member includes a low absorption material having a low X-ray absorption amount and a high absorption material having a higher X-ray absorption amount than the low absorption material,
The low absorbent material and the high absorbent material are extended in substantially the same direction,
Furthermore, the low absorbent material and the high absorbent material are alternately and laminated at a predetermined pitch,
The slit member is arranged so that the extending direction of the low-absorbing material and the high-absorbing material intersects the traveling direction of X-rays irradiated from the X-ray generation source,
The first grating is configured to diffract the X-ray transmitted through the slit member,
The second grating is configured to diffract the X-ray diffracted by the first grating,
The X-ray image detector is configured to detect X-rays diffracted by the second grating.
前記スリット部材は、前記X線発生源の側が凹となる略円筒面形状をなすように湾曲されている
ことを特徴とする請求項1に記載のX線撮像装置。
The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the slit member is curved so as to form a substantially cylindrical surface shape in which the side of the X-ray generation source is concave.
前記低吸収材は、隣接する前記高吸収材どうしを接着する機能を備えている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線撮像装置。
The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the low absorption material has a function of adhering adjacent high absorption materials to each other.
前記高吸収材は、隣接する前記低吸収材どうしを接着する機能を備えている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線撮像装置。
The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the high absorption material has a function of adhering adjacent low absorption materials to each other.
前記低吸収材と前記高吸収材は、いずれも均一な厚さに形成されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のX線撮像装置。   The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein both the low absorption material and the high absorption material are formed to have a uniform thickness. 前記低吸収材は、前記高吸収材どうしを接着させる接着剤により構成されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線撮像装置。
The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the low absorption material is configured by an adhesive that adheres the high absorption materials to each other.
前記低吸収材及び前記高吸収材の内の一方又は両方は、外力による変形が可能な材質により構成されている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のX線撮像装置。
One or both of the said low absorption material and the said high absorption material are comprised by the material which can deform | transform by external force, X-ray imaging of any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. apparatus.
X線撮像装置に用いるスリット部材の製造方法であって、以下のステップを備える:
(1)X線の吸収量が低い低吸収材と、前記低吸収材よりもX線の吸収量が高い高吸収材とを交互に積層するステップ;
(2)積層された前記低吸収材及び前記高吸収材の積層方向における相対的な位置を固定化するステップ;
(3)積層された前記低吸収材及び前記高吸収材を、積層方向にほぼ沿って切断することにより、前記スリット部材を構成するステップ。
A method for manufacturing a slit member used in an X-ray imaging apparatus, comprising the following steps:
(1) A step of alternately laminating a low absorption material having a low X-ray absorption amount and a high absorption material having a higher X-ray absorption amount than the low absorption material;
(2) fixing the relative position in the stacking direction of the laminated low absorbent material and the high absorbent material;
(3) The step of configuring the slit member by cutting the laminated low absorbent material and the high absorbent material substantially along the lamination direction.
前記ステップ(2)における固定化は、積層された前記低吸収材及び前記高吸収材の周囲を固定することにより行われる
請求項8に記載の製造方法。
The method according to claim 8, wherein the fixing in the step (2) is performed by fixing the periphery of the laminated low absorbent material and the high absorbent material.
前記ステップ(2)における固定化は、積層された前記低吸収材と前記高吸収材を接着させることにより行われる
請求項8に記載の製造方法。
The immobilization in the step (2) is a manufacturing method according to claim 8, wherein the low-absorbing material and the high-absorbing material that are laminated are adhered to each other.
請求項1〜7のいずれか1項に記載したX線撮像装置を用いたX線撮像方法であって、以下のステップを含む:
(1)前記X線発生源から前記スリット部材へX線を照射することによって、前記スリット部材から、複数のライン状のX線を発生させるステップ;
(2)前記第一格子が、前記スリット部材から発生した前記ライン状のX線を回折するステップ;
(3)前記第二格子が、前記第一格子で回折したX線を回折するステップ、
(4)前記X線画像検出器が、前記第二格子で回折したX線を検出するステップ。
An X-ray imaging method using the X-ray imaging apparatus according to claim 1, comprising the following steps:
(1) A step of generating a plurality of line-shaped X-rays from the slit member by irradiating the slit member with the X-ray from the X-ray generation source;
(2) the first grating diffracts the linear X-ray generated from the slit member;
(3) the second grating diffracts the X-rays diffracted by the first grating;
(4) A step in which the X-ray image detector detects X-rays diffracted by the second grating.
X線撮像装置におけるX線発生源から発生したX線を部分的に透過させるためのスリットであって、
X線の吸収量が低い低吸収材と、前記低吸収材よりもX線の吸収量が高い高吸収材とを備えており、
前記低吸収材と前記高吸収材とは、実質的に同じ方向に延長されており、
さらに、前記低吸収材と前記高吸収材とは、交互に、かつ、所定のピッチで積層された構成となっており、
前記低吸収材及び前記高吸収材の延長方向は、前記X線発生源から照射されるX線の進行方向と交差するように配置されている
ことを特徴とするスリット。
A slit for partially transmitting X-rays generated from an X-ray generation source in an X-ray imaging apparatus,
A low-absorbing material having a low X-ray absorption amount, and a high-absorbing material having a higher X-ray absorption amount than the low-absorbing material,
The low absorbent material and the high absorbent material are extended in substantially the same direction,
Furthermore, the low absorbent material and the high absorbent material are alternately and laminated at a predetermined pitch,
The slit characterized by the extending direction of the said low absorption material and the said high absorption material being arrange | positioned so that the advancing direction of the X-ray irradiated from the said X-ray generation source may be crossed.
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