JP2012045099A - 放射線画像撮影用グリッド及びその製造方法、並びに放射線画像撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】隣接する小グリッドのグリッド部の間隔が、Ｘ線画像検出器の１画素のサイズ以下となるように、複数枚の小グリッドを配列する。
【解決手段】第２のグリッド１４は、小グリッド２１、２２により構成されている。小グリッド２１、２２は、グリッドとして機能するグリッド部２１ａ、２２ａと、グリッド部２１ａ、２２ａの外周に設けられグリッドとして機能しない非グリッド部２１ｂ、２２ｂとを有している。小グリッド２１、２２は、一方のグリッド部及び非グリッド部と他方の非グリッド部及びグリッド部とが互いに重なり合い、ｚ方向から見たときにそれぞれのグリッド部と非グリッド部との境界が一致し、かつ２つのグリッド部２１ａ，２２ａが連続して１枚の大きなグリッド部を構成するように接合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、放射線画像の撮影に用いられるグリッド及びその製造方法と、この放射線画像撮影用グリッドグリッドを用いた放射線画像撮影システムとに関する。

放射線が被検体を透過する際の位相変化（角度変化）に基づいた画像（以下、位相コントラスト画像という）を得る放射線位相イメージングの一種として、タルボ干渉効果を用いた放射線画像撮影システムが考案されている。例えば、放射線としてＸ線を用いるＸ線画像撮影システムは、被検体の背後に配置した第１のグリッドと、第１のグリッドのグリッドピッチとＸ線波長で決まる特定距離（タルボ干渉距離）だけＸ線の照射方向の下流に配置した第２のグリッドと、その背後に配置したＸ線画像検出器とを有する。第１のグリッドを通過したＸ線は、タルボ干渉効果により第２のグリッドの位置で自己像（縞画像）を形成する。この自己像は、被検体とＸ線との相互作用（位相変化）により変調を受ける。

上記Ｘ線画像撮影システムは、第１のグリッドの自己像と第２のグリッドとの重ね合わせにより強度変調された縞画像の被検体による変化（位相ズレ）から被検体の位相コントラスト画像を取得する。これは縞走査法と称されている。縞走査法では、第１のグリッドに対して第２のグリッドを、第１のグリッドの面にほぼ平行で、かつ第１のグリッドのグリッド方向（条帯方向）にほぼ垂直な方向に、グリッドピッチを等分割した走査ピッチで並進移動（走査）させながら各走査位置で撮影を行い、Ｘ線画像検出器で得られる各画素の画素データの上記走査位置に対する強度変化の位相のズレ量から位相微分像（被検体で屈折したＸ線の角度分布に対応）を取得する。この位相微分像を、上記の縞走査方向に沿って積分することにより被検体の位相コントラスト画像が得られる。

第１及び第２のグリッドは、Ｘ線の照射方向に直交する方向に延伸されたＸ線吸収部をＸ線照射方向及び延伸方向に直交する方向に所定ピッチで配列した縞状（ストライプ状）の構造を有する。Ｘ線吸収部の配列ピッチは、Ｘ線焦点から第１のグリッドまでの距離と、第１のグリッドと第２のグリッドとの距離によって決定され、およそ２〜２０μｍである。また、第２のグリッドの線吸収部は、高いＸ線吸収性を必要とするため、Ｘ線の進行方向の厚みが１００μｍ程度という高アスペクト比の構造を必要とする。

グリッドの構造は微細であるため、グリッドの製作には微細な加工が可能なシリコン半導体プロセスが用いられている。しかし、シリコン半導体プロセスでは、加工可能なサイズがウエハのサイズに制限されるため、大きなサイズのグリッドを製造することはできなかった。そのため、図１５（Ａ）に示すように、サイズの小さな小グリッド９０を複数枚並べ、全体として大きな面積のグリッド９１を得る手法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００７−２０３０６１号公報 特開平０９−３０４７３８号公報

シリコン半導体プロセスを用いて製造された小グリッドは、外周がカットされて矩形状にされている。カットされる外周は、図１６（Ａ）に示すように、Ｘ線吸収部が設けられて実際にグリッドとして機能するグリッド部９３の端部と一致しているのが理想的である。しかし、外周をカットする精度によっては、同図（Ｂ）に示すように、カットした端部９４がグリッド部９３の端部に対して斜めになることがある。また、カット時に発生するチッピング、カット後の取り扱い中に発生する欠け等により、同図（Ｃ）に示すように、端部９５が凹凸になることもある。したがって、実際の小グリッド９０は、図１５（Ａ）に示すように、グリッド部９３の外側に、グリッドとして機能せずに切り代として用いられる非グリッド部９６を設ける必要がある。

非グリッド部９６は、例えばダイシングによってカットする場合に、５０μｍの幅が必要である。また、小グリッド９０を並べる際に、各小グリッド９０の平行度等のアライメントを行なうため、小グリッド９０間にある程度の隙間が必要である。そのため、小グリッド９０を並べると、図２０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、グリッド部９３の間にある程度の間隔Ｓが生じてしまう。

グリッド部９３間の間隔Ｓは短いことが望ましい。具体的には、グリッド部９３の間隔Ｓが、位相コントラスト画像の撮影に用いられるＸ線画像検出器の１画素のサイズ以下（例えば、１５０μｍ以下）であることがより望ましい。これは、グリッド部９３の間隔Ｓが画素サイズよりも大きくなると、その部分が位相コントラスト画像を取得できない領域となり、画像品質を劣化させるためである。なお、特許文献１、２には、グリッド部の間隔を狭くして小グリッドを配列するための手法は開示されていない。

本発明の目的は、隣接する小グリッドのグリッド部の間隔が、Ｘ線画像検出器の１画素のサイズ以下となるように、複数枚の小グリッドを配列することにある。

上記課題を解決するために、本発明の放射線画像撮影用グリッドは、放射線を吸収する放射線吸収部が所定ピッチで配列されたグリッド部と、グリッド部の外周に設けられて放射線を透過する非グリッド部とを有する少なくとも２枚の小グリッドからなり、少なくとも２枚の小グリッドは、グリッド部と非グリッド部とが対面するように重ね合わされている。

また、少なくとも２枚の小グリッドは、グリッド部に直交する方向から見たときに、グリッド部と非グリッド部との境界が一致している。

複数枚の小グリッドを千鳥状に重ね合わせてもよい。これにより、複数枚の小グリッドを重ね合わせたときでも、放射線画像撮影用グリッドの厚みが厚くならないように抑制することができる。

また、複数枚の小グリッドを階段状に重ね合わせてもよい。このときには、複数枚の小グリッドの下に、放射線透過性を有するダミー基板を接合することが好ましい。また、ダミー基板に代えて、凹面状の支持基板により保持してもよい。更に、複数枚の小グリッドの一部を傾斜させ、略凹状または略球面状のグリッド面を構成してもよい。

本発明の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、放射線を吸収する放射線吸収部が所定ピッチで配列されたグリッド部と、グリッド部の外周に設けられて放射線を透過する非グリッド部とを有する少なくとも２枚の小グリッドを、グリッド部と非グリッド部とが対面するように重ね合わされ、接合されている。

また、非グリッド部に、可視光による視認性を有しかつ放射線に対する透過性を備えたアライメントマークを形成する工程と、アライメントマークの位置を検出して少なくとも２枚の小グリッドの位置を調整する工程とを含めてもよい。更に、少なくとも２枚の小グリッドは、アライメントマークが設けられている面同士が対面され、小グリッドの間に挿入された位置検出手段によりアライメントマークの位置が検出されるようにしてもよい。

本発明の放射線画像撮影システムは、放射線を放射する放射線源と、放射線を通過させて縞画像を生成する第１のグリッドと、縞画像の周期パターンに対して位相が異なる複数の相対位置で縞画像に強度変調を与える第２のグリッドと、放射線源と第１のグリッドとの間に配置され、放射線源から照射された放射線を領域選択的に遮蔽して多数の線光源とする第３のグリッドと、第２のグリッドにより各相対位置で強度変調された縞画像を検出する放射線画像検出器とを有する放射線画像撮影システムであって、第１〜第３のグリッドの少なくとも１つに、上記放射線画像撮影用グリッドを用いたものである。

本発明の放射線画像撮影用グリッド及びその製造方法は、一方の小グリッドのグリッド部と他方の小グリッドの非グリッド部とが対面するように重ね合わせているので、非グリッド部の大きさに影響されることなく、グリッド部の間隔が狭くなるように複数枚の小グリッドを配列することができる。これにより、本発明の放射線画像撮影用グリッドを用いた放射線画像撮影システムでは、複数枚の小グリッドのグリッド部間で位相コントラスト画像が取得できなくなるような事態が発生せず、高画質の位相コントラスト画像得ることができる。

本発明のＸ線画像撮影システムの構成を示す模式図である。 第２のグリッドの平面図及び要部断面図である。 小グリッドのグリッド部の構成を示す断面図である。 小グリッドの製造手順を示す説明図である。 小グリッドのアライメントマークを示す平面図である。 小グリッドのアライメント工程を示す模式図である。 アライメントマークに用いるブリッジ部を設けた小グリッドの平面図である。 ２枚の小グリッドのその他の接合例を示す断面図である。 ２枚以上の小グリッドを千鳥状に重ね合わせたグリッドを示す平面図及び断面図である。 ２枚以上の小グリッドを階段状に重ね合わせたグリッドを示す平面図及び断面図である。 凹面状の支持基板に２枚以上の小グリッドを接合したグリッドの断面図である。 小グリッドを傾斜させて凹面状にしたグリッドの断面図である。 小グリッドを複数方向において重ね合わせたグリッドの斜視図である。 小グリッドを複数方向において重ね合わせたグリッドの分解斜視図である。 従来の放射線画像撮影用グリッドを示す平面図及び断面図である。 外周がカットされた小グリッドの形状のバリエーションを示す説明図である。

図１に示すように、本発明のＸ線画像撮影システム１０は、ｚ方向に配置された被検体Ｈに向けてＸ線を放射するＸ線源１１と、ｚ方向においてＸ線源１１に対向配置された線源グリッド１２と、線源グリッド１２からｚ方向に所定距離離れた位置に平行に配置された第１のグリッド１３と、第１のグリッド１３からｚ方向に所定距離離れた位置に平行に配置された第２のグリッド１４と、第２のグリッド１４に対向配置されたＸ線画像検出器１５とからなる。Ｘ線画像検出器１５は、例えば、半導体回路を用いたフラットパネル検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）が用いられている。

線源グリッド１２、第１のグリッド１３及び第２のグリッド１４は、吸収型グリッドであり、ｚ方向に直交するｘ方向に直線状に延伸され、かつｚ方向及びｘ方向に直交するｙ方向に沿って所定のピッチで周期的に配列された複数のＸ線吸収部１７、１８、１９がそれぞれ縞状に設けられている。線源グリッド１２、第１のグリッド１３及び第２のグリッド１４は、Ｘ線吸収部１７、１８、１９によってＸ線を吸収し、Ｘ線吸収部の間に設けられたＸ線透過部によってＸ線を透過させる。

以下、第２のグリッド１４を例にして、本発明の放射線画像撮影用グリッドの構成を説明する。なお、線源グリッド１２及び第１のグリッド１３は、Ｘ線吸収部１７、１８の幅、ピッチ、Ｘ線照射方向の厚さ等が異なる以外は第２のグリッド１４とほぼ同様の構成であるため、詳しい説明は省略する。

図２（Ａ）は、第２のグリッド１４をＸ線画像検出器１５の側から見た平面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面を表している。第２のグリッド１４は、サイズの小さな２枚の小グリッド２１、２２から構成されている。小グリッド２１、２２は、グリッドとして機能するグリッド部２１ａ，２２ａと、グリッド部２１ａ，２２ａの外周に設けられてグリッドとして機能しない非グリッド部２１ｂ，２２ｂとをそれぞれ備えている。小グリッド２１、２２は、グリッド部２１ａ及び非グリッド部２２ｂと、非グリッド部２１ｂ及びグリッド部２２ａとが重なり合うように接合されており、ｚ方向から見たときにそれぞれのグリッド部と非グリッド部との境界が一致し、かつ２つのグリッド部２１ａ、２２ａが連続して１枚の大きなグリッド部を構成するように接合されている。

図２（Ｂ）のグリッド部を拡大して表した図３に示すように、小グリッド２１、２２は、シリコン等のＸ線透過性を有する材質で形成されたＸ線透過性基板２４と、このＸ線透過性基板２４に設けられたＸ線吸収部１９とからなる。Ｘ線吸収部１９は、グリッド部２１ａ，２２ａ内に設けられている。Ｘ線吸収部１９は、Ｘ線透過性基板２４にｘ方向に沿って設けられ、ｙ方向に沿って配列された複数の溝２５の中に設けられており、Ｘ線吸収性に優れた金属、例えば金やプラチナ等から構成されている。各Ｘ線吸収部１９を隔てている複数の隔壁２６は、Ｘ線透過部として機能する。

Ｘ線吸収部１９の幅Ｗ２及びピッチＰ２は、線源グリッド１２と第１のグリッド１３との間の距離、第１のグリッド１３と第２のグリッド１４との距離、及び第１のグリッド１３のＸ線吸収部１８のピッチ等によって決まるが、幅Ｗ２はおよそ２〜２０μｍ、ピッチＰ２は４〜４０μｍ程度である。また、Ｘ線吸収部１９のＸ方向の厚みＴ２は、高いＸ線吸収性を得るためには厚いほどよいが、Ｘ線源１１から放射されるコーンビーム状のＸ線のケラレを考慮して、例えば１００μｍ程度となっている。本実施形態では、例えば、幅Ｗ２が２．５μｍ、ピッチＰ２が５μｍ、厚みＴ２が１００μｍとなっている。

次に、第２のグリッド１４を例にして、本発明のグリッドの製造方法について説明する。なお、線源グリッド１２及び第１のグリッド１３も同様の製造方法により製造されるため、詳しい説明は省略する。

図４は、小グリッド２１を製造する工程を示している。なお、小グリッド２２も同様の手順で製造されるため、詳しい説明は省略する。同図（Ａ）に示すように、小グリッド２１を製造する最初の工程では、シリコン製のＸ線透過性基板２４の下面に支持基板２８が接合される。支持基板２８には、Ｘ線吸収性の低い材料が用いられており、望例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、石英、アルミナ、ＧａＡｓ、Ｇｅ等が望ましく、更にはＸ線透過性基板２４と同じシリコンが望ましい。ホウケイ酸ガラスとしては、例えばパイレックス（登録商標）ガラス、テンパックス（登録商標）ガラス等を用いることができる。

支持基板２８のＸ線透過性基板２４に接合された面には、導電性を有するシーズ層３０が設けられている。シーズ層３０は、例えば、ＡｕまたはＮｉ、もしくはＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｐｔ等からなる金属膜、あるいはそれらの合金からなる金属膜から構成するのが好ましい。また、シーズ層３０は、Ｘ線透過性基板２４に設けてもよいし、Ｘ線透過性基板２４と支持基板２８との両方に設けられていてもよい。

図４（Ｂ）に示すように、次の工程では、一般的なフォトリソグラフィ技術を用いて、Ｘ線透過性基板２４の上にエッチングマスク３２が形成される。エッチングマスク３２は、紙面方向に直線状に延伸され、かつ左右方向に所定ピッチで周期的に配列された縞模様のパターンを有する。

図４（Ｃ）に示すように、次の工程では、エッチングマスク３２を用いたドライエッチングにより、Ｘ線透過性基板２４に複数の溝２５が形成される。溝２５は、例えば、幅が数μｍ、深さ１００μｍ程度の高いアスペクト比を必要とするため、溝２５を形成するドライエッチングには、例えば、ボッシュプロセス、クライオプロセス等が用いられる。なお、シリコン基板に代えて感光性レジストを使用し、シンクロトロン放射光で露光して溝を形成してもよい。

図４（Ｄ）に示すように、次の工程では、電解メッキにより溝２５内に金などのＸ線吸収材が充填され、Ｘ線吸収部１９が形成される。支持基板２８が接合されているＸ線透過性基板２４は、シーズ層３０に電流端子が接続され、メッキ液中に浸漬される。Ｘ線透過性基板２４と対向させた位置には、もう一方の電極（陽極）が用意され、この問に電流が流されてメッキ液中の金属イオンがパターン加工されたＸ線透過性基板２４へ析出されることにより、溝２５内に金が埋め込まれる。なお、溝２５に対するＸ線吸収材の充填は、電解メッキに限定されるものではなく、例えば、ペースト状、コロイド状のＸ線吸収材を充填してもよい。

図４（Ｅ）に示すように、次の工程では、Ｘ線吸収部１９が形成されたＸ線透過性基板２４等の外周がダイシング等によって矩形状にカットされ、小グリッド２１が形成される。このカット工程では、グリッド部２１ａの外周に、小グリッド同士を接合する際の接合代として用いることができる幅を有した非グリッド部２１ｂが形成される。支持基板２８、シーズ層３０及びエッチングマスク３２は、図３に示すように、研磨等により除去される。なお、支持基板２８及びシーズ層３０を小グリッド２１に残しておいてもよい。

図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、次の工程では、小グリッド２１、２２の非グリッド部２１ｂ、２２ｂに、両者を接合する際のアライメントに用いられるアライメントマーク３４、３５が２個ずつ形成される。アライメントマーク３４、３５は、小グリッド２１、２２のグリッド部が接合されたときに重なり合う位置に設けられる。アライメントマーク３４、３５の形成は、例えば、小グリッド２１、２２上にアライメントマークに用いる薄膜を形成し、この薄膜をエッチングやフォトリソグラフィ技術などを用いて部分的に除去することにより形成される。アライメントマーク３４、３５は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、レジスト等のＸ線透過性を有する材質で形成されている。

アライメントマーク３４、３５の厚さは、アライメント時に識別できる程度でよく、例えば０．０１〜１μｍでよい。アライメントマーク３４、３５のサイズは、グリッドの性能に対する影響を考慮した場合、Ｘ線画像検出器１５の１画素以下であることが好ましく、例えば５０〜１００μｍ程度が好ましい。また、アライメントマーク３４、３５の形状を十字形状としたが、アライメントしやすい形状であればどのような形状であってもよい。また、アライメントマーク３４、３５を２個ずつ設けたが、２個以上ずつ設けてもよい。

次の工程では、アライメント装置により、小グリッド２１と小グリッド２２との位置決めと、接合とが行なわれる。図６に示すように、アライメント装置では、小グリッド２１及び２２のアライメントマーク３４、３５が対向するように、小グリッド２１及び２２が図示しない位置調整機構により保持される。例えば、小グリッド２１は、アライメントマーク３４が下方を向くように配置され、小グリッド２２は、アライメントアーク３５が上方を向くように配置される。位置調整機構は、小グリッド２１、２２をそれぞれＸ線吸収部１９の延伸方向ｘと、Ｘ線吸収部１９の配列方向ｙと、グリッド面に直交するｚ方向周りのθｚの３方向に移動させることができる。

小グリッド２１と小グリッド２２との間には、上方と下方とを撮影するように背中合わせに配置された一対のアライメント用カメラ３７、３８を有する２組の位置検出ユニット３９が挿入され、アライメントマーク３４、３５がそれぞれのカメラにより撮影される。各位置検出ユニット３９のアライメント用カメラ３７、３８により撮影された画像は、図示しない画像処理装置によって処理され、アライメントマーク３４とアライメントマーク３５の位置ずれ量が検出される。位置調整機構は、検出された位置ずれ量に基づいて小グリッド２１、２２の位置を調整する。

小グリッド２１、２２の位置調整後、小グリッド２１、２２の間から２組の位置検出ユニット３９が退避される。次いで、小グリッド２１、２２の接合部分に接着剤が塗布され、小グリッド２１と小グリッド２２とが当接されることにより、小グリッド２１、２２は接合される。接着剤は、Ｘ線透過性を有し、固化時に収縮等の変形をしないものが好ましく、例えば、熱硬化接着剤、瞬間接着剤等を用いることができる。また、接着剤の代わりに、Ｘ線透過性を有する低融点金属（例えば、ハンダ、インジウム等）を用いてもよい。

次に、Ｘ線画像撮影システムの作用について説明する。Ｘ線源１１から放射されたＸ線は、線源グリッド１２のＸ線吸収部１７によって部分的に遮蔽されることにより、ｘ方向に関する実効的な焦点サイズが縮小され、ｘ方向に多数の線光源（分散光源）が形成される。線源グリッド１２により形成された多数の線光源のＸ線は、被検体Ｈを通過することにより位相差が生じ、このＸ線が第１のグリッド１３を通過することにより、被検体Ｈの屈折率と透過光路長とから決定される被検体Ｈの透過位相情報を反映した縞画像が形成される。各線光源の縞画像は、第２のグリッド１４に投影され、第２のグリッド１４の位置で一致する（重なり合う）ので、Ｘ線強度を低下させずに、位相コントラスト画像の画質を向上させることができる。

縞画像は、第２のグリッド１４により強度変調され、例えば、縞走査法により検出される。縞走査法とは、第１のグリッド１３に対し第２のグリッド１４を、Ｘ線焦点を中心としてグリッド面に沿った方向にグリッドピッチを等分割（例えば、５分割）した走査ピッチでｙ方向に並進移動させながら、Ｘ線源１１から被検体ＨにＸ線を照射して複数回の撮影を行なってＸ線画像検出器１５により検出し、Ｘ線画像検出器１５の各画素の画素データの位相のズレ量（被検体Ｈがある場合とない場合とでの位相のズレ量）から位相微分像（被検体で屈折したＸ線の角度分布に対応）を取得する方法である。この位相微分像を上記の縞走査方向に沿って積分することにより、被検体Ｈの位相コントラスト画像を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態の放射線画像撮影用グリッドは、複数枚の小グリッド２１、２２を接合して構成しているので、大きな面積を得ることができ、位相コントラスト画像の撮影面積を広くすることができる。また、小グリッド２１、２２は、グリッド部２１ａ及び非グリッド部２２ｂと、非グリッド部２１ｂ及びグリッド部２２ａとが重なり合うように接合されており、ｚ方向から見たときにそれぞれのグリッド部と非グリッド部との境界が一致し、かつ２つのグリッド部２１ａ、２２ａが連続して１枚の大きなグリッド部を構成するように接合されているので、小グリッド２１、２２のグリッド部２１ａ，２２ａの間の間隔が画素サイズ以下となり、高画質の位相コントラスト画像を撮影することができる。

上記実施形態では、小グリッド２１、２２の完成後にアライメントマーク３４、３５を設けたが、小グリッド２１、２２の製造時に一緒にアライメントマークを造り込んでもよい。例えば、図７に示すように、Ｘ線透過性基板２４に隔壁２６の間を連結するブリッジ部４０を形成し、このブリッジ部４０を１個、または複数個用いてアライメントマークに用いてもよい。これによれば、小グリッドの完成後にアライメントマークを形成するための工程を省略することができる。また、ブリッジ部４０が隔壁２６を補強するので、溝２５内に電解メッキによって金を充填する際に、隔壁２６同士がくっついてしまうスティッキングという現象を防止することができる。

また、上記実施形態では、小グリッド２１、２２を重ね合わせる際にそれぞれのグリッド部と非グリッド部との境界を一致させたが、図８（Ａ）に示すように、グリッド部２１ａと２２ａとを重ね合わせてもよい。この場合、グリッド部２１ａと２２ａとのＸ線吸収部１９が一致するようにアライメントを行なう必要がある。

図８（Ｂ）に示すように、小グリッド２１、２２を重ね合わせる際に、それぞれのグリッド部と非グリッド部との境界の間に間隔Ｓを設けてもよい。これによれば、アライメント精度を低くすることができるので、製造コスト及び製造スループットを下げることができる。なお、間隔Ｓは、Ｘ線画像検出器１５の１画素（１５０μｍ）以下のサイズにすることが好ましい。

上記実施形態では、支持基板２８を除去した小グリッド２１、２２を用いたが、図８（Ｃ）に示すように、小基板の製造時に使用した支持基板４２が接合された状態の小グリッド４３、４４を使用してグリッドを構成してもよい。この場合、小グリッド４３、４４のグリッド部４３ａ、４４ａが設けられている面同士を接合してもよいし、同図（Ｄ）に示すように、支持基板４２が設けられている面と、グリッド部４２ａが設けられている面とを接合してもよい。

また、上記実施形態では、２枚の小グリッド２１、２２により第２のグリッド１４を構成したが、２枚以上の小グリッドを用いてもよい。例えば、図９（Ａ）に示すように、４枚の小グリッド４５ａ〜４５ｄを接合して大面積のグリッド４６を構成してもよい。この場合、同図（Ａ）のｙ方向の断面図である同図（Ｂ）に示すように、小グリッド４５ａ〜４５ｄを千鳥状に重ね合わせれば、小グリッドの枚数が多くなってもグリッド４６の厚みを抑えることができる。小グリッドの間に生じる隙間Ｅは、吸収グリッドとして使用する場合にはそのまま残しておいてもよい。しかし、干渉グリッドとして使用する場合には、隙間ＥでＸ線が干渉するため、小グリッド４５ａ〜４５ｄに使用しているＸ線透過性基板と同程度のＸ線透過性を有する材料により、隙間Ｅを埋めておくのが好ましい。

図１０（Ａ）及びｙ方向断面を表す同図（Ｂ）に示すグリッド５０のように、小グリッド５１ａ〜５１ｅを階段状に重ね合わせて接合してもよい。このような接合を行う場合、グリッド５０の強度を向上させるため、２点鎖線で示すように、小グリッド５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｅの下に、Ｘ線透過性を有するダミー基板５２ａ〜５２ｄを接合するのが好ましい。また、図１１に示すように、ダミー基板に代えて、凹状の支持基板５４を用いてもよい。支持基板５４に対する小グリッド５１ａ〜５１ｅの接合は、例えば、下段の小グリッドから順に接着剤で仮止めし、全ての小グリッドを仮止めした後に、本接着用の接着剤を支持基板５４と小グリッド５１ａ〜５１ｅの間に充填すればよい。

図１２に示すように、上面が傾斜されたダミー基板５６ａ〜５６ｄを使用してグリッド５０の小グリッド５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｅをＸ線焦点に向かうように傾斜させ、擬似的に凹面状のグリッドを構成してもよい。複数枚の小グリッドを用いてグリッドを大面積化した場合、コーンビーム状のＸ線のケラレが発生するが、小グリッドを傾けて凹状にすることにより収束構造のグリッドが得られるので、Ｘ線のケラレを少なくすることができる。また、凹面状の支持基板を用いて各小グリッドを傾斜させてもよい。

上記各実施形態では、小グリッドを１方向のみで重ね合わせていたが、図１３に示すグリッド６０のように、小グリッドを複数方向に重ねて合わせてもよい。図１４に示すように、グリッド６０は、最下段の小グリッド６１の４辺に２段目の小グリッド６２ａ〜６２ｄをそれぞれ重ね合わせて接合し、２段目の小グリッド６２ａ〜６２ｄの間を埋めるように３段目の小グリッド６３ａ〜６３ｄを２段目の小グリッド６２ａ〜６２ｄの上に接合している。これによれば、グリッドをより大面積化することができる。なお、各小グリッドのグリッド部を縞状のグリッドではなく十字グリッドとし、各小グリッドをＸ線焦点に向けて傾斜させれば、球面状のグリッドを得ることもできる。

上記各実施形態では、第２のグリッド１４を例にして構造、製造方法、効果等を説明したが、線源グリッド１２及び第１のグリッド１３にも同様に適用可能である。

上記実施形態では、第１及び第２のグリッド１３，１４を通過したＸ線を線形的に投影するように構成しているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、グリッドによりＸ線を回折させることにより、いわゆるタルボ干渉効果を生じさせる構成（特許第４４４５３９７号公報、「C.David, et al, Applied Physics Letters, Vol.81, No.17, 2002年10月, 3287頁」等の論文に記載の構成）としてもよい。ただし、この場合には、第１及び第２のグリッド１３，１４の間の距離をタルボ干渉距離に設定する必要がある。また、この場合には、第１のグリッド１３に、位相型グリッドを用いることが可能であり、第１のグリッド１３に代えて用いた位相型グリッドは、タルボ干渉効果により生じる縞画像（自己像）を、第２のグリッド１４に射影する。また、Ｘ線に代えてレーザ光を利用してもよい（「Hector Canabal, et al., Applied Optics, Vol.37, No.26, 1998年9月, 6227頁」等の論文に記載の構成）。

上記実施形態は、放射線としてＸ線を例に説明したが、α線、β線、γ線、電子線、紫外線などの放射線に用いるグリッドにも適用可能である。また、本発明は、放射線が被検体を透過する際に、被検体によって散乱された放射線を除去する散乱線除去用グリッドにも適用可能である。更に、上記各実施形態は、矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することも可能である。

１０ Ｘ線画像撮影システム
１１ Ｘ線源
１２ 線源グリッド
１３ 第１のグリッド
１４ 第２のグリッド
１５ Ｘ線画像検出器
１７、１８、１９ Ｘ線吸収部
２１、２２ 小グリッド
２１ａ、２２ａ グリッド部
２１ｂ、２２ｂ 非グリッド部
２４ Ｘ線透過性基板
２５ 溝
２６ 隔壁
３４、３５ アライメントマーク
３７、３８ アライメント用カメラ
４０ ブリッジ部

Claims (11)

1. 放射線を吸収する放射線吸収部が所定ピッチで配列されたグリッド部と、前記グリッド部の外周に設けられて放射線を透過する非グリッド部とを有する少なくとも２枚の小グリッドからなり、少なくとも２枚の前記小グリッドは、前記グリッド部と前記非グリッド部とが対面するように重ね合わされていることを特徴とする放射線画像撮影用グリッド。
2. 少なくとも２枚の前記小グリッドは、前記グリッド部に直交する方向から見たときに、前記グリッド部と前記非グリッド部との境界が一致していることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影用グリッド。
3. 複数枚の前記小グリッドを千鳥状に重ね合わせたことを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像撮影用グリッド。
4. 複数枚の前記小グリッドを階段状に重ね合わせたことを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像撮影用グリッド。
5. 前記小グリッドの下に、放射線透過性を有するダミー基板を接合したことを特徴とする請求項４記載の放射線画像撮影用グリッド。
6. 前記小グリッドを、凹面状の支持基板により保持したことを特徴とする請求項４記載の放射線画像撮影用グリッド。
7. 複数枚の前記小グリッドの一部を傾斜させ、略凹状または略球面状のグリッド面としたことを特徴とする請求項４〜６いずれか記載の放射線画像撮影用グリッド。
8. 放射線を吸収する放射線吸収部が所定ピッチで配列されたグリッド部と、前記グリッド部の外周に設けられて放射線を透過する非グリッド部とを有する少なくとも２枚の小グリッドを、前記グリッド部と前記非グリッド部とが対面するように重ね合わせ、接合したことを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
9. 前記非グリッド部に、可視光による視認性を有しかつ放射線に対する透過性を備えたアライメントマークを形成する工程と、前記アライメントマークの位置を検出して少なくとの２枚の前記小グリッドの位置を調整する工程とを含むことを特徴とする請求項８記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
10. 少なくとも２枚の前記小グリッドは、前記アライメントマークが設けられている面同士が対面され、前記小グリッドの間に挿入された位置検出手段により前記アライメントマークの位置が検出されることを特徴とする請求項９記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
11. 放射線を放射する放射線源と、前記放射線を通過させて縞画像を生成する第１のグリッドと、前記縞画像の周期パターンに対して位相が異なる複数の相対位置で前記縞画像に強度変調を与える第２のグリッドと、前記放射線源と前記第１のグリッドとの間に配置され、前記放射線源から照射された放射線を領域選択的に遮蔽して多数の線光源とする第３のグリッドと、前記第２のグリッドにより前記各相対位置で強度変調された縞画像を検出する放射線画像検出器とを有する放射線画像撮影システムであって、
    前記第１〜第３のグリッドの少なくとも１つに、請求項１〜７いずれか記載の放射線画像撮影用グリッドを用いたことを特徴とする放射線画像撮影システム。

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