JP2014003988A - 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】複数枚の小グリッドからなるグリッドを湾曲させずに収束構造のグリッドを得られるようにする。
【解決手段】第２のグリッド１４は、支持基板２３に接合された複数枚の小グリッド１７〜２１から構成されている。小グリッド１７〜２１は、Ｘ線吸収部及びＸ線透過部を有するグリッド部１７ａ〜２１ａと、グリッド部１７ａ〜２１ａを支持して支持基板２３に接合される下地基板１７ｂ〜２１ｂとからなる。下地基板１７ｂ〜２１ｂは、Ｘ線透過性を有し、グリッド部１７ａ〜２１ａがＸ線源のＸ線焦点１１ａを向くように、グリッド部１７ａ〜２１ａを傾斜させる形状を有している。
【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、このグリッドを用いた放射線画像撮影システムとに関する。

Ｘ線は、物体に入射したときの相互作用により強度と位相とが変化し、位相変化が強度の変化よりも高い相互作用を示すことが知られている。このＸ線の性質を利用し、被検体によるＸ線の位相変化（角度変化）に基づいて、Ｘ線吸収能が低い被検体から高コントラストの画像（以下、位相コントラスト画像と称する）を得るＸ線位相イメージングの研究が盛んに行われている。

Ｘ線位相イメージングの一種として、２枚の透過型の回折格子（グリッド）によるタルボ干渉効果を用いたＸ線画像撮影システムが考案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。このＸ線画像撮影システムは、Ｘ線源から見て、被検体の背後に第１のグリッドを配置し、第１のグリッドからタルボ干渉距離だけ下流に第２のグリッドを配置している。第２のグリッドの背後には、Ｘ線を検出して画像を生成するＸ線画像検出器が配置されている。第１のグリッド及び第２のグリッドは、一方向に延伸されたＸ線吸収部及びＸ線透過部を、延伸方向に直交する配列方向に沿って交互に配列した縞状のグリッドである。タルボ干渉距離とは、第１のグリッドを通過したＸ線が、タルボ干渉効果によって自己像（縞画像）を形成する距離である

上記Ｘ線画像撮影システムでは、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（強度変調）により生じるモアレ縞を、縞走査法により検出し、被検体によるモアレ縞の変化から被検体の位相情報を取得する。縞走査法とは、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のグリッドの格子方向（条帯方向）にほぼ垂直な方向に、格子ピッチを等分割した走査ピッチで並進移動させながら複数回の撮影を行い、Ｘ線画像検出器で得られる各画素値の変化から、被検体で屈折したＸ線の角度分布（位相シフトの微分像）を取得する方法であり、この角度分布に基づいて被検体の位相コントラスト画像を得る。この縞走査法は、レーザ光を利用した撮影装置においても用いられている（例えば、非特許文献２参照）。

第１及び第２のグリッドは、例えば、Ｘ線吸収部のピッチが数μｍという微細な構造を要する。また、第１及び第２のグリッドのＸ線吸収部は、高いＸ線吸収性が求められる。特に第２のグリッドは、縞画像を確実に強度変調させるため、第１のグリッドよりも高いＸ線吸収性を必要とする。そのため、第１及び第２のグリッドのＸ線吸収部は、原子量の重い金（Ａｕ）で形成され、第２のグリッドのＸ線吸収部は、Ｘ線の進行方向に対して比較的大きな厚みを有すること、いわゆるアスペクト比（Ｘ線を吸収する部分における厚みを幅で除算した値）が高いことが必要とされている。

微細な構造のグリッドを製造する方法として、シリコン半導体プロセスを用いることが考えられている。しかし、シリコン半導体プロセスは、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ができない。位相コントラスト画像の撮影可能なサイズは、第１及び第２グリッドのサイズに制限されるため、グリッドの大面積化が望まれている。また、Ｘ線源から放射されたＸ線はコーンビーム状に広がるので、グリッドが大面積化された場合、グリッドの周縁部におけるＸ線のケラレが問題となる。このグリッドによるＸ線のケラレを少なくするため、グリッドを凹面状の収束構造にすることも望まれている。

従来、小さな面積のグリッド（以下、小グリッドと呼ぶ）を複数枚並べ、大きな面積のグリッドを得る手法が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。また、特許文献１には、小グリッドを凹面上に配置して収束構造のグリッドを得ることが開示されている。更に、特許文献２には、複数枚の小グリッドからなるグリッドを凹面状に湾曲させることが開示されている。

特開２００７−２０３０６１号公報 特開平０９−３０４７３８号公報

C. David, et al., Applied Physics Letters, Vol.81, No.17, 2002年10月，3287頁 Hector Canabal, et al., Applied Optics, Vol.37, No.26, 1998年9月，6227頁

グリッドを凹面状にすると、平面状のグリッドに比べて取り扱いにくくなるとともに、厚み方向のサイズが大きくなってしまう。また、グリッドの凹面形状を維持するための構造が必要となるため、グリッドのサイズが大きくなりコストも高くなる。更に、複数枚の小グリッドからなるグリッドを湾曲させた場合には、各小グリッドに応力が発生し、小グリッドに割れや剥がれ等が生じてしまうこともある。小グリッドが割れ、または剥がれてしまうと、Ｘ線吸収部及びＸ線透過部のピッチが不規則になるので、適正な位相コントラスト画像の撮影ができなくなる。

本発明の目的は、複数枚の小グリッドからなるグリッドを湾曲させずに収束構造のグリッドを得られるようにすることにある。

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、放射線吸収部及び放射線透過部からなるグリッド部と、グリッド部が、グリッド部に照射される放射線の焦点を向くようにグリッド部を支持する支持台とを有する複数枚の小グリッドと、小グリッドを支持する平板状の支持基板とを備えている。

支持台は、グリッド部が放射線の焦点を向くように、グリッド部を傾斜させることが好ましい。また、支持台は、支持基板上の小グリッドの位置に応じた異なる角度で小グリッドを傾斜させることが好ましい。

支持台は、グリッド部の下地である下地基板から構成してもよい。この場合、下地基板は、放射線透過性を有することが好ましい。また、支持台は、グリッド部の一面に取り付けられる別部材としてもよく、この場合も支持台は、放射線透過性を有することが好ましい。

また、本発明の放射線画像撮影システムは、放射線吸収部及び放射線透過部からなるグリッド部を形成する工程と、グリッド部が当該グリッド部に照射される放射線の焦点を向くように、グリッド部を傾斜された状態で支持する支持台を形成する工程と、グリッド部と支持台とからなる複数の小グリッドを、平板状の支持基板に取り付ける工程とを備えている。

支持台を形成する工程は、支持台の基材のうちグリッド部を支持する支持面を、グリッド部の支持基板への取り付け時の傾斜に合わせた状態で保持する工程と、基材の支持面に対向する対向面を、支持基板の接合面と平行な研磨面を有する研磨手段により研磨する工程とを含んでいる。支持台は、グリッド部の下地である下地基板から構成してもよい。この場合、下地基板は、放射線透過性を有することが好ましい。また、支持台をグリッド部と別体で形成し、研磨後にグリッド部に接合してもよい。

本発明の放射線画像撮影システムは、放射線源から放射された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、縞画像に強度変調を与える第２のグリッドと、第２のグリッドにより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し、放射線画像検出器により検出した縞画像から位相コントラスト画像を生成する放射線画像撮影システムであって、第１または第２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のいずれかを用いたものである。また、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のグリッドを有する場合には、第３グリッドに上記放射線画像撮影用グリッドを用いてもよい。

本発明のグリッドは、複数枚の小グリッドによって構成されているので、容易に大面積化することができる。これにより、本発明のグリッドを用いた撮影システムにより、大きな面積の位相コントラスト画像を撮影することができる。また、各小グリッドは、放射線焦点を向くように支持台によって支持されているので、平板状でありながら収束構造のグリッドを構成することができる。

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１実施形態の第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。 下地基板の研磨工程を示す側面図である。 アライメントマークが設けられた下地基板を示す斜視図である。 小グリッドの支持基板への接合工程を示す側面図である。 小グリッドと支持基板との位置調整工程を示す斜視図である。 小グリッドに水平部材を取り付けた第２実施形態の研磨工程及び接合工程を示す側面図である。 支持台をグリッド部と別体にした第３実施形態の研磨工程を示す側面図である。 第３実施形態のグリッド部と支持台との接合工程を示す側面図である。 第３実施形態の小グリッドと支持基板との接合工程を示す側面図である。 水平部材を用いた第３実施形態の小グリッドを示す側面図である。 支持台の別形態を示す側面図である。 球面状の収束構造を有する第４実施形態のグリッドを示す平面図及び断面図である。

［第１実施形態］
図１は、Ｘ線画像撮影システム１０の構成を示す概念図である。Ｘ線画像撮影システム１０は、Ｘ線照射方向であるｚ方向に沿って配置されたＸ線源１１、線源グリッド１２、第１のグリッド１３、第２のグリッド１４、及びＸ線画像検出器１５を備えている。

Ｘ線源１１は、例えば、回転陽極型のＸ線管と、Ｘ線の照射野を制限するコリメータとを有し、被検体ＨにＸ線を放射する。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線を吸収する吸収型グリッドであり、ｚ方向においてＸ線源１１に対向配置されている。線源グリッド１２と第１のグリッド１３との間には、被検体Ｈが配置可能な間隔が設けられている。また、第１のグリッド１３と第２のグリッド１４との距離は、最小のタルボ干渉距離以下とされている。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）であり、第２のグリッド１４の背後に配置されている。

第２のグリッド１４を例にして、グリッドの構造を説明する。図２（Ａ）は、第２のグリッド１４をＸ線源１１側から見た正面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。第２のグリッド１４は、第２のグリッド１４の全体よりもサイズの小さな５枚の小グリッド１７〜２１と、小グリッド１７〜２１が接着材２２により接合された支持基板２３とから構成されている。支持基板２３は、ガラス、カーボン、アクリル等の高いＸ線透過性を有する材質によって形成されている。接着剤２２には、Ｘ線透過性を有する有機系接着剤が用いられている。各小グリッド１７〜２１の間の隙間は、Ｘ線吸収性を有する材料により埋められている。

小グリッド１７〜２１は、ｘ方向に伸びた細長い形状をしており、ｙ方向に沿って支持基板２３上に並列されている。小グリッド１７〜２１は、Ｘ線源１１のＸ線焦点１１ａを向くようにそれぞれ異なる角度で傾斜されている。これにより、第２のグリッド１４は、コーンビーム状のＸ線に対応した収束構造となるため、周縁部におけるＸ線のケラレを小さくすることができる。なお、小グリッドは、グリッドを収束構造にするため最低でも２枚は必要であり、適正な収束構造を得るには小グリッドの枚数が多いほうが好ましい。

小グリッド１７〜２１は、グリッドとして機能するグリッド部１７ａ〜２１ａと、グリッド部１７ａ〜２１ａがＸ線源１１のＸ線焦点を向くように傾斜させる支持台である下地基板１７ｂ〜２１ｂとからなる。小グリッド１７のｙ方向断面を表す図３に示すように、グリッド部１７ａは、略ｘ方向に延伸され、ｘ方向に直交する略ｙ方向に沿って交互に配列されたＸ線吸収部２５とＸ線透過部２６とからなる。Ｘ線吸収部２５は、金やプラチナ等のＸ線吸収性を有する材質により形成されている。Ｘ線透過部２６は、シリコン等のＸ線透過性を有する材質により形成されている。

Ｘ線吸収部２５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との間の距離、及び第１のグリッド１３のＸ線吸収部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２５のｚ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。なお、他のグリッド部１８ａ、１９ａ、２０ａ、２１ａもグリッド部１７ａと同様の構成であるため、詳しい説明は省略する。

下地基板１７ｂ〜２１ｂは、小グリッド１７〜２１の製造時にグリッド部１７ａ〜２１ａの下面に接合される補強用の基板であり、ガラス、カーボン、アクリル等の高いＸ線透過性を有する材質によって形成されている。下地基板１７ｂ〜２１ｂは、グリッド部１７ａ〜２１ａがそれぞれＸ線焦点１１ａを向くように、支持基板２３に接合される接合面１７ｃ〜２１ｃが、その接合位置に対応した角度で斜めにカットされている。また、第２のグリッド１４の全体としての厚みを薄くするため、傾斜角度の最も大きな外縁部の小グリッド１７、２１の下地基板１７ｂ、２１ｂは、小グリッド１７、２１の高さが小グリッド１８〜２０の高さと同程度になるように薄くされている。

線源グリッド１２及び第１のグリッド１３は、第２のグリッド１４と同様に、複数枚の小グリッドと、小グリッドが接着剤によって接合された支持基板とから構成されている。また、線源グリッド１２及び第１のグリッド１３の小グリッドは、第２のグリッド１４と同様にグリッド部及び下地基板からなり、グリッド部は、ｘ方向に延伸されｘ方向に直交するｙ方向に沿って交互に配列されたＸ線吸収部及びＸ線透過部を備えている。線源グリッド１２及び第１のグリッド１３のＸ線吸収部及びＸ線透過部は、ｙ方向の幅及びピッチと、ｚ方向の厚さ等が異なる以外は第２のグリッド１３とほぼ同様の構成であるため、詳しい説明は省略する。

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。図４は、小グリッド１７の製造工程を示している。なお、小グリッド１８〜２１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、最初の工程では、シリコン等からなるＸ線透過性基板２７の下面に下地基板１７ｂが接合される。下地基板１７ｂのＸ線透過性基板２７に接合された面には、導電性を有するシーズ層２８が設けられている。シーズ層２８には、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が用いられる。なお、シーズ層２８は、Ｘ線透過性基板２７に設けてもよいし、Ｘ線透過性基板２７と下地基板１７ｂ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２７の上にエッチングマスク３０が形成される。エッチングマスク３０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３０を用いたドライエッチングにより、Ｘ線透過性基板２７に複数の溝３２と、各溝３２を構成する複数のＸ線透過部２６とが形成される。溝３２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３２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の深堀用のドライエッチングが用いられる。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３２内に金などのＸ線吸収材が充填され、Ｘ線吸収部２５が形成される。下地基板１７ｂが接合されているＸ線透過性基板２７は、シーズ層２８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２７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２７に析出されることにより、溝３２内に金が埋め込まれる。なお、溝３２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く、この場合にはシーズ層２８は不要である。

次の工程では、下地基板１７ｂが斜めにカットされ、支持基板２３に対する接合面１７ｃが形成される。図５に示すように、小グリッド１７は、例えばエアー吸引により吸着を行なう研磨用ホルダ３４によってグリッド部１７ａが保持される。研磨用ホルダ３４は、吸着を行なう吸着面３４ａが、下地基板１７ｂのカット後の角度に合わせて傾斜されている。小グリッド１７を保持した研磨用ホルダ３４は、図示しない移動機構により、研磨板３５を回転駆動する研磨装置３６の上に移動される。下地基板１７ｂは、研磨用ホルダ３４が研磨装置３６に向けて下降することにより研磨板３５に押し付けられ、研磨板３５に研磨されて斜めにカットされる。

図６に示すように、次の工程では、下地基板１７ｂの接合面１７ｃの例えば２箇所の角部にアライメントマーク３８が設けられる。アライメントマーク３８は、例えばグリッド部１７ａのグリッドパターンを撮像装置により撮像し、撮像した画像に基づいて、グリッドパターンに対応する所定位置に設けられる。アライメントマーク３８は、下地基板１７ｂに溝を刻み込んで形成してもよいし、Ｘ線透過性を有する材質を用いて接合面１７ｃ上に設けてもよい。Ｘ線透過性を有する材質を用いてアライメントマーク３８を形成する場合、アライメントマーク３８の厚さはアライメント時に識別可能な程度の厚さでよく、支持基板２３への接合に支障を来さないように、０．０１〜１μｍ程度であることが好ましい。

次の工程では、接合面１７ｃが形成された小グリッド１７が、支持基板２３に接合される。図７に示すように、小グリッド１７は、例えばエアー吸引により吸着を行なう接合用ホルダ４０により、グリッド部１７ａが保持される。接合用ホルダ４０は、吸着を行なう吸着面４０ａが、接合面１７ｃの角度に合わせて傾斜されている。したがって、小グリッド１７の下地基板１７ｂは、接合面１７ｃが水平な状態で保持される。小グリッド１７を保持した接合用ホルダ４０は、図示しない移動機構により、接着剤２２が塗布された支持基板２３の上に移動される。

図８に示すように、支持基板２３の上面には、小グリッド１７〜２１のアライメントマークに対応したアライメントマーク４２が設けられている。小グリッド１７と支持基板２３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４３、４４を有する２組の位置検出ユニット４５が挿入され、アライメントマーク３８及び４２がそれぞれのカメラにより撮影される。アライメント用カメラ４３、４４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３８とアライメントマーク４２の位置ずれ量が検出される。接合用ホルダ４０を移動させる移動機構は、検出された位置ずれ量に基づいて小グリッド１７の位置を調整する。

小グリッド１７の位置調整後、小グリッド１７と支持基板２３との間から２組の位置検出ユニット４５が退避される。次いで、接合用ホルダ４０が支持基板２３に向けて下降することにより、下地基板１７ｂが接着剤２２により支持基板２３に接合される。接着剤２２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。

小グリッド１８〜２１は、小グリッド１７と同様に製造され、支持基板２３に接合されるため、詳しい説明は省略する。なお、支持基板２３の中央に取り付けられる小グリッド１９は、グリッド部１９ａを傾斜させる必要がないため、小グリッド１９の製造工程では、下地基板１９ｂの研磨工程は省略される。また、線源グリッド１２及び第１のグリッド１３は、第２のグリッド１４と同様に製造されるため、詳しい説明は省略する。

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格子面に沿った方向に格子ピッチを等分割（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。

以上で説明したように、本実施形態のＸ線画像撮影システム１０は、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が、複数枚の小グリッドにより構成され大面積化されているので、半導体プロセスを用いて形成された１枚のグリッドを用いる場合よりも、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、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線焦点１１ａを向くようにそれぞれ異なる角度で傾斜された複数枚の小グリッドから構成されているので、平板状でありながら収束構造を得ることができ、グリッドの周縁部におけるＸ線のケラレを少なくすることができ、高画質な位相コントラスト画像を撮影することができる。

次に本発明の別の実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成については、同符号を用いて詳しい説明は省略する。

［第２実施形態］
上記実施形態では、小グリッド１７〜２１は、研磨用ホルダ３４及び接合用ホルダ４０により保持されて研磨及び接合を行なっている。そのため、下地基板１７ｂ〜２１ｂの接合面１７ｃ〜２１ｃの傾斜角度に合わせて傾斜された吸着面を持つ、複数の研磨用ホルダ３４及び接合用ホルダ４０を用意しなければならない。しかし、複数の研磨用ホルダ３４及び接合用ホルダ４０を用意するとコストが上昇し、ホルダ交換に必要な工数の増加により小グリッドの製造のスループットが低下してしまう。

上記問題を解決するため、例えば、図９（Ａ）に示す小グリッド１７のように、グリッド部１７ａの上面に、下地基板１７ｂの接合面の角度に合わせて傾斜された水平部材５０を取り付けてもよい。これによれば、下地基板１７ｂを研磨して接合面を形成する際に、水平な吸着面５１ａを持つ研磨用ホルダ５１により水平部材５０を吸着することができるので、研磨用ホルダの種類を１つにすることができる。

また、図９（Ｂ）に示すように、下地基板１７ｂの研磨後に小グリッド１７を支持基板２３に接合する際には、水平な吸着面５３ａを持つ接合用ホルダ５３により水平部材５０を吸着することができるので、接合用ホルダの種類も１つにすることができる。水平部材５０は、小グリッド１７の支持基板２３への接合後にグリッド部１７ａから取り外してもよいし、Ｘ線透過性を有する材質で水平部材５０を形成し、小グリッド１７の支持基板２３への接合後にグリッド部１７ａに残しておいてもよい。

［第３実施形態］
上記各実施形態では、小グリッド１７の支持台として、グリッド部１７ａの下地である下地基板１７ｂを用いた。しかしながら、支持台をグリッド部１７ａとは別体で形成し、グリッド部１７ａに支持台を取り付けて小グリッドを構成してもよい。以下、本実施形態のグリッドの製造方法について説明する。

図１０（Ａ）に示すように、本実施形態では、支持台の材料となる基材６０を、支持基板に対する接合面の傾斜角度に合わせて傾斜された吸着面６１ａを持つ研磨用ホルダ６１により保持し、研磨装置３６によって研磨している。基材６０には、ガラス、カーボン、アクリル等のＸ線透過性の高い材質が用いられる。これにより、同図（Ｂ）に示すように、接合面６２ａを有する支持台６２が形成される。

図１１に示すように、次の工程では、支持台６２は、接合面６２ａに合わせて傾斜された吸着面６３ａを有する固定ステージ６３により吸着保持される。これにより、支持台６２のグリッド部１７ａを支持する支持面６２ｂは、水平に配置される。支持面６２ｂには、Ｘ線透過性を有し、固化時に変形しない有機系接着在からなる接着剤６４が塗布される。第１実施形態と同様の製造方法により形成されたグリッド部１７ａは、水平な吸着面６５ａを有する組立用ホルダ６５により保持され、支持台６２の支持面６２ｂに接合される。これにより、グリッド部１７ａと支持台６２とからなる小グリッド６６（図１２参照）が完成する。その後、支持台６２の接合面６２ａには、第１実施形態と同様にアライメントマークが形成される。

図１２に示すように、小グリッド６６は、第１実施形態と同様に、接合面６２ａに合わせて傾斜された吸着面６７ａを有する接合用ホルダ６７により保持される。水平状態にされた接合面６２ａは、アライメントマークを利用して位置調整され、支持基板２３に接合される。その後、グリッド部１８ａ〜２１ａについても、グリッド部１７ａと同様に支持台によって支持基板２３に接合される。このように、グリッド部１７ａと別体で構成された支持台６２を用いても本発明のグリッドを構成することができ、同様の作用効果を得ることができる。

なお、支持台６２の基材としてアクリルを用いる場合には、アクリルをそのまま支持台６２の形状に成形してもよい。また、支持台６２をアクリルで成形する際に、アライメントマークを同時に形成してもよい。これによれば、支持台６２の研磨工程とアライメントマークの形成工程とが省略できるので、スループットが向上する。また、図１３に示すように、本実施形態の小グリッド６６は、第２実施形態と同様に、グリッド部１７ａに取り付けられた水平部材６８を介して、水平な吸着面６９ａを有する接合用ホルダ６９により保持し、支持基板２３に接合してもよい。この水平部材６８も、小グリッド６６の支持基板２３への接合後に除去してもよいし、Ｘ線透過性を有する材質で形成して残しておいてもよい。

また、本実施形態では、基材６０を研磨して支持台６２を形成したが、図１４（Ａ）に示すように、幅の異なる平板状の角度部材７５ａ、７５ｂをグリッド部１７ａと端部を揃えて積層することにより、グリッド部１７ａを傾斜させる支持台７６を形成してもよい。また、本発明のグリッドを干渉用グリッドとして用いる場合には、角度部材によるＸ線の干渉を防止するため、同図（Ｂ）に示すように、グリッド部１７ａの外側に角度部材７７を配置するのが好ましい。

［第４実施形態］
第１実施形態では、小グリッド１７〜２１をｙ方向に並べて凹面状の収束構造のグリッドを構成したが、球面状の収束構造を有するグリッドを形成することもできる。図１５（Ａ）は、本実施形態を用いた第２のグリッド８０をＸ線源１１側から見た平面図であり、同図（Ｂ）、（Ｃ）は、同図（Ａ）のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を表している。第２のグリッド８０は、十字状のグリッドパターンを有する小グリッド８１ａ〜８１ｙを支持基板８２のｘｙ平面状にマトリクス状に配置するとともに、各小グリッド８１ａ〜８１ｙを下地基板によってＸ線焦点を向くように傾斜させている。これにより、グリッドをより大きな面積にすることができる。

上記各実施形態は、第１及び第２のグリッドを、そのＸ線透過部を通過した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、Ｘ線透過部でＸ線を回折することにより、いわゆるタルボ干渉効果が生じる構成（国際公開ＷＯ２００４／０５８０７０号公報等に記載の構成）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のグリッドを吸収型グリッドに代えて、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のグリッドに射影する。

さらに、上記実施形態では、被検体ＨをＸ線源と第１のグリッドとの間に配置しているが、被検体Ｈを第１のグリッドと第２のグリッドとの間に配置した場合にも同様に位相コントラスト画像の生成が可能である。また、線源グリッドを備えたＸ線画像撮影システムについて説明したが、本発明は、線源グリッドを使用しないＸ線画像撮影システムにも適用可能である。更に、上記各実施形態は、矛盾しない範囲で相互に組み合わせることが可能である。

また、上記各実施形態では、一方向に延伸されかつ延伸方向に直交する配列方向に沿って交互に配置されたＸ線吸収部及びＸ線透過部を有する縞状の一次元グリッドを例に説明したが、本発明は、Ｘ線吸収部及びＸ線透過部が例えば直交する２方向に配列された二次元グリッドにも適用が可能である。この場合、第２のグリッドにより強度変調された縞画像を上述した縞走査法によって検出して位相コントラスト画像を生成してもよいし、１回の撮影によって位相コントラスト画像を生成してもよい。１回の撮影で位相コントラスト画像を生成する場合には、例えば第１のグリッドに市松模様の位相型グリッドを使用し、第２のグリッドに網目模様の振幅型グリッドを使用して、１回の撮影を行なう。そして、撮影画像にフーリエ変換を行なって縦横方向の１次スペクトルをそれぞれ抽出し、これらの１次スペクトルを逆変換することで、２方向の微分位相像を１枚の画像から得ることができる。

以上説明した実施形態は、医療診断用の放射線画像撮影システムのほか、工業用や、非破壊検査等のその他の放射線撮影システムに適用することが可能である。また、本発明は、Ｘ線撮影において散乱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、本発明は、放射線として、Ｘ線以外にガンマ線等を用い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、８０ 第２のグリッド
１５ Ｘ線画像検出器
１７〜２１、８１ａ〜８１ｙ 小グリッド
１７ａ〜２１ａ グリッド部
１７ｂ〜２１ｂ 下地基板
１７ｃ〜２１ｃ 接合面
２２ 接着剤
２３ 支持基板
２５ Ｘ線吸収部
２６ Ｘ線透過部
３８ アライメントマーク
５０ 水平部材
６２ 支持台

Claims (11)

1. 放射線吸収部及び放射線透過部からなるグリッド部と、前記グリッド部に照射される放射線の焦点を向くように、前記グリッド部を支持する支持台とを有する複数枚の小グリッドと、
   前記小グリッドを支持する平板状の支持基板と、
   を備えたことを特徴とする放射線画像撮影用グリッド。
2. 前記支持台は、前記グリッド部が前記放射線の焦点を向くように、前記グリッド部を傾斜させ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. 前記支持台は、前記支持基板上の前記小グリッドの位置に応じた異なる角度で前記小グリッドを傾斜させることを特徴とする請求項２記載の放射線画像撮影用グリッド。
4. 前記支持台は、前記グリッド部の下地である下地基板からなり、放射線透過性を有することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の放射線画像撮影用グリッド。
5. 前記支持台は、前記グリッド部の一面に取り付けられており、放射線透過性を有することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の放射線画像撮影用グリッド。
6. 放射線吸収部及び放射線透過部からなるグリッド部を形成する工程と、
   前記グリッド部に照射される放射線の焦点を向くように、前記グリッド部を傾斜された状態で支持する支持台を形成する工程と、
   前記グリッド部と前記支持台とからなる複数の小グリッドを、平板状の支持基板に取り付ける工程と、
   を備え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。
7. 前記支持台を形成する工程は、
   前記支持台の基材の前記グリッド部を支持する支持面を、前記グリッド部の前記支持基板への取り付け時の傾斜に合わせた状態で保持する工程と、
   前記基材の前記支持面に対向する対向面を、前記支持基板の接合面と平行な研磨面を有する研磨手段により研磨する工程と、
   を含むことを特徴とする請求項６記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
8. 前記基材は、前記グリッド部の下地である下地基板からなり、放射線透過性を有することを特徴とする請求項７記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
9. 前記基材は、放射線透過性を有し、研磨後に前記グリッド部に接合されることを特徴とする請求項７記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
10. 放射線源から放射された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、前記縞画像に強度変調を与える第２のグリッドと、前記第２のグリッドにより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し、前記放射線画像検出器により検出した縞画像から位相コントラスト画像を生成する放射線画像撮影システムであって、
    前記第１または第２のグリッドの少なくとも１つに、請求項１〜５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。
11. 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のグリッドを有し、前記第３グリッドに、請求項１〜５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請求項１０記載の放射線画像撮影システム。

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