JP2020056684A - X-ray phase imaging device and method for manufacturing x-ray phase imaging device - Google Patents

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Abstract

To provide an X-ray phase imaging device which can prevent a phase contrast image from becoming unclear due to an insufficient transmission of an X-ray in a lattice, the phase contrast image being generated according to a signal detected by a detector.SOLUTION: An X-ray phase imaging device 100 includes: an X-ray source 1; a detector 5 detecting an X-ray; and a plurality of lattices arranged between the X-ray source 1 and the detector 5. Each lattice includes lattice body members (20, 30, and 40) having surfaces (one-side surfaces 22, 32, and 42) with a plurality of recessed parts (21, 31, 41) and having back surfaces (other-side surfaces 23, 33, 43). Each lattice also includes resin substrates (high-transmission substrates 24, 34, and 44) deposited on the surfaces (22, 32, and 42), the resin substrates having a higher transmittance for X-rays than the lattice body members (20, 30, and 40) do.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、X線位相イメージング装置に関し、特に、複数の格子を備えるX線位相イメージング装置およびX線位相イメージング装置の製造方法に関する。   The present invention relates to an X-ray phase imaging apparatus, and more particularly to an X-ray phase imaging apparatus having a plurality of gratings and a method for manufacturing the X-ray phase imaging apparatus.

従来、複数の格子を備えるX線位相イメージング装置およびX線位相イメージング装置の製造方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, an X-ray phase imaging device including a plurality of gratings and a method of manufacturing the X-ray phase imaging device are known (for example, see Patent Document 1).

上記特許文献1のX線位相イメージング装置は、X線源と、X線を検出するX線画像検出器と、X線源およびX線画像検出器の間に設けられる第1回折格子、および、第2回折格子、および、第3回折格子と、画像処理部と、を備える。第1回折格子、第2回折格子、および、第3回折格子の各々は、シリコン基板により形成されている。また、第1回折格子、第2回折格子、および、第3回折格子の各々の一方側の表面には、複数のスリット溝が設けられている。X線の波長と複数のスリット溝のピッチ幅とを調整することにより、第1回折格子は、照射されるX線を回折するように機能し、タルボ像(自己像)を形成する。   The X-ray phase imaging apparatus of Patent Document 1 includes an X-ray source, an X-ray image detector for detecting X-rays, a first diffraction grating provided between the X-ray source and the X-ray image detector, A second diffraction grating, a third diffraction grating, and an image processing unit are provided. Each of the first diffraction grating, the second diffraction grating, and the third diffraction grating is formed by a silicon substrate. Further, a plurality of slit grooves are provided on one surface of each of the first diffraction grating, the second diffraction grating, and the third diffraction grating. By adjusting the wavelength of the X-rays and the pitch width of the plurality of slit grooves, the first diffraction grating functions to diffract the irradiated X-rays, and forms a Talbot image (self-image).

また、第2回折格子(第3回折格子)の他方側の表面とスリット溝との間には、所定の厚みの基板部分が設けられている。また、複数のスリット溝には、X線を吸収するように機能する金属が埋められている。これにより、第2回折格子および第3回折格子の各々は、複数のスリット溝が設けられることによって、X線を透過するシリコンと、X線を吸収する金属とが交互に配列されるように構成されている。その結果、第3回折格子は、マルチスリット形状を有し、線源格子として機能する。また、第1回折格子により形成されたタルボ像(自己像)と第2回折格子との干渉により、モアレ縞の画像コントラストが形成され、形成された画像コントラストがX線画像検出器により検出される。   A substrate portion having a predetermined thickness is provided between the other surface of the second diffraction grating (third diffraction grating) and the slit groove. The plurality of slit grooves are filled with a metal that functions to absorb X-rays. Thereby, each of the second diffraction grating and the third diffraction grating is configured such that silicon that transmits X-rays and metal that absorbs X-rays are alternately arranged by providing a plurality of slit grooves. Have been. As a result, the third diffraction grating has a multi-slit shape and functions as a source grating. Further, an image contrast of Moire fringes is formed by interference between the Talbot image (self-image) formed by the first diffraction grating and the second diffraction grating, and the formed image contrast is detected by the X-ray image detector. .

特許第5585662号公報Japanese Patent No. 5585662

上記特許文献1に記載されているような従来のX線位相イメージング装置では、X線の光軸が延びる方向における第1回折格子、第2回折格子、および、第3回折格子の厚みが比較的大きい場合などに、シリコン基板(特に上記基板部分)においてX線が十分に透過されず、X線画像検出器により検出されるX線の信号量が過度に小さくなる場合がある。この場合、X線画像検出器により検出された信号に基づいて生成される位相コントラスト画像においてコントラストが鮮明に表れず、位相コントラスト画像が不鮮明になるという問題点がある。   In the conventional X-ray phase imaging apparatus described in Patent Document 1, the thicknesses of the first diffraction grating, the second diffraction grating, and the third diffraction grating in the direction in which the X-ray optical axis extends are relatively large. For example, when the size is large, X-rays may not be sufficiently transmitted through the silicon substrate (particularly, the substrate portion), and the signal amount of the X-rays detected by the X-ray image detector may be excessively small. In this case, there is a problem that the contrast does not appear clearly in the phase contrast image generated based on the signal detected by the X-ray image detector, and the phase contrast image becomes unclear.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、格子におけるX線の透過が不十分であることに起因して、検出器により検出された信号に基づいて生成される位相コントラスト画像が不鮮明になるのを抑制することが可能なX線位相イメージング装置およびX線位相イメージング装置の製造方法を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a method for detecting an X-ray by a detector due to insufficient transmission of X-rays through a grating. An object of the present invention is to provide an X-ray phase imaging apparatus and a method for manufacturing the X-ray phase imaging apparatus, which can prevent a phase contrast image generated based on a received signal from being blurred.

上記目的を達成するために、この発明の第1の局面におけるX線位相イメージング装置は、X線源と、X線源から照射されたX線を検出する検出器と、X線源と検出器との間に配置され、X線源から照射されるX線により自己像を形成するための第1格子と、第1格子の自己像と干渉させるための第2格子と、を含む複数の格子と、を備え、複数の格子の各々は、複数の溝部が設けられた一方側表面と、一方側表面とは反対側に設けられる他方側表面とを有する格子本体部材を含み、複数の格子のうちの少なくとも1つは、格子本体部材の一方側表面および他方側表面のうちの少なくともいずれか一方に積層され、格子本体部材よりもX線の透過率の高い高透過性基板を含む。   To achieve the above object, an X-ray phase imaging apparatus according to a first aspect of the present invention includes an X-ray source, a detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source, an X-ray source and a detector. A first grating for forming a self-image by X-rays emitted from an X-ray source, and a second grating for causing interference with the self-image of the first grating. And, each of the plurality of grids includes a grid body member having one side surface provided with a plurality of grooves and the other side surface provided on the side opposite to the one side surface, and includes a plurality of grids. At least one of the layers is laminated on at least one of the one surface and the other surface of the lattice body member, and includes a high-transmittance substrate having a higher X-ray transmittance than the lattice body member.

この発明の第1の局面におけるX線位相イメージング装置では、上記のように、複数の格子のうちの少なくとも1つは、格子本体部材の一方側表面および他方側表面のうちの少なくともいずれか一方に積層され、格子本体部材よりも光の透過率の高い高透過性基板を含む。これにより、高透過性基板の厚みの分、格子の機械的強度を向上することができるので、格子本体部材を容易に薄膜化することができる。この場合、高透過性基板は格子本体部材よりもX線の透過率が高いので、高透過性部材を積層するとともに格子本体部材を薄膜化することによって、格子本体部材が薄膜化されていないとともに高透過性部材が積層されていない従来の構成に比べて、格子全体としての透過率を容易に高くすることができる。その結果、格子におけるX線の透過が不十分であることに起因して、検出器により検出された信号に基づいて生成される位相コントラスト画像が不鮮明になるのを抑制することができる。   In the X-ray phase imaging apparatus according to the first aspect of the present invention, as described above, at least one of the plurality of gratings is provided on at least one of the one surface and the other surface of the grating body member. It includes a highly transparent substrate that is stacked and has a higher light transmittance than the lattice body member. Thereby, the mechanical strength of the grating can be improved by the thickness of the highly permeable substrate, so that the grating main body member can be easily thinned. In this case, the high-transmittance substrate has a higher X-ray transmittance than the lattice main body member. Therefore, by laminating the high-permeability members and reducing the thickness of the lattice main body member, the lattice main body member is not thinned. The transmittance of the entire grating can be easily increased as compared with the conventional configuration in which the high transmittance members are not laminated. As a result, it is possible to suppress the phase contrast image generated based on the signal detected by the detector from being blurred due to insufficient transmission of X-rays in the grating.

上記第1の局面におけるX線位相イメージング装置において、好ましくは、高透過性基板は、樹脂とカーボンとのうちの少なくとも一方を含む。ここで、樹脂およびカーボンは比較的X線の透過率が高いので、格子におけるX線の透過が不十分であることに起因して、検出器により検出された信号に基づいて生成される位相コントラスト画像が不鮮明になるのを効果的に抑制することができる。   In the X-ray phase imaging device according to the first aspect, preferably, the highly transparent substrate includes at least one of a resin and carbon. Here, since resin and carbon have relatively high transmittance of X-rays, phase contrast generated based on a signal detected by the detector due to insufficient transmission of X-rays in the grating. It is possible to effectively suppress the image from becoming unclear.

上記第1の局面におけるX線位相イメージング装置において、好ましくは、格子本体部材は、シリコンにより構成されている。ここで、シリコンは、従来、格子を構成する材料として一般的に用いられている材料であり、樹脂およびカーボンよりもX線の透過率が低い。したがって、高透過性基板が樹脂またはカーボンなどを含む場合において、高透過性基板を積層するとともにシリコンにより構成される格子本体部材を薄膜化することによって、格子全体としてのX線の透過率を容易に高くすることができる。   In the X-ray phase imaging apparatus according to the first aspect, preferably, the grating body member is made of silicon. Here, silicon is a material generally used conventionally as a material constituting the lattice, and has a lower X-ray transmittance than resin and carbon. Therefore, in the case where the highly permeable substrate contains resin, carbon, or the like, by laminating the highly permeable substrate and thinning the lattice body member made of silicon, the transmittance of X-rays as the entire lattice can be easily increased. Can be higher.

上記第1の局面におけるX線位相イメージング装置において、好ましくは、X線の光軸が延びる方向において、複数の溝部の深さの1/3は、高透過性基板の厚みよりも小さい。このように構成すれば、複数の溝部の深さの1/3が高透過性基板の厚みよりも大きい場合に比べて、複数の溝部を構成する格子本体部材の部分におけるX線の透過率を高くすることができる。   In the X-ray phase imaging apparatus according to the first aspect, preferably, 方向 of the depth of the plurality of grooves is smaller than the thickness of the highly transparent substrate in the direction in which the optical axis of the X-ray extends. According to this structure, the transmittance of the X-rays in the portion of the lattice body constituting the plurality of grooves is reduced as compared with the case where 1 / of the depth of the plurality of grooves is larger than the thickness of the highly permeable substrate. Can be higher.

上記第1の局面におけるX線位相イメージング装置において、好ましくは、複数の溝部の他方側表面側の端部と、他方側表面との間の距離は、X線の光軸が延びる方向における高透過性基板の厚みよりも小さい。このように構成すれば、X線の透過率の比較的小さい部分(溝部の上記端部と他方側表面との間の部分)の厚みを、X線の透過率の比較的高い高透過性基板の厚みよりも小さくすることができるので、格子全体としてのX線の透過率をより一層高くすることができる。   In the X-ray phase imaging apparatus according to the first aspect, it is preferable that a distance between an end of the plurality of grooves on the other surface side and the other surface is high transmission in a direction in which an X-ray optical axis extends. Smaller than the thickness of the flexible substrate. According to this structure, the thickness of the portion having a relatively small X-ray transmittance (the portion between the end of the groove and the other surface) is changed to the high transmittance substrate having a relatively high X-ray transmittance. , The X-ray transmittance of the entire grating can be further increased.

上記第1の局面におけるX線位相イメージング装置において、好ましくは、高透過性基板は、第1格子に設けられる第1高透過性基板と、第2格子に設けられる第2高透過性基板とを含む。このように構成すれば、第1高透過性基板および第2高透過性基板のうちのいずれか一方のみが設けられている場合に比べて、複数の格子全体としてのX線の透過率を高くすることができる。   In the X-ray phase imaging apparatus according to the first aspect, preferably, the high transmittance substrate includes a first high transmittance substrate provided on the first grating and a second high transmittance substrate provided on the second grating. Including. With this configuration, the transmittance of X-rays as a whole of the plurality of gratings is higher than in the case where only one of the first high-transmittance substrate and the second high-transmittance substrate is provided. can do.

上記第1の局面におけるX線位相イメージング装置において、好ましくは、高透過性基板は、一方側表面および他方側表面の両方に積層されている。このように構成すれば、高透過性基板が一方側表面および他方側表面のうちのいずれか一方に積層されている場合に比べて、格子全体としての厚みを大きくすることができるので、格子の機械的強度をより向上することができる。   In the X-ray phase imaging apparatus according to the first aspect, preferably, the highly transparent substrate is laminated on both the one surface and the other surface. According to this structure, the thickness of the entire grid can be increased as compared with the case where the highly permeable substrate is laminated on one of the one surface and the other surface. The mechanical strength can be further improved.

また、高透過性基板が一方側表面および他方側表面のうちのいずれか一方に積層されている場合と異なり、格子本体部材の両端からかかる応力がバランスされる。その結果、格子本体部材にかかる応力を緩和することができるとともに、格子本体部材に反りが生じるのを抑制することができる。   In addition, unlike the case where the highly permeable substrate is laminated on one of the one surface and the other surface, the stress applied from both ends of the lattice body member is balanced. As a result, the stress applied to the lattice body member can be reduced, and the lattice body member can be prevented from being warped.

この場合、好ましくは、一方側表面に積層された高透過性基板と、他方側表面に積層された高透過性基板とは、格子本体部材を挟持した状態で互いに接着されている。このように構成すれば、一方側表面に積層された高透過性基板と、他方側表面に積層された高透過性基板とが互いに接着されていない場合に比べて、格子全体としての機械的強度をより一層向上することができる。   In this case, preferably, the highly permeable substrate laminated on one surface and the highly permeable substrate laminated on the other surface are adhered to each other with the lattice body member held therebetween. With this configuration, the mechanical strength of the entire lattice is higher than when the highly transparent substrate laminated on one surface and the highly transparent substrate laminated on the other surface are not bonded to each other. Can be further improved.

上記一方側表面の高透過性基板と他方側表面の高透過性基板とが互いに接着されるX線位相イメージング装置において、好ましくは、X線の光軸が延びる方向から見て、一方側表面に積層された高透過性基板、および、他方側表面に積層された高透過性基板の各々は、格子本体部材から突出するとともに互いに接着される突出面を有する。このように構成すれば、突出面が設けられる分、高透過性基板同士を容易に接着することができる。   In the X-ray phase imaging apparatus in which the highly transparent substrate on one side surface and the highly transparent substrate on the other side surface are bonded to each other, preferably, when viewed from the direction in which the X-ray optical axis extends, Each of the laminated high-transmittance substrate and the high-transmittance substrate laminated on the other surface has a protruding surface that protrudes from the lattice body member and is adhered to each other. With such a configuration, the high-transmittance substrates can be easily bonded to each other by the provision of the protruding surface.

上記第1の局面におけるX線位相イメージング装置において、好ましくは、複数の格子は、X線源と第1格子との間に配置され、X線源から照射されたX線の可干渉性を高めるための第3格子をさらに含み、第1格子、第2格子、および、第3格子のうちの少なくとも1つは、高透過性基板を含む。このように構成すれば、第1格子、第2格子、および、第3格子のうちのいずれにも高透過性基板が設けられていない場合に比べて、複数の格子全体としてのX線の透過率を容易に高くすることができる。   In the X-ray phase imaging apparatus according to the first aspect, preferably, the plurality of gratings are arranged between the X-ray source and the first grating to enhance coherence of X-rays emitted from the X-ray source. And a third grating for at least one of the first grating, the second grating, and the third grating including a highly transparent substrate. With this configuration, the transmission of the X-rays as a whole of the plurality of gratings can be improved as compared with the case where the highly transparent substrate is not provided in any of the first grating, the second grating, and the third grating. The rate can be easily increased.

この発明の第2の局面におけるX線位相イメージング装置の製造方法は、X線源とX線源から照射されたX線を検出する検出器との間に配置される複数の格子の格子本体部材の一方側表面に複数の溝部を形成するステップと、一方側表面とは反対側において、格子本体部材を薄膜化することにより他方側表面を形成するステップと、複数の格子のうちの少なくとも1つの格子本体部材の、一方側表面および他方側表面のうちの少なくともいずれか一方に、格子本体部材よりも光の透過率の高い高透過性基板を積層するステップと、を備える。   A method of manufacturing an X-ray phase imaging apparatus according to a second aspect of the present invention is a method of manufacturing a X-ray phase imaging apparatus, comprising: a plurality of grating main body members arranged between an X-ray source and a detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source. Forming a plurality of grooves on one surface of the other, forming the other surface by thinning the lattice body member on the side opposite to the one surface, and forming at least one of the plurality of lattices. Laminating a highly transparent substrate having a higher light transmittance than the lattice body member on at least one of the one surface and the other surface of the lattice body member.

この発明の第2の局面におけるX線位相イメージング装置の製造方法では、上記のように、格子本体部材を薄膜化することにより他方側表面を形成するステップと、一方側表面および他方側表面のうちの少なくともいずれか一方に、格子本体部材よりも光の透過率の高い高透過性基板を積層するステップとを備える。これにより、格子本体部材の薄膜化のステップにおいて薄膜化する格子本体部材の厚みを調整するとともに、高透過性基板の積層のステップにおいて積層される高透過性基板の厚みを調整することによって、格子全体の厚みを容易に調整することができるとともに格子全体の透過率を容易に調整することができる。その結果、格子全体の機械的強度を向上させながら、格子本体部材を薄膜化するステップおよび高透過性部材を積層するステップが行われない従来の製造方法によって格子(X線位相イメージング装置)を製造する場合に比べて、格子全体の透過率を容易に高くすることができる。これにより、格子におけるX線の透過が不十分であることに起因して、検出器により検出された信号に基づいて生成される位相コントラスト画像が不鮮明になるのを抑制することが可能なX線位相イメージング装置の製造方法を提供することができる。   In the method for manufacturing an X-ray phase imaging apparatus according to the second aspect of the present invention, as described above, the step of forming the other surface by thinning the grating main body member, and the step of forming one of the one surface and the other surface And laminating a highly transparent substrate having a higher light transmittance than the lattice body member. Thereby, while adjusting the thickness of the grid main body member to be thinned in the step of thinning the grid main body member, and adjusting the thickness of the highly permeable substrate laminated in the step of laminating the highly permeable substrate, The entire thickness can be easily adjusted, and the transmittance of the entire grating can be easily adjusted. As a result, the grating (X-ray phase imaging apparatus) is manufactured by a conventional manufacturing method in which the step of thinning the grating main body member and the step of laminating the highly transparent members are not performed while improving the mechanical strength of the entire grating. The transmittance of the entire grating can be easily increased as compared with the case of performing the above. This makes it possible to suppress the phase contrast image generated based on the signal detected by the detector from being blurred due to insufficient transmission of the X-rays in the grating. A method for manufacturing a phase imaging device can be provided.

上記第2の局面におけるX線位相イメージング装置の製造方法において、好ましくは、他方側表面を形成するステップは、格子本体部材を研磨することにより薄膜化するように構成されている。このように構成すれば、格子本体部材を研磨により機械的に薄膜化するので、研磨用の装置を制御することによって、薄膜化する量(厚み)を精度良く調整することができる。その結果、格子全体としてのX線の透過率を精度良く調整することができる。   In the method of manufacturing an X-ray phase imaging apparatus according to the second aspect, preferably, the step of forming the other surface is configured so that the grating main body member is thinned by polishing. According to this structure, the lattice main body member is mechanically thinned by polishing, so that the amount (thickness) to be thinned can be accurately adjusted by controlling the polishing apparatus. As a result, the X-ray transmittance of the entire grating can be adjusted with high accuracy.

上記第2の局面におけるX線位相イメージング装置の製造方法において、好ましくは、他方側表面を形成するステップは、一方側表面に高透過性基板を積層するステップの後に行われるように構成されている。このように構成すれば、他方側表面を形成する際には、高透過性基板の厚みの分、格子全体の厚みが大きくなっている。その結果、格子の機械的強度が高い状態で、薄膜化により他方側表面を形成する工程を行うことができるので、薄膜化の工程を容易化することができる。その結果、格子本体部材の厚みがより小さくなるように薄膜化の工程を行うことができる。   In the method of manufacturing an X-ray phase imaging apparatus according to the second aspect, preferably, the step of forming the other surface is performed after the step of laminating a highly transparent substrate on the one surface. . With this configuration, when the other surface is formed, the thickness of the entire grating is increased by the thickness of the highly transparent substrate. As a result, the step of forming the other surface by thinning can be performed in a state where the mechanical strength of the lattice is high, so that the thinning step can be simplified. As a result, the thinning process can be performed so that the thickness of the lattice main body member becomes smaller.

この場合、好ましくは、他方側表面を形成するステップは、複数の溝部の他方側表面側の端部と、他方側表面との間の距離を、X線の光軸が延びる方向における高透過性基板の厚みよりも小さくするように構成されている。このように構成すれば、X線の透過率の比較的小さい部分(溝部の上記端部と他方側表面との間の部分)の厚みを、X線の透過率の比較的高い高透過性基板の厚みよりも小さくすることができるので、格子全体としてのX線の透過率をより一層高くすることができる。   In this case, preferably, the step of forming the other surface includes a step of increasing a distance between an end of the plurality of grooves on the other surface side and the other surface by a high transmittance in a direction in which the optical axis of the X-ray extends. It is configured to be smaller than the thickness of the substrate. According to this structure, the thickness of the portion having a relatively small X-ray transmittance (the portion between the end of the groove and the other surface) is changed to the high transmittance substrate having a relatively high X-ray transmittance. , The X-ray transmittance of the entire grating can be further increased.

本発明によれば、上記のように、格子におけるX線の透過が不十分であることに起因して、検出器により検出された信号に基づいて生成される位相コントラスト画像が不鮮明になるのを抑制することができる。   According to the present invention, as described above, the phase contrast image generated based on the signal detected by the detector becomes unclear due to insufficient transmission of X-rays through the grating. Can be suppressed.

一実施形態によるX線位相イメージング装置の構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an X-ray phase imaging apparatus according to an embodiment. 一実施形態によるX線位相イメージング装置の第2格子の構成を示した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a second grating of the X-ray phase imaging apparatus according to one embodiment. 一実施形態によるX線位相イメージング装置(複数の格子)の製造方法を示したフロー図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an X-ray phase imaging apparatus (a plurality of gratings) according to an embodiment. 図3のフローの各ステップにおける格子の状態を示した図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a state of a lattice in each step of the flow in FIG. 3. 管球出力と検出器への到達光量との関係を示した実験結果を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an experimental result showing a relationship between a tube output and an amount of light reaching a detector. 一実施形態の第1変形例によるX線位相イメージング装置の構成を示した断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an X-ray phase imaging device according to a first modification of the embodiment. 一実施形態の第2変形例によるX線位相イメージング装置の構成を示した断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an X-ray phase imaging device according to a second modification of the embodiment. 一実施形態の第3変形例によるX線位相イメージング装置の構成を示した断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an X-ray phase imaging device according to a third modification of the embodiment. 一実施形態の第3変形例によるX線位相イメージング装置をX線の光軸が延びる方向から見た図である。It is the figure which looked at the X-ray phase imaging device by the 3rd modification of one embodiment from the direction where the optical axis of X-rays extended.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[本実施形態]
図1〜図5を参照して、本実施形態によるX線位相イメージング装置100の構成について説明する。
[This embodiment]
The configuration of the X-ray phase imaging apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

(X線位相イメージング装置の構成)
X線位相イメージング装置100は、図1に示すように、被写体Tを通過したX線の位相差を利用して、被写体Tの内部を画像化する装置である。具体的には、X線位相イメージング装置100は、タルボ(Talbot)効果を利用して、被写体Tの内部を画像化する装置である。X線位相イメージング装置100は、たとえば、医療用途では、リウマチ、乳癌、および、肺癌などの検査、診断装置として利用される。また、X線位相イメージング装置100は、たとえば、非破壊検査用途では、生体材料および樹脂などの新素材を観察および解析するために利用される。
(Configuration of X-ray phase imaging apparatus)
As shown in FIG. 1, the X-ray phase imaging apparatus 100 is an apparatus that images the inside of the subject T using the phase difference of X-rays that have passed through the subject T. Specifically, the X-ray phase imaging apparatus 100 is an apparatus that images the inside of the subject T using the Talbot effect. The X-ray phase imaging apparatus 100 is used, for example, in medical applications as an examination / diagnosis apparatus for rheumatism, breast cancer, lung cancer, and the like. The X-ray phase imaging apparatus 100 is used for observing and analyzing a new material such as a biomaterial and a resin in a nondestructive inspection application, for example.

図1は、X線位相イメージング装置100をX方向から見た図である。図1に示すように、X線位相イメージング装置100は、X線源1と、第1格子2と、第2格子3と、第3格子4と、検出器5と、を備えている。被写体Tは、第1格子2と第2格子3との間に設けられている。なお、本明細書において、X線源1から第1格子2に向かう方向をZ2方向、その逆向きの方向をZ1方向とする。また、Z方向と直交する面内の左右方向をX方向とし、紙面の奥に向かう方向をX2方向、紙面の手前側に向かう方向をX1方向とする。また、Z方向と直交する面内の上下方向をY方向とし、上方向をY1方向、下方向をY2方向とする。なお、図1は概略図であり、第1格子2、第2格子3、および、第3格子4の大きさ(各部分の寸法の比率)等は実際とは異なる。   FIG. 1 is a diagram of the X-ray phase imaging apparatus 100 viewed from the X direction. As shown in FIG. 1, the X-ray phase imaging apparatus 100 includes an X-ray source 1, a first grating 2, a second grating 3, a third grating 4, and a detector 5. The subject T is provided between the first grid 2 and the second grid 3. In this specification, a direction from the X-ray source 1 toward the first grating 2 is defined as a Z2 direction, and a direction opposite thereto is defined as a Z1 direction. In addition, a left-right direction in a plane orthogonal to the Z direction is defined as an X direction, a direction toward the back of the paper is defined as an X2 direction, and a direction toward the near side of the paper is defined as an X1 direction. In addition, a vertical direction in a plane orthogonal to the Z direction is defined as a Y direction, an upward direction is defined as a Y1 direction, and a downward direction is defined as a Y2 direction. Note that FIG. 1 is a schematic diagram, and the size (the ratio of the size of each part) of the first grating 2, the second grating 3, and the third grating 4 is different from the actual one.

X線源1は、高電圧が印加されることにより、X線を発生させるとともに、発生されたX線をZ2方向に向けて照射するように構成されている。   The X-ray source 1 is configured to generate X-rays when a high voltage is applied, and to irradiate the generated X-rays in the Z2 direction.

第1格子2は、X線源1と、第2格子3との間に配置されており、X線源1からX線が照射される。第1格子2は、いわゆる位相格子である。第1格子2は、タルボ効果により、第1格子2の自己像(図示せず)を形成するために設けられている。なお、可干渉性を有するX線が、スリットが形成された格子を通過すると、格子から所定の距離(タルボ距離)離れた位置に、格子の像(自己像)が形成される。これをタルボ効果という。   The first grating 2 is arranged between the X-ray source 1 and the second grating 3, and is irradiated with X-rays from the X-ray source 1. The first grating 2 is a so-called phase grating. The first grating 2 is provided to form a self-image (not shown) of the first grating 2 by the Talbot effect. When the coherent X-rays pass through the grid in which the slit is formed, an image (self-image) of the grid is formed at a position separated from the grid by a predetermined distance (Talbot distance). This is called the Talbot effect.

第2格子3は、第1格子2と検出器5との間に配置されており、第1格子2を通過したX線が照射される。第2格子3は、いわゆる、吸収格子である。第2格子3は、第1格子2からタルボ距離離れた位置に配置される。第2格子3は、第1格子2の自己像と干渉して、検出器5の検出表面上にモアレ縞(図示せず)を形成する。   The second grating 3 is disposed between the first grating 2 and the detector 5, and is irradiated with X-rays that have passed through the first grating 2. The second grating 3 is a so-called absorption grating. The second grating 3 is arranged at a position away from the first grating 2 by a Talbot distance. The second grating 3 interferes with the self-image of the first grating 2 and forms moiré fringes (not shown) on the detection surface of the detector 5.

第3格子4は、X線源1と第1格子2との間に配置されている。第3格子4は、いわゆる、マルチスリットである。第3格子4は、X線源1からのX線を多点光源化するように構成されている。3枚の格子(第1格子2、第2格子3、および、第3格子4)のピッチと格子間の距離とが一定の条件を満たすことにより、X線源1から照射されるX線の可干渉性を高めることが可能である。これにより、X線源1の管球の焦点サイズが大きくても干渉強度を保持できる。   The third grating 4 is arranged between the X-ray source 1 and the first grating 2. The third grating 4 is a so-called multi-slit. The third grating 4 is configured to convert the X-rays from the X-ray source 1 into a multi-point light source. When the pitch of the three gratings (the first grating 2, the second grating 3, and the third grating 4) and the distance between the gratings satisfy certain conditions, the X-rays emitted from the X-ray source 1 It is possible to increase coherence. Thereby, the interference intensity can be maintained even if the focal size of the tube of the X-ray source 1 is large.

検出器5は、X線を検出するとともに、検出されたX線を電気信号に変換し、変換された電気信号を画像信号として読み取るように構成されている。検出器5は、たとえば、FPD(Flat Panel Detector)である。検出器5は、複数の変換素子(図示せず)と複数の変換素子上に配置された画素電極(図示せず)とにより構成されている。複数の変換素子および画素電極は、所定の周期(画素ピッチ)で、X方向およびY方向にアレイ状に配列されている。また、検出器5は、取得した画像信号を、図示しない画像処理部に出力するように構成されている。   The detector 5 is configured to detect an X-ray, convert the detected X-ray to an electric signal, and read the converted electric signal as an image signal. The detector 5 is, for example, an FPD (Flat Panel Detector). The detector 5 includes a plurality of conversion elements (not shown) and pixel electrodes (not shown) arranged on the plurality of conversion elements. The plurality of conversion elements and the pixel electrodes are arranged in an array in the X direction and the Y direction at a predetermined cycle (pixel pitch). The detector 5 is configured to output the acquired image signal to an image processing unit (not shown).

(複数の格子の構成)
ここで、複数の格子(第1格子2、第2格子3、および、第3格子4)の各々の構成について説明する。
(Configuration of multiple grids)
Here, the configuration of each of the plurality of gratings (the first grating 2, the second grating 3, and the third grating 4) will be described.

第1格子2、第2格子3、および、第3格子4は、それぞれ、格子本体部材20、格子本体部材30、および、格子本体部材40を含む。格子本体部材20は、複数の溝部21が設けられた表面22と、表面22とは反対側に設けられる裏面23とを有する。格子本体部材30は、複数の溝部31が設けられた表面32と、表面32とは反対側に設けられる裏面33とを有する。格子本体部材40は、複数の溝部41が設けられた表面42と、表面42とは反対側に設けられる裏面43とを有する。表面22、表面32、および、表面42の各々は、X線源1側の面である。裏面23、裏面33、および、裏面43の各々は、検出器5側の面である。なお、表面22、表面32、および、表面42は、それぞれ、特許請求の範囲の「一方側表面」の一例である。また、裏面23、裏面33、および、裏面43は、それぞれ、特許請求の範囲の「他方側表面」の一例である。   The first grating 2, the second grating 3, and the third grating 4 include a grating body member 20, a grating body member 30, and a grating body member 40, respectively. The lattice body member 20 has a front surface 22 provided with a plurality of grooves 21 and a back surface 23 provided on the opposite side to the front surface 22. The lattice main body member 30 has a front surface 32 provided with a plurality of grooves 31 and a back surface 33 provided on the opposite side to the front surface 32. The lattice body member 40 has a front surface 42 provided with a plurality of grooves 41 and a back surface 43 provided on the opposite side to the front surface 42. Each of the surface 22, the surface 32, and the surface 42 is a surface on the X-ray source 1 side. Each of the back surface 23, the back surface 33, and the back surface 43 is a surface on the detector 5 side. In addition, the surface 22, the surface 32, and the surface 42 are each an example of "one side surface" in the claims. The back surface 23, the back surface 33, and the back surface 43 are each an example of the “other surface” in the claims.

ここで、本実施形態では、第1格子2は、格子本体部材20の表面22に積層される樹脂基板24を含む。また、第2格子3は、格子本体部材30の表面32に積層される樹脂基板34を含む。第3格子4は、格子本体部材40の表面42に積層される樹脂基板44を含む。樹脂基板24は、格子本体部材20よりもX線の透過率が高い。また、樹脂基板34は、格子本体部材30よりもX線の透過率が高い。また、樹脂基板44は、格子本体部材40よりもX線の透過率が高い。なお、樹脂基板24、樹脂基板34、および、樹脂基板44は、それぞれ、特許請求の範囲の「高透過性基板」の一例である。また、樹脂基板24および樹脂基板34は、それぞれ、特許請求の範囲の「第1高透過性基板」および「第2高透過性基板」の一例である。   Here, in the present embodiment, the first lattice 2 includes a resin substrate 24 laminated on the surface 22 of the lattice main body member 20. Further, the second lattice 3 includes a resin substrate 34 laminated on the surface 32 of the lattice main body member 30. Third lattice 4 includes a resin substrate 44 laminated on surface 42 of lattice main body member 40. The resin substrate 24 has a higher X-ray transmittance than the lattice main body member 20. The resin substrate 34 has a higher X-ray transmittance than the lattice main body member 30. The resin substrate 44 has a higher X-ray transmittance than the lattice body member 40. The resin substrate 24, the resin substrate 34, and the resin substrate 44 are each an example of the “highly transparent substrate” in the claims. The resin substrate 24 and the resin substrate 34 are examples of the “first high-transmittance substrate” and the “second high-transmittance substrate” in the claims, respectively.

具体的には、樹脂基板24は、格子本体部材20の表面22に接着剤により接着されている。また、樹脂基板34は、格子本体部材30の表面32に接着剤により接着されている。また、樹脂基板44は、格子本体部材40の表面42に接着剤により接着されている。なお、接着剤として、収縮率の小さいレンズ用接着剤を用いてもよい。   Specifically, the resin substrate 24 is bonded to the surface 22 of the lattice main body member 20 with an adhesive. The resin substrate 34 is bonded to the surface 32 of the lattice main body member 30 with an adhesive. The resin substrate 44 is adhered to the surface 42 of the lattice main body member 40 with an adhesive. Note that a lens adhesive having a small shrinkage rate may be used as the adhesive.

ここで、本実施形態では、樹脂基板24、34、および、44の各々は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリプロピレン、ABS、ポリカーボネイト、塩化ビニル、アクリル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などが材質として考えられる。なお、格子本体部材(20、30、40)は、シリコンにより構成されている。   Here, in the present embodiment, each of the resin substrates 24, 34, and 44 is made of epoxy resin, polyimide, polypropylene, ABS, polycarbonate, vinyl chloride, acrylic, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polytetrafluoroethylene, Nylon, polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK) and the like are considered as materials. The lattice body members (20, 30, 40) are made of silicon.

また、複数の溝部31には、金属35(たとえば金)が埋められている。また、複数の溝部41には、金属45(たとえば金)が埋められている。金属35および金属45の各々は、X線を吸収するように機能する。また、金属35および金属45の各々は、たとえば後述する電解メッキ法により形成される。なお、複数の溝部21には、金属が埋められていない。すなわち、複数の溝部21は、空気により満たされている。   The plurality of grooves 31 are filled with metal 35 (for example, gold). Further, a metal 45 (for example, gold) is buried in the plurality of grooves 41. Each of the metal 35 and the metal 45 functions to absorb X-rays. Each of metal 35 and metal 45 is formed by, for example, an electrolytic plating method described later. Note that the plurality of grooves 21 are not filled with metal. That is, the plurality of grooves 21 are filled with air.

また、樹脂基板34(44)が、表面32(42)に積層されることによって、溝部31(41)から金属35(45)が浮き上がるのを抑制することが可能である。   In addition, since the resin substrate 34 (44) is laminated on the surface 32 (42), it is possible to suppress the metal 35 (45) from floating from the groove 31 (41).

(格子の構成)
次に、図2を参照して、第2格子3の構成について説明する。第1格子2および第3格子4について、第2格子3の構成と共通である部分については、詳細な説明を省略する。
(Structure of lattice)
Next, the configuration of the second grating 3 will be described with reference to FIG. For the first grating 2 and the third grating 4, a detailed description of portions common to the configuration of the second grating 3 is omitted.

本実施形態では、図2に示すように、X線の光軸が延びる方向(Z方向)において、複数の溝部31の深さDの1/3は、樹脂基板34の厚みtよりも小さい。なお、複数の溝部31の深さとは、X線の光軸が延びる方向(Z方向)における溝部31の長さを意味する。具体的には、樹脂基板34の厚みtは、100μm以上1000μm以下である。また、複数の溝部31の深さDは、300μm以下である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the direction in which the optical axis of the X-rays extends (the Z direction), 1 / of the depth D of the plurality of grooves 31 is smaller than the thickness t of the resin substrate 34. The depth of the plurality of grooves 31 means the length of the grooves 31 in the direction in which the optical axis of the X-rays extends (Z direction). Specifically, the thickness t of the resin substrate 34 is not less than 100 μm and not more than 1000 μm. Further, the depth D of the plurality of grooves 31 is 300 μm or less.

また、X線の光軸が延びる方向(Z方向)において、複数の溝部21の深さ(図示せず)は、1μm以上40μm以下である。すなわち、X線の光軸が延びる方向(Z方向)において、複数の溝部21の深さ(図示せず)の1/3は、樹脂基板24の厚み(100μm以上1000μm以下、図示せず)よりも小さい。なお、X線の光軸が延びる方向(Z方向)において、複数の溝部21の深さ(図示せず)は、樹脂基板24の厚み(100μm以上1000μm以下、図示せず)よりも小さい。また、X線の光軸が延びる方向(Z方向)において、複数の溝部41の深さ(図示せず)は、300μm以下であり、複数の溝部41の深さの1/3は、樹脂基板44の厚み(100μm以上1000μm以下、図示せず)よりも小さい。   In the direction in which the optical axis of the X-rays extends (the Z direction), the depth (not shown) of the plurality of grooves 21 is 1 μm or more and 40 μm or less. That is, in the direction (the Z direction) in which the optical axis of the X-ray extends (延 び る direction), 1 / of the depth (not shown) of the plurality of grooves 21 is greater than the thickness (100 μm or more and 1000 μm or less, not shown) of the resin substrate 24. Is also small. In the direction in which the optical axis of the X-rays extends (Z direction), the depth (not shown) of the plurality of grooves 21 is smaller than the thickness (100 μm or more and 1000 μm or less, not shown) of the resin substrate 24. In the direction (Z direction) in which the optical axis of the X-ray extends (Z direction), the depth (not shown) of the plurality of grooves 41 is 300 μm or less, and 3 of the depth of the plurality of grooves 41 is the resin substrate. 44 (100 μm or more and 1000 μm or less, not shown).

また、第2格子3は、複数の溝部31が表面32において周期的に設けられたラメラ構造体である。なお、複数の溝部31の周期pは、2μm以上100μm以下である。また、複数の溝部31の各々の幅を幅Wとすると、溝部31のアスペクト比(D/W)は、3以上100以下となる。   The second grating 3 is a lamella structure in which a plurality of grooves 31 are periodically provided on the surface 32. The period p of the plurality of grooves 31 is not less than 2 μm and not more than 100 μm. Further, when the width of each of the plurality of grooves 31 is a width W, the aspect ratio (D / W) of the grooves 31 is 3 or more and 100 or less.

また、本実施形態では、複数の溝部31の裏面33側の端部31aと、裏面33との間の距離d1は、X線の光軸が延びる方向(Z方向)における樹脂基板34の厚みtよりも小さい。言い換えると、格子本体部材30において、複数の溝部31よりも検出器5側(Z2方向側)の厚み(距離d1)は、樹脂基板34の厚みtよりも小さい。具体的には、樹脂基板34の厚みtが上記したように100μm以上1000μm以下であるのに対して、距離d1は、50μm以下である。   In the present embodiment, the distance d1 between the back surface 33 and the end 31a of the plurality of grooves 31 on the back surface 33 side is determined by the thickness t of the resin substrate 34 in the direction in which the X-ray optical axis extends (Z direction). Less than. In other words, the thickness (distance d1) of the lattice body member 30 on the detector 5 side (Z2 direction side) with respect to the plurality of grooves 31 is smaller than the thickness t of the resin substrate 34. Specifically, while the thickness t of the resin substrate 34 is 100 μm or more and 1000 μm or less as described above, the distance d1 is 50 μm or less.

なお、裏面33は、格子本体部材30を研磨(粗研磨、ラッピング)することによって薄膜化することにより形成された表面である。すなわち、距離d1が50μm以下になるように、格子本体部材30は研磨(薄膜化)されている。   The back surface 33 is a surface formed by polishing (rough polishing, lapping) the grating main body member 30 to make it thinner. That is, the lattice main body member 30 is polished (thinned) so that the distance d1 is 50 μm or less.

次に、図3を参照して、第2格子3の製造方法について説明する。製造方法についても、複数の格子間で共通であるので、第1格子2および第3格子4についての説明は省略する。   Next, a method for manufacturing the second grating 3 will be described with reference to FIG. Since the manufacturing method is also common among the plurality of gratings, description of the first grating 2 and the third grating 4 is omitted.

まず、ステップS1(図4のS1参照)において、格子本体部材30の表面32に、複数の溝部31を形成する。具体的には、まず、DRIE(Deep Reactive Ion Etching)により周期的な溝部31を形成(パターニング)する。次に、溝部31の表面(および格子本体部材30の表面32)に絶縁層(SiO膜)を熱酸化法等により製膜する。 First, in step S1 (see S1 in FIG. 4), a plurality of grooves 31 are formed on the surface 32 of the lattice main body member 30. Specifically, first, a periodic groove portion 31 is formed (patterned) by DRIE (Deep Reactive Ion Etching). Next, an insulating layer (SiO 2 film) is formed on the surface of the groove 31 (and the surface 32 of the lattice body member 30) by a thermal oxidation method or the like.

なお、ステップS1の段階では、端部31aと第2格子3の裏面33aとの間の距離d2は、600μmから700μm程度である。すなわち、距離d2は、距離d1(図2参照)の10倍以上の大きさである。   At the stage of step S1, the distance d2 between the end 31a and the back surface 33a of the second grating 3 is about 600 μm to 700 μm. That is, the distance d2 is ten times or more the distance d1 (see FIG. 2).

次に、ステップS2(図4のS2参照)において、複数の溝部31の各々に、金属35を形成する。具体的には、まず、複数の溝部31の各々の底面31b(端部31a側の面、図2参照)の絶縁層をICP(Inductive Coupled Plasma)ドライエッチング法等により除去する。次に、電解メッキ法によって複数の溝部31を金属35により埋める。詳細には、格子本体部材30に電圧を印加することにより、溝部31の底面31bから金属35を析出させる。そして、析出した金属35が成長することにより、溝部31は金属35により埋められる。なお、この工程は、第1格子2では行われない。   Next, in step S2 (see S2 in FIG. 4), the metal 35 is formed in each of the plurality of grooves 31. Specifically, first, the insulating layer on the bottom surface 31b (the surface on the side of the end portion 31a, see FIG. 2) of each of the plurality of grooves 31 is removed by an ICP (Inductive Coupled Plasma) dry etching method or the like. Next, the plurality of grooves 31 are filled with metal 35 by an electrolytic plating method. Specifically, the metal 35 is deposited from the bottom surface 31 b of the groove 31 by applying a voltage to the lattice main body member 30. Then, by growing the deposited metal 35, the groove 31 is filled with the metal 35. This step is not performed on the first grating 2.

次に、ステップS3(図4のS3参照)において、格子本体部材30の表面32に、樹脂基板34を積層する。そして、ステップS4(図4のS4参照)において、表面32とは反対側において、格子本体部材30を研磨することにより薄膜化することによって、裏面33を形成する。ステップS4において、複数の溝部31の裏面33側の端部31aと、裏面33との間の距離d1(図2参照)が、X線の光軸が延びる方向(Z方向)における樹脂基板34の厚みt(図2参照)よりも小さくなるように、格子本体部材30を薄膜化して裏面33を形成する。   Next, in step S3 (see S3 in FIG. 4), a resin substrate 34 is laminated on the surface 32 of the lattice main body member 30. Then, in step S4 (see S4 in FIG. 4), the back surface 33 is formed by polishing and thinning the lattice body member 30 on the side opposite to the front surface 32. In step S4, the distance d1 (see FIG. 2) between the end 31a of the plurality of grooves 31 on the rear surface 33 side and the rear surface 33 is determined by the distance (Z direction) of the resin substrate 34 in the direction in which the X-ray optical axis extends (Z direction). The back surface 33 is formed by reducing the thickness of the lattice main body member 30 so as to be smaller than the thickness t (see FIG. 2).

(実験結果)
次に、図5を参照して、格子本体部材(20、30、40)の材質による検出器5へ到達する光量を測定した実験結果について説明する。
(Experimental result)
Next, with reference to FIG. 5, an experimental result of measuring the amount of light reaching the detector 5 by the material of the grating body members (20, 30, 40) will be described.

図5に示すように、第1格子2、第2格子3、および、第3格子4の各々が、カーボン(C)基板により構成されている場合(破線参照)に検出器5へ到達する光量は、第1格子2、第2格子3、および、第3格子4の各々が、シリコン(Si)により構成されている場合(一点鎖線参照)の光量に比べて大きいということが確認された。具体的には、管球出力が10kWから40kWまでの光量の積分値を比較すると、格子がカーボンの場合の積分値は、格子がシリコンの場合の積分値の3.6倍であった。特に、X線源1の管球(図示せず)の出力が比較的小さい場合において、格子がシリコンの場合の光量が、格子がカーボンの場合の光量に対して顕著に大きいことが確認された。なお、シリコンの各格子およびカーボンの各格子の厚みは、互いに同一である。   As shown in FIG. 5, when each of the first grating 2, the second grating 3, and the third grating 4 is made of a carbon (C) substrate (see a broken line), the amount of light reaching the detector 5 It was confirmed that each of the first grating 2, the second grating 3, and the third grating 4 was larger than the light quantity when each of the first grating 2, the third grating 4, and the third grating 4 was made of silicon (Si) (see a dashed line). Specifically, when comparing the integrated values of the light amounts when the tube power is from 10 kW to 40 kW, the integrated value when the grating is carbon is 3.6 times the integrated value when the grating is silicon. In particular, when the output of the tube (not shown) of the X-ray source 1 was relatively small, it was confirmed that the light amount when the grating was silicon was significantly larger than the light amount when the grating was carbon. . The thickness of each lattice of silicon and each lattice of carbon are the same.

また、格子がカーボンの場合の光量のピークが現われる管球出力が、格子がシリコンの場合においてピークが現われる管球出力に対して変化して(小さくなって)いることが確認された。すなわち、格子の材質によって、検出器5に到達するX線の線質が変化していることが確認された。また、格子がカーボンの場合の光量のピークが現われる管球出力は、管球から出力された直後のスペクトル(タングステンスペクトル、実線参照)のピークが現われる管球出力と略等しいという結果が得られた。すなわち、複数の格子がカーボン基板の場合は、X線源1の管球から出力されたX線の線質を大きく変化させずに検出器5に到達させることが可能であることが確認された。なお、光量についても、格子がカーボンの場合において検出器5により検出された光量は、X線源1の管球から出力された直後の光量と大きく変化していないことが確認された。また、カーボン基板の代わりに樹脂基板を用いたとしても、樹脂基板は略炭素(カーボン)により構成されているので、同様の結果が得られると考えられる。   In addition, it was confirmed that the tube output at which the peak of the amount of light appeared when the grating was carbon changed (decreased) with respect to the tube output at which the peak appeared when the grating was silicon. That is, it was confirmed that the quality of the X-rays reaching the detector 5 was changed depending on the material of the grating. In addition, a result was obtained in which the tube output at which the peak of the amount of light appeared when the lattice was carbon was substantially equal to the tube output at which the peak of the spectrum (tungsten spectrum, see the solid line) immediately after output from the tube appeared. . That is, it was confirmed that when the plurality of gratings were carbon substrates, it was possible to reach the detector 5 without greatly changing the quality of X-rays output from the tube of the X-ray source 1. . Regarding the light amount, it was confirmed that the light amount detected by the detector 5 when the grating was made of carbon did not largely change from the light amount immediately after output from the tube of the X-ray source 1. Further, even if a resin substrate is used instead of the carbon substrate, the same result can be obtained since the resin substrate is substantially made of carbon (carbon).

これらの結果から、シリコンである格子本体部材(20、30、40)を薄膜化して、樹脂基板(24、34、44)を積層することにより、検出器5に到達するX線の光量が過度に小さくなるのを抑制することが可能であるとともに、格子を透過することに起因してX線の線質が変化するのを抑制することが可能であるということが分かった。   From these results, by thinning the lattice body members (20, 30, 40) made of silicon and laminating the resin substrates (24, 34, 44), the amount of X-rays reaching the detector 5 becomes excessive. It has been found that it is possible to suppress the change in the quality of X-rays due to the transmission through the grating, as well as to suppress the change in the quality of X-rays.

(本実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of this embodiment)
In the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態では、上記のように、複数の格子(第1格子2、第2格子3、第3格子4)の各々が、格子本体部材(20、30、40)の表面(22、32、42)に積層され、格子本体部材(20、30、40)よりもX線の透過率の高い樹脂基板(24、34、44)を含むように、X線位相イメージング装置100を構成する。これにより、樹脂基板34の厚みtの分、第2格子3の機械的強度を向上することができるので、格子本体部材30を容易に薄膜化することができる。この場合、樹脂基板34は格子本体部材30よりもX線の透過率が高いので、樹脂基板34を積層するとともに格子本体部材30を薄膜化することによって、格子本体部材30が薄膜化されていないとともに樹脂基板34が積層されていない従来の構成に比べて、第2格子3全体としての透過率を容易に高くすることができる。その結果、第2格子3におけるX線の透過が不十分であることに起因して、検出器5により検出された信号に基づいて生成される位相コントラスト画像が不鮮明になるのを抑制することができる。なお、第1格子2および第3格子4の各々においても同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, as described above, each of the plurality of grids (the first grid 2, the second grid 3, and the third grid 4) is formed on the surface (22, 32, 40) of the grid body member (20, 30, 40). The X-ray phase imaging apparatus 100 is configured so as to include a resin substrate (24, 34, 44) that is stacked on the base material 42) and has a higher X-ray transmittance than the grating body members (20, 30, 40). Thereby, the mechanical strength of the second grid 3 can be improved by the thickness t of the resin substrate 34, so that the grid main body member 30 can be easily thinned. In this case, since the resin substrate 34 has a higher X-ray transmittance than the lattice main body member 30, the lattice main body member 30 is not reduced in thickness by laminating the resin substrate 34 and reducing the thickness of the lattice main body member 30. In addition, the transmittance of the second grating 3 as a whole can be easily increased as compared with the conventional configuration in which the resin substrate 34 is not laminated. As a result, it is possible to prevent the phase contrast image generated based on the signal detected by the detector 5 from becoming unclear due to insufficient transmission of X-rays in the second grating 3. it can. The same effect can be obtained in each of the first grating 3 and the third grating 4.

また、樹脂は比較的X線の透過率が高いので、格子におけるX線の透過が不十分であることに起因して、検出器5により検出された信号に基づいて生成される位相コントラスト画像が不鮮明になるのを効果的に抑制することができる。   Further, since the resin has a relatively high transmittance of X-rays, a phase contrast image generated based on a signal detected by the detector 5 is generated due to insufficient transmission of X-rays in the grating. Blurring can be effectively suppressed.

また、本実施形態では、上記のように、格子本体部材(20、30、40)が、シリコンにより構成されるように、X線位相イメージング装置100を構成する。ここで、シリコンは、従来、格子を構成する材料として一般的に用いられている材料であり、樹脂およびカーボンよりもX線の透過率が低い。したがって、樹脂基板(24、34、44)が樹脂またはカーボンなどを含む場合において、樹脂基板(24、34、44)を積層するとともにシリコンにより構成される格子本体部材(20、30、40)を薄膜化することによって、格子(2、3、4)全体としてのX線の透過率を容易に高くすることができる。   In the present embodiment, as described above, the X-ray phase imaging apparatus 100 is configured such that the grating main body members (20, 30, 40) are formed of silicon. Here, silicon is a material generally used conventionally as a material constituting the lattice, and has a lower X-ray transmittance than resin and carbon. Therefore, when the resin substrates (24, 34, 44) contain resin or carbon, the lattice body members (20, 30, 40) formed by laminating the resin substrates (24, 34, 44) and silicon are used. By making the film thin, the transmittance of X-rays as a whole of the grating (2, 3, 4) can be easily increased.

また、本実施形態では、上記のように、X線の光軸が延びる方向において、複数の溝部31の深さDの1/3が、樹脂基板34の厚みtよりも小さいように、X線位相イメージング装置100を構成する。これにより、複数の溝部31の深さDの1/3が樹脂基板34の厚みtよりも大きい場合に比べて、複数の溝部31を構成する格子本体部材30の部分におけるX線の透過率を高くすることができる。なお、第1格子2および第3格子4の各々においても同様の効果を得ることができる。   Further, in the present embodiment, as described above, in the direction in which the optical axis of the X-ray extends, one-third of the depth D of the plurality of grooves 31 is smaller than the thickness t of the resin substrate 34. The phase imaging apparatus 100 is configured. Thereby, the transmittance of the X-rays in the portion of the lattice body member 30 that forms the plurality of grooves 31 is reduced as compared with the case where 3 of the depth D of the plurality of grooves 31 is larger than the thickness t of the resin substrate 34. Can be higher. The same effect can be obtained in each of the first grating 3 and the third grating 4.

また、本実施形態では、上記のように、複数の溝部31の裏面33側の端部31aと、裏面33との間の距離d1が、X線の光軸が延びる方向における樹脂基板34の厚みtよりも小さいように、X線位相イメージング装置100を構成する。これにより、X線の透過率の比較的小さい部分(溝部31の端部31aと裏面33との間の部分)の厚みを、X線の透過率の比較的高い樹脂基板34の厚みtよりも小さくすることができるので、第2格子3全体としてのX線の透過率をより一層高くすることができる。なお、第1格子2および第3格子4においても同様の効果を得ることができる。   Further, in the present embodiment, as described above, the distance d1 between the end 31a of the plurality of grooves 31 on the back surface 33 side and the back surface 33 is determined by the thickness of the resin substrate 34 in the direction in which the X-ray optical axis extends. The X-ray phase imaging apparatus 100 is configured to be smaller than t. Thereby, the thickness of the portion having a relatively small X-ray transmittance (the portion between the end 31a of the groove 31 and the back surface 33) is made larger than the thickness t of the resin substrate 34 having the relatively high X-ray transmittance. Since the size can be reduced, the transmittance of X-rays as the whole second grating 3 can be further increased. The same effect can be obtained in the first grating 3 and the third grating 4.

また、本実施形態では、上記のように、第1格子2に設けられる樹脂基板24と、第2格子3に設けられる樹脂基板34とが設けられるように、X線位相イメージング装置100を構成する。これにより、樹脂基板24および樹脂基板34のうちのいずれか一方のみが設けられている場合に比べて、複数の格子全体としてのX線の透過率を高くすることができる。   In the present embodiment, as described above, the X-ray phase imaging apparatus 100 is configured such that the resin substrate 24 provided on the first grating 2 and the resin substrate 34 provided on the second grating 3 are provided. . This makes it possible to increase the transmittance of X-rays as a whole of the plurality of gratings as compared with the case where only one of the resin substrate 24 and the resin substrate 34 is provided.

また、本実施形態では、上記のように、第1格子2、第2格子3、および、第3格子4が、それぞれ、樹脂基板24、樹脂基板34、および、樹脂基板44を含むように、X線位相イメージング装置100を構成する。これにより、第1格子2、第2格子3、および、第3格子4のうちのいずれにも樹脂基板が設けられていない場合に比べて、複数の格子全体としてのX線の透過率を容易に高くすることができる。また、第1格子2、第2格子3、および、第3格子4のうちのいずれか1つまたは2つにだけ樹脂基板が設けられている場合に比べて、複数の格子全体としてのX線の透過率を容易に高くすることができる。   In the present embodiment, as described above, the first grating 2, the second grating 3, and the third grating 4 include the resin substrate 24, the resin substrate 34, and the resin substrate 44, respectively. The X-ray phase imaging apparatus 100 is configured. This facilitates the transmission of X-rays as a whole of the plurality of gratings, compared to a case where no resin substrate is provided on any of the first grating 2, the second grating 3, and the third grating 4. Can be higher. Further, compared to the case where only one or two of the first grating 2, the second grating 3, and the third grating 4 are provided with the resin substrate, the X-rays as a whole of the plurality of gratings are compared. Can be easily increased.

また、本実施形態では、上記のように、格子本体部材(20、30、40)を薄膜化することにより裏面(23、33、43)を形成するステップと、格子本体部材(20、30、40)の、表面(22、32、42)に樹脂基板(24、34、44)を積層するステップと、を備えるように、X線位相イメージング装置100の製造方法を構成する。これにより、格子本体部材(20、30、40)の薄膜化のステップにおいて薄膜化する格子本体部材(20、30、40)の厚みを調整するとともに、樹脂基板(24、34、44)の積層のステップにおいて積層される樹脂基板(24、34、44)の厚みを調整することによって、格子(2、3、4)全体の厚みを容易に調整することができるとともに格子(2、3、4)全体の透過率を容易に調整することができる。その結果、格子(2、3、4)全体の機械的強度を向上させながら、格子本体部材(20、30、40)を薄膜化するステップおよび樹脂基板(24、34、44)を積層するステップが行われない従来の製造方法によって格子(2、3、4)(X線位相イメージング装置100)を製造する場合に比べて、格子(2、3、4)全体の透過率を容易に高くすることができる。これにより、格子(2、3、4)におけるX線の透過が不十分であることに起因して、検出器5により検出された信号に基づいて生成される位相コントラスト画像が不鮮明になるのを抑制することが可能なX線位相イメージング装置100の製造方法を提供することができる。   In the present embodiment, as described above, the steps of forming the back surfaces (23, 33, 43) by thinning the lattice main body members (20, 30, 40), and the steps of forming the lattice main body members (20, 30, 40), a step of laminating the resin substrates (24, 34, 44) on the surfaces (22, 32, 42). Thereby, in the step of thinning the lattice body members (20, 30, 40), the thickness of the lattice body members (20, 30, 40) to be thinned is adjusted, and the lamination of the resin substrates (24, 34, 44) is performed. By adjusting the thickness of the resin substrates (24, 34, 44) laminated in the step (1), the entire thickness of the grid (2, 3, 4) can be easily adjusted and the grid (2, 3, 4) can be easily adjusted. 3.) The overall transmittance can be easily adjusted. As a result, a step of reducing the thickness of the grid main body member (20, 30, 40) and a step of laminating the resin substrates (24, 34, 44) while improving the mechanical strength of the entire grid (2, 3, 4). The transmittance of the entire grating (2, 3, 4) is easily increased as compared with the case where the grating (2, 3, 4) (X-ray phase imaging apparatus 100) is manufactured by a conventional manufacturing method in which the above-described process is not performed. be able to. This prevents the phase contrast image generated based on the signal detected by the detector 5 from being blurred due to insufficient transmission of the X-rays in the grating (2, 3, 4). It is possible to provide a method of manufacturing the X-ray phase imaging apparatus 100 that can suppress the X-ray phase imaging apparatus 100.

また、本実施形態では、上記のように、裏面(23、33、43)を形成するステップが、格子本体部材(20、30、40)を研磨することにより薄膜化するように、X線位相イメージング装置100の製造方法を構成する。これにより、格子本体部材(20、30、40)を研磨により機械的に薄膜化するので、研磨用の装置を制御することによって、薄膜化する量(厚み)を精度良く調整することができる。その結果、格子(2、3、4)全体としてのX線の透過率を精度良く調整することができる。   Further, in the present embodiment, as described above, the step of forming the back surface (23, 33, 43) is performed such that the grating body members (20, 30, 40) are thinned by polishing, so that the X-ray phase is reduced. The manufacturing method of the imaging apparatus 100 is configured. Thereby, since the grating main body members (20, 30, 40) are mechanically thinned by polishing, the amount (thickness) of thinning can be accurately adjusted by controlling the polishing apparatus. As a result, it is possible to accurately adjust the transmittance of X-rays of the entire grating (2, 3, 4).

また、本実施形態では、上記のように、裏面(23、33、43)を形成するステップが、表面(22、32、42)に樹脂基板(24、34、44)を積層するステップの後に行われるように、X線位相イメージング装置100の製造方法を構成する。これにより、裏面(23、33、43)を形成する際には、樹脂基板(24、34、44)の厚みの分、格子(2、3、4)全体の厚みが大きくなっている。その結果、格子(2、3、4)の機械的強度が高い状態で、薄膜化により裏面(23、33、43)を形成する工程を行うことができるので、薄膜化の工程を容易化することができる。その結果、格子本体部材(20、30、40)の厚みがより小さくなるように薄膜化の工程を行うことができる。   In this embodiment, as described above, the step of forming the back surface (23, 33, 43) is performed after the step of laminating the resin substrate (24, 34, 44) on the front surface (22, 32, 42). The manufacturing method of the X-ray phase imaging apparatus 100 is configured to be performed. Thereby, when forming the back surface (23, 33, 43), the thickness of the entire lattice (2, 3, 4) is increased by the thickness of the resin substrate (24, 34, 44). As a result, the process of forming the back surface (23, 33, 43) by thinning can be performed in a state where the mechanical strength of the grating (2, 3, 4) is high, thereby facilitating the process of thinning. be able to. As a result, a thinning process can be performed so that the thickness of the lattice main body member (20, 30, 40) becomes smaller.

また、本実施形態では、上記のように、裏面33を形成するステップが、複数の溝部31の裏面33側の端部31aと、裏面33との間の距離d1を、X線の光軸が延びる方向における樹脂基板34の厚みtよりも小さくするように、X線位相イメージング装置100の製造方法を構成する。これにより、X線の透過率の比較的小さい部分(溝部31の端部31aと裏面33との間の部分)の厚みを、X線の透過率の比較的高い樹脂基板34の厚みtよりも小さくすることができるので、第2格子3全体としてのX線の透過率をより一層高くすることができる。なお、第1格子2および第3格子4の各々においても、同様の効果を得ることができる。   Further, in the present embodiment, as described above, the step of forming the back surface 33 is such that the distance d1 between the end 31a of the plurality of grooves 31 on the back surface 33 side and the back surface 33 is determined by the optical axis of the X-ray. The manufacturing method of the X-ray phase imaging apparatus 100 is configured so as to be smaller than the thickness t of the resin substrate 34 in the extending direction. Thereby, the thickness of the portion having a relatively small X-ray transmittance (the portion between the end 31a of the groove 31 and the back surface 33) is made larger than the thickness t of the resin substrate 34 having the relatively high X-ray transmittance. Since the size can be reduced, the transmittance of X-rays as the whole second grating 3 can be further increased. The same effect can be obtained in each of the first grating 3 and the third grating 4.

(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
(Modification)
It should be understood that the embodiments disclosed this time are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined not by the description of the above-described embodiment but by the claims, and further includes meanings equivalent to the claims and all modifications (modifications) within the scope.

たとえば、上記実施形態では、表面(22、32、42、一方側表面)に樹脂基板(24、34、44、高透過性基板)が積層されている例を示したが、本発明はこれに限られない。   For example, in the above-described embodiment, an example in which the resin substrate (24, 34, 44, high-permeability substrate) is laminated on the surface (22, 32, 42, one side surface) has been described. Not limited.

たとえば、図6に示す例では、第2格子13において、格子本体部材130の裏面133に、樹脂基板134が積層されている。なお、図示は省略するが、第1格子および第3格子においても同様の構成であってもよい。また、裏面133および樹脂基板134は、それぞれ、特許請求の範囲の「他方側表面」および「高透過性基板」の一例である。   For example, in the example shown in FIG. 6, in the second lattice 13, a resin substrate 134 is laminated on the back surface 133 of the lattice main body member 130. Although not shown, the same configuration may be applied to the first grating and the third grating. The back surface 133 and the resin substrate 134 are examples of the “other surface” and the “highly permeable substrate” in the claims, respectively.

この場合、裏面133を形成するステップ(薄膜化するステップ)は、樹脂基板134を積層するステップの前に行われるので、複数の溝部31の裏面133側の端部31aと、裏面133との間の距離d3は、複数の溝部31の深さDよりも大きくなる。具体的には、距離d3は、200μm以上である。   In this case, since the step of forming the back surface 133 (the step of thinning) is performed before the step of laminating the resin substrate 134, the gap between the end 31 a of the plurality of grooves 31 on the back surface 133 side and the back surface 133 is formed. Is greater than the depth D of the plurality of grooves 31. Specifically, the distance d3 is 200 μm or more.

また、図7に示す例では、第2格子53において、格子本体部材230の表面232に樹脂基板234aが積層されているとともに、格子本体部材230の裏面233に樹脂基板234bが積層されている。なお、図示は省略するが、第1格子および第3格子においても同様の構成であってもよい。また、表面232および裏面233は、それぞれ、特許請求の範囲の「一方側表面」および「他方側表面」の一例である。また、樹脂基板234aおよび樹脂基板234bは、それぞれ、特許請求の範囲の「高透過性基板」の一例である。   In the example shown in FIG. 7, in the second lattice 53, the resin substrate 234 a is laminated on the front surface 232 of the lattice main body member 230, and the resin substrate 234 b is laminated on the back surface 233 of the lattice main body member 230. Although not shown, the same configuration may be applied to the first grating and the third grating. The front surface 232 and the back surface 233 are examples of the “one surface” and the “other surface” in the claims, respectively. The resin substrate 234a and the resin substrate 234b are each an example of the “highly transparent substrate” in the claims.

この場合、樹脂基板234aおよび樹脂基板234bのいずれを先に格子本体部材230に積層(接着)させてもよいが、樹脂基板234aを積層するステップ、格子本体部材230を薄膜化するステップ、樹脂基板234bを積層するステップの順に行う場合が、格子本体部材230の厚みを最も小さくすることが可能である。   In this case, any of the resin substrate 234a and the resin substrate 234b may be laminated (adhered) to the lattice body member 230 first, but the step of laminating the resin substrate 234a, the step of thinning the lattice body member 230, and the step of resin substrate When the steps of stacking the 234b are performed in this order, the thickness of the lattice main body member 230 can be minimized.

これにより、樹脂基板が表面232および裏面233のうちのいずれか一方に積層されている場合に比べて、第2格子53全体としての厚みを大きくすることができるので、第2格子53の機械的強度をより向上することができる。なお、第1格子および第3格子においても同様の効果を得ることができる。   This makes it possible to increase the thickness of the second grating 53 as a whole, as compared with the case where the resin substrate is laminated on one of the front surface 232 and the back surface 233. Strength can be further improved. Note that the same effect can be obtained with the first grating and the third grating.

また、樹脂基板が表面232および裏面233のうちのいずれか一方に積層されている場合と異なり、格子本体部材230の両端からかかる応力がバランスされる。その結果、格子本体部材230にかかる応力を緩和することができるとともに、格子本体部材230に反りが生じるのを抑制することができる。   Further, unlike the case where the resin substrate is laminated on one of the front surface 232 and the back surface 233, the stress applied from both ends of the lattice main body member 230 is balanced. As a result, the stress applied to the grid main body member 230 can be reduced, and the occurrence of warpage of the grid main body member 230 can be suppressed.

また、図8に示す例では、第2格子63において、格子本体部材330の表面332に樹脂基板334aが積層されているとともに、格子本体部材330の裏面333に樹脂基板334bが積層されている。そして、樹脂基板334aと樹脂基板334bとは、格子本体部材330を挟持した状態で互いに接着されている。なお、図示は省略するが、第1格子および第3格子においても同様の構成であってもよい。また、表面332および裏面333は、それぞれ、特許請求の範囲の「一方側表面」および「他方側表面」の一例である。また、樹脂基板334aおよび樹脂基板334bは、それぞれ、特許請求の範囲の「高透過性基板」の一例である。   In the example shown in FIG. 8, in the second lattice 63, the resin substrate 334 a is laminated on the front surface 332 of the lattice main body member 330, and the resin substrate 334 b is laminated on the back surface 333 of the lattice main body member 330. The resin substrate 334a and the resin substrate 334b are adhered to each other with the lattice body member 330 held therebetween. Although not shown, the same configuration may be applied to the first grating and the third grating. Further, the front surface 332 and the back surface 333 are examples of “one side surface” and “other side surface” in the claims, respectively. The resin substrate 334a and the resin substrate 334b are each an example of the “highly transparent substrate” in the claims.

具体的には、図9に示すように、X線の光軸が延びる方向(Z方向)から見て、樹脂基板334aは、格子本体部材330から突出する突出面334cを有している。また、X線の光軸が延びる方向から見て、樹脂基板334bは、格子本体部材330から突出する突出面334dを有している。突出面334cと突出面334dとは、互いに対向するように設けられている。そして、突出面334cと突出面334dとは、突出面334cと突出面334dとの間に接着剤335(図8参照)が塗布されることにより互いに接着される。なお、この場合、樹脂基板334aおよび樹脂基板334bと、格子本体部材330とは、接着剤により接着されていなくてもよいし、接着されていてもよい。   Specifically, as shown in FIG. 9, when viewed from the direction in which the optical axis of the X-rays extends (Z direction), the resin substrate 334a has a protruding surface 334c protruding from the lattice main body member 330. When viewed from the direction in which the optical axis of the X-ray extends, the resin substrate 334 b has a protruding surface 334 d protruding from the lattice main body member 330. The protruding surfaces 334c and 334d are provided so as to face each other. The projecting surface 334c and the projecting surface 334d are bonded to each other by applying an adhesive 335 (see FIG. 8) between the projecting surface 334c and the projecting surface 334d. Note that, in this case, the resin substrate 334a and the resin substrate 334b and the lattice body member 330 may not be bonded with an adhesive, or may be bonded.

これにより、表面332に積層された樹脂基板334aと、裏面333に積層された樹脂基板334bとが互いに接着されていない場合に比べて、第2格子63全体としての機械的強度をより一層向上することができる。さらに、突出面(334c、334d)が設けられる分、樹脂基板334aと樹脂基板334bとを容易に接着することができる。なお、第1格子および第3格子の各々においても同様の効果を得ることができる。   Thereby, the mechanical strength of the entire second lattice 63 is further improved as compared with the case where the resin substrate 334a laminated on the front surface 332 and the resin substrate 334b laminated on the rear surface 333 are not bonded to each other. be able to. Further, the provision of the protruding surfaces (334c, 334d) allows the resin substrate 334a and the resin substrate 334b to be easily bonded to each other. The same effect can be obtained in each of the first grating and the third grating.

また、上記実施形態では、格子本体部材(20、30、40)に、樹脂基板(24、34、44、高透過性基板)が積層される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第1格子2、第2格子3、および、第3格子4のうちのいずれか1つまたは2つに樹脂基板が積層されていてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the example in which the resin substrate (24, 34, 44, high-permeability substrate) is laminated on the lattice main body member (20, 30, 40) has been described, but the present invention is not limited to this. Absent. For example, a resin substrate may be laminated on any one or two of the first grating 2, the second grating 3, and the third grating 4.

また、上記実施形態では、第2格子3を例にすると、複数の溝部31の端部31aと裏面33(他方側表面)との間の部分が一定の厚み(距離d1の部分)を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。複数の溝部31の端部31aと裏面33(他方側表面)との間の部分が設けられていなくても(すなわち距離d1がゼロであっても)よい。なお、第1格子2および第3格子4においても、同様の構成であってもよい。   In the above embodiment, when the second grating 3 is taken as an example, a portion between the end portions 31a of the plurality of groove portions 31 and the back surface 33 (the surface on the other side) has a constant thickness (portion of the distance d1). However, the present invention is not limited to this. The portion between the end 31a of the plurality of grooves 31 and the back surface 33 (the other surface) may not be provided (that is, the distance d1 may be zero). Note that the first grating 2 and the third grating 4 may have the same configuration.

また、上記実施形態では、接着剤により樹脂基板(24、34、44、高透過性基板)の積層を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、加熱および加圧によって樹脂基板を接合させてもよい。また、3Dプリンタを用いて樹脂基板を積層させてもよい。また、スピンコートにより樹脂膜を形成して熱硬化させることによって樹脂基板を形成してもよい。また、スクリーン印刷によって樹脂基板を形成してもよい。   Further, in the above-described embodiment, the example in which the resin substrates (24, 34, and 44, the high-transmittance substrates) are laminated by the adhesive has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the resin substrates may be joined by heating and pressing. Alternatively, the resin substrates may be stacked using a 3D printer. Alternatively, the resin substrate may be formed by forming a resin film by spin coating and thermally curing the resin film. Further, the resin substrate may be formed by screen printing.

また、上記実施形態では、樹脂基板(24、34、44、高透過性基板)を格子本体部材(20、30、40)に積層させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、カーボン基板を格子本体部材(20、30、40)に積層させてもよい。カーボン基板は、たとえば、グラファイト基板、グラファイトシート(黒鉛シート)、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)、C/Cコンポジット(炭素繊維強化炭素複合材料)、ガラス状カーボン(ガラス状炭素・グラッシーカーボン)、結晶性グラファイトなどが材質として考えられる。また、カーボン基板ではなく、金属酸化物および金属窒化物(たとえば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム)を積層させてもよい。なお、樹脂基板とカーボン基板の両方を格子本体部材(20、30、40)に積層させてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the example in which the resin substrates (24, 34, 44, high transmittance substrates) are laminated on the lattice main body members (20, 30, 40) has been described, but the present invention is not limited to this. For example, a carbon substrate may be laminated on the lattice body members (20, 30, 40). Examples of the carbon substrate include a graphite substrate, graphite sheet (graphite sheet), CFRP (carbon fiber reinforced plastic), C / C composite (carbon fiber reinforced carbon composite material), glassy carbon (glassy carbon / glassy carbon), and crystal. Graphite is considered as a material. Instead of a carbon substrate, a metal oxide and a metal nitride (for example, aluminum oxide, magnesium oxide, and aluminum nitride) may be stacked. Note that both the resin substrate and the carbon substrate may be laminated on the lattice main body member (20, 30, 40).

また、上記実施形態では、第3格子4が設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。第3格子4が設けられていなくてもよい。   In the above embodiment, the example in which the third grating 4 is provided has been described, but the present invention is not limited to this. The third grating 4 may not be provided.

また、上記実施形態では、研磨により格子本体部材(20、30、40)を薄膜化する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、化学エッチング、または、研磨(ポリッシング)化学反応と研磨剤とを併用した化学機械研磨(CMP、Chemical Mechanizal Polishing)により、格子本体部材(20、30、40)を薄膜化してもよい。   Further, in the above embodiment, the example in which the lattice main body members (20, 30, 40) are thinned by polishing has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the grating body members (20, 30, 40) may be thinned by chemical etching or chemical mechanical polishing (CMP) using a polishing and polishing chemical reaction in combination.

1 X線源
2 第1格子
3、13、53、63 第2格子
4 第3格子
5 検出器
20、30、40、130、230、330 格子本体部材
21、31、41 溝部
22、32、42、232、332 表面(一方側表面)
23、33、43、133、233、333 裏面(他方側表面)
24 樹脂基板(高透過性基板)(第1高透過性基板)
31a 端部(複数の溝部の端部)
34 樹脂基板(高透過性基板)(第2高透過性基板)
44、134、234a、234b、334a、334b 樹脂基板(高透過性基板)
100 X線位相イメージング装置
334c、334d 突出面
d1、d3 距離(溝部の端部と他方側表面との間の距離)
D 深さ(複数の溝部の深さ)
t 厚み(高透過性基板の厚み)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray source 2 1st grating 3, 13, 53, 63 2nd grating 4 3rd grating 5 Detector 20, 30, 40, 130, 230, 330 Grating body member 21, 31, 41 Groove part 22, 32, 42 , 232, 332 surface (one side surface)
23, 33, 43, 133, 233, 333 Back surface (other surface)
24 Resin substrate (highly transparent substrate) (first highly transparent substrate)
31a End (ends of multiple grooves)
34 Resin substrate (highly transparent substrate) (second highly transparent substrate)
44, 134, 234a, 234b, 334a, 334b Resin substrate (highly transparent substrate)
100 X-ray phase imaging device 334c, 334d Projection surface d1, d3 Distance (distance between end of groove and other surface)
D Depth (depth of multiple grooves)
t Thickness (thickness of highly transparent substrate)

Claims (14)

X線源と、
前記X線源から照射されたX線を検出する検出器と、
前記X線源と前記検出器との間に配置され、前記X線源から照射される前記X線により自己像を形成するための第1格子と、前記第1格子の自己像と干渉させるための第2格子と、を含む複数の格子と、を備え、
前記複数の格子の各々は、複数の溝部が設けられた一方側表面と、前記一方側表面とは反対側に設けられる他方側表面とを有する格子本体部材を含み、
前記複数の格子のうちの少なくとも1つは、前記格子本体部材の前記一方側表面および前記他方側表面のうちの少なくともいずれか一方に積層され、前記格子本体部材よりもX線の透過率の高い高透過性基板を含む、X線位相イメージング装置。
An X-ray source,
A detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source;
A first grating arranged between the X-ray source and the detector for forming a self-image by the X-rays emitted from the X-ray source, and causing interference with a self-image of the first grating. And a plurality of grids, including:
Each of the plurality of lattices includes a lattice main body member having one surface provided with a plurality of grooves and another surface provided on the opposite side to the one surface,
At least one of the plurality of gratings is stacked on at least one of the one surface and the other surface of the grating body member, and has a higher X-ray transmittance than the grating body member. An X-ray phase imaging device including a highly transparent substrate.
前記高透過性基板は、樹脂とカーボンとのうちの少なくとも一方を含む、請求項1に記載のX線位相イメージング装置。   The X-ray phase imaging apparatus according to claim 1, wherein the high-transmittance substrate includes at least one of a resin and carbon. 前記格子本体部材は、シリコンにより構成されている、請求項1または2に記載のX線位相イメージング装置。   The X-ray phase imaging apparatus according to claim 1, wherein the grating main body member is made of silicon. 前記X線の光軸が延びる方向において、前記複数の溝部の深さの1/3は、前記高透過性基板の厚みよりも小さい、請求項1〜3のいずれか1項に記載のX線位相イメージング装置。   The X-ray according to any one of claims 1 to 3, wherein in the direction in which the optical axis of the X-ray extends, 1/3 of the depth of the plurality of grooves is smaller than the thickness of the highly transparent substrate. Phase imaging device. 前記複数の溝部の前記他方側表面側の端部と、前記他方側表面との間の距離は、前記X線の光軸が延びる方向における前記高透過性基板の厚みよりも小さい、請求項1〜4のいずれか1項に記載のX線位相イメージング装置。   2. The distance between an end of the plurality of grooves on the other surface side and the other surface is smaller than a thickness of the highly transparent substrate in a direction in which an optical axis of the X-ray extends. The X-ray phase imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4. 前記高透過性基板は、前記第1格子に設けられる第1高透過性基板と、前記第2格子に設けられる第2高透過性基板とを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のX線位相イメージング装置。   The said high transmittance | permeability board | substrate contains the 1st high transmittance | permeability board | substrate provided in the 1st grating | lattice, and the 2nd high transmittance | permeability board | substrate provided in the 2nd grating | lattice. An X-ray phase imaging apparatus according to claim 1. 前記高透過性基板は、前記一方側表面および前記他方側表面の両方に積層されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載のX線位相イメージング装置。   The X-ray phase imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the high transmittance substrate is laminated on both the one surface and the other surface. 前記一方側表面に積層された前記高透過性基板と、前記他方側表面に積層された前記高透過性基板とは、前記格子本体部材を挟持した状態で互いに接着されている、請求項7に記載のX線位相イメージング装置。   The high-transmittance substrate stacked on the one-side surface and the high-transmittance substrate stacked on the other-side surface are adhered to each other while holding the lattice body member therebetween, according to claim 7, wherein An X-ray phase imaging apparatus according to claim 1. 前記X線の光軸が延びる方向から見て、前記一方側表面に積層された前記高透過性基板、および、前記他方側表面に積層された前記高透過性基板の各々は、前記格子本体部材から突出するとともに互いに接着される突出面を有する、請求項8に記載のX線位相イメージング装置。   When viewed from the direction in which the optical axis of the X-ray extends, each of the highly transparent substrate laminated on the one surface and the highly transparent substrate laminated on the other surface is the lattice body member. The X-ray phase imaging apparatus according to claim 8, wherein the X-ray phase imaging apparatus has a protruding surface that protrudes from and is adhered to each other. 前記複数の格子は、前記X線源と前記第1格子との間に配置され、前記X線源から照射されたX線の可干渉性を高めるための第3格子をさらに含み、
前記第1格子、前記第2格子、および、前記第3格子のうちの少なくとも1つは、前記高透過性基板を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載のX線位相イメージング装置。
The plurality of gratings are further disposed between the X-ray source and the first grating, and further include a third grating for increasing coherence of X-rays emitted from the X-ray source,
The X-ray phase imaging apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first grating, the second grating, and the third grating includes the highly transparent substrate. .
X線源と前記X線源から照射されたX線を検出する検出器との間に配置される複数の格子の格子本体部材の一方側表面に複数の溝部を形成するステップと、
前記一方側表面とは反対側において、前記格子本体部材を薄膜化することにより他方側表面を形成するステップと、
前記複数の格子のうちの少なくとも1つの前記格子本体部材の、前記一方側表面および前記他方側表面のうちの少なくともいずれか一方に、前記格子本体部材よりも光の透過率の高い高透過性基板を積層するステップと、を備える、X線位相イメージング装置の製造方法。
Forming a plurality of grooves on one surface of a grating body member of a plurality of gratings disposed between an X-ray source and a detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source;
On the side opposite to the one side surface, forming the other side surface by thinning the lattice body member,
A high-transmitting substrate having a higher light transmittance than the lattice body member on at least one of the one surface and the other surface of at least one lattice body member of the plurality of lattices. And a step of laminating the X-ray phase imaging apparatus.
前記他方側表面を形成するステップは、前記格子本体部材を研磨することにより薄膜化するように構成されている、請求項11に記載のX線位相イメージング装置の製造方法。   The method of manufacturing an X-ray phase imaging apparatus according to claim 11, wherein the step of forming the other surface is configured to reduce the thickness of the grating body member by polishing. 前記他方側表面を形成するステップは、前記一方側表面に前記高透過性基板を積層するステップの後に行われるように構成されている、請求項11または12に記載のX線位相イメージング装置の製造方法。   The manufacturing of the X-ray phase imaging apparatus according to claim 11 or 12, wherein the step of forming the other surface is configured to be performed after the step of laminating the highly transparent substrate on the one surface. Method. 前記他方側表面を形成するステップは、前記複数の溝部の前記他方側表面側の端部と、前記他方側表面との間の距離を、前記X線の光軸が延びる方向における前記高透過性基板の厚みよりも小さくするように構成されている、請求項13に記載のX線位相イメージング装置の製造方法。   The step of forming the other-side surface includes the step of: setting a distance between an end of the plurality of grooves on the other-side surface side and the other-side surface to the high transmittance in a direction in which an optical axis of the X-ray extends. The method for manufacturing an X-ray phase imaging apparatus according to claim 13, wherein the X-ray phase imaging apparatus is configured to be smaller than a thickness of the substrate.
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