WO2018055867A1 - Ｘ線位相差撮像装置用回折格子、ｘ線位相差撮像装置用ｘ線発生ユニット、ｘ線位相差撮像装置 - Google Patents

Ｘ線位相差撮像装置用回折格子、ｘ線位相差撮像装置用ｘ線発生ユニット、ｘ線位相差撮像装置 Download PDF

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lattice
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貴弘 土岐
晃一 田邊
吉牟田　利典
木村　健士
弘之 岸原
和田　幸久
拓朗 和泉
太郎 白井
哲 佐野
日明 堀場
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments

Definitions

  • the present invention relates to a diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus, an X-ray generation unit for an X-ray phase difference imaging apparatus including the diffraction grating for the X-ray phase difference imaging apparatus, and an X-ray phase difference imaging apparatus.
  • JP 2012-16370 A Conventionally, for example, an X-ray phase difference imaging apparatus as disclosed in JP 2012-16370 A is known.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-16370 discloses an X-ray imaging apparatus (X-ray phase difference imaging apparatus) that images the inside of a subject using the phase difference of X-rays that have passed through the subject.
  • This X-ray imaging device uses X-ray phase difference instead of X-ray absorption to image the inside of the subject, thereby imaging light element objects and soft tissue that are difficult to absorb X-rays. It is configured to be able to.
  • An X-ray imaging apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-16370 includes an X-ray generator that emits radial X-rays, an X-ray source including a multi-slit, a grating, and an X-ray image detector. Low interferometer.
  • the X-ray generator, the multi-slit, the grating (diffraction grating), and the X-ray image detector are arranged in this order in the irradiation axis direction of the X-ray source.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2012-16370 discloses a conventional example in which another grating is arranged in front of the X-ray image detector in addition to the above configuration. In this conventional example, imaging by the X-ray image detector is facilitated by detecting X-rays that have passed through a grating arranged in front of the X-ray image detector as moire interference fringes.
  • the grating disposed in front of the multi-slit and the X-ray image detector is an absorption grating that absorbs X-rays in the grating part, in order to reliably absorb X-rays in the grating part, It is required to increase the thickness. Furthermore, in the absorption grating, it is necessary to reduce the grating gap (transmission part) in order to increase the spatial coherence. As a result, particularly in an absorption grating, it is required to increase the aspect ratio (the thickness of the absorption portion with respect to the grating period).
  • the multi-slit, the grating, and the grating arranged in front of the X-ray image detector are all constituted by a general one-stage grating. it is conceivable that.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus capable of easily increasing an aspect ratio, An X-ray generation unit for an X-ray phase difference imaging apparatus using the diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus, and an X-ray phase difference imaging apparatus using the diffraction grating for the X-ray phase difference imaging apparatus are provided. .
  • a diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus includes a first grating including a plurality of first grating portions formed at a first grating period, A plurality of second grating portions formed with a second grating period different from the grating period, and stacked on the first grating so that a space between the first grating parts and a space between the second grating parts are connected to each other; Two grids.
  • a first grating including a plurality of first grating portions formed with a first grating period, a first grating period are stacked with a second grating including a plurality of second grating parts formed with different second grating periods.
  • the first grating period and the second grating period are different, the first grating part and the second grating part do not have to be precisely aligned when the first grating and the second grating are stacked.
  • the first grating part and the second grating part sufficiently overlap in the stacking direction of the first grating and the second grating, and the first A portion where the space between the first grating portions and the space between the second grating portions are sufficiently connected can be formed in the diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus.
  • the first grating portion and the second grating portion can be overlapped with each other in a specific direction among the directions inclined with respect to each other, and the space between the first grating portions and the space between the second grating portions can be sufficiently connected. be able to.
  • the first lattice portion and the second lattice portion sufficiently overlap, and the space between the first lattice portion and the space between the second lattice portions is It can be connected enough.
  • the space between the first grating portions is appropriately adjusted by appropriately adjusting the incident angle of X-rays to the diffraction grating for the X-ray phase difference imaging apparatus (the angle at which the X-rays spread radially).
  • the first grating portion and the second grating portion are inclined with respect to the stacking direction and the stacking direction.
  • the aspect ratio can be substantially increased by overlapping in the direction.
  • the first grating is located closer to the X-ray generation unit that radiates the generated X-rays radially than the second grating.
  • the center between the second grating parts substantially coincide with each other, and the distance between the center between the first grating parts and the center between the second grating parts increases as the distance from the vicinity of the center position increases.
  • a second lattice is laminated.
  • the X-rays irradiated radially are incident between the first grating units at a certain incident angle with respect to the optical axis.
  • the X-ray incident angle increases as the distance between the first grating portions increases from the center position. Therefore, in the present invention, the first grating and the second grating are stacked so that the deviation between the center between the first grating parts and the center between the second grating parts increases as the distance from the center position increases.
  • lattice parts can be enlarged corresponding to the incident angle of X-ray becoming large as it distances from a center position. .
  • X-rays incident with an incident angle are not only between the first grating parts but also between the second grating parts. Can be made to pass easily. As a result, it is possible to suppress a decrease in the dose of X-rays that pass through the diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus, and it is possible to suppress a narrowing of the visual field range.
  • the first grating portion is arranged with the first grating period
  • the second grating portion is arranged with the second grating period different from the first grating period.
  • the center between the first grating part and the center between the second grating part substantially coincide with each other in the vicinity of the center position, and the center between the first grating part and the center between the second grating parts as the distance from the center position increases.
  • the first grating and the second grating are stacked so that the deviation of the first and second gratings increases.
  • the center position and the optical axis of an X-ray generation part are substantially made.
  • the X-ray dose that has passed through the diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus can be made substantially symmetrical with respect to the center position.
  • the diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus is used as a multi-slit of the X-ray phase difference imaging apparatus, a more accurate self-image can be obtained using the X-rays that have passed through the multi-slit.
  • the diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus is used as an absorption grating of the X-ray phase difference imaging apparatus, more accurate moire interference fringes can be obtained by using the X-rays that have passed through the absorption grating. .
  • the second grating period of the second grating is larger than the first grating period of the first grating.
  • the first grating and the second grating are stacked in contact with each other, and the second grating period P k + of the second grating is obtained. 1 satisfies the following formula (1) with respect to the first grating period P k of the first grating.
  • L k is the distance between the first lattice and the X-ray generation unit
  • H k is the length of the first lattice unit in the stacking direction of the first and second lattices.
  • the relationship between the first grating period and the second grating period can be approximated to a similar relation of triangles, so that the first grating part passes between the first grating parts even at positions away from the center position. X-rays can be reliably passed between the second grating portions.
  • the first grating and the second grating are stacked in the optical axis direction of the X-ray generation unit. If comprised in this way, the X-ray
  • the X-ray phase difference imaging device X-ray generation unit is directed to the X-ray phase difference imaging device diffraction grating and the X-ray phase difference imaging device diffraction grating according to the first aspect.
  • An X-ray generation unit that emits X-rays.
  • the diffraction for an X-ray phase difference imaging apparatus having high spatial coherence can be obtained by using a diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus having a large aspect ratio while sufficiently transmitting X-rays. Since a grating can be obtained, it is possible to obtain an X-ray generation unit for an X-ray phase difference imaging apparatus that can irradiate X-rays so that clear interference fringes can be obtained.
  • the X-ray phase difference imaging apparatus is irradiated from the X-ray phase difference imaging apparatus X-ray generation unit and the X-ray phase difference imaging apparatus X-ray generation unit according to the second aspect.
  • a phase grating for forming a self-image by X-rays and a detection unit for detecting X-rays that have passed through the phase grating are provided. If comprised in this way, the X-ray phase difference imaging device which can obtain a clear interference fringe can be obtained.
  • An X-ray phase difference imaging apparatus forms a self-image by an X-ray generation unit including an X-ray generation unit that irradiates X-rays and an X-ray irradiated from the X-ray generation unit.
  • X-ray phase difference imaging which can obtain a clear moire interference fringe by using the diffraction grating for X-ray phase difference imaging devices with a large aspect ratio while transmitting X-rays sufficiently.
  • a device can be obtained.
  • the diffraction grating for an X-ray phase difference imaging device capable of easily increasing the aspect ratio, and the X-ray phase difference imaging using the diffraction grating for the X-ray phase difference imaging device.
  • An X-ray phase difference imaging apparatus using the apparatus X-ray generation unit and the diffraction grating for the X-ray phase difference imaging apparatus can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an X-ray phase difference imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a multi-slit taken along line 200-200 in FIG. It is sectional drawing which expanded and showed a part of FIG. In the multi slit of one embodiment of the present invention, it is a figure for explaining the relation between the 1st lattice period and the 2nd lattice period.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the absorption grating taken along line 300-300 in FIG.
  • the X-ray phase difference imaging apparatus 100 is an apparatus that images the inside of the subject T using the phase difference of the X-rays that have passed through the subject T, as shown in FIG.
  • the X-ray phase difference imaging apparatus 100 is an apparatus that images the inside of the subject T using the Talbot effect.
  • the X-ray phase difference imaging apparatus 100 can be used for imaging the inside of the subject T as a living body, for example, in medical applications. Further, the X-ray phase difference imaging apparatus 100 can be used for imaging the inside of the subject T as an object, for example, for nondestructive inspection.
  • the X-ray phase difference imaging apparatus 100 includes an X-ray generation unit 1, a diffraction grating 2, an absorption grating 3, and a detection unit 4.
  • the X-ray generation unit 1 includes an X-ray generation unit 10 and a multi slit 20.
  • the X-ray phase difference imaging apparatus 100 uses the X-ray generation unit 1 (the X-ray generation unit 10 and the multi-slit 20), the diffraction grating 2, the absorption grating 3, and the detection unit 4 to X-ray imaging is performed by a low (Talbot-Lau) interferometer.
  • the X-ray generation unit 1 is an example of the “X-ray generation unit for an X-ray phase difference imaging device” in the claims, and the multi-slit 20 and the absorption grating 3 are the “X-ray positions” in the claims. It is an example of a "diffractive grating for phase difference imaging devices.”
  • the diffraction grating 2 is an example of the “phase grating” in the claims.
  • the X-ray generation unit 10, the multi-slit 20, the diffraction grating 2, the absorption grating 3, and the detection unit 4 are arranged in this order in the optical axis direction (Z direction) that is the direction in which X-rays are emitted. Is arranged. Further, the multi-slit 20, the diffraction grating 2, and the absorption grating 3 are each formed so as to spread in a plane direction orthogonal to the optical axis direction, and are arranged so that the optical axis direction is the thickness direction. Yes.
  • the optical axis direction of the X-ray is the Z direction
  • the directions orthogonal to each other in the plane orthogonal to the Z direction are the X direction and the Y direction, respectively.
  • the X-ray generation unit 10 of the X-ray generation unit 1 generates X-rays by applying a high voltage, and radiates the generated X-rays radially (cone beam shape) toward the optical axis direction. It is configured as follows. That is, the X-ray generation unit 10 irradiates X-rays so as to spread concentrically around the optical axis.
  • the multi-slit 20 of the X-ray generation unit 1 is provided in order to increase the spatial coherence of X-rays emitted from the X-ray generation unit 10 due to the Lau effect.
  • the multi-slit 20 is an absorption grating as a kind of diffraction grating.
  • X-rays radiated from the X-ray generator 10 are incident on the multi-slit 20. That is, in the multi-slit 20, X-rays are incident in a direction (Z direction) orthogonal to the surface of the multi-slit 20 at a position substantially coincident with the optical axis of the X-ray generation unit 10, while the X-ray generation unit 10.
  • X-rays are incident (obliquely entered) obliquely with respect to the Z direction at positions away from the optical axis.
  • the detailed configuration of the multi slit 20 will be described later.
  • the diffraction grating 2 is a phase grating as a kind of diffraction grating that changes the phase of X-rays passing therethrough.
  • the diffraction grating 2 has a plurality of slits 2a arranged at a period (pitch) in the X direction orthogonal to the Z direction. Each slit 2a is formed to extend in the Y direction orthogonal to the Z direction.
  • the diffraction grating 2 is irradiated with X-rays that have passed through the multi slit 20.
  • the diffraction grating 2 is provided to form a self image. Specifically, when X-rays having spatial coherence pass through the diffraction grating 2 in which the slits 2a are formed, an image of the grating (self-image) is located at a predetermined distance (Talbot distance) from the grating. ) Is formed. This is called the Talbot effect.
  • the self-image is an interference fringe generated by X-ray interference.
  • the self-image of the diffraction grating 2 due to the Talbot effect can be more reliably formed by providing the multi-slit 20 to enhance the coherence of X-rays.
  • the absorption grating 3 is provided to interfere with the self-image of the diffraction grating 2 to form moire fringes.
  • the absorption grating 3 is an absorption grating as a kind of diffraction grating. Further, the absorption grating 3 is designed to be disposed at a position separated from the diffraction grating 2 by a Talbot distance. Furthermore, radial X-rays that have passed through the diffraction grating 2 are incident on the absorption grating 3.
  • X-rays are incident in a direction (Z direction) orthogonal to the surface of the absorption grating 3 at a position substantially coincident with the optical axis of the X-ray generation unit 10, while the X-ray generation unit 10.
  • X-rays are incident (obliquely entered) obliquely with respect to the Z direction at positions away from the optical axis.
  • the detailed configuration of the absorption grating 3 will be described later.
  • the subject T when imaging the subject T, the subject T is disposed between the X-ray generation unit 1 and the diffraction grating 2. In this case, X-rays that have passed through the subject T are applied to the absorption grating 3.
  • the subject T may be arranged between the diffraction grating 2 and the absorption grating 3.
  • the detection unit 4 is configured to detect X-rays and convert the detected X-rays into electric signals (detection signals).
  • the detection unit 4 is configured to output a detection signal to a control unit (not shown).
  • the detection unit 4 is, for example, an FPD (Flat Panel Detector).
  • the detection unit 4 includes a plurality of detection elements (not shown). The plurality of detection elements are arranged side by side in the X direction and the Y direction at a predetermined period (pitch).
  • the period of the detection element is larger than the period of the self-image of the diffraction grating 2.
  • the X-ray phase difference imaging apparatus 100 interferes with the self-image of the diffraction grating 2 to form moire fringes.
  • the absorption grating 3 is provided, and the moire fringes due to the superposition of the self-image of the diffraction grating 2 and the absorption grating 3 are detected by the detection unit 4.
  • the period of the moire fringes due to the superposition of the self-image of the diffraction grating 2 and the absorption grating 3 is sufficiently larger than the period of the detection element.
  • the X-ray phase difference imaging apparatus 100 is configured so that the moire fringes due to the superposition of the self-image of the diffraction grating 2 and the absorption grating 3 can be easily detected by the detection unit 4. Yes.
  • the multi-slit 20 of the present embodiment includes a substrate 21 made of silicon, a first grating 22 formed on the substrate 21, and a second grating 23 formed on the first grating 22. Is included.
  • the substrate 21, the first grating 22, and the second grating 23 are stacked in the optical axis direction (Z direction). At this time, the substrate 21 is disposed closest to the X-ray generator 10 in the multi-slit 20, and the second grating 23 is disposed closest to the X-ray generator 10 in the multi-slit 20. Has been.
  • the substrate 21 is disposed on substantially the entire surface direction orthogonal to the optical axis direction of the multi-slit 20, and mainly transmits X-rays.
  • the first grating 22 has a plurality of first grating portions 22a made of Au that absorbs X-rays.
  • the plurality of first grating portion 22a are arranged in the first grating period P 1 in the X direction orthogonal to the Z direction.
  • the first lattice portion 22a is formed so as to extend in the Y direction orthogonal to the Z direction.
  • the first grating 22 has a plurality of first transmission portions 22b made of a resist that transmits X-rays.
  • the plurality of first transmission portions 22b are disposed between the first lattice portions 22a. That is, the plurality of first transmission parts 22b are arranged in the X direction with the first grating period P 1 .
  • the first transmission part 22b is formed to extend in the Y direction orthogonal to the Z direction.
  • the length (width) in the X direction of the first transmission part 22b is substantially equal to the length (width) in the X direction of the first grating part 22a. That is, the length of the first grating portion 22a in the X direction and the length of the first transmission portion 22b in the X direction are both P 1/2 .
  • the second grating 23 has a plurality of second grating portions 23a made of Au that absorbs X-rays.
  • the plurality of second grating portion 23a are arranged in the second grating period P 2 in the X direction orthogonal to the Z direction.
  • the second lattice portion 23a is formed to extend in the Y direction orthogonal to the Z direction.
  • the second grating 23 has a plurality of second transmission parts 23b made of a resist that transmits X-rays.
  • the plurality of second transmission parts 23b are arranged between the second grating parts 23a. That is, a plurality of second transmitting portion 23b are arranged in the second grating period P 2 in the X direction. Further, the second transmission part 23b is formed to extend in the Y direction orthogonal to the Z direction.
  • the length (width) in the X direction of the second transmission part 23b is substantially equal to the length (width) in the X direction of the second grating part 23a.
  • the multi slit 20 is configured so that the space of the first transmission part 22b and the space of the second transmission part 23b are connected.
  • the second grating period P 2 of the second grating part 23a is greater than the first grating period P 1 of the first grating part 22a (first transmission part 22b). It is set to be large. Thereby, the first grating 22 and the second grating 23 are laminated so that the first grating part 22a and the second grating part 23a are displaced in the X direction. As a result, as shown in FIG. 3, the center Oa of the first transmission part 22b and the center Ob of the second transmission part 23b are
  • ( P 2 ⁇ P 1 ) for each grating period. Only shifts in the X direction.
  • a position where the center Oa of the first transmission part 22b and the center Ob of the second transmission part 23b substantially coincide with each other is arranged on the center position O in the X direction of the multi-slit 20 arranged on the optical axis.
  • the multi-slit 20 is disposed in the X-ray phase difference imaging apparatus 100.
  • the deviation G0 (not shown) between the center Oa 0 of the first transmission part 22b at the center position O and the center Ob 0 of the second transmission part 23b is less than (P 2 ⁇ P 1 ) and is sufficiently small.
  • the second grating period P 2 is larger than the first grating period P 1 , the center Oa 1 of the first transmission part 22 b and the second transmission part 23 b are located at a position shifted by one period from the center position O.
  • the multi slit 20 can be formed.
  • the second grating period P 2 (P k + 1 ) is formed so as to satisfy the following expression (1) with respect to the first grating period P 1 (P k ).
  • “L k ” is the distance between the first grating 22 and the X-ray generation unit 10
  • “H k ” is the length of the first grating unit 22 a (first transmission unit 22 b) in the Z direction. is there.
  • the second grating period P 2 (P k + 1 ) is preferably a value in the vicinity of the following formula (2) with respect to the first grating period P 1 (P k ).
  • P k + 1 ((L k + H k ) / L k ) ⁇ P k (2)
  • the X-ray generator 10 is sufficiently separated from the multi-slit 12 and the X-ray generator 10 is a point light source. Further, the angle formed with respect to the optical axis of the X-rays incident on the a-th first transmitting portion 22b from first transparent portion 22b on one side in the X direction of the center position O and a theta a. In this case, the geometric condition shown in FIG. 4 may be satisfied so that the X-rays are sufficiently incident also on the second transmission portion 23b of the second grating 23.
  • FIG. 4 shows a triangle ABC and a triangle ADE similar to the triangle ABC.
  • the positions of the vertices A, B, and C of the triangle ABC correspond to the position of the X-ray generation unit 10, the position of the first transmission part 22b at the center position O, and the position of the second transmission part 23b at the center position O, respectively.
  • the positions of the vertices D and E of the triangle ADE respectively correspond to the position of the a-th first transmission part 22b and the position of the a-th second transmission part 23b.
  • the first lattice period P 1 (P k ) and the second lattice period are derived from the similar relation of triangles in which the ratio of the line segment AB to the line segment BC matches the ratio of the line segment AD to the line segment DE. Since the ratio with P 2 (P k + 1 ) matches the ratio between the distance R and the period d2, the following equation (3) can be derived.
  • L k : aP k (L k + H k ): aP k + 1 (3)
  • equation (2) is derived. Even if there is a certain margin, X-rays can be made sufficiently incident on the second transmission part 23b, so that the allowance is considered in equation (2), so that equation (1) is derived. It is burned.
  • the multi-slit 20 is configured so as to satisfy the condition of the above formula (1) or formula (2), and the X-ray generation unit 10 is arranged to cope with the oblique insertion of the X-rays, and It is possible to obtain the multi slit 20 capable of increasing the aspect ratio.
  • the X-rays incident on the first grating portion 22a are sufficiently absorbed by the first grating portion 22a and the second grating portion 23a appropriately shifted with respect to the first grating portion 22a. It is possible to absorb.
  • the multi-slit 20 is formed by forming the first grating 22 on the substrate 21 and then forming the second grating 23 on the first grating 22.
  • a resist is left in the position corresponding to the 1st transmission part 22b, and it respond
  • the resist is removed at the position to be formed to form a groove.
  • lattice part 22a is formed by giving Au plating so that the groove
  • the multi-slit 20 is created by forming the second grating 23 in the same process as the process of forming the first grating 22.
  • the deviation G between the center Oa of the first transmission portion 22b and the center Ob of the second transmission portion 23b is less than (P 2 ⁇ P 1 ) at any position in the X direction. Since the center Oa of the first transmission part 22b and the center Ob of the second transmission part 23b can be substantially coincided with each other, the position of the second grating part 23a and the position of the second transmission part 23b of the second grating 23 Are not strictly matched to the position of the first grating portion 22a and the position of the first transmitting portion 22b of the first grating 22, respectively. Thereby, the multi slit 20 can be easily created.
  • the position where the center Oa of the first transmission part 22b and the center Ob of the second transmission part 23b substantially coincide with each other is set as the center position O of the multi-slit 20, and the center position O is the optical axis of the X-ray generation unit 10.
  • the multi-slit 20 is arranged in the X-ray phase difference imaging apparatus 100 so as to substantially coincide with.
  • the absorption grating 3 of the present embodiment is the same as the multi-slit 20 except that the first grating period Q 1 (Q k ) and the second grating period Q 2 (Q k + 1 ) are different. It has the composition of. That is, the absorption grating 3 has a configuration in which the substrate 31, the first grating 32, and the second grating 33 are stacked in the optical axis direction (Z direction). At this time, the substrate 31 is arranged closest to the X-ray generation unit 1 in the absorption grating 3, and the second grating 33 is arranged closest to the X-ray generation unit 1 in the absorption grating 3. Has been.
  • lattice 32 has the some 1st grating
  • a plurality of first grating portions 32a and a plurality of first transparent portion 32b is arranged in the first grating period Q 1 in the X direction.
  • the second grating 33 includes a plurality of second grating parts 33a and a plurality of second transmission parts 33b arranged between the second grating parts 33a.
  • the plurality of second grating portions 33a and a plurality of second transmitting portion 33b are arranged in the second grating period Q 2 in the X direction.
  • the absorption grating 3 is configured so that the space of the first transmission part 32b and the space of the second transmission part 33b are connected.
  • the second grating period Q 2 of the second grating part 33a (second transmitting part 33b) is greater than the first grating period Q 1 of the first grating part 32a (first transmitting part 32b). It is set to be large. Thereby, the first grating 32 and the second grating 33 are laminated so that the first grating part 32a and the second grating part 33a are displaced in the X direction. As a result, similarly to the multi-slit 20, the center of the first transmission part 32b and the center of the second transmission part 33b are equal to
  • ( Q 2 ⁇ Q 1 ) for each grating period. Deviation in direction.
  • the shift between the center of the first transmission part 32b and the center of the second transmission part 33b at any position in the X direction is (Q 2 ⁇ Q 1 ), and the center of the first transmission part 32b and the center of the second transmission part 33b can be substantially matched.
  • the absorption grating 3 is configured such that the deviation between the center of the first transmission part 22b and the center of the second transmission part 23b increases as the distance from the vicinity of the center position O increases.
  • the second grating period Q 2 (Q k + 1 ) is expressed by the following equation (4) with respect to the first grating period Q 1 (Q k ). It is formed to satisfy.
  • M k is the distance between the first grating 32 and the multi-slit 20
  • I k is the length of the first grating part 32a (first transmission part 32b) in the Z direction.
  • the second grating period Q 2 (Q k + 1 ) is preferably a value in the vicinity of the following equation (5) with respect to the first grating period Q 1 (Q k ).
  • Q k + 1 ((M k + I k ) / M k ) ⁇ Q k (5)
  • the absorption grating 3 is configured so as to satisfy the condition of the above-described formula (4) or formula (5), and the X-ray generation unit 1 is arranged to cope with the oblique insertion of X-rays, and It is possible to obtain the absorption grating 3 capable of increasing the aspect ratio.
  • the first grating 22 comprising a plurality of first grating portion 22a formed by the first grating period P k, first is different from the first grating period P k
  • a second grating 23 including a plurality of second grating portions 23a formed with two grating periods P k + 1 is stacked.
  • a portion where the first lattice portion 22a and the second lattice portion 23a sufficiently overlap each other and a portion where the space of the first transmission portion 22b and the space of the second transmission portion 23b are sufficiently connected are formed. can do. Further, even if the first grating portion 22a and the second grating portion 23a do not sufficiently overlap in the stacking direction (where the first grating portion 22a and the second grating portion 23a are displaced in the Z direction).
  • the first grating portion 22a and the second grating portion 23a can be overlapped in a specific direction among the directions inclined with respect to the stacking direction, and the space of the first transmission portion 22b and the second transmission portion 23b can be overlapped.
  • the space can be fully connected.
  • the first grating portion 22a and the second grating portion 23a sufficiently overlap, and the space of the first transmitting portion 22b and the space of the second transmitting portion 23b. And can be connected enough.
  • the space of the first transmission part 22b and the second transmission part are appropriately adjusted by appropriately adjusting the incident angle of X-rays to the multi-slit 20 (the angle at which the X-rays spread radially).
  • the aspect ratio is substantially increased by overlapping the first grating portion 22a and the second grating portion 23a in the stacking direction and the direction inclined with respect to the stacking direction. The ratio can be increased. As a result, it is possible to obtain the multi-slit 20 capable of easily increasing the aspect ratio while sufficiently transmitting X-rays.
  • the multi-slit 20 having a large aspect ratio for the X-ray generation unit 1 while sufficiently transmitting X-rays it is possible to obtain the multi-slit 20 having high spatial coherence.
  • An X-ray generation unit 1 capable of emitting X-rays so that fringes can be obtained can be obtained, and an X-ray phase difference imaging apparatus 100 capable of obtaining clear interference fringes can be obtained. be able to.
  • the absorption grating 3 a first grating 32 comprising a plurality of first grating portion 32a formed by the first grating period Q k, the first grating period Q k A second grating 33 including a plurality of second grating portions 33a formed with different second grating periods Q k + 1 is stacked.
  • the absorption grating 3 capable of easily increasing the aspect ratio while sufficiently transmitting X-rays.
  • the X-ray phase difference imaging apparatus 100 capable of obtaining a clear moire interference fringe can be obtained by using the absorption grating 3 having a large aspect ratio while sufficiently transmitting X-rays.
  • the first grating 22 is positioned closer to the X-ray generator 10 that radiates the generated X-rays radially than the second grating 23. Deploy. Further, the center position O in the X direction perpendicular to the stacking direction (optical axis direction) of the first grating 22 and the second grating 23 and perpendicular to the Y direction in which the first grating part 22a and the second grating part 23a extend.
  • the center Oa of the first transmission part 22b and the center Ob of the second transmission part 23b substantially coincide with each other in the vicinity, and the center Oa of the first transmission part 22b and the center of the second transmission part 23b as the distance from the vicinity of the center position O increases.
  • the first grating 22 and the second grating 23 are stacked so that the deviation from Ob becomes large. Thereby, the deviation between the center Oa of the first transmission part 22b and the center Ob of the second transmission part 23b can be increased corresponding to the increase in the incident angle of X-rays as the distance from the center position O increases.
  • the first transmission part 22b is arranged with the first grating period Pk
  • the second transmission part 23b is different from the first grating period Pk .
  • the center Oa of the first transmission part 22b and the center Ob of the second transmission part 23b substantially coincide with each other in the vicinity of the center position O, and as the distance from the vicinity of the center position O increases,
  • the first grating 22 and the second grating 23 are stacked so that the deviation between the center Oa of the first transmission part 22b and the center Ob of the second transmission part 23b becomes large.
  • the first transmission part 22b and the second transmission part 23b are arranged so as to be substantially symmetric with respect to the center position O, so that the center position O and the optical axis of the X-ray generation part 10 substantially coincide.
  • the X-ray dose that has passed through the multi-slit 20 can be made substantially symmetrical with respect to the center position O.
  • a more accurate self-image can be obtained using the X-rays that have passed through the multi-slit 20.
  • the first grating 32 is positioned closer to the X-ray generation unit 1 that radiates the generated X-rays radially than the second grating 33. Deploy. Further, the center position O in the X direction orthogonal to the stacking direction (optical axis direction) of the first grating 32 and the second grating 33 and orthogonal to the Y direction in which the first grating part 32a and the second grating part 33a extend.
  • the center of the first transmission part 32b and the center of the second transmission part 33b substantially coincide with each other, and the distance between the center of the first transmission part 32b and the center of the second transmission part 33b increases as the distance from the vicinity of the center position O increases.
  • the first grating 32 and the second grating 33 are stacked so that the height becomes larger. Thereby, it can suppress that the dose of the X-ray which passes the absorption grating 3 falls, and can suppress that a visual field range (detection range in the detection part 4) becomes narrow.
  • the absorption grating 3 the first transmitting portion 32b is arranged at a first grating period Q k, second the second transmitting portion 33b is different from the first grating period Q k
  • the center of the first transmission part 32b and the center of the second transmission part 33b substantially coincide with each other in the vicinity of the center position O, and as the distance from the vicinity of the center position O increases, the first The first grating 32 and the second grating 33 are stacked so that the deviation between the center of the transmission part 32b and the center of the second transmission part 33b becomes large.
  • the second grating period P k + 1 of the second grating 23 is made larger than the first grating period P k of the first grating 22. Accordingly, as the distance from the center position O increases, the difference between the center Oa of the first transmission part 22b and the center Ob of the second transmission part 23b is the difference between the second grating period P k + 1 and the first grating period P k. Therefore, as the distance from the center position O increases, the deviation between the center Oa of the first transmission part 22b and the center Ob of the second transmission part 23b can be easily increased.
  • the second grating period Q k + 1 of the second grating 33 is made larger than the first grating period Q k of the first grating 32.
  • the first grating 22 and the second grating 23 are stacked in contact with each other, and the second grating period P k + of the second grating 23. 1 is configured to satisfy the above formula (1) with respect to the first grating period P k of the first grating 22.
  • the relationship between the first grating period P k and the second grating period P k + 1 can be approximated to a similar relation of triangles, so that the first transmission part can be obtained even at a position away from the center position O.
  • the X-rays that have passed through 22b can be reliably passed through also in the second transmission part 23b.
  • the first grating 32 and the second grating 33 are stacked in contact with each other, and the second grating period Q k + 1 of the second grating 33 is set to the first grating 32.
  • the grating period Q k is configured to satisfy the above formula (4).
  • the first grating 22 and the second grating 23 are stacked in the optical axis direction (Z direction) of the X-ray generation unit 10.
  • the X-ray can be efficiently incident on the multi-slit 20 by making the stacking direction of the first grating 22 and the second grating 23 substantially coincide with the optical axis of the X-ray generation unit 10.
  • the first grating 32 and the second grating 33 are stacked in the optical axis direction (Z direction) of the X-ray generation unit 10. If comprised in this way, similarly to the multi slit 20, X-rays can be efficiently incident on the absorption grating 3.
  • the absorption grating 3 in which the first grating 32 and the second grating 33 having different values are stacked is shown, the present invention is not limited to this.
  • the structure of the diffraction grating of the present invention may be a structure in which a first grating and a second grating having different grating periods are stacked.
  • lattice 23 from which a grating period differs as the multi slit 20 (diffraction grating for X-ray phase difference imaging devices) was shown, and the absorption grating
  • the present invention is not limited to this.
  • the diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus of the present invention may be configured by laminating three or more gratings having different grating periods. In this case, it is preferable to stack the gratings so that the grating period increases from the side closer to the X-ray generation unit toward the side farther from the side. Furthermore, it is preferable to laminate the lattice so as to satisfy the above formula (1) or formula (2).
  • the X-ray phase difference imaging apparatus 100 includes the X-ray generation unit 1 (X-ray generation unit 10 and multi-slit 20), the diffraction grating 2, the absorption grating 3, and the detection unit 4.
  • the present invention is not limited to this.
  • an X-ray phase difference imaging apparatus is configured so that only an absorption grating as an example of the “diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus” of the present invention is used without providing a multi-slit. Also good.
  • the X-ray phase difference imaging apparatus may be configured such that only the multi-slit as an example of the “diffraction grating for X-ray phase difference imaging apparatus” of the present invention is used without providing an absorption grating.
  • the diffraction grating for the X-ray phase difference imaging device includes a plurality of substrates made of silicon that transmits X-rays and Au that absorbs X-rays.
  • the grating portion and a plurality of transmitting portions (between the grating portions) made of a resist that transmits X-rays are shown, the present invention is not limited to this.
  • the diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus is not limited to a configuration including a substrate, a plurality of grating portions, and a plurality of grating portions.
  • the diffraction grating for an X-ray phase difference imaging apparatus is made up of a plurality of grating parts made of Au and a plurality of transmission parts made of resist ( Between the lattice portions).
  • the substrate can be removed by peeling the substrate or polishing the substrate.
  • a plurality of grating portions of the diffraction grating for the X-ray phase difference imaging apparatus may be made of silicon.
  • a groove is formed in a portion corresponding to the lattice portion by etching the substrate made of silicon masked between the lattice portions.
  • a plurality of lattice portions are formed by performing Au plating so as to fill the grooves formed by etching.
  • the present invention is not limited to this.
  • the length (width) of the transmissive portion and the length (width) of the lattice portion may be different.
  • the present invention is not limited to this.
  • the plurality of lattice portions may be made of a material that absorbs X-rays other than Au.
  • X-ray generation unit (X-ray generation unit for X-ray phase difference imaging device) 2 Diffraction grating (phase grating) 3 Absorption grating (diffraction grating for X-ray phase difference imaging device) 4 detector 10 X-ray generator 20 multi slit (diffraction grating for X-ray phase difference imaging device) 22, 32 1st grating

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Abstract

このＸ線位相差撮像装置用回折格子（２０）は、第１格子周期（Ｐk）で形成された複数の第１格子部（２２ａ）を含む第１格子（２２）と、第１格子周期とは異なる第２格子周期（Ｐk+1）で形成された複数の第２格子部（２３ａ）を含み、第１格子部間の空間と第２格子部間の空間とがつながるように第１格子に積層される第２格子（２３）と、を備える。

Description

Ｘ線位相差撮像装置用回折格子、Ｘ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニット、Ｘ線位相差撮像装置
　本発明は、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子、そのＸ線位相差撮像装置用回折格子を備えるＸ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニット、および、Ｘ線位相差撮像装置に関する。
　従来、たとえば、特開２０１２－１６３７０号公報に開示されているようなＸ線位相差撮像装置が知られている。
　特開２０１２－１６３７０号公報には、被写体を通過したＸ線の位相差を利用して、被写体内部を画像化するＸ線撮像装置（Ｘ線位相差撮像装置）が開示されている。このＸ線撮像装置は、Ｘ線の吸収量ではなく、Ｘ線の位相差を利用して、被写体内を画像化することによって、Ｘ線を吸収しにくい軽元素物体や生体軟部組織を画像化することが可能に構成されている。
　特開２０１２－１６３７０号公報のＸ線撮像装置は、放射状のＸ線を放出するＸ線発生部およびマルチスリットを含むＸ線源と、格子と、Ｘ線画像検出器とを備える、いわゆるタルボ・ロー干渉計である。Ｘ線発生部と、マルチスリットと、格子（回折格子）と、Ｘ線画像検出器とは、Ｘ線源の照射軸方向にこの順に並んで配置されている。また、特開２０１２－１６３７０号公報には、上記構成に加えて、Ｘ線画像検出器の手前に、別の格子が配置される従来例が開示されている。この従来例では、Ｘ線画像検出器の手前に配置された格子を通過したＸ線を、モアレ干渉縞として検出することによって、Ｘ線画像検出器による画像化を容易にしている。
　ここで、マルチスリットおよびＸ線画像検出器の手前に配置される格子は、格子部においてＸ線を吸収する吸収格子であるため、格子部においてＸ線を確実に吸収するために、格子部における厚みを大きくすることが要求されている。さらに、吸収格子では、空間コヒーレンスを大きくするために、格子隙間（透過部）を小さくする必要がある。この結果、特に吸収格子において、アスペクト比（格子周期に対する吸収部の厚み）を大きくすることが要求されている。
　ここで、特開２０１２－１６３７０号公報（および従来例）では、マルチスリット、格子およびＸ線画像検出器の手前に配置された格子は、共に、一般的な１段の格子から構成されていると考えられる。
特開２０１２－１６３７０号公報
　しかしながら、一般的な１段の格子では、格子周期を小さくしつつ、格子部の厚みが大きくなるように加工するのは容易ではない。また、複数段の格子を積層させることによって、格子周期を小さくしつつ、格子部の厚みを確保する場合には、複数の格子同士の格子部の位置を厳密に合わせる必要がある。これらの結果、アスペクト比が大きな格子を得ることが容易ではないという問題点がある。
　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、容易にアスペクト比を大きくすることが可能なＸ線位相差撮像装置用回折格子、そのＸ線位相差撮像装置用回折格子を用いたＸ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニット、およびそのＸ線位相差撮像装置用回折格子を用いたＸ線位相差撮像装置を提供することである。
　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線位相差撮像装置用回折格子は、第１格子周期で形成された複数の第１格子部を含む第１格子と、第１格子周期とは異なる第２格子周期で形成された複数の第２格子部を含み、第１格子部間の空間と第２格子部間の空間とがつながるように第１格子に積層される第２格子と、を備える。
　この発明の第１の局面によるＸ線位相差撮像装置用回折格子では、上記のように、第１格子周期で形成された複数の第１格子部を含む第１格子と、第１格子周期とは異なる第２格子周期で形成された複数の第２格子部を含む第２格子とを積層する。これにより、第１格子周期と第２格子周期とが異なるので、第１格子と第２格子とを積層させる際に、第１格子部と第２格子部との位置を厳密に合わせなくても、第１格子周期と第２格子周期との差を利用して、第１格子と第２格子との積層方向において、第１格子部と第２格子部とが十分に重なる箇所、および、第１格子部間の空間と第２格子部間の空間とが十分につながる箇所を、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子に形成することができる。また、積層方向において、第１格子部と第２格子部とが十分に重ならない箇所（積層方向において第１格子部と第２格子部とがずれている箇所）であっても、積層方向に対して傾斜する方向のうちの特定の方向において、第１格子部と第２格子部とを重ねることができるとともに、第１格子部間の空間と第２格子部間の空間とを十分につなげることができる。これらの結果、積層方向および積層方向に対して傾斜する方向において、第１格子部と第２格子部とが十分に重なるとともに、第１格子部間の空間と第２格子部間の空間とが十分につながるようにすることができる。したがって、Ｘ線位相差撮像装置において、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子へのＸ線の入射角度（Ｘ線が放射状に広がる角度）等を適宜調整することによって、第１格子部間の空間と第２格子部間の空間とをＸ線が透過することが可能なＸ線位相差撮像装置用回折格子において、第１格子部および第２格子部が積層方向および積層方向に対して傾斜する方向に重なる分、実質的にアスペクト比を大きくすることができる。この結果、Ｘ線を十分に透過させつつ、容易にアスペクト比を大きくすることが可能なＸ線位相差撮像装置用回折格子を得ることができる。
　上記第１の局面によるＸ線位相差撮像装置用回折格子において、好ましくは、第１格子は、発生したＸ線を放射状に照射するＸ線発生部に対して、第２格子よりも近い位置に配置されており、第１格子および第２格子の積層方向と直交し、かつ、第１格子部および第２格子部の延びる方向と直交する方向において、中心位置近傍で第１格子部間の中心と第２格子部間の中心とが略一致するとともに、中心位置近傍から遠ざかるに従い、第１格子部間の中心と第２格子部間の中心とのずれが大きくなるように、第１格子と第２格子とが積層されている。ここで、中心位置とＸ線発生部の光軸とを略一致させた場合には、放射状に照射されるＸ線は、光軸に対してある入射角度で、第１格子部間に入射される。この際、第１格子部間が中心位置から遠ざかるに従い、Ｘ線の入射角度は大きくなる。そこで、本発明では、中心位置から遠ざかるに従い、第１格子部間の中心と第２格子部間の中心とのずれが大きくなるように、第１格子と第２格子とを積層する。このように構成すれば、中心位置から遠ざかるに従いＸ線の入射角が大きくなるのに対応させて、第１格子部間の中心と第２格子部間の中心とのずれを大きくすることができる。これにより、第１格子部間と第２格子間とのずれがない場合と比べて、入射角を有して入射されるＸ線を、第１格子部間だけでなく、第２格子部間も通過させやすくすることができる。この結果、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子を通過するＸ線の線量が低下するのを抑制することができるとともに、視野範囲が狭くなるのを抑制することができる。
　また、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子では、第１格子部間が第１格子周期で配置され、第２格子部間が第１格子周期とは異なる第２格子周期で配置されているとともに、中心位置近傍で第１格子部間の中心と第２格子部間の中心とが略一致するとともに、中心位置近傍から遠ざかるに従い、第１格子部間の中心と第２格子部間の中心とのずれが大きくなるように、第１格子と第２格子とが積層されている。このように構成すれば、中心位置に対して略対称になるように、第１格子部間と第２格子部間とが配置されるので、中心位置とＸ線発生部の光軸とを略一致させた場合において、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子を通過したＸ線の線量を、中心位置に対して略対称にすることができる。これにより、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子がＸ線位相差撮像装置のマルチスリットとして用いられた際に、マルチスリットを通過したＸ線を用いて、より正確な自己像を得ることができる。また、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子がＸ線位相差撮像装置の吸収格子として用いられた際に、吸収格子を通過したＸ線を用いて、より正確なモアレ干渉縞を得ることができる。
　この場合、好ましくは、第２格子の第２格子周期は、第１格子の第１格子周期よりも大きい。このように構成すれば、中心位置から遠ざかるに従い、第１格子部間の中心と第２格子部間の中心とのずれを、第２格子周期と第１格子周期との差だけ蓄積することができる。これにより、中心位置から遠ざかるに従い、第１格子部間の中心と第２格子部間の中心とのずれを容易に大きくすることができる。
　上記第２格子周期が第１格子周期よりも大きい構成において、好ましくは、第１格子と第２格子とは、互いに接触した状態で積層されており、第２格子の第２格子周期Ｐk+1は、第１格子の第１格子周期Ｐkに対して、下記の式（１）を満たしている。
　（（Ｌk＋０．９×Ｈk）／Ｌk）×Ｐk≦Ｐk+1≦（（Ｌk＋１．１×Ｈk）／Ｌk）×Ｐk・・・（１）
　なお、「Ｌk」は、第１格子とＸ線発生部との距離であり、「Ｈk」は、第１格子および第２格子の積層方向における、第１格子部の長さである。
　このように構成すれば、第１格子周期と第２格子周期との関係を、三角形の相似の関係に近似させることができるので、中心位置から離れた位置においても、第１格子部間を通過したＸ線を、第２格子部間において確実に通過することができる。
　上記第１の局面によるＸ線位相差撮像装置用回折格子において、好ましくは、第１格子と第２格子とは、Ｘ線発生部の光軸方向に積層されている。このように構成すれば、第１格子と第２格子との積層方向をＸ線発生部の光軸とを略一致させることにより、Ｘ線をＸ線位相差撮像装置用回折格子に効率的に入射させることができる。
　この発明の第２の局面におけるＸ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニットは、上記第１の局面におけるＸ線位相差撮像装置用回折格子と、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子に向かってＸ線を照射するＸ線発生部と、を備える。このように構成すれば、Ｘ線を十分に透過させつつ、アスペクト比が大きなＸ線位相差撮像装置用回折格子を用いることによって、空間的な可干渉性が高いＸ線位相差撮像装置用回折格子を得ることができるので、鮮明な干渉縞を得ることが可能なようにＸ線を照射することが可能な、Ｘ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニットを得ることができる。
　この発明の第３の局面におけるＸ線位相差撮像装置は、上記第２の局面におけるＸ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニットと、Ｘ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニットから照射されるＸ線により、自己像を形成するための位相格子と、位相格子を通過したＸ線を検出する検出部と、を備える。このように構成すれば、鮮明な干渉縞を得ることが可能なＸ線位相差撮像装置を得ることができる。
　この発明の第４の局面におけるＸ線位相差撮像装置は、Ｘ線を照射するＸ線発生部を含むＸ線発生ユニットと、Ｘ線発生ユニットから照射されるＸ線により、自己像を形成するための位相格子と、位相格子を通過したＸ線を検出する検出部と、位相格子と検出部との間に配置される、上記第１の局面におけるＸ線位相差撮像装置用回折格子と、を備える。このように構成すれば、Ｘ線を十分に透過させつつ、アスペクト比が大きなＸ線位相差撮像装置用回折格子を用いることによって、鮮明なモアレ干渉縞を得ることが可能なＸ線位相差撮像装置を得ることができる。
　本発明によれば、上記のように、容易にアスペクト比を大きくすることが可能なＸ線位相差撮像装置用回折格子、そのＸ線位相差撮像装置用回折格子を用いたＸ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニット、およびそのＸ線位相差撮像装置用回折格子を用いたＸ線位相差撮像装置を提供することができる。
本発明の一実施形態によるＸ線位相差撮像装置の全体構成を示す図である。 図１の２００－２００線に沿ったマルチスリットの断面図である。 図２の一部を拡大して示した断面図である。 本発明の一実施形態のマルチスリットにおいて、第１格子周期と第２格子周期との関係を説明するための図である。 図１の３００－３００線に沿った吸収格子の断面図である。
　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。
（Ｘ線位相差撮像装置の構成）
　図１を参照して、本発明の一実施形態によるＸ線位相差撮像装置１００の構成について説明する。
　Ｘ線位相差撮像装置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。また、Ｘ線位相差撮像装置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線位相差撮像装置１００は、たとえば、医療用途では、生体としての被写体Ｔの内部の画像化に用いることが可能である。また、Ｘ線位相差撮像装置１００は、たとえば、非破壊検査用途では、物体としての被写体Ｔの内部の画像化に用いることが可能である。
　Ｘ線位相差撮像装置１００は、Ｘ線発生ユニット１と、回折格子２と、吸収格子３ と、検出部４とを備えている。また、Ｘ線発生ユニット１は、Ｘ線発生部１０と、マルチスリット２０とを含んでいる。この結果、Ｘ線位相差撮像装置１００では、Ｘ線発生ユニット１（Ｘ線発生部１０およびマルチスリット２０）と、回折格子２と、吸収格子３と、検出部４とを用いて、タルボ・ロー（Ｔａｌｂｏｔ-Ｌａｕ）干渉計によるＸ線撮像が行われる。なお、Ｘ線発生ユニット１は、特許請求の範囲の「Ｘ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニット」の一例であり、マルチスリット２０および吸収格子３は、特許請求の範囲の「Ｘ線位相差撮像装置用回折格子」の一例である。また、回折格子２は、特許請求の範囲の「位相格子」の一例である。
　Ｘ線発生部１０と、マルチスリット２０と、回折格子２と、吸収格子３と、検出部４とは、Ｘ線が照射される方向である光軸方向（Ｚ方向）に、この順に並んで配置されている。また、マルチスリット２０と、回折格子２と、吸収格子３とは、各々、光軸方向と直交する面方向に広がるように形成されており、光軸方向が厚み方向になるように配置されている。なお、本明細書では、Ｘ線の光軸方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交する面内において互いに直交する方向をそれぞれＸ方向およびＹ方向とする。
　Ｘ線発生ユニット１のＸ線発生部１０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、発生させたＸ線を光軸方向に向かって放射状（コーンビーム状）に照射するように構成されている。つまり、Ｘ線発生部１０は、光軸を中心として同心円状に広がるように、Ｘ線を照射する。
　Ｘ線発生ユニット１のマルチスリット２０は、ロー（Ｌａｕ）効果により、Ｘ線発生部１０から照射されるＸ線の空間的な可干渉性を高めるために設けられている。このマルチスリット２０は、回折格子の一種としての吸収格子である。また、マルチスリット２０には、Ｘ線発生部１０から放射状に照射されるＸ線が入射する。つまり、マルチスリット２０では、Ｘ線発生部１０の光軸と略一致する位置においては、マルチスリット２０の面と直交する方向（Ｚ方向）に、Ｘ線が入射する一方、Ｘ線発生部１０の光軸から離間した位置においては、Ｘ線はＺ方向に対して斜めに入射（斜入）する。なお、マルチスリット２０の詳細な構成については後述する。
　回折格子２は、通過するＸ線の位相を変化させる回折格子の一種としての位相格子である。回折格子２は、Ｚ方向に直交するＸ方向にある周期（ピッチ）で配列される複数のスリット２ａを有している。各スリット２ａは、Ｚ方向に直交するＹ方向に延びるように形成されている。
　回折格子２は、マルチスリット２０を通過したＸ線が照射される。回折格子２は、自己像を形成するために設けられている。具体的には、空間的な可干渉性を有するＸ線が、スリット２ａが形成された回折格子２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。なお、自己像は、Ｘ線の干渉によって生じる干渉縞である。Ｘ線位相差撮像装置１００では、マルチスリット２０を設けてＸ線の可干渉性を高めることによって、タルボ効果による回折格子２の自己像をより確実に形成させることが可能である。
　吸収格子３は、回折格子２の自己像と干渉してモアレ縞を形成するために設けられている。この吸収格子３は、回折格子の一種としての吸収格子である。また、吸収格子３は、回折格子２からタルボ距離だけ離間した位置に配置されるように設計されている。さらに、吸収格子３には、回折格子２を通過した放射状のＸ線が入射する。つまり、吸収格子３では、Ｘ線発生部１０の光軸と略一致する位置においては、吸収格子３の面と直交する方向（Ｚ方向）に、Ｘ線が入射する一方、Ｘ線発生部１０の光軸から離間した位置においては、Ｘ線はＺ方向に対して斜めに入射（斜入）する。なお、吸収格子３の詳細な構成については後述する。
　また、被写体Ｔの撮像時には、Ｘ線発生ユニット１と回折格子２との間に被写体Ｔが配置される。この場合、被写体Ｔを通過したＸ線が、吸収格子３に照射される。なお、被写体Ｔは、回折格子２と吸収格子３との間に配置されてもよい。
　検出部４は、Ｘ線を検出するとともに、検出されたＸ線を電気信号（検出信号）に変換するように構成されている。検出部４は、検出信号を図示しない制御部などに出力するように構成されている。検出部４は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。検出部４は、複数の検出素子（図示せず）により構成されている。複数の検出素子は、所定の周期（ピッチ）で、Ｘ方向およびＹ方向に並んで配置されている。
　検出素子の周期は、回折格子２の自己像の周期よりも大きい。この場合、回折格子２の自己像を検出部４により直接検出することが困難であるため、Ｘ線位相差撮像装置１００では、回折格子２の自己像と干渉してモアレ縞を形成するための吸収格子３を設けて、回折格子２の自己像と吸収格子３との重ね合わせによるモアレ縞を検出部４により検出する。ここで、回折格子２の自己像と吸収格子３との重ね合わせによるモアレ縞の周期は、検出素子の周期よりも十分に大きくなる。これにより、回折格子２の自己像と吸収格子３との重ね合わせによるモアレ縞を、検出部４により容易に検出可能にすることが可能なように、Ｘ線位相差撮像装置１００が構成されている。
（マルチスリットの構成）
　次に、図１～図４を参照して、マルチスリット２０の構成について詳細に説明する。
　本実施形態のマルチスリット２０は、図２に示すように、シリコンからなる基板２１と、基板２１上に形成された第１格子２２と、第１格子２２上に形成された第２格子２３とを含んでいる。基板２１と、第１格子２２と、第２格子２３とは、光軸方向（Ｚ方向）に積層されている。この際、基板２１は、マルチスリット２０のうち、最もＸ線発生部１０側に配置されており、第２格子２３は、マルチスリット２０のうち、Ｘ線発生部１０から最も離間する側に配置されている。
　基板２１は、マルチスリット２０の光軸方向と直交する面方向の略全体に配置されており、Ｘ線を主に透過させる。
　第１格子２２は、Ｘ線を吸収するＡｕから構成された複数の第１格子部２２ａを有している。この複数の第１格子部２２ａは、Ｚ方向に直交するＸ方向に第１格子周期Ｐ1で配列されている。また、第１格子部２２ａは、Ｚ方向に直交するＹ方向に延びるように形成されている。
　第１格子２２は、Ｘ線を透過させるレジストから構成された複数の第１透過部２２ｂを有している。この複数の第１透過部２２ｂは、第１格子部２２ａ同士の間に配置されている。つまり、複数の第１透過部２２ｂは、Ｘ方向に第１格子周期Ｐ1で配列されている。また、第１透過部２２ｂは、Ｚ方向に直交するＹ方向に延びるように形成されている。なお、第１透過部２２ｂのＸ方向の長さ（幅）は、第１格子部２２ａのＸ方向の長さ（幅）と略等しい。つまり、第１格子部２２ａのＸ方向の長さと第１透過部２２ｂのＸ方向の長さとは、共に、Ｐ1／２である。
　第２格子２３は、Ｘ線を吸収するＡｕから構成された複数の第２格子部２３ａを有している。この複数の第２格子部２３ａは、Ｚ方向に直交するＸ方向に第２格子周期Ｐ2で配列されている。また、第２格子部２３ａは、Ｚ方向に直交するＹ方向に延びるように形成されている。
　第２格子２３は、Ｘ線を透過させるレジストから構成された複数の第２透過部２３ｂを有している。この複数の第２透過部２３ｂは、第２格子部２３ａ同士の間に配置されている。つまり、複数の第２透過部２３ｂは、Ｘ方向に第２格子周期Ｐ2で配列されている。また、第２透過部２３ｂは、Ｚ方向に直交するＹ方向に延びるように形成されている。なお、第２透過部２３ｂのＸ方向の長さ（幅）は、第２格子部２３ａのＸ方向の長さ（幅）と略等しい。つまり、第２格子部２３ａのＸ方向の長さと第２透過部２３ｂのＸ方向の長さとは、共に、Ｐ2／２である。また、第１透過部２２ｂの空間と第２透過部２３ｂの空間とがつながるように、マルチスリット２０は構成されている。
　ここで、本実施形態では、第２格子部２３ａ（第２透過部２３ｂ）の第２格子周期Ｐ2は、第１格子部２２ａ（第１透過部２２ｂ）の第１格子周期Ｐ1よりも大きくなるように設定されている。これにより、第１格子部２２ａと第２格子部２３ａとがＸ方向にずれるように、第１格子２２と第２格子２３とが積層されている。この結果、図３に示すように、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとが、格子周期毎に、｜Ｐ2－Ｐ1｜（＝Ｐ2－Ｐ1）だけＸ方向にずれる。これにより、第１格子２２と第２格子２３とを積層させる際に、Ｘ方向のいずれかの位置において、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心ＯｂとのずれＧが、（Ｐ2－Ｐ1）未満になり、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとを略一致させることが可能である。
　また、光軸上に配置されたマルチスリット２０のＸ方向の中心位置Ｏ上に、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとが略一致する位置が配置されるように、Ｘ線位相差撮像装置１００内にマルチスリット２０が配置されている。この結果、中心位置Ｏ近傍から遠ざかるに従い、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとのずれが大きくなるように構成されている。
　つまり、中心位置Ｏの第１透過部２２ｂの中心Ｏａ0と第２透過部２３ｂの中心Ｏｂ0とのずれＧ０（図示せず）は（Ｐ2－Ｐ1）未満で十分に小さい。一方、第２格子周期Ｐ2は、第１格子周期Ｐ1よりも大きいことにより、中心位置Ｏから１周期分だけずれた箇所では、第１透過部２２ｂの中心Ｏａ1と第２透過部２３ｂの中心Ｏｂ1とのずれＧ１（＝Ｐ2－Ｐ1＋Ｇ０）が生じる。また、中心位置Ｏから２周期分だけずれた箇所では、第１透過部２２ｂの中心Ｏａ2と第２透過部２３ｂの中心Ｏｂ2とのずれＧ２（＝２（Ｐ2－Ｐ1）＋Ｇ０）が生じる。
　つまり、中心位置Ｏからａ周期分だけずれた箇所では、第１透過部２２ｂの中心Ｏａ1と第２透過部２３ｂの中心Ｏｂ1とには、ずれＧａ（＝ａ（Ｐ2－Ｐ1）＋Ｇ０）が生じる。この結果、第１透過部２２ｂと第２透過部２３ｂとが中心位置Ｏから離れるに従い、第１透過部２２ｂと第２透過部２３ｂとのずれは大きくなるので、Ｘ線の斜入に対応するように、マルチスリット２０を形成することが可能である。
　また、本実施形態では、第２格子周期Ｐ2（Ｐk+1）は、第１格子周期Ｐ1（Ｐk）に対して、下記の式（１）を満たすように形成されている。
　（（Ｌk＋０．９×Ｈk）／Ｌk）×Ｐk≦Ｐk+1≦（（Ｌk＋１．１×Ｈk）／Ｌk）×Ｐk・・・（１）
　なお、「Ｌk」は、第１格子２２とＸ線発生部１０との距離であり、「Ｈk」は、Ｚ方向における、第１格子部２２ａ（第１透過部２２ｂ）の長さである。
　また、第２格子周期Ｐ2（Ｐk+1）は、第１格子周期Ｐ1（Ｐk）に対して、下記の式（２）の近傍の値であるのが好ましい。
　Ｐk+1＝（（Ｌk＋Ｈk）／Ｌk）×Ｐk・・・（２）
　なお、式（１）および式（２）は、第１格子２２と第２格子２３との幾何学的位置関係から求めることが可能である。図３を参照して、この点について説明する。
　図３に示すように、Ｘ線発生部１０がマルチスリット１２から十分に離れており、Ｘ線発生部１０が点光源であるとする。また、中心位置Ｏの第１透過部２２ｂからＸ方向の一方側にａ番目の第１透過部２２ｂに入射するＸ線の光軸に対してなす角度をθaであるとする。この場合、第２格子２３の第２透過部２３ｂにおいてもＸ線が十分に入射するには、図４に示す幾何学的条件を満たせばよい。
　図４には、三角形ＡＢＣと、三角形ＡＢＣと相似な三角形ＡＤＥを示している。三角形ＡＢＣの頂点Ａ、ＢおよびＣの位置は、それぞれ、Ｘ線発生部１０の位置、中心位置Ｏにおける第１透過部２２ｂの位置、および、中心位置Ｏの第２透過部２３ｂの位置に対応する。また、三角形ＡＤＥの頂点ＤおよびＥの位置は、それぞれ、ａ番目の第１透過部２２ｂの位置、および、ａ番目の第２透過部２３ｂの位置に対応する。
　この場合、線分ＡＢと線分ＢＣとの比が線分ＡＤと線分ＤＥとの比に一致するという三角形の相似の関係から、第１格子周期Ｐ1（Ｐk）と第２格子周期Ｐ2（Ｐk+1）との比が距離Ｒと周期ｄ２との比に一致することから以下の式（３）を導くことができる。
Ｌk：ａＰk＝（Ｌk＋Ｈk）：ａＰk+1・・・（３）
　この式（３）に基づいて、式（２）が導かれる。そして、ある程度余裕がある場合であっても、第２透過部２３ｂにおいてＸ線を十分に入射させることができるので、式（２）に許容分が考慮されることによって、式（１）が導かれる。
　この結果、上記した式（１）または式（２）の条件を満たすように、マルチスリット２０を構成するとともに、Ｘ線発生部１０を配置することによって、Ｘ線の斜入に対応し、かつ、アスペクト比を大きくすることが可能なマルチスリット２０を得ることが可能である。なお、上記要件を満たすことにより、第１格子部２２ａに入射するＸ線を、第１格子部２２ａと、第１格子部２２ａに対して適切にずれた第２格子部２３ａとにより、十分に吸収することが可能である。
　なお、マルチスリット２０は、基板２１上に、第１格子２２を形成し、その後、第１格子２２の上に第２格子２３を形成することによって、作成されている。なお、第１格子２２を形成する工程としては、基板２１上にレジストを塗布した後に、パターニングを行うことによって、第１透過部２２ｂに対応する位置にレジストを残し、第１格子部２２ａに対応する位置のレジストを除去して溝を形成する。そして、レジストが除去された溝を埋めるように、Ａｕめっきを施すことによって、第１格子部２２ａを形成する。これにより、第１格子２２が形成される。その後、第２格子２３を、第１格子２２の形成工程と同様の工程で形成することによって、マルチスリット２０が作成される。
　この際、上記のように、Ｘ方向のいずれかの位置において、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心ＯｂとのずれＧが、（Ｐ2－Ｐ1）未満になり、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとを略一致させることが可能であるので、第２格子２３の第２格子部２３ａの位置および第２透過部２３ｂの位置を、それぞれ、第１格子２２の第１格子部２２ａの位置および第１透過部２２ｂの位置に厳密に合わせる必要がない。これにより、容易に、マルチスリット２０を作成することが可能である。
　そして、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとが略一致する位置を、マルチスリット２０の中心位置Ｏとするとともに、中心位置ＯがＸ線発生部１０の光軸と略一致するように、マルチスリット２０がＸ線位相差撮像装置１００内に配置される。
（吸収格子の構成）
　次に、図５を参照して、吸収格子３の構成について詳細に説明する。
　本実施形態の吸収格子３は、図５に示すように、第１格子周期Ｑ1（Ｑk）第２格子周期Ｑ2（Ｑk+1）が異なる点を除いて、マルチスリット２０と同様の構成を有している。つまり、吸収格子３は、基板３１と、第１格子３２と、第２格子３３とが、光軸方向（Ｚ方向）に積層された構成を有している。この際、基板３１は、吸収格子３のうち、最もＸ線発生ユニット１側に配置されており、第２格子３３は、吸収格子３のうち、Ｘ線発生ユニット１から最も離間する側に配置されている。
　第１格子３２は、複数の第１格子部３２ａと、第１格子部３２ａ同士の間に配置された複数の第１透過部３２ｂとを有している。複数の第１格子部３２ａおよび複数の第１透過部３２ｂは、Ｘ方向に第１格子周期Ｑ1で配列されている。また、第２格子３３は、複数の第２格子部３３ａと、第２格子部３３ａ同士の間に配置された複数の第２透過部３３ｂを有している。この複数の第２格子部３３ａおよび複数の第２透過部３３ｂは、Ｘ方向に第２格子周期Ｑ2で配列されている。また、第１透過部３２ｂの空間と、第２透過部３３ｂの空間とがつながるように、吸収格子３は構成されている。
　ここで、本実施形態では、第２格子部３３ａ（第２透過部３３ｂ）の第２格子周期Ｑ2は、第１格子部３２ａ（第１透過部３２ｂ）の第１格子周期Ｑ1よりも大きくなるように設定されている。これにより、第１格子部３２ａと第２格子部３３ａとがＸ方向にずれるように、第１格子３２と第２格子３３とが積層されている。この結果、マルチスリット２０と同様に、第１透過部３２ｂの中心と第２透過部３３ｂの中心とが、格子周期毎に、｜Ｑ2－Ｑ1｜（＝Ｑ2－Ｑ1）だけＸ方向にずれる。これにより、第１格子３２と第２格子３３とを積層させる際に、Ｘ方向のいずれかの位置において、第１透過部３２ｂの中心と第２透過部３３ｂの中心とのずれが、（Ｑ2－Ｑ1）未満になり、第１透過部３２ｂの中心と第２透過部３３ｂの中心とを略一致させることが可能である。
　また、吸収格子３では、中心位置Ｏ近傍から遠ざかるに従い、第１透過部２２ｂの中心と第２透過部２３ｂの中心とのずれが大きくなるように構成されている。ここで、吸収格子３において、マルチスリット２０と同様に、第２格子周期Ｑ2（Ｑk+1）は、第１格子周期Ｑ1（Ｑk）に対して、下記の式（４）を満たすように形成されている。
　（（Ｍk＋０．９×Ｉk）／Ｍk）×Ｑk≦Ｑk+1≦（（Ｍk＋１．１×Ｉk）／Ｍk）×Ｑk・・・（４）
　なお、「Ｍk」は、第１格子３２とマルチスリット２０との距離であり、「Ｉk」は、Ｚ方向における、第１格子部３２ａ（第１透過部３２ｂ）の長さである。
　また、第２格子周期Ｑ2（Ｑk+1）は、第１格子周期Ｑ1（Ｑk）に対して、下記の式（５）の近傍の値であるのが好ましい。
　Ｑk+1＝（（Ｍk＋Ｉk）／Ｍk）×Ｑk・・・（５）
　この結果、上記した式（４）または式（５）の条件を満たすように、吸収格子３を構成するとともに、Ｘ線発生ユニット１を配置することによって、Ｘ線の斜入に対応し、かつ、アスペクト比を大きくすることが可能な吸収格子３を得ることが可能である。
（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。
　本実施形態では、上記のように、マルチスリット２０において、第１格子周期Ｐkで形成された複数の第１格子部２２ａを含む第１格子２２と、第１格子周期Ｐkとは異なる第２格子周期Ｐk+1形成された複数の第２格子部２３ａを含む第２格子２３とを積層する。これにより、第１格子周期Ｐkと第２格子周期Ｐk+1とが異なるので、第１格子２２と第２格子２３とを積層させる際に、第１格子部２２ａと第２格子部２３ａとの位置を厳密に合わせなくても、第１格子周期Ｐｋと第２格子周期Ｐk+1との差を利用して、第１格子２２と第２格子２３との積層方向（Ｚ方向）において、第１格子部２２ａと第２格子部２３ａとが十分に重なる箇所、および、第１透過部２２ｂの空間と第２透過部２３ｂの空間とが十分につながる箇所を、マルチスリット２０に形成することができる。また、積層方向において、第１格子部２２ａと第２格子部２３ａとが十分に重ならない箇所（Ｚ方向において第１格子部２２ａと第２格子部２３ａとがずれている箇所）であっても、積層方向に対して傾斜する方向のうちの特定の方向において、第１格子部２２ａと第２格子部２３ａとを重ねることができるとともに、第１透過部２２ｂの空間と第２透過部２３ｂの空間とを十分につなげることができる。これらの結果、積層方向および積層方向に対して傾斜する方向において、第１格子部２２ａと第２格子部２３ａとが十分に重なるとともに、第１透過部２２ｂの空間と第２透過部２３ｂの空間とが十分につながるようにすることができる。したがって、Ｘ線位相差撮像装置１００において、マルチスリット２０へのＸ線の入射角度（Ｘ線が放射状に広がる角度）等を適宜調整することによって、第１透過部２２ｂの空間と第２透過部２３ｂの空間とをＸ線が透過することが可能なマルチスリット２０において、第１格子部２２ａおよび第２格子部２３ａが積層方向および積層方向に対して傾斜する方向に重なる分、実質的にアスペクト比を大きくすることができる。この結果、Ｘ線を十分に透過させつつ、容易にアスペクト比を大きくすることが可能なマルチスリット２０を得ることができる。したがって、Ｘ線を十分に透過させつつ、アスペクト比が大きなマルチスリット２０をＸ線発生ユニット１に用いることによって、空間的な可干渉性が高いマルチスリット２０を得ることができるので、鮮明な干渉縞を得ることが可能なようにＸ線を照射することが可能な、Ｘ線発生ユニット１を得ることができるとともに、鮮明な干渉縞を得ることが可能なＸ線位相差撮像装置１００を得ることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、吸収格子３において、第１格子周期Ｑkで形成された複数の第１格子部３２ａを含む第１格子３２と、第１格子周期Ｑkとは異なる第２格子周期Ｑk+1形成された複数の第２格子部３３ａを含む第２格子３３とを積層する。これにより、マルチスリット２０と同様に、Ｘ線を十分に透過させつつ、容易にアスペクト比を大きくすることが可能な吸収格子３を得ることができる。この結果、Ｘ線を十分に透過させつつ、アスペクト比が大きな吸収格子３を用いることによって、鮮明なモアレ干渉縞を得ることが可能なＸ線位相差撮像装置１００を得ることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、マルチスリット２０において、第１格子２２を、発生したＸ線を放射状に照射するＸ線発生部１０に対して、第２格子２３よりも近い位置に配置する。また、第１格子２２および第２格子２３の積層方向（光軸方向）と直交し、かつ、第１格子部２２ａおよび第２格子部２３ａの延びるＹ方向と直交するＸ方向において、中心位置Ｏ近傍で第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとが略一致するとともに、中心位置Ｏ近傍から遠ざかるに従い、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとのずれが大きくなるように、第１格子２２と第２格子２３とを積層する。これにより、中心位置Ｏから遠ざかるに従いＸ線の入射角が大きくなるのに対応させて、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとのずれを大きくすることができる。この結果、第１透過部２２ｂと第２格子２３間とのずれがない場合と比べて、入射角を有して入射されるＸ線を、第１透過部２２ｂだけでなく、第２透過部２３ｂも通過させやすくすることができる。したがって、マルチスリット２０を通過するＸ線の線量が低下するのを抑制することができるとともに、視野範囲が狭くなるのを抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、マルチスリット２０において、第１透過部２２ｂが第１格子周期Ｐkで配置され、第２透過部２３ｂが第１格子周期Ｐkとは異なる第２格子周期Ｐk+1で配置されているとともに、中心位置Ｏ近傍で第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとが略一致するとともに、中心位置Ｏ近傍から遠ざかるに従い、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとのずれが大きくなるように、第１格子２２と第２格子２３とを積層する。これにより、中心位置Ｏに対して略対称になるように、第１透過部２２ｂと第２透過部２３ｂとが配置されるので、中心位置ＯとＸ線発生部１０の光軸とを略一致させた場合において、マルチスリット２０を通過したＸ線の線量を、中心位置Ｏに対して略対称にすることができる。この結果、マルチスリット２０を備えるＸ線位相差撮像装置１００において、マルチスリット２０を通過したＸ線を用いて、より正確な自己像を得ることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、吸収格子３において、第１格子３２を、発生したＸ線を放射状に照射するＸ線発生ユニット１に対して、第２格子３３よりも近い位置に配置する。また、第１格子３２および第２格子３３の積層方向（光軸方向）と直交し、かつ、第１格子部３２ａおよび第２格子部３３ａの延びるＹ方向と直交するＸ方向において、中心位置Ｏ近傍で第１透過部３２ｂの中心と第２透過部３３ｂの中心とが略一致するとともに、中心位置Ｏ近傍から遠ざかるに従い、第１透過部３２ｂの中心と第２透過部３３ｂの中心とのずれが大きくなるように、第１格子３２と第２格子３３とを積層する。これにより、吸収格子３を通過するＸ線の線量が低下するのを抑制することができるとともに、視野範囲（検出部４における検出範囲）が狭くなるのを抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、吸収格子３において、第１透過部３２ｂが第１格子周期Ｑkで配置され、第２透過部３３ｂが第１格子周期Ｑkとは異なる第２格子周期Ｑk+1で配置されているとともに、中心位置Ｏ近傍で第１透過部３２ｂの中心と第２透過部３３ｂの中心とが略一致するとともに、中心位置Ｏ近傍から遠ざかるに従い、第１透過部３２ｂの中心と第２透過部３３ｂの中心とのずれが大きくなるように、第１格子３２と第２格子３３とを積層する。これにより、吸収格子３を備えるＸ線位相差撮像装置１００において、吸収格子３を通過したＸ線を用いて、より正確なモアレ干渉縞を得ることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、マルチスリット２０において、第２格子２３の第２格子周期Ｐk+1を、第１格子２２の第１格子周期Ｐkよりも大きくする。これにより、中心位置Ｏから遠ざかるに従い、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとのずれを、第２格子周期Ｐk+1と第１格子周期Ｐkとの差だけ蓄積することができるので、中心位置Ｏから遠ざかるに従い、第１透過部２２ｂの中心Ｏａと第２透過部２３ｂの中心Ｏｂとのずれを容易に大きくすることができる。また、吸収格子３において、第２格子３３の第２格子周期Ｑk+1を、第１格子３２の第１格子周期Ｑkよりも大きくする。これにより、マルチスリット２０と同様に、中心位置Ｏから遠ざかるに従い、第１透過部３２ｂの中心Ｏａと第２透過部３３ｂの中心Ｏｂとのずれを容易に大きくすることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、マルチスリット２０において、第１格子２２と第２格子２３とを、互いに接触した状態で積層するとともに、第２格子２３の第２格子周期Ｐk+1を、第１格子２２の第１格子周期Ｐkに対して、上記の式（１）を満たすように構成する。これにより、第１格子周期Ｐkと第２格子周期Ｐk+1との関係を、三角形の相似の関係に近似させることができるので、中心位置Ｏから離れた位置においても、第１透過部２２ｂを通過したＸ線を、第２透過部２３ｂにおいても確実に通過させることができる。また、吸収格子３において、第１格子３２と第２格子３３とを、互いに接触した状態で積層するとともに、第２格子３３の第２格子周期Ｑk+1を、第１格子３２の第１格子周期Ｑkに対して、上記の式（４）を満たすように構成する。これにより、マルチスリット２０と同様に、中心位置Ｏから離れた位置においても、第１透過部３２ｂを通過したＸ線を、第２透過部３３ｂにおいて確実に通過させることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、マルチスリット２０において、第１格子２２と第２格子２３とを、Ｘ線発生部１０の光軸方向（Ｚ方向）に積層する。このように構成すれば、第１格子２２と第２格子２３との積層方向をＸ線発生部１０の光軸とを略一致させることにより、Ｘ線をマルチスリット２０に効率的に入射させることができる。また、吸収格子３において、第１格子３２と第２格子３３とを、Ｘ線発生部１０の光軸方向（Ｚ方向）に積層する。このように構成すれば、マルチスリット２０と同様に、Ｘ線を吸収格子３に効率的に入射させることができる。
［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。
　たとえば、上記実施形態では、本発明の「Ｘ線位相差撮像装置用回折格子」の一例として、格子周期の異なる第１格子２２および第２格子２３を積層させたマルチスリット２０、および、格子周期の異なる第１格子３２および第２格子３３を積層させた吸収格子３を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、本発明の回折格子の構成を、格子周期の異なる第１格子および第２格子を積層させた構成にしてもよい。
　また、上記実施形態では、マルチスリット２０（Ｘ線位相差撮像装置用回折格子）として、格子周期の異なる第１格子２２および第２格子２３を積層させた例を示し、吸収格子３（Ｘ線位相差撮像装置用回折格子）として、格子周期の異なる第１格子３２および第２格子３３を積層させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、本発明のＸ線位相差撮像装置用回折格子を格子周期の異なる格子を３段以上積層させたものから構成してもよい。この場合、Ｘ線発生部に近い側から遠い側に向かって格子周期が大きくなるように、格子を積層するのがよい。さらに、上記式（１）または式（２）を満たすように、格子を積層するのが好ましい。
　また、上記実施形態では、Ｘ線位相差撮像装置１００が、Ｘ線発生ユニット１（Ｘ線発生部１０およびマルチスリット２０）と、回折格子２と、吸収格子３と、検出部４とを備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、Ｘ線位相差撮像装置に、マルチスリットを設けずに、本発明の「Ｘ線位相差撮像装置用回折格子」の一例としての吸収格子のみが用いられるように構成してもよい。また、Ｘ線位相差撮像装置に、吸収格子を設けずに、本発明の「Ｘ線位相差撮像装置用回折格子」の一例としてのマルチスリットのみが用いられるように構成してもよい。
　また、上記実施形態では、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子（マルチスリット２０および吸収格子３）を、Ｘ線を透過させるシリコンからなる基板と、Ｘ線を吸収するＡｕから構成された複数の格子部と、Ｘ線を透過させるレジストから構成された複数の透過部（格子部間）とから構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子は、基板、複数の格子部および複数の格子部間からなる構成に限られない。たとえば、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子に基板を設けずに、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子を、Ａｕから構成された複数の格子部と、レジストから構成された複数の透過部（格子部間）とから構成してよい。この場合、基板を剥離するか、基板を研磨することにより、基板を除去することが可能である。
　また、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子の複数の格子部間を、シリコンから構成してもよい。この際、格子部間をマスクした、シリコンからなる基板に対して、エッチングを行うことによって、格子部に対応する部分に溝を形成する。そして、エッチングにより形成された溝を埋めるように、Ａｕめっきを施すことによって、複数の格子部を形成する。これにより、複数の格子部間がシリコンから構成されたＸ線位相差撮像装置用回折格子を作成することが可能である。
　また、上記実施形態では、透過部の長さ（幅）と格子部の長さ（幅）とが略等しい例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、透過部の長さ（幅）と格子部の長さ（幅）とを異ならせてもよい。
　また、上記実施形態では、複数の格子部をＡｕから構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の格子部をＡｕ以外のＸ線を吸収する材料から構成してもよい。
　１　Ｘ線発生ユニット（Ｘ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニット）
　２　回折格子（位相格子）
　３　吸収格子（Ｘ線位相差撮像装置用回折格子）
　４　検出部
　１０　Ｘ線発生部
　２０　マルチスリット（Ｘ線位相差撮像装置用回折格子）
　２２、３２　第１格子
　２２ａ、３２ａ　第１格子部
　２３、３３　第２格子
　２３ａ、３３ａ　第２格子部
　１００　Ｘ線位相差撮像装置

Claims (8)

  1. 　第１格子周期（Ｐk）で形成された複数の第１格子部（２２ａ）を含む第１格子（２２）と、
    　前記第１格子周期とは異なる第２格子周期（Ｐk+1）で形成された複数の第２格子部（２３ａ）を含み、前記第１格子部間の空間と前記第２格子部間の空間とがつながるように前記第１格子に積層される第２格子（２３）と、を備える、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子（２０）。
  2. 　前記第１格子は、発生したＸ線を放射状に照射するＸ線発生部に対して、前記第２格子よりも近い位置に配置されており、
    　前記第１格子および前記第２格子の積層方向と直交し、かつ、前記第１格子部および前記第２格子部の延びる方向と直交する方向において、中心位置近傍で前記第１格子部間の中心と前記第２格子部間の中心とが略一致するとともに、前記中心位置近傍から遠ざかるに従い、前記第１格子部間の中心と前記第２格子部間の中心とのずれが大きくなるように、前記第１格子と前記第２格子とが積層されている、請求項１に記載のＸ線位相差撮像装置用回折格子。
  3. 　前記第２格子の前記第２格子周期は、前記第１格子の前記第１格子周期よりも大きい、請求項２に記載のＸ線位相差撮像装置用回折格子。
  4. 　前記第１格子と前記第２格子とは、互いに接触した状態で積層されており、
    　前記第２格子の第２格子周期Ｐk+1は、前記第１格子の第１格子周期Ｐkに対して、下記の式（１）を満たしている、請求項３に記載のＸ線位相差撮像装置用回折格子。
    　（（Ｌk＋０．９×Ｈk）／Ｌk）×Ｐk≦Ｐk+1≦（（Ｌk＋１．１×Ｈk）／Ｌk）×Ｐk・・・（１）
    　なお、「Ｌk」は、前記第１格子と前記Ｘ線発生部との距離であり、「Ｈk」は、前記第１格子および前記第２格子の積層方向における、前記第１格子部の長さである。
  5. 　前記第１格子と前記第２格子とは、Ｘ線発生部の光軸方向に積層されている、請求項１に記載のＸ線位相差撮像装置用回折格子。
  6. 　第１格子周期（Ｐk）で形成された複数の第１格子部（２２ａ）を有する第１格子（２２）と、前記第１格子周期とは異なる第２格子周期（Ｐk+1）で形成された複数の第２格子部（２３ａ）を有し、前記第１格子部間の空間と前記第２格子部間の空間とがつながるように前記第１格子に積層される第２格子（２３）と、を含む、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子（２０）と、
    　前記Ｘ線位相差撮像装置用回折格子に向かってＸ線を照射するＸ線発生部（１０）と、を備える、Ｘ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニット（１）。
  7. 　第１格子周期（Ｐk）で形成された複数の第１格子部（２２ａ）を有する第１格子（２２）と、前記第１格子周期とは異なる第２格子周期（Ｐk+1）で形成された複数の第２格子部（２３ａ）を有し、前記第１格子部間の空間と前記第２格子部間の空間とがつながるように前記第１格子に積層される第２格子（２３）と、を有する、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子（２０）と、前記Ｘ線位相差撮像装置用回折格子に向かってＸ線を照射するＸ線発生部（１０）と、を含むＸ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニット（１）と、
    　前記Ｘ線位相差撮像装置用Ｘ線発生ユニットから照射されるＸ線により、自己像を形成するための位相格子（２）と、
    　前記位相格子を通過したＸ線を検出する検出部（４）と、を備える、Ｘ線位相差撮像装置（１００）。
  8. 　Ｘ線を照射するＸ線発生部（１０）を含むＸ線発生ユニット（１）と、
    　前記Ｘ線発生ユニットから照射されるＸ線により、自己像を形成するための位相格子（２）と、
    　前記位相格子を通過したＸ線を検出する検出部（４）と、
    　第１格子周期（Ｑk）で形成された複数の第１格子部（３２ａ）を有する第１格子（３２）と、前記第１格子周期とは異なる第２格子周期（Ｑk+1）で形成された複数の第２格子部（３３ａ）を有し、前記第１格子部間の空間と前記第２格子部間の空間とがつながるように前記第１格子に積層される第２格子（３３）と、を含み、前記位相格子と前記検出部との間に配置される、Ｘ線位相差撮像装置用回折格子（３）と、を備える、Ｘ線位相差撮像装置（１００）。
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