JPWO2018066198A1

JPWO2018066198A1 - Diffraction grating unit, method of manufacturing grating unit and X-ray phase image photographing apparatus

Info

Publication number: JPWO2018066198A1
Application number: JP2018543742A
Authority: JP
Inventors: 敏徳田; 和田　幸久; 幸久和田; 貴弘土岐; 信和林; 吉牟田　利典; 利典吉牟田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-06-24
Also published as: WO2018066198A1

Abstract

この回折格子ユニット（１０）は、第１方向と第２方向とにより規定されるＸ線透過面（４）を有する平板状の単位回折格子（１）を複数備える。単位回折格子（１）は、隣接する単位回折格子（１）をＸ線透過面（４）と直交する第３方向に部分的に重ねて配置されているとともに、Ｘ線高吸収体（３）同士、またはＸ線低吸収体（２）同士が第３方向に互いに重なる領域を有する。The diffraction grating unit (10) includes a plurality of flat unit diffraction gratings (1) having an X-ray transmission surface (4) defined by the first direction and the second direction. The unit diffraction grating (1) is disposed so as to partially overlap the adjacent unit diffraction grating (1) in the third direction orthogonal to the X-ray transmission surface (4), and the X-ray high absorption body (3) There is a region in which the X-ray low absorbers (2) overlap each other in the third direction.

Description

本発明は、回折格子ユニット、格子ユニットの製造方法およびＸ線位相イメージ撮影装置に関する。 The present invention relates to a diffraction grating unit, a method of manufacturing the grating unit, and an X-ray phase imaging apparatus.

従来、回折格子を備えた回折格子ユニットおよび回折格子を備えたＸ線位相イメージ撮影装置が知られている。このような回折格子を備えた回折格子ユニットおよび回折格子を備えたＸ線位相イメージ撮影装置は、たとえば、国際公開第２０１１／０３３７９８号および特開２０１３−１９８６６１号公報に開示されている。 Conventionally, an X-ray phase image photographing apparatus provided with a diffraction grating unit provided with a diffraction grating and a diffraction grating is known. A diffraction grating unit provided with such a diffraction grating and an X-ray phase image photographing apparatus provided with a diffraction grating are disclosed, for example, in WO 2011/037398 and JP 2013-198661.

上記国際公開第２０１１／０３３７９８号には、回折格子を用いてＸ線の位相変化によってコントラストを得る位相コントラスト法を用いたＸ線位相イメージ撮影装置が開示されている。すなわち、位相格子と、位相格子の後面に設けられた吸収格子との干渉によって形成されるモアレ縞を観察する方法が開示されている。モアレ縞の観察方法として、格子を一定周期間隔に走査して得られた複数のモアレ縞画像から再構成画像を作成する方法（縞走査法）によって、位相イメージ画像を得ている。 The above-mentioned WO 2011/037398 discloses an X-ray phase image photographing apparatus using a phase contrast method of obtaining contrast by phase change of X-rays using a diffraction grating. That is, there is disclosed a method of observing moire fringes formed by interference between a phase grating and an absorption grating provided on the rear surface of the phase grating. As a method of observing the moiré fringes, a phase image is obtained by a method (fringe scanning method) of creating a reconstructed image from a plurality of moiré fringe images obtained by scanning the grating at a constant periodic interval.

上記国際公開第２０１１／０３３７９８号のように、Ｘ線用の回折格子をＸ線診断装置に用いる場合、一度に診断する診断面積の都合上、撮像面積と同程度以上の面積（たとえば、一辺が２０ｃｍ以上の正方形）の回折格子が必要となる。非破壊検査用のＸ線画像観察装置においても、大面積化のニーズが存在しており、大型の回折格子が求められている。しかしながら、シリコン等の半導体ウェハ、樹脂もしくはガラス基板を用いて上記面積の回折格子を製造することは、均一性等の点から困難である。 When a diffraction grating for X-rays is used for an X-ray diagnostic apparatus as in the above-mentioned WO 2011/033798, an area of the same degree or more as the imaging area (for example, one side is A 20 cm or larger square) diffraction grating is required. Also in the X-ray image observation apparatus for nondestructive inspection, there is a need for a large area, and a large diffraction grating is required. However, it is difficult to manufacture a diffraction grating of the above area using a semiconductor wafer of silicon or the like, a resin or a glass substrate from the viewpoint of uniformity and the like.

そこで、従来、撮像面積と同程度以上の面積の回折格子を得る方法として、複数の回折格子を備えた回折格子ユニットを用いる方法が提案されている（特開２０１３−１９８６６１号公報参照）。 Then, the method of using the diffraction grating unit provided with the several diffraction grating is proposed conventionally as a method of obtaining the diffraction grating of the area more than the imaging area (refer Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-198661).

上記特開２０１３−１９８６６１号公報では、回折格子の格子領域の外側に接続しろ領域を設け、接続しろ同士を当接させて回折格子ユニットを作成する方法が記載されている。 In the said Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-198661, the method of providing a connection area | region outside the grating | lattice area | region of a diffraction grating, making the connection margins contact, and producing a diffraction grating unit is described.

国際公開第２０１１／０３３７９８号International Publication No. 2011/303798 特開２０１３−１９８６６１号公報JP, 2013-198661, A

しかしながら、上記特開２０１３−１９８６６１号公報のように、回折格子の接続しろ同士を当接させて回折格子ユニットを作成する場合、各回折格子の当接部分において、接続しろの分だけ互いの格子が離れることにより、回折格子ユニット全体での格子ピッチが不均等になるため、取得するＸ線画像にアーチファクトが発生するという問題点がある。アーチファクトが発生すると、Ｘ線画像診断や、非破壊検査の妨げとなる。なお、本明細書において、「アーチファクト」とは、回折格子の接続部分において、格子ピッチが不均等になることにより画像に発生する縞模様のことである。 However, as in the case of the above-mentioned JP-A 2013-198661, when making connection gratings of the diffraction grating abut each other to form a diffraction grating unit, the gratings of each other are connected by the connection margin at the contact portion of each diffraction grating. Since the grating pitches in the entire diffraction grating unit become uneven due to the separation of x, there is a problem that an artifact occurs in the acquired X-ray image. The occurrence of artifacts interferes with x-ray diagnostic imaging and nondestructive testing. In the present specification, the term "artifact" refers to a stripe pattern generated in an image due to uneven grating pitch at the connection portion of the diffraction grating.

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、大面積化を図りつつ、Ｘ線画像に発生するアーチファクトを抑制することが可能な、回折格子ユニット、回折格子ユニットの製造方法および、Ｘ線位相イメージ撮影装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the problems as described above, and one object of the present invention is to be able to suppress an artifact generated in an X-ray image while achieving an increase in area. A diffraction grating unit, a method of manufacturing the diffraction grating unit, and an X-ray phase image photographing apparatus.

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における回折格子ユニットは、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが交互に並ぶ第１方向と、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが平行に延びる第２方向とにより規定されるＸ線透過面を有する平板状の単位回折格子を複数備え、単位回折格子は、隣接する単位回折格子をＸ線透過面と直交する第３方向に部分的に重ねて配置されているとともに、単位回折格子と、第３方向に部分的に重ねて配置された単位回折格子とがＸ線高吸収体同士、またはＸ線低吸収体同士が第３方向に互いに重なる領域を有するように構成されている。なお、本明細書において、「Ｘ線高吸収体」とは、Ｘ線の吸収率が高い物体であり、たとえば、金や鉛などの重元素を含む。また、「Ｘ線低吸収体」とは、Ｘ線の吸収率が低い物体または空間であり、たとえば、シリコンや樹脂などの軽元素を含み、単にスリット（空間、隙間）で構成されていてもよい。 In order to achieve the above object, the diffraction grating unit in the first aspect of the present invention comprises a first direction in which an X-ray high absorption body and an X-ray low absorption body are alternately arranged, an X-ray high absorption body and an X-ray A plurality of flat unit diffraction gratings having an X-ray transmission plane defined by a low absorber and a second direction extending in parallel with each other, the unit diffraction gratings making adjacent unit diffraction gratings orthogonal to the X-ray transmission plane X-ray high-absorbers, or X-ray low-absorbers, which are disposed so as to partially overlap in the third direction, and unit diffraction gratings and unit diffraction gratings disposed so as to partially overlap in the third direction It is comprised so that it may have a field which mutually overlaps in the 3rd direction. In the present specification, the “X-ray high absorber” is an object having a high X-ray absorptivity, and includes, for example, heavy elements such as gold and lead. The "X-ray low absorber" is an object or space with low X-ray absorptivity, for example, containing light elements such as silicon and resin, and may be constituted simply by slits (spaces, gaps) Good.

この発明の第１の局面による回折格子ユニットでは、上記のように、単位回折格子を、Ｘ線透過面と直交する第３方向に部分的に重ねて配置するとともに、単位回折格子のＸ線高吸収体同士、またはＸ線低吸収体同士が第３方向に互いに重なる領域を有するように構成する。これにより、隣接する単位回折格子の格子同士を部分的に重ねて格子配列を連続させることができるので、回折格子ユニット全体におけるＸ線高吸収体とＸ線低吸収体との配列による格子ピッチを略均一化することができる。したがって、回折格子ユニットを、大面積を有する回折格子とみなすことができる。その結果、複数の単位回折格子を備えた回折格子ユニットを用いて大面積化を図りつつ、Ｘ線画像にアーチファクトが発生することを抑制することができる。 In the diffraction grating unit according to the first aspect of the present invention, as described above, the unit diffraction grating is disposed so as to partially overlap in the third direction orthogonal to the X-ray transmission surface, and the X-ray height of the unit diffraction grating is increased. The absorbers or the X-ray low absorbers are configured to have regions overlapping each other in the third direction. Thereby, the gratings of the adjacent unit diffraction gratings can be partially overlapped to make the grating arrangement continuous, so that the grating pitch by the arrangement of the X-ray high absorber and the X-ray low absorber in the entire diffraction grating unit can be obtained. It can be made substantially uniform. Therefore, the diffraction grating unit can be regarded as a diffraction grating having a large area. As a result, it is possible to suppress the occurrence of an artifact in an X-ray image while achieving an increase in area by using a diffraction grating unit provided with a plurality of unit diffraction gratings.

上記第１の局面による回折格子ユニットは、好ましくは、第３方向から見て、互いに重ねて配置された複数の単位回折格子の格子ピッチが全体として略一定の状態を保つように、単位回折格子同士が重ねて配置されている。このように構成すれば、第３方向から見た回折格子ユニットの格子ピッチを略均等にすることができるので、格子ピッチが一定でない部分を含む場合に発生するアーチファクトを抑制することができる。その結果、Ｘ線画像に発生するアーチファクトを、より一層抑制することができる。 The diffraction grating unit according to the first aspect is preferably a unit diffraction grating such that the grating pitches of the plurality of unit diffraction gratings disposed one on top of the other stay substantially constant as viewed from the third direction. They are arranged overlapping each other. According to this structure, since the grating pitch of the diffraction grating unit viewed from the third direction can be made substantially even, it is possible to suppress an artifact that occurs when the grating pitch includes a portion that is not constant. As a result, the artifact generated in the X-ray image can be further suppressed.

上記第１の局面による回折格子ユニットは、好ましくは、単位回折格子の第１方向の端部にＸ線高吸収体が配置され、単位回折格子同士の重なり部において、端部のＸ線高吸収体同士が第３方向に互いに重なり合うように配置されている。このように構成すれば、Ｘ線高吸収体はＸ線を吸収するために設けられているので、重なり部においてＸ線高吸収体の厚みが増加することとなり、Ｘ線をより吸収する方向に寄与し、Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙが向上する。 In the diffraction grating unit according to the first aspect, preferably, the X-ray high absorption body is disposed at the end of the unit diffraction grating in the first direction, and the X-ray high absorption at the end in the overlapping portion of the unit diffraction gratings. The bodies are arranged to overlap each other in the third direction. According to this structure, since the X-ray high absorption body is provided to absorb X-rays, the thickness of the X-ray high absorption body at the overlapping portion is increased, and the X-ray high absorption body is further absorbed. Contribute and improve Visibility.

上記第１の局面による回折格子ユニットは、好ましくは、隣接する単位回折格子同士が、第３方向に互いに接触した状態で積層されている。このように構成すれば、隣接する単位回折格子同士を隙間なく積層することができる。その結果、隣接する単位回折格子同士を離して配置する場合と比較して、Ｘ線画像に発生するアーチファクトの発生をより一層抑制することができる。 In the diffraction grating unit according to the first aspect, preferably, adjacent unit diffraction gratings are stacked in contact with each other in the third direction. According to this structure, adjacent unit diffraction gratings can be stacked without a gap. As a result, compared to the case where adjacent unit diffraction gratings are arranged apart from each other, the occurrence of an artifact generated in an X-ray image can be further suppressed.

上記第１の局面による回折格子ユニットは、好ましくは、複数の単位回折格子が、平板状の基板の一方表面および他方表面にそれぞれ配置されている。このように構成すれば、１枚の基板に複数の単位回折格子を接合することによって回折格子ユニットを構成することができる。その結果、単位回折格子同士を直接接合させる場合と比較して、単位回折格子と、基板との接合面積が大きくなるため、単位回折格子の接合が容易になるとともに、回折格子ユニットの機械的強度を向上させることができる。 In the diffraction grating unit according to the first aspect, preferably, a plurality of unit diffraction gratings are respectively disposed on one surface and the other surface of a flat substrate. According to this structure, the diffraction grating unit can be formed by bonding a plurality of unit diffraction gratings to one substrate. As a result, since the bonding area between the unit diffraction grating and the substrate is larger than when the unit diffraction gratings are directly bonded to each other, bonding of the unit diffraction gratings becomes easy and the mechanical strength of the diffraction grating unit Can be improved.

上記第１の局面による回折格子ユニットは、好ましくは、単位回折格子は、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが交互に並ぶ格子領域の少なくとも第１方向の外側に設けられた接続部を有しており、接続部は、Ｘ線低吸収体から構成されているとともに、接続部は、第３方向に重ねて配置されている。このように構成すれば、単位回折格子の接続部同士をＸ線透過面と直交する第３方向に重ねて配置することによって、単位回折格子の端部のＸ線高吸収体同士、またはＸ線低吸収体同士をＸ線透過面と直交する第３方向に重ねて配置することができる。これにより、格子領域の外側に接続部を有している場合でも、Ｘ線低吸収体同士またはＸ線高吸収体同士が重なった回折格子ユニットを得ることができる。 Preferably, in the diffraction grating unit according to the first aspect, the unit diffraction grating is a connecting portion provided at least in the first direction outside of the grating region in which the X-ray high absorption body and the X-ray low absorption body are alternately arranged. The connection portion is composed of the X-ray low absorption body, and the connection portion is disposed so as to overlap in the third direction. According to this structure, the connection portions of the unit diffraction gratings are arranged so as to overlap in the third direction orthogonal to the X-ray transmission surface, whereby the X-ray absorbers at the end portions of the unit diffraction gratings The low absorbers can be arranged to overlap in the third direction orthogonal to the X-ray transmission surface. Thereby, even when the connection portion is provided outside the grating region, it is possible to obtain a diffraction grating unit in which the X-ray low absorption bodies or the X-ray high absorption bodies overlap.

この発明の第２の局面における回折格子ユニットの製造方法は、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが交互に並ぶ第１方向と、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが平行に延びる第２方向とにより規定されるＸ線透過面を有する平板状の単位回折格子を複数備えた格子ユニットの製造方法であって、互いに隣接する単位回折格子同士を、Ｘ線透過面と直交する第３方向に相互にずらして保持する工程と、第３方向に相互にずらして保持された単位回折格子のＸ線高吸収体同士、またはＸ線低吸収体同士が互いに重なる領域を有するように、第１方向の位置を合わせる工程と、第１方向の位置を合わせた単位回折格子同士を固定する工程とを備える。 According to a method of manufacturing a diffraction grating unit in a second aspect of the present invention, a first direction in which an X-ray high absorption body and an X-ray low absorption body are alternately arranged, an X-ray high absorption body and an X-ray low absorption body A method of manufacturing a grating unit including a plurality of flat unit diffraction gratings having X-ray transmission surfaces defined by a second direction extending in parallel, the unit diffraction gratings adjacent to each other being X-ray transmission surfaces Holding mutually offset in the orthogonal third direction and having regions where the X-ray high absorption members of the unit diffraction gratings or the X-ray low absorption members overlap each other and held in the third direction are mutually offset Thus, the method includes the steps of aligning the position in the first direction and fixing the unit diffraction gratings aligned in the first direction.

この発明の第２の局面における回折格子ユニットの製造方法では、上記のように、互いに隣接する単位回折格子同士をＸ線透過面と直交する第３方向にずらして保持する工程と、単位回折格子のＸ線高吸収体またはＸ線低吸収体同士が重なる領域を有するように第１方向の位置を合わせる工程と、第１方向の位置を合わせた単位回折格子同士を固定する工程とを備える。これらの工程により、隣接する単位回折格子の格子同士を部分的に重ねて格子配列を連続させることができるので、回折格子ユニット全体における、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体との配列による格子ピッチを均一化することができる。その結果、回折格子ユニットを、単一の回折格子とみなすことができるので、大面積化を図りつつ、Ｘ線画像に発生するアーチファクトを抑制できる回折格子ユニットを製造することが可能となる。 In the method of manufacturing a diffraction grating unit according to the second aspect of the present invention, as described above, a step of holding unit diffraction gratings adjacent to each other in a third direction orthogonal to the X-ray transmission plane and holding them; And a step of fixing the unit diffraction gratings whose positions in the first direction are aligned so as to have a region in which the X-ray high absorbers or the X-ray low absorbers overlap with each other. According to these steps, the gratings of adjacent unit diffraction gratings can be partially overlapped to make the grating arrangement continuous, so that the arrangement of the X-ray high absorber and the X-ray low absorber in the entire diffraction grating unit The grid pitch can be made uniform. As a result, since the diffraction grating unit can be regarded as a single diffraction grating, it is possible to manufacture a diffraction grating unit capable of suppressing an artifact generated in an X-ray image while achieving an increase in area.

この場合、好ましくは、単位回折格子と第３方向に相互にずらして保持された単位回折格子との第１方向の位置を合わせる工程は、単位回折格子に所定波長の電磁波を照射することによって得られる透過像もしくは回折像に基づいて、各単位回折格子の相互位置を合わせる工程を含む。これにより、微細構造の単位回折格子を直接見て位置合わせを行うのではなく、投影面に投影された透過像もしくは回折像に基づいてピッチを拡大させて位置合わせを行うことができる。その結果、単位回折格子同士の位置合わせが容易になる。 In this case, preferably, the step of aligning the positions of the unit diffraction grating and the unit diffraction grating held mutually offset in the third direction with each other in the first direction is obtained by irradiating the unit diffraction grating with an electromagnetic wave of a predetermined wavelength. And aligning the unit diffraction gratings with each other on the basis of the transmitted image or diffraction image. Thus, the alignment can be performed by expanding the pitch based on the transmission image or the diffraction image projected on the projection plane, instead of directly looking at the unit diffraction grating of the fine structure and performing the alignment. As a result, alignment of unit diffraction gratings becomes easy.

この発明の第３の局面におけるＸ線位相イメージ撮影装置は、Ｘ線源と、Ｘ線の照射方向と直交する方向に複数のスリットが配列されて構成された複数の格子ユニットと、検出器とを備え、格子ユニットが、上記第１の局面に記載のいずれか１つの構造を有するように構成されている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an X-ray phase imaging apparatus comprising: an X-ray source; a plurality of grating units each having a plurality of slits arranged in a direction orthogonal to the X-ray irradiation direction; And the grid unit is configured to have any one of the structures described in the first aspect above.

この発明の第３の局面によるＸ線位相イメージ撮影装置では、上記のように、Ｘ線源と、上記第１の局面に記載のいずれか１つの格子ユニットと、検出器とを備えるように構成されている。これにより、複数の単位回折格子が、Ｘ線高吸収体同士またはＸ線低吸収体同士がＸ線の照射方向に重なるように配置されて構成されている回折格子ユニットによってＸ線画像を撮像することができる。その結果、大面積化を図りつつ、アーチファクトの発生が抑制されたＸ線画像を撮像することができる。 In the X-ray phase image imaging apparatus according to the third aspect of the present invention, as described above, the X-ray phase imaging apparatus is configured to include the X-ray source, any one grating unit according to the first aspect, and a detector. It is done. Thereby, the X-ray image is taken by the diffraction grating unit in which the plurality of unit diffraction gratings are arranged such that the X-ray high absorption bodies or the X-ray low absorption bodies overlap in the irradiation direction of X-rays. be able to. As a result, it is possible to capture an X-ray image in which occurrence of an artifact is suppressed while achieving a large area.

本発明によれば、上記のように、大面積化を図りつつ、Ｘ線画像に発生するアーチファクトを抑制することが可能な、回折格子ユニット、回折格子ユニットの製造方法および、Ｘ線位相イメージ撮影装置を提供することができる。 According to the present invention, as described above, a diffraction grating unit capable of suppressing an artifact generated in an X-ray image while achieving a large area, a manufacturing method of the diffraction grating unit, and X-ray phase image photographing An apparatus can be provided.

本発明の第１実施形態のＸ線位相イメージ装置の全体構造を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the whole structure of the X-ray phase image apparatus of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の回折格子ユニットを構成する単位回折格子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the unit diffraction grating which comprises the diffraction grating unit of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の回折格子ユニットの全体を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view showing the whole of a diffraction grating unit of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態の回折格子ユニットの図３の２００−２００線に沿った回折格子ユニットの平面図である。It is a top view of the diffraction grating unit along 200-200 line of FIG. 3 of the diffraction grating unit of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の回折格子ユニットの位置合わせを行う装置の構成図である。It is a block diagram of the apparatus which aligns the diffraction grating unit of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の回折格子ユニットの位置がずれている状態を表すイメージ図（Ａ）と位置があっている状態を表すイメージ図（Ｂ）である。It is an image (A) showing the state which the position of the diffraction grating unit of 1st Embodiment of this invention has shifted, and an image (B) showing the state which has a position. 本発明の第２実施形態の回折格子ユニットの平面図である。It is a top view of the diffraction grating unit of a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第３実施形態の回折格子ユニットの平面図である。It is a top view of the diffraction grating unit of a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第４実施形態の回折格子ユニットの平面図である。It is a top view of the diffraction grating unit of a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第５実施形態の回折格子ユニットの平面図である。It is a top view of the diffraction grating unit of a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態の第１変形例の回折格子ユニットの斜視図である。It is a perspective view of the diffraction grating unit of the 1st modification of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態の第２変形例の回折格子ユニットの斜視図である。It is a perspective view of the diffraction grating unit of the 2nd modification of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第５実施形態の第１変形例の回析格子ユニットの斜視図である。It is a perspective view of the diffraction grating unit of the 1st modification of 5th Embodiment of this invention.

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, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

［第１実施形態］
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態によるＸ線位相イメージ装置１００の構成、回折格子ユニット１０の構成および回折格子ユニット１０の製造方法について説明する。First Embodiment
The configuration of the X-ray phase image apparatus 100, the configuration of the diffraction grating unit 10, and the method of manufacturing the diffraction grating unit 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

（Ｘ線位相イメージ装置の構成）
まず、図１を参照して、第１実施形態によるＸ線位相イメージ装置１００の構成について説明する。(Configuration of X-ray phase imaging device)
First, the configuration of an X-ray phase image apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図１に示すように、Ｘ線位相イメージ装置１００は、Ｘ線源１０１と、マルチスリット１０２と、位相格子１０３と、被写体１０４と、回折格子ユニット１０と、検出器１０５とを備えている。なお、本明細書において、Ｘ線源１０１からマルチスリット１０２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、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向はそれぞれ、請求の範囲の「第１方向」、「第２方向」および「第３方向」の一例である。 As shown in FIG. 1, the X-ray phase image apparatus 100 includes an X-ray source 101, a multi-slit 102, a phase grating 103, an object 104, a diffraction grating unit 10, and a detector 105. In the present specification, the direction from the X-ray source 101 toward the multi-slit 102 is taken as the Z2 direction, and the opposite direction is taken as the Z1 direction. Further, the horizontal direction in the plane orthogonal to the Z direction is taken as the X direction, the direction toward the back of the paper is taken as the X2 direction, and the direction toward the front of the paper is taken as the X1 direction. Further, the vertical direction in the plane orthogonal to the Z direction is taken as the Y direction, the upper direction as the Y1 direction, and the lower direction as the Y2 direction. The X direction, the Y direction, and the Z direction are examples of the “first direction”, the “second direction”, and the “third direction” in the claims, respectively.

Ｘ線源１０１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線を照射するように構成されている。 The X-ray source 101 is configured to generate X-rays and to emit the generated X-rays by applying a high voltage.

マルチスリット１０２はＹ方向に所定の周期（ピッチ）で配列される複数のスリット１０２ａおよびＸ線吸収部１０２ｂを有している。各スリット１０２ａおよびＸ線吸収部１０２ｂはＸ方向に延びるように構成されている。 The multi-slit 102 has a plurality of slits 102 a and an X-ray absorbing portion 102 b which are arranged at a predetermined cycle (pitch) in the Y direction. Each slit 102 a and the X-ray absorbing portion 102 b are configured to extend in the X direction.

マルチスリット１０２は、Ｘ線源１０１と位相格子１０３との間に設置されており、Ｘ線源１０１からＸ線が照射される。マルチスリット１０２は、各スリット１０２ａを通過したＸ線を、各スリット１０２ａの位置に対応する線光源とするように構成されている。これにより、マルチスリット１０２は、Ｘ線源１０１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。 The multi-slit 102 is disposed between the X-ray source 101 and the phase grating 103, and the X-ray source 101 emits X-rays. The multi-slit 102 is configured to make the X-ray that has passed through each slit 102 a a linear light source corresponding to the position of each slit 102 a. Thereby, the multi-slit 102 can increase the coherence of the X-ray irradiated from the X-ray source 101.

位相格子１０３は、Ｙ方向に所定の周期（ピッチ）で配列される複数のスリット１０３ａおよび、Ｘ線位相変化部１０３ｂを有している。各スリット１０３ａおよびＸ線位相変化部１０３ｂはそれぞれ、Ｘ方向に延びるように形成されている。 The phase grating 103 has a plurality of slits 103a arranged in a predetermined cycle (pitch) in the Y direction, and an X-ray phase change portion 103b. Each slit 103a and the X-ray phase change portion 103b are formed to extend in the X direction.

位相格子１０３は、マルチスリット１０２と、回折格子ユニット１０との間に設置されており、マルチスリット１０２を通過したＸ線が照射される。位相格子１０３は、タルボ効果により、自己像を形成するために設けられている。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。自己像は、Ｘ線の干渉によって生じる干渉縞である。 The phase grating 103 is disposed between the multi-slit 102 and the diffraction grating unit 10, and the X-rays passing through the multi-slit 102 are irradiated. The phase grating 103 is provided to form a self-image by the Talbot effect. When the coherent X-rays pass through the slit-formed grid, an image (self-image) of the grid is formed at a predetermined distance (talbot distance) from the grid. This is called Talbot effect. The self-image is an interference pattern generated by the interference of X-rays.

回折格子ユニット１０は、Ｙ方向に所定の周期（ピッチ）で配列される複数のＸ線低吸収体２およびＸ線高吸収体３とを有する複数の単位回折格子１を備えている。 The diffraction grating unit 10 includes a plurality of unit diffraction gratings 1 having a plurality of X-ray low absorption bodies 2 and an X-ray high absorption body 3 arranged in a Y-direction at a predetermined period (pitch).

回折格子ユニット１０は、位相格子１０３と検出器１０５との間に配置されており、位相格子１０３を通過したＸ線が照射される。また、回折格子ユニット１０は、位相格子１０３からタルボ距離離れた位置に配置される。回折格子ユニット１０は、位相格子１０３の自己像と干渉して、モアレ縞（図示せず）を形成する。 The diffraction grating unit 10 is disposed between the phase grating 103 and the detector 105, and is irradiated with X-rays that have passed through the phase grating 103. The diffraction grating unit 10 is disposed at a position separated from the phase grating 103 by a Talbot distance. The diffraction grating unit 10 interferes with the self-image of the phase grating 103 to form moire fringes (not shown).

検出器１０５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１０５は、たとえば、ＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ）である。検出器１０５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方向に並んで配置されている。 The detector 105 is configured to detect X-rays, convert the detected X-rays into an electrical signal, and read the converted electrical signal as an image signal. The detector 105 is, for example, an FPD (Flat Panel Detector). The detector 105 is composed of 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 side by side in the X direction and the Y direction at a predetermined cycle (pixel pitch).

検出器１０５の検出信号から、モアレ縞を写したモアレ画像が得られる。Ｘ線位相イメージ装置１００は、回折格子ユニット１０をＹ方向に一定周期間隔で走査して得られた複数のモアレ画像から、各画像の位相差に基づく再構成画像（Ｘ線位相イメージ）を生成するように構成されている。 From the detection signal of the detector 105, a moiré image obtained by copying moiré fringes is obtained. The X-ray phase image apparatus 100 generates a reconstructed image (X-ray phase image) based on the phase difference of each image from a plurality of moiré images obtained by scanning the diffraction grating unit 10 in the Y direction at regular intervals. It is configured to

（回折格子ユニットの構成）
次に、回折格子ユニット１０の構成について詳細に説明する。回折格子ユニット１０は、たとえば、Ｘ線リソグラフィやＤｅｅｐ−ＲＩＥなどの手法によって、シリコンや樹脂などのＸ線低吸収基板に深溝を形成し、その後、形成された深溝に金などのＸ線高吸収体３の充填めっきを行うことによって作製される単位回折格子１を複数備えた構成となっている。単位回折格子の例として、たとえば、図２に示す単位回折格子１がある。図２に示す単位回折格子１は、一辺が長さＡ（たとえば、５ｃｍ）の正方形であり、厚さがＨ（たとえば、２００μｍ）の回折格子である。単位回折格子１は、金などの重金属により構成される幅Ｌ（たとえば、２．５μｍ）のＸ線高吸収体３と、シリコンや樹脂などから構成される幅Ｓ（たとえば、２．５μｍ）のＸ線低吸収体２とを有している。Ｘ線低吸収体２は、シリコンや樹脂などに深溝が掘られた櫛形となっている。また、Ｘ線高吸収体３は、Ｚ方向に長辺を有する矩形状となっている。単位回折格子１は、Ｘ線高吸収体３と、Ｘ線低吸収体２とが、Ｘ方向に交互に並ぶように構成されている。幅Ｌと幅Ｓとの比率は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、単位回折格子１の格子ピッチＰは、Ｘ線高吸収体３の幅ＬとＸ線低吸収体２の幅Ｓとを合わせた長さ（たとえば５．０μｍ）となっている。また、単位回折格子１の別の例としては、図３に示すように、Ｙ方向に長手の矩形状の単位回折格子１ａ〜１ｄであってもよい。(Configuration of diffraction grating unit)
Next, the configuration of the diffraction grating unit 10 will be described in detail. Diffraction grating unit 10 forms a deep groove in an X-ray low absorption substrate such as silicon or resin by a method such as X-ray lithography or Deep-RIE, for example, and then X-ray high absorption such as gold in the formed deep groove. A plurality of unit diffraction gratings 1 manufactured by performing the filling plating of the body 3 is provided. An example of the unit diffraction grating is, for example, a unit diffraction grating 1 shown in FIG. The unit diffraction grating 1 shown in FIG. 2 is a diffraction grating whose one side is a square of length A (for example, 5 cm) and whose thickness is H (for example, 200 μm). The unit diffraction grating 1 has an X-ray high-absorber 3 of width L (for example, 2.5 .mu.m) composed of heavy metals such as gold and a width S (for example 2.5 .mu.m) composed of silicon or resin. And an X-ray low absorption body 2. The X-ray low absorption body 2 has a comb shape in which a deep groove is dug in silicon or resin. Moreover, the X-ray high absorption body 3 has a rectangular shape having a long side in the Z direction. The unit diffraction grating 1 is configured such that the X-ray high absorption body 3 and the X-ray low absorption body 2 are alternately arranged in the X direction. The ratio between the width L and the width S may be the same or different. The grating pitch P of the unit diffraction grating 1 is a length (for example, 5.0 μm) which is the sum of the width L of the X-ray high absorption body 3 and the width S of the X-ray low absorption body 2. In addition, as another example of the unit diffraction grating 1, as shown in FIG. 3, rectangular unit diffraction gratings 1a to 1d may be long in the Y direction.

図３に示すように、回折格子ユニット１０は、Ｘ線高吸収体３とＸ線低吸収体２とが交互に並ぶＸ方向と、Ｘ線高吸収体３とＸ線低吸収体２とが並行に延びるＹ方向とによって規定されるＸ線透過面４ａ〜４ｄを有する平板状の単位回折格子１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄを備える。単位回折格子１ａ〜１ｄは、隣接する単位回折格子をＸ線透過面と直交するＺ方向にそれぞれ部分的に重ねて配置されている。Ｚ方向に部分的に重ねて配置された単位回折格子１ａ〜１ｄそれぞれが、Ｘ線高吸収体３同士、またはＸ線低吸収体２同士がＺ方向に互いに重なる重なり部１１ａ〜１１ｃを有するように構成されている。第１実施形態では、Ｘ線低吸収体２同士が互いに重なる構成の例を示す。 As shown in FIG. 3, in the diffraction grating unit 10, X-ray high absorption body 3 and X-ray low absorption body 2 are alternately arranged in the X direction, X-ray high absorption body 3 and X-ray low absorption body 2 The flat plate-like unit diffraction gratings 1a, 1b, 1c and 1d are provided with X-ray transmission surfaces 4a to 4d defined by the Y direction extending in parallel. The unit diffraction gratings 1a to 1d are disposed so as to partially overlap adjacent unit diffraction gratings in the Z direction orthogonal to the X-ray transmission surface. Each of the unit diffraction gratings 1a to 1d arranged partially overlapping in the Z direction has overlapping portions 11a to 11c in which the X-ray high absorption bodies 3 or the X-ray low absorption bodies 2 overlap in the Z direction. Is configured. In the first embodiment, an example of a configuration in which the X-ray low absorption bodies 2 overlap with each other is shown.

具体的には、図４に示す回折格子ユニット１０では、重なり部１１ａにおいて、単位回折格子１ａの端部のＸ線低吸収体２と、単位回折格子１ｂの端部のＸ線低吸収体２とが重なるように配置されている。単位回折格子１ｂと単位回折格子１ｃとの重なり部１１ｂおよび、単位回折格子１ｃと単位回折格子１ｄとの重なり部１１ｃにおいても同様に、単位回折格子の端部のＸ線低吸収体２同士がＺ方向に重なるように配置されている。なお、「Ｚ方向に重なる」とは、単位回折格子１ａのＸ線透過面４ａのＺ１側と単位回折格子１ｂのＸ線透過面４ｂのＺ２側とが、重なり部１１ａで重なることをいう。 Specifically, in the diffraction grating unit 10 shown in FIG. 4, the X-ray low absorber 2 at the end of the unit diffraction grating 1a and the X-ray low absorber 2 at the end of the unit diffraction grating 1b in the overlapping portion 11a. And are arranged so as to overlap. Similarly, in the overlapping portion 11b of the unit diffraction grating 1b and the unit diffraction grating 1c and the overlapping portion 11c of the unit diffraction grating 1c and the unit diffraction grating 1d, the X-ray low absorption bodies 2 of the end portions of the unit diffraction grating It is arranged to overlap in the Z direction. Here, “overlap in the Z direction” means that the Z1 side of the X-ray transmission surface 4a of the unit diffraction grating 1a and the Z2 side of the X-ray transmission surface 4b of the unit diffraction grating 1b overlap at the overlapping portion 11a.

互いに重なり合うＸ線低吸収体２同士は、Ｘ方向位置が完全に一致するように重なってもよいし、互いにずれて（たとえば、Ｓ／２程度）いてもよい。図４に示す第１実施形態では、Ｚ方向から見て互いに重ねて配置された単位回折格子１ａ〜１ｄの格子ピッチＰが全体として略一定の状態を保つように単位回折格子１ａ〜１ｄ同士が重ねて配置されている。つまり、重なり合うＸ線低吸収体２同士のＸ方向位置が完全に一致している。 The X-ray low absorption bodies 2 overlapping with each other may overlap so that the position in the X direction completely matches, or may be offset from each other (for example, about S / 2). In the first embodiment shown in FIG. 4, the unit diffraction gratings 1 a to 1 d are arranged such that the grating pitch P of the unit diffraction gratings 1 a to 1 d arranged so as to overlap one another as viewed from the Z direction is approximately constant as a whole. It is arranged in piles. That is, the X-direction positions of the overlapping X-ray low absorption bodies 2 completely coincide with each other.

また、第１実施形態では、隣接する単位回折格子１ａ〜１ｄが、Ｚ方向に互いに接触した状態で積層されている。つまり、重なり部１１ａ〜１１ｃにおいて、Ｘ線透過面４ａ〜４ｄが互いに接触している。 Further, in the first embodiment, the adjacent unit diffraction gratings 1a to 1d are stacked in contact with each other in the Z direction. That is, the X-ray transmission surfaces 4a to 4d are in contact with each other in the overlapping portions 11a to 11c.

また、第１実施形態では、隣接する単位回折格子１ａ〜１ｄが、重なり部１１ａ〜１１ｃにおいて、互いに接合されている。これにより、各単位回折格子１同士が相互に固定された回折格子ユニット１０が構成されている。単位回折格子１同士の接合は、たとえば、真空接合、オプティカルコンタクト、陽極酸化接合、接着などの方法のうちのいずれか１つを用いることができる。 In the first embodiment, the adjacent unit diffraction gratings 1a to 1d are joined to each other in the overlapping portions 11a to 11c. Thus, the diffraction grating unit 10 in which the unit diffraction gratings 1 are fixed to each other is configured. The bonding between the unit diffraction gratings 1 can be performed using, for example, any one of methods such as vacuum bonding, optical contact, anodic oxidation bonding, and adhesion.

（第１実施形態の構造の効果）
第１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 the structure of the first embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.

第１実施形態では、上記のように、回折格子ユニット１０に、単位回折格子１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄを設け、単位回折格子１ａ〜１ｄを、隣接する単位回折格子をＸ線透過面と直交するＺ方向にそれぞれ部分的に重ねて配置し、Ｚ方向に部分的に重ねて配置された単位回折格子１ａ〜１ｄそれぞれを、Ｘ線高吸収体３同士、またはＸ線低吸収体２同士がＺ方向に互いに重なる重なり部１１ａ〜１１ｃを有するように構成する。これにより、隣接する単位回折格子１ａ〜１ｄの格子同士を部分的に重ねて格子配列を連続させることができるので、回折格子ユニット１０全体における、Ｘ線高吸収体３とＸ線低吸収体２との配列による格子ピッチを略均一化することができる。したがって、回折格子ユニット１０を一つの回折格子であるとみなすことができる。その結果、大面積化を図りつつ、連続した格子を有するＸ線画像に発生するアーチファクトを抑制することができる。 In the first embodiment, as described above, the unit diffraction gratings 1a, 1b, 1c and 1d are provided in the diffraction grating unit 10, and the unit diffraction gratings 1a to 1d are orthogonal to the adjacent unit diffraction gratings with the X-ray transmission surface. Of the unit diffraction gratings 1a to 1d, which are disposed so as to partially overlap each other in the Z direction to be overlapped and partially overlap each other in the Z direction, respectively. It comprises so that it may have overlapping parts 11a-11c which mutually overlap in a Z direction. Thereby, the gratings of the adjacent unit diffraction gratings 1a to 1d can be partially overlapped to make the grating arrangement continuous, so that the X-ray high absorption body 3 and the X-ray low absorption body 2 in the entire diffraction grating unit 10 The grid pitch can be made substantially uniform by the arrangement of. Therefore, the diffraction grating unit 10 can be regarded as one diffraction grating. As a result, it is possible to suppress an artifact generated in an X-ray image having a continuous grid while achieving an increase in area.

また、第１実施形態では、上記のように、Ｚ方向から見て互いに重ねて配置された単位回折格子１ａ〜１ｄの格子ピッチＰが全体として略一定の状態を保つように、単位回折格子１ａ〜１ｄ同士を重ねて配置する。これにより、回折格子ユニット１０の全体で、格子ピッチＰが均等となる。その結果、Ｘ線画像に発生するアーチファクトをより一層抑制することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the unit diffraction grating 1a is arranged such that the grating pitch P of the unit diffraction gratings 1a to 1d arranged so as to overlap with each other as viewed from the Z direction maintains a substantially constant state as a whole. Place 1d on top of each other. Thereby, the grating pitch P becomes uniform in the whole of the diffraction grating unit 10. As a result, it is possible to further suppress the artifact generated in the X-ray image.

また、第１実施形態では、上記のように、隣接する単位回折格子１ａ〜１ｄが、Ｚ方向に互いに接触した状態で積層されている。これにより、隣接する単位回折格子１同士の隙間をなくすことができる。その結果、隣接する単位回折格子１同士を離して積層する場合と比べて、Ｘ線画像に発生するアーチファクトをさらに抑制することができる。 In the first embodiment, as described above, the adjacent unit diffraction gratings 1a to 1d are stacked in contact with each other in the Z direction. Thereby, the gap between the adjacent unit diffraction gratings 1 can be eliminated. As a result, compared to the case where adjacent unit diffraction gratings 1 are separated and stacked, an artifact generated in an X-ray image can be further suppressed.

（回折格子ユニットの製造方法）
次に、回折格子ユニット１０の製造方法について説明する。(Method of manufacturing diffraction grating unit)
Next, a method of manufacturing the diffraction grating unit 10 will be described.

（Ｘ線透過面をＺ方向にずらす工程）
まず、図４に示すように、単位回折格子１ｂを単位回折格子１ａに対してＺ１方向にずらして保持する。単位回折格子１ｃおよび１ｄに対しても同様に位置合わせを行い保持する。(Step of shifting the X-ray transmission surface in the Z direction)
First, as shown in FIG. 4, the unit diffraction grating 1b is shifted from the unit diffraction grating 1a in the Z1 direction and held. The alignment is similarly performed for the unit diffraction gratings 1c and 1d and held.

（単位回折格子のＸ方向の位置を合わせる工程）
次に、第１実施形態では、単位回折格子１ａと１ｂとの格子ピッチＰが連続するように、Ｘ方向の位置合わせを行う。具体的には、図５に示すＸ線位相イメージ装置１１０を用いてＸ方向の位置合わせを行う。すなわち、Ｘ線源１０１から回折格子ユニット１０に対してＸ線を照射し、検出器１０５に現れる回折像に基づき、Ｘ方向の位置を合わせる。単位回折格子１ａと１ｂとのＸ方向の位置がずれている場合、図６（Ａ）の領域１２に示すように、回折格子ユニット１０の回折像１０ａのピッチが一致しない部分がある。そこで、図６（Ｂ）に示す回折像１０ｂのように、回折格子ユニット１０のピッチが一定となるように単位回折格子１ａと１ｂとのＸ方向の位置合わせを行う。単位回折格子１ｃおよび１ｄに対しても同様にＸ方向の位置合わせを行う。(Step of aligning the position of the unit diffraction grating in the X direction)
Next, in the first embodiment, alignment in the X direction is performed so that the grating pitch P of the unit diffraction gratings 1a and 1b is continuous. Specifically, alignment in the X direction is performed using an X-ray phase image device 110 shown in FIG. That is, X-rays are emitted from the X-ray source 101 to the diffraction grating unit 10, and the position in the X direction is adjusted based on the diffraction image appearing on the detector 105. When the positions of the unit diffraction gratings 1a and 1b are shifted in the X direction, there is a portion where the pitches of the diffraction images 10a of the diffraction grating unit 10 do not match as shown in the region 12 of FIG. Therefore, as in the case of the diffraction image 10b shown in FIG. 6B, the alignment of the unit diffraction gratings 1a and 1b in the X direction is performed so that the pitch of the diffraction grating unit 10 becomes constant. The alignment in the X direction is similarly performed on the unit diffraction gratings 1c and 1d.

（単位回折格子を固定する工程）
その後、Ｚ方向およびＸ方向の位置合わせが完了した単位回折格子１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄのそれぞれの重なり部１１ａ〜１１ｃにおいて、上記接合方法のうちのいずれか１つにより単位回折格子を固定することにより、回折格子ユニット１０が完成する。(Step of fixing unit diffraction grating)
Thereafter, the unit diffraction grating is fixed by any one of the bonding methods in the overlapping portions 11a to 11c of the unit diffraction gratings 1a, 1b, 1c, and 1d in which the alignment in the Z direction and the X direction is completed. Thus, the diffraction grating unit 10 is completed.

（第１実施形態の製造方法の効果）
第１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 the manufacturing method of the first embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.

第１実施形態では、上記のように、単位回折格子１をＺ方向にずらす工程と、Ｘ線位相イメージ装置１１０のＸ線源１０１から回折格子ユニット１０に対してＸ線を照射し、検出器１０５で得られる回折像に基づき単位回折格子１ａ〜１ｄのＸ方向の位置を合わせる工程と、回折格子を固定する工程とを設ける。これにより、隣接する単位回折格子１ａ〜１ｄの格子同士を部分的に重ねて格子配列を連続させることができるので、回折格子ユニット１０全体における、Ｘ線高吸収体３とＸ線低吸収体２との配列による格子ピッチを均一化することができる。したがって、回折格子ユニット１０を、大面積を有する回折格子とみなすことができる。その結果、大面積化を図りつつ、Ｘ線画像に発生するアーチファクトを抑制する回折格子ユニット１０を作成することができる。 In the first embodiment, as described above, the unit diffraction grating 1 is shifted in the Z direction, and the X-ray source 101 of the X-ray phase image device 110 emits X-rays to the diffraction grating unit 10 to detect A step of aligning the positions of the unit diffraction gratings 1a to 1d in the X direction based on the diffraction image obtained at 105, and a step of fixing the diffraction grating are provided. Thereby, the gratings of the adjacent unit diffraction gratings 1a to 1d can be partially overlapped to make the grating arrangement continuous, so that the X-ray high absorption body 3 and the X-ray low absorption body 2 in the entire diffraction grating unit 10 The grid pitch can be made uniform by the arrangement of. Therefore, the diffraction grating unit 10 can be regarded as a diffraction grating having a large area. As a result, it is possible to create the diffraction grating unit 10 that suppresses an artifact generated in the X-ray image while achieving a large area.

［第２実施形態］
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態による回折格子ユニット２０について説明する。端部にＸ線低吸収体２が配置された単位回折格子１ａ〜１ｄのＸ線低吸収体２同士を重ねて構成されている第１実施形態とは異なり、第２実施形態では、端部にＸ線高吸収体３を配置した単位回折格子１ｅ〜１ｈのＸ線高吸収体３同士を重ねて構成されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。Second Embodiment
Next, a diffraction grating unit 20 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Unlike the first embodiment in which the X-ray low absorption members 2 of the unit diffraction gratings 1a to 1d are arranged with the X-ray low absorption members 2 at the end portions, the end portions are different in the second embodiment. The X-ray high absorption bodies 3 of the unit diffraction gratings 1e to 1h in which the X-ray high absorption bodies 3 are arranged are overlapped with each other. The same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description will be omitted.

図７に示すように、第２実施形態による回折格子ユニット２０では、端部にＸ線高吸収体３を配置した単位回折格子１ｅ〜１ｈによって構成されている。具体的には、回折格子ユニット２０では、重なり部２１ａ〜２１ｃにおいて、単位回折格子１ｅ〜１ｈのＸ線高吸収体３同士がＺ方向に重なり合うように構成されている。 As shown in FIG. 7, in the diffraction grating unit 20 according to the second embodiment, unit diffraction gratings 1 e to 1 h in which the X-ray high absorption body 3 is disposed at an end portion are configured. Specifically, in the diffraction grating unit 20, the X-ray high absorption bodies 3 of the unit diffraction gratings 1e to 1h are configured to overlap in the Z direction in the overlapping portions 21a to 21c.

Ｘ線高吸収体３はＸ線を吸収するために設けられているので、重なり部２１ａ〜２１ｃにおいてＸ線高吸収体３のＺ方向の厚みが増加することとなり、Ｘ線をより吸収する方向に寄与し、Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙが向上する。一方、第１実施形態のように、Ｘ線低吸収体２の部分で重ね合わせると、Ｘ線低吸収体２のＺ方向の厚みが増加することとなり、Ｘ線の透過量の減少につながり、Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙにとっては良くない。従って、Ｘ線高吸収体３同士がＺ方向に重なり合うように構成することが好ましい。また、Ｘ線高吸収体３は金や鉛等の重元素を含むことから、シリコンや樹脂等の軽元素を含むＸ線低吸収体２と比較して強度が高く、従って、Ｘ線高吸収体３同士がＺ方向に重なり合うように構成すれば重なり部２１ａ〜２１ｃの強度を高めることができる。 Since the X-ray high absorption body 3 is provided to absorb X-rays, the thickness in the Z direction of the X-ray high absorption body 3 is increased in the overlapping portions 21a to 21c, and the X-ray absorption direction is increased. Contribute to improve Visibility. On the other hand, when the X-ray low absorption body 2 is overlapped as in the first embodiment, the thickness of the X-ray low absorption body 2 in the Z direction increases, leading to a decrease in the X-ray transmission amount. Not good for visibility. Therefore, it is preferable to comprise so that X-ray high absorption body 3 comrades may overlap in a Z direction. Further, since the X-ray high absorption body 3 contains heavy elements such as gold and lead, the X-ray high absorption body 3 has high strength as compared with the X-ray low absorption body 2 containing light elements such as silicon and resin. If the bodies 3 are configured to overlap in the Z direction, the strength of the overlapping portions 21a to 21c can be increased.

［第３実施形態］
次に、図８を参照して、本発明の第３実施形態による回折格子ユニット３０について説明する。第３実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、単位回折格子１ａ〜１ｄの重なり部３１ａ〜３１ｃにおいて、単位回折格子の交互に並ぶＸ線低吸収体２およびＸ線高吸収体３のうち複数が、Ｚ方向に互いに重なり合うように構成されている。なお、複数とは、２つ以上のＸ線低吸収体２またはＸ線高吸収体３であればよい。複数の一例として、図８では、３つのＸ線低吸収体２と、２つのＸ線高吸収体３とが重なりあう例を示している。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。Third Embodiment
Next, a diffraction grating unit 30 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, unlike the first embodiment, in the overlapping portions 31a to 31c of the unit diffraction gratings 1a to 1d, the X-ray low absorption body 2 and the X-ray high absorption body 3 are alternately arranged in the unit diffraction gratings. A plurality of them are configured to overlap each other in the Z direction. In addition, two or more X-ray low absorbers 2 or X-ray high absorbers 3 may be plural. As an example of the plurality, FIG. 8 shows an example in which three X-ray low absorption bodies 2 and two X-ray high absorption bodies 3 overlap. The same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description will be omitted.

図８に示すように、第３実施形態による回折格子ユニット３０では、単位回折格子１ａ〜１ｄそれぞれの重なり部３１ａ〜３１ｃにおいて、３対のＸ線低吸収体２と、２対のＸ線高吸収体３とがＺ方向に重なるように構成されている。このため、第３実施形態では、重なり部３１ａ〜３１ｃの面積が大きくなっており、各単位回折格子１ａ〜１ｄは、これらの重なり部３１ａ〜３１ｃの全体で面接触した状態で互いに接合されている。 As shown in FIG. 8, in the diffraction grating unit 30 according to the third embodiment, in the overlapping portions 31 a to 31 c of the unit diffraction gratings 1 a to 1 d, three pairs of X-ray low absorbers 2 and two pairs of X-ray heights It is comprised so that the absorber 3 may overlap with a Z direction. For this reason, in the third embodiment, the area of the overlapping portions 31a to 31c is large, and the unit diffraction gratings 1a to 1d are bonded to each other in a state of surface contact in the entire overlapping portions 31a to 31c. There is.

なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。 The remaining structure of the third embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment.

（第３実施形態の効果）
第３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 the third embodiment)
In the third embodiment, the following effects can be obtained.

第３実施形態では、上記のように、重なり部３１ａ〜３１ｃにおいて、３対のＸ線低吸収体２と２対のＸ線高吸収体３とがＺ方向に重なるように構成されている。これにより、単位回折格子１同士の当接面積を大きくすることができるので、単位回折格子１のＸ方向の位置合わせが容易になるとともに、重なり部３１ａ〜３１ｃにおいて、単位回折格子１同士が接合されるので、回折格子ユニット３０の機械的強度を向上させることができる。 In the third embodiment, as described above, in the overlapping portions 31a to 31c, the three pairs of low X-ray absorbers 2 and the two pairs of high X-ray absorbers 3 overlap in the Z direction. Thereby, the contact area of the unit diffraction gratings 1 can be increased, and thus the alignment of the unit diffraction gratings 1 in the X direction becomes easy, and the unit diffraction gratings 1 are joined to each other in the overlapping portions 31a to 31c. As a result, the mechanical strength of the diffraction grating unit 30 can be improved.

［第４実施形態］
次に、図９を参照して、本発明の第４実施形態による回折格子ユニット４０について説明する。第４実施形態では、単位回折格子１ａ〜１ｄの端部同士をそれぞれ接合する上記第１実施形態とは異なり、単位回折格子１ａ〜１ｄが平板状の基板７の一方表面７ａおよび他方表面７ｂにそれぞれ配置されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。Fourth Embodiment
Next, with reference to FIG. 9, a diffraction grating unit 40 according to a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, unlike the first embodiment in which the end portions of the unit diffraction gratings 1a to 1d are joined to each other, the unit diffraction gratings 1a to 1d are formed on the one surface 7a and the other surface 7b of the flat substrate 7 Each is arranged. The same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description will be omitted.

第４実施形態では、基板７は、樹脂などのＸ線低吸収体で作成されている。基板７の厚みは、図９では便宜上、単位回折格子１よりも小さく図示しているが、単位回折格子１と同等かそれ以上の厚みを有していてもよい。単位回折格子１と基板７とは、Ｘ線透過面４のＺ１側と基板７の他方表面７ｂと、もしくはＸ線透過面４のＺ２側と基板７の一方表面７ａとが接合されている。単位回折格子１ａ〜１ｄは、基板７を介してＺ方向にずれて重なっているので、単位回折格子同士は離れた位置で接合されている。 In the fourth embodiment, the substrate 7 is made of an X-ray low absorber such as a resin. Although the thickness of the substrate 7 is illustrated as being smaller than the unit diffraction grating 1 in FIG. 9 for the sake of convenience, it may have a thickness equal to or greater than that of the unit diffraction grating 1. In the unit diffraction grating 1 and the substrate 7, the Z1 side of the X-ray transmission surface 4 and the other surface 7b of the substrate 7 or the Z2 side of the X-ray transmission surface 4 and the one surface 7a of the substrate 7 are joined. Since the unit diffraction gratings 1a to 1d overlap in the Z direction with the substrate 7 interposed therebetween, the unit diffraction gratings are joined at distant positions.

なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。 The remaining structure of the fourth embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment.

（第４実施形態の効果）
第４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 the fourth embodiment)
In the fourth embodiment, the following effects can be obtained.

第４実施形態では、基板７の一方表面７ａおよび他方表面７ｂに単位回折格子１ａ〜１ｄをそれぞれ接合するように構成されている。これにより、単位回折格子１ａ〜１ｄと、基板７との接合面積を大きくすることができるので、単位回折格子１ａ〜１ｄの接合が容易になるとともに、回折格子ユニット４０の機械的強度を向上させることができる。 In the fourth embodiment, the unit diffraction gratings 1a to 1d are bonded to the one surface 7a and the other surface 7b of the substrate 7, respectively. Thereby, the bonding area between the unit diffraction gratings 1a to 1d and the substrate 7 can be increased, which facilitates bonding of the unit diffraction gratings 1a to 1d and improves the mechanical strength of the diffraction grating unit 40. be able to.

［第５実施形態］
次に、図１０を参照して、本発明の第５実施形態による回折格子ユニット５０について説明する。第５実施形態では、上記第１実施形態で用いた単位回折格子１とは異なり、単位回折格子１ａおよび１ｂは、Ｘ線高吸収体３とＸ線低吸収体２とが交互に並ぶ格子領域の少なくともＸ方向の外側に接続部８を有している。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。Fifth Embodiment
Next, with reference to FIG. 10, a diffraction grating unit 50 according to a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, unlike the unit diffraction grating 1 used in the first embodiment, the unit diffraction gratings 1a and 1b are grating regions in which the X-ray high absorption body 3 and the X-ray low absorption body 2 are alternately arranged. The connecting portion 8 is provided at least outside in the X direction. The same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description will be omitted.

接続部８は、Ｘ線低吸収体から構成されているとともに、接続部８はＺ方向に重ねて配置されている。また、第５実施形態では、接続部８ｂのＺ２側に凹部５１を形成し、接続部８ｃのＺ１側に凸部５２を形成し、接続部８ｂの凹部５１と接続部８ｃの凸部５２とを嵌め合わせて接合している。なお、接続部とは、格子領域の外側に設けられる部分であり、Ｘ線低吸収体で形成されている。接続部は、微細構造の単位回折格子の格子領域を保護するために形成される。また、接続部は、単位回折格子と一体的に形成されていてもよいし、樹脂などにより別体で形成されていてもよい。接続部の形状は、図１０に示すようなコの字型でもよいし、単位回折格子と同じ面が長手の矩形状でもよい。 The connecting portion 8 is formed of an X-ray low absorption body, and the connecting portion 8 is disposed so as to overlap in the Z direction. In the fifth embodiment, the recess 51 is formed on the Z2 side of the connection portion 8b, and the protrusion 52 is formed on the Z1 side of the connection portion 8c, and the recess 51 of the connection portion 8b and the protrusion 52 of the connection portion 8c Are joined and joined. The connection portion is a portion provided outside the lattice region, and is formed of an X-ray low absorption material. The connection portion is formed to protect the grating region of the microstructured unit diffraction grating. The connection portion may be integrally formed with the unit diffraction grating, or may be separately formed of a resin or the like. The shape of the connection portion may be a U-shape as shown in FIG. 10, or may be a rectangular shape having the same plane as the unit diffraction grating.

第５実施形態では、単位回折格子１のＸ方向の両端に、接続部８が設けられ、互いにＸ線透過面４と直交するＺ方向に重ねて配置されている。このように構成すれば、単位回折格子１ａの接続部８ｂと、単位回折格子１ｂの接続部８ｃとを、Ｘ線透過面４と直交するＺ方向に重ねて配置することによって、単位回折格子１ａおよび、１ｂの端部のＸ線高吸収体３同士、またはＸ線低吸収体２同士をＸ線透過面４と直交するＺ方向に重ねて配置することができる。これにより、格子領域の外側に接続部８を有している場合でも、Ｘ線低吸収体２同士または、Ｘ線高吸収体３同士が重なった回折格子ユニット１０を得ることができる。 In the fifth embodiment, connection portions 8 are provided at both ends of the unit diffraction grating 1 in the X direction, and are arranged to overlap each other in the Z direction orthogonal to the X-ray transmission surface 4. According to this structure, the unit diffraction grating 1a is formed by overlapping the connection portion 8b of the unit diffraction grating 1a and the connection portion 8c of the unit diffraction grating 1b in the Z direction orthogonal to the X-ray transmission surface 4. And, the X-ray high absorption bodies 3 at the end of the portion 1 b or the X-ray low absorption bodies 2 can be arranged to overlap in the Z direction orthogonal to the X-ray transmission surface 4. Thereby, even when the connection portion 8 is provided outside the grating region, it is possible to obtain the diffraction grating unit 10 in which the X-ray low absorption bodies 2 or the X-ray high absorption bodies 3 overlap.

（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 herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is indicated not by the description of the embodiment described above but by the scope of the claims, and further includes all modifications (variations) within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

たとえば、上記第１〜第５実施形態では、Ｙ方向に長い長方形の回折格子を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１１に示すように、Ｙ方向にも単位回折格子を重ねて配置する構成でもよい。 For example, although the example provided with the rectangular diffraction grating long to Y direction was shown in the said 1st-5th embodiment, this invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, the unit diffraction grating may be arranged to overlap in the Y direction as well.

また、上記第１〜第５実施形態では、単位回折格子がＺ方向に２層となる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１２に示すように、単位回折格子がＺ方向に４層となるように構成されていてもよい。 In the first to fifth embodiments, an example in which the unit diffraction grating has two layers in the Z direction is shown, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 12, the unit diffraction grating may be configured to have four layers in the Z direction.

また、上記第３実施形態では、３対のＸ線低吸収体２と、２対のＸ線高吸収体３とを重ねる構成を示したが、本発明はこれに限られない。２つの単位回折格子がＸ方向でずれていれば、重ねるピッチ数は問わない。 Moreover, although the said 3rd Embodiment showed the structure which overlaps 3 pairs of X-ray low absorption bodies 2 and 2 pairs of X-ray high absorption bodies 3, this invention is not limited to this. As long as the two unit diffraction gratings are shifted in the X direction, the number of pitches to be overlapped does not matter.

また、上記第５実施形態では、単位回折格子１のＸ方向の両側に接続部８を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ｚ方向の両端にさらに接続部８を設けて、単位回折格子１の４面に接続部８を有する構成でもよいし、Ｙ方向の両端にさらに接続部８を設けて、図１３に示すように、単位回折格子１の６面に接続部８を有する構成でもよい。 Moreover, although the example which provides the connection part 8 on the both sides of the X direction of the unit diffraction grating 1 was shown in the said 5th Embodiment, this invention is not limited to this. For example, the connecting portions 8 may be further provided at both ends in the Z direction, and the connecting portions 8 may be provided on the four surfaces of the unit diffraction grating 1, or the connecting portions 8 may be further provided at both ends in the Y direction. As described above, the connection portion 8 may be provided on six sides of the unit diffraction grating 1.

１、１ａ〜１ｄ単位回折格子
２Ｘ線低吸収体
３Ｘ線高吸収体
４Ｘ線透過面
７平板状の基板
８ａ〜８ｄ接続部
１０、４０、５０回折格子ユニット
１１、１１ａ〜１１ｃ重なり部
１００Ｘ線位相イメージ装置
１０１Ｘ線源
１０５検出器DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a-1d Unit diffraction grating 2 X-ray low absorption body 3 X-ray high absorption body 4 X-ray transmission surface 7 Flat plate-like board | substrate 8a-8d Connection part 10, 40, 50 Diffraction grating unit 11, 11a-11c Overlap part 100 X-ray phase imaging device 101 X-ray source 105 detector

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における回折格子ユニットは、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが交互に並ぶ第１方向と、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが平行に延びる第２方向とにより規定されるＸ線透過面を有する平板状の基板に設けられた単位回折格子を複数備え、単位回折格子は、隣接する単位回折格子をＸ線透過面と直交する第３方向に部分的に重ねて配置されているとともに、単位回折格子と、第３方向に部分的に重ねて配置された単位回折格子とがＸ線高吸収体同士、またはＸ線低吸収体同士が第３方向に互いに重なる領域を有しており、単位回折格子を構成する基板の第１方向の端部に格子として機能するＸ線高吸収体またはＸ線低吸収体が配置され、単位回折格子同士の重なり部において、基板の端部のＸ線高吸収体同士またはＸ線低吸収体同士が第３方向に互いに重なり合うように配置されている。なお、本明細書において、「Ｘ線高吸収体」とは、Ｘ線の吸収率が高い物体であり、たとえば、金や鉛などの重元素を含む。また、「Ｘ線低吸収体」とは、Ｘ線の吸収率が低い物体または空間であり、たとえば、シリコンや樹脂などの軽元素を含み、単にスリット（空間、隙間）で構成されていてもよい。 In order to achieve the above object, the diffraction grating unit in the first aspect of the present invention comprises a first direction in which an X-ray high absorption body and an X-ray low absorption body are alternately arranged, an X-ray high absorption body and an X-ray A plurality of unit diffraction gratings provided on a flat substrate having an X-ray transmission surface defined by a low absorber and a second direction extending in parallel with each other, the unit diffraction gratings including adjacent unit diffraction gratings The unit diffraction gratings are disposed so as to overlap in the third direction orthogonal to the transmission plane, and the unit diffraction gratings and the unit diffraction gratings disposed so as to partially overlap in the third direction X-ray low-absorbing bodies have to have a region overlapping with each other in the third direction, X-rays superabsorbent or low X-ray absorber which functions as a grid to the end of the first direction of the substrate constituting the unit diffraction grating Of the edge of the substrate at the overlap of the unit diffraction gratings. Between lines superabsorbent bodies or low X-ray absorbers that are arranged so as to overlap each other in the third direction. In the present specification, the “X-ray high absorber” is an object having a high X-ray absorptivity, and includes, for example, heavy elements such as gold and lead. The "X-ray low absorber" is an object or space with low X-ray absorptivity, for example, containing light elements such as silicon and resin, and may be constituted simply by slits (spaces, gaps) Good.

この発明の第１の局面による回折格子ユニットでは、上記のように、単位回折格子を、Ｘ線透過面と直交する第３方向に部分的に重ねて配置するとともに、単位回折格子のＸ線高吸収体同士、またはＸ線低吸収体同士が第３方向に互いに重なる領域を有しており、単位回折格子を構成する基板の第１方向の端部に格子として機能するＸ線高吸収体またはＸ線低吸収体が配置され、単位回折格子同士の重なり部において、基板の端部のＸ線高吸収体同士またはＸ線低吸収体同士が第３方向に互いに重なり合うように配置されている。これにより、隣接する単位回折格子の格子同士を部分的に重ねて格子配列を連続させることができるので、回折格子ユニット全体におけるＸ線高吸収体とＸ線低吸収体との配列による格子ピッチを略均一化することができる。したがって、回折格子ユニットを、大面積を有する回折格子とみなすことができる。その結果、複数の単位回折格子を備えた回折格子ユニットを用いて大面積化を図りつつ、Ｘ線画像にアーチファクトが発生することを抑制することができる。 In the diffraction grating unit according to the first aspect of the present invention, as described above, the unit diffraction grating is disposed so as to partially overlap in the third direction orthogonal to the X-ray transmission surface, and the X-ray height of the unit diffraction grating is increased. absorbent bodies or low X-ray absorption bodies, has to have a region overlapping with each other in the third direction, the X-ray high-absorber functions as a grid to the end of the first direction of the substrate constituting the unit grating or X-ray low-absorbing member is disposed in the overlapping portion between the unit diffraction grating, that has X-ray superabsorbent bodies or low X-ray absorption bodies of the edge of the substrate is arranged so as to overlap each other in the third direction. Thereby, the gratings of the adjacent unit diffraction gratings can be partially overlapped to make the grating arrangement continuous, so that the grating pitch by the arrangement of the X-ray high absorber and the X-ray low absorber in the entire diffraction grating unit can be obtained. It can be made substantially uniform. Therefore, the diffraction grating unit can be regarded as a diffraction grating having a large area. As a result, it is possible to suppress the occurrence of an artifact in an X-ray image while achieving an increase in area by using a diffraction grating unit provided with a plurality of unit diffraction gratings.

上記第１の局面による回折格子ユニットは、好ましくは、単位回折格子は、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが交互に並ぶ格子領域の少なくとも第１方向の外側に設けられた接続部を有しており、接続部は、Ｘ線低吸収体から構成されているとともに、接続部は、第３方向に重ねて配置されている。このように構成すれば、単位回折格子の接続部同士をＸ線透過面と直交する第３方向に重ねて配置することによって、単位回折格子の端部のＸ線高吸収体同士、またはＸ線低吸収体同士をＸ線透過面と直交する第３方向に重ねて配置することができる。これにより、格子領域の外側に接続部を有している場合でも、Ｘ線低吸収体同士またはＸ線高吸収体同士が重なった回折格子ユニットを得ることができる。
上記第１の局面による回折格子ユニットは、好ましくは、端部に配置された前記Ｘ線高吸収体の幅またはＸ線低吸収体の幅は、端部以外に配置されたＸ線高吸収体の幅またはＸ線低吸収体の幅と一致するように形成されている。 Preferably, in the diffraction grating unit according to the first aspect, the unit diffraction grating is a connecting portion provided at least in the first direction outside of the grating region in which the X-ray high absorption body and the X-ray low absorption body are alternately arranged. The connection portion is composed of the X-ray low absorption body, and the connection portion is disposed so as to overlap in the third direction. According to this structure, the connection portions of the unit diffraction gratings are arranged so as to overlap in the third direction orthogonal to the X-ray transmission surface, whereby the X-ray absorbers at the end portions of the unit diffraction gratings The low absorbers can be arranged to overlap in the third direction orthogonal to the X-ray transmission surface. Thereby, even when the connection portion is provided outside the grating region, it is possible to obtain a diffraction grating unit in which the X-ray low absorption bodies or the X-ray high absorption bodies overlap.
Preferably, in the diffraction grating unit according to the first aspect, the width of the X-ray high absorption body arranged at the end or the width of the X-ray low absorption body is an X-ray high absorption body arranged other than the end And the width of the X-ray low absorption body.

この発明の第２の局面における回折格子ユニットの製造方法は、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが交互に並ぶ第１方向と、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが平行に延びる第２方向とにより規定されるＸ線透過面を有する平板状の基板に設けられた単位回折格子を複数備えた格子ユニットの製造方法であって、互いに隣接するとともに、基板の第１方向の端部に格子として機能するＸ線高吸収体またはＸ線低吸収体が配置された単位回折格子同士を、Ｘ線透過面と直交する第３方向に相互にずらして保持する工程と、第３方向に相互にずらして保持された単位回折格子の基板の端部のＸ線高吸収体同士、またはＸ線低吸収体同士が互いに重なる領域を有するように、第１方向の位置を合わせる工程と、第１方向の位置を合わせた単位回折格子同士を固定する工程とを備える。 According to a method of manufacturing a diffraction grating unit in a second aspect of the present invention, a first direction in which an X-ray high absorption body and an X-ray low absorption body are alternately arranged, an X-ray high absorption body and an X-ray low absorption body a second direction in the method of manufacturing the grid unit having a plurality of unit diffraction grating provided on a flat substrate having an X-ray transmitting surface defined by extending in parallel, with the adjacent, first substrate 1 Holding unit diffraction gratings in which X-ray absorbers or X-ray absorbers functioning as gratings are arranged at the ends of the directions mutually offset in a third direction orthogonal to the X-ray transmission surface; Align the positions in the first direction so that the X-ray absorbers at the edge of the substrate of the unit diffraction gratings held mutually offset in the third direction or the X-ray low absorbers overlap each other Unit diffraction grating in which the process and the position in the first direction are aligned And a step of fixing the.

この発明の第２の局面における回折格子ユニットの製造方法では、上記のように、互いに隣接するとともに、基板の第１方向の端部に格子として機能するＸ線高吸収体またはＸ線低吸収体が配置された単位回折格子同士をＸ線透過面と直交する第３方向にずらして保持する工程と、単位回折格子の基板の端部のＸ線高吸収体またはＸ線低吸収体同士が重なる領域を有するように第１方向の位置を合わせる工程と、第１方向の位置を合わせた単位回折格子同士を固定する工程とを備える。これらの工程により、隣接する単位回折格子の格子同士を部分的に重ねて格子配列を連続させることができるので、回折格子ユニット全体における、Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体との配列による格子ピッチを均一化することができる。その結果、回折格子ユニットを、単一の回折格子とみなすことができるので、大面積化を図りつつ、Ｘ線画像に発生するアーチファクトを抑制できる回折格子ユニットを製造することが可能となる。 In the method of manufacturing a diffraction grating unit in the second aspect of the present invention, as described above, an X-ray superabsorbent or an X-ray low-absorber adjacent to each other and functioning as a grating at the end of the substrate in the first direction. And the step of holding the unit diffraction gratings in which the two are arranged in a third direction orthogonal to the X-ray transmission plane, and the X-ray high absorbers or X-ray low absorbers at the end of the substrate of the unit diffraction gratings overlap The method includes the steps of: aligning the first direction so as to have a region; and fixing the unit diffraction gratings aligned in the first direction. According to these steps, the gratings of adjacent unit diffraction gratings can be partially overlapped to make the grating arrangement continuous, so that the arrangement of the X-ray high absorber and the X-ray low absorber in the entire diffraction grating unit The grid pitch can be made uniform. As a result, since the diffraction grating unit can be regarded as a single diffraction grating, it is possible to manufacture a diffraction grating unit capable of suppressing an artifact generated in an X-ray image while achieving an increase in area.

この場合、好ましくは、単位回折格子と第３方向に相互にずらして保持された単位回折格子との第１方向の位置を合わせる工程は、単位回折格子に所定波長の電磁波を照射することによって得られる透過像もしくは回折像に基づいて、各単位回折格子の相互位置を合わせる工程を含む。これにより、微細構造の単位回折格子を直接見て位置合わせを行うのではなく、投影面に投影された透過像もしくは回折像に基づいてピッチを拡大させて位置合わせを行うことができる。その結果、単位回折格子同士の位置合わせが容易になる。
上記第２の局面における回折格子ユニットの製造方法は、好ましくは、単位回折格子同士を第３方向に相互にずらして保持する工程は、端部に配置されたＸ線高吸収体の幅またはＸ線低吸収体の幅が、端部以外に配置されたＸ線高吸収体の幅またはＸ線低吸収体の幅と一致するように形成された単位回折格子同士を、第３方向に相互にずらして保持する工程を含む。 In this case, preferably, the step of aligning the positions of the unit diffraction grating and the unit diffraction grating held mutually offset in the third direction with each other in the first direction is obtained by irradiating the unit diffraction grating with an electromagnetic wave of a predetermined wavelength. And aligning the unit diffraction gratings with each other on the basis of the transmitted image or diffraction image. Thus, the alignment can be performed by expanding the pitch based on the transmission image or the diffraction image projected on the projection plane, instead of directly looking at the unit diffraction grating of the fine structure and performing the alignment. As a result, alignment of unit diffraction gratings becomes easy.
Preferably, in the method of manufacturing a diffraction grating unit according to the second aspect, the step of mutually holding the unit diffraction gratings in the third direction includes the width or X of the X-ray absorber at the end. The unit diffraction gratings formed such that the width of the line low absorption body matches the width of the X-ray high absorption body or the width of the X-ray low absorption body arranged other than the end portions are mutually exchanged in the third direction It includes the step of holding it offset.

Claims

Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが交互に並ぶ第１方向と、前記Ｘ線高吸収体と前記Ｘ線低吸収体とが平行に延びる第２方向とにより規定されるＸ線透過面を有する平板状の単位回折格子を複数備え、
前記単位回折格子は、隣接する単位回折格子を前記Ｘ線透過面と直交する第３方向に部分的に重ねて配置されているとともに、前記単位回折格子と、前記第３方向に部分的に重ねて配置された単位回折格子とがＸ線高吸収体同士、またはＸ線低吸収体同士が前記第３方向に互いに重なる領域を有する、回折格子ユニット。X-ray transmission defined by a first direction in which the X-ray absorber and the X-ray absorber are alternately arranged, and a second direction in which the X-ray absorber and the X-ray absorber extend in parallel And a plurality of flat unit diffraction gratings each having a plane,
The unit diffraction grating is disposed so as to partially overlap adjacent unit diffraction gratings in a third direction orthogonal to the X-ray transmission surface, and partially overlaps the unit diffraction gratings in the third direction. A diffraction grating unit having a region in which the X-ray high absorbers or the X-ray low absorbers overlap with each other in the third direction.

前記第３方向から見て、互いに重ねて配置された複数の前記単位回折格子の格子ピッチが全体として略一定の状態を保つように、前記単位回折格子同士が重ねて配置されている、請求項１に記載の回折格子ユニット。 The unit diffraction gratings are disposed so as to overlap with each other such that the grating pitches of the plurality of unit diffraction gratings disposed so as to overlap with one another as viewed in the third direction maintain a substantially constant state as a whole. The diffraction grating unit according to 1.

前記単位回折格子の前記第１方向の端部に前記Ｘ線高吸収体が配置され、
前記単位回折格子同士の重なり部において、前記端部の前記Ｘ線高吸収体同士が前記第３方向に互いに重なり合うように配置されている、請求項１に記載の回折格子ユニット。The X-ray absorber is disposed at an end of the unit diffraction grating in the first direction,
2. The diffraction grating unit according to claim 1, wherein the X-ray high absorption bodies at the end portions are arranged to overlap each other in the third direction at an overlapping portion of the unit diffraction gratings.

隣接する前記単位回折格子同士が、前記第３方向に互いに接触した状態で積層されている、請求項１に記載の回折格子ユニット。 The diffraction grating unit according to claim 1, wherein adjacent unit diffraction gratings are stacked in contact with each other in the third direction.

複数の前記単位回折格子が、平板状の基板の一方表面および他方表面にそれぞれ配置されている、請求項１に記載の回折格子ユニット。 The diffraction grating unit according to claim 1, wherein a plurality of said unit diffraction gratings are respectively disposed on one surface and the other surface of a flat substrate.

前記単位回折格子は、前記Ｘ線高吸収体と前記Ｘ線低吸収体とが交互に並ぶ格子領域の少なくとも前記第１方向の外側に設けられた接続部を有しており、
前記接続部は、Ｘ線低吸収体から構成されているとともに、前記接続部は、前記第３方向に重ねて配置されている、請求項１に記載の回折格子ユニット。The unit diffraction grating includes a connecting portion provided at least on the outer side in the first direction of the grating region in which the X-ray high absorption body and the X-ray low absorption body are alternately arranged.
The diffraction grating unit according to claim 1, wherein the connection portion is configured of an X-ray low absorption body, and the connection portion is disposed so as to overlap in the third direction.

Ｘ線高吸収体とＸ線低吸収体とが交互に並ぶ第１方向と、前記Ｘ線高吸収体と前記Ｘ線低吸収体とが平行に延びる第２方向とにより規定されるＸ線透過面を有する平板状の単位回折格子を複数備えた格子ユニットの製造方法であって、
互いに隣接する前記単位回折格子同士を、前記Ｘ線透過面と直交する第３方向に相互にずらして保持する工程と、
前記第３方向に相互にずらして保持された前記単位回折格子のＸ線高吸収体同士、またはＸ線低吸収体同士が互いに重なる領域を有するように、前記第１方向の位置を合わせる工程と、
前記第１方向の位置を合わせた単位回折格子同士を固定する工程と、を備える、格子ユニットの製造方法。X-ray transmission defined by a first direction in which the X-ray absorber and the X-ray absorber are alternately arranged, and a second direction in which the X-ray absorber and the X-ray absorber extend in parallel What is claimed is: 1. A method of manufacturing a grating unit comprising a plurality of flat unit diffraction gratings having a surface, comprising:
Holding the unit diffraction gratings adjacent to each other mutually offset in a third direction orthogonal to the X-ray transmission surface;
Aligning the positions in the first direction such that the X-ray absorbers of the unit diffraction gratings mutually shifted in the third direction and the X-ray absorbers overlap with each other; ,
Fixing the unit diffraction gratings whose positions in the first direction are aligned with each other.

前記単位回折格子と前記第３方向に相互にずらして保持された単位回折格子との前記第１方向の位置を合わせる工程は、前記単位回折格子に所定波長の電磁波を照射することによって得られる透過像もしくは回折像に基づいて、各単位回折格子の相互位置を合わせる工程を含む、請求項７に記載の格子ユニットの製造方法。 The step of aligning the position in the first direction between the unit diffraction grating and the unit diffraction grating held mutually offset in the third direction is a transmission obtained by irradiating the unit diffraction grating with an electromagnetic wave of a predetermined wavelength. The manufacturing method of the grating | lattice unit of Claim 7 including the process of aligning the mutual position of each unit diffraction grating based on an image or a diffraction image.

Ｘ線源と、
Ｘ線の照射方向と直交する方向に複数のスリットが配列されて構成された複数の格子ユニットと、
検出器とを備え、
前記格子ユニットが、請求項１に記載の構造を有する、Ｘ線位相イメージ撮影装置。An x-ray source,
A plurality of grating units configured by arranging a plurality of slits in a direction orthogonal to the X-ray irradiation direction;
Equipped with a detector,
An X-ray phase imaging apparatus, wherein the grating unit has the structure according to claim 1.