(57)【要約】【課題】高アスペクト比を有する溝内にＸ線吸収材を簡単に隙間なく埋め込む。【解決手段】高いアスペクト比を有する溝２２が形成されたＸ線透過性基板２１に、溝２２から溢れない量の金コロイド溶液３０を滴下して塗布する。塗布された金コロイド溶液３０は、毛細管現象により溝２２内に流れ込む。Ｘ線透過性基板２１の金コロイド溶液３０が塗布された部分の下面側をレーザにより加熱し、金コロイド溶液３０を乾燥させ、溝２２内に金コロイド粒子のみを残留させる。溝２２内が金コロイド粒子によって充満されるまで、金コロイド溶液３０の塗布と、乾燥とが繰り返し行なわれる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線吸収性を有するコロイド粒子からなる複数の放射線吸収部と、放射線を透過する複数の放射線透過部とを備えたことを特徴とする放射線画像撮影用グリッド。
【請求項２】
前記コロイド粒子は、放射線透過性を有する基板に設けられた複数の溝に埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項３】
前記各溝の間を隔てている隔壁の間を連結する複数のブリッジ部を備えたことを特徴とする請求項２記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項４】
前記放射線吸収部は、放射線透過性を有する基板の上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項５】
前記コロイド粒子は、金属または金属以外の無機材料のコロイド粒子であることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項６】
放射線透過性を有する基板に、複数の溝と、各溝の間を隔てる隔壁同士を連結する複数のブリッジ部とを形成する工程と、
放射線吸収性を有するコロイド粒子を含むコロイド溶液を、前記溝から溢れないように前記溝内に充填する工程と、
前記基板の少なくとも前記コロイド溶液が前記溝内に充填された部分を加熱し、前記コロイド溶液を乾燥させ、前記溝内に前記コロイド粒子を残留させる工程とを有し、
前記溝内が前記コロイド粒子によって充満されるまで、前記基板にコロイド溶液を塗布する工程と、前記コロイド溶液を乾燥させる工程とを繰り返すことを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項７】
前記溝内に前記コロイド溶液を充填する工程は、前記基板に前記溝から溢れない量の前記コロイド溶液を塗布し、前記溝内に前記コロイド溶液を流し込むことを特徴とする請求項６記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項８】
前記基板に前記溝及び前記ブリッジ部を形成した後に、前記基板の濡れ性を向上させる処理を行なうことを特徴とする請求項７記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項９】
前記基板を加熱する工程は、前記基板の前記溝が形成されている面と反対側の面からレーザが照射されることを特徴とする請求項６〜８いずれか記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項１０】
前記溝に最初に充填される前記コロイド溶液と、前記溝に２回目以降に充填される前記コロイド溶液は、粘度、前記コロイド粒子の粒子径、前記コロイド粒子の含有量の少なくとも１つが異なることを特徴とする請求項６〜９いずれか記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項１１】
前記コロイド粒子を前記基板の表面まで積層させ、前記基板表面から前記コロイド粒子を除去することを特徴とする請求項６〜１０いずれか記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項１２】
前記基板に前記溝及び前記ブリッジ部を形成した工程の後に、前記基板の表面に、前記コロイド溶液をはじく撥液性膜を設けたことを特徴とする請求項６〜１０いずれか記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項１３】
前記コロイド溶液は、金属または金属以外の無機材料のコロイド粒子を有することを特徴とする請求項６〜１２いずれか記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項１４】
放射線を放射する放射線源と、前記放射線を通過させて縞画像を生成する第１のグリッドと、前記縞画像の周期パターンに対して位相が異なる複数の相対位置で前記縞画像に強度変調を与える第２のグリッドと、前記放射線源と前記第１のグリッドとの間に配置され、前記放射線源から照射された放射線を領域選択的に遮蔽して多数の線光源とする第３のグリッドと、前記第２のグリッドにより前記各相対位置で強度変調された縞画像を検出する放射線画像検出器とを有する放射線画像撮影システムであって、
前記第１〜第３のグリッドの少なくとも１つに、請求項１〜５いずれか記載の放射線画像撮影用グリッドを用いたことを特徴とする放射線画像撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像の撮影に用いられるグリッド及びその製造方法と、この放射線画像撮影用グリッドを用いた放射線画像撮影システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線が被検体を透過する際の位相変化（角度変化）に基づいた画像（以下、位相コントラスト画像という）を得る放射線位相イメージングの一種として、タルボ干渉効果を用いた放射線画像撮影システムが考案されている。例えば、放射線としてＸ線を用いるＸ線画像撮影システムは、被検体の背後に配置した第１のグリッドと、第１のグリッドのグリッドピッチとＸ線波長で決まる特定距離（タルボ干渉距離）だけＸ線の照射方向の下流に配置した第２のグリッドと、その背後に配置したＸ線画像検出器とを有する。第１のグリッドを通過したＸ線は、タルボ干渉効果により第２のグリッドの位置で自己像（縞画像）を形成する。この自己像は、被検体とＸ線との相互作用（位相変化）により変調を受ける。
【０００３】
上記Ｘ線画像撮影システムは、第１のグリッドの自己像と第２のグリッドとの重ね合わせにより強度変調された縞画像の被検体による変化（位相ズレ）から被検体の位相コントラスト画像を取得する。これは縞走査法と称されている。縞走査法では、第１のグリッドに対して第２のグリッドを、第１のグリッドの面にほぼ平行で、かつ第１のグリッドのグリッド方向（条帯方向）にほぼ垂直な方向に、グリッドピッチを等分割した走査ピッチで並進移動（走査）させながら各走査位置で撮影を行い、Ｘ線画像検出器で得られる各画素の画素データの上記走査位置に対する強度変化の位相のズレ量から位相微分像（被検体で屈折したＸ線の角度分布に対応）を取得する。この位相微分像を、上記の縞走査方向に沿って積分することにより被検体の位相コントラスト画像が得られる。
【０００４】
第１及び第２のグリッドは、Ｘ線の照射方向に直交する方向に延伸されたＸ線吸収部をＸ線照射方向及び延伸方向に直交する方向に所定ピッチで配列した縞状（ストライプ状）の構造を有する。Ｘ線吸収部の配列ピッチは、Ｘ線焦点から第１のグリッドまでの距離と、第１のグリッドと第２のグリッドとの距離によって決定され、およそ２〜２０μｍである。また、第２のグリッドの線吸収部は、高いＸ線吸収性を必要とするため、Ｘ線の進行方向の厚みが１００μｍ程度という高アスペクト比の構造を必要とする。
【０００５】
従来、位相イメージング用のグリッドを製造する方法として、アスペクト比の低い溝を有するレジストパターンの形成と、溝内への金ペースト等のＸ線吸収材の埋め込みとを繰り返して積層し、アスペクト比の高いＸ線吸収部を形成する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、Ｘ線透過性を有する基板に高いアスペクト比を有する溝を形成し、この溝内に金ナノペースト等のＸ線吸収材を充填することによりＸ線吸収部を形成する手法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８２３２２号公報
【特許文献２】特開２００９−２７６３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、レジストパターンに形成された溝に金ペーストを埋め込んでいるが、レジストパターンは薄い層であり、この薄い層に形成された溝のアスペクト比はせいぜい１以下である。したがって、高アスペクト比のＸ線吸収部を得るには、レジストパターンの形成と金ペーストの埋め込みとを相当回数繰り返さなければならないので、非常に時間がかかる。また、特許文献１、２においてＸ線吸収材として金のペーストを用いているが、ペーストとは、粘度が１ＰａＳを超える粘度を有する材料であり、通常１００〜１０００ＰａＳ程度の粘度のものをいう。したがって、このような高い粘度を有する金ペーストを、数μｍという微細な幅の溝内に、例えば１００μｍ程度の深さまで埋め込むのは難しいという問題もある。溝内に金ペーストを埋め込む際に溝内に隙間（ボイド）が生じると、Ｘ線吸収部のＸ線吸収性が低下し、グリッドに所定の性能が得られないことがある。
【０００８】
本発明の目的は、高いアスペクト比を有する溝内にＸ線吸収材を簡単に隙間なく埋め込むことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の放射線画像撮影用グリッドは、放射線吸収性を有するコロイド粒子からなる複数の放射線吸収部と、放射線を透過する複数の放射線透過部とを備えている。
【００１０】
コロイド粒子は、放射線透過性を有する基板に設けられた複数の溝に埋め込んでもよい。また、各溝の間を隔てている隔壁の間を連結する複数のブリッジ部を備えていてもよい。別の形態の放射線吸収部としては、放射線透過性を有する基板の上に設けられていてもよい。コロイド粒子には、金属または金属以外の無機材料のコロイド粒子を用いてもよい。
【００１１】
本発明の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、放射線透過性を有する基板に、複数の溝と、各溝の間を隔てる隔壁同士を連結する複数のブリッジ部とを形成する工程と、放射線吸収性を有するコロイド粒子を含むコロイド溶液を溝から溢れないように溝内に充填する工程と、基板の少なくともコロイド溶液が溝内に充填された部分を加熱し、コロイド溶液を乾燥させ、溝内にコロイド粒子を残留させる工程とを有し、溝内がコロイド粒子によって充満されるまで、基板にコロイド溶液を塗布する工程と、コロイド溶液を乾燥させる工程が繰り返されるようになっている。
【００１２】
溝内にコロイド溶液を充填する工程は、基板に溝から溢れない量のコロイド溶液を塗布し、溝内にコロイド溶液を流し込むようにしている。また、コロイド溶液が溝内に流れ込みやすくなるようにするため、基板に溝及びブリッジ部を形成した後に、基板の濡れ性を向上させる処理を行なってもよい。また、基板を加熱する工程は、基板の溝が形成されている面と反対側の面からレーザを照射するのが好ましい。
【００１３】
また、溝に最初に充填されるコロイド溶液と、溝に２回目以降に充填されるコロイド溶液は、粘度、コロイド粒子の粒子径、コロイド粒子の含有量の少なくとも１つが異なっていてもよい。
【００１４】
コロイド粒子を溝内に充満させるため、コロイド粒子を基板の表面まで積層させ、基板表面から余分なコロイド粒子を除去してもよい。また、基板に溝及びブリッジ部を形成した後に、基板の表面に、コロイド溶液をはじく撥液性膜を設けてもよい。また、コロイド溶液としては、金属または金属以外の無機材料のコロイド粒子を有するものを用いてもよい。
【００１５】
本発明の放射線画像撮影システムは、放射線を放射する放射線源と、放射線を通過させて縞画像を生成する第１のグリッドと、縞画像の周期パターンに対して位相が異なる複数の相対位置で縞画像に強度変調を与える第２のグリッドと、放射線源と第１のグリッドとの間に配置され、放射線源から照射された放射線を領域選択的に遮蔽して多数の線光源とする第３のグリッドと、第２のグリッドにより各相対位置で強度変調された縞画像を検出する放射線画像検出器とを有する放射線画像撮影システムであって、第１〜第３のグリッドの少なくとも１つに、上述した放射線画像撮影用グリッドのいずれか１つを用いている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の放射線画像撮影用グリッドは、放射線吸収部に応力が低いコロイド粒子を用いているので、破損しにくく、湾曲させやすい特性を備えたグリッドを得ることができる。放射線吸収部は、放射線透過性を有する基板に設けた溝内にコロイド粒子を充填してもよいし、基板上に設けてもよいので、任意の構成のグリッドを得ることができる。また、溝内にコロイド粒子を充填する場合には、溝を隔てている隔壁の間ブリッジ部により連結することができるので、グリッドの強度が向上する。また、コロイド粒子として、金属または金属以外の無機材料のコロイド粒子を用いることができるので、高い放射線吸収性を得ることができる。
【００１７】
本発明の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、コロイド溶液の溝に対する充填と、コロイド溶液の加熱、乾燥とを複数回繰り返して、溝内にコロイド粒子を充填しているので、溝内にボイドやシムが発生するのを防止することができる。また、溝を隔てる隔壁同士を連結するブリッジ部を設けたので、コロイド溶液の乾燥時に発生するスティッキングも防止することができる。
【００１８】
コロイド溶液の溝内への充填は、毛細管現象を用いて行なわれるので、高いアスペクト比を有する溝であっても、適切にコロイド溶液を充填することができる。また、基板に濡れ性を向上させる処理を行なうことにより、コロイド溶液の溝内への充填をより確実に行なうことができる。更に、レーザを用いて基板を加熱するので、コロイド溶液が充填された部分のみを選択的に加熱することができる。
【００１９】
また、１回目の充填と２回目以降の充填で使用するコロイド溶液の粘度等の性質を異なるようにしたので、充填回数に応じて最適な性質のコロイド溶液を溝に充填することができる。
【００２０】
基板表面に積層されたコロイド粒子を除去するようにしたので、放射線の透過性が高くなり、放射線画像撮影用グリッドの性能を向上させることができる。また、基板の表面に撥液性膜を設けた場合には、基板表面にコロイド粒子が積層されないので、グリッドの性能低下を防止することができる。
【００２１】
本発明の放射線画像撮影システムは、上述した放射線画像撮影用グリッドを用いているので、高画質の放射線画像を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のＸ線画像撮影システムの構成を示す模式図である。
【図２】第２のグリッドの平面図及び要部断面図である。
【図３】第２のグリッドの製造手順を示す説明図である。
【図４】溝及びブリッジ部が形成されたＸ線透過性基板の平面図である。
【図５】Ｘ線透過性基板の溝に金属コロイド溶液を充填する手順を示す説明図である。
【図６】金属コロイド溶液がＸ線透過性基板を複数領域に分けた領域ごとに充填されることを示す説明図である。
【図７】金属コロイド溶液の乾燥時に発生するスティッキングの一例を示す断面図である。
【図８】金属コロイド溶液の乾燥時に発生するボイド及びシムの一例を示す断面図である。
【図９】Ｘ線透過性基板の表面に積層されたＸ線吸収材を除去する例を示す断面図である。
【図１０】Ｘ線透過性基板の表面に撥液性膜を設けた例を示す断面図である。
【図１１】Ｘ線透過性基板を薄層化した状態を示す断面図である。
【図１２】Ｘ線吸収部の間のＸ線透過性基板を除去した状態を示す断面図である。
【図１３】複数枚の小グリッドから構成したグリッドを示す平面図である。
【図１４】湾曲されたグリッドを用いているＸ線画像撮影システムの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１に示すように、本発明のＸ線画像撮影システム１０は、ｚ方向に配置された被検体Ｈに向けてＸ線を放射するＸ線源１１と、ｚ方向においてＸ線源１１に対向配置された線源グリッド１２と、線源グリッド１２からｚ方向に所定距離離れた位置に平行に配置された第１のグリッド１３と、第１のグリッド１３からｚ方向に所定距離離れた位置に平行に配置された第２のグリッド１４と、第２のグリッド１４に対向配置されたＸ線画像検出器１５とからなる。Ｘ線画像検出器１５は、例えば、半導体回路を用いたフラットパネル検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）が用いられている。
【００２４】
線源グリッド１２、第１のグリッド１３及び第２のグリッド１４は、吸収型グリッドであり、ｚ方向に直交するｙ方向に直線状に延伸され、かつｚ方向及びｙ方向に直交するｘ方向に沿って所定のピッチで周期的に配列された複数のＸ線吸収部１７、１８、１９がそれぞれ縞状に設けられている。線源グリッド１２、第１のグリッド１３及び第２のグリッド１４は、Ｘ線吸収部１７、１８、１９によってＸ線を吸収し、Ｘ線吸収部の間に設けられたＸ線透過部によってＸ線を透過させる。
【００２５】
以下、第２のグリッド１４を例にして、Ｘ線吸収部の構成を説明する。なお、線源グリッド１２及び第１のグリッド１３は、Ｘ線吸収部１７、１８の幅、ピッチ、Ｘ線照射方向の厚さ等が異なる以外は第２のグリッド１４とほぼ同様の構成であるため、詳しい説明は省略する。
【００２６】
図２（Ａ）は、第２のグリッド１４をＸ線画像検出器１５の側から見た平面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面を表している。第２のグリッド１４は、例えばシリコン等のＸ線透過性を有する材質で形成されたＸ線透過性基板２１と、ｙ方向に延伸されかつｘ方向に所定ピッチで配列された複数の溝２２と、この溝２２内に充填されたＸ線吸収材２３とからなり、Ｘ線吸収部１９は、溝２２とＸ線吸収材２３とによって構成されている。
【００２７】
Ｘ線吸収部１９の幅Ｗ２及びピッチＰ２は、線源グリッド１２と第１のグリッド１３との間の距離、第１のグリッド１３と第２のグリッド１４との距離、及び第１のグリッド１３のＸ線吸収部１８のピッチ等によって決まるが、幅Ｗ２はおよそ２〜２０μｍ、ピッチＰ２は４〜４０μｍ程度である。また、Ｘ線吸収部１９のＸ方向の厚みＴ２は、高いＸ線吸収性を得るためには厚いほどよいが、Ｘ線源１１から放射されるコーンビーム状のＸ線のケラレを考慮して、例えば１００μｍ程度となっている。本実施形態では、例えば、幅Ｗ２が２．５μｍ、ピッチＰ２が５μｍ、厚みＴ２が１００μｍとなっている。
【００２８】
Ｘ線透過性基板２１の各溝２２を隔てている複数の隔壁２５は、Ｘ線透過部として機能する。また、溝２２内には、隣接する隔壁２５同士を連結して補強するブリッジ部２６が設けられている。ブリッジ部２６の幅は、隔壁２５の幅と同じかまたは大きいことが好ましい。また、ブリッジ部２６のｙ方向の配列ピッチは、短すぎるとブリッジ部２６の個数が多くなってＸ線吸収部１９のＸ線吸収能が低下するので、例えば溝２２の幅Ｗ２の５倍以上であることが好ましい。ブリッジ部２６の配置は、図２（Ａ）に示すようにｙ方向において千鳥状に配置してもよいし、ｙ方向に平行な直線状、ｙ方向に対して斜め、あるいはランダムに配置してもよい。なお、ブリッジ部２６によるＸ線吸収能の低下を考慮する場合は、ブリッジ部２６はランダムに配置されているのが好ましい。また、ブリッジ部２６を溝２２の上部から底面まで設けているが、溝２２の上部、中間、底部のいずれかにのみ設けてもよい。溝２２の形成後に、別部材で隔壁２５の上面を連結してブリッジ部として機能させてもよい。
【００２９】
Ｘ線吸収材２３は、Ｘ線吸収性に優れる複数種類の金属を含有しており、例えば、金コロイド粒子から構成されている。金コロイド粒子は、溶液中に分散された金コロイド溶液の状態で溝２２内に充填され、金属コロイド溶液が加熱して乾燥されることにより、溝２２内に残留してＸ線吸収部１９を構成している。金コロイド溶液は、金コロイド粒子の他、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）等のＸ線吸収性を有する複数の金属を含んでおり、これらも金コロイド粒子とともに溝２２内に残存するので、Ｘ線吸収部１９のＸ線吸収性が向上する。また、金コロイド粒子は、粒子同士の結合が金メッキ等に比べて弱いので、応力が低い。そのため、第２のグリッド１４に何らかの外力が加えられた場合、その外力が金属コロイド粒子によって吸収されるので破損しにくくなる。また、金コロイド粒子を用いたグリッドは、湾曲させやすいという特性も得ることができるので、収束構造のグリッドを容易に得ることができる。更に、金コロイド粒子は、拡散しにくい性質を有している。Ｘ線吸収部１９の金がＸ線透過性基板２１に拡散すると、Ｘ線吸収部１９のＸ線吸収能と、Ｘ線透過性基板２１のＸ線透過性とが低下してグリッド１４の性能が劣化するが、金コロイド粒子ではこのような劣化は発生しにくくなる。
【００３０】
次に、第２のグリッド１４を例にして、本発明の放射線画像撮影用グリッドの製造方法について説明する。なお、線源グリッド１２及び第１のグリッド１３も同様の製造方法により製造されるため、詳しい説明は省略する。
【００３１】
図３（Ａ）に示すように、第２のグリッド１４を製造する最初の工程では、シリコン製のＸ線透過性基板２１の上面に、一般的なフォトリソグラフィ技術を用いてエッチングマスク２８が形成される。エッチングマスク２８は、紙面方向に直線状に延伸され、かつ左右方向に所定ピッチで周期的に配列された縞模様のパターンと、ブリッジ部２６を形成するために縞模様の間を連結するパターンとを有する。
【００３２】
図３（Ｂ）に示すように、次の工程では、エッチングマスク２８を用いたドライエッチングにより、Ｘ線透過性基板２１に複数の溝２２が形成される。溝２２は、例えば、幅が数μｍ、深さ１００μｍ程度の高いアスペクト比を必要とするため、溝２２を形成するドライエッチングには、例えば、ボッシュプロセス、クライオプロセス等が用いられる。なお、シリコン基板に代えて感光性レジストを使用し、シンクロトロン放射光で露光して溝を形成してもよい。図４は、複数の溝２２及びブリッジ部２６が形成されたＸ線透過性基板２１の平面図である。
【００３３】
図３（Ｃ）に示すように、次の工程では、Ｘ線透過性基板２１の溝２２にＸ線吸収材２３が埋め込まれ、Ｘ線吸収部１９が形成される。図５に示すように、溝２２に対するＸ線吸収材２３の埋め込みは、Ｘ線透過性基板２１の溝２２が形成されている面に対する金コロイド溶液の塗布と、金コロイド溶液の乾燥との繰り返しにより行なわれる。使用される金コロイド溶液は、任意の均質な媒体中に１０〜１，０００Å程度の金コロイド粒子が分散しているものであって、金の含有量が例えば５０質量％程度、粘度が１ＰａＳ以下であることが好ましい。また、金コロイド溶液に代えて、プラチナのコロイド溶液を用いてもよいし、金とプラチナ等、複数のＸ線吸収性に優れる金属を混合したコロイド溶液を用いてもよい。
【００３４】
図５（Ａ）に示すように、金コロイド溶液３０は、インクジェットヘッド、スプレー、ディスペンサ等の微小な液摘を滴下することができる手段によって、Ｘ線透過性基板２１に塗布される。インクジェットヘッドまたはディスペンサを用いる場合には、図４に示すように、Ｘ線透過性基板２１に滴下される金コロイド溶液３０の滴下サイズＤは、例えば１０〜５０μｍであり、図６に示すように、Ｘ線透過性基板２１を溝２２の配列方向において複数に分割した各領域Ｓ１〜Ｓｎに対し、１領域ずつ塗布される。Ｘ線透過性基板２１上に塗布された金コロイド溶液３０は、毛細管現象によって溝２２内に入り込む。金コロイド溶液３０の塗布量は、金コロイド溶液３０が溝２２から溢れない量となっている。なお、溝２２に金コロイド溶液３０が流れ込みやすくするため、溝２２が形成された後のＸ線透過性基板２１に、濡れ性を向上させる処理、例えばプライマー処理またはＵＶ洗浄、もしくはプラズマ洗浄等を行なってもよい。なお、金コロイド溶液の塗布にスプレーを用いる場合には、全領域を一括で行なってもよい。
【００３５】
図５（Ｂ）に示すように、Ｘ線透過性基板２１への金コロイド溶液３０の塗布後、Ｘ線透過性基板２１の塗布部分が例えば３０°ｃ程度まで加熱され、溝２２内の金コロイド溶液３０が乾燥される。これにより、溝２２内には金コロイド粒子のみが残留される。Ｘ線透過性基板２１の加熱は、例えば、金コロイド溶液３０が塗布された領域Ｓ１〜Ｓｎの下面からレーザ光を照射することにより行なわれる。なお、Ｘ線透過性基板２１に塗布された金コロイド溶液３０が溝２２の底面まで流れ込むまでにある程度の時間がかかるので、Ｘ線透過性基板２１の加熱は、金コロイド溶液３０の塗布後、所定時間をおいてから行なうのが好ましい。
【００３６】
図５（Ｂ）に示すように、金コロイド溶液３０の加熱、乾燥により、溶液がガスになって蒸発するため、溝２２内に残留する金コロイド粒子は、充填時の金コロイド溶液３０よりも減少する。そのため、同図（Ｄ）に示すように、溝２２内が金コロイド粒子によって一杯になるまで、同図（Ｃ）の金コロイド溶液３０の追加塗布と、同図（Ｂ）の追加塗布分の加熱、乾燥とが繰り返される。なお、金コロイド溶液３０の追加塗布及び加熱、乾燥が繰り返される回数は、金コロイド粒子の含有量、１回の金コロイド溶液３０の塗布により溝２２内に充填される充填量によって異なるが、金コロイド粒子の含有率が５０質量％の金コロイド溶液３０を１０〜５０μｍの滴下サイズで塗布した場合で、２〜３回程度となる。
【００３７】
溝２２内に金コロイド溶液３０を充填して乾燥させる際に、図７に示すように、Ｘ線透過性基板２１の隔壁２５が倒れてくっついてしまうスティッキングが発生することがある。スティッキングは、金コロイド粒子の含有率が比較的低い金コロイド溶液３０を乾燥させる際に、溶液の持つ表面張力によって隔壁２５が引っ張られることにより発生する。スティッキングが発生すると、Ｘ線吸収部１９のピッチが不規則になり、Ｘ線吸収能にもバラツキが生じるため、グリッドとしての性能が低下する。しかしながら、本実施形態では、隔壁２５の間にブリッジ部２６を設けているので、スティッキングの発生を防止することができる。
【００３８】
また、溝２２に金コロイド溶液３０を充填するスループットを向上させる場合、図８に示すように、溝２２からＸ線透過性基板２１の上面まで溢れるように金コロイド溶液３０を塗布して加熱、乾燥させることも考えられる。しかし、金コロイド溶液３０の加熱、乾燥時に発生したガスが溝２２内に閉じ込められてしまい、金コロイド粒子内の隙間であるボイドや、溝２２の側壁に沿って金コロイド粒子の隙間が生じるシム等の充填欠陥が発生することがある。ボイドが発生するとそのＸ線吸収部１９のＸ線吸収能が低下し、シムが発生するとＸ線吸収部１９のピッチが不規則になるため、グリッドとしての性能が低下する。しかしながら、本実施形態では、金コロイド溶液３０を少量ずつ複数回に分けて充填しているため、ボイドやシムの発生を防止することができる。
【００３９】
次に、Ｘ線画像撮影システムの作用について説明する。Ｘ線源１１から放射されたＸ線は、線源グリッド１２のＸ線吸収部１７によって部分的に遮蔽されることにより、ｘ方向に関する実効的な焦点サイズが縮小され、ｘ方向に多数の線光源（分散光源）が形成される。線源グリッド１２により形成された多数の線光源のＸ線は、被検体Ｈを通過することにより位相差が生じ、このＸ線が第１のグリッド１３を通過することにより、被検体Ｈの屈折率と透過光路長とから決定される被検体Ｈの透過位相情報を反映した縞画像が形成される。各線光源の縞画像は、第２のグリッド１４に投影され、第２のグリッド１４位置で一致する（重なり合う）ので、Ｘ線強度を低下させずに、位相コントラスト画像の画質を向上させることができる。
【００４０】
縞画像は、第２のグリッド１４により強度変調され、例えば、縞走査法により検出される。縞走査法とは、第１のグリッド１３に対し第２のグリッド１４を、Ｘ線焦点を中心としてグリッド面に沿った方向にグリッドピッチを等分割（例えば、５分割）した走査ピッチでｘ方向に並進移動させながら、Ｘ線源１１から被検体ＨにＸ線を照射して複数回の撮影を行なってＸ線画像検出器１５により検出し、Ｘ線画像検出器１５の各画素の画素データの位相のズレ量（被検体Ｈがある場合とない場合とでの位相のズレ量）から位相微分像（被検体で屈折したＸ線の角度分布に対応）を取得する方法である。この位相微分像を上記の縞走査方向に沿って積分することにより、被検体Ｈの位相コントラスト画像を得ることができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態のグリッドのＸ線吸収部は、金コロイド粒子を用いているので、金の他にビスマス等のＸ線吸収性に優れた複数の金属を含有しており、高いＸ線吸収性を得ることができる。また、Ｘ線吸収材２３として、応力の低い金コロイド粒子を用いているので、外力により破損しにくく、湾曲させやすいという特性を得ることができる。更に、本実施形態のグリッドの製造方法は、メッキ等によってＸ線吸収材２３を溝２２内に埋め込む場合に比べ、短時間で行なうことができ、ローコストである。また、メッキでは電極となるシーズ層を溝の底部に設けなければならないため、構造が複雑になるが、本実施形態ではシーズ層が必要ないため、構造が簡略化できる。更に、スティッキング、ボイド、シム等のＸ線吸収材２３の充填不良も適切に防止することができるので、高性能なグリッドを得ることができる。
【００４２】
上記実施形態では、第２のグリッド１４を例にして構造、製造方法、効果等を説明したが、線源グリッド１２及び第１のグリッド１３にも同様に適用可能である。線源グリッド１２及び第１のグリッド１３のＸ線吸収部は、第２のグリッド１４よりもアスペクト比が低いので、第２のグリッド１４の場合よりも、金コロイド溶液の充填回数を少なくすることができる。なお、金コロイド粒子は熱に弱いので、線源グリッド１２がＸ線の照射により高温になる場合には、本実施形態のグリッドを線源グリッド１２に用いないほうが好ましい。
【００４３】
金コロイド溶液３０の塗布により、高いアスペクト比を有する溝２２内にＸ線吸収材２３を十分に充填するには、図９（Ａ）に示すように、Ｘ線透過性基板２１の上面までＸ線吸収材２３を積層しなければならない。しかし、Ｘ線透過部として機能する隔壁２５の上にＸ線吸収材２３が積層されると、グリッドとしての機能が低下してしまう。このような場合には、同図（Ｂ）に示すように、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等を用いてＸ線透過性基板２１上に積層されたＸ線吸収材２３を除去するのが好ましい。
【００４４】
また、図１０（Ａ）に示すように、Ｘ線透過性基板２１の上面に、金コロイド溶液３０に対する撥液性を有するテフロン（登録商標）等の撥液性膜３５を予め設けておいてもよい。これによれば、撥液性膜３５が金コロイド溶液３０をはじくため、Ｘ線透過性基板２１の上面にＸ線吸収材２３が積層されることはないので、グリッドの性能が低下することはない。撥液性膜３５は、Ｘ線吸収部１９の形成後に除去してもよいし、そのまま残しておいてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、複数回の金コロイド溶液３０の塗布において、同じ金コロイド溶液３０を用いているが、例えば、塗布回数に応じて異なる金コロイド溶液を用いてもよい。例えば、１回目の金コロイド溶液３０の塗布では、溝２２の底まで金コロイド溶液３０が流れ込みやすくするため、粘度の低い金コロイド溶液を用いてもよい。粘度の低い金コロイド溶液としては、例えば、金コロイド粒子径の小さな金コロイド溶液、もしくは金コロイド粒子の含有量が低い金コロイド溶液等である。また、２回目以降の金コロイド溶液の塗布では、加熱、乾燥による金コロイド溶液の減少量を少なくしてスループットを向上させるため、金コロイド粒子の含有量が高い金コロイド溶液を用いてもよい。また、粘度、粒子径、含有量が異なる金コロイド溶液を交互に塗布してもよいし、異なる種類の金属コロイド溶液を交互に塗布してもよい。
【００４６】
図１１に示すように、Ｘ線吸収部１９の形成後に、Ｘ線透過性基板２１の底面をＣＭＰ等により研磨して薄層化してもよい。また、図１２に示すように、Ｘ線吸収部１９の形成後に、Ｘ線吸収部１９の間のＸ線透過性基板２１をエッチング等により除去してもよい。これらによれば、グリッドのＸ線透過性を向上させることができる。
【００４７】
本発明により製造可能なグリッドのサイズが小さい場合は、図１３に示すように、サイズの小さな小グリッド３７を複数枚配列させ、大きな面積のグリッド３８を構成してもよい。また、図１４のＸ線画像撮影システム４０に示すように、Ｘ線吸収部の延伸方向に沿って凹状に湾曲され、コーンビーム状のＸ線のケラレを小さくした収束構造の線源グリッド４１、第１のグリッド４２及び第２のグリッド４３に、本発明のグリッドを適用してもよい。本発明のグリッドは、Ｘ線吸収材２３に応力が低い金コロイド粒子を用いているので、湾曲させやすく、湾曲による破損も発生しにくい。
【００４８】
更に、上記実施形態では、毛細管現象を用いて金コロイド溶液３０を溝２２内に充填しているが、溝２２の幅程度の液滴を吐出可能なインクジェットヘッドがあれば、溝２２内に直接、金コロイド溶液３０を滴下してもよい。
【００４９】
Ｘ線吸収材２３として用いるコロイド粒子は、金等の金属コロイド粒子に限定されず、金属以外のコロイド粒子を用いてもよい。例えば、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ、ＣｓＩ、Ｂｉ２ＭＯ２０（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９，ＺｎＴｅ、ＰｂＯ、Ｈｇｉ、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＢｉＩ３、ＣｄＴｅ等、放射線吸収性を有する無機材料からなるコロイド粒子を用いても、同様の効果を得ることができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、第１及び第２のグリッド１３，１４を通過したＸ線を線形的に投影するように構成しているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、グリッドによりＸ線を回折させることにより、いわゆるタルボ干渉効果を生じさせる構成（特許第４４４５３９７号公報、「C.David, et al, Applied Physics Letters, Vol.81, No.17, 2002年10月, 3287頁」等の論文に記載の構成）としてもよい。ただし、この場合には、第１及び第２のグリッド１３，１４の間の距離をタルボ干渉距離に設定する必要がある。また、この場合には、第１のグリッド１３に、位相型グリッドを用いることが可能であり、第１のグリッド１３に代えて用いた位相型グリッドは、タルボ干渉効果により生じる縞画像（自己像）を、第２のグリッド１４に射影する。また、Ｘ線に代えてレーザ光を利用してもよい（「Hector Canabal, et al., Applied Optics, Vol.37, No.26, 1998年9月, 6227頁」等の論文に記載の構成）。
【００５１】
上記実施形態は、放射線としてＸ線を例に説明したが、α線、β線、γ線、電子線、紫外線などの放射線に用いるグリッドにも適用可能である。また、本発明は、放射線が被検体を透過する際に、被検体によって散乱された放射線を除去する散乱線除去用グリッドにも適用可能である。更に、上記各実施形態は、矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することも可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  Ｘ線画像撮影システム
１１  Ｘ線源
１２  線源グリッド
１３  第１のグリッド
１４  第２のグリッド
１５  Ｘ線画像検出器
１７、１８、１９  Ｘ線吸収部
２１  Ｘ線透過性基板
２２  溝
２３  Ｘ線吸収材
２５  隔壁
２６  ブリッジ部
３０  金コロイド溶液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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