JP2018128579A - 回折格子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大面積化を図りつつ、Ｘ線画像におけるモアレの形状の差異に伴う画質の劣化を抑制することが可能な回折格子の製造方法を提供する。【解決手段】この吸収格子Ｇ２（回折格子）の製造方法は、複数の単位吸収格子２０に投影された位相格子Ｇ１の自己像３０と複数の単位吸収格子２０とによりモアレ４０を生成させる工程と、生成されたモアレ３０の形状に基づいて、複数の単位吸収格子２０のうちの少なくとも１つを、複数の単位吸収格子２０のうちの他の少なくとも１つに対して相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程とを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、回折格子の製造方法に関する。

従来、Ｘ線撮像装置に備えられる回折格子が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、Ｘ線を発生するＸ線源と、Ｘ線源から発生したＸ線を回折する第１格子と、第１格子で回折したＸ線をさらに回折してモアレパターンを発生する第２格子と、第２格子で発生させたモアレパターンを検出するＸ線画像検出器とを備えた、Ｘ線撮像装置が開示されている。上記特許文献１のＸ線撮像装置は、被写体を、Ｘ線源と第１格子との間、または、第１格子と第２格子との間に配置した状態で、被写体をＸ線撮影した場合のモアレパターンと、被写体を配置しない状態で撮影した場合のモアレパターンとから、被写体を通過したことにより生じるＸ線の位相ずれを画像化したＸ線位相コントラスト画像を含むＸ線画像を生成するように構成されている。

上記特許文献１のようなＸ線撮像装置では、一度に撮影できる視野範囲を大きくするために、Ｘ線画像検出器の上流でかつ近傍に配置される第２格子の面積を大きくしてモアレパターンを広範囲に形成することによって、撮像範囲を大きくしたいというニーズがある。そこで、撮像面積を大面積化する方法として、複数の回折格子（単位回折格子）を共通の基板に固定して、大面積化を図る方法が考えられる。

国際公開第２００９／１０４５６０号

ここで、上記特許文献１のようなＸ線撮像装置では、共通の基板に複数の回折格子（単位回折格子）が配置されるように第２格子を構成した場合、第１格子で回折したＸ線を第２格子でさらに回折することによってモアレパターンが生成されている。しかしながら、上記特許文献１のようなＸ線撮像装置では、第２格子における複数の回折格子の格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整されていない場合、回折格子毎にモアレパターンが異なることに起因して、Ｘ線画像に歪みが生じるなど画質の劣化が生じてしまうという問題点があると考えられる。

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、大面積化を図りつつ、Ｘ線画像におけるモアレの形状の差異に伴う画質の劣化を抑制することが可能な回折格子の製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における回折格子の製造方法は、複数の単位回折格子に投影された周期的なパターンと複数の単位回折格子とによりモアレを生成させる工程と、生成されたモアレの形状に基づいて、複数の単位回折格子のうちの少なくとも１つを、複数の単位回折格子のうちの他の少なくとも１つに対して相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程とを備える。

この発明の一の局面による回折格子の製造方法では、上記のように、生成されたモアレの形状に基づいて、複数の単位回折格子のうちの少なくとも１つを、複数の単位回折格子のうちの他の少なくとも１つに対して相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程を備えるように構成する。この工程により、複数の単位回折格子のうちの少なくとも２つが、モアレの形状が略等しくなるように配置された回折格子を製造することができる。その結果、モアレの形状の差異による画質の劣化を避けながら、回折格子の大面積化を図ることができる。また、マイクロスコープおよびマーカーを用いて複数の単位回折格子の格子の延びる方向の調整を直接的に行う場合と異なり、実際に形成されたモアレの形状に基づいて複数の単位回折格子の格子の延びる方向の調整を行うことができる。これにより、複数の単位回折格子の格子の延びる方向にズレが生じるのを確実に抑制することができる。

上記複数の単位回折格子のうちの少なくとも１つを相対的に回転させる工程を備える回折格子の製造方法において、好ましくは、複数の単位回折格子は、第１単位回折格子および第２単位回折格子を含み、複数の単位回折格子のうちの少なくとも１つを相対的に回転させる工程は、第１単位回折格子と周期的なパターンとにより生成される第１モアレの周期と、第２単位回折格子と周期的なパターンとにより生成される第２モアレの周期とに基づいて、第１単位回折格子を、第２単位回折格子に対して相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程を含む。このように構成すれば、第１単位回折格子の格子の周期および第２単位回折格子の格子の周期よりもそれぞれ大きい第１モアレの周期および第２モアレの周期に基づいて、第１単位回折格子および第２単位回折格子の格子の延びる方向を調整することにより、容易に第１単位回折格子および第２単位回折格子の格子の延びる方向を揃えられた状態にすることができる。

上記第１単位回折格子を第２単位回折格子に対して相対的に回転させる工程を含む回折格子の製造方法において、好ましくは、第１単位回折格子を基板に対して固定する工程をさらに備え、第１単位回折格子を第２単位回折格子に対して相対的に回転させる工程は、基板および基板に固定された第１単位回折格子に対して、第２単位回折格子を、相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程を含み、第１単位回折格子に対して、第２単位回折格子を、相対的に回転させることにより格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程の後、第２単位回折格子を、基板に対して固定する工程をさらに備える。このように構成すれば、第１単位回折格子を第２単位回折格子に対して相対的に回転させる工程の前に、第１単位回折格子が基板に固定されているので、第１単位回折格子を第２単位回折格子に対して相対的に回転させたとしても、第１単位回折格子の基板に対する位置が変化しない。その結果、第１単位回折格子および第２単位回折格子の格子の延びる方向がズレてしまうのを抑制することができる。また、第１単位回折格子および第２単位回折格子の格子の延びる方向が揃えられた状態にされた後、第２単位回折格子が基板に固定されるので、第１単位回折格子および第２単位回折格子の格子の延びる方向が揃えられた状態の回折格子を確実に製造することができる。

上記第１単位回折格子に対して、第２単位回折格子を基板に対して固定する工程をさらに備える回折格子の製造方法において、好ましくは、基板に固定された第１単位回折格子に対して第２単位回折格子を相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程は、基板および第１単位回折格子を固定した状態で、第２単位回折格子を回転させる工程を含む。このように構成すれば、第１単位回折格子が固定された基板を基準として、固定されていない第２単位回折格子だけを回転させればよいので、基板と第２単位回折格子とを相対的に回転させる工程を容易に行うことができる。

上記第１単位回折格子に対して、第２単位回折格子を基板に対して固定する工程をさらに備える回折格子の製造方法において、好ましくは、基板に固定された第１単位回折格子に対して第２単位回折格子を相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程は、第２単位回折格子を固定した状態で、基板および第１単位回折格子を回転させる工程を含む。このように構成すれば、第２単位回折格子を基準として、基板を回転させればよいので、第２単位回折格子を保持した状態で、基板を第２単位回折格子に対して回転させることにより、基板と第２単位回折格子とを相対的に回転させる工程を容易に行うことができる。また、モアレの形状を変化させるために回折格子が格子面内において回転可能に構成されている装置を本発明のＸ線位相イメージング装置に用いた場合には、基板を格子面内において回転可能とすることができる。これにより、Ｘ線位相イメージング装置を用いることによって、第２単位回折格子を保持した状態で、基板および基板に固定された第１単位回折格子を別個に回転機構を設けることなく回転させることができる。

上記第１単位回折格子に対して、第２単位回折格子を基板に対して固定する工程をさらに備える回折格子の製造方法において、好ましくは、複数の回折格子は、第１単位回折格子および第２単位回折格子以外の第３単位回折格子をさらに含み、第２単位回折格子を基板に対して固定する工程の後、基板に固定された第１単位回折格子または第２単位回折格子に対して、第３単位回折格子を、相対的に回転させることにより格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程をさらに備え、第１単位回折格子または第２単位回折格子に対して、第３単位回折格子を、相対的に回転させることにより格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程の後、第３単位回折格子を、基板に対して固定する工程をさらに備える。このように構成すれば、これらの工程を繰り返すことにより、第１単位回折格子が固定された基板に対して、第１単位回折格子以外の複数の単位回折格子を順次格子の延びる方向が揃えられた状態で固定することができる。その結果、複数（３個以上）の単位回折格子の全てを格子の延びる方向が揃えられた状態にした回折格子を得ることができる。また、この工程において、第１単位回折格子を基準として第３単位回折格子を回転させることにより、第２単位回折格子を第１単位回折格子と格子の延びる方向が揃えられた状態にする工程において誤差が生じていたとしても、その誤差の影響を第３単位回折格子の格子の延びる方向に生じさせなくすることができる。その結果、第１単位回折格子以外の単位回折格子における格子の延びる方向のズレを、最大でも第１単位回折格子とのズレのみにすることができる。したがって、格子の延びる方向のズレが蓄積するのを抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、大面積化を図りつつ、Ｘ線画像におけるモアレパターンの形状の差異に伴う画質の劣化を抑制することが可能な回折格子の製造方法を提供することができる。

本発明の第１および第２実施形態による吸収格子が備えられるＸ線位相イメージング装置の全体構成を示す模式図である。 複数の単位吸収格子の格子の延びる方向が揃えて配置された吸収格子を説明するための図である。 吸収格子において複数の単位吸収格子の格子の延びる方向が揃えて配置された場合に生成されるモアレを説明するための図である。 複数の単位吸収格子の格子の延びる方向がズレて配置された吸収格子を説明するための図である。 吸収格子において複数の単位吸収格子の格子の延びる方向がズレて配置された場合に生成されるモアレを説明するための図である。 第１実施形態による吸収格子の製造工程において、基板および第１単位吸収格子に対して第２単位吸収格子を回転させる前の様子を示した図である。 第１実施形態による吸収格子の製造工程において、基板および第１単位吸収格子に対して第２単位吸収格子を回転させた後の様子を示した図である。 第１実施形態による吸収格子の製造工程において、基板、第１単位吸収格子および第２単位吸収格子に対して第３単位吸収格子を回転させる前の様子を示した図である。 第１実施形態による吸収格子の製造工程において、基板、第１単位吸収格子および第２単位吸収格子に対して第３単位吸収格子を回転させた後の様子を示した図である。 第２実施形態による吸収格子の製造工程において、第２単位吸収格子に対して基板および第１単位吸収格子を回転させる前の様子を示した図である。 第２実施形態による吸収格子の製造工程において、第２単位吸収格子に対して基板および第１単位吸収格子を回転させた後の様子を示した図である。

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。

［第１実施形態］
図１を参照して、本発明の第１実施形態による吸収格子Ｇ２が備えられるＸ線位相イメージング装置１００の構成について説明する。なお、吸収格子Ｇ２は、特許請求の範囲の「回折格子」の一例である。

（Ｘ線位相イメージング装置の構成）
図１に示すように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１と、位相格子Ｇ１と、吸収格子Ｇ２と、検出器２と、制御部３と、表示部５と、移動機構６と、を備えている。Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１と、位相格子Ｇ１と、吸収格子Ｇ２と、検出器２とが、Ｘ線の照射軸方向（光軸方向、Ｚ方向）に、この順に並んで配置されている。Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１と位相格子Ｇ１との間、または、位相格子Ｇ１と吸収格子Ｇ２との間に配置された図示しない被写体を撮像するための装置である。なお、本明細書において、Ｘ線の照射軸方向を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線源１は、高電圧が印加されることにより、Ｘ線を発生させるとともに、発生されたＸ線を微小焦点で照射するように構成されている。

位相格子Ｇ１は、通過するＸ線の位相を変化させる回折格子である。位相格子Ｇ１は、Ｘ方向に所定の周期（格子ピッチ）ｄ１で配列されるスリットＧ１ａおよびＸ線吸収部Ｇ１ｂを有している。各スリットＧ１ａおよびＸ線吸収部Ｇ１ｂは、Ｙ方向に延びるように形成されている。

位相格子Ｇ１は、Ｘ線源１と、吸収格子Ｇ２との間に配置されており、Ｘ線が照射される。位相格子Ｇ１は、タルボ効果により、自己像３０（図３参照）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３０）が形成される。これをタルボ効果という。自己像３０は、Ｘ線の干渉によって生じる干渉縞である。なお、自己像３０は、特許請求の範囲の「周期的なパターン」の一例である。

吸収格子Ｇ２は、Ｘ方向に所定の周期（格子ピッチ）ｄ２で配列される複数のＸ線低吸収部Ｇ２ａおよびＸ線高吸収部Ｇ２ｂを有する複数の単位吸収格子２０（図２参照）を有している。各Ｘ線低吸収部Ｇ２ａおよびＸ線高吸収部Ｇ２ｂは、Ｙ方向に延びるように形成されている。なお、Ｘ線低吸収部Ｇ２ａは、図面上では、単位吸収格子２０のスリットとしてのように示している。なお、単位吸収格子２０は、特許請求の範囲の「単位回折格子」の一例である。

吸収格子Ｇ２は、位相格子Ｇ１と検出器２との間に配置されており、位相格子Ｇ１を通過したＸ線が照射される。吸収格子Ｇ２は、位相格子Ｇ１からタルボ距離だけ離れた位置に配置される。これにより、吸収格子Ｇ２の（Ｚ方向の）下流側には、位相格子Ｇ１の自己像３０と吸収格子Ｇ２とが重ね合わされて、吸収格子Ｇ２の周期ｄ２よりも大きい周期ｄ４を有する干渉縞であるモアレ４０（図３参照）が生成される。

検出器２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２は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。検出器２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。検出器２の検出信号は、制御部３が備える画像処理部４へと送られる。

制御部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されたコンピュータである。制御部３は、モアレ４０を画像化したモアレ画像を含むＸ線画像を生成可能な画像処理部４を備えている。また、制御部３は、移動機構６を用いて、位相格子Ｇ１および吸収格子Ｇ２をＸ方向およびＹ方向の面（ＸＹ平面）において所定の角度だけ回転させることが可能に構成されている。

画像処理部４は、検出器２から送られた検出信号に基づいて、モアレ４０を画像化したモアレ画像を生成するように構成されている。そして、画像処理部４は、吸収格子Ｇ２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、各画像の位相ずれに基づく再構成画像（Ｘ線位相イメージ）などのＸ線画像を生成できるように構成されている。

表示部５は、たとえば、液晶ディスプレイとして構成されている。そして、表示部５は、画像処理部４により生成されたモアレ画像およびモアレ画像から再構成されたＸ線画像を表示できるように構成されている。

移動機構６は、位相格子Ｇ１および吸収格子Ｇ２を保持する格子保持部（図示せず）を介して、制御部３より送られる信号に基づいて、保持した位相格子Ｇ１および吸収格子Ｇ２を、ＸＹ平面において所定の角度だけ回転させることが可能に構成されている。移動機構６は、たとえば、ステッピングモータやピエゾアクチュエータを用いた電動位置決め機構である。これにより、位相格子Ｇ１および吸収格子Ｇ２の相対角度を容易に変化させることができる。

（吸収格子の構成）
次に、図２〜図５を参照して、吸収格子Ｇ２の構成について詳細に説明する。

吸収格子Ｇ２は、矩形状の基板１０と、基板１０の表面に所定の間隔を隔てて配置された複数の単位吸収格子２０とで構成されている。たとえば、図２に示すように、吸収格子Ｇ２では、矩形状の第１単位吸収格子２１、第２単位吸収格子２２、第３単位吸収格子２３および第４単位吸収格子２４の４つの単位吸収格子２０が基板１０の一方表面に互いに重なり合わないように並べて配置されている。なお、第１単位吸収格子２１、第２単位吸収格子２２、第３単位吸収格子２３は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１単位回折格子」、「第２単位吸収格子」および「第３単位吸収格子」の一例である。

基板１０は、樹脂などのＸ線低吸収体で作成されている。また、単位吸収格子２０は、シリコンや樹脂などで作成されたＸ線低吸収部Ｇ２ａと、金などの重金属により作成されたＸ線高吸収部Ｇ２ｂとが、Ｘ方向に交互に並ぶように配列されている。また、Ｘ線低吸収部Ｇ２ａおよびＸ線高吸収部Ｇ２ｂは、Ｘ方向に所定の周期（格子ピッチ）ｄ２で配列されるとともに、Ｙ方向に略平行に延びるように配列されている。

図２に示した、吸収格子Ｇ２においては、Ｘ線低吸収部Ｇ２ａおよびＸ線高吸収部Ｇ２ｂが略平行となるように、第１単位吸収格子２１、第２単位吸収格子２２、第３単位吸収格子２３および第４単位吸収格子２４が基板１０上に配置されている。すなわち、吸収格子Ｇ２において、格子の延びる方向が揃うように、複数の単位吸収格子２０が配置されている。たとえば、図２および図３では、第１単位吸収格子２１、第２単位吸収格子２２、第３単位吸収格子２３および第４単位吸収格子２４の格子の延びる方向が全てＹ方向で揃うように複数の単位吸収格子２０が配置されている。

複数の単位吸収格子２０は、基板１０上に並べて配置された後、基板１０に接合されることにより吸収格子Ｇ２を構成した状態で、Ｘ線位相イメージング装置１００の所定位置に配置される。複数の単位吸収格子２０と基板１０との接合は、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。

図２に示したような、複数の単位吸収格子２０が格子の延びる方向が揃うように配置された状態の吸収格子Ｇ２を用いて、モアレ４０を生成すると、図３に示すような、周期ｄ２よりも大きい周期ｄ４を有するモアレ４０が生成される。具体的には、Ｘ線源１からＸ線を照射すると、Ｘ線が照射された周期ｄ１を有する位相格子Ｇ１は、位相格子Ｇ１から（Ｚ方向の）下流側のタルボ距離の位置（図１において、吸収格子Ｇ２が配置される位置）において、周期ｄ３を有する自己像３０を形成する。この自己像３０と、自己像３０が形成される位置に配置され周期ｄ２を有する吸収格子Ｇ２とが重ね合わされることにより、吸収格子Ｇ２の下流側には、周期ｄ４を有する干渉縞であるモアレ４０が生成される。このモアレ４０は、Ｘ線の信号強度の違いを示している。図３に示すように、モアレ４０は、周期ｄ２よりも大きな周期ｄ４を有するので、極めて小さな検出素子を有する検出器でなくても、Ｘ線の信号強度の大小を検出し易くなっている。そして、このモアレ４０に基づいて、各画像の位相ずれに基づく再構成画像などのＸ線画像が生成される。

ところが、吸収格子Ｇ２を備えたＸ線位相イメージング装置１００を実際に使用してみると、図４に示すように、複数の単位吸収格子２０が、格子の延びる方向がズレて配置された状態となっていることがある。その要因として、複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する場合において、マイクロスコープおよびマーカーを用いて、直接的に格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整すると、単位吸収格子２０の周期ｄ２が極めて小さいため、精度よく調整できないためと考えられる。そして、図４に示したような、複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向がズレて配置された状態の吸収格子Ｇ２を用いると、図５に示すような、自己像３０と各々の単位吸収格子２０とにより、単位吸収格子２０毎に形状の異なるモアレ４０が生成される。具体的には、自己像３０と第１単位吸収格子２１とにより周期ｄ４１の第１モアレ４１が生成され、自己像３０と第２単位吸収格子２２とにより周期ｄ４２の第２モアレ４２が生成され、自己像３０と第３単位吸収格子２３とにより周期ｄ４３の第３モアレ４３が生成され、自己像３０と第４単位吸収格子２４とにより周期ｄ４４の第４モアレ４４が生成される。図４に示したように、複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向（Ｘ方向）のズレは僅かであるが、図５に示したように、第１モアレ４１、第２モアレ４２、第３モアレ４３および第４モアレ４４、それぞれの周期ｄ４１、ｄ４２、ｄ４３およびｄ４４は大きく異なっている。このように、吸収格子Ｇ２において、複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向が揃えられた状態となるように格子の延びる方向を調整することは容易ではなく、生成されるモアレ４０の形状は部分毎に大きな差異を伴い易い。この結果、モアレ４０を画像化したモアレ画像およびモアレ４０に基づいて生成されるＸ線画像における画質の低下を招いてしまう。そこで、後述する本発明の第１実施形態の吸収格子Ｇ２の製造方法では、モアレ画像４０およびＸ線画像における画質の低下を抑制するために、複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向が揃えられた状態となるように吸収格子Ｇ２を調整するように構成した。

（吸収格子の製造方法）
次に、図１、図２および図６〜図９を参照して、第１実施形態の吸収格子Ｇ２の製造方法を説明する。なお、この製造方法は、図１に示すＸ線位相イメージング装置１００を用いて複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整することが可能である。

まず、第１単位吸収格子２１を基板１０の一方表面における適当な位置（図６では、基板１０の左上部）に配置し、第１単位吸収格子２１が配置された基板１０を、位相格子Ｇ１から（Ｚ方向の）下流側のタルボ距離（図１において、吸収格子Ｇ２が配置される位置）に配置して、Ｘ線源１によりＸ線を照射してモアレ４０を生成させる。そして、第１単位吸収格子２１を基板１０に接合（固定）した後、図６に示すように、第２単位吸収格子２２を、基板１０において、第１単位吸収格子２１の近傍の位置（図６では、第１単位吸収格子２１の右側）に適当な間隔を隔てて配置した状態で、Ｘ線源１によりＸ線を照射してモアレ４０を生成させる。

図６に示すように、第１単位吸収格子２１と第２単位吸収格子２２とは格子の延びる方向がズレているため、自己像３０と第１単位吸収格子２１により生成された第１モアレ４１の周期ｄ４１は、自己像３０と第２単位吸収格子２２とにより生成された第２モアレ４２の周期ｄ４２と大きく異なっている。そこで、第１モアレ４１の周期ｄ４１と第２モアレ４２の周期ｄ４２とが略等しくなるように、基板１０および基板１０に接合（固定）された第１単位吸収格子２１に対して、図示しない回転機構を用いて第２単位吸収格子２２を回転させる。すなわち、複数の単位吸収格子２０のうちの１つである第２単位吸収格子２２を、複数の単位吸収格子２０のうちの他の１つである第１単位吸収格子２１に対して相対的に回転させる。なお、図６における第１モアレ４１は、第１単位吸収格子２１を基板１０に接合（固定）した状態において生成されるモアレ４０ではなく、第１単位吸収格子２１を基板１０の一方表面における適当な位置に配置したとき（第１単位吸収格子２１を基板１０に接合する前）に生成されるモアレ４０である。これは、第１単位吸収格子２１を基板１０に接合する前後で、位相格子Ｇ１から第１単位吸収格子２１までの光学距離が僅かに変化することに起因して第１モアレ４１の形状が僅かに変化する可能性があるからである。以下の説明では、複数の単位吸収格子２０により生成されるモアレ４０同士を比較する場合は、それぞれの単位吸収格子２０を基板１０に接合する前に撮影したそれぞれのモアレ４０が用いられるものとする。

図７に示すように、第１モアレ４１の周期ｄ４１と第２モアレ４２の周期ｄ４２とが略等しくされた状態では、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２は格子の延びる方向が揃えられた状態となる。これは、第１モアレ４１の周期ｄ４１および第２モアレ４２の周期ｄ４２が、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の周期ｄ２よりも大きいため、第１モアレ４１と第２モアレ４２とを用いて調整すると、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の格子の延びる方向を精度よく調整可能なためである。

第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の格子の延びる方向が揃えられた状態にされた後、第２単位吸収格子２２を、基板１０に接合（固定）する。ここまでの工程で、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の格子の延びる方向が揃えられた状態の吸収格子Ｇ２を製造することができる。

次に、図８に示すように、第３単位吸収格子２３を、基板１０において、第１単位吸収格子２１の近傍の位置（図８では、第１単位吸収格子２１の下側）に適当な間隔を隔てて配置した状態で、Ｘ線源１によりＸ線を照射してモアレ４０を生成させる。

第１単位吸収格子２１と第３単位吸収格子２３とは格子の延びる方向がズレているため、自己像３０と第１単位吸収格子２１とにより生成された第１モアレ４１の周期ｄ４１は、自己像３０と第３単位吸収格子２３とにより生成された第３モアレ４３の周期ｄ４３と大きく異なっている。そこで、第１モアレ４１の周期ｄ４１と第３モアレ４３の周期ｄ４３とが略等しくなるように、基板１０および基板１０に接合（固定）された第１単位吸収格子２１に対して、図示しない回転機構を用いて第３単位吸収格子２３を回転させる。この際、第２単位吸収格子２２ではなく、第１単位吸収格子２１により生成された第１モアレ４１を基準として第３単位吸収格子を回転させることにより、第２単位吸収格子２２を第１単位吸収格子２１と格子の延びる方向が揃えられた状態にする工程において誤差が生じていたとしても、その誤差の影響を第３単位吸収格子２３の格子の延びる方向に生じさせなくすることができる。

第１単位吸収格子２１および第３単位吸収格子２３の格子の延びる方向が揃えられた状態にされた後、第３単位吸収格子２３を、基板１０に接合（固定）する。そして、第４単位吸収格子２４も、第３単位吸収格子２３と、同様の工程を繰り返すことにより、第１単位吸収格子２１、第２単位吸収格子２２、第３単位吸収格子２３および第４単位吸収格子２４の格子の延びる方向が揃えられた状態にすることができる。すなわち、図２に示すように、吸収格子Ｇ２に接合される全ての単位吸収格子２０を、格子の延びる方向が揃えられた状態にすることができる。

なお、第１実施形態では、単位吸収格子２０を同一の基板１０に対して接合するため、単位吸収格子２０同士が吸収格子Ｇ２の面（ＸＹ面）以外の方向にズレることはないものとした。

（第１実施形態の効果）
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。

第１実施形態の吸収格子Ｇ２の製造方法では、上記のように、生成されたモアレ４０の形状に基づいて、複数の単位吸収格子２０のうちの少なくとも１つを、複数の単位吸収格子２０のうちの他の少なくとも１つに対して相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程を備える。この工程により、複数の単位吸収格子２０のうちの少なくとも２つが、モアレ４０の形状が略等しくなるように配置された吸収格子Ｇ２を製造することができる。その結果、モアレ４０の形状の差異による画質の劣化を避けながら、吸収格子の大面積化を図ることができる。また、マイクロスコープおよびマーカーを用いて複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向の調整を直接的に行う場合と異なり、実際に形成されたモアレ４０の形状に基づいて複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向の調整を行うことができる。これにより、複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向にズレが生じるのを確実に抑制することができる。

また、第１実施形態の吸収格子Ｇ２の製造方法では、上記のように、複数の単位吸収格子２０は、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２を含み、複数の単位吸収格子２０のうちの少なくとも１つを相対的に回転させる工程は、第１単位吸収格子２１と自己像３０とにより生成される第１モアレ４１の周期ｄ４１と、第２単位吸収格子２２と自己像３０とにより生成される第２モアレ４２の周期ｄ４２とに基づいて、第１単位吸収格子２１を、第２単位吸収格子２２に対して相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程を含む。これにより、第１単位吸収格子２１の格子の周期ｄ２および第２単位吸収格子２２の格子の周期ｄ２よりもそれぞれ大きい第１モアレ４１の周期ｄ４１および第２モアレ４２の周期ｄ４２に基づいて、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の格子の延びる方向を調整することにより、容易に第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の格子の延びる方向を揃えられた状態にすることができる。

また、第１実施形態の吸収格子Ｇ２の製造方法では、上記のように、第１単位吸収格子２１を基板１０に対して固定する工程をさらに備え、第１単位吸収格子２１を第２単位吸収格子２２に対して相対的に回転させる工程は、基板１０および基板１０に固定された第１単位吸収格子２１に対して、第２単位吸収格子２２を、相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程を含み、第１単位吸収格子２１に対して、第２単位吸収格子２２を、相対的に回転させることにより格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程の後、第２単位吸収格子２２を、基板１０に対して固定する工程をさらに備える。これらの工程により、第１単位吸収格子２１を第２単位吸収格子２２に対して相対的に回転させる工程の前に、第１単位吸収格子２１が基板１０に固定されているので、第１単位吸収格子２１を第２単位吸収格子２２に対して相対的に回転させたとしても、第１単位吸収格子２１の基板１０に対する位置が変化しない。その結果、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の格子の延びる方向がズレてしまうのを抑制することができる。また、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の格子の延びる方向が揃えられた状態にされた後、第２単位吸収格子２２が基板１０に固定されるので、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の格子の延びる方向が揃えられた状態の吸収格子Ｇ２を確実に製造することができる。

また、第１実施形態の吸収格子Ｇ２の製造方法では、上記のように、基板１０に固定された第１単位吸収格子２１に対して第２単位吸収格子２２を相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程は、基板１０および第１単位吸収格子２１を固定した状態で、第２単位吸収格子２２を回転させる工程を含む。これにより、第１単位吸収格子２１が固定された基板１０を基準として、固定されていない第２単位吸収格子２２だけを回転させればよいので、基板１０と第２単位吸収格子２２とを相対的に回転させる工程を容易に行うことができる。

また、第１実施形態の吸収格子Ｇ２の製造方法では、上記のように、複数の単位吸収格子２０は、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２以外の第３単位吸収格子２３をさらに含み、第２単位吸収格子２２を基板１０に対して固定する工程の後、基板１０に固定された第１単位吸収格子２１または第２単位吸収格子２２に対して、第３単位吸収格子２３を、相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程をさらに備え、第１単位吸収格子２１または第２単位吸収格子２２に対して、第３単位吸収格子２３を、相対的に回転させることにより格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程の後、第３単位吸収格子２３を、基板１０に対して固定する工程をさらに備える。これらの工程を繰り返すことにより、第１単位吸収格子２１が固定された基板１０に対して、第１単位吸収格子２１以外の複数の単位吸収格子２０を順次格子の延びる方向が揃えられた状態で固定することができる。その結果、複数（３個以上）の単位吸収格子２０の全てを格子の延びる方向が揃えられた状態にした吸収格子Ｇ２を得ることができる。また、これらの工程において、第２単位吸収格子２２ではなく第１単位吸収格子２１を基準として第３単位吸収格子を回転させることにより、第２単位吸収格子２２を第１単位吸収格子２１と格子の延びる方向が揃えられた状態にする工程において誤差が生じていたとしても、その誤差の影響を第３単位吸収格子２３の格子の延びる方向に生じさせなくすることができる。その結果、第１単位吸収格子２１以外の単位吸収格子２０における格子の延びる方向のズレを、最大でも第１単位吸収格子２１とのズレのみにすることができる。したがって、格子の延びる方向のズレが蓄積するのを抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、図１０および図１１を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態の製造方法とは異なり、固定されていない単位吸収格子に対して基板および基板に固定された単位吸収格子を回転させることによって、吸収格子を製造する場合について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。

（吸収格子の製造方法）
まず、第１実施形態と同様に、第１単位吸収格子２１を基板１０の一方表面における適当な位置（図１０では、基板１０の左上部）に配置し、第１単位吸収格子２１が配置された基板１０を、位相格子Ｇ１から（Ｚ方向の）下流側のタルボ距離に配置した後、Ｘ線源１によりＸ線を照射してモアレ２４０を生成させる。そして、第１単位吸収格子２１を基板１０に接合（固定）した後、図１０に示すように、第２単位吸収格子２２を、基板１０において、第１単位吸収格子２１の近傍の位置（図１０では、第１単位吸収格子２１の右側）に適当な間隔で配置した状態で、Ｘ線源１によりＸ線を照射してモアレ２４０を生成させる。

第１単位吸収格子２１と第２単位吸収格子２２とは格子の延びる方向がズレているため、自己像３０と第１単位吸収格子２１により生成された第１モアレ２４１の周期ｄ２４１は、自己像３０と第２単位吸収格子２２とにより生成された第２モアレ２４２の周期ｄ２４２と大きく異なっている。そこで、第１モアレ２４１の周期ｄ２４１と第２モアレ２４２の周期ｄ２４２とが略等しくなるように、図示しない保持機構で第２単位吸収格子２２を保持した状態で、基板１０自体を回転させることにより、第２単位吸収格子２２に対して基板１０および基板１０に接合された第１単位吸収格子２１を回転させる。

図１１に示すように、第１モアレ２４１の周期ｄ２４１と第２モアレ２４２の周期ｄ２４２とが略等しくされた状態では、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２は格子の延びる方向が揃えられた状態となる。第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の格子の延びる方向が揃えられた状態にされた後、第２単位吸収格子２２を、基板１０に接合（固定）する。ここまでの工程で、第１実施形態と同様に、第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２の格子の延びる方向が揃えられた吸収格子Ｇ２を製造することができる。なお、第１実施形態と同様の理由により、図１１における第１モアレ２４１は、第１単位吸収格子２１を基板１０の一方表面における適当な位置に配置したとき（第１単位吸収格子２１を基板１０に接合する前）に生成されるモアレ２４０である。

そして、第１実施形態と同様に、他の単位吸収格子２０に対しても、これらの工程を繰り返すことにより、吸収格子Ｇ２に接合される全ての単位吸収格子２０を、格子の延びる方向が揃えられた状態にすることができる。

なお、第２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。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態の吸収格子Ｇ２の製造方法では、上記のように、基板１０に固定された第１単位吸収格子２１に対して第２単位吸収格子２２を相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程は、第２単位吸収格子２２を固定した状態で、基板１０および第１単位吸収格子２１を回転させる工程を含む。これにより、第２単位吸収格子２２を基準として、基板１０を回転させればよいので、第２単位吸収格子２２を保持した状態で、基板１０を第２単位吸収格子２２に対して回転させることにより、基板１０と第２単位吸収格子２２とを相対的に回転させる工程を容易に行うことができる。また、モアレ４０の形状を変化させるために吸収格子Ｇ２が格子面内において回転可能に構成されている装置を本発明のＸ線位相イメージング装置１００に用いた場合には、基板１０を格子面内において回転可能とすることができる。これにより、Ｘ線位相イメージング装置１００を用いることによって、第２単位吸収格子２２を保持した状態で、基板１０および基板１０に固定された第１単位吸収格子２１を別個に回転機構を設けることなく回転させることができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［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。

上記第１および第２実施形態では、格子の延びる方向が、吸収格子Ｇ２の面（ＸＹ面）以外の方向に、ズレることはないものとして、吸収格子Ｇ２の面における単位吸収格子２０同士の格子の延びる方向のズレのみを調整するようにした例を示したが、本発明はこれに限られない。複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向がＸＹ面以外の方向にズレている場合でも、複数の単位吸収格子２０により生成されるモアレ４０および２４０の形状が略等しくなるように、任意の単位吸収格子２０を複数の単位吸収格子２０の少なくとも１つの単位吸収格子２０に対して相対的に回転させる（たとえば、ＸＹ面に対して交わる回転軸方向に単位吸収格子２０を回転させる）ことにより、複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向を揃えた状態にすることができる。

上記第２実施形態では、基板１０に固定されていない単位吸収格子２０を、基板１０および基板１０に固定された単位吸収格子２０に対して相対的に回転させる工程において、自己像３０を回転させていない例を示したが、本発明はこれに限られない。基板１０に固定されていない単位吸収格子２０を、基板１０および基板１０に固定された単位吸収格子２０に対して相対的に回転させる場合に自己像３０を一緒に回転させてもよい。この場合、位相格子Ｇ１をＸＹ面内で回転させることにより、自己像３０を回転させることができる。これにより、たとえば、モアレ４０の周期ｄ４およびｄ２４が大きくなるように、自己像３０を回転させることによって、より確実に、複数の単位吸収格子２０の格子の延びる方向を揃えた状態にすることができる。

また、上記第１および第２実施形態では、第３単位吸収格子２３を、基板１０および基板１０に接合された第１単位吸収格子２１および第２単位吸収格子２２に対して相対的に回転させる際に、第１単位吸収格子２１により生成される第１モアレ４１および２４１を基準に回転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、第３単位吸収格子２３を、第２単位吸収格子２２により生成される第２モアレ４２および２４２を基準に回転させてもよい。同様に、第４単位吸収格子２４を、基板１０および基板１０に接合された第１単位吸収格子２１、第２単位吸収格子２２、および第３単位吸収格子２３に対して相対的に回転させる際に、第２単位吸収格子２２または第３単位吸収格子２３のいずれかに対応するモアレ４０および２４０を基準に回転させてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第２単位吸収格子２２を、基板１０および基板１０に固定された第１単位吸収格子２１に対して相対的に回転させる工程において、第２単位吸収格子２２、または、基板１０および第１単位吸収格子２１のいずれか一方を固定した状態で、他方を回転させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２単位吸収格子２２、ならびに、基板１０および第１単位吸収格子２１の両方を同時に回転させてもよい。また、複数の単位吸収格子２０の１つに対して、２つ以上の単位吸収格子２０を同時に回転させるように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、吸収格子Ｇ２は、４つの単位吸収格子２０を備えるとしたが、本発明はこれに限られない。本発明では、単位吸収格子２０および吸収格子Ｇ２の形状および大きさに応じて、任意の複数枚を配置させることができる。

また、上記第１および第２実施形態では、第１単位吸収格子２１により生成されるモアレ４１の形状と、第１単位吸収格子２１以外の単位吸収格子２０により生成されるモアレ４０の形状とを比較する場合に、第１単位吸収格子２１を基板１０に接合（固定）する前に自己像３０と第１単位吸収格子２１とにより生成されたモアレ４１を用いたが、本発明はこれに限られない。本発明では、単位吸収格子２０を基板１０に接合する前後で、単位吸収格子２０により生成されるモアレ４０の形状の差異が無視できる位に小さい場合には、第１単位吸収格子２１を基板１０に接合（固定）した後に自己像３０と第１単位吸収格子２１とにより生成されるモアレ４１を用いてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、本発明により製造した吸収格子Ｇ２と重ね合わせることによりモアレ４０および２４０を生成するための自己像３０を、位相格子Ｇ１によって生成させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、自己像３０は縞模様であればよいので、吸収格子Ｇ２と重ね合わせることによりモアレ４０および２４０を生成するための格子に位相格子Ｇ１ではなく吸収格子を用いてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、本発明により製造した吸収格子Ｇ２よりモアレ４０および２４０を生成するためのＸ線位相イメージング装置１００において、Ｘ線源１を微小焦点で照射するように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、吸収格子Ｇ２よりモアレ４０および２４０を生成するためのＸ線位相イメージング装置として、Ｘ線源１と位相格子Ｇ１との間に、Ｘ線源１から照射されたＸ線を微小焦点化することが可能な格子であるマルチスリットをさらに備える構成としてもよい。この場合、Ｘ線源は焦点を絞らなくてよいので、上記第１および第２実施形態のＸ線位相イメージング装置１００のＸ線源１よりも、Ｘ線強度の高いＸ線を照射することができる。

また、上記第１および第２実施形態では、本発明により製造した回折格子を位相格子Ｇ１と検出器２との間に配置される吸収格子Ｇ２として用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回折格子を、Ｘ線源１と検出器２との間に配置される位相格子Ｇ１として用いてもよい。また、Ｘ線源１と位相格子Ｇ１との間に配置されるマルチスリットに用いてもよい。

１０ 基板
２０ 単位吸収格子（単位回折格子）
２１ 第１単位吸収格子（第１単位回折格子）
２２ 第２単位吸収格子（第２単位回折格子）
２３ 第３単位吸収格子（第３単位回折格子）
３０ 自己像（周期的なパターン）
４０、２４０ モアレ
４１、２４１ 第１モアレ
４２、２４２ 第２モアレ
ｄ４（ｄ４１、ｄ４２、ｄ４３、ｄ４４）、ｄ２４（ｄ２４１、ｄ２４２） （モアレの）周期
Ｇ２ 吸収格子（回折格子）

Claims (6)

1. 複数の単位回折格子に投影された周期的なパターンと前記複数の単位回折格子とによりモアレを生成させる工程と、
   生成された前記モアレの形状に基づいて、前記複数の単位回折格子のうちの少なくとも１つを、前記複数の単位回折格子のうちの他の少なくとも１つに対して相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程とを備える、回折格子の製造方法。
2. 前記複数の単位回折格子は、第１単位回折格子および第２単位回折格子を含み、
   前記複数の単位回折格子のうちの少なくとも１つを相対的に回転させる工程は、
   前記第１単位回折格子と前記周期的なパターンとにより生成される第１モアレの周期と、前記第２単位回折格子と前記周期的なパターンとにより生成される第２モアレの周期とに基づいて、前記第１単位回折格子を、前記第２単位回折格子に対して相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程を含む、請求項１に記載の回折格子の製造方法。
3. 前記第１単位回折格子を基板に対して固定する工程をさらに備え、
   前記第１単位回折格子を前記第２単位回折格子に対して相対的に回転させる工程は、前記基板および前記基板に固定された前記第１単位回折格子に対して、前記第２単位回折格子を、相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程を含み、
   前記第１単位回折格子に対して、前記第２単位回折格子を、相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程の後、前記第２単位回折格子を、前記基板に対して固定する工程をさらに備える、請求項２に記載の回折格子の製造方法。
4. 前記基板に固定された前記第１単位回折格子に対して前記第２単位回折格子を相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程は、
   前記基板および前記第１単位回折格子を固定した状態で、前記第２単位回折格子を回転させる工程を含む、請求項３に記載の回折格子の製造方法。
5. 前記基板に固定された前記第１単位回折格子に対して前記第２単位回折格子を相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程は、
   前記第２単位回折格子を固定した状態で、前記基板および前記第１単位回折格子を回転させる工程を含む、請求項３に記載の回折格子の製造方法。
6. 前記複数の単位回折格子は、前記第１単位回折格子および前記第２単位回折格子以外の第３単位回折格子をさらに含み、
   前記第２単位回折格子を前記基板に対して固定する工程の後、前記基板に固定された前記第１単位回折格子または前記第２単位回折格子に対して、前記第３単位回折格子を、相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程をさらに備え、
   前記第１単位回折格子または前記第２単位回折格子に対して、前記第３単位回折格子を、相対的に回転させることにより、格子の延びる方向が揃えられた状態となるように調整する工程の後、前記第３単位回折格子を、前記基板に対して固定する工程をさらに備える、請求項３〜５のいずれか１項に記載の回折格子の製造方法。

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