[发明专利]图像捕捉装置

说明书

技术领域

本文公开的实施方式涉及场发射型电子源和包括该场发射型电子源的装置，具体涉及图像捕捉装置和x射线发射装置，以及具有所述图像捕捉装置和所述x射线发射装置的成像系统。

背景技术

越来越热衷于基于用场发射型电子源替换视频管和x射线成像装置中所使用的热阴极射线管电子源的较小且较薄的(平板)成像装置。使用场发射型电子源的图像捕捉装置的示例是如例如日本特开第2000-48743号公报(第‘743号公报)中所示的可见光图像捕捉装置和例如日本特开第2009-272289号公报(第‘289号公报)中所示的X射线图像捕捉装置。

使用热阴极电子源的视频管，诸如例如在日本特开第2007-029507号公报(第‘507号公报)中所示的那些，以及包括场发射型电子源的上面提到的现有技术成像装置通常利用位于阳极与阴极之间的网格电极制成，例如具有小开口的阵列的薄材料并具有网格状、网状或筛状结构。该网格电极也可以称为控制网格或修整电极。网格电极一般用于加速来自热阴极或场发射型电子源的电子并且投射电子束。网格电极还可以通过仅允许从电子源正交行进的电子束通过并阻挡具有角度分量的电子束，来改进电子束的对准性。

现在参照图1，图1示出了如第‘743号公报所示的具有场发射型电子源15和网格电极20’的常规现有技术的图像捕捉装置。网格电极20’位于电子发射构件(包括场发射型电子源15)和电子接收构件(包含面板3)之间，加速电子束并使电子束从场发射型电子源15指向电子接收构件上的预定目标区域。

包括网格电极的成像装置具有从电子源发射的电子束的利用效率降低的缺点。例如，当使用例如第‘507号公报所例示的网格电极时，无法穿过开口区域的电子被吸收到网格中并且在不提供信号电流的情况下损失。另一方面，如果加宽网格电极开口的尺寸(以提高电子束的利用效率)，则出现其它问题，其中具有角度(即，非垂直)分量的电子将穿过，并击中预定目标位置外侧的光电导体。由此可见，电子束可能击中相邻像素，导致在不同于目标像素的像素中的读出，由此降低了图像质量(例如，分辨率)。另外，随着网格开口的孔径变宽，网格电极的物理强度变弱。因此，难以组装并维持具有大孔径的网格。出于至少这些原因，通过修改网格电极来减轻由网格电极造成的电子束利用效率降低的能力是有限的。

此外，在照射期间必须使系统移动的应用(诸如视频成像、CT扫描或荧光透视等)中，网格电极可以变为颤噪声来源。电子束与网格之间的相互作用可以在电子束中引起能量扩展，由此改变系统特性。

最后，网格电极的存在呈现了与网格开口孔径无关的组装问题。该组装问题在诸如必须以精确方式在狭窄间隙内组装网格电极的平板型图像捕捉装置等的大而薄的成像装置中加重，这导致缺陷产品的增加和生产成本的增加。

以下公开解决了与使用场发射型电子源的常规成像装置关联的上述问题。

发明内容

在本公开的第一方面中，本文所述的实施方式提供了一种图像捕捉装置，该图像捕捉装置包括由至少一个间隔件分隔开的电子接收构件和电子发射构件，该至少一个间隔件被定位成使得在所述电子接收构件与所述电子发射构件之间存在内部间隙。该电子接收构件可以包括面板、阳极和朝向内的光电导体。该电子发射构件可以包括：(a)背板；(b)基板；(c)阴极；(d)以阵列排布的多个场发射型电子源，其中，所述场发射型电子源被构造成朝向所述光电导体发射电子束；以及(e)栅极。内部间隙可以在电子发射构件与电子接收构件之间提供无阻碍空间。在本公开的特定实施方式中，图像捕捉装置不包括网格电极。

在本公开的特定实施方式中，电子发射构件还包括以阵列排布的多个第一会聚结构，各个所述第一会聚结构包括第一会聚电极。

在本公开的特定实施方式中，第一会聚结构围绕包括所述场发射型电子源的子集在内的单位单元(unit cell)，所述单位单元限定了像素。

在本公开的特定实施方式中，电子发射构件包括第二会聚结构的阵列，该第二会聚结构包括第二会聚电极。

在本公开的特定实施方式中，光电导体包括非晶硒。

在本公开的特定实施方式中，场发射型电子源是斯宾特(Spindt)型电子源。

在本公开的特定实施方式中，图像捕捉装置还包括电阻层，该电阻层位于场发射型电子源与阴极之间。

在本公开的特定实施方式中，场发射型电子源经由信号线电连接至驱动电路，并且其中，第一会聚电极围绕所述信号线。

在本公开的特定实施方式中，基板是硅基的。