X射線成像系統(tǒng)、x射線發(fā)生器以及電子發(fā)射裝置制造方法
【專利摘要】本公開提供一種包括平板型X射線發(fā)生器的X射線成像系統(tǒng)、X射線發(fā)生器以及電子發(fā)射裝置。該X射線成像系統(tǒng)包括：X射線發(fā)生器，包括二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線發(fā)生單元；以及X射線檢測器，提供為與X射線發(fā)生器間隔開使物體位于兩者之間，并包括對應(yīng)于多個X射線發(fā)生單元的多個X射線檢測單元。
【專利說明】X射線成像系統(tǒng)、X射線發(fā)生器以及電子發(fā)射裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種包括平板型X射線發(fā)生器的X射線成像系統(tǒng)、X射線發(fā)生器以及電子發(fā)射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]X射線在工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療等領(lǐng)域中用于非破壞性測試、結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)測試、圖像診斷、安全檢查等。通常，利用用于這些目的的X射線的成像系統(tǒng)包括用于輻射X射線的X射線發(fā)生器和用于檢測已經(jīng)穿過物體的X射線的X射線檢測器。
[0003]X射線檢測器正在迅速地從成膜法(filming method)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化方法,而X射線發(fā)生器使用采用鎢絲型陰極的電子發(fā)生裝置。因此，單個電子發(fā)生裝置安裝在單個X射線照相裝置中。另外，X射線檢測器通常實現(xiàn)為平板型，當(dāng)使用平板型X射線檢測器時，X射線發(fā)生器和要被測試的物體可以設(shè)置為在兩者之間具有預(yù)定距離以從單個電子發(fā)生裝置獲得圖像。此外，需要從單個X射線發(fā)生器拍攝具有預(yù)定面積的物體，這使得無法選擇并拍攝物體的特定部分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供了包括平板型X射線發(fā)生器的X射線成像系統(tǒng)、X射線發(fā)生器以及電子發(fā)射
裝直。
[0005]其他的方面將在隨后的描述中被部分地闡述，并將由該描述而部分地變得明顯，或者可以通過實施給出的實施方式而掌握。
[0006]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面，一種X射線成像系統(tǒng)包括:Χ射線發(fā)生器，包括二維地布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線發(fā)生單元；和X射線檢測器，提供為與X射線發(fā)生器間隔開使物體位于兩者之間，并包括對應(yīng)于多個X射線發(fā)生單元的多個X射線檢測單元。
[0007]物體可以提供為接觸X射線發(fā)生器和X射線檢測器中的至少一個。
[0008]多個X射線發(fā)生單元中的至少一個可以被驅(qū)動為使得X射線照射到物體的特定區(qū)域上。多個X射線檢測單元中的與多個X射線發(fā)生單元的至少一個相對應(yīng)的至少一個X射線檢測單元可以被驅(qū)動。多個X射線發(fā)生單元中的至少一個可以被同時地或者順序地驅(qū)動。
[0009]多個X射線發(fā)生單元的面積可以等于或者大于多個X射線檢測單元的面積。
[0010]用于調(diào)節(jié)X射線的方向的準(zhǔn)直器可以設(shè)置在X射線發(fā)生器與物體之間。
[0011]多個X射線發(fā)生單元可以包括發(fā)射電子的多個電子發(fā)射單元以及通過由多個電子發(fā)射單元發(fā)射的電子來發(fā)射X射線的多個X射線發(fā)射單元。
[0012]X射線發(fā)生器可以包括具有多個電子發(fā)射單元的電子發(fā)射裝置以及具有多個X射線發(fā)射單元的X射線發(fā)射裝置。
[0013]多個電子發(fā)射單元的每個可以包括:陰極電極；柵電極(gate electrode),提供為與陰極電極間隔開并包括第一柵極和第二柵極，第一柵極包括網(wǎng)孔部分(mesh portion)和形成在網(wǎng)孔部分周圍的延伸部分，第二柵極設(shè)置在第一柵極的延伸部分上并具有柵極孔，該柵極孔在其一側(cè)開口(one side opening)接觸網(wǎng)孔部分；柵絕緣層，設(shè)置在陰極電極與柵電極之間并包括支撐網(wǎng)孔部分的多個第一支撐部分以及支撐延伸部分的第二支撐部分；以及多個電子發(fā)射源，提供在由柵絕緣層暴露的陰極電極上。柵極孔可以形成為朝向該一側(cè)開口變窄。
[0014]X射線成像系統(tǒng)還可以包括:聚焦電極，提供為與柵電極間隔開。
[0015]第一柵極和第二柵極可以是等電位的。網(wǎng)孔部分的網(wǎng)格間隔可以等于或者小于第一支撐部分的高度。
[0016]多個第一支撐部分可以在陰極電極上形成為條形，多個電子發(fā)射源在第一支撐部分之間以及在第一支撐部分和第二支撐部分之間形成為條形。多個電子發(fā)射源的高度可以低于柵絕緣層的高度。
[0017]多個X射線發(fā)射單元可以包括陽極電極，該陽極電極通過由多個電子發(fā)射源發(fā)射的電子來產(chǎn)生X射線。多個X射線發(fā)射單元還可以包括提供在陽極電極上并屏蔽X射線的行進(jìn)的屏蔽窗。
[0018]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個方面，一種X射線發(fā)生器包括:二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線發(fā)生單元，其中多個X射線發(fā)生單元包括發(fā)射電子的多個電子發(fā)射單元以及通過由多個電子發(fā)射單元發(fā)射的電子來發(fā)射X射線的多個X射線發(fā)射單元，其中多個電子發(fā)射單元的每個包括:陰極電極；柵電極，提供為與陰極電極間隔開并包括第一柵極和第二柵極，第一柵極包括網(wǎng)孔部分和形成在網(wǎng)孔部分周圍的延伸部分，第二柵極設(shè)置在第一柵極的延伸部分上并具有柵極孔，該柵極孔在其一側(cè)開口接觸網(wǎng)孔部分；柵絕緣層，設(shè)置在陰極電極與柵電極之間并包括支撐網(wǎng)孔部分的多個第一支撐部分以及支撐延伸部分的第二支撐部分；以及多個電子發(fā)射源，提供在由柵絕緣層暴露的陰極電極上。
[0019]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，一種電子發(fā)射裝置包括二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個電子發(fā)射單元，其中多個電子發(fā)射單元的每個包括:陰極電極；柵電極，提供為與陰極電極間隔開并包括第一柵極和第二柵極，第一柵極包括網(wǎng)孔部分和形成在網(wǎng)孔部分周圍的延伸部分，第二柵極設(shè)置在第一柵極的延伸部分上并具有柵極孔，該柵極孔在其一側(cè)開口接觸網(wǎng)孔部分；柵絕緣層，設(shè)置在陰極電極與柵電極之間并包括支撐網(wǎng)孔部分的多個第一支撐部分以及支撐延伸部分的第二支撐部分；以及多個電子發(fā)射源，提供在由柵絕緣層暴露的陰極電極上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]從以下結(jié)合附圖對實施方式的描述，這些和/或其它的方面將變得明顯并更易于理解，附圖中:
[0021]圖1是示出根據(jù)示范實施方式的透明型X射線成像系統(tǒng)的透視圖；
[0022]圖2是圖1的透明型X射線成像系統(tǒng)的截面圖；
[0023]圖3是圖1的電子發(fā)射裝置的平面圖；
[0024]圖4是圖1的X射線檢測器的平面圖；
[0025]圖5是沿圖3中示出的V-V’線截取的截面圖；
[0026]圖6是沿圖3中示出的V1-VI’線截取的截面圖；[0027]圖7是圖3的部分A的放大圖；
[0028]圖8是沿圖7中示出的VII1-VIir線截取的截面圖；
[0029]圖9是形成在陰極電極上的柵絕緣層和電子發(fā)射源的透視圖；
[0030]圖10示出圖1的X射線發(fā)射裝置的修改示例；
[0031]圖11是用于說明利用圖1的X射線成像系統(tǒng)拍攝物體的特定區(qū)域的視圖；
[0032]圖12是用于說明利用圖1的X射線成像系統(tǒng)三維地拍攝物體的特定區(qū)域的視圖；
[0033]圖13示出根據(jù)另一示范實施方式的X射線成像系統(tǒng)；以及
[0034]圖14示出根據(jù)另一示范實施方式的反射式X射線成像系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0035]現(xiàn)在將詳細(xì)參照實施方式，其示例在附圖中示出，其中相同的附圖標(biāo)記始終指示相同的元件。在這點上，本公開的實施方式可以具有不同的形式，而不應(yīng)被解釋為限于這里闡述的描述。因此，以下通過參照附圖僅描述了實施方式，以解釋本說明書的多個方面。諸
如“......中的至少一個”的表述當(dāng)一列元件之前時修改元件的整個列表而不修改列表中
的各個元件。 [0036]圖1是示出根據(jù)示范實施方式的透明型X射線成像系統(tǒng)的透視圖。圖2是圖1的透明型X射線成像系統(tǒng)的截面圖。
[0037]參照圖1和圖2，X射線成像系統(tǒng)包括平板型X射線發(fā)生器100和檢測由X射線發(fā)生器100產(chǎn)生的X射線的X射線檢測器200。物體W設(shè)置在X射線發(fā)生器100與X射線檢測器200之間。X射線檢測器200檢測從X射線發(fā)生器100發(fā)射并穿過物體W的X射線，使得物體W的內(nèi)部可以被拍攝。在這點上，物體W可以提供為接觸X射線發(fā)生器100和X射線檢測器200。另外，物體W可以提供為接觸X射線發(fā)生器100或X射線檢測器200。
[0038]平板型X射線發(fā)生器100包括可二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線發(fā)生單元100a。多個X射線發(fā)生單元IOOa被二維布置并包括可獨立地發(fā)射電子的多個電子發(fā)射單元I IOa以及通過由電子發(fā)射單元I IOa發(fā)射的電子來發(fā)射X射線的多個X射線發(fā)射單元150a。在這點上，電子發(fā)射單元IlOa被包括在電子發(fā)射裝置110中，X射線發(fā)射單元150a被包括在X射線發(fā)射裝置150中。因此，X射線發(fā)生器100可以包括:電子發(fā)射裝置110，包括多個電子發(fā)射單元IlOa JPX射線發(fā)射裝置150，包括多個X射線發(fā)射單元150a。
[0039]X射線發(fā)射裝置150包括通過由電子發(fā)射裝置110發(fā)射的電子來發(fā)射X射線的陽極電極151。陽極電極151可以例如包括金屬諸如W、Mo、Ag、Cr、Fe、Cu等或者金屬合金。陽極電極151可以被一體地制造或者可以制造為分離成與電子發(fā)射單元IlOa的數(shù)量相對應(yīng)的多個陽極電極。另外，雖然沒有示出，但是陽極電極151可以形成在基板(例如，玻璃基板)上，X射線可以透射穿過該基板。透明型X射線成像系統(tǒng)的X射線發(fā)射裝置150可以透射X射線。在這點上，物體W可以設(shè)置在X射線發(fā)射裝置150與X射線檢測器200之間。物體W可以設(shè)置為接觸X射線發(fā)射裝置150和X射線檢測器200中的至少一個。X射線檢測器200包括可二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線檢測單元200a。在這點上，多個X射線檢測單元200a可以提供得對應(yīng)于多個X射線發(fā)生單元100a。
[0040]X射線發(fā)生單元IOOa和X射線檢測單元200a可以提供得彼此--對應(yīng)。另外,每
個X射線發(fā)生單元IOOa可以提供為對應(yīng)于兩個或更多個X射線檢測單元200a，或者每個X射線檢測單元200a可以提供為對應(yīng)于兩個或更多個X射線發(fā)生單元100a。圖2中示出其中X射線發(fā)生單元IOOa與X射線檢測單元200a彼此——對應(yīng)的示例情形。X射線發(fā)生單元IOOa的面積可以與X射線檢測單元200a的面積相同。另外，如隨后將描述的，X射線發(fā)生單元IOOa的面積可以大于X射線檢測單元200a的面積。圖2中示出其中X射線發(fā)生單元IOOa和X射線檢測單元200a具有相同的面積的示例情形。
[0041]X射線發(fā)生單元IOOa可以被獨立地驅(qū)動以產(chǎn)生X射線。因此，所有X射線發(fā)生單元IOOa可以被驅(qū)動以將X射線照射到物體W的整個區(qū)域，或者一部分X射線發(fā)生單元IOOa可以被驅(qū)動以將X射線照射到物體W的特定區(qū)域。也就是，至少一個X射線發(fā)生單元IOOa可以被驅(qū)動以將X射線照射到物體W的整個區(qū)域或其特定區(qū)域。在這種情況下，可以僅驅(qū)動與被驅(qū)動的至少一個X射線發(fā)生單元IOOa相對應(yīng)的X射線檢測單元200a。至少一個X射線發(fā)生單元IOOa可以被同時地或者順序地驅(qū)動。圖2中示出了所有X射線發(fā)生單元IOOa被同時驅(qū)動以將X射線照射到物體W的整個區(qū)域的示例情形。另外，雖然沒有在圖1和圖2中示出，但是如隨后將描述的，圖12的可調(diào)節(jié)X射線的方向的準(zhǔn)直器300可以進(jìn)一步提供在X射線發(fā)生器100與X射線檢測器200之間。
[0042]圖3是圖1的電子發(fā)射裝置110的平面圖。
[0043]參照圖3，圖5的多個陰極電極112形成在基板111上且彼此平行，電壓通過多條陰極線112’施加到多個陰極電極112。圖5的多個柵電極114跨過陰極電極112形成在陰極電極112的上部分上，電壓通過多條柵線114’施加到多個柵電極114。電子發(fā)射單元IlOa設(shè)置在其中陰極電極112與柵電極114彼此交叉的點。因此，電子發(fā)射單元IlOa可以在基板111上布置為二維(2D)矩陣。也就是，電子發(fā)射單元IlOa可以布置為mXn的矩陣(m和η是等于或者大于2的整數(shù))。圖3示出布置為6X4的矩陣的電子發(fā)射單元IlOa的示例。二維布置的電子發(fā)射單元IlOa可以被獨立地驅(qū)動以發(fā)射電子。也就是，如果預(yù)定電壓被施加到陰極電極112之一和柵電極114之一的每個，則提供在被施加電壓的陰極電極112與柵電極114彼此交叉的點處的電子發(fā)射單元IlOa可以被驅(qū)動以發(fā)射電子。
[0044]圖4是圖1的X射線檢測器200的平面圖。
[0045]參照圖4，X射線檢測器200可以包括二維布置的多個X射線檢測單元200a。在這點上，X射線檢測單元200a可以提供為對應(yīng)于X射線發(fā)生單元100a。更具體地，X射線發(fā)生單元IOOa和X射線檢測單元200a可以提供得彼此一一對應(yīng)。另外，每個X射線發(fā)生單元IOOa可以提供得對應(yīng)于兩個或更多個X射線檢測單元200a，或者每個X射線檢測單元200a可以提供得對應(yīng)于兩個或更多個X射線發(fā)生單元100a。圖4示出X射線檢測單元200a布置為6X4的矩陣且——對應(yīng)于圖3的X射線發(fā)生單元IOOa的示例情形。
[0046]現(xiàn)在將在下面詳細(xì)描述每個電子發(fā)射單元110a。
[0047]圖5是沿圖3中示出的V-V’線截取的截面圖。圖6是沿圖3中示出的V1-VI’線截取的截面圖。圖7是圖3的部分A的放大圖。圖8是沿圖7中示出的VII1-VIir線截取的截面圖。
[0048]參照圖5至圖8，陰極電極112提供在基板111上。在這點上，諸如玻璃基板的絕緣基板可以用作基板111。然而，本發(fā)明構(gòu)思不必局限于此，導(dǎo)電基板可以用作基板111。在這種情況下，絕緣層(未示出)可以形成在導(dǎo)電基板的表面上。陰極電極112可以包括導(dǎo)電材料。例如，陰極電極112可以包括金屬或?qū)щ娊饘傺趸铩８唧w地，陰極電極112可以包括金屬諸如T1、Pt、Ru、Au、AG、Mo、Al、W或Cu，或者金屬氧化物諸如銦錫氧化物(ITO)、鋁鋅氧化物(ΑΖ0)、銦鋅氧化物(IZO)、SnO2或Ιη203。然而,這僅是示例，陰極電極112可以包括其他多種材料。
[0049]柵絕緣層113提供在陰極電極112上。包括第一柵極115和第二柵極116的柵電極114提供在柵絕緣層113上。柵絕緣層113用于使陰極電極112與柵電極114絕緣并同時支撐柵電極114。更具體地，柵絕緣層113可以包括支撐第一柵極115的網(wǎng)孔部分115a的多個第一支撐部分113a以及支撐第一柵極115的延伸部分115b和第二柵極116的第二支撐部分113b。柵絕緣層113可以包括例如Si02、Si3N4, HfO2或Al2O3，但不限于此。多個電子發(fā)射源118可以提供在通過柵絕緣層113暴露的陰極電極112上。更具體地，電子發(fā)射源118可以提供在位于第一支撐部分113a與第二支撐部分113b之間的陰極電極112上。當(dāng)電壓施加在陰極電極112與柵電極114之間時，電子發(fā)射源118發(fā)射電子。電子發(fā)射源118可以包括例如碳納米管(CNT)、碳納米纖維、金屬、硅、氧化物、金剛石、類金剛石碳(DLC)、碳化物化合物(carbide compound)或氮化合物。然而,本發(fā)明構(gòu)思不限于此。電子發(fā)射源118可以形成得低于柵絕緣層113。
[0050]圖9是形成在陰極電極112上的柵絕緣層113和電子發(fā)射源118的透視圖。參照圖9，柵絕緣層113的第一支撐部分113a可以在陰極電極112上形成為條形并彼此平行。電子發(fā)射源118提供在第一支撐部分113a之間以及第一支撐部分113a與第二支撐部分113b之間。在這點上，電子發(fā)射源118可以形成為條形。另外，第一支撐部分113a和電子發(fā)射源118可以具有多種形狀。
[0051]柵電極114提供在柵絕緣層113上。柵電極114可以包括類似于陰極電極112的導(dǎo)電材料。例如，柵電極114可以包括金屬或?qū)щ娊饘傺趸?。柵電極114包括順序地提供在柵絕緣層113上的第一柵極115和第二柵極116。在這點上，第一柵極115和第二柵極116可以彼此電連接，因此第一柵極115和第二柵極116可以是等電位的。第一柵極115和第二柵極116可以提供為彼此接觸。另外，第一柵極115和第二柵極116可以提供為彼此間隔開。
[0052]第一柵極115包括提供在柵絕緣層113的第一支撐部分113a上的網(wǎng)孔部分115a以及提供在柵絕緣層113的第二支撐部分113b上并從網(wǎng)孔部分115a延伸的延伸部分115b。網(wǎng)孔部分115a由第一支撐部分113a支撐并因此被防止下垂。如圖8所示，網(wǎng)孔部分115a的網(wǎng)格間隔d可以等于或小于第一支撐部分113a的高度h。如上所述，如果網(wǎng)孔部分115a的網(wǎng)格間隔d等于或小于第一支撐部分113a的高度h，則均勻的電場可以形成在電子發(fā)射源118的表面上，因此電子可以從電子發(fā)射源118均勻地發(fā)射。
[0053]第二柵極116提供在第一柵極115的延伸部分115b上。電子由其通過的柵極孔116a形成在第二柵極116中。柵極孔116a提供在第一柵極115的網(wǎng)孔部分115a的上部分上。也就是，柵極孔116a的一側(cè)開口(B卩，下開口)接觸網(wǎng)孔部分115a。柵極孔116a可以形成為朝向其上部變寬。在這點上，柵極孔116a可以具有各種形狀的截面。圖3示出具有矩形截面的柵極孔116a的示例情形。柵極孔116a可以具有圓形截面或其他各種形狀的截面。
[0054]聚焦電極117可以提供在柵電極114的上部上并與柵電極114間隔開。聚焦電極117用于在電壓施加在陰極電極112與柵電極114之間時聚焦從電子發(fā)射源118發(fā)射到X射線發(fā)射裝置150的陽極電極151上的電子。電子從其通過的聚焦孔117a形成在聚焦電極117中。用于使柵電極114與聚焦電極117絕緣的聚焦絕緣層119可以進(jìn)一步形成在兩者之間。用于連通柵極孔116a和聚焦孔117a的絕緣孔119a形成在聚焦絕緣層119中。另夕卜，可以不形成聚焦絕緣層119但是聚焦電極117可以提供為與柵電極114間隔開。雖然沒有示出，但是其他的聚焦電極可以進(jìn)一步提供在聚焦電極117的上部分上。
[0055]如上所述，第一柵極115的網(wǎng)孔部分115a提供在柵絕緣層113的第一支撐部分113a上，第二柵極116提供在第一柵極115上，在第二柵極116中形成有柵極孔116a，柵極孔116a朝向其上部變寬。在這點上，第一柵極115和第二柵極116保持為等電位。用于聚焦電子的聚焦電極117提供在第二柵極116的上部分上。在此結(jié)構(gòu)中，通過第一支撐部分113a和網(wǎng)孔部分115a從電子發(fā)射源118均勻地發(fā)射的電子可以穿過朝向其上部分變寬的柵極孔116a，可以由聚焦電極117聚焦，并可以在陽極電極151上形成具有非常小的直徑(例如，等于或小于幾百Pm的直徑)的焦斑。因此，用于獲得高分辨率圖像的X射線可以從陽極電極151發(fā)射。
[0056]根據(jù)以上實施方式的X射線成像系統(tǒng)包括平板型X射線發(fā)生器100，該平板型X射線發(fā)生器100包括二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線發(fā)生單元100a。因此，物體W設(shè)置在平板型X射線發(fā)生器100與X射線檢測器200之間，從而實現(xiàn)具有非常小厚度的X射線成像系統(tǒng)。在包括于X射線發(fā)生器100中的電子發(fā)射裝置110中，電子可以通過第一支撐部分113a和網(wǎng)孔部分115a從電子發(fā)射源118均勻地發(fā)射、穿過朝向其上部分變寬的柵極孔116a、并由聚焦電極117聚焦。因此，具有非常小的直徑的焦斑可以形成在陽極電極151上。結(jié)果，用于獲得高分辨率圖像的X射線可以從陽極電極151發(fā)射。
[0057]圖10示出圖1的X射線發(fā)射裝置150’的修改示例。參照圖10，X射線發(fā)射裝置150’包括陽極電極151’和提供在陽極電極151’的下表面中的屏蔽窗152’。陽極電極151’是通過從電子發(fā)射源發(fā)射的電子來產(chǎn)生X射線的電極，并可以例如包括金屬諸如W、Mo、Ag、Cr、Fe、C0、Cu等或金屬合金。屏蔽窗152’用于屏蔽從陽極電極151’發(fā)射并在除了相應(yīng)的X射線檢測單元200a之外的方向上行進(jìn)的X射線。為此目的，屏蔽窗152’可以包括在X射線行進(jìn)的方向上變寬的多個通孔152’ a。
[0058]圖11是用于說明利用圖1的X射線成像系統(tǒng)拍攝物體W的特定區(qū)域Pl的視圖。
[0059]參照圖11，在包括于X射線發(fā)生器100中的多個X射線發(fā)生單元100&1、100a2、100a3、100a4、IOOa5和IOOa6之中，僅X射線發(fā)生單元IOOa4被驅(qū)動以發(fā)射X射線。發(fā)射的X射線穿過物體W的特定區(qū)域Pl并被對應(yīng)于X射線發(fā)生單元IOOa4的X射線檢測單元200a4檢測。在這點上，在包括于X射線檢測器200中的多個X射線檢測單元200&1、200&2、200&3、200a4、200a5和200a6之中，僅X射線檢測單元200a4被驅(qū)動。如上所述，X射線成像系統(tǒng)驅(qū)動包括在X射線發(fā)生器100中的多個X射線發(fā)生單元100&1、100&2、100&3、100&4、100&5和IOOa6的一部分，從而拍攝物體W的特定區(qū)域Pl。關(guān)于圖11描述了其中僅X射線發(fā)生單元IOOa4和相應(yīng)的X射線檢測單元200a4被驅(qū)動的情形。然而，X射線發(fā)生單元IOOa1UOOa2'100a3、100a4、IOOa5和IOOa6中的兩個或更多個可以被驅(qū)動，X射線檢測單元200a1、200a2、200a3、200a4、200a5和200a6中的相對應(yīng)的兩個或更多個可以被驅(qū)動。雖然在圖11中單個X射線發(fā)生單元對應(yīng)于單個X射線檢測單元，但是單個X射線發(fā)生單元可以對應(yīng)于兩個或更多個X射線檢測單元，或者兩個或更多個X射線發(fā)生單元可以對應(yīng)于一個X射線檢測單元。[0060]圖12是用于說明利用圖1的X射線成像系統(tǒng)三維地拍攝物體W的特定區(qū)域P2的視圖。
[0061]參照圖12，在包括于X射線發(fā)生器100中的多個X射線發(fā)生單元IOOa1'100a2、100a3、IOOa4UOOajP IOOa6之中，X射線發(fā)生單元100a2、IOOa3和IOOa4被驅(qū)動。在這種情況下，X射線發(fā)生單元IOOa2UOOa3和IOOa4被順序地驅(qū)動以發(fā)射X射線。更具體地，X射線發(fā)生單元IOOa2被首先驅(qū)動以發(fā)射X射線。所發(fā)射的X射線通過準(zhǔn)直器300穿過物體W的特定區(qū)域P2，然后被相應(yīng)的X射線檢測單元200a2、200a3和200a4檢測。在這點上，準(zhǔn)直器300提供在X射線發(fā)生器100和物體W之間以調(diào)整X射線在期望的方向上，并可以包括例如柵格形狀。另外，在圖12中示出了 X射線發(fā)生單元IOOa2UOOa3和IOOa4分別對應(yīng)于X射線檢測單元200a2、200a3和200a4的示例情形。
[0062]此后，X射線發(fā)生單元IOOa3被驅(qū)動以發(fā)射X射線，因此X射線通過準(zhǔn)直器300穿過物體W的特定區(qū)域P2，然后被相應(yīng)的X射線檢測單元200a2、200a3和200a4檢測。此后，X射線發(fā)生單元IOOa4被驅(qū)動以發(fā)射X射線，因此X射線通過準(zhǔn)直器300穿過物體W的特定區(qū)域P2，然后被相應(yīng)的X射線檢測單元200a2、200a3和200a4檢測。在X射線檢測單元200&1、200a2、200a3、200a4、200a5 和 200a6 之中，僅 X 射線檢測單元 200a2、200a3 和 200a4 可以被驅(qū)動。在這種情況下,從被順序地驅(qū)動的X射線發(fā)生單元100a2、IOOa3和IOOa4發(fā)射的X射線可以用來獲得通過X射線檢測單元200a2、200a3和200a4在不同方向拍攝的物體W的特定區(qū)域P2的圖像數(shù)據(jù)。因此，可以獲得物體W的特定區(qū)域P2的3D圖像。
[0063]圖13示出根據(jù)另一示范實施方式的X射線成像系統(tǒng)?，F(xiàn)在將描述前面的實施方式與本實施方式之間的差異。
[0064]參照圖13，該X射線成像系統(tǒng)包括平板型X射線發(fā)生器100和檢測從X射線發(fā)生器100產(chǎn)生的X射線的X射 線檢測器200’。用于調(diào)節(jié)X射線的行進(jìn)方向的準(zhǔn)直器300可以設(shè)置在X射線發(fā)生器100與物體W之間。如上所述，平板型X射線發(fā)生器100包括二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線發(fā)生單元IOOa1UOOa2UOOa^ 100a4、IOOa5和100a6。X射線檢測器200’包括對應(yīng)于多個X射線發(fā)生單元100&1、100&2、100&3、100&4、100&5和IOOa6的X射線檢測單元200&1、200&2、200&3、200&4、200&5和200a6。在此結(jié)構(gòu)中，例如，多個X射線發(fā)生單元 IOOa1UOOa2UOOa3' 100a4、IOOa5 和 IOOa6 中的 X 射線發(fā)生單元 IOOa2UOOa3 和 IOOa4被驅(qū)動以發(fā)射X射線，X射線通過準(zhǔn)直器300穿過物體W的特定區(qū)域P3然后被相應(yīng)的X射線檢測單元200a2、200a3和200a4檢測。在這點上，X射線檢測單元200a2、200a3和200a4的每個的面積小于X射線發(fā)生單元IOOa2UOOa3和IOOa4的每個的面積，從而減少由于散射產(chǎn)生的噪聲。
[0065]圖14示出根據(jù)另一示范實施方式的反射式X射線成像系統(tǒng)。現(xiàn)在將描述前面的實施方式與本實施方式之間的差異。
[0066]參照圖14，該X射線成像系統(tǒng)包括平板型X射線發(fā)生器500和檢測從X射線發(fā)生器500產(chǎn)生的X射線的X射線檢測器600。如上所述，平板型X射線發(fā)生器500包括可二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線發(fā)生單元。X射線發(fā)生單元包括二維布置并獨立地發(fā)射電子的多個電子發(fā)射單兀以及通過由電子發(fā)射單兀發(fā)射的電子來發(fā)射X射線的多個X射線發(fā)射單元。在這點上，多個電子發(fā)射單元配置為形成電子發(fā)射裝置，多個X射線發(fā)射單元配置為形成X射線發(fā)射裝置。因此，X射線發(fā)生器可以包括具有多個電子發(fā)射單元的電子發(fā)射裝置510以及具有多個X射線發(fā)射單元的X射線發(fā)射裝置550。在反射式X射線成像系統(tǒng)中，X射線發(fā)射裝置550可以反射X射線。在反射式X射線成像系統(tǒng)中，X射線檢測器600提供在電子發(fā)射裝置510的上部分上，物體W設(shè)置在電子發(fā)射裝置510與X射線檢測器600之間。因此，從X射線發(fā)射裝置550反射的X射線通過電子發(fā)射裝置510穿過物體W然后到達(dá)X射線檢測器600。在這點上，物體W可以提供為接觸電子發(fā)射裝置510和X射線檢測器600中的至少一個。
[0067]根據(jù)以上實施方式的X射線成像系統(tǒng)包括平板型X射線發(fā)生器，該平板型X射線發(fā)生器包括二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線發(fā)生單元。因此，物體設(shè)置在平板型X射線發(fā)生器與X射線檢測器之間，從而實現(xiàn)具有非常小的厚度的X射線成像系統(tǒng)。僅多個X射線發(fā)生單元中的一部分被驅(qū)動，從而拍攝物體的特定區(qū)域，這種選擇性地局部拍攝防止將X射線照射到不必要的區(qū)域，從而減少照射率(exposure rate)。多個X射線發(fā)生單元中的至少一部分可以被順序地驅(qū)動，從而三維地拍攝物體的特定區(qū)域。在配置為形成X射線發(fā)生器的電子發(fā)射裝置中，電子可以通過第一支撐部分和網(wǎng)孔部分從電子發(fā)射源均勻地發(fā)射、穿過朝向其上部分變寬的柵極孔、并被聚焦電極聚焦。因此，具有非常小的直徑的焦斑可以形成在陽極電極上。因而，用于獲得高分辨率圖像的X射線可以從陽極電極發(fā)射。因此，X射線成像系統(tǒng)可以減少關(guān)于物體的照射率，可以實現(xiàn)對應(yīng)于物體的各種尺寸的各種系統(tǒng)配置，并可以實現(xiàn)均勻的和高分辨率的X射線圖像。
[0068]雖然已經(jīng)參照其示范實施方式具體示出并描述了本總的發(fā)明構(gòu)思，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可以在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化而不背離本總的發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍，本總的發(fā)明構(gòu)思的范圍由權(quán)利要求書限定。
[0069]本申請要求于2013年2月26日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請N0.10-2013-0020659的權(quán)益，其公開內(nèi)容通過引用整體結(jié)合于此。
【權(quán)利要求】
1.一種X射線成像系統(tǒng)，包括: X射線發(fā)生器，包括二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線發(fā)生單元；和 X射線檢測器，提供為與所述X射線發(fā)生器間隔開且使物體位于所述X射線發(fā)生器和所述X射線檢測器之間，所述X射線檢測器包括與所述多個X射線發(fā)生單元相對應(yīng)的多個X射線檢測單元。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述物體被提供為接觸所述X射線發(fā)生器和所述X射線檢測器中的至少一個。
3.如權(quán)利要求1所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述多個X射線發(fā)生單元中的至少一個被驅(qū)動為使得X射線被照射到所述物體的特定區(qū)域上。
4.如權(quán)利要求3所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述多個X射線檢測單元中的與所述多個X射線發(fā)生單元中的至少一個相對應(yīng)的至少一個X射線檢測單元被驅(qū)動。
5.如權(quán)利要求3所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述多個X射線發(fā)生單元中的至少一個被同時地或者順序地驅(qū)動。
6.如權(quán)利要求1所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述多個X射線發(fā)生單元的面積等于或大于所述多個X射線檢測單元的面積。
7.如權(quán)利要求1所述的X射線成像系統(tǒng)，其中用于調(diào)節(jié)X射線的方向的準(zhǔn)直器設(shè)置在所述X射線發(fā)生器與所述 物體之間。
8.如權(quán)利要求1所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述多個X射線發(fā)生單元包括發(fā)射電子的多個電子發(fā)射單元以及通過由所述多個電子發(fā)射單元發(fā)射的電子來發(fā)射X射線的多個X射線發(fā)射單元。
9.如權(quán)利要求8所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述X射線發(fā)生器包括包含所述多個電子發(fā)射單元的電子發(fā)射裝置以及包含所述多個X射線發(fā)射單元的X射線發(fā)射裝置。
10.如權(quán)利要求8所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述多個電子發(fā)射單元的每個包括: 陰極電極； 柵電極，提供為與所述陰極電極間隔開并包括第一柵極和第二柵極，所述第一柵極包括網(wǎng)孔部分和形成在所述網(wǎng)孔部分周圍的延伸部分，所述第二柵極設(shè)置在所述第一柵極的所述延伸部分上并具有柵極孔，該柵極孔在其一側(cè)開口接觸所述網(wǎng)孔部分； 柵絕緣層，設(shè)置在所述陰極電極與所述柵電極之間并包括支撐所述網(wǎng)孔部分的多個第一支撐部分以及支撐所述延伸部分的第二支撐部分；以及 多個電子發(fā)射源，提供在由所述柵絕緣層暴露的所述陰極電極上。
11.如權(quán)利要求10所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述柵極孔形成為朝向所述一側(cè)開口變窄。
12.如權(quán)利要求11所述的X射線成像系統(tǒng)，還包括:聚焦電極，提供為與所述柵電極間隔開。
13.如權(quán)利要求11所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述第一柵極和第二柵極是等電位的。
14.如權(quán)利要求11所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述網(wǎng)孔部分的網(wǎng)格間隔等于或者小于所述第一支撐部分的高度。
15.如權(quán)利要求10所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述多個第一支撐部分在所述陰極電極上形成為條形，所述多個電子發(fā)射源在所述第一支撐部分之間以及在所述第一支撐部分和第二支撐部分之間形成為條形。
16.如權(quán)利要求10所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述多個電子發(fā)射源的高度低于所述柵絕緣層的高度。
17.如權(quán)利要求10所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述多個X射線發(fā)射單元包括陽極電極，所述陽極電極通過由所述多個電子發(fā)射源發(fā)射的電子來產(chǎn)生X射線。
18.如權(quán)利要求17所述的X射線成像系統(tǒng)，其中所述多個X射線發(fā)射單元還包括提供在所述陽極電極上并屏蔽所述X射線的行進(jìn)的屏蔽窗。
19.一種X射線發(fā)生器，包括二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個X射線發(fā)生單元，其中所述多個X射線發(fā)生單元包括發(fā)射電子的多個電子發(fā)射單元以及通過由所述多個電子發(fā)射單元發(fā)射的電子來發(fā)射X射線的多個X射線發(fā)射單元， 其中所述多個電子發(fā)射單元的每個包括: 陰極電極； 柵電極，提供為與所述陰極電極間隔開并包括第一柵極和第二柵極，所述第一柵極包括網(wǎng)孔部分和形成在所述網(wǎng)孔部分周圍的延伸部分，所述第二柵極設(shè)置在所述第一柵極的延伸部分上并具柵極孔，該柵極孔在其一側(cè)開口接觸所述網(wǎng)孔部分； 柵絕緣層，設(shè)置在所述陰極電極與所述柵電極之間并包括支撐所述網(wǎng)孔部分的多個第一支撐部分以及支撐所 述延伸部分的第二支撐部分；以及 多個電子發(fā)射源，提供在由所述柵絕緣層暴露的所述陰極電極上。
20.如權(quán)利要求19所述的X射線發(fā)生器，其中所述柵極孔形成為朝向所述一側(cè)開口變窄。
21.如權(quán)利要求19所述的X射線發(fā)生器，其中所述第一柵極和第二柵極是等電位的。
22.如權(quán)利要求19所述的X射線發(fā)生器，其中所述網(wǎng)孔部分的網(wǎng)格間隔等于或者小于所述第一支撐部分的高度。
23.一種電子發(fā)射裝置，包括二維布置并被獨立地驅(qū)動的多個電子發(fā)射單元， 其中所述多個電子發(fā)射單元的每個包括: 陰極電極； 柵電極，提供為與所述陰極電極間隔開并包括第一柵極和第二柵極，所述第一柵極包括網(wǎng)孔部分和形成在所述網(wǎng)孔部分周圍的延伸部分，所述第二柵極設(shè)置在所述第一柵極的所述延伸部分上并具有柵極孔，該柵極孔在其一側(cè)開口接觸所述網(wǎng)孔部分； 柵絕緣層，設(shè)置在所述陰極電極與所述柵電極之間并包括支撐所述網(wǎng)孔部分的多個第一支撐部分以及支撐所述延伸部分的第二支撐部分；以及 多個電子發(fā)射源，提供在由所述柵絕緣層暴露的所述陰極電極上。
24.如權(quán)利要求23所述的電子發(fā)射裝置，其中所述柵極孔形成為朝向所述一側(cè)開口變窄。
25.如權(quán)利要求23所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一柵極和第二柵極是等電位的。
26.如權(quán)利要求23所述的電子發(fā)射裝置，其中所述網(wǎng)孔部分的網(wǎng)格間隔等于或者小于所述第一支撐部分的高度。
【文檔編號】G03B42/02GK104007129SQ201310587432
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月26日
【發(fā)明者】鄭太遠(yuǎn), 金勇哲, 金一煥, 金度潤, 樸相鉉 申請人:三星電子株式會社