專利名稱：用于二維放射線檢測的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及二維放射線檢測的方法和裝置，用來將X射線圖像轉換成X射線電視系統(tǒng)中的電信號，該X射線電視系統(tǒng)用于醫(yī)學診斷或非破壞性材料試驗;這種方法和裝置也可用來將對被攝物體(例如原稿)進行光學讀取所產生的可見光轉換成電信號。
在上述這例二維放射線檢測裝置的X射線電視系統(tǒng)中，一X射線圖像增強器和一電視攝像管組合在一起，將X射線圖像轉變成電信號。更具體地說，入射在圖像增強器(image intensifier)上的X射線通過一種轉換膜(如CsI)而轉換成可見光線，并隨后從感光面釋放電子。這些電子被加速并被投射到輸出熒光膜，而被轉換成可見光，從而輸出熒光膜輸出一可見光圖像。攝像管被光學耦合至一圖像增強器的輸出面。該可見光圖像通過一光學透鏡之類的裝置而投射到攝像管的攝像面，從而與入射光對應的電荷堆積在攝像面上。一電子束掃描并讀取這些電荷，并輸出這些電信號。
二維CCD(電荷耦合裝置(Charge Coupled Device))攝像機是一種熟知的用來將可見光圖像轉換成電信號的裝置。
然而，為了從一X射線圖像獲得最終電圖像信號，含有X射線增強器和電視攝像管的普通X射線電視系統(tǒng)需要大量的步驟，來將X射線轉變成可見光，然后轉變成電子，轉變成可見光，通過光學裝置轉變成可見光，并轉換成上述電信號。這種處理方法的轉換效率較差，并不可避免地使最終圖像具有較低的信噪(S/N)比。另外，將圖像增強器和攝像管放在一起的缺點是使系統(tǒng)變得復雜，并使其體積增大。
盡管二維CCD攝像機具有體積小的優(yōu)點，但是受其結構限制，很難增大面積。這就產生這樣的缺點，即必須采用由一些元件組成的光學系統(tǒng)來縮小被攝物體的可見光圖像。
針對上述技術狀態(tài)，本發(fā)明的主要目的在于提供一種改進了的二維放射線檢測方法，這種方法能夠有效地將諸如X射線的放射線或可見光轉換成電信號，使二維放射線檢測裝置具有一大口徑，并減小其厚度。本發(fā)明還試圖提供一種實施這一方法的二維放射線檢測裝置。
按照本發(fā)明，上述目的是通過一種二維放射線檢測方法而將呈二維分布的入射放射線轉變成電信號來實現(xiàn)的，該方法包含下述步驟將呈二維分布的放射線投射到一轉換膜上，從而將該放射線變換成呈二維分布的電荷;
從相對于轉換膜而并排排列的多個線性陰極中連續(xù)選出一個陰極，并從某一選出的線性陰極中產生電子束;
至少在垂直方向聚焦該電子束，并將該電子束投射到轉換膜的一個水平行;
通過檢測流過并列排列在轉換膜上多個條形電極中的電流變化，來讀取一水平行上的電荷(電位)分布，從而穿越(cross)投射的電子束;
每次已經讀取了一水平行上的電位分布時，使該電子束偏轉，來讀取相鄰水平行上的電位分布;
讀取了預定水平行數(shù)的電位分布以后，切換這些線性電極，使新選出的線性電極產生的電子束讀取預定水平行數(shù)上的電位分布，隨后，通過邊續(xù)切換線性電極，讀取轉換膜上的電位分布。
本發(fā)明還提供一種適于實施上述方法的二維放射線檢測裝置，它包含
將二維分布的入射放射線轉換成二維分布的電荷的靶結構;以及一電子束掃描機構，使電子束對相對于靶結構放射線入射平面的一個平面進行掃描，從而讀取靶結構上形成的呈二維分布的電位電信號;
其中，靶結構包括一將二維分布的入射放射線轉換成二維分布的電荷的轉換膜，以及多個大體等距離并列分布在轉換膜上的條形電極;以及電子束掃描機構包括相對靶結構、并且大體垂直于條形電極而并列、用作電子束源的多個線性陰極;多個與線性陰極關聯(lián)的電子束汲取電極，用來使線性陰極中選出的一個陰極產生電子束，使電子束在垂直方向會聚，使電子束向前輻射;多個與線性陰極關聯(lián)的垂直偏轉電極，用來垂直偏轉汲取的電子束;加速電極，用來將已經通過垂直偏轉電極的電子束射向靶結構;以及一減速電極，用來使已經通過加速電極的電子束在入射到靶結構之前減速。
采用上述裝置，呈二維分布的入射放射線如下所述被轉換成電信號。
首先，靶結構的轉換膜將二維分布的入射放射線轉變成一二維電位分布。電子束掃描機構如下所述讀取靶結構上產生的電位分布。電子束汲取電極從多個線性陰極中選擇一個線性陰極，并從該線性陰極取得水平分布的電子束。這些電子束通過垂直偏轉電極、加速電極以及減速電極，而投射到靶結構的轉換膜上。轉換膜使條形電極沿大體垂直于線性陰極(電子束的入射線)的方向并列排列。因而條形電極和被選線性陰極之間的電流大小與轉換膜射束入射位置中的電位相對應。轉換膜水平行上的電位分布通過檢測條形電極之間的電流變化來讀取。完成轉換膜水平行上的電位分布讀取以后，垂直偏轉電極使電子束垂直偏轉和平移至一鄰近的水平行。然后用同樣的方式檢測條形電極上的電流變化，讀取那一水平行上的電位分布。當預定行上的電位分布已被讀取以后，電子束汲取電極被切換，用來選擇下一個線性陰極。通過從這一線性陰極取得的電子束，讀取轉換膜預定行上的電位分布如上所述。隨后，連續(xù)選擇其他的線性陰極，在轉換膜的整個范圍內讀取電位分布。
采用按照本發(fā)明的二維放射檢測裝置，入射放射線圖像被轉換成用電子束掃描而獲得電子信號的二維分布電位。這一過程從放射線圖像的入射至得到電信號含有較少的轉換步驟，從而得到高信噪比的圖像信號。
另外，按照本發(fā)明，沿電子束入射線方向的轉換膜上電位分布是由并列穿越電子束入射線的條形電極來讀取的。所以電子束沿那一方向具有最小掃描范圍，使信號帶寬減小，從而相應地使信噪比提高。
電子束掃描機構采用多個線性陰極作為電子束源。與使用單根電子槍的情況相比，這一掃描機構需要縮短掃描電子束的通道長度，從而使二維放射線檢測裝置的厚度相應縮小。另外，因為不需要在一寬范圍內平移電子束，所以在周邊部分的圖像幾乎沒有失真。
用來將二維分布的放射線轉換成電位分布的轉換膜具有可適用于一增大面積的結構。所以按照本發(fā)明的二維放射線檢測裝置可以具有一增大的孔徑。
在按照本發(fā)明的一種較佳形式的裝置中，每一條形電極的水平寬度與一個像素對應，電子束掃描機構可以同時將線性分布的電子束投射到轉換膜的一個水平行上，并且當該電子束被投射到轉換膜上時，通過檢測條形電極的電流變化用時讀取這一水平行上的電位分布。采用這一結構，可以同時讀取轉換膜一個水平行上的電位分布，而無需水平平移電子束。
本按照本發(fā)明的另一較佳形式的裝置中，每一條形電極的水平寬度與多個像素對應;并且，電子束掃描機構還包括電子射束流控制電極，用來將從線性陰極中選出的一個陰極取得的電子束分成多個水平排列的離散電子束;一水平會聚電極，用來對每一離散電子束進行水平會聚;以及水平偏轉電極，用來使水平會聚的電子束在條形電極的寬度內分別作水平偏轉和同時偏轉，從而使由垂直和水平會聚電極進行垂直和水平會聚的電子束投射到轉換膜的一個水平行上，通過檢測當電子束由多個相應于每一條形電極寬度的像素作水平平移時的條形電極電流變化，來讀取一水平行上的電位分布。
采用這種結構，每一離散電子束同時掃描相應于一個條形電極寬度的多個像素，從而電子束讀取轉換膜一個水平行上的電位分布。
一X射線攝像管是按照本發(fā)明的二維放射線檢測裝置的特例。此例中，靶結構的轉換膜包括一熒光體，用來將入射作為二維分布放射線的X射線轉換成一可見光圖像;以及一感光電導膜，用來將可見光圖像轉換成二維分布的電荷。另外，最好條形電極為透明電極，并且熒光體條形電極以及感光電導膜以所述順序層疊在一起。
電子束汲取電極最好以這種形式排列，即多個背電極排列在線性陰極的后面(遠離靶結構的一側)，并且在電氣上相互間分開，并且用來選擇產生電位梯度的垂直會聚電極其背面電極從一個線性陰極取得電子束，并垂直會聚該電子束。
在上述X射線圖像攝像管中，熒光體從X射線轉換效率的觀點來看最好包含一摻鈉碘化銫的針狀晶體結構。在這種情況下，熒光體具有不規(guī)則的表面。因此，當在透明電極和線性陰極之間施加一電壓時，強電場會集中在感光膜上，而損壞感光膜。為了避免出現(xiàn)這種情況，熒光體最好具有一光滑表面，或者熒光體和條形電極之間有一光滑透明層。
為了描述本發(fā)明，附圖中給出了本發(fā)明的幾種形式，然而應該理解的是，本發(fā)明并不僅限于所繪出的結構和手段。


圖1是一例實施本發(fā)明二維放射線檢測裝置的X射線攝像管的外形示意圖;
圖2A至2C為靶結構圖;
圖3為電子束掃描機構圖;
圖4描述的是經改進的電子束掃描機構;
圖5描述的是一例電子束的水平掃描;以及圖6是一例改進的線性陰極。
下面參見附圖詳細描述本發(fā)明的較佳實施例。
第一種實施例圖1是一例實施例本發(fā)明二維放射線檢測裝置的X射線攝像管的外形示意圖。
如圖1所示，X射線攝像管1包括一保持在10-7至10-9乇真空條件下的真空殼2，一靶結構3以及安裝在真空殼2上的電子束掃描機構4。靶結構3將入射的二維分布的X射線轉換成二維分布的電荷。電子束掃描機構4使電子束對與靶結構3X射線入射面相對的一個平面進行掃描，從而讀取靶結構3上形成的二維分布電位，作為電信號。
正如圖2A的截面圖以及圖2B的平面圖中所示意描述的那樣，靶結構3包括一基片11、形成在基片11非入射面上的熒光體12、形成在熒光體12上呈多個條形的透明電極13，以及形成在透明電極13上的感光膜14。
基片11用來承受靶結構3的機械強度，并且是由可透射X光的材料(如鋁、金屬鈹、玻璃或陶瓷)制成的，厚度為1至2mm。
熒光體12是用響應于X射線而產生可見光的材料制成的，如摻鈉的碘化銫(CsINa)、摻銀的硫化鋅(ZnSAs)、鈦酸鈣(CaWO4)或摻鉈的碘化銫(CsITl)。特別是從X射線轉換效率的角度考慮，最好采用呈針狀晶體結構的CsINa。CsINa層的厚度通常在200至400μm的數(shù)量級。
透明光極13由諸如ITO的透光導電膜制成，ITO是一種銦、錫和氧合金，或SnO2。為防止光的散射，應使該透明電極12足夠薄(約300 )?？紤]到X射線攝像管1的水平分辨率，恰當選擇垂直沿伸并列成條狀的透明電極13的個數(shù)。本實施例共有1，000個呈條狀的透明電極13。
感光膜14將熒光體12上形成的二維可見光圖像轉換成二維分布的電荷，并具有熒光體12輻射波長范圍的靈敏度。例如，如果熒光體12是由藍輝光體(blne glow)CsINa、ZnsAg或CaWO4組成的，則感光膜14最好是一種含有硒(Se)為主要成份的非晶半導體層(a-Se)。如果熒光體12是由綠輝光體CsITl組成的，則感光膜14由硒化鎘(CdSe)組成。
例如，上述靶結構13可由下述方法制成。
首先，用真空蒸發(fā)將CsINa淀積到基片11的表面上，從而形成熒光體12。此時，通過將基片11保持在200至400℃下，而得到針狀晶體結構的CsINa。通過真空蒸發(fā)或濺射而將ITO淀積到熒光體12上。然后，通過光刻形成條狀透明電極13。感光膜14是通過真空蒸發(fā)將a-Se之類的物質淀積到透明電極13上而形成的。
下面，結合圖3描述電子束掃描機構4的結構。
這一機構在圖3中從左至右包括背電極21、用作電子射束源的線性陰極22、垂直會聚電極23、垂直偏轉電極24、電子束加速電極25以及一減速電極26。背電極21和垂直會聚電極23與本發(fā)明的電子束汲取電極對應。
用作電子射束源的每一線性陰極22沿水平方向延伸，產生水平分布的電子束。多個這樣的線性陰極22以適當?shù)拈g隔縱向排列起來。本實施例包含63個線性陰極22(盡管為了描述之便圖3中只畫了四個)。例如，這些線性陰極22是通過用一種氧化陰極材料涂覆在直徑為10至29μm的鎢線表面。正如后文中將描述的那樣，從頂部到底部，逐個控制線性陰極22，使其每一個陰極在一固定時間內發(fā)射電子束。線性陰極22的鈀結構3的透明電極14之間(見圖1)施加一高電壓E。
每一背電極21是通過蒸發(fā)之類的技術將諸如鋁的導電膜21b淀積到形成在絕緣底座21a與每一線性電極22相對的槽道內表面上而形成的。背電極21相互間電分開，并與各線性電極22相關聯(lián)。背電極21各導電膜21b的功能是用以后將要描述的垂直會聚電極23產生電位梯度，來抑制除受控在固定時間內發(fā)射電子束的線性陰極22以外的其他線性陰極22產生的電子束，并使產生的電子束只向前傳播。背電極21可以由施加到前述真空殼2的一內后壁上的導電材料形成。
垂直會聚電極23的形式呈導電板形，其限定了分別與線性陰極22相對的多個水平延伸槽30。從每一線性陰極22輻射的電子束接著通過一個槽30，沿垂直方向會聚。
每一槽30可以含有以一定恰當間隔排列的橫條。另外，每一槽30的形式也可以是以很小間隔水平排列的一排通孔(從而這些孔幾乎相互間連續(xù))，其作用大體上就像是一個槽。
每一垂直偏轉電極24沿相應于槽30中間部分的范圍內的水平方向延伸。每一垂直偏轉電極24分別包括施放在絕緣基片32上表面和下表面上的導體33a和33b。一垂直偏轉電壓施加在相對的導體33a和33b之間，用來使電子束沿垂直方向偏轉。
本實施例中，一對導體33a和33b沿垂直方向使電子束從一個線性陰極22偏轉到相應于16線的位置。本實施例包括64個垂直偏轉電極24，用以提供相應于63個線性陰極22的63對導體。因此，電子束沿垂直方向偏轉，在鈀結構3的感光膜14上繪出1，008個水平線。
加速電極25的形式是導電板34，導電板34在與垂直偏轉電極24類似的位置上沿水平方向延伸。這些加速電極25的作用是汲取或吸引電子束。
減速電極26的形式是具有大量孔隙的網狀導體35。減速電極26具有這樣的功能，即在靶結構3的感光膜14之間，立即使電子束減速，并使電子束以正確的角度投射到感光膜14上。
下面描述上述實施例的工作方式。
如圖1所示，通過物體M的X射線以二維分布方式通過真空殼2的一窗2a傳播，而投射到靶結構3上。入射到靶結構3上的X射線通過基片11傳送到熒光體12上，而轉換成以二維方式分布的可見光圖像。此可見光圖像通過透明電極13傳送到感光膜14上。感光膜14將該可見光圖像轉換成電荷。因此，就在感光膜14上得到了對應于入射X射線圖像的電位二維分布。高電壓E施加在線性陰極22和透明電極14之間，從而使強電場對光膜14起作用。因此，由入射可見光圖像在感光膜14上產生的電荷就像是在感光膜14上的電位分布。
由電子束掃描機構4如下所述讀取出現(xiàn)在感光膜14上的電位分布。背電極21和垂直會聚電極23選出一個線性陰極22，并僅從該線性陰極22取得水平分布的電子束“e”。這些電子束“e”投射到靶結構3的感光膜14上(見圖2B)。感光膜14具有透明電極13，透明電極13成條狀，并列置于垂直于線性陰極22的方向上(電子束“e”的入射線)。因此，透明電極13和線性陰極22之間的電流，其大小與電子束“e”的入射線和條狀透明電極13之間的電位相對應。電流的變化量由讀出電路5讀取，如圖1所示，讀出電路5以多級形式與各透明電極13相連。
在完成感光膜一個水平行上的電位分布讀取以后，垂直偏轉電極24沿垂直方向使電子束“e”偏轉并平移至一鄰近的水平行。隨后，用與上述類似的方法，檢測透明電極13上的電流變化，讀取那一水平行上的電位分布。當已經讀取了預定數(shù)(本實施例中為16行)行上的電位分布以后，切換背電極21和垂直會聚電極23，選擇下一個線性陰極22。借助于從該線性陰極22取得的電子束“e”，如上所述讀取感光膜14預定個數(shù)行上的電位分布。隨后，逐個選擇其他線性陰極22，讀取感光膜整個區(qū)域內的電位分布。
這樣，由各讀出電路5就讀取了感光膜上的二維電位分布，作為電信號。這種電信號由攝像控制單元(CCU)6轉換成視頻信號，并被傳送到電視檢視器7。結果，物體M的X射線穿透圖像就顯示在電視檢視器7的屏幕上了。
這種X射線攝像管1需要很少的步驟，來獲得相應于入X射線的電信號，即，將X射線轉換成可見光圖像的步驟、將可見光圖像轉換成一電位分布的步驟，以及通過掃描電位分布獲取電信號的步驟。因此，幾乎不產生噪音。所以，出現(xiàn)在電視檢視器7屏幕上的X射線穿透圖像具有高信噪比。
因為電子束“e”不需要作水平掃描，所以上述X射線攝像管1不需要水平偏轉電極之類的裝置。這一特征使X射線攝像管1的結構得以簡化，并且由于不存在電子束“e”的水平掃描而減小了信號的帶寬，從而提高了信噪比。(已知信號比正比于1/B3/2，其中B為帶寬。)另外，因為可以增加熒光體12和感光膜14的面積，所以X射線攝像管1可以具有大孔徑而使視場延伸到待檢區(qū)域那樣大小。另外，從多個線性陰極22逐個得到的電子束沿垂直方向偏轉，對感光膜14進行掃描。相當小的通道就足以實現(xiàn)使電子束偏轉的目的，這就使X射線攝像管1的深度減小。
用作熒光體12的針狀晶體結構CsINa，其表面不規(guī)整。由于存在這樣一個表面，使得當一電壓施加到透明電極13和線性陰極22之間時，強電場趨于局部集中在感光膜14上。從而這些地方的像素將被破壞。可以如下所述形成靶結構3來避免出現(xiàn)這種情況。
(1)對熒光體12的表面進行光滑處理。
(2)如圖2C所示，在熒光體12和透明電極13之間介入一層光滑透明層15。這一層可以是具有光滑表面的纖維板、薄玻璃板、聚酰亞胺樹脂層或氧化硅層。
第二種實施例在圖3所示的第一種實施例中，從第一線性陰極22得到的平面(線性分布)電子束“e”同時投射到感光膜14的一個水平行上，同時讀取那一水平行上電位分布。本實施例中，垂直方向和水平方向會聚的多個電子束投射到感光膜14的一個水平行上。每一電子束同時對與每一條狀透明電極的寬度對應的多個像素進行掃描，從而該電子束讀取光電膜14一水平行上的電位分布。這一特征將結合圖4和圖5進行描述。
圖4描述了相對靶結構3而立地電子束掃描機構的外形。這一機構在圖4中從左至右包括背電極21、線性陰極22、垂直會聚電極23a和23b、垂直偏轉電極24、電子射束流控制電極40、水平會聚電極41、水平偏轉電極42、電子束加速電極25和減速電極26。背電極21、線性陰極22、垂直會聚電極23a、24b、垂直偏轉電極24、電子束加速電極25和減速電極26與圖3所示第一種實施例中的相應電極類似，此處不再贅述。靶結構3的基本結構與第一種實施例中的情況相同。然而，在第二種實施例中，每一條狀透明電極13的水平寬度比第一種實施例中的寬，即，寬度對應于多個像素(圖5一例中的三個像素)。因此，本實施例中條狀電極13的個數(shù)少于第一種實施例中條狀電極的個數(shù)。如果每一條狀電極13的寬度如上所述與三個像素對應，則條狀電極13的個數(shù)是第一種實施例中條狀電極個數(shù)的三分之一。
每一電子射束流控制電極40含有在垂直方向圍成槽43的導電板44。電子射束流控制電極40以一定間隔呈水平排列。每一射束流控制電極40僅在射束選擇接收期間讓電子束通過。本實施例中，通過各射束流控制電極40分別取出電子束。每一電子束用來讀取來自水平排列的多個像素(本實施例中為三個)的信號(感光膜14上的電位分布)。
水平會聚電極41的形式為導電板46，導電板46分別在電子射束流控制電極40中相對于槽43圍成垂直方向沿伸的槽45。每一電子束水平方向會聚成一細電子束，其大小與一個像素對應。
每一水平偏轉電極42的形式為一導電板47，導電板47在相應于一槽45中間部分的范圍內沿垂直方向延伸。水平偏轉電壓施加在相鄰偏轉電極42之間。從而通過鄰近偏轉電極42之間的電子束沿水平方向同時偏轉，沿水平方向同時掃描感光膜14的每一對應于多個像素的區(qū)域。
電子束掃描機構如下所述讀取出現(xiàn)在感光膜14上的電位分布。背電極21和垂直會聚電極23a、23b選擇一個線性陰極22，單獨從該線性陰極22取得水平分布的電子束“e”。這些電子束“e”通過垂直偏轉電極24進入電子射束流控制電極40，從而從多個離散射束中取得電子束“e”。分開的離散電子流“e”傳播通過水平會聚電極41、水平偏轉電極42、電子束加速電極25以及減速電極26，同時投射到靶結構3的感光膜14上。圖5描繪的是入射到感光膜14上的電子束“e”。從圖中可以看到，水平掃描開始時，每一電子束“e”投射到一個帶狀透明電極13的左側端位置(圖5中的P1)。從而通過與透明電極13相連的讀出電路5讀取與各透明電極13左側端位置P1相對應的感光膜14位置上的電位。
當相應于位置P1的電位已經被讀取以后，水平偏轉電極42沿水平方向一次使離散電子束“e”平移一個像素。從而同時讀取相應于透明電極13中間位置P2的感光膜14位置上的電位。讀取了相應于位置P2的電位以后，電子束“e”沿水平方向再平移一個像素，從而同時讀取相應于透明電極13右側端位置P3的感光膜14位置上的電位。這樣，從位置P1水平平移至位置P3的電子束就讀取了感光膜14一個水平行上的電位分布。
完成一個水平行上電位分布的讀取以后，垂直偏轉電極24像第一種實施例中一樣，垂直偏轉并平移電子束“e”一個像素，讀取鄰近水平行上的電位分布。當預定行上的電位分布已被讀取以后，切換線性陰極22，如上所述讀取下一預定行數(shù)上的電位分布。隨后，逐一選取其他線性陰極22，讀取整個感光膜14范圍內的電位分布。
本發(fā)明并非僅限于上述實施例，而可以用不同方法加以修改。以第一種實施例為例，電子束掃描機構的線性陰極并非僅限于圖3中所示的結構。例如，可以采用如圖6所示的多個楔形線性陰極22a。采用這種結構的話，在不對線性陰極22進行加熱的情況下，通過將一強電場施加到所要求的一個線性陰極22a上，可以有選擇地從線性陰極22a取得水平傳播的電子束“e”。該線性陰極可以嚴格地排列成其數(shù)量與水平行數(shù)對應，從而省去了使電子束垂直偏轉的結構，從而檢測器的長度縮短。
在前述實施例中，X射線攝像管被描述成是一例二維放射線檢測器。本發(fā)明并不僅限于這些實施例，本發(fā)明也可用于入射放射線是可見光的情況。本例中，熒光體12自然不包括在靶結構中。
本發(fā)明也可以在不偏離本發(fā)明基本特性的情況下用其他形式來實現(xiàn)。因此，本發(fā)明的范圍應以后文的權利要求(而不是前述說明書內容)為準。
權利要求
1.一種用來將二維分布的入射放射線轉換成電信號的二維放射線檢測方法，其特征在于，所述方法包含下述步驟將二維分布的放射線投射到將所述放射線轉換成二維分布電荷的轉換膜上；從多個并列相對置于所述轉換膜的線性陰極中接連選出一個線性陰極，從而從被選線性陰極產生電子束；使所述電子束至少在垂直方向上會聚，并將所述電子束投射到所述轉換膜的一個水平行上；通過檢測并列置于所述轉換膜上流過多個穿越(cross)所述投射的電子束的條狀電極的電流變化來讀取所述一個水平行上的電荷分布也即電位分布；每次所述一個水平行上的電位分布已被讀取以后，沿垂直方向偏轉所述電子束，來讀取鄰近水平行上的電位分布；以及在讀取了預定行數(shù)的水平行上的電位分布以后，切換所述線性陰極，如上所述，用新選取的線性陰極產生的電子束讀取所述預定行數(shù)水平行上的電位分布，并隨后通過逐個切換所述線性陰極讀取所述轉換膜上的電位分布。
2.一種用來把二維分布的入射放射線轉換成電信號的二維放射線檢測裝置，所述裝置包含一靶結構，用來將二維分布的入射放射線轉換成二維分布的電荷;以及一電子束掃描機構，用來使電子束掃描相對于所述靶結構放射線入射平面的一個平面，讀取形成在所述靶結構上電位的二維分布，作為電信號;其特征在于，所述靶結構包括一將所述二維分布的入射放射線轉換成所述二維分布的電荷的轉換膜，以及大體等距離并列置于所述轉換膜上的多個條狀電極，以及所述電子束掃描機構包括相對于所述靶結構并且并列沿大體垂直于所述條狀電極方向延伸而用作電子射束源的多個線性陰極，與所述線性陰極相關聯(lián)而用來使被選一個所述線性陰極產生電子束、沿垂直方向會聚所述電子束并向前傳送所述電子束的多個電子束汲取電極，與所述線性陰極相關聯(lián)而用來沿垂直方向使汲取的所述電子束偏轉的多個垂直偏轉電極，用來使已經通過所述垂直偏轉電極的所述電子束朝向所述靶結構傳播的加速電極，以及用來使已經通過所述加速電極的所述電子束在入射到所述靶結構之前減速的減速電極。
3.一種如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述每一條狀電極的水平寬度與一個像素對應;所述電子束掃描機構可以用來將所述線性分布的電子束同時投射到所述轉換膜的一個水平行上，并且當所述電子束被投射到所述轉換膜上時，通過檢測所述條狀電極的電流變化來同時讀取所述一個水平行上的電位分布。
4.一種如權利要求2所述的裝置，其特征在于，每一所述條狀電極具有與多個像素對應的水平寬度;以及所述電子束掃描機構還包括電子射束流控制電極，用來將從所述線性陰極的所述被選一個線性陰極取得的所述電子束分成多個沿水平方向排列的離散電子束;一水平會聚電極，用來沿水平方向會聚每一所述離散電子束;以及水平偏轉電極，用來在所述條狀電極的寬度范圍內，分別沿水平方向同時偏轉水平會聚的電子束，從而由所述垂直會聚電極和水平會聚電極沿垂直方向和水平方向會聚的所述電子束投射到所述轉換膜的一個水平行上，通過檢測所述電子束由相應于每一條狀電極寬度的多個像素進行水平平移時的條狀電極電流變化，來讀取所述一個水平行上的電位分布。
5.一種如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述轉換膜包括一種熒光體，用來將入射作為所述二維分布放射線的X射線轉換成可見光圖像;以及一感光膜，用來將所述可見光圖像轉換成二維分布的電荷;所述條狀電極是透明電極;以及所述熒光體、所述條狀電極以及所述感光膜以所給順序層迭在一起。
6.一種如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述電子束汲取電極包括遠離所述靶結構而朝向所述線性陰極后側排列、并且電氣上相互分開的多個背電極;以及垂直會聚電極，用來用所述背電極有選擇地產生電位梯度，從一個所述線性陰極取得所述電子束，并沿垂直方向會聚所述取子束。
7.一種如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述熒光體包含一摻鈉碘化銫的針狀晶體結構。
8.一種如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述熒光體有一個光滑表面。
9.一種如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述熒光體和所述條狀電極之間介入了一層光滑半透明層。
全文摘要
一種將二維分布的入射放射線轉換成電信號的二維放射線檢測方法和裝置。該裝置包括一靶結構和一電子束掃描機構。靶結構中的熒光體、透明條狀電極和感光膜依次層疊在一基片上。電子束掃描機構含有多個線性陰極、用來從一被選線性陰極取得電子束的背電極，一垂直會聚電極，垂直偏傳電極，加速電極和一個減速電極。電子束掃描機構將水平分布的電子束同時投射到感光膜的一個水平行上，垂直平移電子束，讀取感光膜上的二維電位分布。
文檔編號H01J31/49GK1111808SQ9510469
公開日1995年11月15日 申請日期1995年4月25日 優(yōu)先權日1994年4月25日
發(fā)明者戶波寬道, 及川四郎 申請人:株式會社島津制作所