CN112868080A - 放大电路用真空管和使用其的放大电路 - Google Patents

Abstract

放大电路用真空管包括：透射信号光的入射窗；将从入射窗透射的信号光转换为光电子的光电转换部；具有入射光电子的阳极，输出与射入的光电子相应的信号的输出部；和栅极电极，其配置于从光电转换部去向阳极的光电子的路径中，控制向阳极入射的光电子的量。

Description

放大电路用真空管和使用其的放大电路

技术领域

本发明的一个方面涉及放大电路用真空管和使用其的放大电路。

背景技术

历来，已知有音频装置等的放大电路中使用的放大电路用真空管(例如参照专利文献1)。在专利文献1中记载的放大电路用真空管中，在电子源采用灯丝。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-228760号公报

发明内容

发明所要解决的问题

此处，在电子源采用作为热电子源的灯丝的放大电路用真空管由于容易产生热而存在对周围的电路元件等产生不利影响的可能性，难以将使用该真空管的放大电路小型化。

本发明的一个方面是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于，提供能够抑制发热，实现放大电路的小型化的放大电路用真空管。

用于解决问题的方式

本发明的一个方式的放大电路用真空管包括：透射信号光的入射窗部；将从入射窗部透射的信号光转换为光电子的光电转换部；具有入射光电子的阳极，输出与射入的光电子相应的信号的输出部；和栅极电极(grid electrode)，其配置于从光电转换部去向阳极的光电子的路径中，控制向阳极入射的光电子的量。

在本发明的一个方式的放大电路用真空管，在光电转换部信号光被转换为光电子，在输出部输出与光电子相应的信号。而且，在本放大电路用真空管，向输出部的阳极入射的光电子的量在栅极电极被控制。由此，对于从输出部输出的信号，能够通过在栅极电极对来自光电转换部的光电子进行控制而得到。在这样的结构中，能够不在电子源采用热电子源地得到输出信号，因此能够抑制发热，实现放大电路的小型化。

也可以光电转换部具有的光电面与栅极电极的相隔距离比栅极电极与阳极的相隔距离短。这样，通过使得光电面与栅极电极的相隔距离短，栅极电极能够对加速小的阶段的光电子进行控制。由此，能够加大栅极电极的输出信号的控制范围，能够得到放大范围大的电路。

光电转换部也可以具有透射型的光电面。根据这样的结构，栅极电极和阳极的结构和配置变得简单，能够将放大电路用真空管小型化。

光电转换部也可以具有反射型的光电面。根据这样的结构，能够构成光电转换效率高的光电面，由此能够得到放大范围大的电路。

放大电路用真空管也可以还包括固定入射窗部的由导电性材料构成的箱体部在和入射窗部与光电转换部之间设置的、与箱体部电连接的透光性电极，阳极由箱体部和透光性电极构成。根据这样的结构，能够利用箱体部和透光性电极更有效地捕捉光电子。

透光性电极也可以设置在入射窗部上。根据这样的结构，能够更有效地捕捉去向入射窗部的光电子。

透光性电极也可以包含光透射性的导电膜。根据这样的结构，能够利用电极无间隙地覆盖入射窗部的光入射区域，因此能够更有效地捕捉去向入射窗部的光电子。

透光性电极也可以具有以从箱体部的内壁突出的方式设置，使得信号光通过的光圈部。根据这样的结构，能够更有效地捕捉去向入射窗部的光电子。

放大电路用真空管也可以还包括在入射窗部与光电转换部之间设置的透光性电极，阳极包含透光性电极。根据这样的结构，能够更有效地捕捉去向入射窗部的光电子。

放大电路用真空管也可以还包括具备入射窗部的箱体部和在包含入射窗部箱体部上设置的透光性电极，阳极由透光性电极构成。根据这样的结构，能够更有效地捕捉去向入射窗部的光电子。

放大电路用真空管也可以还包括具有入射窗部的第一基板和与第一基板相对的第二基板，光电转换部在第一基板或第二基板上设置，阳极和栅极电极以在第一基板与第二基板之间立设的方式设置。根据这样的结构，能够得到在厚度方向上实现小型化的放大电路用真空管。

光电转换部也可以具有以与入射窗部相对的方式在第二基板上设置的台座部和在台座部上设置的反射型的光电面，在入射窗部上设置有与光电面相同电位的对置电极。通过在入射窗部上设置对置电极，能够有效地抑制从光电面放出的光电子向入射窗部入射而使得入射窗部带电。

也可以为放大电路，其包括：使用上述的放大电路用真空管、用于驱动该放大电路用真空管的驱动电源部；对栅极电极输出控制光电子的量的控制信号的控制信号输出部；和朝向入射窗部产生信号光的信号光产生部。根据这样的结构，能够抑制发热，实现小型化了的放大电路。

信号光产生部也可以包括半导体发光元件。根据这样的结构，能够实现更加小型化的放大电路。

信号光产生部也可以包括监视半导体发光元件的光量的监视器部，基于来自监视器部的信号，将半导体发光元件的光量控制为一定。根据这样的结构，能够高精度地将信号光的光量保持为一定，因此能够进行更高精度的放大。

也可以包括多组放大电路用真空管和信号光产生部，相邻的放大电路用真空管与信号光产生部的组之间被遮光。根据这样的结构，能够不受来自相邻的信号光产生部的光的影响地，进行更高精度的放大。

发明的效果

根据本发明的一个方面，能够提供能够抑制发热，实现放大电路的小型化的放大电路用真空管。

附图说明

图1是示意地表示本发明的第1实施方式的放大电路用真空管的截面图。

图2是图1所示的放大电路用真空管的电路图。

图3是表示栅极电压与输出电流的关系的图表。

图4是关于光电面和栅极电极说明相隔距离与电位差的关系的图。

图5是示意地表示本发明的第2实施方式的放大电路用真空管的截面图。

图6是示意地表示本发明的第3实施方式的放大电路用真空管的图，图6(a)表示俯视图，图6(b)表示截面图。

图7是示意地表示本发明的第4实施方式的放大电路用真空管的图，图7(a)表示俯视图，图7(b)表示截面图。

图8是变形例的放大电路用真空管的电路图。

图9是示意地表示变形例的放大电路用真空管的截面图。

图10是示意地表示变形例的放大电路用真空管的截面图。

图11是示意地表示变形例的放大电路用真空管的截面图。

图12是示意地表示变形例的放大电路用真空管的截面图。

图13是示意地表示变形例的放大电路用真空管的截面图。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，参照附图对本发明的第1实施方式进行详细说明。另外，在各图中对相同或相当部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。

图1是示意地表示第1实施方式的放大电路用真空管1的截面图。放大电路用真空管1例如是音响(音频)用放大电路或乐器(吉他)用放大电路用的真空管。另外，放大电路用真空管1也可以是上述的音响用放大电路等以外的放大电路的真空管。放大电路用真空管1利用光电子倍增管的技术。如图1所示，放大电路用真空管1包括管壳10(真空箱体)、光电转换部20、输出部30和栅极电极40。

管壳10为圆筒形的部件。管壳10具有管座11、侧管12和光入射窗13(入射窗部)。管座11例如是由玻璃(可伐合金玻璃)或陶瓷这样的绝缘性材料构成的圆盘状的部件，此处由陶瓷构成。光入射窗13例如是由玻璃(可伐合金玻璃)那样的透光性材料构成的圆盘状的部件，以与管座11相对的方式配置。光入射窗13作为来自作为光源的LED80(半导体发光元件，参照图2)的光(信号光)入射的窗部发挥作用。LED80出射一定光量的光。侧管12例如是由可伐合金金属这样的导电性材料或可伐合金玻璃这样的绝缘性材料构成的部件，此处由可伐合金金属构成，并且沿管座11的圆周设置，以连结管座11与光入射窗13的方式立设。以下，存在以从管座11去向光入射窗13的方向为“上”，以从光入射窗13去向管座11的方向为“下”地说明的情况。管壳10是在收纳有光电转换部20、输出部30的阳极31和栅极电极40的状态保持真空气密的真空箱体。

光电转换部20将从光入射窗13透射的光转换为光电子。光电转换部20具有将转换后的光电子向透射方向放出的透射型的光电面21。光电面21例如由多碱、NaK、CsTe、GaN等构成，不过并不限定于此。另外，在光电面21，从排除来自外部的噪声光的观点出发，也可以使用对可见光没有灵敏度的日盲光电面(由CsTe、GaN等构成的光电面)。从光电面21放出的光电子向下方(向阳极31)移动。光电面21在光入射窗13的内侧面上形成，通过与供电用的管座销22电连接而供给所期望的电位。管座销22与光电面21电连接并且以贯通管座11的方式向下方延伸。另外，在侧管12由导电性材料构成的情况下，只要光电面21与侧管12电连接，也可以将管座销22与侧管12电连接，还可以弃用管座销22，通过侧管12向光电面21供给所期望的电位。

输出部30具有入射光电子的阳极31和管座销33，输出与射入的光电子相应的信号。阳极31例如是由镍或不锈钢等金属材料构成的板材。阳极31与管座销33的上端连接，在管座11的上表面的附近配置。阳极31借助供电用的管座销33在从管座11的上表面分离的位置配置。管座销33与阳极31连接并且以贯通管座11的方式向下方延伸。在输出部30的后级连接有放大元件32(参照图2)。放大元件32将从阳极31经管座销33输出的电流信号转换为电压信号，作为输出信号(放大信号)输出。输出信号的输出目的地根据放大电路用真空管1的用途而不同，在音响用途的情况下，例如为耳机或扬声器等。

栅极电极40配置于从光电转换部20的光电面21去向阳极31的光电子的路径中，控制向阳极31入射的光电子的量。光电子的量根据反映向栅极电极40输入的控制信号的栅极电压控制。控制信号(栅极电压)例如基于从音源等输入的信号，从后述的控制信号输出部400输出。光电子的量以栅极电压越大(光电面21与栅极电极40之间的电压差越大)其就越少(抑制光电子的通过)的方式控制。因此，栅极电压与输出电流(来自阳极31的输出电流)的关系如图3所示那样成为反比例的关系。

栅极电极40是进步形成有用于使光电子通过的贯通孔的网格状部、栅格状部或网状部的板状部件，例如由镍或不锈钢等金属材料构成。栅极电极40与管座销41的上端连接，在光电面21与阳极31之间的区域配置。管座销41与栅极电极40连接并且以贯通管座11的方式向下方延伸。

栅极电极40以与光电面21的相隔距离GD比与阳极31的相隔距离gd短的方式配置。即，栅极电极40在管壳10内的更靠近光电面21的区域配置。如图4所示，考虑栅极电极40在管壳10内的更靠近光电面21的区域配置和在管壳10内的更靠近阳极31的区域配置。此处，与光电面21的电位差越在靠近光电面21的区域就越小，而光电子越在与光电面21的电位差小的区域加速力(能量)越小，因此能够以小的栅极电压进行控制可能。因此，通过将栅极电极40配置在更靠近光电面21的区域，能够更有效率地根据栅极电压(即使在相同的栅极电压范围内，也更加扩大输出调节范围地)控制输出信号。扩大输出调节范围是指，使相对于栅极电压的变化量的、来自阳极31的输出电流的变化量变大。在图3中，表示相对于相同的栅极电压的变化量A、输出电流的变化量为变化量C的情况，和为比该变化量C更大的变化量B的情况。在这种情况下，输出电流的变化量为变化量B的情况下，能够更加扩大输出调节范围，作为放大电路的性能高。

另外，作为各结构的施加电压的一个例子，考虑令光电面21为地电位(接地电位)，令阳极31为+5～+100V(例如+12V)而令光电面21-阳极31间的电位差为5～100V(例如12V)，并且令栅极电压为0～+6V左右。在放大电路用真空管1，从LED80(参照图2)输出的光的量一定(即，从光电面放出的光电子的量(光电面电流)一定)，并且光电面21-阳极31间的电位差也一定，仅栅极电压为变量。

接着，参照图2，说明图1所示的放大电路用真空管1的放大电路的一个例子。另外，为了便于说明，图2的放大电路100是将放大电路用真空管1的电路简化表示的图。图2作为一个例子为音响(音频)用的放大电路，表示具有对应于立体声输出，使用左右一对放大电路用真空管1的放大电路(右用放大电路100R，左用放大电路100L)的电路图。

如图2所示，右用放大电路100R和左用放大电路100L分别作为使一定的信号光通过光入射窗13向光电面21入射的结构，具备LED80的信号光产生部800(右用信号光产生部800R和左用信号光产生部800L)与各自的放大电路用真空管1相对地设置。LED80例如作为信号光出射波长比450nm短的光、具体而言紫外光区域的光。光电面21与地电位连接，阳极31与驱动电源部300连接，供给驱动电压V。而且，在光电面21与阳极31之间配置有栅极电极40，在该栅极电极40，左右分别基于来自音源等的输入信号从控制信号输出部400输入相当于控制信号的栅极电压。根据该栅极电压，控制向阳极31入射的光电子的量。而且，与光电子的量相应地从阳极31输出电流信号，在放大元件32，该电流信号被转换为电压信号，该电压信号作为输出信号向耳机或扬声器等输出。此外，也可以将右用放大电路100R和左用放大电路100L作为前级的放大电路，将基于该电压信号的输出信号作为对于后级的放大电路的输入信号。另外，在使一定的信号光通过光入射窗13向光电面21入射时，信号光产生部800也可以不分为右用信号光产生部800R和左用信号光产生部800L，而作为单一的信号光产生部800。不过，为了得到更高的放大作用，需要更多的光电子，因此也可以为了得到充分的信号光量，在左右分别设置信号光产生部800。此外，在信号光的光量也变化地进行控制时，也可以设置对右用信号光产生部800R和与其相对的放大电路用真空管1的组、左用信号光产生部800L和与其相对的放大电路用真空管1的组之间进行遮光的遮光部(未图示)。另外，在令信号光的光量一定的情况下，例如即使右用信号光产生部800R的光的一部分射入左用信号光产生部800L的放大电路用真空管1，只要其入射光量总是一定也没有问题，因此能够基本上不进行遮光地使其进行动作。

接着，说明第1实施方式的放大电路用真空管1的作用效果。

如上所述，放大电路用真空管1包括：透射信号光的光入射窗13；将从光入射窗13透射的信号光转换为光电子的光电转换部20；具有入射光电子的阳极31、输出与射入的光电子相应的信号的输出部30；和栅极电极40，其在从光电转换部20去向阳极31的光电子的路径配置，控制向阳极31入射的光电子的量。在第1实施方式的放大电路用真空管1，在光电转换部20，信号光转换为光电子，在输出部30输出与光电子相应的信号。而且，在放大电路用真空管1，在栅极电极40控制向输出部30的阳极31入射的光电子的量。由此，对于从输出部30输出的信号，能够在栅极电极40(详细而言，与栅极电压相应地)进行控制。在这样的结构中，能够不在电子源采用灯丝那样的热电子源儿适当地控制输出信号，因此能够抑制发热，实现放大电路100的小型化。

光电转换部20具有将转换后的光电子向透射方向放出的透射型的光电面21。根据这样的结构，栅极电极40和阳极31的结构和配置变得简单，能够将放大电路用真空管1小型化。此外，在要在光电转换部20的附近设置光电面21的情况下等能够适当地配置光电面21。

光电面21与栅极电极40的相隔距离比栅极电极40与阳极31的相隔距离短。这样，通过使得光电面21与栅极电极40的相隔距离短，能够对加速小的阶段(与光电面21的电位差小的阶段)的光电子进行控制。由此，能够加大栅极电极40的输出信号的控制范围，能够得到放大范围大的电路。

放大电路100包括用于驱动放大电路用真空管1的驱动电源部300、对栅极电极40输出控制光电子的量的控制信号的控制信号输出部400和向光入射窗13产生信号光的信号光产生部800。根据这样的结构，能够抑制发热，实现小型化了的放大电路。

信号光产生部800也可以包括LED80。根据这样的结构，能够实现更加小型化了的放大电路。此外，通过控制供电的电力，容易使光量变化，因此不仅能够进行栅极电极40的控制，还能够进行还加入了信号光的光量变化的、更加细致的输出信号的调节。例如，通过令输出波形可变，能够应用于对转换为电信号的声音赋予音响效果的效应器。

也可以将放大电路用真空管1与信号光产生部800包括多组(右用信号光产生部800R和左用信号光产生部800L)，相邻的放大电路用真空管1与信号光产生部800(右用信号光产生部800R或左用信号光产生部800L)的组之间被遮光。根据这样的结构，特别是在使信号光的光量变化的情况下，能够不受来自相邻的信号光产生部(右用信号光产生部800R和左用信号光产生部800L)的光的影响地进行更高精度的放大。

[第2实施方式]

以下，参照图5说明本发明的第2实施方式。另外，在第2实施方式的说明中，省略与第1实施方式重复的说明。

图5是示意地表示第2实施方式的放大电路用真空管1B的截面图。如图5所示，放大电路用真空管1B包括管壳10B、光电转换部20B、输出部30B和栅极电极40。关于栅极电极40，因为与上述的第1实施方式相同而省略说明。

管壳10B是保持真空气密的整个箱体(包含管座、侧管和光入射窗13B在内的整体)由一体的透光性绝缘材料构成的管壳，例如由玻璃(可伐合金玻璃)构成。

光电转换部20B具有光电面21B和阴极23B，是以相对于信号光的入射方向反射的方式放出光电子的反射型光电面。光电面21B在阴极23B上设置。光电面21B和阴极23B相对于管壳10B的管座的上表面分离地配置。光电面21B例如由多碱、NaK，CsTe等构成，不过并不限定于此。阴极23B例如是由镍或不锈钢等金属材料构成的板材，与供电用的管座销22B的上端连接。管座销22B与阴极23B连接并以贯通管壳10B的管座的方式向下方延伸。

另外，在放大电路用真空管1B，用于是在管壳10B的管座侧配置反射型的光电转换部20B的结构，存在在管座侧将管壳10B真空密封时的热影响到光电转换部20B(光电面21B自身或作为光电面形成部的阴极23B)的表面状态的风险。为了对此进行抑制，光电转换部20B也可以从管壳10B的管座分离，例如，也可以光电转换部20B与管座按光电转换部20B与管座的相隔距离PD成为光电转换部20B与栅极电极40的相隔距离(pd)以上的程度分离。

输出部30B具有输入光电子的阳极31B和管座销33B。阳极31B例如由镍或不锈钢等金属材料构成，是具备以使得信号光通过的方式上下连通的贯通孔的圆筒形的部件。阳极31B与管座销33B的上端连接，在管壳10B的光入射窗的附近(正下方)配置。管座销33B与阳极31B连接并且以贯通管壳10B的管座的方式向下方延伸。

在这样的放大电路用真空管1B，从管壳10B的光入射窗13B射入的信号光通过阳极31B的贯通孔和栅极电极40向光电转换部20B入射，在光电面21B转换为光电子并且向反射方向放出，通过栅极电极40向圆筒形的阳极31B入射。然后，从阳极31B经管座销33B输出电流信号，并且在后级的放大元件该电流信号转换为电压信号，该电压信号作为输出信号例如向耳机或扬声器等输出，或进一步作为对于放大电路的输入信号输出。

如上所述，在第2实施方式的放大电路用真空管1B，光电转换部20B具有将转换后的光电子向反射方向放出的反射型的光电面21B。根据这样的结构，能够良好地进行从阴极23B到光电面21B的电流供给，因此能够成为光电转换效率高的光电面，因此能够得到放大范围大的电路。

此外，通过在阴极23B上设置反射型的光电面21B，能够在整个光电面21B施加大致均匀的电压。

[第3实施方式]

以下，参照图6(a)、(b)说明本发明的第3实施方式。另外，在第3实施方式的说明中，省略与第1～第2实施方式重复的说明。

图6是示意地表示第3实施方式的放大电路用真空管1C的图，图6(a)表示俯视图，图6(b)表示截面图。放大电路用真空管1C是使用半导体制造技术制造的真空管。这样的真空管在小型化和大量生产的观点上具有优势。如图6(a)、(b)所示，放大电路用真空管1C包括基板110、210(第一基板、第二基板)，光电转换部120，输出部130，栅极电极140，和侧管150。放大电路用真空管1C通过对硅基板进行蚀刻而制作输出部130的阳极131、栅极电极140和侧管150，并且通过以将它们立设于基板110、210之间的方式夹持密封而制造。另外，在作为俯视图的图6(a)，不图示基板210。

基板110例如是由玻璃(可伐合金玻璃或硼珪酸玻璃)等透光性绝缘性材料构成的矩形的基板，具有光入射窗111(入射窗部)。基板210例如是由玻璃(可伐合金玻璃或硼珪酸玻璃)等绝缘性材料构成的矩形的基板，与基板110相对地配置。如上所述，基板110和基板210以夹持阳极131、栅极电极140和侧管150的方式设置。以下，有时以从基板110去向基板210的方向为“上”，从基板210去向基板110的方向为“下”地进行说明。

光电转换部120将从光入射窗111透射的光转换为光电子。光电转换部120具有将转换后的光电子向透射方向放出的透射型的光电面121。光电面121在基板110上，以覆盖透光性的导电性材料膜(未图示)的方式配置(载置)。或者，也可以以覆盖框状的导电性材料膜的方式设置。导电性材料膜例如通过按具有透光性的程度的膜厚蒸镀铝等金属材料而构成。如图6(a)所示，光电面121在基板110的大致中央部分配置。光电面121例如由多碱、NaK、CsTe等构成，不过并不限定于此。光电面121在基板110与供电用的通电端子122连接。通电端子122例如由可伐合金金属或钨等构成。从光电面121放出的光电子如以图6(b)的箭头所示那样，朝向阳极131地向基板110的外侧端部方向移动。

输出部130具有输入光电子的阳极131和通电端子133，输出与所输入的光电子相应的信号。阳极131以被基板110、210夹着的方式立设(参照图6(b))，在平面视图中，在与光电面121相比更靠近基板110的外侧的区域，呈以基板110的中心为中心的大致矩形配置(参照图6(a))。阳极131在基板110与供电用和输出用的通电端子133连接。通电端子133例如由可伐合金金属或钨等构成。

栅极电极140配置于从光电面121去向阳极131的光电子的路径中，控制向阳极131输入的光电子的量。栅极电极140是呈壁状配置有柱状结构的栅格状部件。栅极电极140以被基板110、210夹着的方式立设(参照图6(b))，在平面视图中，在基板110的光电面121与阳极131之间的区域中的靠近光电面121一侧的位置，呈以基板110的中心为中心的大致矩形配置(参照图6(a))。栅极电极140在基板110与供电用的通电端子141连接。通电端子141例如由可伐合金金属或钨等构成。

侧管150以被基板110、210的外缘区域夹着的方式立设(参照图6(b))，通过侧管150，基板110、210，通电端子122、133、141保持真空气密。侧管150在平面视图中，在基板110的与阳极131相比外侧的区域，呈以基板110的中心为中心的大致矩形配置(参照图6(a))。

另外，按基板110具有光入射窗111进行了说明，不过并不限定于此，也可以是基板210具有光入射窗(入射窗部)。在这种情况下，光电转换部120具有将光电子向反射方向放出的反射型的光电面。另外，反射型的光电面在基板110上的导电性材料膜上形成。或者，也可以将基板110自身利用金属材料等导电性材料构成，将其与栅极电极140、侧管150及通电端子133、141之间绝缘。在这种情况下，不需要设置通电端子122。

[第4实施方式]

以下，参照图7(a)、(b)说明本发明的第4实施方式。另外，在第4实施方式的说明中，省略与第1～第3实施方式重复的说明。

图7是示意地表示第4实施方式的放大电路用真空管1D的图，图7(a)表示俯视图，图7(b)表示截面图。放大电路用真空管1D是使用半导体制造技术制造的真空管，例如是图2所示那样的音响(音频)用的放大电路，是在用于应对立体声输出那样的电路时，不使用左右一对、即2个放大电路用真空管1，而能够实现1个放大电路用真空管的应对那样的放大电路用真空管。如图7(a)、(b)所示，放大电路用真空管1D包括基板310、410(第一基板、第二基板)，一对光电转换部320，一对输出部330，一对栅极电极340、340，和侧管350。放大电路用真空管1D通过对硅基板进行蚀刻而制作输出部330的阳极331、栅极电极340和侧管350，并且通过以将它们立设于基板310、410之间的方式夹持密封而制造。另外，在作为俯视图的图7(a)中，不图示基板310。

基板310例如是由玻璃(可伐合金玻璃或硼珪酸玻璃)等透光性绝缘性材料构成的矩形的基板，具有光入射窗311(入射窗部)。基板410例如是由玻璃(可伐合金玻璃或硼珪酸玻璃)等绝缘性材料构成的矩形的基板，与基板310相对地配置。以下，有时以从基板310去向基板410的方向为“下”，以从基板410去向基板310的方向为“上”地进行说明。

光电转换部320将从光入射窗311透射的光转换为光电子。光电转换部320具有将转换后的光电子向透射方向放出的一对透射型的光电面321、321。光电面321、321配置在基板310的内侧面，更详细而言，在基板310的长边方向两端部，沿基板310的短边方向配置。光电面321、321通过供电部件323，与配置在基板410上的导电膜324连接。导电膜324在基板410与供电用的通电端子322电连接。从光电面321、321向信号光的透射方向放出的光电子如图7(b)的箭头所示那样，通过栅极电极340、340朝向阳极331、331地向基板410的中央方向移动。

输出部330具有输入光电子的一对阳极331、331和通电端子333、333，输出与射入的光电子相应的信号。阳极331、331以被基板310、410夹着的方式立设(参照图7(b))，在平面视图中，在与光电面321相比更靠近基板410的中央侧的区域，沿基板410的宽度方向配置(参照图7(a))。阳极331、331在基板410与供电用和输出用的通电端子333连接。

栅极电极340、340配置于从光电面321去向阳极331的光电子的路径中，控制向阳极331输入的光电子的量。栅极电极340、340是呈壁状配置有柱状结构的栅格状部件。栅极电极340、340以被基板310、410夹着的方式立设(参照图7(b))，在平面视图中，在基板410的光电面321与阳极331之间的区域的更靠近光电面321侧的位置，沿基板410的宽度方向配置(参照图7(a))。栅极电极340、340在基板410与供电用的通电端子341连接。

侧管350以被基板310、410的外缘区域夹着的方式立设(参照图7(b))，通过侧管350，基板310、410，通电端子322、322、333、333、341、341保持真空气密。侧管350在平面视图中，在与光电面321、321的外侧的区域，呈以基板410的中心为中心的大致矩形配置(参照图7(a))。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，不过本发明并不限定于上述实施方式。例如，也可以如图8的电路图所示那样，放大电路用真空管还包括监视从LED80输出的信号光的光量的监视器部500。监视器部500例如是光电二极管。通过向LED80输入驱动电压，确定LED80的光量。而且，在监视器部500监视从LED80输出的光量，基于来自监视器部500的信号，将LED80的光量控制为一定。更详细而言，通过与来自监视器部500的信号所示的光量的变动(输出变动)相应地，使LED80的驱动电压变化，能够修正信号光的光量的变动(输出变动)。根据这样的结构，能够高精度地保持信号光的光量一定，因此能够进行更高精度的放大。例如在本发明的技术用于音响用的放大电路用真空管的情况下，能够不依赖于实际的声音(人的耳朵)地判断从LED80输出的光量是否稳定，根据需要使光量稳定化。另外，也可以与监视器部500的监视结果相应地使对阳极等各部的施加电压变化。

此外，作为使用具有反射型光电面的光电转换部20B的方式的变形例，也可以采用图9所示的结构。图9所示的放大电路用真空管1E包括固定光入射窗13E的箱体10E、光电转换部20B、栅极电极40和透光性电极90。关于光电转换部20B和栅极电极40，由于与上述的第2实施方式相同，所以省略说明。

箱体10E是由导电性材料，例如可伐合金金属等金属构成的箱体，在设置于其一侧的端部的开口部固定有光入射窗13E。箱体10E自身作为阳极发挥作用。箱体10E的电位为接地电位。箱体10E收集从栅极电极40通过的光电子中向侧面扩散的光电子。另外，箱体10E为金属制，因此管座销22B和管座销41通过由绝缘性材料(例如密封玻璃)构成的固定部件550固定在箱体10E且绝缘。

透光性电极90是在箱体10E的光入射窗13E的真空侧面上形成的光透射性的电极。透光性电极90例如由通过ITO、Cr、Al等构成的光透射性的导电膜或网格部件形成。透光性电极90收集从栅极电极40通过的光电子中向光入射窗13E方向行进的光电子。透光性电极90通过电连接部160(例如引线键合(wire bonding))与箱体10E电连接。另外，在透光性电极90由光透射性的导电膜构成的情况下，其厚度足够厚时，能够通过将透光性电极90从光入射窗13E搭着箱体10E的一部分连续地成膜，将透光性电极90自身与箱体10E电连接(即透光性电极还包含电连接部)，因此不需要上述的引线键合那样的电连接部160。此外，在透光性电极90由网格部件构成的情况下，能够通过使网格部件与直接箱体10E接触，同样不需要电连接部160。透光性电极90只要成为信号光的路径(光路)的例如中心区域为透光性，周边区域也可以为遮光性的。通过这样使得周边区域为遮光性，能够降低噪声光。

在上述的放大电路用真空管1E，从栅极电极40通过的光电子中向侧面扩散的光电子，由作为阳极发挥作用的箱体10E进行收集，向光入射窗13E方向行进的光电子，由透光性电极90收集。即，在放大电路用真空管1E，阳极信号作为基于射向侧管的入射(箱体10E收集)的信号与基于射向透光性电极90的入射的信号之和输出。根据这样的结构，例如与仅利用阳极31B收集光电子的结构(图5)相比较，能够更有效地捕捉光电子。此外，在透光性电极90由光透射性的导电膜构成的情况下，能够利用电极无间隙地覆盖光入射窗13E的光入射区域，因此能够更有效地捕捉光去向入射窗13E的光电子。

此外，作为使用具有反射型光电面的光电转换部20B的方式的变形例，也可以采用图10所示的结构。图10所示的放大电路用真空管1F为大致与图9所示的放大电路用真空管1E相同的结构，不过在放大电路用真空管1E的结构的基础上，还包括具有信号光通过的光圈部170A的作为透光性电极的对置电极170。

对置电极170在光电转换部20B的光电面21B与光入射窗13E(详细而言，透光性电极90)之间，以与光电面21B相对的方式从箱体10E的内壁突出地设置。对置电极170由镍或可伐合金金属等板状的导电性材料形成。对置电极170收集向光入射窗13E方向行进的光电子。对置电极170以不妨碍信号光的方式，至少在与光电面21B相对的部位的一部分(信号光路上)形成有光圈部170A。对于从光圈部170A通过的光电子，不能由对置电极170收集，而能够由透光性电极90收集。通过设置对置电极170，光圈部170A以外的区域被遮光，相对于光电面21B的光的入射路径被限定，因此信号光以外的噪声光的入射被抑制。另外，在设置对置电极170的结构中，也可以不设置透光性电极90。即，对置电极170既可以与透光性电极90一起使用，也可以代替透光性电极地使用。对置电极170既可以其全体均为网格状，也可以仅光圈部170A为网格状，而成为容易收集光电子的结构。

此外，作为使用具有反射型光电面的光电转换部20B的方式的变形例，也可以采用图11所示的结构。图11所示的放大电路用真空管1G是大致与图5所示的放大电路用真空管1B相同的结构，不过在放大电路用真空管1B的结构的基础上，还包括具备光圈部180A的作为透光性电极的电极180。

电极180是圆筒形的阳极31B的、在与光入射窗13B相对侧的开口部分的端面设置的盖状的电极，构成阳极31B的一部分。如图11所示，电极180以不妨碍信号光的方式在信号光路上形成有光圈部180A。电极180既可以其全体均为网格状，也可以仅光圈部180A为网格状。根据这样的结构，能够利用电极180有效地收集从栅极电极40通过的且为向光入射窗13B方向行进的光电子(不能由阳极31B适当地收集的光电子)。

此外，作为使用具有反射型光电面的光电转换部20B的方式的变形例，也可以采用图12所示的结构。图12所示的放大电路用真空管1H为大致与图5所示的放大电路用真空管1B相同的结构，不过取代放大电路用真空管1B的阳极31B(参照图5)具备透光性电极190。

透光性电极190是在具备光入射窗13B的管壳10B的内面形成的光透射性的电极。透光性电极190在与栅极电极40相比更靠近光入射窗13B侧的管壳10B的侧壁和上壁的内面设置，优选至少在与栅极电极40相比更靠近光电转换部20B侧的管壳10B的壁面不设置，以不受不从栅极电极40通过的光电子的影响。透光性电极190例如由ITO、Cr、Al等构成的光透射性的导电膜或由网格部件形成。从透光性电极190经管座销33B输出电流信号。透光性电极190只要成为信号光的路径(光路)的例如中心区域为透光性，周边区域(包含在管壳10B的侧壁设置的部分)也可以为遮光性。

此外，作为使用半导体制造技术制造真空管的方式的变形例，也可以采用图13所示的结构。图13所示的放大电路用真空管1I为大致与图7所示的放大电路用真空管1D相同的结构，不过取代光电转换部320(参照图7(b))具备光电转换部320I(具有反射型的光电面321I的光电转换部)，此外，还具备窗侧电极380。

光电转换部320I将从光入射窗311透射的光转换为光电子。光电转换部320I具有以与光入射窗311相对的方式在基板410上设置的、具有圆弧形的斜边的截面三角形的一对台座部600，和放出转换后的光电子的一对反射型的光电面321I。光电面321I在台座部600的圆弧上表面设置。从光电面321I放出的光电子如图13的箭头所示那样，从栅极电极340透射，朝向阳极331地向基板410的中央方向移动。

窗侧电极380是在光入射窗311的内面形成的光透射性的导电膜。窗侧电极380例如由包含ITO、Cr、Al等的光透射性的导电膜或网格部件形成。窗侧电极380是抑制从光电面321I放出的光电子向光入射窗311入射而使得光入射窗311带电的结构。窗侧电极380通过与光电面321I物理连接，或者另外确立电连接或被供电，成为与光电面321I相同电位。

附图标记的说明

1、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I 放大电路用真空管

10、10B 管壳(真空箱体)

13、111、311 光入射窗(入射窗部)

20、20B、120、320 光电转换部

21、21B、121、321 光电面

23B 阴极

30、30B、130、330 输出部

31、31B、131、331 阳极

40、140、340 栅极电极

110、210、310、410 基板。

Claims (16)

1.一种放大电路用真空管，其特征在于，包括：

透射信号光的入射窗部；

将从所述入射窗部透射的所述信号光转换为光电子的光电转换部；

具有入射所述光电子的阳极，输出与射入的光电子相应的信号的输出部；和

配置于从所述光电转换部去向所述阳极的所述光电子的路径中，控制向所述阳极入射的所述光电子的量的栅极电极。

2.如权利要求1所述的放大电路用真空管，其特征在于：

所述光电转换部具有的光电面与所述栅极电极的相隔距离比所述栅极电极与所述阳极的相隔距离短。

3.如权利要求1或2所述的放大电路用真空管，其特征在于：

所述光电转换部具有透射型的光电面。

4.如权利要求1或2所述的放大电路用真空管，其特征在于：

所述光电转换部具有反射型的光电面。

5.如权利要求4所述的放大电路用真空管，其特征在于，还包括：

固定所述入射窗部的由导电性材料构成的箱体部；和

在所述入射窗部与所述光电转换部之间设置，与所述箱体部电连接的透光性电极，

所述阳极由所述箱体部和所述透光性电极构成。

6.如权利要求5所述的放大电路用真空管，其特征在于：

所述透光性电极在所述入射窗部上设置。

7.如权利要求6所述的放大电路用真空管，其特征在于：

所述透光性电极包含光透射性的导电膜。

8.如权利要求5～7中的任一项所述的放大电路用真空管，其特征在于：

所述透光性电极具有以从所述箱体部的内壁突出的方式设置的，使得所述信号光通过的光圈部。

9.如权利要求4所述的放大电路用真空管，其特征在于：

还包括在所述入射窗部与所述光电转换部之间设置的透光性电极，

所述阳极包含所述透光性电极。

10.如权利要求4所述的放大电路用真空管，其特征在于，还包括：

具备所述入射窗部的箱体部；和

在包含所述入射窗部的箱体部上设置的透光性电极，

所述阳极由所述透光性电极构成。

11.如权利要求1～10中的任一项所述的放大电路用真空管，其特征在于：

还包括具有所述入射窗部的第一基板和与所述第一基板相对的第二基板，

所述光电转换部在所述第一基板或所述第二基板上设置，

所述阳极和所述栅极电极以在所述第一基板和所述第二基板之间立设的方式设置。

12.如权利要求11所述的放大电路用真空管，其特征在于：

所述光电转换部具有以与所述入射窗部相对的方式在所述第二基板上设置的台座部和在所述台座部上设置的反射型的光电面，

在所述入射窗部上，设置有与所述光电面相同电位的对置电极。

13.一种放大电路，其特征在于，包括：

权利要求1～12中的任一项所述的放大电路用真空管；

用于驱动所述放大电路用真空管的驱动电源部；

对所述栅极电极输出控制所述光电子的量的控制信号的控制信号输出部；和

向所述入射窗部产生信号光的信号光产生部。

14.如权利要求13所述的放大电路，其特征在于：

所述信号光产生部包括半导体发光元件。

15.如权利要求14所述的放大电路，其特征在于：

所述信号光产生部包括监视所述半导体发光元件的光量的监视器部，

基于来自所述监视器部的信号，将所述半导体发光元件的光量控制为一定。

16.如权利要求13～15中的任一项所述的放大电路，其特征在于：

包括多组所述放大电路用真空管与所述信号光产生部，

相邻的所述放大电路用真空管与所述信号光产生部的组之间被遮光。

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