JP2001508917A - 長さの短い光増倍管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、−増倍管の内部に向けて電子流を放出する半透明の感光層を有するフォトカソードＰＫと、−フォトカソードＰＫの側が窪んだ形状の第１のダイノードＤ１を有する焦点装置と、−ダイノード平面ＤＰと称する平面の両側に配置された複数のラジクマンダイノードＤ３,...，Ｄ８とを有する光増倍管に関する。本発明においては、焦点装置はさらに、第１のダイノードＤ１の再放出表面の側に窪んだ再放出表面を有する第２のダイノードＤ２を有し、ダイノードの平面ＤＰと増倍管の中心線が成す角度が４５度以上であり、第１のラジクマンダイノードＤ３の窪んだ面が第２のダイノードＤ２の再放出表面に面している。適用分野：小型ガンマカメラ用の放射線検出装置

Description

【発明の詳細な説明】 長さの短い光増倍管 技術分野 本発明は、 −管の外部から光の照射を受けて管の内部にフォトカソードが受けた光の強さ に応じた密度の電子流を放出する半透明の感光層を有し、第１の電位までポテン シャルを上げられるフォトカソードと、 −フォトカソードの側が窪んだ形状で、二次放出現象を誘発する材料からなる 「再放出」表面を有し、前記第１の電位よりも高い第２の電位にまでポテンシャ ルを上げられる第１のダイノードを有する焦点装置と、 −ダイノード面と称する平面の両側に配置された複数のラジクマンダイノード とを有する光増倍管に関する。焦点装置に最も近いダイノードは、第２の電位よ りも高い第３の電位にまでポテンシャルが高められ、この一連のダイノードはそ れぞれの電位がその前のダイノードの電位よりも高く、焦点装置からの電子流を 受けてこれを増幅するよう構成されている。 ほとんどの光学増倍管は、上述の原理に基づくラジクマンダイノードを使用し ており、また、ダイノード面は増倍管の中心線と平行である。したがって、中心 軸に沿った増倍管の長さが長くなる。この事実が、放射線検出用のガンマカメラ に増倍管を使用する場合等、多くの場合障害になり、装置を小型化するためには 増倍管の長さを短くすることが必要になる。 本発明の目的は、この問題を、ダイノード面が増倍管の中心線と平行でない光 増倍管によって解決することである。 導入部で説明した光増倍管に対して、本発明は、第１のダイノードの再放出表 面と同じ側に窪んだ再放出表面を有し、フォトカソードの中間点におけるフォト カソードの鉛直線と定義した増倍管の中心線とダイノード面が成す角度が４５度 以上で、ラジクマンダイノードの窪んだ面が第２のダイノードの再放出面に面し ている光焦点装置が第２と第３のダイノードの電位の中間のポテンシャルにまで ポテンシャルを上げられた第２のダイノードを有することが特徴である。 この種の光増倍管では、一連のラジクマンダイノードに起因する管の長さは、 ダイノードの平面と増倍管の中心線が成す角度が大きくなれば減少する。第２の ダイノードは、第１のダイノードからの電子流の向きを第１のラジクマンダイノ ードのほうに再度変更する。第２のダイノードは、第１と第２のダイノードの間 の電子流の経路を横切って、第２のダイノードと同じポテンシャルを有する導電 性グリッドを有することが望ましい。 本発明の１つの実施例によれば、ダイノードの平面と増倍管の中心線の成す角 度はほとんど９０度である。 この構造の場合、増倍管の全長に与えるラジクマンダイノードの影響が最も小 さくなる。 本発明の好ましい実施例の１つによれば、上述のような光増倍管が、第２のダ イノードと第１のラジクマンダイノードの間に位置し、第２のラジクマンダイノ ードとほぼ同じ電位にポテンシャルを上げられる。 グリッドが存在することによって第１のラジクマンダイノードの収集効率、す なわち、上記のダイノードに受け取られた電子の個数の第２のダイノードが放出 した電子の個数に対する比を向上させる。グリッドは第２のダイノードと第１の ラジクマンダイノードの間のパスにほぼ平行な局所的電界を発生させ、この電界 が近傍の電子を第１のラジクマンダイノードに向けて加速する。 本発明は、本発明の光増倍管の断面を簡単に示す添付の図１を参照して、非制 限的な例として記載した、実施例の説明によって一層よく理解されるはずである 。切断面は、増倍管の軸と称する軸ＴＡＸと平行で、図中にＤＰで示した位置で 図面と交わるダイノードの面と直角な面である。光増倍管は、例えば回転体で増 倍管ＴＵの中心線の位置に回転軸を有し、第１の電位にポテンシャルを上げられ るフォトカソードＰＫが塔載され半透明の感光層が形成された増倍管の中心線と 直交する面を有するガラスケーシングＴＵを有する。光増倍管は、さらに、第１ の電位より高い第２の電位にまでポテンシャルを上げられ、二次放出現象を起こ す材料からなりフォトカソードＰＫの側が窪んだ「再放出表面」を有する第１の ダイノードＤ１を有する。焦点装置は、第２の電位よりも高い電位にまでポテン シャルを上げられ、第１のダイノードＤ１の再放出面の側に窪んだ再放出面を有 する第２のダイノードＤ２を有する。光増倍管はさらに、光焦点装置からの電子 流を受けてこれを増幅する複数のラジクマンダイノードＤ３、..．Ｄ８と、ダイ ノード平面の両側に設けたダイノードを有し、最初のダイノードＤ３は第２のダ イノードＤ２に最も近く、第２のダイノードＤ２の電位よりも高い電位にまでポ テンシャルを上げられる。第１のラジクマンダイノードＤ３の窪んだ表面は第２ のダイノードＤ２の再放出面に面している。以下のダイノードＤ４,.．.,Ｄ８の 電位はそれぞれその前のダイノードの電位よりも高い。中心線ＤＰと増倍管の中 心線ＴＡＸの成す角度βはほぼ９０度である。最後に、光増倍管は、例えば導電 性の棒からなるグリッドＧｄを、第２のダイノードＤ２と第１のラジクマンダイ ノードＤ３との間に有し、この電位は第２のラジクマンダイノードＤ４の電位と 同様である。 フォトカソードＰＫが光の照射を受け、受けた光子のエネルギーが十分に高け れば、感光層が増倍管の内部に向けて、光照射の強さに依存する密度が依存する 電子流を放出する。この電子は、第１のダイノードＤ１とフォトカソードＰＫの 電位差が第１のダイノードＤ１とフォトカソードＰＫの間に発生させる電場の影 響を受けて第１のダイノードＤ１に集められる。第１のダイノードは、当業者に は良く知られている二次放出現象により、収集した電子よりも多くの電子を再放 出することで、電子流の第１の増幅を行う。第１のダイノードＤ１から再放出さ れた電子は、第２のダイノードＤ２から第１のダイノードＤ１に向けて電界を発 生させる第２のダイノードＤ２と第１のダイノードＤ１の電位差の影響で第２の ダイノードＤ２によって収集される。第２のダイノードＤ２から放出された電子 は、グリッドＧｄの周りに局所的に存在する電界によって加速され、第１のラジ クマンダイノードＤ３向けられ、結果的に非常に高い収集効率が得られる。最後 に、ここでは説明を省略する当業者には既知であるプロセスを経て電子流はラジ クマンダイノードによって連続的に増幅され、増倍管からの出力を構成する陽極 ＡＮに到達して、フォトカソードＰＫが受けた光の照射を表す電子情報を発生さ せる。 したがって、焦点装置Ｄ１，Ｄ２の構成は、ダイノードの平面と増倍管の中心 軸ＴＡＸの成す角度が大きい場合に、電子流を第１のラジクマンダイノードに向 けるよう構成されている。角度βがほぼ９０度であり、一連のラジクマンダイノ ードＤ３,...，Ｄ８に必要な長さが最小限であり、増倍管の全長を最も短くする この例から、本発明の構成の有効性は明らかである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年１月２９日（１９９９．１．２９） 【補正内容】 ている光焦点装置が第２と第３のダイノードの電位の中間のポテンシャルにま でポテンシャルを上げられた第２のダイノードを有することが特徴である。 この種の光増倍管では、一連のラジクマンダイノードに起因する管の長さは、 ダイノードの平面と増倍管の中心線が成す角度が大きくなれば減少する。第２の ダイノードは、第１のダイノードからの電子流の向きを第１のラジクマンダイノ ードのほうに再度変更する。第２のダイノードは、第１と第２のダイノードの間 の電子流の経路を横切って、第２のダイノードと同じポテンシャルを有する導電 性グリッドを有することが望ましい。 本発明の１つの実施例によれば、ダイノードの平面と増倍管の中心線の成す角 度はほとんど９０度である。 この構造の場合、増倍管の全長に与えるラジクマンダイノードの影響が最も小 さくなる。 本発明の好ましい実施例の１つによれば、上述のような光増倍管が、第２のダ イノードと第１のラジクマンダイノードの間に位置し、第２のラジクマンダイノ ードとほぼ同じ電位にポテンシャルを上げられる。 グリッドが存在することによって第１のラジクマンダイノードの収集効率、す なわち、上記のダイノードに受け取られた電子の個数の第２のダイノードが放出 した電子の個数に対する比を向上させる。グリッドは第２のダイノードと第１の ラジクマンダイノードの間のパスにほぼ平行な局所的電界を発生させ、この電界 が近傍の電子を第１のラジクマンダイノードに向けて加速する。 ヨーロッパ特許出願公開第０６７１７５７号には、ボックスとグリッドダイノ ードを有し、ダイノードのセットが一列に並んで接続ダイノードがセットの中間 に位置する光増倍管が開示されている。 本発明は、本発明の光増倍管の断面を簡単に示す添付の図１を参照して、非制 限的な例として記載した、実施例の説明によって一層よく理解されるはずである 。切断面は、増倍管の軸と称する軸ＴＡＸと平行で、図中にＤＰで示した位置で 図面と交わるダイノードの面と直角な面である。光増倍管は、例えば回転体で増 倍管ＴＵの中心線の位置に回転軸を有し、第１の電位にポテンシャルを上げられ るフォトカソードＰＫが塔載され半透明の感光層が形成された増倍管の中心線と 請求の範囲 １． −管の外部からの光の照射を受けて管の内部にフォトカソードが受けた 光の強さに応じた密度の電子流を放出する半透明の感光層を有し、第１の電位ま でポテンシャルを上げられるフォトカソード（ＰＫ）と、 −フォトカソードの側が窪んだ形状で、二次放出現象を誘発する材料からなる 「再放出」表面を有し、前記第１の電位よりも高い第２の電位にまでポテンシャ ルを上げられる第１のダイノード（Ｄ１）を有する焦点装置と、 −ダイノード平面（ＤＰ）と称する平面の両側に配置された複数のラジクマン ダイノード（Ｄ３からＤ８）とを有する光増倍管を有し、焦点装置に最も近いダ イノード（Ｄ３）は、第２の電位よりも高い第３の電位にまでポテンシャルが高 められ、この一連のダイノードは焦点装置からの電子流を受けてこれを増幅する よう、それぞれ前のダイノードの電位よりも高い電位に設定された光増倍管にお いて、 焦点装置はさらに、第１のダイノード（Ｄ１）の再放出表面の側に窪んだ再放 出表面を有し、第２のダイノードの電位と第３のダイノードの電位の中間の電位 にまでポテンシャルを高められる第２のダイノード（Ｄ２）を有し、 ダイノード面（ＤＰ）とフォトカソードの中心位置でフォトカソードと直角な 中心線と定義される増倍管の中心線（ＴＡＸ）が成す角度が４５度以上であり、 第１のラジクマンダイノード（Ｄ３）の窪んだ面が第２のダイノード（Ｄ２） の再放出表面に面していることを特徴とする増倍管。 ２． ダイノード面（ＤＰ）と増倍管の中心線（ＴＡＸ）が成す角度がほぼ９０ 度であることを特徴とする請求項１に記載の光増倍管。 ３． 第２のダイノード（Ｄ２）と第１のラジクマンダイノード（Ｄ３）の間に 位置するグリッド（Ｇｄ）を有し、この電位は第２のラジクマンダイノード（Ｄ ４）の電位とほぼ同じであることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載 の光増倍管。 ４． 前記グリッド（Ｇｄ）が導電性の棒からなる請求項３に記載の光増倍管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． −管の外部からの光の照射を受けて管の内部にフォトカソードが受けた 光の強さに応じた密度の電子流を放出する半透明の感光層を有し、第１の電位ま でポテンシャルを上げられるフォトカソードと、 −フォトカソードの側が窪んだ形状で、二次放出現象を誘発する材料からなる 「再放出」表面を有し、前記第１の電位よりも高い第２の電位にまでポテンシャ ルを上げられる第１のダイノードを有する焦点装置と、 −ダイノード平面と称する平面の両側に配置された複数のラジクマンダイノード とを有する光増倍管を有し、焦点装置に最も近いダイノードは、第２の電位より も高い第３の電位にまでポテンシャルが高められ、この一連のダイノードは焦点 装置からの電子流を受けてこれを増幅するよう、それぞれ前のダイノードの電位 よりも高い電位に設定された光増倍管において、 焦点装置はさらに、第１のダイノードの再放出表面の側に窪んだ再放出表面を 有し、第２のダイノードの電位と第３のダイノードの電位の中間の電位にまでポ テンシャルを高められる第２のダイノードを有し、 ダイノードの平面とフォトカソードの中心位置でフォトカソードと直角な中心 線と定義される増倍管の中心線が成す角度が４５度以上であり、 第１のラジクマンダイノードの窪んだ面が第２のダイノードの再放出表面に面 していることを特徴とする増倍管。 ２． ダイノードの平面と増倍管の中心線が成す角度がほぼ９０度であることを 特徴とする請求項１に記載の光増倍管。 ３． 第２のダイノードと第１のラジクマンダイノードの間に位置するグリッド を有し、この電位は第２のラジクマンダイノードの電位とほぼ同じであることを 特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の光増倍管。