JP2009152121A - 電子増倍管 - Google Patents

Abstract

【課題】検出感度を安定化しつつ内部電極接続用の端子数を削減して構造を単純化すること。
【解決手段】この光電子増倍管１は、入射電子を増倍する電子増倍孔９を有するダイノード１０が複数段に積層された電子増倍部７を備えた電子増倍管であって、隣接する２段のダイノード１０の間には、それぞれ、２段のダイノード１０の間を電気的に接続する導電路２５を有する絶縁性のスペーサ１２ａが配置されており、導電路２５の一部は、絶縁体によって覆われた抵抗体２８によって形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、多段に積層させたダイノードからなる電子増倍部によって入射電子流を増倍する電子増倍管に関するものである。

従来、ダイノードが積層された構造の電子増倍部を有する電子増倍装置として、複数のダイノードを互いに分離して配置させるために、チャンネルを形成する孔が形成された導電層とライン状のセパレータ層とが交互に配置された装置が知られている（下記特許文献１参照）。また、このような装置においてセパレータに抵抗性材料を用いた場合には、中間電極の電位を設定する外部抵抗或いは外部装置を省略することができることが明らかにされている。
特開昭４８−７４１６７号公報

しかしながら、上述した電子増倍装置においては、抵抗性のセパレータとした場合にそのセパレータが電子増倍部の内部空間に露出されているため、増倍電子がセパレータに入射してしまうことでセパレータに対してダメージを与え、セパレータの抵抗値が変化してしまう可能性がある。その結果、各ダイノードへの印加電圧が変化し、電子の増倍効率や検出効率を変化させる場合があった。例えば、セパレータの抵抗値が著しく上昇した場合は、各電極への電荷の供給量が少なくなり電子の増倍効率が小さくなるし、セパレータの抵抗値が著しく低下した場合は、ダイノード間の電位差が低くなり電子の増倍効率が小さくなる。つまり、同じ大きさの入力に対して、得られる出力が変化してしまい、検出感度が不安定になる場合があった。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、電子増倍部における給電部を削減することで電子増倍部を小型化しつつ検出感度を安定化することが可能な電子増倍管を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の電子増倍管は、入射電子を増倍する電子増倍孔を有するダイノードが複数段に積層された電子増倍部を備えた電子増倍管であって、隣接する２段のダイノードの間には、それぞれ、２段のダイノードの間を電気的に接続する導電路を有する絶縁性のスペーサが配置されており、導電路の一部は、絶縁体によって覆われた抵抗体によって形成されていることを特徴とする。

このような電子増倍管によれば、複数段のダイノードからなる電子増倍部のうちの２つの隣接するダイノードが、それらの間に配置されたスペーサの導電路によって抵抗体を介して電気的に接続されるので、直列的に接続された複数段のダイノードの両端に電圧を印加することにより隣接するダイノード間に所望の電位差を生じさせることができる結果、電子増倍部における給電部を削減することができる。また、その抵抗体は絶縁体によって覆われており管内の空間に対して露出していないので、増倍電子の影響による抵抗体の抵抗値の変化を抑制することができ、電子増倍効率の安定化が可能になる。これにより、電子増倍部を小型化しながら検出感度を安定化することができる。

導電路は、２段のダイノードのうちの一方と電気的に接続するための第１接続部と、２段のダイノードのうちの他方と電気的に接続するための第２接続部と、第１接続部と第２の接続部とを抵抗体を介して電気的に接続する、絶縁体で覆われた配線部と、を含むことが好ましい。この場合、導電路が、隣接する２段のダイノードのそれぞれと接続部において接続され、これらの２段のダイノードが、絶縁体で覆われた配線部によって抵抗体を介して接続されるので、配線部への電子入射によるノイズの発生を抑制し、検出感度を安定化することができる。

また、第１接続部及び第２接続部は複数である、ことも好ましい。接続部を複数設けることで、確実に隣接する２段のダイノードと電気的に接続されるので、安定した電位供給を行うことができ、検出感度をさらに安定することができる。

また、配線部は、複数の第１接続部を連結する第１の配線部と、複数の第２接続部を連結する第２の配線部と、第１の配線部と第２の配線部とを接続する中間配線部とを含み、抵抗体は、中間配線部の一部を形成していることも好ましい。かかる構成を備えれば、スペーサと隣接する２段のダイノードとを電気的に接続するための複数の第１接続部及び第２接続部が、第１及び第２の配線部によって連結され、第１及び第２の配線部が抵抗体を含む中間配線部によって接続されているので、第１の接続部および第２の接続部と抵抗体との接続構造が簡略化される。

また、スペーサは、ダイノードの電子増倍孔が形成された領域を取り囲むような枠状の形状を有することも好ましい。こうすれば、ダイノード間の距離を安定して保持することにより、検出感度を安定化することができる。

また、第１接続部及び第２接続部には窪み又は突起が形成され、２段のダイノードのそれぞれには、少なくとも１つの突起又は窪みが形成されており、２段のダイノードのうち一方のダイノードの突起又は窪みが、第１接続部の窪み又は突起に嵌め合わされることにより、一方のダイノードと配線部とが電気的に接続され、２段のダイノードのうち他方のダイノードの突起又は窪みが、第２接続部の窪み又は突起に嵌め合わされることにより、他方のダイノードと配線部とが電気的に接続されることも好ましい。こうすれば、隣接する２段のダイノードに形成された突起又は窪みが、１つのスペーサに設けられた接続部に嵌め合わされるので、ダイノード同士の位置決めが容易となり検出感度のより一層な安定化が可能になる。

スペーサは、２段のダイノードのうちの一方のダイノード側に設けられ、一方のダイノードと電気的に接続するための第１接続部を含む第１の絶縁部材と、２段のダイノードのうちの他方のダイノード側に設けられ、他方のダイノードと電気的に接続するための第２接続部を含む第２の絶縁部材と、第１及び第２の絶縁部材の間に把持された第３の絶縁部材と、第１の絶縁部材と第３の絶縁部材との間に設けられ、第１接続部に電気的に接続された第１の配線部と、第２の絶縁部材と第３の絶縁部材との間に設けられ、第２接続部に電気的に接続された第２の配線部と、第３の絶縁部材を貫通して設けられ、第１の配線部と第２の配線部とを接続する中間配線部とを有し、中間配線部の一部は、抵抗体によって形成されている、ことが好ましい。この場合、抵抗体は確実に絶縁部材で包囲されるため、検出感度を安定化することができる。

また、第１の配線部、第２の配線部、及び中間配線部は、第３の絶縁部材に形成されていることも好ましい。かかる構成を採れば、スペーサにおける導電路の形成が容易となり製造効率が向上する。

本発明によれば、電子増倍部における給電部を削減することで電子増倍部を小型化しつつ検出感度を安定化することが可能な電子増倍管を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る電子増倍管の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の好適な一実施形態に係る電子増倍管である光電子増倍管１の管軸方向に沿った端面図である。この光電子増倍管１は、入射光を受ける円形状の透光性を有する受光面板２、その受光面板２の外縁部に取り付けられた円筒状の金属側管３、及び金属側管３を挟んで受光面板２に対面して配置された円形のステム４によって構成された真空容器５と、この真空容器５内に配設された収束電極６、電子増倍部７、及びアノード８とを備えている。この光電子増倍管１のサイズとしては特定のサイズには限定されないが、例えば、真空容器５の管軸Ｚ方向の長さが12mm、管軸Ｚに垂直な方向の幅が15mmである。

受光面板２の内面には、光電陰極２ａが設けられ、この光電陰極２ａと電子増倍部７との間において、管軸Ｚ方向に対して垂直な方向（図１のＸ軸方向）に略等間隔に並ぶように線状の収束電極６が設けられている。この収束電極６は、外部から受光面板２への光の入射に伴い光電陰極２ａから真空容器５内に放出された光電子を、その軌道を収束させることにより電子増倍部７に入射させる。

電子増倍部７は、多数の電子増倍孔９を有するダイノード１０が、管軸Ｚ方向に複数段で積層されて構成されており、最終段のダイノード１０の後段側には、最終段のダイノード１０の電子増倍孔９に対向して略矩形状のアノード８が配設されている。また、ステム４には、外部のブリーダ回路と接続して、光電陰極２ａ、収束電極６、電子増倍部７、及びアノード８に所定の電圧を印加するステムピン１１が貫通して設けられている。

このダイノード１０の段数及びステムピン１１への印加電圧は様々に設定されうるが、例えば、ダイノード１０は８段で積層され、光電陰極２ａ、収束電極６、各ダイノード１０、及びアノード８への印加電圧は、それぞれ、-900V、-900V、-800〜-100V（100V間隔）、0V（グラウンド電位）と、光電陰極２ａからアノード８に向かうに従って高くなるように設定されている。これにより、入射電子流は、電子増倍経路における上流から下流に向かうにつれて、具体的には最前段のダイノード１０から最後段のダイノード１０に向かうにつれて増倍されて、アノード８で検出信号として外部に取り出される。

各ダイノード１０は、略矩形状のステンレスや、アルミニウム等の金属製の平板電極に、管軸Ｚ方向に対して垂直な方向（図１のＹ軸方向）に沿って互いに並列にスリット状の電子増倍孔９が複数形成されて成る。そして、これらの複数のダイノード１０が、枠状のスペーサ１２ａを介して互いに所定の間隔を空けて積み重ねられている。例えば、ダイノード１０は、9mm四方、厚さ0.1mmのステンレス平板に1mm間隔で電子増倍孔９が形成され、0.8mmピッチで積層される。このとき、隣接する２つのダイノード１０は、スペーサ１２ａを介して積み重ねられることにより、管軸Ｚに対して垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）に沿った方向及び管軸Ｚに沿った方向に互いに位置合わせされる。これにより、ダイノード１０に形成された電子増倍孔９は、その前段側（収束電極６側）の開口９ａが前段のダイノード１０の電子増倍孔９の後段側（アノード８側）の開口９ｂの延長線上に位置するように設定され、管軸Ｚ方向に沿ったジグザグ状の電子増倍用チャネルを並列に形成する。

最前段のダイノード１０と収束電極６とは、スペーサ１２ｂを介して積み重ねられることにより、Ｘ−Ｙ平面に沿った方向及びＺ軸に沿った方向に互いに位置合わせされている。同様に、最後段のダイノード１０とアノード８とは、スペーサ１３を介して積み重ねられることにより、Ｘ−Ｙ平面に沿った方向及びＺ軸に沿った方向に互いに位置合わせされている。なお、スペーサ１２ａ，１２ｂは、後述するように、セラミック等の絶縁材料からなる３層構造の枠状の絶縁体の内部に導電路が形成された構造を有する一方で、スペーサ１３は、１層構造の全体がセラミック等の絶縁材料からなる枠状の絶縁部材である。

次に、図２及び図３を参照して、電子増倍部７の積層構造について詳細に説明する。図２は、図１の収束電極６を含む電子増倍部７の平面図、図３は、図１の収束電極６及び電子増倍部７の一部を示す分解斜視図である。

収束電極６の受光面板２側の表面６ａの辺縁部の四隅のうちの対角線上の二隅には、２つの略円形状の突起部１４ａ，１４ｂが形成され、表面６ａの別の対角線上に位置する辺縁部の二隅には、２つの略円形状の窪み部１５ｃ，１５ｄが形成されている。また、収束電極６の電子増倍部７側の表面６ｂにおける突起部１４ａ，１４ｂに対して反対側の位置には、それぞれ、突起部１４ａ，１４ｂとほぼ同一の大きさを有する略円形状の窪み部１５ａ，１５ｂが形成され、表面６ｂにおける窪み部１５ｃ，１５ｄに対して反対側の位置には、それぞれ、窪み部１５ｃ，１５ｄとほぼ同一の大きさを有する略円形状の突起部１４ｃ，１４ｄが形成されている。

同様に、ダイノード１０の前段側の表面１０ａの辺縁部の四隅のうちの対角線上の二隅には、２つの略円形状の突起部１６ａ，１６ｂが形成され、表面１０ａの別の対角線上に位置する辺縁部の二隅には、２つの略円形状の窪み部１７ｃ，１７ｄが形成されている。また、同一のダイノード１０の後段側の表面１０ｂにおける突起部１６ａ，１６ｂに対して反対側の位置には、それぞれ、突起部１６ａ，１６ｂとほぼ同一の大きさを有する略円形状の窪み部１７ａ，１７ｂが形成され、表面１０ｂにおける窪み部１７ｃ，１７ｄに対して反対側の位置には、それぞれ、窪み部１７ｃ，１７ｄとほぼ同一の大きさを有する略円形状の突起部１６ｃ，１６ｄが形成されている。

スペーサ１２ａ，１２ｂは、収束電極６及びダイノード１０の縁形状とほぼ同一の縁形状を有する枠状部材である。このスペーサ１２ａ及びスペーサ１２ｂは、それぞれ、２つのダイノード１０の間及び収束電極６と最前段のダイノード１０との間に配置された際に電子増倍部７の電子増倍孔９が形成された領域Ａ（図１参照）にかからないように、当該領域Ａを取り囲むのに十分な大きさでその中央部が矩形状に切り抜かれている。また、このスペーサ１２ｂには、収束電極６とダイノード１０との間に配置される際に突起部１４ｃ，１４ｄ，１６ａ，１６ｂに対向する隅部において円形状の穴部（窪み）１８が穿たれている。同様に、スペーサ１２ａには、２つのダイノード１０間に配置される際に突起部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに対向する隅部において円形状の穴部（窪み）１９が穿たれている。これらの穴部１８，１９は、それぞれ、スペーサ１２ｂ，１２ａの隅部の両面に形成されている。

上述した形状を有する２つのダイノード１０がスペーサ１２ａを介して積層される際には、前段のダイノード１０の突起部１６ｃ，１６ｄが、スペーサ１２ａの対角線上の２つの穴部１９に嵌め合わされ、後段のダイノード１０の突起部１６ａ，１６ｂが、スペーサ１２ａの別の対角線上の２つの穴部１９に嵌め合わされることによって互いに積み重ねられる。また、収束電極６と最前段のダイノード１０とがスペーサ１２ｂを介して積層される際には、ダイノード１０の突起部１６ａ，１６ｂが、スペーサ１２ｂの対角線上の２つの穴部１８に嵌め合わされ、収束電極６の突起部１４ｃ，１４ｄが、スペーサ１２ｂの別の対角線上の２つの穴部１８に嵌め合わされることによって互いに積み重ねられる。これにより、収束電極６と複数段のダイノード１０とは、互いに管軸Ｚに垂直な方向及び管軸Ｚに沿った方向において位置合わせがなされる。このようにして、収束電極６から最終段のダイノード１０までがスペーサ１２ａ，１２ｂを介して積み重ねられている。

次に、スペーサ１２ａ（スペーサ１２ｂ）の詳細構成について説明する。図４は、スペーサ１２ａの平面図、図５は、図４のスペーサ１２ａのV-V線に沿った断面図、図６は、図４のスペーサ１２ａのVI-VI線に沿った断面図、図７は、図４のスペーサ１２ａを上方から見た斜視図、図８は、図４のスペーサ１２ａを下方から見た斜視図である。なお、スペーサ１２ｂは、スペーサ１２ａとその厚さにおいて異なるが基本構成は同一であるので、その説明を省略する。

スペーサ１２ａは、３つの矩形枠状の絶縁部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃが重ね合わされて、互いの融着により一体化されて成り、絶縁部材２１Ａは、前段のダイノード１０側に配置され、絶縁部材２１Ｃは、後段側のダイノード１０側に配置され、絶縁部材２１Ｂは、２つの絶縁部材２１Ａ，２１Ｃの間に把持される。絶縁部材２１Ｂの両面及び貫通孔内部には、第１配線部２２、第２配線部２３、及び中間配線部２４からなる配線部を含み、スペーサ１２ａを挟む２段のダイノード１０の間を電気的に接続する導電路２５が形成されている。さらに、導電路２５には、絶縁部材２１Ａの四隅に形成され、前段のダイノード１０と第１配線部２２とを電気的に接続するための４つの穴部１９（第１接続部）と、絶縁部材２１Ｃの四隅に形成され、後段のダイノード１０と第２配線部２３とを電気的に接続するための４つの穴部１９（第２接続部）とが、それぞれ設けられている。

第１配線部２２は、絶縁部材２１Ｂの前段のダイノード１０側の面２６上に、１つの辺の中間部から３つの隅部２６ａ，２６ｂ，２６ｃを経由して他の隅部２６ｄに至るまで、面２６からはみ出ることなく面２６の外縁に沿って形成され（図７）、第２配線部２３は、絶縁部材２１Ｂの後段のダイノード１０側の面２７上に、１つの辺の中間部から３つの隅部２７ａ，２７ｂ，２７ｃを経由して他の隅部２７ｄに至るまで、面２７からはみ出ることなく面２７の外縁に沿って形成されている（図８）。

また、第２配線部２３の隅部２７ａと隅部２７ｄとの間の端部には、スクリーン印刷により面２７からはみ出ることなく形成された抵抗体２８と、絶縁部材２１Ｂの両面２６，２７の間に貫通して形成された層間接続用のスルーホール２９とから成る中間配線部２４が接続されている（図６、図８）。この抵抗体２８の一端は第２配線部２３の端部に接続され、抵抗体２８の他端は面２７上においてスルーホール２９に接続され、スルーホール２９は、さらに面２６上において第１配線部２２の端部に接続されている（図６）。すなわち、中間配線部２４は、第１配線部２２と第２配線部２３とを抵抗体２８を介して電気的に接続する機能を有する。

絶縁部材２１Ａに形成された穴部１９は、その内面から絶縁部材２１Ｂの面２６側にかけて導電性材料３０でコーティングされており、この導電性材料３０が第１配線部２２に接触することにより、穴部１９と第１配線部２２とが電気的に接続される。同様に、絶縁部材２１Ｃに形成された穴部１９は、その内面から絶縁部材２１Ｂの面２７側にかけて導電性材料３０でコーティングされており、この導電性材料３０が第２配線部２３に接触することにより、穴部１９と第２配線部２３とが電気的に接続される（図５）。これにより、第１配線部２２及び第２配線部２３は、絶縁部材２１Ａの４つの穴部１９及び絶縁部材２１Ｃの４つの穴部１９のそれぞれを連結して接続することによって、絶縁部材２１Ａの穴部１９と絶縁部材２１Ｃの穴部１９とを抵抗体２８を介して接続する。

図９を参照して、上記構成のスペーサ１２ａが２つのダイノード１０の間に配置された場合のダイノード間の給電方向について説明する。同図の矢印Ｂに示すように、前段のダイノード１０の突起部１６ｃ，１６ｄとスペーサ１２ａの２つの穴部１９とが接続されることにより、前段のダイノード１０からスペーサ１２ａの２つの隅部に電荷が流れ込む。２つの隅部に流れ込んだ電荷は、第１配線部２２、抵抗体２８を含む中間配線部２４及び第２配線部２３を経由して、後段のダイノード１０側の４つ穴部１９に到達する。そして、穴部１９に到達した電荷は、その穴部１９に嵌め込まれた突起部１６ａ，１６ｂを伝わって後段側のダイノード１０に流れ込む。このようにして、隣接する２つのダイノード１０間においては、抵抗体２８を経由して電荷が供給されることがわかる。このとき、２つのダイノード１０間に挟まれたスペーサ１２ａにおいては、第１配線部２２、抵抗体２８を含む中間配線部２４及び第２配線部２３が、絶縁部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに覆われることになり、真空容器５の内部空間に露出されることはない。ここでは、１つのダイノード１０と導電路２５とが２点で接続されているが、穴部１９に形成された導電性材料３０がダイノード１０の窪み部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの周辺と接触することにより、４点で接続することも可能である。

なお、絶縁部材２１Ｂの面２７上に形成された抵抗体２８は、レーザトリミング加工により抵抗値の調整を施されてもよい。その際、絶縁部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを重ね合わせてスペーサ１２ａとして形成された時点での調整が好ましいために、絶縁部材２１Ｃの抵抗体２８に対向する部分に開口を設け、その開口を介して抵抗値の調整を行った後、抵抗体２８を増倍電子等からより確実に保護するために、絶縁部材２１Ｃの開口をガラス材等の絶縁材によって充填又はコーティングするのが好ましい。

以上説明した光電子増倍管１によれば、電子増倍部７を構成する複数段のダイノード１０のうちの２つの隣接するダイノード１０が、それらの間に配置されたスペーサ１２ａの導電路２５によって抵抗体２８を介して電気的に接続されるので、直列的に接続された複数段のダイノード１０の両端に電圧を印加することにより隣接するダイノード１０間に所望の電位差を生じさせることができる結果、ダイノード１０に電圧を印加するための給電部としての接続端子数を削減することができ、電子増倍部７を小型化することができる。例えば、収束電極６、複数段のダイノード１０からなる電子増倍部７、及びアノード８の組立図である図１０に示すように、ステムピン１１（図１参照）のいずれかである接続ピン３１Ａ、接続ピン３１Ｂ、接続ピン３１Ｃを、それぞれ収束電極６、最後段のダイノード１０、アノード８に接続して、スペーサ１２ａ，１２ｂに内蔵される抵抗体２８の抵抗値を約１００ｋΩ〜数１００ｋΩに設定する。この場合、接続ピン３１Ａと接続ピン３１Ｂとの間に電圧を印加すれば、抵抗体２８が分圧（分電圧）抵抗として機能することにより、最後段以外の各ダイノード１０に外部から直接電圧を印加することなく所定電圧に設定することができる。よって、接続端子数の削減による電子増倍部７の小型化とともに、真空容器５内でのステムピン１１用の空間およびステム４に対してのステムピン１１の占有面積を非常に小さくできるため、結果として、真空容器５の大きさに対する有効面積（電子増倍部７の電子増倍孔９が形成された領域Ａ（図１参照））を大きくすることができる。勿論、ピン数の少ない電子管とすることができコストも削減できる。なお、収束電極６を不要とする場合は、最前段と最後段のダイノード１０に接続された接続ピン３１Ａと接続ピン３１Ｂに電圧を印加する。

また、抵抗体２８は絶縁部材２１Ｂ，２１Ｃによって覆われており真空容器５内の空間に対して露出していないので、増倍電子の影響による抵抗体２８の抵抗値の変化を抑制することができ、電子増倍効率の安定化が可能になる。また、光電子増倍管１の場合、光電陰極２ａを形成する際のアルカリ物質が抵抗体２８に付着した場合、その影響により抵抗体２８の抵抗値が変化してしまう可能性があるが、それも抑制することができ、電子増倍効率の安定化が可能になる。さらに、この抵抗体２８は、絶縁部材２１Ｂ上にスクリーン印刷で形成されるので、所望の抵抗値に容易に設定することができる。一方、ダイノード１０の段間距離は、絶縁部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ自体の厚さで容易に調整することができる。つまり、スペーサ全体で抵抗値を発生する場合に比べ、ダイノード１０の段間距離と抵抗値との間に関連性を持つことなく、それぞれが最適な状態を選択することが可能となる。これにより、電子増倍部７を小型化しながら検出感度を安定化することができる。

また、導電路２５が、隣接する２段のダイノード１０の複数の接続点（接続部）と連結して接続され、これらの２段のダイノード１０が、絶縁体で覆われた第１配線部２２、第２配線部２３、及び中間配線部２４によって抵抗体２８を介して互いに接続されるので、各配線部への電子入射によるノイズの発生や配線部のはがれを抑制することができる。また、各ダイノード１０に対して複数の接続部を有することから、例えばダイノード１０に反り等が生じた場合であっても、確実に接点を保つことができ、安定した電位供給を行うことができるとともに、ダイノード全体に亘ってより均一な電位を設定することができる。また、形成されたスペーサ１２ａ，１２ｂに関して表裏なく使用することができ、装置全体の製造効率が向上する。さらに、複数の接続部が第１配線部２２、第２配線部２３によって連結され、それらが互いに中間配線部２４によって抵抗体２８を介して互いに接続されるので、各接続部ごとに抵抗体２８まで配線を設けることなく、各接続部と抵抗体２８との接続構造が簡略されるとともに、配線部全体の長さが短縮化されて、ダイノード全体に亘ってより均一な電位を設定することができる。これらにより、結果として、検出感度を安定化することができる。

さらに、スペーサ１２ａ，１２ｂは、ダイノード１０の電子増倍孔９が形成された領域Ａを取り囲むような枠状の形状を有するので、ダイノード１０の辺縁部との接触面積の増加によってダイノード１０間の距離を安定して保持することにより、複数段のダイノード１０による電子増倍機能を維持し、検出感度を安定化することができる。また、外部衝撃等への耐震性も高く、ダイノード１０を積層して電子増倍部７を組上げる際にも、容易に組上げることができ、装置全体の製造効率が向上する。さらに、電子増倍部７の内部の電子増倍空間をダイノード１０等とともに密閉することで、電子が電子増倍部７の外へ出てしまうことに起因するノイズを抑制することができる。

またさらに、スペーサ１２ａ，１２ｂは、絶縁部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの３層構造であり、絶縁部材２１Ｂに形成された抵抗体２８を含む中間配線部２４、第１配線部２２、及び第２配線部２３がこれらの絶縁部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃによって覆われていることで、抵抗体２８を含む配線部をスペーサ１２ａ，１２ｂ内部で絶縁体によって確実に包囲することができるので、検出感度を安定化することができる。また、抵抗体２８を含む配線部が絶縁部材２１Ｂに一括に形成されているので、製造時の導電路２５の形成が容易となり、装置全体の製造効率が向上する。また、抵抗体２８の抵抗値を変更したスペーサ１２ａ，１２ｂを作成する場合にも、絶縁部材２１Ｂを交換するのみで対応可能であることから、抵抗値の変更したスペーサの作成も容易に行うことができる。さらに、絶縁部材２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの接合に関しては、接着剤等を介することなく絶縁部材同士の融着で行われているために、接着剤等による抵抗体２８および各配線部への影響やガス放出といった問題を生じることもない。

さらにまた、前段側のダイノード１０の突起部１６ｃ，１６ｄが、スペーサ１２ａの前段側の穴部１９に嵌め合わされ、後段側のダイノード１０の突起部１６ａ，１６ｂが、スペーサ１２ａの後段側の穴部１９に嵌め合わされることにより、２段のダイノード１０とスペーサ１２ａの導電路２５とが電気的に接続されるので、ダイノード１０同士およびダイノード１０とスペーサ１２ａとの位置決めが容易となると同時に確実かつ安定な電気的接続が為される。ダイノード同士の位置関係の変化は各チャンネルの出力の変化につながり、ダイノード１０とスペーサ１２ａとの位置関係の変化は、両者の電気的接続状態の変化（例えば接続部における接触面積の変化による電気的抵抗の変化）にもつながるため、検出感度のより一層な安定化が可能になる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、スペーサに形成される導電路の形状としては、以下の様々な変形態様を採ることができる。

図１１〜１３には、本発明の第１の変形例であるスペーサ１１２ａを示す。このスペーサ１１２ａにおいては、第１配線部１２２が、絶縁部材２１Ｂの面２６上に１つの辺の中間部から隅部２６ａを経由して隅部２６ｂに至るまで略Ｌ字状に形成され（図１２）、第２配線部１２３は、絶縁部材２１Ｂの面２７上に１つの辺の中間部から隅部２７ａを経由して隅部２７ｂに至るまで略Ｌ字状で形成されている（図１３）。そして、これらの配線部１２２，１２３が、抵抗体２８とスルーホール２９とから成る中間配線部２４によって接続される。図１４を参照して、上記構成のスペーサ１１２ａが２つのダイノード１０の間に配置された場合のダイノード間の給電方向について説明する。同図の矢印Ｃに示すように、前段のダイノード１０の突起部１６ｃとスペーサ１１２ａの穴部１９とが接続されることにより、前段のダイノード１０からスペーサ１１２ａの１つの隅部に電荷が流れ込む。隅部に流れ込んだ電荷は、第１配線部１２２、抵抗体２８を含む中間配線部２４及び第２配線部１２３を経由して、後段のダイノード１０側の２つの穴部１９に到達する。そして、穴部１９に到達した電荷は、その穴部１９に嵌め込まれた突起部１６ｂを伝わって後段側のダイノード１０に流れ込む。このことから、スペーサ１１２ａによっても、隣接する２つのダイノード１０間において抵抗体２８を経由して電荷を流れ込ませることが可能である。ここで、スペーサ１１２ａの各面の四隅の穴部１９のうちの１箇所がダイノード１０に接続されれば済むため、それ以外の三隅にある穴部１９の内部は導電コーティングが省略されてもよい。

また、図１５には、本発明の第２の変形例であるスペーサ２１２ａを示す。このスペーサ２１２ａにおいては、２つの配線部と抵抗体２８及びスルーホール２９を含む中間配線部２４とから成る導電路２２５が、絶縁部材２１Ｂの辺の中間部から１つの隅部に至るまで略直線状に形成されている。このようなスペーサ２１２ａを用いた場合のダイノード間の給電方向は、図１６の矢印Ｄに示すようになる。具体的には、前段のダイノード１０からスペーサ２１２ａの１つの隅部に電荷が流れ込み、その電荷は、抵抗体２８を含む導電路２２５、及び後段のダイノード１０側に接続された１つの穴部１９を経由して後段側のダイノード１０に流れ込む。本変形例においても、第１の変形例と同様に、スペーサ２１２ａの各面の四隅の穴部１９のうちの１箇所がダイノード１０に接続されれば済むため、それ以外の三隅にある穴部１９の内部は導電コーティングが省略されてもよい。

さらに、図１７及び図１８に示す本発明の第３の変形例であるスペーサ３１２ａのように、絶縁部材２１Ａ，２１Ｃを含む２層構造とし、絶縁部材２１Ａに形成された穴部１９の底面と絶縁部材２１Ｃに形成された穴部１９の底面との間に抵抗体３２８を埋め込ませてもよい。このようなスペーサ３１２ａによっても、隣接する２段のダイノード１０を抵抗体を介して接続することができる。なお、本変形例においても絶縁部材２１Ｂに抵抗体３２８を埋め込むようにすることで３層構造としてもよい。また、スペーサ２１２ａの各面の四隅の穴部１９の全てに抵抗体３２８を埋め込ませてもよく、一部の穴部１９でも良い。その場合、抵抗体３２８を埋め込ませていない穴部１９の内部は導電コーティングは省略されてもよい。

また、図１９に示す本発明の第４の変形例であるスペーサ４１２ａのように、絶縁部材による１層構造を採用してもよい。このようなスペーサ４１２ａでは、絶縁部材２１Ｂの第１配線部２２が形成された面２６、及び第２配線部２３と中間配線部２４とが形成された面２７のうち、少なくとも抵抗体２８を、好ましくは面２６および面２７の両面をガラス材等の絶縁材でコーティングすればよい。

また、ダイノードがエッチング加工により製造されるような場合であってダイノードに突起を形成することが困難なときは、スペーサ側に突起を、ダイノード側に窪み又は孔を形成してもよい。図２０は、このような場合の本発明の第５の変形例であるスペーサ５１２ａの斜視図である。同図に示すスペーサ５１２ａでは、絶縁部材２１Ｂの両面においてそれぞれ異なる対角線上の隅部に配線部４２５と電気的に接続された導電性の突起部４１９が設けられ、その絶縁部材２１Ｂの両面の突起部４１９を除いた領域が、ガラス材によってコーティングされている。このような構造によっても、抵抗体２８の抵抗値の変化を防ぎつつ、ダイノード間を配線部４２５を介して接続することができる。

また、光電子増倍管１におけるダイノード１０とアノード８との配置関係は図１０に示すものには限定されず、アノード８の後段に１段以上のダイノード１０が配置されてもよい。その場合は、アノード８の前段側及び後段側のダイノード１０との間には別途抵抗を設ける必要がある。例えば、アノード８とアノード８の前段側及び後段側に配置されたダイノード１０との間は、絶縁体のみから成るスペーサが設けられ、ダイノード１０に対してのステムピン１１は、最前段、アノード８の前段側及び後段側のダイノード１０に接続される。そして、アノード８の前段側のダイノード１０に接続されたステムピン１１と、アノード８の後段側のダイノード１０に接続されたステムピン１１との間において、別途ブリーダ抵抗等の抵抗体を設けることで、各ダイノード１０への分圧（分電圧）を行う。

また、以上説明した実施形態では、電子増倍部を備えた電子増倍管として光電子増倍管を示したが、それ以外にも光電陰極を有さない電子増倍管、入力光像を輝度増幅するイメージ増倍管等の電子増倍部を備えた電子増倍管であってもよい。

本発明の好適な一実施形態に係る光電子増倍管１の管軸方向に沿った端面図である。 図１の収束電極を含む電子増倍部の平面図である。 図１の収束電極及び電子増倍部の一部を示す分解斜視図である。 図１のスペーサの平面図である。 図４のスペーサのV-V線に沿った断面図である。 図４のスペーサのVI-VI線に沿った断面図である。 図４のスペーサを上方から見た分解斜視図である。 図４のスペーサを下方から見た分解斜視図である。 図１のダイノード間の給電方向を示す分解斜視図である。 図１の収束電極、ダイノード、及びアノードの組立図である。 本発明の第１の変形例にかかるスペーサの平面図である。 図１１のスペーサを上方から見た分解斜視図である。 図１１のスペーサを下方から見た分解斜視図である。 図１１のスペーサを用いた場合のダイノード間の給電方向を示す分解斜視図である。 本発明の第２の変形例にかかるスペーサの平面図である。 図１５のスペーサを用いた場合のダイノード間の給電方向を示す分解斜視図である。 本発明の第３の変形例にかかるスペーサの平面図である。 図１７のスペーサのVII-VII線に沿った断面図である。 本発明の第４の変形例にかかるスペーサを示す斜視図であり、（ａ）はスペーサの一方の面から見た斜視図、（ｂ）は、スペーサの他方の面から見た斜視図である。 本発明の第５の変形例にかかるスペーサを示す斜視図である。

符号の説明

１…光電子増倍管、２ａ…光電陰極、７…電子増倍部、９…電子増倍孔、１０…ダイノード、１２ａ，１２ｂ，１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４１２ａ，５１２ａ…スペーサ、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ…突起部、１８，１９…穴部（第１又は第２接続部）、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…絶縁部材、２２，１２２…第１の配線部（配線部）、２３，１２３…第２の配線部（配線部）、２４…中間配線部（配線部）、２５，２２５，４２５…導電路、２８，３２８…抵抗体。

Claims (8)

1. 入射電子を増倍する電子増倍孔を有するダイノードが複数段に積層された電子増倍部を備えた電子増倍管であって、
   隣接する２段の前記ダイノードの間には、それぞれ、前記２段のダイノードの間を電気的に接続する導電路を有する絶縁性のスペーサが配置されており、
   前記導電路の一部は、絶縁体によって覆われた抵抗体によって形成されている、
   ことを特徴とする電子増倍管。
2. 前記導電路は、
   前記２段のダイノードのうちの一方と電気的に接続するための第１接続部と、
   前記２段のダイノードのうちの他方と電気的に接続するための第２接続部と、
   前記第１接続部と前記第２の接続部とを前記抵抗体を介して電気的に接続する、絶縁体で覆われた配線部と、
   を含むことを特徴とする請求項１記載の電子増倍管。
3. 前記第１接続部及び前記第２接続部は複数である、
   ことを特徴とする請求項２記載の電子増倍管。
4. 前記配線部は、
   前記複数の第１接続部を連結する第１の配線部と、
   前記複数の第２接続部を連結する第２の配線部と、
   前記第１の配線部と前記第２の配線部とを接続する中間配線部とを含み、
   前記抵抗体は、前記中間配線部の一部を形成している、
   ことを特徴とする請求項３記載の電子増倍管。
5. 前記スペーサは、前記ダイノードの前記電子増倍孔が形成された領域を取り囲むような枠状の形状を有する、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子増倍管。
6. 前記第１接続部及び前記第２接続部には窪み又は突起が形成され、
   前記２段のダイノードのそれぞれには、少なくとも１つの突起又は窪みが形成されており、
   前記２段のダイノードのうち一方のダイノードの前記突起又は前記窪みが、前記第１接続部の前記窪み又は前記突起に嵌め合わされることにより、前記一方のダイノードと前記配線部とが電気的に接続され、
   前記２段のダイノードのうち他方のダイノードの前記突起又は前記窪みが、前記第２接続部の前記窪み又は前記突起に嵌め合わされることにより、前記他方のダイノードと前記配線部とが電気的に接続される、
   ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の電子増倍管。
7. 前記スペーサは、
   前記２段のダイノードのうちの一方のダイノード側に設けられ、前記一方のダイノードと電気的に接続するための前記第１接続部を含む第１の絶縁部材と、
   前記２段のダイノードのうちの他方のダイノード側に設けられ、前記他方のダイノードと電気的に接続するための前記第２接続部を含む第２の絶縁部材と、
   前記第１及び第２の絶縁部材の間に把持された第３の絶縁部材と、
   前記第１の絶縁部材と前記第３の絶縁部材との間に設けられ、前記第１接続部に電気的に接続された第１の配線部と、
   前記第２の絶縁部材と前記第３の絶縁部材との間に設けられ、前記第２接続部に電気的に接続された第２の配線部と、
   前記第３の絶縁部材を貫通して設けられ、前記第１の配線部と前記第２の配線部とを接続する中間配線部とを有し、
   前記中間配線部の一部は、抵抗体によって形成されている、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電子増倍管。
8. 前記第１の配線部、前記第２の配線部、及び前記中間配線部は、前記第３の絶縁部材に形成されている、
   ことを特徴とする請求項７記載の電子増倍管。

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