JP4593238B2 - 光電子増倍管及び放射線検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、光電効果を用いる光電子増倍管及びこれを用いた放射線検出装置に関する。

光電子増倍管として、筒状を成す側管の一側の端部に受光面板を、他側の端部にステムを各々備えて真空密封容器を構成し、受光面板の内側の面に光電面を設けると共に、この光電面に対向して複数段のダイノードを有する電子増倍部及び陽極を積層して配設し、これらの各段のダイノード及び陽極に各々接続した複数のステムピンを密封容器内から外部に導出するようにしてステムに挿着する構成を具備し、受光面板を通して入射した入射光を光電面で電子に変換し、この光電面から放出された電子を、各ステムピンを介して所定の電圧が印加された各ダイノードを有する電子増倍部で順次増倍し、この増倍されて陽極に達した電子を電気信号としてステムピンの一つであるアノードピンを介して取り出す所謂ヘッドオン型の光電子増倍管が知られている。

このような光電子増倍管にあっては、側管を２つの部材、すなわち、受光面板が固定される側管本体とステムの側面に固定されるリング状の側管とによって構成し、側管本体をリング状の側管に被せて気密に溶接固定した光電子増倍管が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２９０７９３号公報（図７）

しかしながら、上述した従来の光電子増倍管では、側管本体をリング状の側管に被せているため、側管の外径がリング状の側管の厚さ分だけ大径化してしまうという問題があった。また、このように側管の外径が大径化する結果として、実装時の高密度化・高集積化が妨げられるという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、側管の大径化を抑制することができる光電子増倍管及びこれを備えた放射線検出装置を提供することを目的とする。

本発明による光電子増倍管は、真空状態とされた密封容器内に設けられ、当該密封容器の一側の端部を構成する受光面板を通して入射した入射光を電子に変換する光電面と、密封容器内に設けられ、光電面から放出された電子を増倍する電子増倍部及び当該電子増倍部により増倍された電子を出力信号として取り出すための陽極と、密封容器の他側の端部を構成するステムと、ステムに挿着されて密封容器内から外部に導出すると共に陽極及び電子増倍部に電気的に接続された複数のステムピンと、を具備した光電子増倍管において、密封容器を構成すると共に、陽極及び電子増倍部を側方から包囲する導電性の第１の側管と、第１の側管よりもステム側に配置されて密封容器を構成すると共に、第１の側管の一端部及びステムの側面に接合された導電性の第２の側管と、を備え、ステムは、第２の側管から第１の側管側に突出するように第２の側管と接合され、第１の側管は、ステムにおける第２の側管から突出した部分を直接被せた状態で第２の側管と接合されていることを特徴としている。

このような光電子増倍管によれば、側管の径方向に対して第１の側管とステムとの間に第２の側管が介在せず、第１の側管は、ステムにおける第２の側管の開放端面から突出した部分を直接被せた状態で第２の側管と接合されているので、第１の側管と第２の側管との重なり合いによる側管の大径化を回避することができる。また、第１の側管と第２の側管とを接合させるときは、第２の側管の開放端面から突出したステムに第１の側管を当接させることで、第１の側管を第２の側管に対して容易に位置決めすることができる。

また、ステムは、陽極に電気的に接続されたアノードピンを含むステムピンを貫通させて接合する絶縁性のベース材を有し、ベース材におけるアノードピン近傍の内側の縁部が、面取り形状とされていることが好ましい。この場合、導電性の側管に包囲されるステムが絶縁性のベース材とされて、当該ベース材のアノードピン近傍の内側の縁部が、面取り形状とされているため、導電性のアノードピン、アノードピンを接合した絶縁性のベース材、真空が交わるポイントであるトリプルジャンクションと導電性の側管との間のベース材（絶縁体）に沿う沿面距離が、面取り形状が無い場合に比して十分長くされる。その結果、アノードピンから取り出される電気信号に対するノイズ混入が十分に防止されるようになる。

ここで、上記作用を同様に奏しつつステムを二層構造とする場合には、具体的には、ステムは、ベース材と、ベース材の内側の面又は外側の面の何れか一方の面に接合されると共に、ベース材に接合されたステムピンを通す押え材と、を備える二層構造とされ、押え材がベース材の内側の面に接合される場合には、当該押え材が絶縁性を有すると共に、面取り形状が、当該押え材におけるアノードピン近傍の内側の縁部に設けられる構成が挙げられる。

また、上記作用を同様に奏しつつステムを三層以上の構造とする場合には、具体的には、ステムは、ベース材と、ベース材の内側の面及び外側の面の両面に各々接合されると共に、ベース材に接合されたステムピンを通す押え材と、を少なくとも備える三層以上の構造とされ、ベース材より内側の部材でアノードピンを通す部材は、絶縁性を有すると共に、面取り形状が、当該ベース材より内側の部材でアノードピンを通す部材のアノードピン近傍の内側の縁部に設けられる構成が挙げられる。

ここで、上記光電子増倍管の受光面板の外側に、放射線を光に変換して放出するシンチレータを設置すれば、上記作用を奏する好適な放射線検出装置が得られる。

このような光電子増倍管及び放射線検出装置によれば、側管の大径化を抑制することができる。これにより、実装時の高密度化・高集積化等を実現することが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明に係る光電子増倍管及び放射線検出装置の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明における「上」、「下」等の語は図面に示す状態に基づく便宜的なものである。また、各図において同一又は相当の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
図１及び図２は、本発明に係る光電子増倍管の一実施形態を示す平面図及び底面図であり、図３は図１におけるIII-III線に沿う断面図である。図１〜図３において、光電子増倍管１は、外部から入射した光によって電子を放出し、その電子を増倍させて信号として出力させるための装置として構成されている。

図１〜図３に示すように、光電子増倍管１は略円筒形状をなす金属製の側管（第１の側管）２を有している。図３に示すように、この側管２の上側（一側）の開口端にはガラス製の受光面板３が気密に固定され、受光面板３の内側表面には受光面板３を通して入射した光を電子に変換するための光電面４が形成されている。また、側管２の下側（他側）の開口端には、図２及び図３に示すように、円板状のステム５が配置されている。このステム５には略円状の位置に周方向に互いに離間して配置された複数（１５本）の導電性のステムピン６が気密に挿着されていると共に、このステム５を側方から包囲するように金属製のリング状側管（第２の側管）７が気密に固定されている。そして、図３に示すように、上側の側管２の下端部に形成されたフランジ部２ａと下側のリング状側管７の上端部に形成された同径のフランジ部７ａとが溶接され、側管２とリング状側管７とが気密に固定されることで、内部が真空状態に保たれた密封容器８が形成されている。

このように形成された密封容器８内には、光電面４から放出された電子を増倍するための電子増倍部９が収容されている。この電子増倍部９は、電子増倍孔を多数有する薄板状のダイノード１０が複数段（本実施形態では１０段）に積層されてブロック状に形成され、ステム５の上面に設置されている。各ダイノード１０の所定の縁部には、図１及び図３に示すように、外側に突出するダイノード接続片１０ｃがそれぞれ形成され、各ダイノード接続片１０ｃの下面側にはステム５に挿着された所定のステムピン６の先端部分が溶接固定されている。これにより、各ダイノード１０と各ステムピン６との電気的な接続がなされている。

さらに、図３に示すように、密封容器８内において、電子増倍部９と光電面４との間には、光電面４から放出された電子を電子増倍部９に収束させて導くための平板状の収束電極１１が設置され、最終段のダイノード１０ｂの一段上の段には、電子増倍部９により増倍され最終段のダイノード１０ｂより放出された電子を出力信号として取り出すための平板状アノード（陽極）１２が積層されている。図１に示すように、収束電極１１の四隅には外側に突出する突出片１１ａがそれぞれ形成され、この各突出片１１ａに所定のステムピン６が溶接固定されることでステムピン６と収束電極１１との電気的な接続がなされている。また、アノード１２の所定の縁部にも外側に突出するアノード接続片１２ａが形成され、このアノード接続片１２ａにステムピン６の一つであるアノードピン１３が溶接固定されることでアノードピン１３とアノード１２との電気的な接続がなされている。そして、図示しない電源回路に接続したステムピン６によって電子増倍部９及びアノード１２に所定の電圧が印加されると、光電面４と収束電極１１とは同電位に設定され、各ダイノード１０は積層順に上段から下段に行くに従って高電位となるように設定される。また、アノード１２は最終段のダイノード１０ｂよりも高電位に設定される。本実施形態においては、ステム５の上面に対して、最終段のダイノード１０ｂを直接載置し、固定する構成としているが、例えばステム５の上面に設置した支持部材によって最終段のダイノード１０ｂを支持し、最終段のダイノード１０ｂとステム５の上面との間に空間が介在している構成としても良い。

以上のように構成された光電子増倍管１では、受光面板３側から光電面４に光（ｈν）が入射すると、この光電面４において光が光電変換されて密封容器８内に電子（ｅ⁻）が放出される。放出された電子は、収束電極１１によって電子増倍部９の一段目のダイノード１０ａに収束される。そして、電子は電子増倍部９内で順次増倍されていき、最終段のダイノード１０ｂから２次電子群が放出される。この２次電子群はアノード１２に導かれ、このアノード１２と接続されたアノードピン１３を介して外部に出力される。

続いて、上述したステム５の構成について更に詳細に説明する。ここで、ステム５において、光電子増倍管１の密封容器８形成時に真空となる側を内側（上側）とする。

図３に示すように、ステム５は、ベース材１４と、ベース材１４の上側（内側）に接合された上側押え材１５と、ベース材１４の下側（外側）に接合された下側押え材１６とによる３層構造とされ、その側面には上述したリング状側管７が固定されている。本実施形態においては、ステム５を構成するベース材１４の側面とリング状側管７の内壁面とを接合することにより、リング状側管７に対してステム５を固定している。ここで、下側押え材１６の下側（外側）の面は、リング状側管７の下端よりも下側に突出しているが、リング状側管７に対するステム５の固定位置は上記形態に限られるものではない。

ベース材１４は、例えばコバールを主成分とし、融点が約７８０度とされた絶縁性ガラスから構成された円板状の部材であり、下面側からの光が密封容器８内に透過しない程度の黒色とされている。また、図４に示すように、ベース材１４にはステムピン６の外径とほぼ同径の開口１４ａがベース材１４の外周部に沿うように複数（１５個）形成されている。

上側押え材１５は、コバールに例えばアルミナ系粉末を添加することにより、例えば融点が約１１００度とベース材１４より高融点とされた絶縁性ガラスから構成された円板状の部材であり、密封容器８内の発光を効果的に吸収すべく黒色とされている。また、図５に示すように、上側押え材１５にはベース材１４と同様に配置された複数（１５個）の開口１５ａが形成されている。各開口１５ａはベース材１４に形成された開口１４ａよりも大径とされ、さらに、開口１５ａのうちの少なくとも二箇所以上の所定箇所はベース材１４に対する位置決め用治具（後述）１８の進入を可能とすべく、他の開口１５ａよりも更に大径の大径開口１５ｂとされている。上側押え材１５においては、大径開口１５ｂはアノードピン１３が挿通する開口１５ａを除く３箇所に９０度の位相角をもって配置されている。また、上側押え材１５は、アノードピン１３が挿通する開口１５ａ近傍の縁部が面取り形状１５ｃとされている。

下側押え材１６は、上側押え材１５と同様に、コバールに例えばアルミナ系粉末を添加することにより、融点が約１１００度とベース材１４より高融点とされた絶縁性ガラスから構成された円板状の部材であり、添加するアルミナ系粉末の組成の違いにより白色を呈すると共に、ベース材１４及び上側押え材１５よりも高い物理的強度を有している。また、図６に示すように、下側押え材１６にも上側押え材１５と同様の開口１６ａが形成され、この開口１６ａのうちの少なくとも二箇所以上の所定箇所は位置決め用治具１８の進入を可能とすべく大径開口１６ｂとされている。下側押え材１６においては、大径開口１６ｂはアノードピン１３が挿通する開口１６ａを含む４箇所に９０度の位相角をもって配置され、アノードピン１３が挿通する大径開口１６ｂ以外の三箇所の大径開口１６ｂは上側押え材１５の大径開口１５ｂと同軸に配置されている。さらに、下側押え材１６の中央部分には円形状のベース材浸出開口１６ｃが形成されている。

そして、図３に示すように、これらのベース材１４、上側押え材１５、及び下側押え材１６は、各開口１４ａ，１５ａ，１６ａ及び各大径開口１５ｂ,１６ｂの軸心位置を合わせた状態で重ね合わされ、各開口１４ａ，１５ａ，１６ａ，１５ｂ，１６ｂにそれぞれステムピン６を挿通させた状態で、ベース材１４の溶融によって融着接合されている。より具体的には、ベース材１４の両面に上側押え材１５及び下側押え材１６が密着して接合されていると共に、各ステムピン６が上側押え材１５及び下側押え材１６の各開口１５ａ，１６ａ，１５ｂ，１６ｂを挿通してステム５の上側（内側）の面及び下側（外側）の面の両面における各ステムピン６の貫通部の全周囲にベース材１４を底面とする凹部５ａが形成され、各ステムピン６はこの凹部５ａの底面においてベース材１４に密着して接合されている。

また、ステム５は、リング状側管７の上側の開放端面よりも側管２側に突出するようにしてリング状側管７と接合され、側管２は、このステム５におけるリング状側管７の開放端面から突出した部分に直接被せた状態で、互いのフランジ部２ａ，７ａの溶接固定によってリング状側管７と接合されている。

続いて、上述のように構成されたステム５の製造例について図７及び図８を参照しながら説明する。

ステム５の製造にあたっては、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ベース材１４、上側押え材１５、下側押え材１６、及び各ステムピン６を位置決めした状態で挟み込んで保持する一対の位置決め用治具１８を用いる。

この位置決め用治具１８は、例えば１１００度以上の融点を有する耐熱性の高いカーボンからなるブロック状の部材であり、その一面側にはステムピン６を挿入させて支持する挿入孔１８ａが各ステムピン６の配置に対応させて形成されている。また、各挿入孔１８ａのうち、上側押え材１５の大径開口１５ｂ及び下側押え材１６の大径開口１６ｂに対応する挿入孔１８ａの開口縁部には、大径開口１５ｂ,１６ｂ内に進入してベース材１４に対して上側押え材１５及び下側押え材１６を位置決めし、ベース材１４を通る各ステムピン６と各開口１５ａ,１６ａとの同軸度を確保するための略円筒状の突起部１８ｂが形成されている。

この位置決め用治具１８を用いてステム５のセットを行う場合、まず、突起部１８ｂを上面に向けた状態で位置決め用治具１８の一方（図示下側）を作業面（図示しない）に載置し、位置決め用治具１８の挿入孔１８ａにそれぞれステムピン６を差し込んで固定する。次に、位置決め用治具１８に固定された各ステムピン６を開口１６ａに通しつつ、位置決め用治具１８の突起部１８ｂに大径開口１６ｂを進入させて、位置決め用治具１８の上に下側押え材１６を載置する。さらに、下側押え材１６の各開口１６ａ及び大径開口１６ｂに対して各開口１４ａ，１５ａ及び各大径開口１５ｂの軸心位置を大まかに合わせながら、各開口１４ａ，１５ａ及び大径開口１５ｂにステムピン６を通して下側押え材１６の上にベース材１４及び上側押え材１５をこの順に重ね合わせた後、ベース材１４にリング状側管７を嵌め込む。このとき、上側押え材１５の略上半分がリング状側管７の上側の開放端面から突出するようにしておく。最後に、上側押え材１５から突出している各ステムピン６を挿入孔１８ａに差し込みながら、上側押え材１５の大径開口１５ｂに突起部１８ｂを進入させて、上側押え材１５の上にもう一方（図示上側）の位置決め用治具１８を載置する。これによりステム５のセットが完了する。なお、セットするリング状側管７と各ステムピン６とには、ベース材１４との溶着性を高めるべく予め表面酸化処理を施しておく。

続いて、セットしたステム５を位置決め用治具１８ごと電気炉（図示しない）に投入し、約８５０度〜９００度の温度（ベース材１４の融点より高く、上側押え材１５及び下側押え材１６の融点よりも低い温度）で位置決め用治具１８でステム５を挟むように加圧しながら焼結させる。この焼結処理により、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、融点が約７８０度であるベース材１４のみが溶融し、ベース材１４と各押え材１５,１６、ベース材１４と各ステムピン６、及びベース材１４とリング状側管７とが融着される。このとき、ベース材１４は各部品との密着性を高めるため、ボリュームが多めに調整されているが、図８（ｂ）に示すように、位置決め用治具１８の突起部１８ｂの端面によって大径開口１５ｂ〜１６ｂ内でのベース材１４の高さ方向の位置決めがなされ、溶融したベース材１４の余分なボリュームは下側押え材１６のベース材浸出開口１６ｃ内に逃がされる。焼結処理が終了した後ステム５を電気炉から取り出し、上下の位置決め用治具１８を取り外すとステム５の製造が完了する。

このようなステム５の製造方法によれば、位置決め用治具１８の突起部１８ｂを上側押え材１５の大径開口１５ｂ及び下側押え材１６の大径開口１６ｂに進入させることで、ベース材１４に対して上側押え材１５及び下側押え材１６を容易に位置決めできるため、製造工程が簡素化されて製造コストの低減が図られる。また、位置決め用治具１８により、各ステムピン６と各開口１５ａ,１６ａとの同軸度も確保される。

次に、このように得られたステム組のステム５の内側（上側）の面に対して積層されたダイノード１０、収束電極１１、及びアノード１２を、ダイノード接続片１０ａ、アノード接続片１２ａ、収束電極１１に具備された突出片１１ａの各々とこれらに対応するステムピン６とを溶接することで固定し、さらに、真空状態において、受光面板３が固定された側管２をステム５におけるリング状側管７の開放端面から突出した部分の側面に当接させつつ、このステム５の突出部分に側管２を被せ、側管２のフランジ部２ａとリング状側管７のフランジ部７ａとを溶接固定して組み立てることで、図１〜図３に示すヘッドオン型の光電子増倍管１が得られる。

この光電子増倍管１では、径方向に対して側管２とステム５との間にリング状側管７が介在せず、側管２は、ステム５におけるリング状側管７の上側の開放端面から突出した部分を直接被せた状態でリング状側管７と接合されている。これにより、側管２とリング状側管７との重なり合いによる光電子増倍管１の径方向の大径化が抑制され、この光電子増倍管１を実装する際の高密度化・高集積化等を実現することが可能となる。さらに、側管２とリング状側管７との接合にあたり、ステム５におけるリング状側管７の上側の開放端面から突出した部分の側面に沿わせて側管２を当該ステム５の突出部分に被せるだけで側管２とリング状側管７とを容易に位置決めすることができる。この結果、光電子増倍管１の製造工程が簡素化され、製造コストの低減を図ることも可能となる。

また、光電子増倍管１では、ステム５においてベース材１４よりも上側（内側）の部材である上側押え材１５が絶縁性を有していると共に、アノードピン１３近傍の縁部が面取り形状１５ｃ（図５参照）とされている。係る構成の作用について図９及び図１０を用いて詳細に説明する。

図９は本実施形態におけるアノードピン１３近傍を示す要部拡大断面図であり、図１０は比較例におけるアノードピン１３近傍を示す要部拡大断面図である。比較例では、ステム５におけるアノードピン１３を含むステムピン６の貫通部に凹部５ａが形成されておらず、また、アノードピン１３近傍に面取り形状１５ｃが形成されていない上側押え材１７が用いられている。説明の都合上各部材は破線で示している。

図９に示すように、本実施形態では、アノードピン１３近傍に関し、導電性のアノードピン１３、アノードピン１３を含むステムピン６を接合した絶縁性のベース材１４、真空が交わるポイントであるトリプルジャンクションＸ１からリング状側管７までの絶縁体に沿う沿面距離Ｙ１が、図１０に示す比較例のようにアノードピン１３近傍に面取り形状１５ｃが形成されていない上側押え材１７を用いた場合と比べて、上側押え材１５の面取り形状１５ｃに沿う距離分だけ長尺化される。このように沿面距離Ｙ１が長尺化されることで、アノードピン１３近傍での沿面放電を原因とする絶縁破壊や漏電電流が十分に防止され、アノードピン１３から取り出される電気信号に対するノイズの混入防止が図られる。

また、本実施形態では、ステム５の上側（内側）の面におけるアノードピン１３を含むステムピン６の貫通部の全周囲がベース材１４を底面とする凹部５ａとされているため、アノードピン１３近傍に関する沿面距離Ｙ１は、図１０に示す比較例におけるトリプルジャンクションＸ２から側管２までの絶縁体に沿う沿面距離Ｙ２と比べて凹部５ａの高さ分だけさらに長尺化されている。したがって、アノードピン１３近傍での沿面放電の発生が一層抑制され、アノードピン１３から取り出される電気信号に対するノイズの混入防止がより効果的に図られる。また、アノードピン１３を除く他のステムピン６に関しても同様に凹部５ａの高さ分だけ沿面距離が長尺化されるため、沿面放電の発生が抑制され、光電子増倍管１の電圧耐性が高められる。なお、この凹部５ａの形成によりステムピン６，６間での絶縁体に沿う沿面距離も同時に長尺化されるため、光電子増倍管１の電圧耐性は一層高いものとなる。

さらに、本実施形態では、上述した凹部５ａが形成されることにより、トリプルジャンクションＸ１は凹部５ａの底面とアノードピン１３を含むステムピン６との接合縁部に位置し、この凹部５ａ内に隠蔽されるが如き状態とされている。このようにトリプルジャンクションＸ１を凹部５ａ内に隠蔽することで、図１０に示す比較例におけるトリプルジャンクションＸ２のように上側押え材１７の上面に剥き出し状態とされている場合と比べて沿面放電の発生が一層抑制され、光電子増倍管１の電圧耐性がより高められている。

なお、位置決め用治具１８により各ステムピン６と上側押え材１５の各開口１５ａ及び下側押え材１６の各開口１６ａとの同軸度が確保されるため、ステムピン６が開口１５ａ,１６ａの内壁面に近接することが防止できるため、トリプルジャンクションＸ１を凹部５ａ内に確実に隠蔽することができ、光電子増倍管１の電圧耐性が一層確保される。

また、光電子増倍管１では、ステム５が、ベース材１４と、ベース材１４の上側（内側）に接合された上側押え材１５と、ベース材１４の下側（外側）に接合された下側押え材１６とによる３層構造とされているため、ステム５両面の位置精度、平坦度、水平度が高められる。その結果、光電子増倍管１では、ステム５の上面（内側の面）に対して設置される電子増倍部９と光電面４との間の位置精度や電子増倍部９の着座性が高められるため、光電変換効率といった特性が良好に得られると共に、光電子増倍管１全長の寸法精度、光電子増倍管１を表面実装する際の取付性が高められる。

また、下側押え材１６にはベース材浸出開口１６ｃ（図６参照）が形成されているため、溶融したベース材１４の余分なボリュームをベース材浸出開口１６ｃ内に良好に逃がすことができる。このため、ベース材１４の溶融の際に、上側押え材１５の開口１５ａ及び下側押え材１６の開口１６ａを通じてベース材１４がステム５の表面にはみ出すことは殆ど無く、ステム５両面の位置精度、平坦度、水平度が確保されている。

さらに、光電子増倍管１では、上述したようにステム５の両面におけるステムピン６の貫通部の全周囲がベース材１４を底面とする凹部５ａとされている。これにより、ステムピン６に対するベース材１４の接合縁部は、ステム５に形成された凹部５ａの底面となり、ベース材１４はステムピン６を緩やかな角度（ほぼ直角）で接合すると共に、ステムピン６に曲げが作用しても凹部５ａの開放側の周縁部にステムピン６が当接してそれ以上のステムピン６の曲げが阻止されるため、ベース材１４とステムピン６との接合部分の両側でクラックが発生することが防止され、密封容器８の気密性及び良好な外観が確保される。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上側押え材１５に形成する面取り形状は、アノードピン１３近傍を含め、上側押え材１５の縁部の全周にわたって形成されていても良い。また、上側押え材１５を、その上面側の縁部の全周にわたって面取り形状を有する段付円板形状としても良く、種々の変形を適用することができる。すなわち、図５に示した面取り形状１５ｃのように上側押え材１５の端面（上下面）に対して直角面となる面取り形状を形成する場合には、図１１に示すように、平面視略Ｖ字状の面取り形状１５ｄとしても良く、図１２に示すように、直線状の面取り形状に加えてアノードピン１３近傍をさらに半円形状に上下方向に刳り貫いた面取り形状１５ｅとしても良い。また、図１３に示すように、アノードピン１３近傍のみを半円形状に上下方向に刳り貫いた面取り形状１５ｆとしても良い。さらには、図１４に示すように、直線状の面取り形状に加えてアノードピン１３近傍をさらに矩形状に上下方向に刳り貫いた面取り形状１５ｇとしても良く、図１５に示すように、アノードピン１３近傍のみを矩形状に上下方向に刳り貫いた面取り形状１５ｈとしても良い。また、図１６に示すように、Ｖ字状の面取り形状に加えてアノードピン１３近傍を直線状とした面取り形状１５ｉとしても良い。

また、面取り形状は必ずしも上側押え材１５の端面に対して直角面とする必要はなく、図１７に示すように、上側押え材１５の端面に対して傾斜面とする面取り形状１５ｊとしても良く、図１８に示すように、上部のみを傾斜面とする面取り形状１５ｋとしても良く、図１９に示すように、下側が大きい階段状の面取り形状１５ｌとしても良い。また、図２０に示すように、下部のみを傾斜面とする面取り形状１５ｍとしても良く、図２１に示すように、中間部分のみを傾斜面とする面取り形状１５ｎとしても良い。さらに、この面取り形状１５ｍ，１５ｎの変形例として、図２２及び図２３に示すように、上側押え材１５の下面側がリング状側管７に接触するように構成した面取り形状１５ｏ及び面取り形状１５ｐとしても良い。図１１〜図２３に示したいずれの変形例によっても、アノードピン１３近傍の沿面距離を長尺化することができ、アノードピン１３から取り出される電気信号に対するノイズの混入防止が図られる。

また、例えば上側押え材１５の上面に更に別の層を設けてステム５全体を４層以上とし、この別の層の上面に電子増倍部９を設置するようにしても良く、この別の層にベース材１４に接合されたステムピン６を挿通させる開口を備える場合には、この別の層を絶縁体とすると共に、少なくともこの別の層のアノードピン１３近傍に上述したような面取り形状を形成する。また、このように別の層にステムピン６を挿通させる開口を備える場合には、その開口のうちの少なくとも二箇所が、ベース材１４に対する位置決め用治具１８の進入を可能とすべく他の開口より大径とされる構成を採用するのが好ましい。

また、上記実施形態では、下側押え材１６にのみベース材浸出開口１６ｃを設けているが、このようなベース材浸出開口は押え材の少なくとも一方に設けていれば良く、例えば上側押え材１５にのみ設けていても良いし、上側押え材１５及び下側押え材１６の双方に設けていても良い。

さらに、本実施形態の変形例として、図２４に示すように、ステム５の中央部分に金属製の排気管１９を設けた光電子増倍管２０を採用しても良い。この排気管１９は、光電子増倍管２０の組み立て終了後に密封容器８の内部を真空ポンプ（図示しない）等によって排気して真空状態にするために利用することができる。

次に、図１〜図３に示した光電子増倍管１を備えた放射線検出装置の例について説明する。図２５及び図２６に示す例に係る放射線検出装置２１では、光電子増倍管１の受光面板３の外側に放射線を光に変換して放出するシンチレータ２２が設置され、光電子増倍管１が、処理回路２３を下面側に備えた回路基板２４上に実装されて構成されている。また、図２７及び図２８に示す他の例に係る放射線検出装置２５では、回路基板２４上に処理回路２３が設置され、この処理回路２３をステムピン６で取り囲むようにして光電子増倍管１が回路基板２４上に実装されている。以上のような構成より、上述した作用効果を奏し、特に表面実装する際に好適な放射線検出装置２１,２５を得ることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る光電子増倍管２８は、図２９に示すように、ステム２９が、ベース材１４と同質の円板状のベース材３０と、ベース材３０の上側（内側）に接合された上側押え材１５とによる２層構造とされている点で、ステム５がベース材１４、上側押え材１５及び下側押え材１６による３層構造とされている第１実施形態に係る光電子増倍管１と異なる。

すなわち、光電子増倍管２８のステム２９には下側押え材１６が設けられておらず、ベース材３０には、図３０に示すように、上半分がステムピン６の外径とほぼ同径で、かつ、図３１に示すように、下半分がステムピン６の外径よりも大径とされた開口３０ａがベース材３０の外周部に沿うように複数（１５個）形成されている。また、ベース材３０の開口３０ａのうち、アノードピン１３が通る開口３０ａを含む所定の４箇所は、位置決め用治具１８の進入を可能とすべく下半分の外径が他の開口３０ａの下半分の外径よりも大径とされた大径開口３０ｂとされている。さらに、ベース材３０の下部中央部分には、ベース材３０が溶融により浸出するベース材浸出部としての円形状のベース材浸出凹部３０ｃ（図３２参照）が形成されている。

そして、図２９に示すように、これらのベース材３０及び上側押え材１５は、各開口３０ａ,１５ａ及び各大径開口３０ｂ,１５ｂの軸心位置を合わせた状態で重ね合わされ、各開口３０ａ,１５ａ及び各大径開口３０ｂ，１５ｂにそれぞれステムピン６を挿通させた状態で、ベース材３０の溶融によって融着接合されている。より具体的には、ベース材３０の上面に上側押え材１５が密着して接合されていると共に、各ステムピン６がベース材３０の各開口３０ａの下半分及び上側押え材１５の各開口１５ａを挿通してステム２９の上側（内側）の面及び下側（外側）の面の両面における各ステムピン６の貫通部の全周囲にベース材３０を底面とする凹部２９ａが形成され、各ステムピン６はこの凹部２９ａの底面においてベース材３０に密着して接合されている。

また、ステム２９は、リング状側管７の上側の開放端面よりも側管２側に突出するようにしてリング状側管７と接合され、側管２は、このステム２９におけるリング状側管７の開放端面から突出した部分を直接被せた状態で、互いのフランジ部２ａ，７ａの溶接固定によってリング状側管７と接合されている。

このようなステム２９の製造においても、第１実施形態に係るステム５と同様の方法を用いることができる。具体的には、まず、図３２に示すように、突起部１８ｂを上面に向けた状態で位置決め用治具１８の一方（図示下側）を作業面（図示しない）に載置し、位置決め用治具１８の挿入孔１８ａにそれぞれステムピン６を差し込んで固定し、次に、位置決め用治具１８に固定された各ステムピン６を開口３０ａに通しつつ、位置決め用治具１８の突起部１８ｂに大径開口３０ｂを進入させて、位置決め用治具１８の上にベース材３０を載置し、さらに、ベース材３０の各開口３０ａ及び大径開口３０ｂに対して各開口１５ａ及び各大径開口１５ｂの軸心位置を大まかに合わせながら、各開口１５ａ及び各大径開口１５ｂにステムピン６を通してベース材３０の上に上側押え材１５を重ね合わせた後、上側押え材１５の略上半分がリング状側管７の上側の開放端面から突出するようにしてベース材３０にリング状側管７を嵌め込み、最後に、上側押え材１５から突出している各ステムピン６を挿入孔１８ａに差し込みながら、上側押え材１５の大径開口１５ｂに突起部１８ｂを進入させて、上側押え材１５の上にもう一方（図示上側）の位置決め用治具１８を載置する。これによりステム２９のセットが完了する。なお、第１実施形態の場合と同様に、セットするリング状側管７と各ステムピン６とには、ベース材３０との溶着性を高めるべく予め表面酸化処理を施しておく。

次に、セットしたステム２９を電気炉に投入し、前述と同様の条件下で焼結処理を行う。この焼結処理により、図３３（ａ）及び図３３（ｂ）に示すように、ベース材３０と上側押え材１５、ベース材３０と各ステムピン６、及びベース材３０とリング状側管７とがベース材３０の溶融によって融着される。このとき、図３３（ｂ）に示すように、位置決め用治具１８の突起部１８ｂの端面によって大径開口３０ｂ,１５ｂ内でのベース材３０の高さ方向の位置決めがなされ、溶融したベース材３０の余分なボリュームはベース材浸出凹部３０ｃ内に逃がされる。焼結処理が終了した後ステム２９を電気炉から取り出し、上下の位置決め用治具１８を取り外すとステム２９の製造が完了する。

次に、このように得られたステム組のステム２９の内側（上側）の面に対して積層されたダイノード１０、収束電極１１、及びアノード１２を、ダイノード接続片１０ａ、アノード接続片１２ａ、収束電極１１に具備された突出片１１ａの各々とこれらに対応するステムピン６とを溶接することで固定し、さらに、真空状態において、受光面板３が固定された側管２をステム２９におけるリング状側管７の開放端面から突出した部分の側面に当接させつつ、このステム２９の突出部分に側管２を被せ、側管２のフランジ部２ａとリング状側管７のフランジ部７ａとを溶接固定して組み立てることで、図２９に示すヘッドオン型の光電子増倍管２８が得られる。

この光電子増倍管２８においても、径方向に対して側管２とステム２９との間にリング状側管７が介在せず、側管２は、ステム２９におけるリング状側管７の上側の開放端面から突出した部分を直接被せた状態でリング状側管７と接合されている。これにより、側管２とリング状側管７との重なり合いによる光電子増倍管２８の径方向の大径化が抑制され、実装の際の高密度化・高集積化等を実現できる。さらに、側管２とリング状側管７との接合にあたり、第１実施形態と同様に、ステム２９におけるリング状側管７の上側の開放端面から突出した部分の側面に沿わせて側管２を当該ステム２９の突出部分に被せるだけで側管２とリング状側管７とを容易に位置決めすることができる。この結果、光電子増倍管２８の製造工程が簡素化され、製造コストの低減を図ることも可能となる。

また、光電子増倍管２８においても、第１実施形態に係る光電子増倍管１と同様に、ステム２９においてベース材３０よりも上側（内側）の部材である上側押え材１５が絶縁性を有していると共に、アノードピン１３近傍の縁部が面取り形状１５ｃ（図５参照）とされているため、アノードピン１３近傍での沿面距離が長尺化されて沿面放電を原因とする絶縁破壊や漏電電流が十分に防止され、アノードピン１３から取り出される電気信号に対するノイズの混入防止が図られる。なお、面取り形状１５ｃに関し、本実施形態においても、上側押え材１５の縁部の全周にわたって形成しても良く、また、段付円板形状としても良く、図１１〜図２３に示した種々の変形を適用することもできる。

また、ステム２９の上側（内側）の面におけるアノードピン１３を含むステムピン６の貫通部の全周囲がベース材３０を底面とする凹部２９ａとされているため、アノードピン１３近傍に関する沿面距離がさらに長尺化され、アノードピン１３から取り出される電気信号に対するノイズの混入防止がより効果的に図られる。また、アノードピン１３を除く他のステムピン６に関しても同様に沿面距離が長尺化されるため、光電子増倍管２８の電圧耐性が高められる。なお、凹部２９ａの形成によりステムピン６，６間での絶縁体に沿う沿面距離も同時に長尺化され、さらには、トリプルジャンクションが凹部２９ａ内に隠蔽されるため、光電子増倍管２８の電圧耐性がより高められている。

なお、第１実施形態と同様に、位置決め用治具１８により各ステムピン６と上側押え材１５の各開口１５ａとの同軸度が確保されるため、トリプルジャンクションを凹部２９ａ内に確実に隠蔽でき、光電子増倍管２８の電圧耐性が一層確保される。

また、光電子増倍管２８では、ステム２９が、ベース材２９と、ベース材２９の上側（内側）に接合された上側押え材１５とによる２層構造とされているため、ステム２９上面の位置精度、平坦度、水平度が高められる。その結果、光電子増倍管２８では、ステム２９の上面（内側の面）に対して設置される電子増倍部９と光電面４との間の位置精度や電子増倍部９の着座性が高められるため、光電変換効率といった特性が良好に得られる。

さらに、ベース材３０にはベース材浸出凹部３０ｃ（図３２参照）が形成されているため、溶融したベース材３０の余分なボリュームをベース材浸出凹部３０ｃ内に良好に逃がすことができる。このため、ベース材３０の溶融の際に、上側押え材１５の開口１５ａ及びベース材３０の開口３０ａの下半分を通じてベース材３０がステム２９の表面にはみ出すことは殆ど無く、ステム２９両面の位置精度、平坦度、水平度が確保されている。

また、光電子増倍管２８においても、上述したようにステム２９の上側（内側）の面及び下側（外側）の面におけるステムピン６の貫通部の全周囲がベース材３０を底面とする凹部２９ａとされているため、ベース材３０とステムピン６との接合部分の両側でクラックが発生することが防止され、密封容器８の気密性及び良好な外観が確保される。

なお、本実施形態の変形例として、図２４に示した光電子増倍管２０と同様に、ステム２９の中央部分に金属製の排気管１９を設けた構造を採用しても良い。

また、本実施形態では、ベース材３０の下部にベース材浸出部としてのベース材浸出凹部３０ｃを設けているが、このようなベース材浸出部はベース材３０又は上側押え材１５の少なくとも一方に設けていれば良く、例えば上側押え材１５にのみ第１実施形態で説明したのと同様なベース材浸出開口を設けていても良いし、上側押え材１５にベース材浸出開口を設け、かつベース材３０にベース材浸出凹部３０ｃを設けていても良い。

また、図２９に示した光電子増倍管２８を備えた放射線検出装置を構成する場合、図２５〜図２６及び図２７〜図２８に示した放射線検出装置２１,２５と同様の構成とすることで、上述した作用効果を奏し、特に表面実装する際に好適な放射線検出装置を得ることができる。

本実施形態のさらに別の変形例として、押え材をベース材の下面（外側の面）に接合して２層構造のステムを構成しても良い。この別の変形例に係る光電子増倍管３１では、図３４に示すように、ステム３２が、ベース材１４と同質の円板状のベース材３３と、ベース材３３の下側（外側）に接合された下側押え材１６とによる２層構造とされている。

すなわち、光電子増倍管３１のステム３２には上側押え材１５が設けられておらず、ベース材３３には、図３６に示すように、下半分がステムピン６の外径とほぼ同径で、かつ、図３５に示すように、上半分がステムピン６の外径よりも大径とされた開口３３ａがベース材３３の外周部に沿うように複数（１５個）形成されている。また、ベース材３３の開口３３ａのうち、アノードピン１３が通る開口３３ａを除く所定の３箇所は、位置決め用治具１８の進入を可能とすべく上半分の外径が他の開口３３ａの上半分の外径よりも大径とされた大径開口３３ｂとされている。さらに、ベース材３３は、アノードピン１３が通る開口３３ａ近傍の上面側の縁部が面取り形状３３ｃとされている。

そして、図３４に示すように、これらのベース材３３、及び下側押え材１６は、各開口３３ａ，１６ａ及び各大径開口３３ｂ，１６ｂの軸心位置を合わせた状態で重ね合わされ、各開口３３ａ，１６ａ及び大径開口３３ｂ，１６ｂにそれぞれステムピン６を挿通させた状態で、ベース材３３の溶融によって融着接合されている。より具体的には、ベース材３３の下面に下側押え材１６が密着して接合されていると共に、各ステムピン６がベース材３３の各開口３３ａの上半分及び下側押え材１６の各開口１６ａを挿通してステム３２の上側（内側）の面及び下側（外側）の面の両面における各ステムピン６の貫通部の全周囲にベース材３３を底面とする凹部３２ａが形成され、各ステムピン６はこの凹部３２ａの底面においてベース材３３に密着して接合されている。

また、ステム３２は、リング状側管７の上側の開放端面よりも側管２側に突出するようにしてリング状側管７と接合され、側管２は、このステム３２におけるリング状側管７の開放端面から突出した部分を直接被せた状態で、互いのフランジ部２ａ，７ａの溶接固定によってリング状側管７と接合されている。

このようなステム３２の製造においても、第１実施形態に係るステム５と同様の方法を用いることができる。具体的には、まず、図３７に示すように、突起部１８ｂを上面に向けた状態で位置決め用治具１８の一方（図示下側）を作業面（図示しない）に載置し、位置決め用治具１８の挿入孔１８ａにそれぞれステムピン６を差し込んで固定し、次に、位置決め用治具１８に固定された各ステムピン６を開口１６ａに通しつつ、位置決め用治具１８の突起部１８ｂに大径開口１６ｂを進入させて、位置決め用治具１８の上に下側押え材１６を載置し、さらに、下側押え材１６の各開口１６ａ及び大径開口１６ｂに対して各開口３３ａ及び各大径開口３３ｂの軸心位置を大まかに合わせながら、各開口３３ａ及び各大径開口３３ｂにステムピン６を通して下側押え材１６の上にベース材３３を重ね合わせた後、ベース材３３の上部がリング状側管７の上側の開放端面から突出するようにしてベース材３３にリング状側管７を嵌め込み、最後に、ベース材３３から突出している各ステムピン６を挿入孔１８ａに差し込みながら、ベース材３３の大径開口３３ｂに突起部１８ｂを進入させて、ベース材３３の上にもう一方（図示上側）の位置決め用治具１８を載置する。これによりステム３２のセットが完了する。なお、第１実施形態の場合と同様に、セットするリング状側管７と各ステムピン６とには、ベース材３３との溶着性を高めるべく予め表面酸化処理を施しておく。

次に、セットしたステム２９を電気炉に投入し、前述と同様の条件下で焼結処理を行う。この焼結処理により、図３８（ａ）及び図３８（ｂ）に示すように、ベース材３３と下側押え材１６、ベース材３３と各ステムピン６、及びベース材３３とリング状側管７とがベース材３３の溶融によって融着される。このとき、図３８（ｂ）に示すように、位置決め用治具１８の突起部１８ｂの端面によって大径開口３３ｂ,１６ｂ内でのベース材３３の高さ方向の位置決めがなされ、溶融したベース材３３の余分なボリュームはベース材浸出開口１６ｃ内に逃がされる。焼結処理が終了した後ステム３２を電気炉から取り出し、上下の位置決め用治具１８を取り外すとステム３２の製造が完了する。

次に、このように得られたステム組のステム３２の内側（上側）の面に対して積層されたダイノード１０、収束電極１１、及びアノード１２を、ダイノード接続片１０ａ、アノード接続片１２ａ、収束電極１１に具備された突出片１１ａの各々とこれらに対応するステムピン６とを溶接することで固定し、さらに、真空状態において、受光面板３が固定された側管２をステム３２におけるリング状側管７の開放端面から突出した部分の側面に当接させつつ、このステム３２の突出部分に側管２を被せ、側管２のフランジ部２ａとリング状側管７のフランジ部７ａとを溶接固定して組み立てることで、図３４に示すヘッドオン型の光電子増倍管３１が得られる。

この光電子増倍管３１においても、径方向に対して側管２とステム３２との間にリング状側管７が介在せず、側管２は、ステム３２におけるリング状側管７の上側の開放端面から突出した部分を直接被せた状態でリング状側管７と接合されている。これにより、側管２とリング状側管７との重なり合いによる光電子増倍管３２の径方向の大径化が抑制され、実装の際の高密度化・高集積化等を実現できる。さらに、側管２とリング状側管７との接合にあたり、第１実施形態と同様に、ステム３２におけるリング状側管７の上側の開放端面から突出した部分の側面に沿わせて側管２を当該ステム３２の突出部分に被せるだけで側管２とリング状側管７とを容易に位置決めすることができる。この結果、光電子増倍管３１の製造工程が簡素化され、製造コストの低減を図ることも可能となる。

また、光電子増倍管３１においても、ステム３２においてベース材３３自体が絶縁性を有していると共に、アノードピン１３近傍の上面側の縁部が第１実施形態に係る光電子増倍管１と同様の面取り形状３３ｃ（図３５参照）とされているため、アノードピン１３近傍での沿面距離が長尺化されて沿面放電を原因とする絶縁破壊や漏電電流が十分に防止され、アノードピン１３から取り出される電気信号に対するノイズの混入防止が図られる。なお、面取り形状３３ｃに関し、ベース材３３の上面側の縁部の全周にわたって形成しても良く、また、図１１〜図２３に示した種々の変形を適用することもできる。

また、ステム３２の上側（内側）の面におけるアノードピン１３を含むステムピン６の貫通部の全周囲がベース材３３を底面とする凹部３２ａとされているため、アノードピン１３近傍に関する沿面距離がさらに長尺化され、アノードピン１３から取り出される電気信号に対するノイズの混入防止がより効果的に図られる。また、アノードピン１３を除く他のステムピン６に関しても同様に凹部３２ａの高さ分だけ沿面距離が長尺化されるため、沿面放電の発生が抑制され、光電子増倍管３１の電圧耐性が高められる。なお、この凹部３２ａの形成によりステムピン６，６間での絶縁体に沿う沿面距離も同時に長尺化されるため、光電子増倍管３１の電圧耐性は一層高いものとなる。

なお、第１実施形態と同様に、位置決め用治具１８により各ステムピン６と下側押え材１６の各開口１６ａとの同軸度が確保されるため、トリプルジャンクションを凹部３２ａ内に確実に隠蔽でき、光電子増倍管３１の電圧耐性が一層確保される。

また、光電子増倍管３１では、ステム３２が、ベース材３３と、ベース材３３の下側（外側）に接合された下側押え材１６とによる２層構造とされているため、ステム３２下面の位置精度、平坦度、水平度が高められる。その結果、光電子増倍管３１では、光電子増倍管３１全長の寸法精度、光電子増倍管３１を表面実装する際の取付性を高めることができる。

さらに、下側押え材１６にはベース材浸出開口１６ｃ（図６参照）が形成されているため、第１実施形態の場合と同様に、ベース材３３の溶融の際に、下側押え材１６の開口１６ａ及びベース材３３の開口３３ａの上半分を通じてベース材３３がステム３２の表面にはみ出すことは殆ど無く、ステム３２両面の位置精度、平坦度、水平度が確保されている。

また、光電子増倍管３１においても、上述したようにステム３２の上側（内側）の面及び下側（外側）の面におけるステムピン６の貫通部の全周囲がベース材３３を底面とする凹部３２ａとされているため、ベース材３３とステムピン６との接合部分の両側でクラックが発生することが防止され、密封容器８の気密性及び良好な外観が確保される。

なお、光電子増倍管３１についても、図２４に示した光電子増倍管２０と同様に、ステム３２の中央部分に金属製の排気管１９を設けた構造を採用しても良い。

また、この実施形態では、下側押え材１６にのみベース材浸出部としてのベース材浸出開口１６ｃを設けているが、このようなベース材浸出部はベース材３３及び下側押え材１６の少なくとも一方に設けていれば良く、例えばベース材３３にのみ前述したのと同様のベース材浸出凹部を設けていても良いし、下側押え材１６にベース材浸出開口１６ｃを設け、かつベース材３３にベース材浸出凹部を設けていても良い。

また、この光電子増倍管３１を備えた放射線検出装置を構成する場合、図２５〜図２６及び図２７〜図２８に示した放射線検出装置２１,２５と同様の構成とすることで、上述した作用効果を奏し、特に表面実装する際に好適な放射線検出装置を得ることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態に係る光電子増倍管３４は、図３９に示すように、ステム３５が、ベース材１４と同質の円板状のベース材３６による単層構造とされている点で、ステム５がベース材１４、上側押え材１５及び下側押え材１６による３層構造とされている第１実施形態に係る光電子増倍管１と異なる。

すなわち、光電子増倍管３４のステム３５には上側押え材１５及び下側押え材１６が設けられておらず、ベース材３６には、図３９〜図４１に示すように、中間部分がステムピン６の外径とほぼ同径で、かつ上部及び下部がステムピン６の外径よりも大径とされた開口３６ａがベース材３６の外周部に沿うように複数（１５個）形成されている。また、この開口３６ａのうちアノードピン１３が通る開口３６ａを除く所定の３箇所の上部及び下部と、アノードピン１３が通る開口３６ａの下部とは、位置決め用治具と同様の構成の押え治具１８の進入を可能とすべく上部及び下部の外径が他の開口３６ａの上部及び下部の外径よりも大径とされた大径開口３６ｂとされている。さらに、ベース材３６の下部中央部分には、ベース材３６が溶融により浸出するベース材浸出部としての円形状のベース材浸出凹部３６ｃ（図４２参照）が形成されていると共に、アノードピン１３が通る開口３６ａ近傍の上面側の縁部が面取り形状３６ｄとされている。

そして、図３９に示すように、このベース材３６は、各開口３６ａにそれぞれステムピン６を通した状態で、ベース材３６の溶融によってステムピン６と融着接合されている。より具体的には、各ステムピン６がベース材３６の各開口３６ａの上部及び下部を挿通してステム３５の上側（内側）の面及び下側（外側）の面の両面における各ステムピン６の貫通部の全周囲にベース材３６を底面とする凹部３５ａが形成され、各ステムピン６はこの凹部３５ａの底面においてベース材３６に密着して接合されている。

また、ステム３５は、リング状側管７の上側の開放端面よりも側管２側に突出するようにしてリング状側管７と接合され、側管２は、このステム３５におけるリング状側管７の開放端面から突出した部分を直接被せた状態で、互いのフランジ部２ａ，７ａの溶接固定によってリング状側管７と接合されている。

このようなステム３５を製造する場合、第１実施形態に係るステム５と同様の方法を用いることができる。具体的には、まず、図４２に示すように、突起部１８ｂを上面に向けた状態で上記位置決め用治具と同様の構成の押え治具１８の一方（図示下側）を作業面（図示しない）に載置し、押え治具１８の挿入孔１８ａにそれぞれステムピン６を差し込んで固定し、次に、押え治具１８に固定された各ステムピン６を開口３６ａに通しつつ、押え治具１８の突起部１８ｂにベース材３６の下面側の大径開口３６ｂを進入させて、押え治具１８の上にベース材３６を載置した後、ベース材３６の上部がリング状側管７の上側の開放端面から突出するようにしてベース材３６にリング状側管７を嵌め込み、最後に、ベース材３６から突出している各ステムピン６を挿入孔１８ａに差し込みながら、ベース材３６の上面側の大径開口３６ｂに突起部１８ｂを進入させて、ベース材３６の上にもう一方（図示上側）の押え治具１８を載置する。これによりステム３５のセットが完了する。なお、第１実施形態の場合と同様に、セットするリング状側管７と各ステムピン６とには、ベース材３６との溶着性を高めるべく予め表面酸化処理を施しておく。

次に、セットしたステム３５を電気炉に投入し、前述と同様の条件下で焼結処理を行う。この焼結処理により、図４３（ａ）及び図４３（ｂ）に示すように、ベース材３６と各ステムピン６、及びベース材３６とリング状側管７とがベース材３６の溶融によって融着される。このとき、図４３（ｂ）に示すように、押え治具１８の突起部１８ｂの端面によって大径開口３６ｂ内でのベース材３６の高さ方向の位置決めがなされ、その他の余分なボリュームはベース材浸出凹部３６ｃ内に逃がされる。焼結処理が終了した後ステム３５を電気炉から取り出し、上下の押え治具１８を取り外すとステム３５の製造が完了する。

次に、このように得られたステム組のステム３５の内側（上側）の面に対して積層されたダイノード１０、収束電極１１、及びアノード１２を、ダイノード接続片１０ａ、アノード接続片１２ａ、収束電極１１に具備された突出片１１ａの各々とこれらに対応するステムピン６とを溶接することで固定し、さらに、真空状態において、受光面板３が固定された側管２をステム３５におけるリング状側管７の開放端面から突出した部分の側面に当接させつつ、このステム３５の突出部分に側管２を被せ、側管２のフランジ部２ａとリング状側管７のフランジ部７ａとを溶接固定して組み立てることで、図３９に示すヘッドオン型の光電子増倍管３４が得られる。

この光電子増倍管３４においても、径方向に対して側管２とステム３５との間にリング状側管７が介在せず、側管２は、ステム３５におけるリング状側管７の上側の開放端面から突出した部分を直接被せた状態でリング状側管７と接合されている。これにより、側管２とリング状側管７との重なり合いによる光電子増倍管３４の径方向の大径化が抑制され、実装の際の高密度化・高集積化等を実現できる。さらに、側管２とリング状側管７との接合にあたり、第１実施形態と同様に、ステム３５におけるリング状側管７の上側の開放端面から突出した部分の側面に沿わせて側管２を当該ステム３５の突出部分に被せるだけで側管２とリング状側管７とを容易に位置決めすることができる。この結果、光電子増倍管３４の製造工程が簡素化され、製造コストの低減を図ることも可能となる。

また、光電子増倍管３４においても、ステム３５においてベース材３６自体が絶縁性を有していると共に、アノードピン１３近傍の上面側の縁部が第１実施形態に係る光電子増倍管１と同様の面取り形状３６ｄ（図４０参照）とされているため、アノードピン１３近傍での沿面距離が長尺化されて沿面放電を原因とする絶縁破壊や漏電電流が十分に防止され、アノードピン１３から取り出される電気信号に対するノイズの混入防止が図られる。なお、面取り形状３６ｄに関し、ベース材３６の上面側の縁部の全周にわたって形成しても良く、また、図１１〜図２３に示した種々の変形を適用することもできる。

また、ステム３５の上側（内側）の面におけるアノードピン１３を含むステムピン６の貫通部の全周囲がベース材３６を底面とする凹部３５ａとされているため、アノードピン１３近傍に関する沿面距離がさらに長尺化され、アノードピン１３から取り出される電気信号に対するノイズの混入防止がより効果的に図られる。また、アノードピン１３を除く他のステムピン６に関しても同様に沿面距離が長尺化されるため、光電子増倍管３４の電圧耐性が高められる。なお、凹部３５ａの形成によりステムピン６，６間での絶縁体に沿う沿面距離も同時に長尺化され、さらには、トリプルジャンクションが凹部３５ａ内に隠蔽されるため、光電子増倍管３４の電圧耐性がより高められている。

さらに、ベース材３６にはベース材浸出凹部３６ｃ（図４２参照）が形成されているため、溶融したベース材３６の余分なボリュームをベース材浸出凹部３６ｃ内に良好に逃がすことができる。このため、ベース材３６の溶融の際に、開口３６ａの上部及び下部を通してベース材３６がステム３５の表面にはみ出すことは殆ど無く、ステム３５両面の位置精度、平坦度、水平度が確保されている。

また、光電子増倍管３４においても、上述したようにステム３５の上側（内側）の面及び下側（外側）の面におけるステムピン６の貫通部の全周囲がベース材３６を底面とする凹部３５ａとされているため、ベース材３６とステムピン６との接合部分の両側でクラックが発生することが防止され、密封容器８の気密性及び良好な外観が確保される。

なお、光電子増倍管３４についても、図２４に示した光電子増倍管２０と同様に、ステム３５の中央部分に金属製の排気管１９を設けた構造を採用しても良い。

また、本実施形態では、ベース材３６の下部にベース材浸出部としてのベース材浸出凹部３６ｃを設けているが、このようなベース材浸出部はベース材３６の上部に設けていても良い。

また、この光電子増倍管３４を備えた放射線検出装置を構成する場合、図２５〜図２６及び図２７〜図２８に示した放射線検出装置２１,２５と同様の構成とすることで、上述した作用効果を奏し、特に表面実装する際に好適な放射線検出装置を得ることができる。

なお、上述した各実施形態では、側管２がステムにおけるリング状側管７から突出した部分と面取り形状を除いた全周にわたって接触した状態でリング状側管７と接合されているが、側管２とステムとの間には若干の間隙を設けていても良い。すなわち、図４４に示すように、周面に例えば３箇所の張出部を設けて各張出部の頂部が側管２の内壁と接触するように設計した上側押え材１５Ａをステム５に採用しても良く、また、図４５に示すように、側管２の内径よりもリング状側管７のフランジ部７ａの幅程度小径とした上側押え材１５Ｂをステム５に採用しても良い。この場合、アノードピン１３を含むステムピン６と側管２との間の沿面距離を確保することができる。同様の変形はステムの層数に関わらずに適用することもでき、ベース材に対して上述した変形を適用しても良い。

本発明の第１実施形態に係る光電子増倍管を示す平面図である。 図１に示した光電子増倍管の底面図である。 図１に示した光電子増倍管のIII-III線断面図である。 第１実施形態に係るステムを構成するベース部材の平面図である。 第１実施形態に係るステムを構成する上側押え材の平面図である。 第１実施形態に係るステムを構成する下側押え材の平面図である。 第１実施形態に係るステムの製造例を示した図であり、（ａ）は焼結前のステムの状態を示す側断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。 第１実施形態に係るステムの製造例を示した図であり、（ａ）は焼結後のステムの状態を示す側断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。 図３に示した光電子増倍管におけるトリプルジャンクション及び沿面距離を示したアノードピン近傍の要部拡大図である。 比較例におけるトリプルジャンクション及び沿面距離を示したアノードピン近傍の要部拡大図である。 面取り形状の変形例を示した図である。 面取り形状の別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 面取り形状のさらに別の変形例を示した図である。 変形例に係る光電子増倍管を示した側断面図である。 放射線検出装置の一例を示す側面図である。 図２５に示した放射線検出装置の要部断面図である。 放射線検出装置の他の例を示す側面図である。 図２７に示した放射線検出装置の要部断面図である。 本発明の第２実施形態に係る光電子増倍管の側断面図である。 第２実施形態に係るステムを構成するベース部材の平面図である。 第２実施形態に係るステムを構成するベース部材の底面図である。 第２実施形態に係るステムの製造例を示した図であり、（ａ）は焼結前のステムの状態を示す側断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。 第２実施形態に係るステムの製造例を示した図であり、（ａ）は焼結後のステムの状態を示す側断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。 第２実施形態の変形例に係る光電子増倍管の側断面図である。 第２実施形態の変形例に係るステムを構成するベース部材の平面図である。 第２実施形態の変形例に係るステムを構成するベース部材の底面図である。 第２実施形態の変形例に係るステムの製造例を示した図であり、（ａ）は焼結前のステムの状態を示す側断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。 第２実施形態の変形例に係るステムの製造例を示した図であり、（ａ）は焼結後のステムの状態を示す側断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。 第３実施形態に係る光電子増倍管の側断面図である。 第３実施形態に係るステムを構成するベース部材の平面図である。 第３実施形態に係るステムを構成するベース部材の底面図である。 第３実施形態に係るステムの製造例を示した図であり、（ａ）は焼結前のステムの状態を示す側断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。 第３実施形態に係るステムの製造例を示した図であり、（ａ）は焼結後のステムの状態を示す側断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。 さらに別の変形例に係るステム及びリング状側管を示した図である。 さらに別の変形例に係るステム及びリング状側管を示した図である。

符号の説明

１，２０，２６，２８，３１，３４…光電子増倍管、２…側管（第１の側管）、３…受光面板、４…光電面、５，２９，３２，３５…ステム、６…ステムピン、７…リング状側管（第２の側管）、８…密封容器、９…電子増倍部、１２…アノード（陽極）、１３…アノードピン（ステムピン）、１４，３０，３３，３６…ベース材、１５，１５Ａ，１５Ｂ…上側押え材（押え材）、１５ｃ〜１５ｐ，３３ｃ，３６ｄ…面取り形状、１６…下側押え材（押え材）、２１，２５…放射線検出装置、２２…シンチレータ。

Claims (5)

1. 真空状態とされた密封容器内に設けられ、当該密封容器の一側の端部を構成する受光面板を通して入射した入射光を電子に変換する光電面と、前記密封容器内に設けられ、前記光電面から放出された電子を増倍する電子増倍部及び当該電子増倍部により増倍された電子を出力信号として取り出すための陽極と、前記密封容器の他側の端部を構成するステムと、前記ステムに挿着されて前記密封容器内から外部に導出すると共に前記陽極及び前記電子増倍部に電気的に接続された複数のステムピンと、を具備した光電子増倍管において、
   前記密封容器を構成すると共に、前記陽極及び前記電子増倍部を側方から包囲する導電性の第１の側管と、
   前記第１の側管よりも前記ステム側に配置されて前記密封容器を構成すると共に、前記第１の側管の一端部及び前記ステムの側面に接合された導電性の第２の側管と、を備え、
   前記ステムは、前記第２の側管から前記第１の側管側に突出するように前記第２の側管と接合され、
   前記第１の側管の下端部は、前記ステムにおける前記第２の側管から突出した部分の側面に当接した状態で、前記第２の側管の上端部と接合されていることを特徴とする光電子増倍管。
2. 前記ステムは、前記陽極に電気的に接続されたアノードピンを含むステムピンを貫通させて接合する絶縁性のベース材を有し、
   前記ベース材における前記アノードピン近傍の内側の縁部が、面取り形状とされていることを特徴とする請求項１記載の光電子増倍管。
3. 前記ステムは、前記ベース材と、
   前記ベース材の内側の面又は外側の面の何れか一方の面に接合されると共に、前記ベース材に接合された前記ステムピンを通す押え材と、を備える二層構造とされ、
   前記押え材が前記ベース材の内側の面に接合される場合には、当該押え材が絶縁性を有すると共に、前記面取り形状が、当該押え材における前記アノードピン近傍の内側の縁部に設けられていることを特徴とする請求項２記載の光電子増倍管。
4. 前記ステムは、前記ベース材と、
   前記ベース材の内側の面及び外側の面の両面に各々接合されると共に、前記ベース材に接合された前記ステムピンを通す押え材と、を少なくとも備える三層以上の構造とされ、
   前記ベース材より内側の部材で前記アノードピンを通す部材は、絶縁性を有すると共に、前記面取り形状が、当該ベース材より内側の部材で前記アノードピンを通す部材の前記アノードピン近傍の内側の縁部に設けられていることを特徴とする請求項２記載の光電子増倍管。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の光電子増倍管の前記受光面板の外側に、放射線を光に変換して放出するシンチレータを設置して成る放射線検出装置。

Images