JP6474992B2

JP6474992B2 - Photodetection unit

Info

Publication number: JP6474992B2
Application number: JP2014214635A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　智彦; 智彦鈴木; 崇徳久朗津; 祐司増田; 吏加用
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2034-10-21
Also published as: JP2016081834A

Description

本発明は、平面型の光電子増倍管を含む光検出ユニットに関する。 The present invention relates to a light detection unit including a planar photomultiplier tube.

特許文献１には、光検出ユニットが開示されている。この光検出ユニットでは、フレキシブル配線基板が接続された光電子増倍管が遮光ケース内に収容されている。 Patent Document 1 discloses a light detection unit. In this light detection unit, a photomultiplier tube to which a flexible wiring board is connected is accommodated in a light shielding case.

特開２０１４−１６４８１４号公報JP 2014-164814 A

ところで、光検出ユニットのような光学装置では、光の波長を選択し、所望の光学特性を発揮することが望ましいが、光学装置に対して、光の波長を選択するための光学部品やその固定部材などがさらに追加されることで、その取り扱いが煩雑になってしまう場合があった。 By the way, in an optical device such as a light detection unit, it is desirable to select a wavelength of light and exhibit desired optical characteristics. However, an optical component for selecting the wavelength of light and its fixing to the optical device. In some cases, additional handling of members and the like may be complicated.

そこで、本発明は、所望の光学特性を発揮しつつ、容易な取り扱いが可能な光検出ユニットを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light detection unit that can be easily handled while exhibiting desired optical characteristics.

本発明の一形態に係る光検出ユニットは、第１の面板、第１の面板と対向する第２の面板、および第１の面板と第２の面板との間に配置された枠状の側壁により構成された真空筐体に、光電面、電子増倍部および陽極部が収容されると共に光電面へ光を導くための光入射窓部が設けられており、第１の面板または第２の面板に配置された電子増倍部が第１の面板または第２の面板に沿った方向に進行する電子をカスケード増倍する光電子増倍管と、光電子増倍管と電気的に接続され、光電子増倍管を駆動する駆動基板と、光入射窓部に対応する第１の光導入部を有し、光電子増倍管および駆動基板を収容するケースと、ケースに収容されると共に、第１の光導入部と光入射窓部の間を結ぶ第１の光軸上に配置された第１の波長選択部と、を備える。 A light detection unit according to an aspect of the present invention includes a first face plate, a second face plate facing the first face plate, and a frame-like side wall disposed between the first face plate and the second face plate. The photocathode, the electron multiplying unit, and the anode unit are accommodated in the vacuum casing configured by the above, and a light incident window for guiding light to the photocathode is provided, and the first face plate or the second face plate is provided. A photomultiplier arranged in the face plate is cascade-coupled with a photomultiplier tube that cascades electrons traveling in a direction along the first face plate or the second face plate, and is electrically connected to the photomultiplier tube. A drive substrate for driving the multiplier tube; a first light introducing portion corresponding to the light incident window portion; a case for accommodating the photomultiplier tube and the drive substrate; A first wavelength selection unit disposed on a first optical axis connecting the light introduction unit and the light incident window unit. That.

この光検出ユニットでは、第１の光導入部からケース内に光が導入される。ケース内に導かれた光は、第１の光導入部に対応する光入射窓部から光電子増倍管内へ導かれて、光電面に入射する。ここで、ケース内には、第１の光導入部から光入射窓部までの間に第１の光軸が形成され、この第１の光軸上には、第１の波長選択部が配置されている。この構成によれば、第１の光導入部からケース内に導かれた光は、光電子増倍管へ到達するまでの間に第１の波長選択部を通過するので、第１の波長選択部に対応する波長の光が選択される。従って、光検出ユニットは所望の光学特性を発揮することが可能になる。そして、第１の波長選択部は、光電子増倍管および駆動基板とともにケース内に収容されている。従って、光検出ユニットは容易に取り扱うことができる。 In this light detection unit, light is introduced into the case from the first light introduction part. The light guided into the case is guided into the photomultiplier tube from the light incident window corresponding to the first light introducing section, and enters the photocathode. Here, in the case, a first optical axis is formed between the first light introduction part and the light incident window part, and the first wavelength selection part is arranged on the first optical axis. Has been. According to this configuration, the light guided into the case from the first light introduction section passes through the first wavelength selection section before reaching the photomultiplier tube, so the first wavelength selection section The light of the wavelength corresponding to is selected. Therefore, the light detection unit can exhibit desired optical characteristics. And the 1st wavelength selection part is accommodated in the case with the photomultiplier tube and the drive board | substrate. Therefore, the light detection unit can be easily handled.

また、光検出ユニットは、第１の光導入部および第１の波長選択部の間に配置され、第１の光軸と交差するダイクロイックミラーを更に備えていてもよい。この構成によれば、ケース内のダイクロイックミラーが、所定波長の光を反射し、所定波長以外の波長を有する光を透過するので、第１の光軸及び第１の光軸とは別の方向に延びた光軸を形成することが可能になる。ケース内に複数の光軸が形成されるので、それぞれの光軸に所定の機能を持たせることが可能になる。従って、光検出ユニットによれば、所望の光学特性を発揮すると共に取り扱いが容易な測定系を得ることができる。 The light detection unit may further include a dichroic mirror that is disposed between the first light introduction unit and the first wavelength selection unit and intersects with the first optical axis. According to this configuration, since the dichroic mirror in the case reflects light having a predetermined wavelength and transmits light having a wavelength other than the predetermined wavelength, the direction different from the first optical axis and the first optical axis It is possible to form an optical axis extending in the direction. Since a plurality of optical axes are formed in the case, each optical axis can have a predetermined function. Therefore, according to the light detection unit, a measurement system that exhibits desired optical characteristics and is easy to handle can be obtained.

また、光検出ユニットは、ダイクロイックミラーを保持するミラー保持面と、第１の光軸と交差する第１の開口部と、を有する第１の保持部を更に備え、第１の保持部、第１の波長選択部、光電子増倍管、および駆動基板は、第１の光軸の方向に沿ってこの順に配置されていてもよい。この第１の保持部によれば、第１の光軸を妨げることなく、ダイクロイックミラーを保持することができる。そして、第１の保持部、第１の波長選択部、光電子増倍管、および駆動基板が第１の光軸の方向に沿って配置された積み重ね構造によれば、ケースの収容効率を高めることができる。 The light detection unit further includes a first holding unit having a mirror holding surface that holds the dichroic mirror, and a first opening that intersects the first optical axis. The one wavelength selection unit, the photomultiplier tube, and the drive substrate may be arranged in this order along the direction of the first optical axis. According to the first holding unit, the dichroic mirror can be held without interfering with the first optical axis. And according to the stacked structure in which the first holding unit, the first wavelength selection unit, the photomultiplier tube, and the driving substrate are arranged along the direction of the first optical axis, the housing efficiency of the case is increased. Can do.

また、光検出ユニットは、第１の光軸と交差する第２の開口部を有し、第１の保持部と第１の波長選択部との間に配置された緩衝部を更に備えていてもよい。この緩衝部によれば、ケースの外部から加えられる振動や衝撃から第１の波長選択部を保護することができる。また、緩衝部によれば、第２の開口部を通る光のみを通過させ、第２の開口部を通らない光を遮蔽する。従って、光電子増倍管に入射するノイズ光を低減することができる。 In addition, the light detection unit further includes a buffer unit that has a second opening that intersects the first optical axis and is disposed between the first holding unit and the first wavelength selection unit. Also good. According to this buffer unit, the first wavelength selection unit can be protected from vibrations and shocks applied from the outside of the case. Moreover, according to the buffer part, only the light which passes the 2nd opening part is allowed to pass, and the light which does not pass the 2nd opening part is shielded. Therefore, noise light incident on the photomultiplier tube can be reduced.

また、光検出ユニットは、第１の波長選択部が嵌め込まれる嵌め込み部と、第１の光軸と交差する第３の開口部と、を有する第２の保持部を更に備えていてもよい。この第２の保持部によれば、第１の波長選択部を確実に保持することができる。また、第２の保持部によれば、第３の開口部を通る光のみを通過させ、第３の開口部を通らない光を遮蔽する。従って、光電子増倍管に入射するノイズ光を更に低減することができる。 The light detection unit may further include a second holding unit having a fitting portion into which the first wavelength selection unit is fitted, and a third opening that intersects the first optical axis. According to the second holding unit, it is possible to reliably hold the first wavelength selection unit. In addition, according to the second holding unit, only light passing through the third opening is allowed to pass, and light that does not pass through the third opening is blocked. Therefore, noise light incident on the photomultiplier tube can be further reduced.

また、光検出ユニットは、第１の光軸の方向に沿って貫通すると共に光電子増倍管を収容する収容部を有する第３の保持部を更に備え、ケースは、第１の光導入部を有するケース底部と、ケース底部に対向するケース蓋部とを有し、ケース底部とケース蓋部との間には、第１の保持部、緩衝部、第２の保持部および第３の保持部がこの順に配置されていてもよい。この第３の保持部によれば、光電子増倍管を確実に保持することができる。また、第１の保持部、緩衝部、第２の保持部および第３の保持部による積層構造によれば、第１の波長選択部とダイクロイックミラーの破損を抑制しつつ、これらをケースに対して確実に固定することができる。 The light detection unit further includes a third holding portion that penetrates along the direction of the first optical axis and has a housing portion that houses the photomultiplier tube, and the case includes the first light introducing portion. A case bottom portion and a case lid portion facing the case bottom portion, and a first holding portion, a buffer portion, a second holding portion, and a third holding portion between the case bottom portion and the case lid portion. May be arranged in this order. According to the third holding unit, the photomultiplier tube can be reliably held. In addition, according to the laminated structure of the first holding unit, the buffer unit, the second holding unit, and the third holding unit, while preventing the first wavelength selection unit and the dichroic mirror from being damaged, Can be securely fixed.

また、第１の光軸の方向に沿った第３の保持部の高さは、第１の光軸の方向に沿った光電子増倍管の高さよりも大きくされてもよい。この第３の保持部によれば、第３の保持部に収容された光電子増倍管が第３の保持部からはみ出ることがない。従って、光電子増倍管を好適に保護することができる。 In addition, the height of the third holding unit along the direction of the first optical axis may be made larger than the height of the photomultiplier tube along the direction of the first optical axis. According to the third holding unit, the photomultiplier tube accommodated in the third holding unit does not protrude from the third holding unit. Therefore, the photomultiplier tube can be suitably protected.

また、駆動基板は、第１の光軸の方向から見て収容部を塞ぐように配置されていてもよい。この構成によれば、収容部へのノイズ光の侵入が防止される。従って、収容部に収容された光電子増倍管へのノイズ光の侵入を抑制することができる。 Further, the drive substrate may be disposed so as to close the housing portion when viewed from the direction of the first optical axis. According to this configuration, intrusion of noise light into the housing portion is prevented. Therefore, intrusion of noise light into the photomultiplier tube accommodated in the accommodating portion can be suppressed.

また、光検出ユニットは、第１の光軸と交差する第２の光軸上に配置された第２の波長選択部を更に備えていてもよい。この第２の波長選択部によれば、第２の光軸を進行する光から、所定波長の光を選択することができる。 The light detection unit may further include a second wavelength selection unit disposed on a second optical axis that intersects the first optical axis. According to the second wavelength selection unit, light having a predetermined wavelength can be selected from the light traveling on the second optical axis.

また、第２の波長選択部は、ケースのケース底部と、緩衝部とに挟まれていてもよい。この構成によれば、第２の波長選択部を保護しつつ、第２の波長選択部をケースに対して確実に固定することができる。 The second wavelength selection unit may be sandwiched between the case bottom of the case and the buffer unit. According to this configuration, it is possible to reliably fix the second wavelength selection unit to the case while protecting the second wavelength selection unit.

また、光検出ユニットは、駆動基板とケースのケース蓋部との間に形成された充填部を更に備えていてもよい。この充填部によれば、駆動基板を電気的に安定して動作させることができる。 The light detection unit may further include a filling portion formed between the drive substrate and the case lid portion of the case. According to this filling section, the drive substrate can be operated electrically and stably.

本発明の一形態に係る光検出ユニットによれば、所望の光学特性を発揮しつつ、容易な取り扱いが可能な光検出ユニットが提供される。 According to the light detection unit according to an aspect of the present invention, a light detection unit that can be easily handled while exhibiting desired optical characteristics is provided.

図１は、本発明の一形態に係る光検出ユニットの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a light detection unit according to an embodiment of the present invention. 図２は、光検出ユニットの構造を分解して示す斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of the light detection unit. 図３は、光検出ユニットの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the light detection unit. 図４は、光電子増倍管の構造を分解して示す斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view showing the structure of the photomultiplier tube. 図５は、変形例に係る光検出ユニットの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a light detection unit according to a modification. 図６は、光検出ユニットを利用したマイクロ流体蛍光検出器を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a microfluidic fluorescence detector using a light detection unit.

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１に示されるように、光検出ユニット１は、光源２から出射された励起光Ｌ１を測定対象物３に照射し、照射によって発生する蛍光Ｌ２を検出する。光検出ユニット１は、光検出部４、フレキシブル配線基板６が接続された駆動基板７（図２参照）を備えている。フレキシブル配線基板６は、一端に駆動基板７が接続され、他端に電気回路部（不図示）が接続されている。電気回路部には、例えば光検出部４への供給電圧を分圧するための抵抗素子等を備えた分圧回路などが搭載されている。なお、分圧回路は発熱体であるため、分圧回路の熱の影響を避けるために、光検出部４は分圧回路から離間させることが好ましい。特に、光検出部４は、後述するように平面型の光電子増倍管を有しているので、光電面等の、高温による影響を受けやすい構成が平面部に近接するために、より発熱の影響を受けやすい。そのため、本実施形態の光検出ユニット１のように、光検出部４と発熱量の多い電気回路部とを離間させることで、光検出ユニット１の動作をより安定させることができる。 As shown in FIG. 1, the light detection unit 1 irradiates the measurement object 3 with the excitation light L1 emitted from the light source 2, and detects the fluorescence L2 generated by the irradiation. The light detection unit 1 includes a drive substrate 7 (see FIG. 2) to which a light detection unit 4 and a flexible wiring substrate 6 are connected. The flexible wiring board 6 has a drive board 7 connected to one end and an electric circuit unit (not shown) connected to the other end. In the electric circuit unit, for example, a voltage dividing circuit including a resistance element for dividing a voltage supplied to the light detection unit 4 is mounted. Since the voltage dividing circuit is a heating element, it is preferable to separate the light detection unit 4 from the voltage dividing circuit in order to avoid the influence of heat of the voltage dividing circuit. In particular, since the photodetection unit 4 has a flat photomultiplier tube as will be described later, a configuration that is easily affected by a high temperature such as a photocathode is close to the plane unit, and thus generates more heat. easily influenced. Therefore, like the light detection unit 1 of the present embodiment, the operation of the light detection unit 1 can be further stabilized by separating the light detection unit 4 from the electric circuit unit having a large amount of heat generation.

図２に示されるように、光検出部４は、遮光ケース（ケース）８と、光電子増倍管９（PhotoMultiplier Tube：PMT）と、第１の光学フィルタ（第１の波長選択部）１１と、第２の光学フィルタ（第２の波長選択部）１２と、を有する。 As shown in FIG. 2, the light detection unit 4 includes a light shielding case (case) 8, a photomultiplier tube 9 (PhotoMultiplier Tube: PMT), a first optical filter (first wavelength selection unit) 11, and And a second optical filter (second wavelength selection unit) 12.

遮光ケース８は、その内部空間に駆動基板７と光電子増倍管９と第１の光学フィルタ１１と第２の光学フィルタ１２とを収容する。遮光ケース８は、光電子増倍管９、第１の光学フィルタ１１、第２の光学フィルタ１２の間における相対的な位置を保持する。相対的な位置関係が保持された、光電子増倍管９、第１の光学フィルタ１１、第２の光学フィルタ１２等は、第１の光軸Ｐ１を有する光学系を構成する。また、遮光ケース８は、光学系に侵入するノイズ光を遮蔽する。 The light shielding case 8 accommodates the drive substrate 7, the photomultiplier tube 9, the first optical filter 11, and the second optical filter 12 in its internal space. The light shielding case 8 holds a relative position among the photomultiplier tube 9, the first optical filter 11, and the second optical filter 12. The photomultiplier tube 9, the first optical filter 11, the second optical filter 12, etc., in which the relative positional relationship is maintained, constitute an optical system having the first optical axis P 1. The light shielding case 8 shields noise light entering the optical system.

遮光ケース８は、高い電気絶縁性と高い遮光性を有する黒色樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）で構成され、その外形は直方体状を呈している。なお、遮光ケース８は、電気的な絶縁処理を施した金属製の筐体であってもよい。例えば、遮光ケース８は、アルマイト膜を形成したアルミケースであってもよい。遮光ケース８は、ケース蓋（ケース蓋部）１３と、ケース枠１４と、ケース底（ケース底部）１６とを有する。ケース蓋１３の角部およびケース枠１４の角部には、貫通孔１７が形成されている。ケース底１６の角部には、貫通孔１７に対応するようにネジ穴１８が形成されている。これら貫通孔１７とネジ穴１８にネジがねじ込まれることによって、ケース蓋１３がケース枠１４を介してケース底１６に対して固定される。 The light shielding case 8 is made of a black resin (for example, ABS resin) having high electrical insulation and high light shielding properties, and its outer shape has a rectangular parallelepiped shape. In addition, the light shielding case 8 may be a metal casing subjected to an electrical insulation process. For example, the light shielding case 8 may be an aluminum case on which an alumite film is formed. The light shielding case 8 includes a case lid (case lid portion) 13, a case frame 14, and a case bottom (case bottom portion) 16. Through holes 17 are formed in the corners of the case lid 13 and the corners of the case frame 14. Screw holes 18 are formed at the corners of the case bottom 16 so as to correspond to the through holes 17. When the screws are screwed into the through holes 17 and the screw holes 18, the case lid 13 is fixed to the case bottom 16 via the case frame 14.

図３に示されるように、ケース底１６は、第１の光導入部２１と第２の光導入部２２とを有する。第２の光導入部２２は、第２の光軸Ｐ２を構成する。第２の光軸Ｐ２は、光源２から出射された励起光Ｌ１のためのものである。第２の光導入部２２は、ケース底１６の前面２３から、前後方向に沿って延びた開口である。第２の光導入部２２には、光源２が取り付けられている。光源２は、測定対象物３に照射される励起光Ｌ１を提供する励起光源である。第１の光導入部２１は、第１の光軸Ｐ１を構成する。第１の光導入部２１は、励起光Ｌ１を遮光ケース８の外部に出射すると共に、測定対象物３の蛍光Ｌ２を遮光ケース８に導入するためのものである。第１の光導入部２１は、ケース底１６の底面２４から高さ方向に沿って延びた開口である。つまり、第１の光軸Ｐ１と第２の光軸Ｐ２とは互いに交差し、本実施形態においては略直交する。 As shown in FIG. 3, the case bottom 16 has a first light introduction part 21 and a second light introduction part 22. The second light introduction part 22 constitutes the second optical axis P2. The second optical axis P2 is for the excitation light L1 emitted from the light source 2. The second light introducing portion 22 is an opening extending along the front-rear direction from the front surface 23 of the case bottom 16. The light source 2 is attached to the second light introduction part 22. The light source 2 is an excitation light source that provides the excitation light L 1 irradiated to the measurement object 3. The first light introduction part 21 constitutes the first optical axis P1. The first light introducing part 21 is for emitting the excitation light L1 to the outside of the light shielding case 8 and for introducing the fluorescence L2 of the measurement object 3 into the light shielding case 8. The first light introducing portion 21 is an opening extending along the height direction from the bottom surface 24 of the case bottom 16. That is, the first optical axis P1 and the second optical axis P2 intersect each other, and are substantially orthogonal in the present embodiment.

第２の光軸Ｐ２上には、第２の光学フィルタ１２が配置されている。光源２から出射される光が、様々な波長を含む光である場合、第２の光学フィルタ１２は、その光から所定波長を有する光のみを透過する。すなわち、第２の光学フィルタ１２は、励起光Ｌ１の波長を選択する。第２の光学フィルタ１２を透過した光は、所定波長を有する励起光Ｌ１である。 A second optical filter 12 is disposed on the second optical axis P2. When the light emitted from the light source 2 is light including various wavelengths, the second optical filter 12 transmits only light having a predetermined wavelength from the light. That is, the second optical filter 12 selects the wavelength of the excitation light L1. The light transmitted through the second optical filter 12 is excitation light L1 having a predetermined wavelength.

第１の光軸Ｐ１上には、ダイクロイックミラー２６が配置されている。ダイクロイックミラー２６は、所定波長を有する光を反射し、所定波長以外の波長を有する光を透過することにより、光源２と協働して、第２の光軸Ｐ２を有する光学系を構成する。具体的には、ダイクロイックミラー２６は、所定波長を有する励起光Ｌ１を反射し、第１の光導入部２１へ導く。また、ダイクロイックミラー２６は、第１の光導入部２１から導入された蛍光Ｌ２を透過し、光電子増倍管９へ導く。ダイクロイックミラー２６は、励起光Ｌ１の進行方向を変換するために、第２の光軸Ｐ２に対して４５度傾くように配置されている。ダイクロイックミラー２６をこのような姿勢に保持するために、光検出ユニット１は、ミラー保持体（第１の保持部）２７を有する。なお、第２の光学フィルタ１２のみで、光源２から出射される光を所定波長を有する励起光Ｌ１とするのに限らず、第２の光学フィルタ１２とダイクロイックミラー２６の両者の波長選択特性を利用して、光源２から出射される光を所定波長を有する励起光Ｌ１としてもよい。この場合、ダイクロイックミラー２６を経て初めて所定波長を有する励起光Ｌ１となる。 A dichroic mirror 26 is disposed on the first optical axis P1. The dichroic mirror 26 constitutes an optical system having the second optical axis P2 in cooperation with the light source 2 by reflecting light having a predetermined wavelength and transmitting light having a wavelength other than the predetermined wavelength. Specifically, the dichroic mirror 26 reflects the excitation light L 1 having a predetermined wavelength and guides it to the first light introducing part 21. The dichroic mirror 26 transmits the fluorescence L2 introduced from the first light introducing portion 21 and guides it to the photomultiplier tube 9. The dichroic mirror 26 is disposed so as to be inclined by 45 degrees with respect to the second optical axis P2 in order to change the traveling direction of the excitation light L1. In order to hold the dichroic mirror 26 in such a posture, the light detection unit 1 includes a mirror holder (first holding unit) 27. Note that the wavelength selection characteristics of both the second optical filter 12 and the dichroic mirror 26 are not limited to the second optical filter 12 alone, and the light emitted from the light source 2 is not limited to the excitation light L1 having a predetermined wavelength. The light emitted from the light source 2 may be used as the excitation light L1 having a predetermined wavelength. In this case, it becomes the excitation light L1 having a predetermined wavelength only after passing through the dichroic mirror 26.

ミラー保持体２７は、高い電気絶縁性と高い遮光性を有する黒色樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）で構成された部材であって、ダイクロイックミラー２６を第２の光軸Ｐ２に対して傾けて保持するためのものである。ミラー保持体２７は、第１の光軸Ｐ１上に配置されると共に、第２の光軸Ｐ２の延長線上に配置されている。また、ミラー保持体２７は、ケース底１６の収容部２８に嵌め込まれている。すなわち、ミラー保持体２７の底面は、ケース底１６と接触している。ミラー保持体２７は、略直方体状の形状を呈すると共に、一対のミラー保持面２９と、一対のミラー保持体２７の間に形成された第１の開口部３１とを有する（図２参照）。ミラー保持面２９は、ミラー保持体２７の前端側に形成され、第２の光軸Ｐ２に対して４５度だけ傾いている。ダイクロイックミラー２６は、ミラー保持面２９と、ミラー保持面２９と対向してケース底１６に形成され、同様の傾斜角度を有する一対の傾斜面２０との間に挟み込まれることで固定される。第１の開口部３１は、第１の光軸Ｐ１と交差するように（ミラー保持体２７が第１の光軸Ｐ１を妨げないように）形成されている。 The mirror holder 27 is a member made of black resin (for example, ABS resin) having high electrical insulation and high light shielding properties, and holds the dichroic mirror 26 while being inclined with respect to the second optical axis P2. Is for. The mirror holder 27 is disposed on the first optical axis P1 and on an extension line of the second optical axis P2. Further, the mirror holder 27 is fitted in the accommodating portion 28 of the case bottom 16. That is, the bottom surface of the mirror holder 27 is in contact with the case bottom 16. The mirror holder 27 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a pair of mirror holding surfaces 29 and a first opening 31 formed between the pair of mirror holders 27 (see FIG. 2). The mirror holding surface 29 is formed on the front end side of the mirror holding body 27 and is inclined by 45 degrees with respect to the second optical axis P2. The dichroic mirror 26 is fixed by being sandwiched between a mirror holding surface 29 and a pair of inclined surfaces 20 formed on the case bottom 16 so as to face the mirror holding surface 29 and having the same inclination angle. The first opening 31 is formed so as to intersect with the first optical axis P1 (so that the mirror holder 27 does not interfere with the first optical axis P1).

ミラー保持体２７上には、遮光性のゴムシート（緩衝部）３２が配置されている。ゴムシート３２は、遮光ケース８の外部から与えられる振動や衝撃から光電子増倍管９、第１の光学フィルタ１１などを保護する緩衝材として機能するとともに、光電子増倍管９、第１の光学フィルタ１１へのノイズ光の入射を抑制する。ゴムシート３２は、第１の光軸Ｐ１の方向から見て、ミラー保持体２７と第２の光学フィルタ１２とを覆うように配置されている。ゴムシート３２は、第１の光軸Ｐ１と交差している。ゴムシート３２における第１の光軸Ｐ１と交差する位置には、アパーチャ（第２の開口部）３３が形成されている。すなわち、アパーチャ３３は、第１の光導入部２１およびダイクロイックミラー２６の上に形成されている。 A light-shielding rubber sheet (buffer part) 32 is disposed on the mirror holder 27. The rubber sheet 32 functions as a buffer material that protects the photomultiplier tube 9, the first optical filter 11, and the like from vibration and impact given from the outside of the light shielding case 8, and the photomultiplier tube 9, the first optical filter. The incidence of noise light on the filter 11 is suppressed. The rubber sheet 32 is disposed so as to cover the mirror holder 27 and the second optical filter 12 when viewed from the direction of the first optical axis P1. The rubber sheet 32 intersects the first optical axis P1. An aperture (second opening) 33 is formed at a position intersecting the first optical axis P 1 in the rubber sheet 32. That is, the aperture 33 is formed on the first light introduction part 21 and the dichroic mirror 26.

ゴムシート３２上には、第１の光学フィルタ１１が配置されている。第１の光学フィルタ１１は、第１の光軸Ｐ１上に配置されている。第１の光学フィルタ１１は、第１の光軸Ｐ１を進行する蛍光Ｌ２に含まれ得るノイズ光といった検出対象となる波長以外の波長をカットする。すなわち、第１の光学フィルタ１１は、第１の光軸Ｐ１を進行する光から所定波長の光のみを透過する。第１の光学フィルタ１１は、いわゆるノイズカットフィルタとしての機能を有する。 On the rubber sheet 32, the first optical filter 11 is disposed. The first optical filter 11 is disposed on the first optical axis P1. The 1st optical filter 11 cuts wavelengths other than the wavelength used as detection object, such as noise light which may be contained in fluorescence L2 which advances the 1st optical axis P1. That is, the first optical filter 11 transmits only light having a predetermined wavelength from the light traveling on the first optical axis P1. The first optical filter 11 has a function as a so-called noise cut filter.

第１の光学フィルタ１１は、フィルタ保持体（第２の保持部）３４に取り付けられている。フィルタ保持体３４は、高い電気絶縁性と高い遮光性を有する黒色樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）で構成された板状の形状を呈し、嵌め込み部３６と、アパーチャ（第３の開口部）３７とを有する。嵌め込み部３６は、ゴムシート３２と接触する底面に形成されている。嵌め込み部３６は、第１の光軸Ｐ１に沿った方向から見て、第１の光学フィルタ１１に対応する凹状の形状を呈する。すなわち、嵌め込み部３６は、がたつきを生じさせることなく、第１の光学フィルタ１１を収容可能な形状を呈し、嵌め込み部３６とゴムシート３２とで挟まれることで第１の光学フィルタ１１が固定される。嵌め込み部３６の底面（凹状部の底面）には、アパーチャ３７が形成されている。アパーチャ３７は、第１の光軸Ｐ１上に配置されている。すなわち、アパーチャ３７は、第１の光導入部２１、ダイクロイックミラー２６、アパーチャ３３および第１の光学フィルタ１１の上に配置されている。 The first optical filter 11 is attached to a filter holder (second holder) 34. The filter holder 34 has a plate-like shape made of a black resin (for example, ABS resin) having high electrical insulation and high light shielding properties, and includes a fitting portion 36, an aperture (third opening) 37, and the like. Have The fitting portion 36 is formed on the bottom surface that contacts the rubber sheet 32. The fitting portion 36 has a concave shape corresponding to the first optical filter 11 when viewed from the direction along the first optical axis P1. That is, the fitting portion 36 has a shape that can accommodate the first optical filter 11 without causing rattling, and the first optical filter 11 is sandwiched between the fitting portion 36 and the rubber sheet 32. Fixed. An aperture 37 is formed on the bottom surface of the fitting portion 36 (the bottom surface of the concave portion). The aperture 37 is disposed on the first optical axis P1. That is, the aperture 37 is disposed on the first light introducing portion 21, the dichroic mirror 26, the aperture 33, and the first optical filter 11.

フィルタ保持体３４上には、光電子増倍管９が配置されている。図４に示されるように、光電子増倍管９は、透過型の光電面を有する平面型の光電子増倍管であって、上側フレーム（第２の面板）１０１と、側壁フレーム（側壁）１０２と、上側フレーム１０１に対して側壁フレーム１０２を挟んで対向する下側フレーム（第１の面板）１０３により構成された真空筐体１０４を有する。真空筐体１０４は、平面部分を構成する辺や径などの寸法（本実施形態においては上側フレーム１０１および下側フレーム１０３の長手側および短手側の長さ）よりも、その高さ（厚さ）が小さい、扁平形状を有しており、その内部空間（真空領域）も同様の形状を有する。この光電子増倍管９は、光電面への光の入射方向と、電子増倍部での電子の増倍方向が交差する電子管である。つまり、光電子増倍管９は、下側フレーム１０３が構成する平面と交わる方向から光が入射されると、光電面から放出された光電子が電子増倍部に入射し、下側フレーム１０３が構成する平面の面方向に二次電子をカスケード増幅し、陽極部から信号を取り出す電子管である。 A photomultiplier tube 9 is disposed on the filter holder 34. As shown in FIG. 4, the photomultiplier tube 9 is a planar photomultiplier tube having a transmissive photocathode, and includes an upper frame (second face plate) 101 and a side wall frame (side wall) 102. And a vacuum casing 104 constituted by a lower frame (first face plate) 103 facing the upper frame 101 with the side wall frame 102 interposed therebetween. The vacuum casing 104 is higher in height (thickness) than dimensions (lengths of the upper and lower frames 101 and 103 in this embodiment) such as sides and diameters constituting the flat portion. And the inner space (vacuum region) has a similar shape. The photomultiplier tube 9 is an electron tube in which the incident direction of light on the photocathode and the electron multiplying direction at the electron multiplier section intersect. That is, in the photomultiplier tube 9, when light is incident from a direction intersecting with the plane formed by the lower frame 103, photoelectrons emitted from the photocathode are incident on the electron multiplier, and the lower frame 103 is configured. This is an electron tube in which secondary electrons are cascade-amplified in the plane direction of the plane to take out a signal from the anode part.

なお、以下の説明においては、電子増倍方向に沿って、電子増倍路（電子増倍チャネル）の上流側（光電面側）を“一方側”とし、下流側（陽極部側）を“他方側”とする。引き続いて、光電子増倍管９の各構成要素について詳細に説明する。 In the following description, along the electron multiplication direction, the upstream side (photocathode side) of the electron multiplication path (electron multiplication channel) is referred to as “one side”, and the downstream side (anode side) as “ The other side ”. Subsequently, each component of the photomultiplier tube 9 will be described in detail.

上側フレーム１０１は、矩形平板状の絶縁性のセラミックスを主材料とする配線基板１０６を基材として構成されている。このような配線基板としては、微細な配線設計が可能で、かつ表裏の配線パターンを自由に設計できるＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics：低温同時焼成セラミックス）等を用いた多層配線基板が用いられる。配線基板１０６には、主面１０６ａと主面１０６ｂとの間を貫通する複数の導電性端子２０１Ａ〜２０１Ｄが設けられている。導電性端子２０１Ａ〜２０１Ｄは、外部からの給電や信号の取り出しを行うものであり、側壁フレーム１０２、後述する光電面１０７、集束電極１０８、壁状電極１０９、電子増倍部１１１および陽極１１２と電気的に接続されている。導電性端子２０１Ａは側壁フレーム１０２の給電用として、導電性端子２０１Ｂは、光電面１０７、集束電極１０８および壁状電極１０９の給電用として、導電性端子２０１Ｃは、電子増倍部１１１の給電用として、導電性端子２０１Ｄは、陽極１１２の給電および信号取り出し用として、それぞれ設けられている。これらの導電性端子２０１Ａ〜２０１Ｄは、配線基板１０６の内面（真空側面）であって、外面（筐体外側面）である主面１０６ｂに対して対向する絶縁性の主面０１６ａ上の導電膜や導電性端子と相互に接続されている。また、導電性端子２０１Ａ〜２０１Ｄは、導電性端子と側壁フレーム１０２、光電面１０７、集束電極１０８、壁状電極１０９、電子増倍部１１１および陽極１１２に接続されている。なお、上側フレーム１０１は、導電性端子２０１を設けた多層配線基板に限定されない。上側フレーム１０１は、外部からの給電や信号の取り出しを行う導電性端子が貫通して設けられた、ガラス基板等の絶縁材料からなる板状部材でもよい。 The upper frame 101 is configured with a wiring substrate 106 made of a rectangular flat insulating ceramic as a main material as a base material. As such a wiring board, a multilayer wiring board using LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) or the like capable of designing a fine wiring and freely designing the front and back wiring patterns is used. . The wiring board 106 is provided with a plurality of conductive terminals 201 A to 201 D penetrating between the main surface 106 a and the main surface 106 b. The conductive terminals 201 A to 201 D perform external power supply and signal extraction, and include a side wall frame 102, a photocathode 107 described later, a focusing electrode 108, a wall electrode 109, an electron multiplier 111, and an anode 112. Electrically connected. The conductive terminal 201A is used for feeding the side wall frame 102, the conductive terminal 201B is used for feeding the photocathode 107, the focusing electrode 108, and the wall electrode 109, and the conductive terminal 201C is used for feeding the electron multiplier 111. The conductive terminal 201D is provided for feeding power to the anode 112 and extracting signals. These conductive terminals 201 A to 201 D are conductive films on the insulating main surface 016 a that are the inner surface (vacuum side surface) of the wiring substrate 106 and face the main surface 106 b that is the outer surface (outer surface of the housing). It is mutually connected with the conductive terminal. The conductive terminals 201 A to 201 D are connected to the conductive terminal and the side wall frame 102, the photocathode 107, the focusing electrode 108, the wall electrode 109, the electron multiplier 111, and the anode 112. The upper frame 101 is not limited to the multilayer wiring board provided with the conductive terminals 201. The upper frame 101 may be a plate-like member made of an insulating material such as a glass substrate, through which conductive terminals for supplying power from outside and taking out signals are provided.

側壁フレーム１０２は、矩形平板状のシリコン基板１１３を基材として構成されている。側壁フレーム１０２には、貫通部３０１が形成されている。貫通部３０１は、シリコン基板１１３の主面１１３ａと主面１１３ｂに向かって、枠状の側壁部３０２に囲まれている。この貫通部３０１はその開口が矩形であって、その外周はシリコン基板１１３の外周に沿うように形成されている。 The side wall frame 102 is configured using a rectangular flat plate-like silicon substrate 113 as a base material. A penetration part 301 is formed in the side wall frame 102. The through portion 301 is surrounded by a frame-shaped side wall portion 302 toward the main surface 113a and the main surface 113b of the silicon substrate 113. The through portion 301 has a rectangular opening, and the outer periphery thereof is formed along the outer periphery of the silicon substrate 113.

この貫通部３０１内には、一方側から他方側に向かって、壁状電極１０９、集束電極１０８、電子増倍部１１１および陽極１１２が配置されている。これらの壁状電極１０９、集束電極１０８、電子増倍部１１１および陽極１１２は、シリコン基板１１３をＲＩＥ（Reactive Ion Etching）加工等によって加工することにより形成されている。 In this penetration part 301, the wall-like electrode 109, the focusing electrode 108, the electron multiplying part 111, and the anode 112 are arranged from one side to the other side. The wall electrode 109, the focusing electrode 108, the electron multiplier 111, and the anode 112 are formed by processing the silicon substrate 113 by RIE (Reactive Ion Etching) processing or the like.

壁状電極１０９は、後述するガラス基板１１４の主面１１４ａと正対する方向から見て、後述する光電面１０７を取り囲むように形成された枠状の電極である。また、集束電極１０８は、光電面１０７から放出された光電子を集束して電子増倍部１１１へと導くための電極であり、光電面１０７と電子増倍部１１１との間に設けられている。 The wall-like electrode 109 is a frame-like electrode formed so as to surround a photocathode 107 (to be described later) when viewed from a direction facing a main surface 114a of a glass substrate 114 (to be described later). The focusing electrode 108 is an electrode for converging the photoelectrons emitted from the photocathode 107 and guiding them to the electron multiplier 111, and is provided between the photocathode 107 and the electron multiplier 111. .

電子増倍部１１１は、光電面１０７から陽極１１２に向う電子増倍方向に沿って異なる電位に設定されるＮ段（Ｎは２以上の整数）のダイノード（電子増倍部）から構成されており、各段を跨って電子増倍方向に伸びる、複数の電子増倍路（電子増倍チャネル）を有する。また、陽極１１２は光電面１０７とともに電子増倍部１１１を挟む位置に配置される。 The electron multiplier 111 is composed of N stages (N is an integer of 2 or more) of dynodes (electron multipliers) set at different potentials along the electron multiplication direction from the photocathode 107 to the anode 112. And has a plurality of electron multiplying paths (electron multiplying channels) extending in the electron multiplying direction across the stages. The anode 112 is disposed at a position sandwiching the electron multiplier 111 together with the photocathode 107.

これら壁状電極１０９、集束電極１０８、電子増倍部１１１および陽極１１２は、それぞれ、下側フレーム１０３に陽極接合、拡散接合、更には低融点金属（例えばインジウム）等の封止材を用いた接合等によって固定されており、これにより該下側フレーム１０３上に二次元的に配置される。 The wall electrode 109, the focusing electrode 108, the electron multiplier 111, and the anode 112 are each made of anodic bonding, diffusion bonding, and a sealing material such as a low melting point metal (for example, indium) for the lower frame 103. They are fixed by joining or the like, and are thereby arranged two-dimensionally on the lower frame 103.

下側フレーム１０３は、矩形平板状の透光性部材であってガラス基板１１４を基材として構成されている。このガラス基板１１４は、絶縁材料であるガラスによって配線基板１０６の主面１０６ａに対向し、真空筐体１０４の内面（真空側面）である主面１１４ａを形成する。主面１１４ａ上における、側壁フレーム１０２の貫通部３０１に対向する部位（側壁部３０２との接合領域以外の部位）であって、陽極１１２側と反対側の端部には、透過型光電面である光電面１０７が形成されている。そして、真空筐体１０４の外面（筐体外側面）となる主面１１４ｂにおいて、光電面１０７と対向する領域を、光入射窓（光入射窓部）１１６とする。光入射窓１１６は、主面１１４ｂに垂直な方向、つまり、光電子増倍管９への光入射方向から見て、光電面１０７と対向するような入射光透過性領域であり、光電面１０７は、光入射窓１１６を透過した光に対して光電変換を行う。また、主面１１４ａ上の電子増倍部１１１および陽極１１２が搭載される部位には、増倍電子の主面１１４ａへの入射を防止するための、複数の矩形状の窪み部１１７が形成されている。電子増倍部１１１を構成する複数段のダイノードおよび陽極１１２は、複数の窪み部１１７の間の平面部である中間部１１８上に配置される。 The lower frame 103 is a rectangular flat plate-shaped translucent member, and is configured with a glass substrate 114 as a base material. The glass substrate 114 is opposed to the main surface 106 a of the wiring substrate 106 by glass as an insulating material, and forms a main surface 114 a that is the inner surface (vacuum side surface) of the vacuum casing 104. A portion on the main surface 114a facing the penetrating portion 301 of the side wall frame 102 (a portion other than the bonding region with the side wall portion 302) is a transmission photocathode at the end opposite to the anode 112 side. A certain photocathode 107 is formed. Then, a region facing the photocathode 107 on the main surface 114b which is the outer surface (housing outer surface) of the vacuum housing 104 is a light incident window (light incident window portion) 116. The light incident window 116 is an incident light transmitting region that faces the photocathode 107 when viewed from the direction perpendicular to the main surface 114b, that is, the light incident direction to the photomultiplier tube 9, and the photocathode 107 is Then, photoelectric conversion is performed on the light transmitted through the light incident window 116. In addition, a plurality of rectangular depressions 117 for preventing the multiplication electrons from entering the main surface 114a are formed at the site where the electron multiplying portion 111 and the anode 112 are mounted on the main surface 114a. ing. The plurality of dynodes and the anode 112 constituting the electron multiplying unit 111 are arranged on an intermediate part 118 that is a plane part between the plurality of recessed parts 117.

図３に示されるように、光電子増倍管９はＰＭＴ保持体（第３の保持部）３８に取り付けられている。ＰＭＴ保持体３８は、枠状の形状を呈し、ＰＭＴ収容部（収容部）３９を有する。ＰＭＴ収容部３９は、第１の光軸Ｐ１に沿った方向から見て、光電子増倍管９の外形に対応する内形形状を呈する。すなわち、ＰＭＴ収容部３９は、がたつきを生じさせることなく、光電子増倍管９を収容可能な形状を呈する。 As shown in FIG. 3, the photomultiplier tube 9 is attached to a PMT holder (third holder) 38. The PMT holder 38 has a frame shape and has a PMT housing part (housing part) 39. The PMT accommodating portion 39 has an inner shape corresponding to the outer shape of the photomultiplier tube 9 when viewed from the direction along the first optical axis P1. That is, the PMT accommodating portion 39 has a shape capable of accommodating the photomultiplier tube 9 without causing rattling.

駆動基板７は、ＰＭＴ保持体３８のＰＭＴ収容部３９を覆うように配置されている。具体的には、駆動基板７の面積は、ＰＭＴ収容部３９の開口面積よりも大きい。そして、駆動基板７の４個の辺部のそれぞれは、ＰＭＴ収容部３９を取り囲むＰＭＴ保持体３８のそれぞれの辺部に対して接触している。 The drive substrate 7 is disposed so as to cover the PMT accommodating portion 39 of the PMT holder 38. Specifically, the area of the drive substrate 7 is larger than the opening area of the PMT accommodating portion 39. Each of the four sides of the drive substrate 7 is in contact with each side of the PMT holding body 38 that surrounds the PMT accommodating portion 39.

フレキシブル配線基板６は、主に分圧回路から光電子増倍管９に対して給電するための配線を含んだ薄膜状の構造物であって、屈曲可能な可撓性を有する。当該配線は透光性の絶縁性樹脂で覆われている。フレキシブル配線基板６の配線は、具体的には、高圧ケーブルを介して分圧回路に供給された高電圧を、分圧回路の複数の分圧用電気素子（抵抗素子）が分圧し、その分圧した電圧を、光電子増倍管９の電子増倍部１１１の各段等へ供給するための配線を含む。フレキシブル配線基板６は、遮光ケース８の側面に設けられた貫通孔を介して、遮光ケース８の内部空間まで導かれている。 The flexible wiring board 6 is a thin film-like structure mainly including a wiring for supplying power to the photomultiplier tube 9 from the voltage dividing circuit, and has flexibility to be bent. The wiring is covered with a light-transmitting insulating resin. Specifically, the wiring of the flexible wiring board 6 is obtained by dividing the high voltage supplied to the voltage dividing circuit via the high voltage cable by a plurality of voltage dividing electric elements (resistance elements) of the voltage dividing circuit. Wiring for supplying the voltage thus supplied to each stage of the electron multiplier 111 of the photomultiplier tube 9 is included. The flexible wiring board 6 is led to the internal space of the light shielding case 8 through a through hole provided in the side surface of the light shielding case 8.

これら駆動基板７と光電子増倍管９とＰＭＴ保持体３８とは、まず、駆動基板７と接続された光電子増倍管９がＰＭＴ保持体３８に嵌め込まれる。その後、ＰＭＴ保持体３８に対して、駆動基板７が接着剤より固定される。なお、駆動基板７とケース蓋１３との間に形成される空間には、絶縁性樹脂からなるポッティング材が充填された充填部４０が形成されてもよい。この充填部４０によれば、遮光性や湿気の侵入による影響を抑制することができる。その際、ＰＭＴ保持体３８のＰＭＴ収容部３９が駆動基板７で覆われていれば、ポッティング材がＰＭＴ収容部３９に入り込み、光入射面等を覆うことが抑制される。従って、このポッティング材によれば、光検出ユニット１の駆動基板７を電気的に安定して動作させることができる。 The driving substrate 7, the photomultiplier tube 9 and the PMT holder 38 are first fitted into the PMT holder 38 with the photomultiplier tube 9 connected to the driving substrate 7. Thereafter, the drive substrate 7 is fixed to the PMT holder 38 with an adhesive. A filling portion 40 filled with a potting material made of an insulating resin may be formed in a space formed between the drive substrate 7 and the case lid 13. According to the filling unit 40, it is possible to suppress the light blocking effect and the influence of moisture intrusion. At this time, if the PMT accommodating portion 39 of the PMT holder 38 is covered with the drive substrate 7, the potting material is prevented from entering the PMT accommodating portion 39 and covering the light incident surface and the like. Therefore, according to this potting material, the drive substrate 7 of the light detection unit 1 can be electrically operated stably.

上述した第２の光学フィルタ１２とミラー保持体２７とは、ケース底１６に保持されている。ケース底１６は、第２の光学フィルタ１２のための収容部４１と、ミラー保持体２７のための収容部２８とを有する。収容部４１は、第２の光学フィルタ１２を嵌め込み可能な溝状を呈している。収容部２８は、凹状の形状を呈し、ミラー保持体２７の後端面、両側面、および底面に当接している。 The second optical filter 12 and the mirror holder 27 described above are held on the case bottom 16. The case bottom 16 includes a housing portion 41 for the second optical filter 12 and a housing portion 28 for the mirror holder 27. The accommodating portion 41 has a groove shape into which the second optical filter 12 can be fitted. The accommodating portion 28 has a concave shape and is in contact with the rear end surface, both side surfaces, and the bottom surface of the mirror holder 27.

ケース枠１４は、フィルタ保持体３４およびＰＭＴ保持体３８のための収容部４３を有する。収容部４３は、第１の光軸Ｐ１の方向から見て矩形状を呈している。この収容部４３の形状は、フィルタ保持体３４およびＰＭＴ保持体３８の外形形状と対応している。すなわち、フィルタ保持体３４はＰＭＴ保持体３８と同じ外形形状を有する。従って、ケース枠１４によれば、ケース底１６とＰＭＴ保持体３８との位置関係が保持される。 The case frame 14 has an accommodating portion 43 for the filter holder 34 and the PMT holder 38. The accommodating portion 43 has a rectangular shape when viewed from the direction of the first optical axis P1. The shape of the housing portion 43 corresponds to the outer shape of the filter holder 34 and the PMT holder 38. That is, the filter holder 34 has the same outer shape as the PMT holder 38. Therefore, according to the case frame 14, the positional relationship between the case bottom 16 and the PMT holder 38 is maintained.

図２に示されるように、ケース底１６は、収容部２８上に形成された凹状を呈する位置決め部４４を有する。位置決め部４４は、底面４６と、底面４６を囲む壁部４７とを有する。壁部４７は、底面４６から立設し、内側面４７ａと上面４７ｂとを含む（図３参照）。 As shown in FIG. 2, the case bottom 16 has a positioning portion 44 having a concave shape formed on the housing portion 28. The positioning portion 44 has a bottom surface 46 and a wall portion 47 surrounding the bottom surface 46. The wall portion 47 stands from the bottom surface 46 and includes an inner side surface 47a and an upper surface 47b (see FIG. 3).

図３に示されるように、ケース枠１４は、底面４８と、底面４８から立設する差込部４９を有する。ケース底１６の内側面４７ａは、ケース枠１４の差込部４９の側壁に当接している。この当接により、ケース枠１４に保持された光電子増倍管９および第１の光学フィルタ１１と、ケース底１６に保持されたダイクロイックミラー２６および第１の光導入部２１との間において、第１の光軸Ｐ１と直交する平面に沿った位置合わせがなされる。従って、ケース枠１４とケース底１６とフィルタ保持体３４とＰＭＴ保持体３８とによれば、互いの位置関係を高精度且つ容易に組み立てることができる。 As shown in FIG. 3, the case frame 14 has a bottom surface 48 and an insertion portion 49 standing from the bottom surface 48. The inner side surface 47 a of the case bottom 16 is in contact with the side wall of the insertion portion 49 of the case frame 14. Due to this contact, the photomultiplier tube 9 and the first optical filter 11 held in the case frame 14, and the dichroic mirror 26 and the first light introducing portion 21 held in the case bottom 16 are connected to each other. Positioning is performed along a plane perpendicular to the optical axis P1 of one. Therefore, according to the case frame 14, the case bottom 16, the filter holder 34 and the PMT holder 38, the mutual positional relationship can be assembled with high accuracy and easily.

また、ケース底１６の上面４７ｂは、ケース枠１４の底面４８に当接している。一方、ケース底１６の底面４６と、ケース枠１４の差込部４９との間には、隙間が形成される。更に、フィルタ保持体３４は、差込部４９よりも僅かに突出するようにケース枠１４に対して取り付けられている。ケース底１６においてミラー保持体２７上に配置されたゴムシート３２は、底面よりも僅かに突出している。この構成により、ケース底１６の上面４７ｂがケース枠１４の底面４８に当接するように、ケース枠１４をケース底１６に取り付けた時、フィルタ保持体３４およびＰＭＴ保持体３８が位置決めされることで、アパーチャ３７と光電面１０７とが位置合わせされる。 Further, the upper surface 47 b of the case bottom 16 is in contact with the bottom surface 48 of the case frame 14. On the other hand, a gap is formed between the bottom surface 46 of the case bottom 16 and the insertion portion 49 of the case frame 14. Further, the filter holder 34 is attached to the case frame 14 so as to slightly protrude from the insertion portion 49. The rubber sheet 32 disposed on the mirror holder 27 at the case bottom 16 slightly protrudes from the bottom surface. With this configuration, when the case frame 14 is attached to the case bottom 16 so that the upper surface 47b of the case bottom 16 contacts the bottom surface 48 of the case frame 14, the filter holder 34 and the PMT holder 38 are positioned. The aperture 37 and the photocathode 107 are aligned.

光検出ユニット１は、光電子増倍管９と、光電子増倍管９と電気的に接続され、光電子増倍管９を駆動する駆動基板７と、光入射窓１１６に対応する第１の光導入部２１を有し、光電子増倍管９および駆動基板７の一端部を収容する遮光ケース８と、遮光ケース８に収容されると共に、第１の光導入部２１と光入射窓１１６の間を結ぶ第１の光軸Ｐ１上に配置された第１の光学フィルタ１１と、を備える。この光検出ユニット１では、第１の光導入部２１から遮光ケース８内に蛍光Ｌ２が導入される。遮光ケース８内に導かれた蛍光Ｌ２は、第１の光導入部２１に対応する光入射窓１１６から光電子増倍管９内へ導かれて、光電面１０７に入射する。ここで、遮光ケース８内には、第１の光導入部２１から光入射窓１１６までの間に第１の光軸Ｐ１が形成され、この第１の光軸Ｐ１上には、第１の光学フィルタ１１が配置されている。この構成によれば、第１の光導入部２１から遮光ケース８内に導かれた蛍光Ｌ２は、光電子増倍管９へ到達するまでの間に第１の光学フィルタ１１を通過するので、光検出ユニット１は所望の光学特性を発揮することが可能になる。そして、第１の光学フィルタ１１は、光電子増倍管９、駆動基板７とともに遮光ケース８内に収容されている。従って、光検出ユニット１は容易に取り扱うことができる。 The photodetection unit 1 includes a photomultiplier tube 9, a drive substrate 7 that is electrically connected to the photomultiplier tube 9 and drives the photomultiplier tube 9, and a first light introduction corresponding to the light incident window 116. A light shielding case 8 that houses the photomultiplier tube 9 and one end of the drive substrate 7, and is housed in the light shielding case 8, and between the first light introduction portion 21 and the light incident window 116. And a first optical filter 11 disposed on the first optical axis P1 to be connected. In this light detection unit 1, fluorescence L 2 is introduced into the light shielding case 8 from the first light introduction part 21. The fluorescence L 2 guided into the light shielding case 8 is guided into the photomultiplier tube 9 from the light incident window 116 corresponding to the first light introducing portion 21 and enters the photocathode 107. Here, in the light shielding case 8, a first optical axis P1 is formed between the first light introducing portion 21 and the light incident window 116. On the first optical axis P1, the first optical axis P1 is formed. An optical filter 11 is disposed. According to this configuration, the fluorescence L2 guided from the first light introducing portion 21 into the light shielding case 8 passes through the first optical filter 11 before reaching the photomultiplier tube 9, so that the light The detection unit 1 can exhibit desired optical characteristics. The first optical filter 11 is accommodated in the light shielding case 8 together with the photomultiplier tube 9 and the drive substrate 7. Therefore, the light detection unit 1 can be easily handled.

また、光検出ユニット１は、第１の光導入部２１および第１の光学フィルタ１１の間に配置され、第１の光軸Ｐ１と交差するダイクロイックミラー２６を更に備えている。この構成によれば、遮光ケース８内に収容されたダイクロイックミラー２６が、所定波長を有する励起光Ｌ１を反射し、所定波長以外の波長を有する蛍光Ｌ２を透過するので、第１の光軸Ｐ１及び第２の光軸Ｐ２を形成することが可能になる。そうすると、遮光ケース８内に複数の光軸が形成されるので、それぞれの光軸に所定の機能を持たせるよう、それぞれの光軸上に第１の光学フィルタ１１及び第２の光学フィルタ１２を配置することが可能になる。従って、光検出ユニット１によれば、所望の光学特性を発揮しつつ一層の小型化が可能であると共に取り扱いが容易な測定系を得ることができる。更に、光検出ユニット１が小型化されると、光学系の光軸長が短くなる。従って、励起光および測定光のケラレによる損失を低減することができる。 The light detection unit 1 further includes a dichroic mirror 26 that is disposed between the first light introducing portion 21 and the first optical filter 11 and intersects the first optical axis P1. According to this configuration, the dichroic mirror 26 accommodated in the light shielding case 8 reflects the excitation light L1 having a predetermined wavelength and transmits the fluorescence L2 having a wavelength other than the predetermined wavelength, so the first optical axis P1. And the second optical axis P2 can be formed. Then, since a plurality of optical axes are formed in the light shielding case 8, the first optical filter 11 and the second optical filter 12 are provided on each optical axis so that each optical axis has a predetermined function. It becomes possible to arrange. Therefore, according to the light detection unit 1, it is possible to obtain a measurement system that can be further reduced in size and can be easily handled while exhibiting desired optical characteristics. Further, when the light detection unit 1 is downsized, the optical axis length of the optical system is shortened. Therefore, loss due to vignetting of excitation light and measurement light can be reduced.

また、光検出ユニット１は、ダイクロイックミラー２６を保持するミラー保持体２７と、第１の光軸Ｐ１と交差する第１の開口部３１と、を有するミラー保持体２７を更に備え、ミラー保持体２７、第１の光学フィルタ１１、光電子増倍管９、および駆動基板７は、第１の光軸Ｐ１の方向に沿ってこの順に配置されている。このミラー保持体２７によれば、第１の光軸Ｐ１を妨げることなく、ダイクロイックミラー２６を良好に保持することができる。そして、ミラー保持体２７、第１の光学フィルタ１１、光電子増倍管９、および駆動基板７が第１の光軸Ｐ１の方向に沿って配置された構成によれば、遮光ケース８の収容効率を高めることができる。 The light detection unit 1 further includes a mirror holder 27 having a mirror holder 27 that holds the dichroic mirror 26 and a first opening 31 that intersects the first optical axis P1, and the mirror holder 27, the first optical filter 11, the photomultiplier tube 9, and the drive substrate 7 are arranged in this order along the direction of the first optical axis P1. According to this mirror holder 27, the dichroic mirror 26 can be satisfactorily held without interfering with the first optical axis P1. According to the configuration in which the mirror holder 27, the first optical filter 11, the photomultiplier tube 9, and the drive substrate 7 are arranged along the direction of the first optical axis P1, the accommodation efficiency of the light shielding case 8 is increased. Can be increased.

また、光検出ユニット１は、第１の光軸Ｐ１と交差するアパーチャ３３を有し、ミラー保持体２７と第１の光学フィルタ１１との間に配置されたゴムシート３２を更に備えている。このゴムシート３２によれば、遮光ケース８の外部から加えられる振動や衝撃から第１の光学フィルタ１１を保護することができる。また、ゴムシート３２によれば、第１の光軸Ｐ１と交差するアパーチャ３３を通る光のみを通過させ、アパーチャ３３を通らない光を遮蔽する。従って、光電子増倍管９に入射するノイズ光を低減することができる。 The light detection unit 1 further includes an aperture 33 that intersects the first optical axis P 1, and further includes a rubber sheet 32 disposed between the mirror holder 27 and the first optical filter 11. According to the rubber sheet 32, the first optical filter 11 can be protected from vibration and impact applied from the outside of the light shielding case 8. Further, according to the rubber sheet 32, only the light passing through the aperture 33 intersecting the first optical axis P1 is allowed to pass, and the light not passing through the aperture 33 is shielded. Therefore, noise light incident on the photomultiplier tube 9 can be reduced.

また、光検出ユニット１は、第１の光学フィルタ１１が嵌め込まれる嵌め込み部３６と、第１の光軸Ｐ１と交差するアパーチャ３７と、を有するフィルタ保持体３４を更に備えている。このフィルタ保持体３４によれば、第１の光学フィルタ１１を確実に保持することができる。また、フィルタ保持体３４よれば、アパーチャ３７を通る光のみを通過させ、アパーチャ３７を通らない光を遮蔽する。従って、光電子増倍管９に入射するノイズ光を低減することができる。 The light detection unit 1 further includes a filter holder 34 having a fitting portion 36 into which the first optical filter 11 is fitted, and an aperture 37 that intersects the first optical axis P1. According to the filter holder 34, the first optical filter 11 can be reliably held. Further, according to the filter holder 34, only light passing through the aperture 37 is allowed to pass, and light that does not pass through the aperture 37 is blocked. Therefore, noise light incident on the photomultiplier tube 9 can be reduced.

また、光検出ユニット１は、第１の光軸Ｐ１の方向に沿って貫通すると共に光電子増倍管９を収容するＰＭＴ収容部３９を有するＰＭＴ保持体３８を更に備え、遮光ケース８は、第１の光導入部２１を有するケース底１６と、ケース底１６に対向するケース蓋１３とを有し、ケース底１６とケース蓋１３との間には、ミラー保持体２７、ゴムシート３２、フィルタ保持体３４およびＰＭＴ保持体３８がこの順に配置されている。このＰＭＴ保持体３８によれば、光電子増倍管９を確実に保持することができる。また、ミラー保持体２７、ゴムシート３２、フィルタ保持体３４およびＰＭＴ保持体３８による積層構造によれば、第１の光学フィルタ１１とダイクロイックミラー２６の破損を抑制しつつ、これらを遮光ケース８に対して確実に固定することができる。 The light detection unit 1 further includes a PMT holder 38 that penetrates in the direction of the first optical axis P1 and has a PMT housing portion 39 that houses the photomultiplier tube 9. The light shielding case 8 includes A case bottom 16 having a single light introducing portion 21 and a case lid 13 facing the case bottom 16. Between the case bottom 16 and the case lid 13, a mirror holder 27, a rubber sheet 32, a filter The holding body 34 and the PMT holding body 38 are arranged in this order. According to the PMT holder 38, the photomultiplier tube 9 can be reliably held. Further, according to the laminated structure of the mirror holder 27, the rubber sheet 32, the filter holder 34, and the PMT holder 38, the first optical filter 11 and the dichroic mirror 26 are prevented from being damaged, and these are formed in the light shielding case 8. It can be securely fixed.

また、第１の光軸Ｐ１の方向に沿ったＰＭＴ保持体３８の高さは、第１の光軸Ｐ１の方向に沿った光電子増倍管９の高さよりも大きくされている。このＰＭＴ保持体３８によれば、ＰＭＴ保持体３８に収容された光電子増倍管９がＰＭＴ保持体３８からはみ出ることがない。従って、光電子増倍管９を好適に保護することができる。 Further, the height of the PMT holder 38 along the direction of the first optical axis P1 is made larger than the height of the photomultiplier tube 9 along the direction of the first optical axis P1. According to this PMT holder 38, the photomultiplier tube 9 accommodated in the PMT holder 38 does not protrude from the PMT holder 38. Therefore, the photomultiplier tube 9 can be suitably protected.

また、駆動基板７は、第１の光軸Ｐ１の方向から見てＰＭＴ収容部３９を塞ぐように配置されていている。この構成によれば、ＰＭＴ収容部３９へのノイズ光の侵入が防止される。従って、ＰＭＴ収容部３９に収容された光電子増倍管９へのノイズ光の侵入を抑制することができる。 The drive substrate 7 is disposed so as to close the PMT accommodating portion 39 when viewed from the direction of the first optical axis P1. According to this configuration, intrusion of noise light into the PMT accommodating portion 39 is prevented. Accordingly, the intrusion of noise light into the photomultiplier tube 9 accommodated in the PMT accommodating portion 39 can be suppressed.

また、光検出ユニット１は、第２の光軸Ｐ２上に配置された第２の光学フィルタ１２を更に備えている。この第２の光学フィルタ１２によれば、第２の光軸Ｐ２を進行する蛍光Ｌ２から測定対象となる波長を選択することができる。 The light detection unit 1 further includes a second optical filter 12 disposed on the second optical axis P2. According to the second optical filter 12, the wavelength to be measured can be selected from the fluorescence L2 traveling on the second optical axis P2.

また、第２の光学フィルタ１２は、遮光ケース８のケース底１６と、ゴムシート３２とに挟まれている。この構成によれば、第２の光学フィルタ１２を保護しつつ、第２の光学フィルタ１２を遮光ケース８に対して確実に固定することができる。 The second optical filter 12 is sandwiched between the case bottom 16 of the light shielding case 8 and the rubber sheet 32. According to this configuration, the second optical filter 12 can be reliably fixed to the light shielding case 8 while protecting the second optical filter 12.

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、図５に示されるように、光検出ユニット１Ａにおいて、第１の波長選択部は、光電子増倍管９の光入射側面に形成された誘電体多層膜５１としてもよい。この構成によれば、第１の波長選択部を保持する独立した部材（例えば、フィルタ保持体３４）が不要となり、光検出ユニット１の構成を簡易にし、且つ小型化にすることができる。この誘電体多層膜５１は、光電子増倍管９の光入射側面全体に形成されていてもよいし、少なくとも光電面１０７への光入射窓１１６となる部分に形成されていればよい。 For example, as shown in FIG. 5, in the light detection unit 1 A, the first wavelength selection unit may be a dielectric multilayer film 51 formed on the light incident side surface of the photomultiplier tube 9. According to this configuration, an independent member (for example, the filter holder 34) that holds the first wavelength selection unit is not required, and the configuration of the light detection unit 1 can be simplified and downsized. The dielectric multilayer film 51 may be formed on the entire light incident side surface of the photomultiplier tube 9 or may be formed at least in a portion that becomes the light incident window 116 to the photocathode 107.

また、光検出ユニット１は、光源２から出射される光が単色光である場合や、ノイズ光の侵入を無視し得る場合には、第２の光学フィルタ１２を省略してもよい。この構成によれば、光検出ユニット１の構成を簡易にすることができる。 Further, the light detection unit 1 may omit the second optical filter 12 when the light emitted from the light source 2 is monochromatic light or when the intrusion of noise light can be ignored. According to this configuration, the configuration of the light detection unit 1 can be simplified.

また、光検出ユニット１は、第２の光軸Ｐ２上に配置された別の光学部品を備えていてもよい。例えば、光検出ユニット１は、光源２と第２の光学フィルタ１２との間に配置されたコリメート用レンズや、シリンドリカルレンズを備えていてもよい。この構成によれば、励起光Ｌ１の拡散を抑制して、励起光Ｌ１を効率よく測定対象物３に照射することができる。 The light detection unit 1 may include another optical component disposed on the second optical axis P2. For example, the light detection unit 1 may include a collimating lens or a cylindrical lens disposed between the light source 2 and the second optical filter 12. According to this configuration, the measurement object 3 can be efficiently irradiated with the excitation light L1 while suppressing the diffusion of the excitation light L1.

また、光検出ユニット１は、第１の光軸Ｐ１上に配置された別の光学部品を備えていてもよい。例えば、光検出ユニット１は、ダイクロイックミラー２６と、第１の光導入部２１との間に配置された集光用レンズやシリンドリカルレンズを備えていてもよい。この構成によれば、励起光Ｌ１の拡散を抑制して、励起光Ｌ１を効率よく測定対象物３に照射することができるとともに、蛍光Ｌ２を効率よく検出することができる。 The light detection unit 1 may include another optical component disposed on the first optical axis P1. For example, the light detection unit 1 may include a condensing lens or a cylindrical lens disposed between the dichroic mirror 26 and the first light introduction unit 21. According to this configuration, the diffusion of the excitation light L1 can be suppressed, the excitation light L1 can be efficiently irradiated onto the measurement object 3, and the fluorescence L2 can be detected efficiently.

また、測定対象物３が自家発光している場合には、光検出ユニット１は、光源２、第２の光学フィルタ１２、およびダイクロイックミラー２６を省略することもできる。 Further, when the measurement object 3 emits light by itself, the light detection unit 1 can omit the light source 2, the second optical filter 12, and the dichroic mirror 26.

光検出ユニット１Ｂは、図６に示されるように、バイオセンサーであるマイクロ流路蛍光検出装置９０に適用することができる。マイクロ流路蛍光検出装置９０は、蛍光を発するように処理された検体を含む流体をマイクロ流路９１内に流通させ、光検出ユニット１Ｂを利用して、マイクロ流路９１内の流動する流体から検体を検出する。 As shown in FIG. 6, the light detection unit 1B can be applied to a micro-channel fluorescence detection device 90 that is a biosensor. The micro-channel fluorescence detection device 90 circulates a fluid containing a specimen that has been processed to emit fluorescence into the micro-channel 91 and uses the light detection unit 1B from the fluid flowing in the micro-channel 91. Detect the specimen.

１，１Ａ，１Ｂ…光検出ユニット、２…光源、３…測定対象物、４…光検出部、６…フレキシブル配線基板、７…駆動基板、８…遮光ケース、９…光電子増倍管、１１…第１の光学フィルタ（第１の波長選択部）、１２…第２の光学フィルタ（第２の波長選択部）、１３…ケース蓋（ケース蓋部）、１４…ケース枠、１６…ケース底（ケース底部）、２１…第１の光導入部、２２…第２の光導入部、２６…ダイクロイックミラー、２７…ミラー保持体（第１の保持部）、２９…ミラー保持面、３１…第１の開口部、３２…ゴムシート（緩衝部）、３３…アパーチャ（第２の開口部）、３４…フィルタ保持体（第２の保持部）、３６…嵌め込み部、３７…アパーチャ（第３の開口部）、３８…ＰＭＴ保持体（第３の保持部）、３９…ＰＭＴ収容部（収容部）、４０…充填部、５１…誘電体多層膜、９０…マイクロ流路蛍光検出装置、１０１…上側フレーム（第２の面板）、１０２…側壁フレーム（側壁）、１０３…下側フレーム（第１の面板）、１０４…真空筐体、１０７…光電面、１１１…電子増倍部、１１２…陽極、１１６…光入射窓（光入射窓部）、Ｌ１…励起光、Ｌ２…蛍光、Ｐ１…第１の光軸、Ｐ２…第２の光軸。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B ... Photodetection unit, 2 ... Light source, 3 ... Measurement object, 4 ... Photodetection part, 6 ... Flexible wiring board, 7 ... Drive board, 8 ... Light shielding case, 9 ... Photomultiplier tube, 11 ... 1st optical filter (1st wavelength selection part), 12 ... 2nd optical filter (2nd wavelength selection part), 13 ... Case cover (case cover part), 14 ... Case frame, 16 ... Case bottom (Case bottom), 21 ... first light introduction part, 22 ... second light introduction part, 26 ... dichroic mirror, 27 ... mirror holder (first holding part), 29 ... mirror holding surface, 31 ... first 1 opening 32, rubber sheet (buffer part), 33 aperture (second opening), 34 filter holder (second holding part), 36 fitting part, 37 aperture (third Opening), 38 ... PMT holder (third holding part), 39 ... PMT housing (Accommodating part), 40 ... filling part, 51 ... dielectric multilayer film, 90 ... microchannel fluorescence detection device, 101 ... upper frame (second face plate), 102 ... side wall frame (side wall), 103 ... lower frame (First face plate), 104 ... vacuum casing, 107 ... photocathode, 111 ... electron multiplier, 112 ... anode, 116 ... light entrance window (light entrance window), L1 ... excitation light, L2 ... fluorescence, P1: first optical axis, P2: second optical axis.

Claims

In a vacuum housing constituted by a first face plate, a second face plate facing the first face plate, and a frame-like side wall disposed between the first face plate and the second face plate, The photocathode, the electron multiplier, and the anode are housed and a light incident window for guiding light to the photocathode is provided, and the photonic face, the electron multiplier, and the anode are disposed on the first faceplate or the second faceplate. A photomultiplier tube in which an electron multiplier cascades electrons traveling in a direction along the first face plate or the second face plate;
A drive substrate electrically connected to the photomultiplier tube and driving the photomultiplier tube;
A first light introduction portion corresponding to the light incident window portion, and a case for accommodating the photomultiplier tube and the drive substrate;
A first wavelength selection unit disposed on the first optical axis that is housed in the case and connects between the first light introduction unit and the light incident window unit;
A dichroic mirror disposed between the first light introduction section and the first wavelength selection section and intersecting the first optical axis;
A first holding unit having a mirror holding surface for holding the dichroic mirror and a first opening intersecting the first optical axis;
A buffer unit having a second opening that intersects the first optical axis and disposed between the first holding unit and the first wavelength selection unit ;
The first detection unit , the first wavelength selection unit, the photomultiplier tube, and the drive substrate are arranged in this order along the direction of the first optical axis .

Wherein a first fitting portion which wavelength selection portion is fitted, the first and the third opening intersects the optical axis, further comprising a second holding portion having the claim 1, wherein the light detection unit .

And further comprising a third holding portion that penetrates along the direction of the first optical axis and has a housing portion that houses the photomultiplier tube,
The case has a case bottom portion having the first light introducing portion, and a case lid portion facing the case bottom portion,
Between the case bottom and the case lid portion, said first holding portion, the buffer portion, said second holding portion and the third holding portion are disposed in this order, according to claim 2, wherein Light detection unit.

Said first height of said third holding portion along the direction of the optical axis, the first is greater than the height of the photomultiplier tube along the direction of the optical axis, the light of claim 3, wherein Detection unit.

The driving substrate, the first when viewed from the direction of the optical axis is arranged so as to close the accommodating portion, the photodetector unit according to claim 3 or 4, wherein.

The light detection unit according to claim 5 , further comprising a second wavelength selection unit disposed on a second optical axis that intersects the first optical axis.

The light detection unit according to claim 6 , wherein the second wavelength selection unit is sandwiched between a case bottom of the case and the buffer unit.

Wherein further comprising a filler portion formed between the case lid portion of the driving substrate and the casing, the photodetector unit of any one of claims 1-7.