JPH11345587A - 光電子増倍管及び放射線検出装置 - Google Patents
光電子増倍管及び放射線検出装置Info
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- JPH11345587A JPH11345587A JP15159698A JP15159698A JPH11345587A JP H11345587 A JPH11345587 A JP H11345587A JP 15159698 A JP15159698 A JP 15159698A JP 15159698 A JP15159698 A JP 15159698A JP H11345587 A JPH11345587 A JP H11345587A
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Abstract
電子増倍管を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明による光電子増倍管1は、金属製
の側管2の外壁面2bとステム板4の縁面4bとを面一
にした状態で、側管2とステム板4とを溶接固定する結
果、光電子増倍管1の下端で、フランジのような張り出
しを無くしている。従って、抵抗溶接は行い難いけれど
も、光電子増倍管1の外形寸法の縮小化を可能にし、光
電子増倍管1を並べて利用する場合でも、側管2同士を
合わせるように密に隣接させることができる。よって、
金属製のステム板4と金属製の側管2とをレーザ溶接等
によって組み付けた光電子増倍管1の高密度配列化を可
能にする。
Description
た微弱な光を電子の増倍によって検出させる構成をもっ
た光電子増倍管に関するものであり、更に、本発明は、
このような光電子増倍管を利用した放射線検出装置に関
するものである。
−290793号公報や特開平9−306416号公報
などがある。これら公報に記載された光電子増倍管は、
角筒形の金属製側管を有し、この側管の下端には、側方
に張り出したフランジ部が設けられ、ステム板にも側方
に張り出したフランジ部が設けられている。そして、密
封容器を形成するにあたって、側管のフランジ部とステ
ム板のフランジ部とを重ね合わせることで、簡単で確実
な抵抗溶接を実現している。
光電子増倍管は、上述したように構成されているため、
次のような課題が存在していた。
に通電し、発生する抵抗熱を利用して部材を加熱し、部
材が適温に達したときに圧力を加えて溶接する方法であ
るが、抵抗溶接を利用して密封容器を構成する場合に
は、側管及びステム板にそれぞれフランジ部を形成する
必要がある。このようなフランジ部は、溶接作業上にお
いては有益な部材であるが、側管からの出っ張りとなっ
て、光電子増倍管の小型化を図る上で支障になってい
た。特に、ガンマカメラ等に光電子増倍管を利用する場
合、多数の光電子増倍管を密に並べて大きな受光領域を
形成する必要があり、フランジ部同士を隣接させる結
果、フランジ部のある部分がデットスペースになってし
まい、高性能な検出装置を追求する上で問題となってい
た。
されたもので、特に、より一層の小型化を可能にした光
電子増倍管を提供することを目的とする。さらに、性能
の更なる向上が図られる放射線検出装置を提供すること
を目的とする。
光電子増倍管は、受光面板に入射した光によって電子を
放出する光電面を有し、光電面から放出した電子を増倍
させる電子増倍部を密封容器内に有し、電子増倍部で増
倍させた電子に基づいて出力信号を送出するアノードを
もった光電子増倍管において、密封容器は、電子増倍部
及びアノードをステムピンを介して固定させる金属製の
ステム板と、電子増倍部及びアノードを包囲すると共
に、一側の開口端にステム板を固定する金属製の側管
と、側管の他側の開口端に固定する受光面板とにより形
成され、側管の略管軸方向に延びる下端をステム板の上
面に当接させ、側管の外壁面とステム板の縁面とを面一
にして、側管とステム板と溶接したことを特徴とする。
管の外壁面とステム板の縁面とを面一にした状態で、側
管とステム板とを溶接固定させる結果、光電子増倍管の
下端で、フランジのような張り出しを無くしている。従
って、抵抗溶接は行い難いけれども、光電子増倍管の外
形寸法の縮小化を可能にし、光電子増倍管を並べて利用
する場合でも、側管同士を密接させることができる。よ
って、金属製のステム板と金属製の側管とが溶接によっ
て組み付けられた場合の光電子増倍管の高密度配列を可
能にする。
テム板の上面の縁端に、側管の下端を載置させる着座用
切込み部を設けると好ましい。このような構成を採用し
た場合、切込み部内に側管の下端をはめ込んだ状態で、
ステム板と側管とを溶接固定することができるので、溶
接する前にステム板上で側管を安定して着座させること
ができ、側管を容易に位置決めすることができる。しか
も、密封容器の真空側(内側)に向けて側管が撓もうと
する力に対抗させる補強構造をも可能にする。
管とステム板とを融接させると好ましい。溶接手段のう
ちの融接法を採用して、ステム板と側管とを接合させる
場合、抵抗溶接と異なり、側管とステム板との接合部分
に圧力を加える必要がないので、接合部分に残留応力が
発生することがなく、使用中において接合箇所に亀裂が
発生し難く、耐久性の著しい向上が図られる。
接は、レーザ溶接又は電子ビーム溶接であると好まし
い。このようなレーザ溶接又は電子ビーム溶接は、接合
部分での熱の発生を小さくすることが可能となる。その
結果、ステムピンを側管に近づけた場合でも、ステムピ
ンをステム板に固定させるためのガラス製のタブレット
に、熱の影響によるクラックが発生し難くなる。よっ
て、ステムピンを側管側に寄せることができ、電子増倍
部の側方への拡張を可能にし、電子増倍部の電子受け入
れ面積を大きく取ることができる。
は、被検体から発生する放射線の入射によって蛍光を発
するシンチレータと、シンチレータに受光面板を対面さ
せるように配列させ、シンチレータからの蛍光に基づく
電荷を出力させる複数の光電子増倍管と、光電子増倍管
からの出力を演算処理し、被検体内で発する放射線の位
置情報信号を出力する位置演算部とを備えた放射線検出
装置において、光電子増倍管は、受光面板に入射した光
によって電子を放出する光電面を有し、光電面から放出
した電子を増倍させる電子増倍部を密封容器内に有し、
電子増倍部で増倍させた電子に基づいて出力信号を送出
するアノードを有し、密封容器は、電子増倍部及びアノ
ードをステムピンを介して固定させる金属製のステム板
と、電子増倍部及びアノードを包囲すると共に、一側の
開口端にステム板を固定する金属製の側管と、側管の他
側の開口端に固定する受光面板とにより形成され、側管
の略管軸方向に延びる下端をステム板の上面に当接さ
せ、側管の外壁面とステム板の縁面とを面一にして、側
管とステム板と溶接したことを特徴とする。
倍管においては、金属製の側管の外壁面とステム板の縁
面とを面一にした状態で、側管とステム板とを溶接固定
する結果、光電子増倍管の下端で、フランジのような張
り出しを無くしている。従って、抵抗溶接は行い難いけ
れども、光電子増倍管の外形寸法の縮小化を可能にし、
光電子増倍管を並べて利用する場合でも、側管同士を密
接させることができる。よって、シンチレータに受光面
板を対面させるように光電子増倍管を配列させる場合
に、光電子増倍管の高密度配列を可能にする。その結
果、不感部分を形成するデッドスペースの極めて少ない
受光領域が容易に確保され、放射線検出装置の更なる性
能アップに寄与することになる。
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
て詳細に説明する。
斜視図であり、図2は、図1の断面図である。これら図
面に示す光電子増倍管1は、略角筒形状の金属製(例え
ば、コバール金属製やステンレス製)の側管2を有し、
この側管2の一側の開口端2Aにはガラス製の受光面板
3が融着固定され、この受光面板3の内表面には、光を
電子に変換する光電面3aが形成され、この光電面3a
は、受光面板2に予め蒸着させておいたアンチモンにア
ルカリ金属蒸気を反応させることで形成される。また、
側管2の開口端2Bには、金属製(例えば、コバール金
属製やステンレス製)のステム板4が溶接固定されてい
る。このように、側管2と受光面板3とステム4とによ
って密封容器5が構成される。
6が固定されている。この排気管6は、光電子増倍管1
の組立て作業終了後、密封容器5の内部を真空ポンプ
(図示せず)によって排気して真空状態にするのに利用
されると共に、光電面3aの形成時にアルカリ金属蒸気
を密封容器5内に導入させる管としても利用される。
状で積層タイプの電子増倍器7が設けられ、この電子増
倍器7は、10枚(10段)の板状のダイノード8を積
層させた電子増倍部9を有し、電子増倍器7は、ステム
板4を貫通するように設けられたコバール金属製のステ
ムピン10によって密封容器5内で支持され、各ステム
ピン10の先端は各ダイノード8と電気的に接続されて
いる。また、ステム板4には、各ステムピン10を貫通
させるためのピン孔4aが設けられ、各ピン孔4aに
は、コバールガラス製のハーメチックシールとして利用
されるタブレット11が充填され、各ステムピン10
は、タブレット11を介してステム板4に固定される。
なお、ステムピン10は、ステム板4の縁面4bに近接
して環状に配列する。
下方に位置する絶縁基板(図示せず)が設けられ、この
絶縁基板上にアノード12を並設させている。また、電
子増倍器7の最上段において、光電面3aと電子増倍部
9との間には平板状の収束電極板13が配置され、この
収束電極板13には、スリット状の開口部13aが複数
本形成され、各開口部13aは一方向にリニアな配列を
なす。同様に、電子増倍部9の各ダイノード8には、開
口部13aと同数のスリット状電子増倍孔8aが複数本
形成され、各電子増倍孔8aを一方向にリニアに配列さ
せている。
aを段方向にそれぞれ配列してなる各電子増倍経路L
と、収束電極板13の各開口部13aとを一対一で対応
させることによって、電子増倍器7には、複数のリニア
なチャンネルが形成されることになる。また、電子増倍
器7に設けられた各アノード12は各チャンネル毎に一
対一で対応するように設けられ、各アノード12を各ス
テムピン10にそれぞれ接続させることで、各ステムピ
ン10を介して外部に個別的な出力を取り出している。
ャンネルを有している。そして、図示しないブリーダ回
路に接続した所定のステムピン10によって、電子増倍
部9及びアノード12には所定の電圧が供給され、光電
面3aと収束電極板13とは、同じ電位に設定され、各
ダイノード8とアノード12は、上段から順に高電位の
設定がなされている。従って、受光面板2に入射した光
は、光電面3aで電子に変換され、その電子が、収束電
極板13の電子レンズ効果により、所定のチャンネル内
に入射することになる。そして、電子の入射したチャン
ネルにおいて、電子は、ダイノード8の電子増倍経路L
を通りながら、各ダイノード8で多段増倍されて、アノ
ード12に入射し、所定のチャンネル毎に個別的な出力
が各アノード12から送出されることになる。
ム板4と金属製の側管2とを気密溶接させるにあたっ
て、側管2の略管軸方向に延びる下端2aをステム板4
の上面4cに当接させ、側管2の外壁面2bとステム板
4の縁面4bとを管軸方向で面一にする。よって、電子
増倍管1の下端でフランジのような張り出しを無くして
いる。この状態で、接合部分Fに対し、外側の真横又は
所定の角度をもってレーザビームを照射し、接合部分F
をレーザ溶接する。このように、光電子増倍管1の下端
で、フランジのような張り出しを無くす結果、抵抗溶接
は行い難いけれども、光電子増倍管1の外形寸法の縮小
化を可能にし、光電子増倍管1を並べて利用する場合で
も、デッドスペースを可能な限り排除することができ、
側管2同士を密接させることができる。よって、金属製
のステム板4と金属製の側管2との接合にレーザ溶接を
採用することは、光電子増倍管1の小型化及びその高密
度配列化を可能にする。
り、この融接法を利用し、側管2をステム板4に溶接固
定する場合、抵抗溶接と異なり、側管2とステム板4と
の接合部分Fに圧力を加える必要がないので、接合部分
Fに残留応力が発生することがなく、使用中においても
接合箇所に亀裂が発生し難く、耐久性及び気密シール性
の著しい向上が図られる。なお、融接法のうちでも、レ
ーザ溶接や電子ビーム溶接は、抵抗溶接に比して、接合
部分Fでの熱の発生を小さく抑えることができる。従っ
て、光電子増倍管1の組立てにあたって、密封容器5内
に配置させた各構成部品に対する熱への影響が極めて少
なくなる。
態において、図4及び図5に基づいて説明するが、前述
した実施形態と同一又は同等な構成部分には同一の符号
を付し、その説明は省略する。
1Aは、金属製のステム板20を有し、このステム板2
0の上面20bの縁端には、段状をなして側管2の下端
2aを載置させる断面L字状の着座用切込み部20aが
形成され、この切込み部20aは、側管2の形状に合致
させるように、ステム板20の上面20bの外周端で矩
形の環状をもって全周に亙り形成されている。また、切
込み部20内に側管2の下端を嵌め込むと、側管2の外
壁面2bとステム板20の縁面20cとが管軸方向で面
一状態になる。
する結果、接合部分Fで溶接する前にステム板20上で
側管2を安定して着座させることができ、ステム板20
上で側管2を容易に位置決めすることができる。しか
も、溶接後において、密封容器5Aの真空側(内側)に
向けて側管2が撓もうとする力に対抗させた補強構造を
可能にする。
定の角度をもってレーザビームを照射し、接合部分Fを
レーザ溶接する。また、電子ビームを照射する場合もあ
る。いずれにしても、融接時において、ビームが真空容
器5A内に入射することがなく、内部の部品に与える熱
への影響が回避される。これは、切込み部20によって
ビームの侵入が遮られるからである。
Bにおいて、融接の際にレーザ溶接又は電子ビーム溶接
を利用すると、接合部分での熱の発生を小さくすること
ができる。その結果、図7に示すように、金属製の側管
30の下端30aを切込み部20aに嵌め込み、側管3
0の外壁面30aとステム板20の縁面20cとを面一
にした状態で、ステムピン10を側管30に近づけるこ
とができる。これは、ステムピン10をステム板20に
固定させるガラス製のタブレット11に対して、熱の影
響によるクラックが発生しにくくなるからである。よっ
て、ステムピン10を側管30側に寄せることができ、
電子増倍部9の各ダイノード8を側方へ拡張することが
可能となり、電子増倍部9のチャンネル数を増やし、電
子増倍部9の有効エリアを大きくすることができる。電
子増倍部9の有効面積が大きくなることで、光電面3a
から放出される光電子が大きな角度をもつことなく収束
電極板13に向かうため、電子増倍部9を光電面3aに
近づけることができ、密封容器5Bの高さ寸法を小さく
できる。これらのことにより、小型でかつ有効利用面積
が大きな光電子増倍管となる。
0の端からステムピン10の中心までの距離を、3.5
mm程度確保しなければならなかったが、レーザ溶接又
は電子ビーム溶接を利用すると、1.1mmでよいこと
が確かめられている。そして、電子増倍部9の横への拡
張に伴って、図4の光電子増倍管1Aでは光電面3aか
ら収束電極板13までの距離が7mmであったものが、
図6の実施形態では2.5mmにまで縮めることができ
た。これらビーム溶接を採用すると、光電子増倍管から
フランジを無くすと同時に、高さ寸法の短縮をも可能に
する。その結果、光電子増倍管は小型化に向けて大きく
前進することになる。
る場合、光電子増倍管の外形寸法が小さくなればなる
程、フランジの有る無しが、その配列状態に大きな影響
を与えることになる。例えば、側管2,30が25mm
角の外形寸法を有している場合に、抵抗溶接に利用する
フランジが2mmの幅をもって全周に亙って突出する
と、側管2,30の寸法に対するフランジの占める割合
が2割近くにも達し、このような光電子増倍管を密に多
数並べた場合、かなりの割合でデッドスペースを発生さ
せてしまうことは想像に難くない。
させた状態で利用した放射線検出装置の一実施形態につ
いて説明する。
であるガンマカメラ40は、核医学における診断装置と
して開発されたものである。このガンマカメラ40は、
支持フレーム39から延びるアーム42によって保持さ
れた検出部43を有し、この検出器43は、被検体であ
る患者Pを寝かせるためのベッド41の真上に配置させ
るものである。
示すように、その最下段に位置するコリメータ45が収
容され、このコリメータ45が患部に対面することにな
る。また、筺体44内において、コリメータ45上には
シンチレータ46が配置され、このシンチレータ46
は、ライトガイド47を介して光電子増倍管群Aに固定
されている。この光電子増倍管群Aは、多数の光電子増
倍管1を並べたものであり、各光電子増倍管1の受光面
板3は、シンチレータ46から発せられる蛍光をライト
ガイド47を介して入射させるために、下側に向けられ
てシンチレータ46に対面させている。
する場合、光電子増倍管群Aは、図1に示した光電子増
倍管1の側管2同士を密着させるようにマトリックス状
に高密度に配列させたものとなる(図10参照)。そし
て、光電子増倍管群Aは、ソケット体48に各光電子増
倍管1のステムピン10を差し込み固定することにより
マトリックス配列を達成する。また、筺体44内には、
各光電子増倍管1の各ステムピン10からの出力電荷に
基づいて、演算処理を行う位置演算部49が設けられ、
この位置演算部49からは、ディスプレイ(図示せず)
上での3次元モニターを達成するためのX信号、Y信号
及びZ信号が出力される。このように、患者Pの患部か
ら発生するガンマー線は、シンチレータ47によって所
定の蛍光に変換され、この蛍光エネルギを各光電子増倍
管1で電荷に変換し、位置演算部49によって位置情報
信号として外部に出力することで、放射線のエネルギ分
布のモニター化を可能にし、画面での診断に利用され
る。
40について簡単に説明したが、核医学診断に利用され
る放射線検出装置としてはポジトロンCT(通称PE
T)があり、この装置にも本発明に係る多数の光電子増
倍管1を利用できることは言うまでもない。
出装置は、以上のように構成されているため、次のよう
な効果を得る。
いて、密封容器は、電子増倍部及びアノードをステムピ
ンを介して固定させる金属製のステム板と、電子増倍部
及びアノードを包囲すると共に、一側の開口端にステム
板を固定する金属製の側管と、側管の他側の開口端に固
定する受光面板とにより形成され、側管の略管軸方向に
延びる下端をステム板の上面に当接させ、側管の外壁面
とステム板の縁面とを面一にして、側管とステム板と溶
接したことにより、更なる小型化を可能にする。
述した光電子増倍管の構成を利用するものであり、性能
の更なる向上が図られる。
示す斜視図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
す斜視図である。
を示す側面図である。
した状態を示す平面図である。
A,2B…開口端、2a,30a…側管の下端、2b,
30b…側管の外壁面、3…受光面板、3a…光電面、
4,20…ステム板、4c,20b…ステム板の上面、
4b,20c…ステム板の縁面、5,5A,5B…密封
容器、9…電子増倍部、10…ステムピン、12…アノ
ード、20a…切込み部、40…ガンマカメラ(放射線
検出装置)、46…シンチレータ、49…位置演算部。
Claims (5)
- 【請求項1】 受光面板に入射した光によって電子を放
出する光電面を有し、前記光電面から放出した電子を増
倍させる電子増倍部を密封容器内に有し、前記電子増倍
部で増倍させた電子に基づいて出力信号を送出するアノ
ードをもった光電子増倍管において、 前記密封容器は、 前記電子増倍部及び前記アノードをステムピンを介して
固定させる金属製のステム板と、 前記電子増倍部及び前記アノードを包囲すると共に、一
側の開口端に前記ステム板を固定する金属製の側管と、 前記側管の他側の開口端に固定する前記受光面板とによ
り形成され、 前記側管の略管軸方向に延びる下端を前記ステム板の上
面に当接させ、前記側管の外壁面と前記ステム板の縁面
とを面一にして、前記側管と前記ステム板と溶接したこ
とを特徴とする光電子増倍管。 - 【請求項2】 前記ステム板の前記上面の縁端に、前記
側管の前記下端を載置させる着座用切込み部を設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の光電子増倍管。 - 【請求項3】 前記側管と前記ステム板とを融接させた
ことを特徴とする請求項1又は2記載の光電子増倍管。 - 【請求項4】 前記融接は、レーザ溶接又は電子ビーム
溶接であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一
項記載の光電子増倍管。 - 【請求項5】 被検体から発生する放射線の入射によっ
て蛍光を発するシンチレータと、前記シンチレータに受
光面板を対面させるように配列させ、前記シンチレータ
からの蛍光に基づく電荷を出力させる複数の光電子増倍
管と、前記光電子増倍管からの出力を演算処理し、前記
被検体内で発する放射線の位置情報信号を出力する位置
演算部とを備えた放射線検出装置において、 前記光電子増倍管は、 前記受光面板に入射した光によって電子を放出する光電
面を有し、前記光電面から放出した電子を増倍させる電
子増倍部を密封容器内に有し、前記電子増倍部で増倍さ
せた電子に基づいて出力信号を送出するアノードを有
し、 前記密封容器は、 前記電子増倍部及び前記アノードをステムピンを介して
固定させる金属製のステム板と、 前記電子増倍部及び前記アノードを包囲すると共に、一
側の開口端に前記ステム板を固定する金属製の側管と、 前記側管の他側の開口端に固定する前記受光面板とによ
り形成され、 前記側管の略管軸方向に延びる下端を前記ステム板の上
面に当接させ、前記側管の外壁面と前記ステム板の縁面
とを面一にして、前記側管と前記ステム板と溶接したこ
とを特徴とする放射線検出装置。
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