JPWO2005091332A1 - マルチアノード型光電子増倍管 - Google Patents

Abstract

本発明のマルチアノード型光電子像倍管は、ガラス容器（５）内部に、隔壁（９）、シールド電極（１１）、第１段ダイノード（Ｄｙ１）、第２段ダイノード（Ｄｙ２）、ダイノード列（２５）及びアノード（３１）を有し、入射面板（４）の内側には光電面（３）が形成されている。隔壁（９）は十文字状に形成され、電子収束空間を４つのセグメント空間に分割している。シールド電極（１１）は第２段ダイノード（Ｄｙ２）を光電面（３）から遮蔽するように設けられる。光電面、隔壁及びシールド電極は、同電位が印加される。光電面に入射した光に応じて放出される電子は、放出される箇所にかかわらず効率よくダイノードに入射して増倍され、アノードにより検出される。

Description

本発明はマルチアノード型光電子増倍管に関する。

特開平６−１１１７５７号（以下特許文献１という）には、中心軸の回りに配置されたＮ個の独立した電子増倍部を有する光電子増倍管が記載されている。この光電子増倍管は、長軸を有する対称構造の密閉容器を備え、密閉容器の内側面に形成された光電面から発生する光電子の位置に応じて光電子をＮ個の電子増倍部に分けるために、第１段ダイノードが設けられている。
第１段ダイノードは、平坦な底部および光電面の方へと延在する側面を有するカップ状で、対称軸が密閉容器の長軸とほぼ一致している。電子増倍部は、シートタイプの電子増倍器により構成されている。また、第１段ダイノードの底部付近の中央部に、光電面とほぼ同電位を与えられた電極が配置されている。
特開平７−１９２６８６号（以下、特許文献２という）には、少なくとも２つのセグメント空間を有する光電子増倍管が記載されている。この光電子増倍管は、前面内側に光電面が形成された密閉容器を有し、密閉容器内に、光電面から放出される光電子を収束する収束電極に相当する部分と、１次の増倍を行なう第１段ダイノードに相当する部分とを含む電極が備えられている。
電極の収束電極に相当する部分と第１段ダイノードに相当する部分とは、平板によって分けられている。平板は、各セグメント空間に対応した孔部を有し、孔部にはグリッドが設けられている。密閉容器の中心軸を含む平面を含み、平板から光電面と逆の方向に、中央隔壁が設けられている。中央隔壁の光電面と逆側近傍に第２段以降の入力ダイノード設けられている。密閉容器の中心軸を含む中央部分には、平板と平行に、かつ僅かに離れて横棒が位置する。横棒は、電極とは絶縁され、光電面と等しいかそれに近い電位を与えられている。
特開平８−３０６３３５号（以下、特許文献３という）には、マルチチャンネル電子増倍管が記載されている。この電子増倍管は、シート状のダイノードを有し、特定のチャンネルの利得を制御するために、ダイノードのシート間に制御電極を設けている。
このマルチチャンネル電子増倍管は内面に光電面を備えた密閉容器を有し、各チャンネル間には、光電面と同電位を与えられた十字型の凸部が備えられている。
特開平１１−２５０８５３号（以下特許文献４という）には、仕切り板により光電子増倍管の電子収束空間を複数のセグメントに分割した光電子増倍管が記載されている。この光電子増倍管においては、密閉容器内面に形成された光電面近くから密閉容器の中心軸を含む面の方向に仕切り板が延在している。仕切り板は、光電面と同電位を与えられている。複数のセグメントには夫々複数のダイノードが備えられ、電子を増倍する。

特許文献１に記載の光電子増倍管においては、第１段ダイノードの形状をカップ形状とし、第１段ダイノードの底部付近の中央部に光電面とほぼ同電位を与えられた電極を配置して光電子増倍管内の電界を調整し、光電面から放出された電子および第１段ダイノードから放出された二次電子が、第１段ダイノードおよび第２段以降のシートタイプの増倍器に入射するようにしている。
特許文献２に記載の光電子増倍管においては、収束電極と第１段ダイノードとを兼ねた電極を備えて、光電面から放出された電子を第１段ダイノードに入射させ、第１段ダイノードから放出された二次電子は、第１段ダイノードと第２段以降の入力ダイノードとの電位差と中央隔壁の作用により、第２段以降の入力ダイノードに入射させている。
特許文献３に記載の光電子増倍管においては、シート状ダイノードの特定チャンネルの利得を制御するために、ダイノードのシート間に制御電極を設け、各チャンネル間には、光電面と同電位を与えられた十字型の凸部を備えて電子をダイノードに入射させている。
特許文献４に記載の光電子増倍管においては、複数のセグメント間に光電面と同電位を与えた仕切り板が配置され、光電子増倍管内の電界を調整して電子をダイノードに入射させている。
しかしながら、上記のような光電子増倍管では、光電面の電子が放出される場所によっては、第１段ダイノードに効率よく入射しない場合がある。特に光電面の周縁部分から放出された光電子、あるいは第１段ダイノードの周縁部から放出された二次電子は、第１段のダイノードまたは第２段以降のダイノードに入射できずにすり抜けてしまう場合がある。
このような場合には、光電面の有効面積が縮小され、実質的な検出感度が低下してしまうという問題が生ずる。また、光電面内での出力信号が均一にならず、特に画像処理などに用いる場合には、周辺部の画像が鮮明に得られないなどの問題が生ずる。
上記課題を解決するためになされた本発明は、ガラス製の入射面板と、該入射面板の一つの側の面に接続され、該入射面版に略垂直な管軸に沿って延びるガラス製の中空の側管と、該入射面板の該一つの側の面のうち該側管の内側に位置した領域に形成され、該入射面板に入射した光に応じた光電子を放出する光電面と、該光電面の複数の領域間の境界部分から該管軸方向に所定の長さに延びる隔壁と、該光電面の複数の領域に対応して該側管内部に設けられ、該光電面から放出された光電子を増倍する複数の電子増倍部と、該光電面の複数の領域に対応して該側管の内側に設けられ、該電子増倍部から放出される電子を受ける複数のアノード電極と、を備え、該電子増倍部は、該側管の内側の該側管側に設けられ、該光電面から放出された光電子が入射すると増倍して二次電子を放出する第１段ダイノードと、該側管の内側の該管軸側に設けられ、該第１段ダイノードから放出された二次電子が入射するとさらに増倍して二次電子を放出する第２段ダイノードと、該側管の内側に設けられ、該第２段ダイノードから放出された二次電子が入射すると次々に増倍して二次電子を放出する複数段のダイノードと、を有し、該第２段ダイノードと該光電面との間には、該第２段ダイノードを該光電面に対して遮蔽するシールド電極が設けられ、該光電面、該隔壁および該シールド電極は同電位を与えられることを特徴とするマルチアノード型光電子増倍管である。
上記マルチアノード型光電子増倍管においては、光電面は入射光に応じて光電子を放出する。マルチアノード型光電子増倍管内には複数の電子増倍部が備えられている。光電面の複数の電子増倍部の境界に対応する部分から、側管の管軸方向に所定の長さに亘って隔壁が設けられている。電子増倍部は、第１段ダイノード、第２段ダイノード、および複数段のダイノードを有している。第１段ダイノードは側管側に設けられ、第２段ダイノードは管軸側に設けられる。第２段ダイノードと光電面との間には、第２段ダイノードを光電面に対して遮蔽するシールド電極が設けられる。光電面、隔壁およびシールド電極は同電位を与えられ、側管内の電界を調整して、光電面における発生箇所にかかわらず光電子を、第１段ダイノードに効率よく入射させる。
シールド電極と第２段ダイノードとの間には、第１段ダイノードに向かう電子を通過させる開口部を有する平板状電極を備えるようにしてもよい。開口部には、導電性の網状部材を備えることができる。平板状電極は、第１段ダイノードの電位以上で、該第２段ダイノードの電位未満の電位を与えられることが好ましい。
上記構成によれば、光電面と第１段ダイノードとの間に生じる電界が調整され、光電面の周辺部から放出された電子が効率よく第１段ダイノードに入射する。
また、第１段ダイノードと第２段ダイノードとの間に、第１段ダイノードから放出された二次電子を第２段ダイノードに入射させるための電界が生じるので、効率よく電子を入射させることができる。
さらに、シールド電極に開口部を設けて、該光電面から放出された電子が該第１段ダイノードに到達するまでの走行時間差を減らすために、該側管内の電界を調整するようにしてもよい。
上記構成により、電子が発生する光電面上の位置にかかわらず、第１段ダイノードに到達する間での時間が均一になる。
よって、マルチアノード型光電子増倍管の光電面の周辺部においても中心部と均一な感度で時間差なく電子を検出することができ、画像処理などに応用する際に鮮明な画像を得ることが可能になる。

第１図は、本発明の第１の実施の形態にかかるマルチアノード型光電子増倍管１の第２図のＡ−Ａ’面における断面図である。
第２図は、マルチアノード型光電子増倍管１を上方から見た平面図である。
第３図は、マルチアノード型光電子増倍管１の第２図のＣ−Ｃ’面における断面図である。
第４図は、マルチアノード型光電子増倍管１のつい立収束電極２０の上面図である。
第５図は、隔壁９を設けたマルチアノード型光電子増倍管１にシールド電極１１がない場合の電子の軌跡を示す図である。
第６図は、隔壁９およびシールド電極１１を設けたマルチアノード型光電子増倍管１の電子の軌跡を示す図である。
第７図は、マルチアノード型光電子増倍管１に隔壁９およびシールド電極１１がない場合の電子の軌跡を示す図である。
第８図は、本発明の第２の実施の形態にかかるマルチアノード型光電子増倍管１００を示す平面図および概略断面図である。
第９図は、隔壁１０９およびシールド電極１１０を設けたマルチアノード型光電子増倍管１００の電子の軌跡を示す図である。
第１０図は、隔壁１０９およびシールド電極２２０を設けたマルチアノード型光電子増倍管２００の電子の軌跡を示す図である。

本発明の第１の実施の形態にかかるマルチアノード型光電子増倍管を、図面を参照しながら説明する。
まず、マルチアノード型光電子増倍管１の構成を、第１図乃至第４図に基づき説明する。第１図に示すように、マルチアノード型光電子増倍管１は、２×２のマルチアノードタイプの光電子増倍管である。マルチアノード型光電子増倍管１は、略四角柱形状のガラス容器５を有している。ガラス容器５は、透明ガラス製である。ガラス容器５の第１図における上面は、光の入射面板４となっている。
入射面板４には、内側に光電面３が形成されている。ガラス容器５の側面は、入射面板４に略垂直な管軸Ｚに沿って延びており、中空の側管６をなしている。ガラス容器５の底部７には、入出力ピン３５が設けられている。入射面板４、側管６、底部７とは一体に形成され、ガラス容器５の内部を密閉している。
ガラス容器５の側管６上部内面に、アルミニウム薄膜７が蒸着され、光電面３と同電位を与えられている。ガラス容器５の側管６外面には、パーマロイなどの磁性材料からなる磁気シールド（図示せず）が備えられ、さらに樹脂などからなる被子チューブで覆われている。
ガラス容器５内部には、隔壁９、シールド電極１１、平板状電極１３、メッシュ１５、第１段ダイノードＤｙ１、第２段ダイノードＤｙ２、第１のつい立２１、第２のつい立２２、平板２３、ダイノード列２５、アノード３１等が備えられている。第１段ダイノードＤｙ１、第２段ダイノードＤｙ２、つい立収束電極２０、ダイノード列２５は、電子増倍部に相当する。
ガラス容器５内部の光電面３、シールド電極１１、平板状電極１３、第１段ダイノードＤｙ１、第２段ダイノードＤｙ２、ダイノード列２５、アノード３１等は、入出力ピン３５と図示しない配線にて接続され所定の電位を与えられている。
隔壁９は、導電性部材からなり、光電面３から管軸Ｚの方向に延びている。第２図に示すように、隔壁９は上方から見ると十文字形状の壁であり、ガラス容器５内の電子収束空間を４つのセグメント空間５−１乃至５−４に分割している。第１図に示すように、下部はシールド電極１１と接続している。隔壁９は、光電面３と同電位を与えられる。
シールド電極１１は導電性の板状部材であり、ガラス容器５内部の隔壁９の下部に、第２段ダイノードＤｙ２が光電面３に対し露出されるのを遮蔽するように配置されている。シールド電極１１の周縁部は、図示の例では光電面３の方向に延びる立ち上がりが設けられ、シールド電極１１の強度を補強している。シールド電極１１は、光電面３と同電位を与えられる。
平板状電極１３は、第２図に示すように開口を有し、シールド電極１１の下部にガラス容器５の断面を覆うように設けられている。平板上電極１３の周辺部には、光電面３の方向に延びる立ち上がりが設けられている。図示の例では、平板状電極１３の開口はガラス容器５の中心軸Ｚの周囲に４箇所２行２列に設けられ、それぞれのセグメント空間５−１乃至５−４に対応する光電面３−１乃至３−４から放出された電子が通過する。
平板状電極１３は、第１段ダイノードＤｙ１と同電位か、第２段ダイノードＤｙ２の電位を越えない範囲で第１段ダイノードＤｙ１の電位より少し高い電位を与えられる。
平板状電極１３の各開口には、メッシュ１５が設けられている。メッシュ１５は、導電性の網状部材である。メッシュ１５には、第１段ダイノードＤｙ１と同電位か、第２段ダイノードＤｙ２の電位を越えない範囲で第１段ダイノードＤｙ１の電位より少し高い電位が与えられる。
各メッシュ１５に対応して、その下部に第１段ダイノードＤｙ１が設けられる。すなわちガラス容器５内の各セグメント空間５−１乃至５−４に各１つ、合計に４つの第１段ダイノードＤｙ１が設けられている。
第１段ダイノードＤｙ１は、水平に平らに延びる水平部と、軸方向に平らに延びる垂直部と、水平部と垂直部とを接続し斜め方向に延びる斜め部とを備え、各セグメント空間５−１乃至５−４に対応する光電面３−１乃至３−４を望むようにガラス容器５内部の側管６近傍に配置されている。第１段ダイノードＤｙ１は、光電面３よりも高くアノード３１よりも低い電位を与えられている。
第２段ダイノードＤｙ２は、水平に平らに延びる水平部と、軸方向に平らに延びる垂直部と、水平部と垂直部とを接続し斜め方向に延びる斜め部とを備え、対応する第１段ダイノードＤｙ１を望むようにガラス容器５内部の軸Ｚ近傍に配置されている。すなわちガラス容器５内の各セグメント空間５−１乃至５−４に各１つ、合計４つの第２段ダイノードＤｙ２が設けられている。
４つの第２段ダイノードＤｙ２のうち、セグメント空間５−１とセグメント空間５−２の２つの第２段ダイノードＤｙ２は、垂直部の裏側が一体化されている。同様に、セグメント空間５−３とセグメント空間５−４の２つの第２段ダイノードＤｙ２は、垂直部の裏側が一体化されている。第２段ダイノードＤｙ２は、第１段ダイノードＤｙ１よりも高くアノード３１よりも低い電位を与えられている。
第１段ダイノードＤｙ１および第２段ダイノードＤｙ２と、ダイノード列２５との間に、つい立収束電極２０が設けられている。第４図に示すようについ立収束電極２０は、第１のつい立２１、第２のつい立２２、平板２３、開口部２４を有している。
開口部２４は、軸Ｚの周囲に４箇所、第２段ダイノードＤｙ２を望む位置に２行２列に配置されている。開口部２４の第１段ダイノードＤｙ１側端部に、光電面３の方向に延びる第１のつい立２１が備えられている。第１のつい立２１は、ガラス容器５内の各セグメント空間５−１乃至５−４に各１つ、合計４つ配置される。第１のつい立２１は、第１段ダイノードＤｙ１の下端部よりも光電面３側まで延びていることが好ましい。
開口部２４の第２段ダイノードＤｙ２側端部に、光電面３の方向に延びる第２のつい立２２が備えられている。第２のつい立２２は、ガラス容器５内の各セグメント空間５−１乃至５−４に各１つ、合計４つ配置される。第２のつい立２２は、第２段ダイノードＤｙ２の下端部の上まで延びている。
ダイノード列２５は、マルチアノード型光電子増倍管１においてはベネシャンブラインド型ダイノードである。各段のダイノードは、平板部２６と４つのダイノード部２７とからなっている。４つのダイノード部２７は、４つの開口部２４に対応しており、当該開口部２４の第１つい立２１より側管６側まで延びている。
ダイノード列２５の各ダイノード部２７には夫々複数の電極エレメント２８が備えられている。第３、５、７、９段ダイノードＤｙ３、Ｄｙ５、Ｄｙ７、Ｄｙ９においては、電極エレメント２８はその二次電子放出面が第２段ダイノードを望むように、管軸Ｚに対して４５度傾斜して配置されている。第４、６、８段ダイノードＤｙ４、Ｄｙ６、Ｄｙ８の電極エレメント２８は、第３、５、７、９段ダイノードＤｙ３、Ｄｙ５、Ｄｙ７、Ｄｙ９の電極エレメント２８とは逆方向に管軸Ｚに対して４５度傾斜して配置されている。
第３段ダイノードＤｙ３の平板部２６には、平板２３がダイノード部２７の上部に位置するように一体化されている。第４段から第９段のダイノードＤｙ４乃至Ｄｙ９の平板部２６には、メッシュ電極２９が電極エレメント２８の上部に位置するように一体化されている。
アノード３１は、第９段ダイノードＤｙ９の下部に４つのダイノード部に対応して設けられている。第１０段ダイノードＤｙ１０は、アノード３１の下部に位置するように設けられ、第９段ダイノードＤｙ９から放出された電子が入射するとアノード３１側に二次電子を放出する。アノード３１は、第１０段ダイノードＤｙ１０から放出された電子が入射するとそれを検出する。
上記構造を備えるマルチアノード型光電子増倍管１は、以下のように動作する。
光電面３、隔壁９、シールド電極１１、平板上電極１３、つい立収束電極２０、第１段ダイノードＤｙ１、第２段ダイノードＤｙ２、ダイノード列２５、およびアノード３１は、入出力ピン３５を介して所定の電圧を印加される。
入射面板４の内、１つのセグメント空間５−１乃至５−４のいずれかに対応する領域に光が入射すると、対応する光電面３−１乃至３−４のいずれかは、入射した光量に応じた量の光電子を放出する。放出された光電子は、対応するセグメント空間に備えられた隔壁９、シールド電極１１、平板状電極１３等により収束され、対応するメッシュ１５を通過して第１段ダイノードＤｙ１に入射する。
第１段ダイノードＤｙ１は、入射した光電子に応じて二次電子を放出する。この二次電子は、つい立収束電極２０により収束されて、第２段ダイノードＤｙ２に入射する。
このとき、第１のつい立２１が、第１段ダイノードＤｙ１の下端位置より上側に延びているため、第１段ダイノードＤｙ１の等電位線の位置が上方向に引き上げられ、当該等電位線の第２段ダイノードＤｙ２上の位置を、第２段ダイノードＤｙ２の斜め部よりも水平部に近い位置とし、垂直部と斜め部の大部分を二次電子放出領域とすることができる。
第２段ダイノードＤｙ２から放出された電子は、第２段ダイノードＤｙ２より高い電位を与えられた第３段ダイノードＤｙ３に向かう。このとき、第２のつい立２２が第２段ダイノードＤｙ２下端位置より上部まで突出して備えられており、第２段ダイノードＤｙ２から放出された電子を効率よくつい立収束電極２０の開口部２４に導くことができる。
開口部２４を通過した電子は、第３段ダイノードＤｙ３に入射する。第３段ダイノードＤｙ３は、開口部２４よりも側管６側まで延びており、開口部２４を通過した電子を効率よく入射させることができる。電子はダイノード列２５において順次多段増倍され、アノード３１に入射する。
アノード３１は、入射した電子に応じた信号を発生し、入出力ピン３５を介してガラス容器５外部に出力信号として出力する。
マルチアノード型光電子増倍管１においては、シールド電極１１、平板上電極１３、つい立収束電極２０、第１段ダイノードＤｙ１、第２段ダイノードＤｙ２、ダイノード列２５、およびアノード３１がガラス容器５内部に配置され、外周に磁気シールドが設けられている。よって、光電子の収束および増倍を、外部磁界の影響を受けることなく正確に行なうことができる。
次に、第５図乃至７を参照しながら、隔壁９、シールド電極１１の効果について説明する。
第５図は、平板上電極１３の上部に隔壁９を備え、シールド電極１１がない場合の電子の軌跡を示す図である。（ａ）はマルチアノード型光電子増倍管１を上方から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。第５図において、光電面３−４の中心部および管軸Ｚ近傍から放出された電子の軌跡ｑ、ｒは、第１段ダイノードＤｙ１に入射している。ところが電子の軌跡ｐに注目すると、光電面３−４の側管６側周縁部から放出された電子は、第１段ダイノードＤｙ１に入射せず、第１のつい立２１の方に逸れてしまっている。この場合、光電面３−４の側管６側周縁部に相当する部分の光が効率よく検出できない。
第６図は、平板上電極１３の上部に隔壁９およびシールド電極１１を備えている場合の電子の軌跡を示す図である。（ａ）はマルチアノード型光電子増倍管１を上方から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。第６図においては、電子の軌跡ｐ’、ｑ’、ｒ’は全て第１段ダイノードＤｙ１に到達している。さらに、第１段ダイノードＤｙ１に入射した電子により放出された二次電子も第２段ダイノードＤｙ２に入射し、開口部２４を通過してダイノード列２５に入射することが可能となっている。
よってこの場合には、光電面３−４への光の入射箇所にかかわらず、電子を効率よく第１段ダイノードＤｙ１に入射させることができ、光電面３の全面に亘りほぼ均一に入射光を検出することが可能になる。
第７図は、比較例として隔壁９およびシールド電極１１を備えていない場合の電子の軌跡を示している。（ａ）はマルチアノード型光電子増倍管１を上方から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。光電面３−４の側管６側から放出された電子の軌跡Ｐ”は第２のつい立２２の方に向かっており、管軸Ｚ側に近い位置からの電子の軌跡ｒ”、ｑ”は、平板上電極１３に衝突してしまい、共に第１段ダイノードＤｙ１に入射することができない。
以上説明したように、第１の実施の形態にかかるマルチアノード型光電子増倍管１においては、ガラス容器５内に、第１段ダイノードＤｙ１、第２段ダイノードＤｙ２、ダイノード列２５等を有する電子増倍部およびアノード３１等を設け、光電面３に入射した光を電子増倍部で増倍し、アノード３１により検出する。光電面３から管軸Ｚの方向には、十文字形状の隔壁９が延びており、第２段ダイノードＤｙ２を遮蔽するようにシールド電極１１が設けられ、共に光電面３と同電位を印加されている。
上記構成により、光電面３に入射した光に応じて放出される電子を、光電面３における放射位置にかかわらず第１段ダイノードＤｙ１、第２段ダイノードＤｙ２などの電子増倍部に効率よく入射させることが可能となる。このように光電面３に入射した光は入射箇所にかかわらずほぼ均一に検出されるので、画像表示装置等に用いられる際に、鮮明な画像を得ることが可能になる。
次に、第８図乃至第１０図を参照しながら、本発明の第２の実施の形態にかかるマルチアノード型光電子増倍管１００について説明する。第１の実施の形態にかかるマルチアノード型光電子増倍管１と同様の構成については、同一の符号を付す。
第８図に示すようにマルチアノード型光電子増倍管１００は、マルチアノード型光電子増倍管１の隔壁９に替えて隔壁１０９を、シールド電極１１に替えてシールド電極１１０を備えている。
隔壁１０９は、導電性部材からなり、光電面３から管軸Ｚの方向に延びている。第８図に示すように、隔壁１０９は上方から見ると十文字形状の壁であり、隔壁９と同様ガラス容器５内の電子収束空間を４つのセグメント空間５−１乃至５−４に分割している。第８図に示すように、下部はシールド電極１１０との間に開口部１０８を有している。隔壁１０９は、光電面３と同電位を与えられる。
シールド電極１１０は導電性の板状部材であり、ガラス容器５内部の隔壁１０９の下方、平板上電極１３の上部に配置されている。シールド電極１１０の周縁部は、図示の例では光電面３の方向に延びる立ち上がりが設けられ、シールド電極１１０の強度を補強している。シールド電極１１０の中央部には、開口１１２が備えられている。開口１１２は上方から見ると長方形である。シールド電極１１０は、光電面３と同電位を与えられる。
他の構成および動作はマルチアノード型光電子増倍管１と同様である。
次に、第８図、第９図を参照しながら、隔壁１０９、シールド電極１１０の効果について説明する。第８図の（ａ）はマルチアノード型光電子増倍管１００を上方から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
第８図に示すように、マルチアノード型光電子増倍管１００においては隔壁１０９の下方の開口部１０８およびシールド電極１１０の開口部１１２が備えられており、管軸Ｚ近傍の電界強度が低くなるのを防止している。よって、電子の軌跡ｑ２、ｒ２は、第６図のマルチアノード型光電子増倍管１の電子の軌跡ｑ’、ｒ’に比べて、光電面３から第１段ダイノードＤｙ１に入射するまでの時間差が小さくなっている。
第９図は、平板上電極１３の上部に隔壁１０９およびシールド電極１１０を備えたマルチアノード型光電子増倍管１００の電子の軌跡を示す図である。（ａ）はマルチアノード型光電子増倍管１００を上方から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
第９図には、隔壁１０９近傍の光電面３−４から放出されたセグメント空間５−４における電子の軌跡ｓ、ｔ、ｕが示されている。図示のように、光電面３から電子が放出された位置は異なっていても、電子の軌跡ｓ、ｔ、ｕの第１段ダイノードＤｙ１に入射するまでの時間差は小さい。
よって、マルチアノード型光電子増倍管１００によれば、光電面３への光の入射箇所にかかわらず、電子を効率よく第１段ダイノードＤｙ１に入射させることができ、光電面３の全面に亘りほぼ均一に入射光を検出することが可能であると共に、光電面３への入射箇所にかかわらず、第１段ダイノードＤｙ１に入射するまでの時間差を縮小できる。
以上説明したように、第２の実施の形態にかかるマルチアノード型光電子増倍管１００においては、ガラス容器５内に、第１段ダイノードＤｙ１、第２段ダイノードＤｙ２、ダイノード列２５等を有する電子増倍部およびアノード３１等を設け、光電面３に入射した光を電子増倍部で増倍し、アノード３１により検出する。光電面３から管軸Ｚの方向には、十文字形状の隔壁１０９が延びており、その下方にシールド電極１１０が設けられ、共に光電面３と同電位を印加されている。隔壁１０９とシールド電極１１０との間には、開口１０８が設けられ、シールド電極１１０には開口１１２が設けられている。
上記構成により、入射した光に応じて光電面３から放出される電子を、光電面３における放射位置にかかわらず第１段ダイノードＤｙ１、第２段ダイノードＤｙ２などの電子増倍部に効率よく入射させることが可能である。
また、隔壁１０９の下方の開口部１０８およびシールド電極１１０の開口部１１２により、セグメント空間５−１乃至５−４内の電界がより均一になるので、光電面３上の電子の放出位置にかかわらず、光電面３から第１段ダイノードＤｙ１に入射するまでの電子の走行時間差を小さくすることができる。そのため、画像表示装置等に用いられる際に、鮮明な画像を得ることが可能になる。
さらに、隔壁１０９の下方に開口１０８を設けたことにより、光電面３を形成する際に用いられる蒸着源（図示せず）を４つのセグメント空間５−１乃至５−４に共通してガラス容器５内１箇所設ければよく、部品点数を少なくすることが可能となる。
第２の実施の形態の変形例として、第１０図にマルチアノード型光電子増倍管２００を示す。第１０図は、平板上電極１３の上部に隔壁１０９およびシールド電極２１０を備えたマルチアノード型光電子増倍管２００の構成および電子の軌跡を示す図である。（ａ）はマルチアノード型光電子増倍管２００を上方から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
第１０図においては、マルチアノード型光電子増倍管１００のシールド電極１１０に替えてシールド電極２１０を備えている。他の構成は、マルチアノード型光電子増倍管１００と同様である。
シールド電極２１０は導電性の板状部材であり、ガラス容器５内部の隔壁１０９の下方、平板上電極１３の上部に配置されている。シールド電極２１０の周縁部は、図示の例では光電面３の方向に延びる立ち上がりが設けられ、シールド電極２１０の強度を補強している。シールド電極２１０の中央部には、開口２１２が備えられている。開口２１２は上方から見ると、各セグメント空間５−１乃至５−４の中央部に近い部分の幅が広くなっている、凹凸のある形状である。シールド電極２１０は、光電面３と同電位を与えられる。
第１０図には、隔壁１０９近傍の光電面３−４から放出されたセグメント空間５−４における電子の軌跡ｓ’、ｔ’、ｕ’が示されている。図示のように、電子の軌跡ｓ’、ｔ’、ｕ’の第１段ダイノードＤｙ１に入射する位置は、第９図の電子の軌跡ｓ、ｔ、ｕと比較してバラツキが小さく、マルチアノード型光電子増倍管１００におけるよりもさらに走行時間差が短縮され、第１段ダイノードＤｙ１への入射位置も一定となっている。
よって、マルチアノード型光電子増倍管２００によれば、隔壁１０９の下方の開口部１０８およびシールド電極２１０の開口部２１２により、セグメント空間５−１乃至５−４内の電界がさらに均一になるので、光電面３上の電子の放出位置にかかわらず、光電面３から第１段ダイノードＤｙ１に入射するまでの電子の走行時間差および第１段ダイノードＤｙ１への入射位置のバラツキを小さくすることができる。そのため、画像表示装置等に用いられる際に、さらに鮮明な画像を得ることが可能になる。
以上、添付図面を参照しながら本発明によるマルチアノード型光電子増倍管の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変形や改良が可能である。
例えば、シールド電極１１、１１０、２１０の周縁部は、立ち上がりがなくてもよい。これによれば、シールド電極１１、１１０、２１０を構成する材料の量を少なくすることができ、コストの削減が可能である。
セグメント空間５−１乃至５−４は４つに限定されず、例えば３×３の９空間等でもよい。そのとき隔壁９は、領域の配置に応じて格子状等に設けられる。
平板状電極１３の開口には、メッシュ１５を備えなくてもよい。また、第１段ダイノードＤｙ１、第２段ダイノードＤｙ２における垂直部、水平部、斜め部は平らでなくてもよく、湾曲した構造でもよい。
つい立収束電極２０は、必ずしも備える必要はない。また、第１のつい立２１、第２のつい立２２がない平板状のつい立収束電極を備えるようにしてもよい。
第３段ダイノードＤｙ３は、第１のつい立２１より側管６側に延びていなくてもよく、第１のつい立２１の略下側まで延びていればよい。
ダイノード列２５は、第３段ダイノードＤｙ３から第１０段ダイノードＤｙ１０を有するとしたが、これより少ないかまたは多い段数のダイノード列でもよい。
また、ダイノード列２５としてベネシャンブラインド型のものについて説明したが、ファインメッシュ型、マイクロチャンネルプレート型等、他の積層構造のダイノード列でもよい。また、積層型でなく、ボックス型やラインフォーカス型のダイノードを第３段ダイノード以下のダイノードとして設けるようにしてもよい。
ガラス容器５は、略四角柱型としたがこれに限定されず、例えば円柱型などでもよい。

本発明のマルチアノード型光電子増倍管は、ポジトロンＣＴとして医療分野で利用できる他、他の放射線検出や他の光検出等、様々な分野で広く利用することができる。

Claims (5)

1. ガラス製の入射面板と、
   該入射面板の一つの側の面に接続され、該入射面版に略垂直な管軸に沿って延びるガラス製の中空の側管と、
   該入射面板の該一つの側の面のうち該側管の内側に位置した領域に形成され、該入射面板に入射した光に応じた光電子を放出する光電面と、
   該光電面の複数の領域間の境界部分から該管軸方向に所定の長さに延びる隔壁と、
   該光電面の複数の領域に対応して該側管内部に設けられ、該光電面から放出された光電子を増倍する複数の電子増倍部と、
   該光電面の複数の領域に対応して該側管の内側に設けられ、該電子増倍部から放出される電子を受ける複数のアノード電極と、
   を備え、
   該電子増倍部は、
   該側管の内側の該側管側に設けられ、該光電面から放出された光電子が入射すると増倍して二次電子を放出する第１段ダイノードと、
   該側管の内側の該管軸側に設けられ、該第１段ダイノードから放出された二次電子が入射するとさらに増倍して二次電子を放出する第２段ダイノードと、
   該側管の内側に設けられ、該第２段ダイノードから放出された二次電子が入射すると次々に増倍して二次電子を放出する複数段のダイノードと、
   を有し、
   該第２段ダイノードと該光電面との間には、該第２段ダイノードを該光電面に対して遮蔽するシールド電極が設けられ、
   該光電面、該隔壁および該シールド電極は同電位を与えられることを特徴とするマルチアノード型光電子増倍管。
2. 該シールド電極と該第２段ダイノードとの間には、該第１段ダイノードに向かう電子を通過させる開口部を有する平板状電極が備えられることを特徴とする請求項１に記載のマルチアノード型光電子増倍管。
3. 該平板状電極の該開口部には、導電性の網状部材が備えられることを特徴とする請求項２に記載のマルチアノード型光電子増倍管。
4. 該平板状電極は、該第１段ダイノードの電位以上で、該第２段ダイノードの電位未満の電位を与えられることを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載のマルチアノード型光電子増倍管。
5. 該シールド電極は、該光電面から放出された電子が該第１段ダイノードに到達するまでの走行時間差を減らすため、該側管内の電界を調整するための開口部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマルチアノード型光電子増倍管。

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