WO2001086690A1

WO2001086690A1 - Tube photomultiplicateur, unite de tube photomultiplicateur et detecteur de rayonnement

Info

Publication number: WO2001086690A1
Application number: PCT/JP2000/002927
Authority: WO
Inventors: Hideki Shimoi; Akira Atsumi; Hiroyuki Kyushima
Original assignee: Hamamatsu Photonics K. K.
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2001-11-15
Also published as: JP2000149861A; EP1304719A1; EP1304719A4; JP3944322B2

Description

明細書光電子増倍管、光電子増倍管ユニット及び放射線検出装置技術分野

本発明は、受光面板に入射し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と、光電子増倍管が並べられた光電子増倍管ュニットと、光電子増倍管や光電子増倍管ュニットを並べて利用した放射線検出装置に関するものである。背景技術

特開平 5 - 2 9 0 7 9 3号公報には光電子増倍管が記載されており、この光電子増倍管は、密封容器内に電子増倍部を収容させた構成を有している。密封容器は、金属製の側管の上端を内側に延びるフランジ状にし、このフランジ部を、受光面板の上面（受光面）に融着するように固定させており、フランジ部による気密性確保の実効を図っている。そして、側管のフランジ部を受光面板に融着させる際、側管を加熱しながら行っていた。

しかしながら、前述した従来の光電子増倍管には、次のような課題が存在していた。すなわち、第 1 8図に示すように、側管 1 0 0には、その上端で全周に亙って設けられたフランジ部 1 0 1を有し、フランジ部 1 0 1の下面 1 0 1 aと受光面板 1 0 2の上面 1 0 2 aとを当接させるようにして、側管 1 0 0と受光面板 1 0 2とを融着固定させていた。このような光電子増倍管は、フランジ部 1 0 1が受光面板 1 0 2の上面（受光面） 1 0 2 aに張り出すようにして、側管 1 0 0の上端で受光面板 1 0 2の縁を覆うように構成させる結果、受光面 1 0 2 aがフランジ部 1 0 1によって狭められ、受光面板 1 0 2の有効利用面積が小さくなるといった問題点がある。近年において、光電子増倍管を多数並設させて利用される機会が多く、この場合に、受光面板 1 0 2の有効利用面積を、 1パーセントでも大きくすることが求められているが、前述した従来の光電子増倍管を密に多数並べた場合、かなりのデッドエリアを発生させてしまうことは想像に難くない。そして、このような光電子増倍管を並設利用する放射線検出装置においては、光電子増倍管自体の問題点に起因して、検出装置自体の性能アップが図り難かった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、受光面板の有効利用面積を増加させつつ、受光面板における側管の固定領域の拡大を図った光電子増倍管と、受光面板の有効利用面積を増加させつつ、個々の側管内における各電子増倍部でのゲイン（電流増倍率）コントロールを容易化した光電子増倍管ュニットと、受光面板の有効利用面積の拡大に基づき検出装置自体の性能アップが図られた放射線検出装置を提供することを目的とする。発明の開示

本発明の光電子増倍管は、受光面板の受光面から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、電子増倍部及びァノードをステムピンを介して固定させるステム板と、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ガラス製の受光面板とにより形成され、受光面板の側面を側管の外壁面に対して外方に突出させたことを特徴とする。この光電子増倍管においては、金属製側管の外壁面に対して受光面板の側面を外方に突出させる結果、側管に対して受光面板が側方に張り出すことになり、受光面板の受光面からの光取入れ面積の拡大化が図られる。このような受光面板の張り出し構造は、ガラスの屈折率に着目してなされたものであり、今まで受光できなかった光を少しでも多く光電面内に取入れようとして発案されものである。しかも、金属製の側管とガラス製の受光面板とを固定するにあたって、ガラスと金属との接合ゆえに融着技術を採用するが、受光面板と側管との接合作業時の確実性を担保する上で、受光面板の張り出し構造が極めて有効に作用することになる。このように、金属製の側管を採用した際の受光面板の張り出し構造は、受光領域の拡大及び融着時の固定領域の拡大を図る上で極めて有効な手段となる。また、受光面板を厚くすればする程、光の取入れにおいて受光面板の張り出し構造が極めて有効に作用することになる。

また、本発明の光電子増倍管において、側管の上端側には、受光面板の光電面側に埋設させた突き刺し部が設けられている。この場合、側管に設けられた突き刺し部はガラス製の受光面板に突き刺すように埋め込まれる結果、側管と受光面板との馴染み性向上に寄与し、高気密性の確保が図られる。しかも、側管に設けられた突き刺し部は、フランジ部のように側管から側方に向けて延び出るものではなく、側管から切り立つようにして延びるものであるから、突き刺し部を受光面板の側面に可能な限り近づけるようにして埋設させた場合に、受光面板の有効利用面積が可能な限り高められることになる。

本発明の光電子増倍管において、突き刺し部の先端部分は、内側又は外側に曲げられていてもよい。このような構成を採用したことにより、受光面板内に埋設させる突き刺し部の表面積を拡大することができ、側管と受光面板との接合部分での気密性の向上に寄与することになる。更に、本発明の光電子増倍管において、突き刺し部は、その先端をナイフェッジ状に尖らせているのが好ましい。このような構成を採用したことにより、側管の端部を受光面板に突き刺し易く、ガラス製の受光面板に側管を融着固定させる際に、その組立て作業の向上及び確実性が図られることになる。

側管の端部と受光面板を融着固定するには、突き刺し部を受光面板の光電面側に当接させた状態で突き刺し部を加熱し、突き刺し部からの熱伝導により突き刺し部が当接する部分の受光面板を溶融し、突き刺し部と受光面板に対して押圧力を作用させることにより突き刺し部を受光面板の光電面側に埋設させるようにする。

また、本発明の光電子増倍管において、受光面板の側面に反射部材を設ける。従来においては、受光面板に入射した光も側面から外部に逃げ出てしまっていたが、このような光を側面に設けた反射部材で反射させることにより、光電面に入射させ得る光量を増大させ、受光面板での光の取り入れ効率の向上が図られる。

このような効果を得るために、受光面板の側面の形状として、少なくとも一部に管軸方向と略平行な面を含むようにしてもよいし、少なくとも一部に外方に凸となる曲面を含むようにしてもよい。あるいは、受光面板の光電面側面積より受光面側面積の方が広くなるように受光面板の側面を管軸方向に対して所定角度傾斜させるようにしてもよい。

また、本発明の光電子増倍管ユニットは、受光面板の受光面から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を複数個並設させた光電子増倍管ユニットにおいて、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ステム板と、電子増倍部及びァ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ガラス製の受光面板と、により形成され、複数の側管を並設させ、受光面板を一体化させ、側管同士を離間させたことを特徴とする。

このユニットにおいては、側管を並設させるにあたって、受光面板を一体化した状態で、側管同士を離間させることにより、隣接する側管の間を架け渡すように受光面板を延在させる結果、受光面板の有効利用面積の増大が図られる。そして、受光面板の一体化により、受光面板を同一電位にすることができると共に、側管同士を離間させることで、各電子増倍部でのゲイン（電流増倍率）コントロールの容易化を図っている ₍ 例えば、光電面をマイナスの高電圧で使用する場合において、並設させた電子増倍部相互間を一定のゲインに揃えるために、個々の電子増倍部毎にゲインの微調整を行う必要があるが、このユニットにおいては、このようなゲインコント口一ルを可能にする。

また、本発明の光電子増倍管ユニットにおいて、一枚の受光面板に、複数の側管を離間させた状態で固定すると好ましい。このような構成を採用した場合、一枚の受光面板によって受光面板の一体化を行い、受光面板の品質の均一化が図られ、ュニットの信頼性の向上に寄与する。また、本発明の光電子増倍管ユニットにおいて、複数の受光面板の側面同士を、相互に面接触させて固定する。このような構成を採用した場合、単品の光電子増倍管に受光面板同士を接合させることで、単品の光電子増倍管による幅広い組合わせを可能にし、その結果、ユニットの大型化又は小型化のいずれの場合にも迅速に対応させることができる。

また、本発明の光電子増倍管ユニットにおいて、受光面板の側面同士を、導電性の反射部材を介して固定する。このような構成を採用した場合、反射部材により受光面板同士の導電性を確保しつつ、反射部材による光の反射によって、光電面に入射させ得る光量を増大させ、受光面板での光の取り入れ効率の向上が図られる。

また、本発明の放射線検出装置は、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一夕と、シンチレ一夕に受光面板を対面させるように配置させ、シンチレ一夕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、受光面板の受光面から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ガラス製の受光面板とにより形成され、複数の側管を並設させ、受光面板を一体化させ、側管同士を離間させたことを特徴とする。

この放射線検出装置においては、側管を並設させるにあたって、受光面板を一体化した状態で、側管同士を離間させることにより、隣接する側管の間を架け渡すように受光面板を延在させる。その結果、受光面板の有効利用面積の向上が図られる。そして、受光面板の一体化により、受光面板を同一電位にすることができると共に、側管同士を離間させることで、各電子増倍部でのゲイン（電流増倍率）コント口一ルの容易化を図っている。例えば、光電面をマイナスの高電圧で使用する場合において、並設させた電子増倍部相互間を一定のゲインに揃えるために、個々の電子増倍部毎でゲインの微調整を行う必要があるが、この装置ではゲインコントロールを可能にするものであり、結果的に装置全体の性能ァップを図るものである。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明に係る光電子増倍管の一実施形態を示す斜視図である。

第 2図は、第 1図の I I 一 I I線に沿う断面図である。

第 3図は、第 2図の要部拡大断面図である。

第 4図は、第 2図の要部拡大断面図である。

第 5図は、受光面板と入射光との関係を示す図である。

第 6図は、受光面板に反射部材を設けた状態を示す断面図である。第 7図は、受光面板の他の実施形態を示す断面図である。

第 8図は、受光面板の更に他の実施形態を示す断面図である。

第 9図は、受光面板の更に他の実施形態を示す断面図である。

第 1 0図は、本発明に係る放射線検出装置の一実施形態を示す斜視図である。

第 1 1図は、放射線検出装置に利用される検出部の内部構造を示す側面図である。

第 1 2図は、光電子増倍管ユニットを示す平面図である。

第 1 3図は、光電子増倍管ユニットを示す側面図である。

第 1 4図は、第 1 3図の要部拡大断面図である。

第 1 5図は、一枚の受光面板を利用した光電子増倍管ユニットの要部拡大断面図である。

第 1 6図は、光電子増倍管ュニットの他の実施形態を示す斜視図である。

第 1 7図は、光電子増倍管の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。第 1 8図は、従来の光電子増倍管を示す要部拡大断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面と共に本発明による光電子増倍管、光電子増倍管ユニット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。

第 1図は、本発明に係る光電子増倍管を示す斜視図であり、第 2図は，第 1図の断面図である。これら図面に示す光電子増倍管 1は、略正四角筒形状の金属製（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 A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 3 a が形成され、この光電面 3 aは、受光面板 2に予め蒸着させておいたァ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 B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 とステム板 4とによって密封容器 5が構成され、この密封容器 5は、高さが 1 0 m m程度の極薄タイプのものである。

また、ステム板 4の中央には金属製の排気管 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 3 a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。

そして、密封容器 5内には、ブロック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、 1 0枚（ 1 0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 1 0によって密封容器 5内で支持され、各ステムピン 1 0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 1 0を貫通させるためのピン孔 4 aが設けられ、各ピン孔 4 a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ツ卜 1 1が充填され、各ステムピン 1 0は、夕ブレット 1 1を介してステム板 4に固定される。なお、各ステムピン 1 0には、ダイノード用のものとアノード用のものとがある。

更に、電子増倍器 7には、電子増倍部 9の下方に位置してステムピン 1 0の上端に固定したアノード 1 2が並設されている。また、電子増倍器 7の最上段において、光電面 3 aと電子増倍部 9との間には平板状の収束電極板 1 3が配置され、この収束電極板 1 3には、スリット状の開口部 1 3 aが複数本形成され、各開口部 1 3 a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 1 3 aと同数のスリツト状電子増倍孔 8 aが複数本形成され、各電子増倍孔 8 a を一方向にリニァで、紙面と垂直な方向に複数配列させている。

そして、各ダイノード 8の各電子増倍孔 8 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 1 3の各開口部 1 3 a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 1 2は所定数のチャンネル毎に対応するように 8 X 8個設けられ、各ァノード 1 2を各ステムピン 1 0にそれぞれ接続させることで、各ステムピン 1 0を介して外部に個別的な出力を取り出している。

このように、電子増倍器 7は、複数のリニア型チ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 1 0 によって、電子増倍部 9及びアノード 1 2には所定の電圧が供給され、光電面 3 aと収束電極板 1 3とは、同じ電位に設定され、各ダイノード 8とアノード 1 2は、上段から順に高電位の設定がなされている。従つて、受光面板 2に入射した光は、光電面 3 aで電子に変換され、その電子が、収束電極板 1 3と電子増倍器 7の最上段に積層されている第 1段のダイノード 8 とによって形成される電子レンズの効果により、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 1 2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 1 2から送出されることになる。また、第 3図に示すように、金属製のステム板 4と金属製の側管 2とを気密溶接するにあたって、ステム板 4を側管 2の開口端 Bから挿入し，側管 2の下端 2 aの内壁面 2 cをステム板 4の縁面 4 bに当接させ、ステム板 4の下面 4 cと側管 2の下端面 2 dとを概ね面一にし、ステム板 4から側管 2の下端面 2 dが突き出ないようにする。よって、側管 2の外壁面 2 bの下端 2 aを略管軸方向に延在させると同時に、電子増倍管 1の下端でフランジのような側方への張り出しを無くしている。この状態で、接合部分 Fに対し、外側の真下あるいは接合部分 Fを狙える方向からレーザビームを照財し、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同士を密に配列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の薄型化及びその高密度配列化を可能にする。

このようなレーザ溶接は融接法の一例であり、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。

また、側管 2は、コバール金属やステンレス等からなる平板を、肉厚 0 . 2 5 mm , 高さ 7 mm程度の略正四角筒形状にプレス加工することで得られるものであり、この側管 2の一側の開口端 Aにガラス製の受光面板 3を融着固定させている。第 4図に示すように、側管 2の受光面板 3側の先端部分（上端）には、突き刺し部 2 0が設けられている。この突き刺し部 2 0は、側管 2の上端の全周に亙って設けられると共に、その内壁面 2 c側に位置する曲面部 2 0 aを介して、外側に押し曲げられるようにして形成されている。そして、突き刺し部 2 0の先端 2 0 bは，ナイフエッジ状に尖らせてある。従って、側管 2の上端を受光面板 3に突き刺し易く、ガラス製の受光面板 3と側管 2を融着固定させる際に、その組立て作業の向上及び確実性が図られることになる。

このような形状の突き刺し部 2 0をもった側管 2を、受光面板 3に固定するにあたって、先ず、側管 2の突き刺し部 2 0の先端 2 0 bに受光面板 3の裏面を当接させた状態で、金属製の側管 2を回転台（図示せず）の上に配置する。その後、高周波加熱装置によって金属製の側管 2を加熱するが、このとき、受光面板 3を、加圧治具により上から押えつけた状態にしておく。すると、加熱された側管 2の突き刺し部 2 0が、ガラス製の受光面板 3を徐々に溶かしながら突き進むことになる。その結果. 側管 2の突き刺し部 2 0が受光面板 3に埋設され、受光面板 3と側管 2 との接合部分で高気密性が確保される。また、突き刺し部 2 0は、フランジ部のように側管 2から側方に向けて延び出るものではなく、側管 2から切り立つようにして延びるものであるから、突き刺し部 2 0を受光面板 3の側面 3 cに可能な限り近づけるようにして埋設させると、受光面板 3の有効利用面積を 1 0 0 %近くまで高めることができ、受光面板 3のデッドエリアを可能な限りゼロに近づけることができる。

第 5図に示すように、金属製側管 2の外壁面 2 bに対してガラス製の受光面板 3の側面 3 cを所定量だけ外方に突出させる結果、受光面板 3 には、所定の突出量 Lをもった張り出し部 3 Aが形成され、受光面板 3 の受光面 3 dからの光取入れ面積の拡大化が図られる。このような受光面板 3の張り出し構造は、ガラスの屈折率に着目してなされたものであり、今まで受光できなかった光 1，光 2を多く光電面 3 a内に取り入れようとしたものであり、少しでも多くの光を光電面 3 aに入射させようとする工夫である。そして、受光面板 3を厚くすればする程、光の取入れにおいて張り出し構造が有効に作用することになる。このような突出量 Lは、受光面板 3の厚みと材質との関連性において、適宜選択されることは言うまでもない。また、受光面板 3の材質としては、コバールガラス、石英ガラス等がある。

更に、金属製の側管 2にガラス製の受光面板 3を融着固定するにあたつて、ガラスと金属との材質同士の接合ゆえに前述したような融着技術を採用するが、受光面板 3と側管 2との接合作業時の融着領域を確保する上で、受光面板 3の張り出し部 3 Aが極めて有効に作用することになる。そして、張り出し部 3 Aの突出量 Lを大きくすることで、融着時に受光面板 3の側面 3 cがダレ難くなり、側面 3 cの形状保持を確実なものにする。

また、第 6図に示すように、受光面板 3の側面 3 cに反射部材 2 1を設けてもよい。この反射部材 2 1は、側面 3 cに導電性のアルミを蒸着させることで形成される。このような反射部材 2 1を設けた結果、従来においては、受光面板 3に入射し側面 3 cから外部に逃げ出てしまった光を反射部材 2 1で反射させることができる。これにより、光電面 3 a に入射させ得る光量が増大し、受光面板 3での光の取り入れ効率の向上を図るようにした。なお、側管 2には、内側に押し曲げられるようにした突き刺し部 2 O Aが設けられている。

第 7図は、受光面板 3の張り出し構造の他の例を示したものである。張り出し部 3 Bにおいて、受光面板 3の側面 3 eは、下端部に外方に凸となる曲面 Kを有している。そして、側面 3 eに反射部材 2 2を固着させている。

第 8図は、受光面板 3の張り出し構造の更に他の例を示したものである。他の張り出し部 3 Cにおいて、側面 3 f は、直線状の切り落とし形状をなしている。即ち、受光面板 3の光電面側面積より受光面側面積の方が広くなるように受光面板 3の側面 3 f を管軸方向に対して所定角度傾斜させてある。そして、側面 3 ίに反射部材 2 3を固着させている。第 9図は受光面板 3の張り出し構造の別の例を示したものである。張り出し部 3 Dにおいて、側面 3 gは、アール状の切り落とし形状をなしている。即ち、側面 3 g全体が外側に凸となる曲面となっている。そして、側面 3 gに反射部材 2 4を固着させている。

このように、何れの側面 3 e〜 3 gも光の取り入れ効率の向上を図る上で適切である。特に、第 6図及び第 7図に示した側面 3 c及び 3 eは，受光面板 3同士を密着させて並設させる場合に適した構成といえる。次に、本発明に係る光電子増倍管ュニット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。

第 1 0図に示すように、放射線検出装置 4 0は、その一例をなすガンマカメラであり、核医学における診断装置として開発されたものである _c このガンマカメラ 4 0は、支持フレーム 3 9から延びるアーム 4 2によつて保持された検出部 4 3を有し、この検出部 4 3は、被検体である患者 Pを寝かせるためのべッド 4 1の真上に配置させるものである。

この検出器 4 3の筐体 4 4内には、第 1 1図に示すように、患部に対面するようにしてシンチレ一夕 4 6が収容され、このシンチレ一タ 4 6 は、ガラス製のライトガイドを介在させることなく光電子増倍管群 Gに直接固定されている。この光電子増倍管群 Gは、多数の光電子増倍管 1 をマトリックス状に高密度で配列させたものである。各光電子増倍管 1 の受光面板 3は、シンチレ一夕 4 6から発せられる蛍光を直接入射させるために、下側に向けられてシンチレ一夕 4 6を対面接合させている。この場合、受光面板 3を従来のライトガイド程度に厚くする結果、従来のライトガイドを不要にした。

また、筐体 4 4内には、各光電子増倍管 1からの出力電荷に基づいて, 演算処理を行う位置演算部 4 9が設けられ、この位置演算部 4 9からは, ディスプレイ（図示せず）上での 3次元モニタ一を達成するための 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一線は、シンチレ一夕 4 6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 4 9 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。

なお、放射線検出装置の一例としてガンマカメラ 4 0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口ン C T (通称 P E T ) があり、この装置にも多数の光電子増倍管 1を利用していることは言うまでもない。

また、この光電子増倍管群 Gは、同一構成の光電子増倍管 1をマトリックス状に配列したものであり、この光電子増倍管群 Gには、第 1 2図に示すように、 4個（2 X 2個）の光電子増倍管 1からなる光電子増倍管ユニット Sが利用されている。なお、ユニット Sにおいて、光電子増倍管 1のこのような配列は一例である。

ここで、マトリックス状の光電子増倍管ユニット Sについて詳細に説明する。

前述した光電子増倍管 1を利用してュニット Sを構成するにあたって, 第 1 2図及び第 1 3図に示すように、樹脂又はセラミック製の基板 5 0 上には、同一形状の光電子増倍管 1が 2 X 2列の状態で配列され、隣接する 4枚の受光面板 3の側面 3 c同士を密着させ、隣接する側管 2の外壁面 2 b同士を離間させている。この場合、受光面板 3同士を接着剤を介して固定させると、受光面板 3同士を簡単かつ確実に固定させることができる。

このユニット Sにおいては、第 1 3図及び第 1 4図に示すように、張り出し部 3 Aを有する受光面板 3の側面 3 c同士を面合わせすると、隣接する側管 2同士を必然的に離間させることができると同時に、隣接する側管 2の間に形成される隙間 Uを架け渡すように受光面板 3が延在することになる。このように、張り出し部 3 Aをもった光電子増倍管 1を利用することで、受光面板 3の有効利用面積を向上させながら、側管 2 同士を離した状態にすることができる。そして、隣接する受光面板 3の一体化すると共に、側管 2同士を離間させることで、ステムピン 1 0を介した各電子増倍部 9でのゲイン（電流増倍率）コントロールを容易化している。例えば、光電面 3 aをマイナスの高電圧で使用する場合において、 4個の電子増倍部 9相互間を一定のゲインに揃えるため、個々の電子増倍部 9毎にゲインの微調整を行う必要があるが、前述したュニット Sはこのゲインコントロールを可能にするものである。また、ユニット Sを構成するにあたって、第 6図に示すように、隣接する受光面板 3の側面 3 c同士を、アルミ， M g〇又はテフロンテープ等の反射部材 2 1を介して固定させるようにしてもよい。この場合、反射部材 2 1による光の反射によって、光電面 3 aに入射させ得る光量を増大させ、受光面板での光の取り入れ効率の向上が図られる。

なお、側管 2同士を離間させると同時に受光面板 3の側面 3 c同士を一体化させたものとして、第 1 5図に示すように、一枚の受光面板 3 S に 4個数の側管 2をマトリックス状に固定させたものであってもよい。このように、一枚の受光面板 3 Sを採用すると、受光面板 3 Sの品質の均一化が図られ、それと同時に、ユニット Sの信頼性が向上する。

また、複数の光電子増倍管 1を並べた他のユニット S 1として、第 1 6図に示すように、 1枚の受光面板 3 Sに 2 5個の側管 2をマトリックス状に並べて、 2 5個の密封容器 5を構成させることも可能である。この場合、一枚の受光面板 3 Sを共有して、 2 5個もの光電子増倍管 1を構成させることになるので、隣接する側管 2間に所望の位置において、受光面板 3 Sをガラスカツ夕等で切断させると、任意の個数の光電子増倍管 1からなるユニットを必要に応じて簡単に作り出すことができる。このような大型のユニット S 1は、光電子増倍管 1を大量に生産する際に適している。例えば、一枚の受光面板 3 S上で多数の光電子増倍管 1 を構成させておいて、必要に応じて、光電子増倍管 1を一個ずつ切り出して利用するようにしてもよい。

本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、第 1 7図に示すように、光電子増倍管 1 Aにおいて、外側に広がるフランジ部 6 0 aを側管 6 0の上端に設け、このフランジ部 6 0 aの上面 6 0 cを受光面板 3に融着固定させるようにしてもよい。この場合、側管 6 0の外壁面 6 0 bに対して受光面板 3の側面 3 cは外方に突出することになる。また、受光面板 3の形状は、正方形に限定されるものではなく長方形や六角形等の多角形であってもよい。産業上の利用可能性

本発明にかかる光電子増倍管、光電子増倍管ュニット及び放射線検出装置は、低照度領域の撮像装置、例えばガンマカメラ等、幅広く用いられる。

Claims

請求の範囲

1. 受光面板（ 3) の受光面から入射した光によって電子を放出する光電面（ 3 a) を有し、前記光電面（3 a) から放出した電子を増倍させる電子増倍部（ 7) を密封容器（ 5) 内に有し、前記電子増倍部（7) 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（1 2) をもつた光電子増倍管（ 1 ) において、

前記密封容器（ 5) は、

前記電子増倍部（7 ) 及び前記アノード（ 1 2) をステムピン（ 1 0) を介して固定させるステム板（4) と、

前記電子増倍部（7) 及び前記アノード（ 1 2) を包囲すると共に、一側の開口端（B) に前記ステム板（4) を固定する金属製の側管（2) と、

前記側管（ 2) の他側の開口端（A) に固定するガラス製の前記受光面板（3) とにより形成され、

前記受光面板（3) の側面を前記側管（2) の外壁面に対して外方に突出させたことを特徴とする光電子増倍管。

2. 前記側管（2) の上端側（2 0 b) には、前記受光面板（3) の前記光電面（ 3 a) 側に埋設させた突き刺し部（2 0) が設けら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. 前記突き刺し部（2 0) の先端部分（2 0 b) は、内側又は外側に曲げ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. 前記突き刺し部（2 0) は、その先端をナイフエッジ状に尖らせていることを特徴とする請求項 2又は 3のいずれかに記載の光電子増倍管。

5. 前記突き刺し部（2 0) を前記受光面板（ 3) の前記光電面（3 a) 側に当接させた状態で前記突き刺し部（ 2 0) を加熱し、前記突き刺し部（2 0) からの熱伝導により前記突き刺し部（2 0) が当接する部分の前記受光面板（ 3) を溶融し、前記突き刺し部（2 0) と前記受光面板（3)に対して押圧力を作用させることにより前記突き刺し部（2 0) を前記受光面板（ 3) の前記光電面（ 3 a) 側に埋設させたことを特徴とする請求項 2記載の光電子増倍管。

6. 前記受光面板（3) の前記側面（3 c , 3 e , 3 f ， 3 g) に反射部材（ 2 1 , 2 2， 2 3， 24) を設けたことを特徴とする請求項 1 乃至 ₃のいずれかに記載の光電子増倍管。

7. 前記受光面板（ 3) の前記側面（3 c、 3 e) の少なくとも一部に管軸方向と略平行な面を含むことを特徴とする請求項 6に記載の光電子増倍管。

8. 前記受光面板（ 3) の前記側面（3 e、 3 g) の少なくとも一部に外方に凸となる曲面を含むことを特徴とする請求項 6に記載の光電子増倍管。

9. 前記受光面板（ 3) の光電面側面積より受光面側面積の方が広くなるように前記受光面板（ 3) の前記側面（ 3 f ) を管軸方向に対して所定角度傾斜させたことを特徴とする請求項 6記載の光電子増倍管。

1 0. 受光面板（3) の受光面から入射した光によって電子を放出する光電面（ 3 a) を有し、前記光電面（ 3 a) から放出した電子を増倍させる電子増倍部（ 7 ) を密封容器（ 5) 内に有し、前記電子増倍部（ 7) 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（ 1 2) をもつた光電子増倍管（ 1 ) を複数個並設させた光電子増倍管ユニット（S) において、

前記密封容器（ 5) は、

前記電子増倍部（7) 及び前記アノード（ 1 2) をステムピン（ 1 0) を介して固定させるステム板（4) と、前記電子増倍部（ 7) 及び前記アノード（ 1 2) を包囲すると共に、一側の開口端（B) に前記ステム板（4) を固定する金属製の側管（2) と、

前記側管（2 ) の他側の開口端（A) に固定するガラス製の前記受光面板（3) とにより形成され、

複数の前記側管（2) を並設させ、前記受光面板（3) を一体化させ，前記側管（2) 同士を離間させたことを特徴とする光電子増倍管ュニッ卜。

1 1. 一枚の前記受光面板（ 3 S) に、複数の前記側管（2) を離間させた状態で固定したことを特徴とする請求項 1 0記載の光電子増倍管ュニット。

1 2. 複数の前記受光面板（3) の前記側面同士を、相互に面接触させて固定したことを特徴とする請求項 1 0記載の光電子増倍管ュニット₍

1 3. 前記受光面板（3) の前記側面同士を、導電性の反射部材（2 1 ) を介して固定したことを特徴とする請求項 1 2記載の光電子増倍管ュニット。

1 4. 被検体（P) 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一夕（46) と、前記シンチレ一夕（46) に受光面板（3) を対面させるように配置させ、前記シンチレ一夕（46) 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，（ 1 ) と、前記光電子増倍管（ 1 ) からの出力を演算処理し、前記被検体（P) 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（49) とを備えた放射線検出装置（ 40 ) において、

前記受光面板（ 3) の受光面から入射した光によって電子を放出する光電面（ 3 a) を有し、前記光電面（3 a) から放出した電子を増倍させる電子増倍部（ 7) を密封容器（ 5) 内に有し、前記電子増倍部（ 7) 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（1 2) を有し、

前記密封容器（5) は、

前記電子増倍部（7) 及び前記アノード（ 1 2) をステムピン（ 1 0) を介して固定させるステム板（4) と、

前記電子増倍部（7) 及び前記アノード（1 2) を包囲すると共に、一側の開口端（B) に前記ステム板（4) を固定する金属製の側管（2) と、

前記側管（2) の他側の開口端（A) に固定するガラス製の前記受光面板（3) とにより形成され、

複数の前記側管（2) を並設させ、前記受光面板（3) を一体化させ. 前記側管（2) 同士を離間させたことを特徴とする放射線検出装置。