專利名稱：光電倍增管、光電倍增管單元及放射線檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有利用電子的倍增檢測出入射到受光面板上的微弱的光線的結(jié)構(gòu)的光電倍增管，將光電倍增管排列構(gòu)成的光電倍增管單元，以及將光電倍增管及電子倍增管單元并列使用的放射線檢測裝置。
背景技術(shù)：
特開平5-290793號公報中描述了光電倍增管，這種光電倍增管具有把電子倍增部容納到密封容器內(nèi)的結(jié)構(gòu)。密封容器將金屬制的側(cè)管的上端制成向內(nèi)側(cè)延伸的凸緣狀，將該凸緣部熔合固定到受光面板的上表面(受光面)上，利用凸緣部有效地確保氣密性。并且，在把側(cè)管的凸緣部熔合到受光面板上時，對側(cè)管進(jìn)行加熱。
但是，在前面所述的現(xiàn)有光電倍增管中，存在著以下的問題。即，如
圖18所示，在側(cè)管100上具有在其上端的整個外周上設(shè)置的凸緣部101，使凸緣部101的下表面101a與受光面板102的上表面102a接觸，將側(cè)管100與受光面板102熔合固定。這種光電倍增管凸緣部101在受光面板102的上表面(受光面)102a上伸出，用側(cè)管100的上端覆蓋受光面板102的邊緣，從而，凸緣部101使受光面102a變窄，存在著使受光面板102的有效利用面積縮小的問題。近年來，將多個光電倍增管并列設(shè)置利用的機(jī)會增多，在這種情況下，尋求哪怕是增大百分之一的受光面板102的有效利用面積，但在密集地把前述現(xiàn)有技術(shù)的多個光電倍增管排列的情況下，不難想象會產(chǎn)生相當(dāng)大的空閑區(qū)域。同時，在并列設(shè)置利用這種光電倍增管的放射線檢測裝置中，由于光電倍增管本身的問題，很難提高檢測裝置本身的性能。
本發(fā)明為解決上述課題而提出的，其目的特別是提高既增大受光面板的有效利用面積，又?jǐn)U大受光面板的側(cè)管的固定區(qū)域的光電倍增管，以及既增大受光面板的有效利用面積又可以很容易進(jìn)行各個側(cè)管的各電子倍增部中的增益(電流倍增率)控制的光電倍增管單元，和由于受光面板的有效利用面積的擴(kuò)大檢測裝置本身的性能提高的放射線檢測裝置。
發(fā)明的概述本發(fā)明的光電倍增管為一種具有利用從受光面板的受光面入射的光線發(fā)射電子的光電面，在密封容器內(nèi)具有使從光電面發(fā)射出來的電子倍增的電子倍增部，具有根據(jù)用電子倍增部倍增的電子發(fā)出輸出信號的陽極的光電倍增管，其特征為，密封容器由經(jīng)由芯柱銷使電子倍增部及陽極固定的芯柱板，包圍電子倍增部及陽極并且把芯柱板固定到一側(cè)的開口端上的金屬制側(cè)管，以及固定到側(cè)管的另一側(cè)的開口端上的玻璃制的受光面板構(gòu)成，其中，使受光面板的側(cè)面相對于側(cè)管的外壁面向外部突出。
在這種光電倍增管中，由于使受光面板的側(cè)面相對于金屬制側(cè)管的外壁面向外部突出，受光面板相對于側(cè)管向側(cè)方伸出，以期擴(kuò)大從受光面板的受光面提取光線的面積。這種受光面板伸出的結(jié)構(gòu)著眼于玻璃的折射率，是一種至少可以大量地將迄今為止尚不能被接收的光提取到光電面內(nèi)的方案。而且，在將金屬制的側(cè)管與玻璃制的受光面板固定的過程中，在將玻璃及金屬接合上采用熔合技術(shù)，對于確保受光面板與側(cè)管的接合作業(yè)時的可靠性，受光面板的伸出結(jié)構(gòu)是極為有效的。這樣，采用金屬制的側(cè)管時的受光面板的伸出結(jié)構(gòu)對于擴(kuò)大受光區(qū)域及擴(kuò)大熔合時的固定區(qū)域是極為有效的方式。此外，受光面板的厚度越厚，在提取光時受光面板的伸出結(jié)構(gòu)是極為有效的。
此外，在本發(fā)明的光電倍增管中，在側(cè)管的上端側(cè)設(shè)置埋設(shè)在受光面板的光電面?zhèn)鹊脑氩?。在這種情況下，設(shè)置在側(cè)管上的扎入部以扎入的方式埋入玻璃制的受光面板內(nèi)，從而提高側(cè)管與受光面板的適配性，確保高氣密性。而且，設(shè)置在側(cè)管上的扎入部不像凸緣部那樣從側(cè)管向側(cè)方伸出，而是從側(cè)管陡峭地延伸，所以能夠盡可能靠近地將扎入部埋設(shè)到受光面板的側(cè)面內(nèi)，可最大限度地提高受光面板的有效利用面積。
在本發(fā)明的光電倍增管中，扎入部的前端部分可以向內(nèi)側(cè)或外側(cè)彎曲。通過采用這種結(jié)構(gòu)，可以擴(kuò)大埋設(shè)到受光面板內(nèi)的扎入部的表面面積，提高側(cè)管與受光面板的接合部分的氣密性。
進(jìn)而，在本發(fā)明的電子倍增管中，優(yōu)選地，將扎入部的前端削尖成刀刃狀。通過采用這種結(jié)構(gòu)，容易把側(cè)管的端部扎入受光面板內(nèi)，在使側(cè)管熔合固定到玻璃制的受光面板內(nèi)時，可提高其組裝作業(yè)效率及可靠性。
為了將側(cè)管的端部與受光面板熔融固定，在使扎入部與受光面板的光電面?zhèn)冉佑|的狀態(tài)下加熱扎入部，利用從扎入部的熱傳導(dǎo)熔融扎入部所接觸的部分的受光面板，通過對扎入部及受光面板作用壓緊力，將扎入部埋設(shè)到受光面板的光電面?zhèn)取?br>
此外，在本發(fā)明的光電倍增管中，在受光面板的側(cè)面上設(shè)置反射構(gòu)件。在現(xiàn)有技術(shù)中，入射到受光面板上的光線會從側(cè)面散發(fā)到外部，但通過設(shè)在側(cè)面上的反射構(gòu)件將這種光線反射，可以增大入射到光電面上的光量，提高受光面板的采光效率。
為獲得這種效果，作為受光面板的側(cè)面的形狀，至少包含一部分與管軸方向基本上平行的面，也可以包含至少一部分向外凸出的曲面。或者為使受光面板的面積大于受光面板的光電面一側(cè)的面積，使受光面板的側(cè)面相對于管軸方向傾斜規(guī)定的角度。
此外，本發(fā)明的光電倍增管單元為一種將多個具有利用從受光面板的受光面入射的光線發(fā)射電子的光電面，在密封容器內(nèi)具有使從光電面發(fā)射出的電子倍增的電子倍增部，具有根據(jù)由電子倍增部倍增的電子發(fā)出輸出信號的陽極的光電倍增管并列設(shè)置的光電倍增管單元，其特征為，密封容器由以下部分構(gòu)成經(jīng)由芯柱銷將電子倍增部及陽極固定的芯柱板，包圍電子倍增部及陽極并且將芯柱板固定到一側(cè)的開口端上的金屬制側(cè)管，以及固定到側(cè)管的另外一側(cè)的開口端上的玻璃制的受光面板，其中，將多個側(cè)管并列設(shè)置，將受光面板一體化，使側(cè)管彼此分離。
在這種單元中，在使側(cè)管并列設(shè)置的過程中，在將受光面板一體化的狀態(tài)下，通過使側(cè)管彼此分離，以架設(shè)在相鄰的側(cè)管之間的方式延伸受光面板，從而可增大受光面板的有效利用面積。同時，通過使受光面板一體化，在可以使受光面板處于相同的電位的同時，通過使側(cè)管彼此分離，容易進(jìn)行各電子倍增部的增益(電流倍增率)的控制。例如，在負(fù)的高壓下使用光電面的情況下，為了使并列設(shè)置的電子倍增部相互之間與規(guī)定的增益相一致，必須對每個電子倍增部進(jìn)行增益的微調(diào)，在這種單元中，可以進(jìn)行這種增益控制。
此外，在本發(fā)明的光電倍增管單元中，優(yōu)選地，在一個受光面板上在分離的狀態(tài)下固定多個側(cè)管。在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，利用一個受光面板進(jìn)行受光面板的一體化，以便使受光面板的質(zhì)量均勻，提高單元的可靠性。
此外，在本發(fā)明的光電倍增管單元中，使多個受光面板的側(cè)面彼此進(jìn)行面接觸加以固定。在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，通過在單件的光電倍增管上使受光面板彼此接合，可以利用單件光電倍增管進(jìn)行廣泛的組合，結(jié)果是，可以迅速地與單元的大型化或小型化的任何一種情況相適應(yīng)。
此外，在本發(fā)明的光電倍增管單元中，中間經(jīng)由導(dǎo)電性反射構(gòu)件將受光面板的側(cè)面相互固定。在采用這種結(jié)構(gòu)時，既可以利用反射構(gòu)件確保受光面板彼此之間的導(dǎo)電性，又可以利用由反射構(gòu)件進(jìn)行光的反射，使能夠入射到光電面上的光量增大，提高受光面板的采光效率。
此外，本發(fā)明的放射線檢測裝置為一種配備有利用從被檢測體發(fā)生的放射線的入射產(chǎn)生熒光的閃爍器，使閃爍器與受光面板對向地配置的、根據(jù)從閃爍器發(fā)出的熒光輸出電荷的多個光電倍增管，以及對從光電倍增管來的輸出進(jìn)行運(yùn)算處理、輸出被檢測體內(nèi)發(fā)出的放射線的位置信息信號的位置運(yùn)算部的放射線檢測裝置，其特征為，光電倍增管具有利用從受光面板的受光面入射的光線發(fā)射電子的光電面，在密封容器內(nèi)具有使從光電面發(fā)射出來的電子倍增的電子倍增部，具有根據(jù)由電子倍增部倍增的電子發(fā)出輸出信號的陽極，密封容器由經(jīng)由芯柱銷將電子倍增部及陽極固定的芯柱板，包圍電子倍增部及陽極、并且將芯柱板固定到一側(cè)的開口端上的金屬制側(cè)管，以及固定到側(cè)管的另一側(cè)開口端上的玻璃制的受光面板構(gòu)成，將多個側(cè)管并列設(shè)置，使受光面板一體化，使側(cè)管彼此分離。
在這種放射線檢測裝置中，在并列地設(shè)置側(cè)管的過程中，在將受光面板一體化的狀態(tài)下，通過使側(cè)管彼此分離，以架設(shè)在相鄰的側(cè)管之間的方式延伸受光面板。其結(jié)果是增大受光面板的有效利用面積。并且，通過受光面板的一體化，在可以使受光面板等電位的同時，通過使側(cè)管彼此分離可以很容易地對各電子倍增部的增益(電流倍增率)進(jìn)行控制。例如，在對光電面使用負(fù)的高電壓的情況下，為了使并列設(shè)置的電子倍增部相互之間與規(guī)定的增益相一致，有必要對所有電子倍增部的每一個進(jìn)行增益的微調(diào)，在這種裝置中，可以進(jìn)行增益控制，從而提高整個裝置的性能。
附圖的簡單說明圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的光電倍增管的一種實施方式的透視圖。
圖2是沿圖1的II-II線的剖面圖。
圖3是圖2的主要部分的放大剖面圖。
圖4是圖2的主要部分的放大透視圖。
圖5是表示受光面板與入射光的關(guān)系的圖示。
圖6是表示把反射構(gòu)件設(shè)置在受光面板上時的剖面圖。
圖7是表示受光面板的另外的實施方式的剖面圖。
圖8是表示受光面板的進(jìn)一步的另外的實施方式的剖面圖。
圖9是表示受光面板的進(jìn)一步的另外的實施方式的剖面圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的放射線檢測裝置的一種實施方式的透視圖。
圖11是表示被用于放射線檢測裝置中的檢測部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖12是表示光電倍增管單元的平面圖。
圖13是表示光電倍增管單元的側(cè)視圖。
圖14是圖13的主要部分的放大剖面圖。
圖15是表示利用一個受光面板的光電倍增管單元的主要部分的放大剖面圖。
圖16是表示光電倍增管單元的另外的實施方式的透視圖。
圖17是表示光電倍增管的另外的實施方式的主要部分的放大剖面圖。
圖18是表示現(xiàn)有技術(shù)的光電倍增管的主要部分的放大剖面圖。
實施發(fā)明的優(yōu)選方式下面與附圖一起詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的光電倍增管，光電倍增管電源及放射線檢測裝置的優(yōu)選實施方式。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的光電倍增管的透視圖，圖2是圖1的剖面圖。這些圖中所示的光電倍增管1具有大致為正四邊筒狀的金屬制(例如科瓦鐵鎳鋁合金金屬制或不銹鋼制)的側(cè)管2，在該側(cè)管2的一側(cè)的開口端A上熔合固定玻璃制受光面板3，在該受光面板3的內(nèi)表面上形成把光轉(zhuǎn)換成電子的光電面3a，該光電面3a通過使堿金屬蒸氣與預(yù)先蒸發(fā)在受光面板2上的銻反應(yīng)形成。此外，在側(cè)管2的開口端B上焊接固定金屬制(例如科瓦鐵鎳鋁合金金屬制或不銹鋼制)的芯柱板4。這樣，利用側(cè)管2與受光面板3和芯柱板4構(gòu)成密封容器5，該密封容器5是高度為10mm左右的極薄型的容器。
此外，在芯柱板4的中央固定有金屬制排氣管6。該金屬排氣管6用于在光電倍增管1組裝作業(yè)結(jié)束后，利用真空泵(圖中未示出)將密封容器5的內(nèi)部排氣抽成真空狀態(tài)，并且也用作在形成光電面3a時將堿金屬蒸氣導(dǎo)入到密封容器5內(nèi)的管。
同時，在密封容器5內(nèi)設(shè)置以塊狀疊層的電子倍增管7，該電子倍增器7具有使10個(10級)板狀倍增管電極8疊層而成的電子倍增部9，電子倍增器7由以貫通芯柱板4的方式設(shè)置的科瓦鐵鎳鋁合金金屬制的芯柱銷10支承在密封容器5內(nèi)，各芯柱銷10的前端與各倍增管電極8電連接。此外，在芯柱板4上設(shè)置貫通各芯柱板10用的銷孔4a，在各銷孔4a內(nèi)填充科瓦鐵鎳鋁合金玻璃制的用作氣密性密封的料片11，各芯柱銷10中間經(jīng)由料片11固定到芯柱板4上。此外，各芯柱銷10有倍增管電極用及陽極用芯柱銷。
進(jìn)而，在電子倍增器7上并列設(shè)置位于電子倍增部9的下方、固定在芯柱銷10的上端的陽極12。此外，在電子倍增器7的最上一級，于光電面3a及電子倍增部9之間配置平板狀的聚束電極板13，在該聚束電極板13上形成多個狹縫狀開口部13a，各開口部13a沿一個方向成線性排列。同樣地，在電子倍增部9的各倍增管電極8上形成多個與開口部13a相同數(shù)目的狹縫狀電子倍增孔8a，將多個電子倍增孔8a沿一個方向線性地沿與紙面垂直的方向排列。
同時，通過使沿級的方向排列各倍增管電極8的各個電子倍增孔8a構(gòu)成的各電子倍增路徑L與聚束電極板13的各開口部13a一一對應(yīng)，在電子倍增器7上形成多個通道。此外，設(shè)在電子倍增器7上的各陽極17與規(guī)定數(shù)目的通道的每一個相對應(yīng)，設(shè)置8×8個，通過把各陽極12分別連接到各芯柱銷10上，經(jīng)由各芯柱銷10將各自的輸出提出到外部。
這樣，電子倍增器7具有多個線性通道。同時，利用連接到圖中未示出的分壓電路上的規(guī)定的芯柱銷10向電子倍增部9及陽極12供應(yīng)規(guī)定的電壓，將光電面3a與聚束電極板13設(shè)定成等電位，各倍增管電極8和陽極12從上級起依次設(shè)定為高電位。從而，入射到受光面板2上的光線由光電面3a轉(zhuǎn)換成電子，所述電子利用疊層在聚束電極板13和電子倍增器7的最上級上的第一級倍增管電極8所形成的電子透鏡作用，入射到規(guī)定的通道內(nèi)。然后，在電子入射的通道內(nèi)，電子一面通過倍增管電極8的電子倍增路徑L，一面被各倍增管電極多級倍增入射到陽極12上，從陽極12送出每個規(guī)定通道的各自的輸出。
此外，如圖3所示，在氣密性地焊接金屬制芯柱板4及金屬制側(cè)管2的過程中，從側(cè)管2的開口端B插入芯柱板4，使側(cè)管2的下端2a的內(nèi)壁面2c與芯柱板4的邊緣面4b接觸，使芯柱板4的下表面4c與側(cè)管2的下端面2d大致處于同一平面內(nèi)，側(cè)管2的下端面2d不會從芯柱板4突出。從而，在使側(cè)管2的外壁面2b的下端2a大致沿管軸方向延伸的同時，在電子倍增管1的下端不會向凸緣那樣向側(cè)方伸出。在這種狀態(tài)下，從瞄準(zhǔn)外側(cè)的正下方或接合部分F的方向?qū)雍喜糠諪照射激光束，對接合部分F進(jìn)行激光焊接。
這樣，在光電倍增管1的下端，雖然由于沒有像凸緣那樣的伸出部，難以進(jìn)行電阻焊，但可以縮小光電倍增管1的外形尺寸，即使在并列使用光電倍增管1時，能夠盡可能地排除空閑區(qū)域，可以使側(cè)管彼此間緊密排列。從而采用激光焊接進(jìn)行金屬制芯柱板4與金屬制的側(cè)管2的接合，可以使光電倍增管1薄型化并進(jìn)行高密度排列。
這種激光焊接是熔接法的一個例子，利用這種熔接法將側(cè)管2焊接固定到芯柱板4上時，與電阻焊不同，由于不必在側(cè)管2與芯柱板4的接合部分F上施加壓力，在接合部分F上不發(fā)生殘留應(yīng)力，在使用過程中在接合部位也不容易發(fā)生龜裂，顯著提高耐久性及氣密性。此外，在熔接法中，激光焊接及電子束焊與電阻熔相比，可以把接合部分F所發(fā)生的熱量抑制到很小的程度。從而，在組裝光電倍增管1的過程中，熱量對配置在密封容器5內(nèi)的各種部件的影響極小。
此外，側(cè)管2是通過將科瓦鐵鎳鋁合金金屬或不銹鋼等構(gòu)成的平板壓力加工成壁厚為0.25mm，高度為7mm左右的大致為正四邊筒狀獲得的，在該側(cè)管2一側(cè)的開口端A上熔合固定玻璃制的受光面板3。如圖4所示，在側(cè)管2的受光面板3側(cè)的前端部分(上端)上設(shè)置扎入部20。該扎入部20設(shè)置在側(cè)管2的上端的整個外周上，并且通過位于其內(nèi)壁面2c側(cè)的曲面部20a向外側(cè)彎曲。同時，扎入部20的前端部20b被削尖成刀刃狀。從而，易于將側(cè)管2的上端扎入受光面板3內(nèi)，在使玻璃制受光面板3與側(cè)管2熔合固定時，提高其組裝作業(yè)性能及可靠性。
在把具有這種形狀的扎入部20的側(cè)管2固定到受光面板3上時，首先，在使受光面板3的背面與側(cè)管2的扎入部20的前端20b接觸的狀態(tài)下，將金屬制的側(cè)管2配置在旋轉(zhuǎn)臺(圖中未示出)上。然后，利用高頻加熱裝置加熱金屬制的側(cè)管2，這時，利用加壓夾具從上方壓住受光面板。這樣，被加熱的側(cè)管2的扎入部20一面緩緩地將玻璃制受光面板3熔化一面扎入。其結(jié)果是，側(cè)管2的扎入部20被埋設(shè)到受光面板3內(nèi)，確保受光面板3與側(cè)管2的接合部分處的高氣密性。
此外，扎入部20不像凸緣那樣從側(cè)管2向側(cè)方延伸，而是從側(cè)管2陡峭的延伸，所以，當(dāng)將扎入部20盡可能靠近受光面板3的側(cè)面3c埋設(shè)時，可以把受光面板3的有效利用面積提高到接近100％，盡可能地使受光面板3的空閑區(qū)域接近于零。
如圖5所示，使玻璃制的受光面板3的側(cè)面3c相對于金屬制側(cè)管2的外壁面2b向外突出規(guī)定的量，從而在受光面板3上形成具有規(guī)定的突出量L的伸出部3A，以期擴(kuò)大取入來自受光面板3的受光面3d的光的面積。這種受光面板3的伸出結(jié)構(gòu)著眼于玻璃的折射率，將迄今為止不能接收的光線1，光線2大量地引入到光電面3a內(nèi)，至少設(shè)法使更多的光線入射到光電面3a上。同時，受光面板3的厚度越是厚，在引入光時伸出結(jié)構(gòu)越有效。自然，這種突出量L與受光面板3的厚度及材料有關(guān)，應(yīng)適當(dāng)加以選擇，此外，作為受光面板3的材料，有科瓦鐵鎳鋁合金玻璃，石英玻璃等。
進(jìn)而，在把玻璃制的受光面板3熔合固定到金屬制的側(cè)管2上的過程中，在玻璃與金屬材料彼此結(jié)合上采用前面所述的熔合技術(shù)，在對于確保受光面板3與側(cè)管2的接合作業(yè)時的熔合區(qū)域，受光面板3的伸出部3A起著極其有效的作用。同時，通過加大伸出部3A的突出量L，在熔合時，受光面板3的側(cè)面3c不容易塌邊，可確保側(cè)面3c的形狀。
此外，如圖6所示，也可以在受光面板3的側(cè)面3c上設(shè)置反射構(gòu)件21。這種反射構(gòu)件21通過在側(cè)面3c上蒸發(fā)導(dǎo)電性的鋁形成。由于設(shè)置這種反射構(gòu)件21，可以用反射構(gòu)件21將現(xiàn)有技術(shù)中入射到受光面板3上、從側(cè)面3c逸出到外部的光加以反射。借此，增大可入射到光電面3a上的光量，提高由受光面板3的采光效率。此外，在側(cè)管2上設(shè)置向內(nèi)側(cè)彎曲的扎入部20A。
圖7是表示受光面板3的伸出結(jié)構(gòu)的另外的例子。在伸出部3B上，受光面板3的側(cè)面3e具有在下端部向外凸出的曲面K。同時，將反射構(gòu)件22固定到側(cè)面3e上。
圖8是表示受光面板3的伸出結(jié)構(gòu)的另外一個例子。在另外一種伸出部3C上，側(cè)面3f成直線形的切口狀。即，為使受光面板3的受光面?zhèn)鹊拿娣e比受光面板3的光電面?zhèn)鹊拿娣e大，使受光面板3的側(cè)面3f相對于管軸方向傾斜規(guī)定的角度。同時，使反射構(gòu)件23固定到側(cè)面3f上。
圖9表示受光面板3的伸出結(jié)構(gòu)的另外的例子。在伸出部3D上，側(cè)面3g成圓弧狀的切口狀。即，側(cè)面3g的整體成向外側(cè)凸出的曲面。同時，將反射構(gòu)件24固定到側(cè)面3g上。
這樣，對于提高任何一種側(cè)面3e～3g的采光效率是適當(dāng)?shù)?。特別是圖6及圖7所示的側(cè)面3c及3e，是適合于使受光面板3彼此貼緊并列設(shè)置的結(jié)構(gòu)。
其次，說明根據(jù)本發(fā)明的光電倍增管單元及放射線檢測裝置的優(yōu)選實施方式。
如圖10所示，放射線檢測裝置40是作為它的一個例子的γ-射線攝像機(jī)，是作為核醫(yī)學(xué)中的診斷裝置開發(fā)出來的。這種γ-射線攝像機(jī)40具有由從支承臂39延伸出來的臂42保持的檢測部43，該檢測部43配置在作為被檢測體的患者躺臥的床41的正上方。
如圖11所示，在該檢測器43的殼體44內(nèi)，與患部對面地收納閃爍器46，該閃爍器46中間不經(jīng)過玻璃制的光導(dǎo)管而直接固定到光電倍增管組G上。該光電倍增管組G將多個光電倍增管1以高密度排列成陣列狀構(gòu)成。為了使從閃爍器46發(fā)出的熒光直接入射，將各光電倍增管1的受光面板3指向下側(cè)與閃爍器46面對面地相接合。在這種情況下，把受光面板3加厚到現(xiàn)有技術(shù)中的光導(dǎo)管的厚度，結(jié)果是，無需此外，在殼體44內(nèi)設(shè)置根據(jù)從各個光電倍增管1輸出的電荷進(jìn)行運(yùn)算處理的位置運(yùn)算部49，從該位置運(yùn)算部49輸出為達(dá)到在顯示器(圖中未示出)上進(jìn)行三維監(jiān)測用的X信號、Y信號及Z信號、這樣，從患者P的患病部位發(fā)生的γ-射線由閃爍器46變換成規(guī)定的熒光，用光電倍增管1將該熒光的能量變換成電荷，利用位置運(yùn)算部49作為位置信息信號輸出到外部，可以監(jiān)測放射線的能量分布，利用圖像進(jìn)行診斷。
此外，作為放射線檢測裝置的一個例子對于γ-射線攝像機(jī)40進(jìn)行了簡單的說明，但不言而喻，作為用于核醫(yī)學(xué)診斷的放射線檢測裝置，有正電子CT(通稱PET)，在這種裝置中也利用很多光電倍增管1。
此外，這種光電倍增管組G是將具有相同結(jié)構(gòu)的光電倍增管1排列成陣列狀構(gòu)成的，如圖12所示，這種電子倍增管組G采用由4個(2×2個)光電倍增管1構(gòu)成的光電倍增管單元S。此外，在單元S中，光電倍增管1的這種排列僅是一個例子。
這里，對陣列狀的光電倍增單元S進(jìn)行詳細(xì)說明。
在利用前述光電倍增管1構(gòu)成單元S的過程中，如圖12及圖13所示，在樹脂或陶瓷制基板50上，以2×2列的狀態(tài)配置相同形狀的光電倍增管1，使相鄰的四個受光面板3的側(cè)面3c彼此之間貼緊，使相鄰的側(cè)管2的外壁面2b彼此分離。在這種情況下，當(dāng)用粘接劑將受光面板3彼此之間固定時，可以簡單且可靠地將受光面板3彼此之間固定。
在這種單元S中，如圖13及圖14所示，當(dāng)使具有伸出部3A的受光面板3的側(cè)面3c彼此之間的面吻合時，必然使相鄰的側(cè)管2相互離開，同時，受光面板3以跨越形成于相鄰的側(cè)管2之間的間隙U的方式延伸。這樣，通過利用具有伸出部3A的光電倍增管1，一面增大受光面板3的有效利用面積，一面可以使相鄰的受光面板3處于彼此分離的狀態(tài)。并且，通過將相鄰的受光面板3形成一個整體且使側(cè)管2彼此分離，可以很容易對經(jīng)由芯柱銷10的各電子倍增部9的增益(電流倍增率)進(jìn)行控制。例如，在對光電面3a使用負(fù)的高電壓時，為了使四個電子倍增部9相互之間與規(guī)定的增益相一致，有必要對各電子倍增部9的每一個進(jìn)行增益的微調(diào)，而前面所述的單元S就可以進(jìn)行這種增益的控制。
此外，在制造這種單元S的過程中，如圖6所示，也可以經(jīng)由鋁，MgO或聚四氟乙烯帶等反射構(gòu)件21將相鄰的受光面板3的側(cè)面3c彼此固定。在這種情況下，利用由反射構(gòu)件21造成的對光的反射，增大可入射到光電面3a上的光量，提高受光面板的采光效率。
此外，作為使側(cè)管2分離的同時，使受光面板3的側(cè)面3c彼此成為一個整體的結(jié)構(gòu)，如圖15所示，也可以將四個側(cè)管2成陣列狀固定到一個受光面板3S上。這樣，當(dāng)采用一個受光面板3S時，使受光面板3S的質(zhì)量均勻，并且提高單元S的可靠性。
此外，作為把多個光電倍增管1并列的另外的單元S1，如圖16所示，在一個受光面板3S上以陣列狀并列25個側(cè)管2，可構(gòu)成25個密封容器5。在這種情況下，由于共用一個受光面板3S構(gòu)成25個光電倍增管1，所以，當(dāng)在相鄰的側(cè)管2之間的所需的位置上用玻璃刀等切斷受光面板3S時，可以根據(jù)需要簡單地制作出由任意個數(shù)的光電倍增管1構(gòu)成的單元。這種大型的單元S1適合于大量生產(chǎn)光電倍增管1時的情況。例如，可以在一個受光面板3S上構(gòu)成多個光電倍增管1，根據(jù)需要將光電倍增管1一個個切下來使用。
本發(fā)明并不局限于前述實施方式。例如，如圖17所示，在光電倍增管1A中，也可以在側(cè)管60的上端設(shè)置向外側(cè)展開的凸緣部60a，將該凸緣部60a的上表面60c熔合固定到受光面板3上。在這種情況下，受光面板3的側(cè)面3c相對于側(cè)管60的外壁面60b向外側(cè)凸出。此外，受光面板3的形狀并不局限于正方形，也可以是長方形及六邊形等。
工業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的光電倍增管，光電倍增管單元及放射線檢測裝置，廣泛用于低照度領(lǐng)域的攝像裝置，例如γ-射線攝像機(jī)等。
權(quán)利要求
1.一種光電倍增管，在具有利用從受光面板(3)的受光面入射的光射發(fā)射電子的光電面(3a)，在密封容器(5)內(nèi)具有使從前述光電面(3a)發(fā)射出的電子倍增的電子倍增部(7)，具有根據(jù)用前述電子倍增部(7)倍增的電子發(fā)出輸出信號的陽極(12)的光電倍增管(1)中，其特征為，前述密封容器(5)由以下部分構(gòu)成經(jīng)由芯柱銷(10)使前述電子倍增部(7)及前述陽極(12)固定的芯柱板(4)，包圍前述電子倍增部(7)及前述陽極(12)、且將前述芯柱板(4)固定到一側(cè)的開口端(B)上的金屬制側(cè)管(2)，固定到前述側(cè)管(2)的另一側(cè)開口端(A)上的玻璃制的前述受光面板(3)，其中，使前述受光面板(3)的側(cè)面相對于前述側(cè)管(2)的外壁面向外突出。
2.如權(quán)利要求1所述的光電倍增管，其特征為，在前述側(cè)管(2)的上端側(cè)(20b)上，設(shè)置埋設(shè)在前述受光面板(3)的前述光電面(3a)側(cè)的扎入部(20)。
3.如權(quán)利要求2所述的光電倍增管，其特征為，前述扎入部(20)的前端部分(20b)向內(nèi)側(cè)或外側(cè)彎曲。
4.如權(quán)利要求2或3所述的光電倍增管，其特征為，前述扎入部(20)，其前端被削尖成刀刃狀。
5.如權(quán)利要求2所述的光電倍增管，其特征為，在使前述扎入部(20)與前述受光面板(3)的前述光電面(3a)側(cè)接觸的狀態(tài)下加熱前述扎入部(20)，利用前述扎入部(20)的熱傳導(dǎo)將與前述扎入部(20)接觸的部分的前述受光面板(3)熔融，通過相對于前述扎入部(20)與前述受光面板(3)作用推壓力，使前述扎入部(20)埋設(shè)到前述受光面板(3)的前述光電面(3a)側(cè)。
6.如權(quán)利要求1至3中任何一個所述的光電倍增管，其特征為，在前述受光面板(3)的前述側(cè)面(3c，3e，3f，3g)上設(shè)置反射構(gòu)件(21，22，23，24)。
7.如權(quán)利要求6所述的光電倍增管，其特征為，在前述受光面板(3)的前述側(cè)面(3c，3e)的至少一部分上包含大致與管軸方向平行的面。
8.如權(quán)利要求6所述的光電倍增管，其特征為，在前述受光面板(3)的前述側(cè)面(3e，3g)的至少一部分上包含向外方凸出的曲面。
9.如權(quán)利要求6所述的光電倍增管，其特征為，為了使受光面?zhèn)鹊拿娣e比前述受光面板(3)的光電面?zhèn)鹊拿娣e大，使前述受光面板(3)的前述側(cè)面(3f)相對于管軸方向傾斜規(guī)定的角度。
10.一種光電倍增管單元，在把多個具有利用從受光面板(3)的受光面入射的光線發(fā)射電子的光電面(3a)，在密封容器(5)內(nèi)具有使從前述光電面(3a)發(fā)射出來的電子倍增的電子倍增部(7)，具有根據(jù)由前述電子倍增部(7)倍增的電子發(fā)出輸出信號的陽極(12)的光電倍增管(1)并列設(shè)置的電子倍增管單元(S)中，其特征為，前述密封容器(5)由以下部分構(gòu)成經(jīng)由芯柱銷(10)使前述電子倍增部(7)及前述陽極(12)固定的芯柱板(4)，包圍前述電子倍增部(7)及前述陽極(12)、且將前述芯柱板(4)固定到一側(cè)的開口端(B)上的金屬制側(cè)管(2)，固定到前述側(cè)管(2)的另一側(cè)開口端(A)上的玻璃制的前述受光面板(3)，其中，使多個前述側(cè)管(2)并列設(shè)置，使前述受光面板(3)一體化，并使前述側(cè)管(2)彼此分離。
11.如權(quán)利要求10所述的光電倍增管單元，其特征為，以分離的狀態(tài)將多個前述側(cè)管(2)固定在一個前述受光面板(3S)上。
12.如權(quán)利要求10所述的光電倍增管單元，其特征為，將多個前述受光面板(3)的前述側(cè)面彼此相互之間面接觸地加以固定。
13.如權(quán)利要求12所述的光電倍增管單元，其特征為，中間經(jīng)由導(dǎo)電性反射構(gòu)件(21)將前述受光面板的前述側(cè)面彼此固定。
14.一種放射線檢測裝置，在配備有利用從被檢測體(P)產(chǎn)生的放射線入射發(fā)出熒光的閃爍器(46)，將受光面板(3)與前述閃爍器(46)面對地配置、根據(jù)從前述閃爍器(46)發(fā)出的熒光輸出電荷的多個光電倍增管(1)，運(yùn)算處理從前述光電倍增管(1)的輸出、將在前述被檢測體(P)內(nèi)發(fā)出的放射線的位置信息信號輸出的位置運(yùn)算部(49)的放射線檢測裝置(40)中，其特征為，具有利用從前述受光面板(3)的受光面入射的光線發(fā)射電子的光電面(3a)，在密封容器(5)內(nèi)具有使從前述光電面(3a)發(fā)射出來的電子倍增的電子倍增部(7)，具有根據(jù)用前述電子倍增部(7)倍增的電子發(fā)出輸出信號的陽極(12)，前述密封容器(5)由以下部分構(gòu)成經(jīng)由芯柱銷(10)使前述電子倍增部(7)及前述陽極(12)固定的芯柱板(4)，包圍前述電子倍增部(7)及前述陽極(12)、且將前述芯柱板(4)固定到一側(cè)的開口端(B)上的金屬制側(cè)管(2)，固定到前述側(cè)管(2)的另一側(cè)開口端(A)上的玻璃制的前述受光面板(3)，其中，使多個前述側(cè)管(2)并列設(shè)置，使前述受光面板(3)一體化，并使前述側(cè)管(2)彼此分離。
全文摘要
一種擴(kuò)大受光面板的有效利用面積、且擴(kuò)大受光面板中側(cè)管的固定區(qū)域的光電倍增管，光電倍增管單元，以及性能得到提高的放射線檢測裝置。光電倍增管使其受光面板(3)的側(cè)面(3c)相對側(cè)管(2)向外突出，從而，受光面板(3)相對于側(cè)管(2)向側(cè)方伸出，以期擴(kuò)大來自受光面板(3)的受光面(3d)的光線的面積。這種受光面板(3)的伸出結(jié)構(gòu)著眼于玻璃的折射率，可以將迄今為止不能接收的光線至少可以更多地引入到光電面(3a)內(nèi)的方案。而且，在使金屬制的側(cè)管(2)與玻璃制受光面板(3)固定的過程中，在玻璃與金屬結(jié)合上采用熔合技術(shù)，對于確保受光面板(3)與側(cè)管(2)的接合作業(yè)時的可靠性，受光面板(3)的伸出結(jié)構(gòu)是極為有效的。
文檔編號H01J43/28GK1452781SQ00819510
公開日2003年10月29日 申請日期2000年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月8日
發(fā)明者下井英樹, 渥美明, 久嶋浩之 申請人:濱松光子學(xué)株式會社