JPH0559539B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】 この発明は電球放電装置
に、特に、複数の陽極と、別に設けられた制御電
極とを有する光電子増倍管に関するものである。

【0002】

【発明の背景】 光電子増倍管は低輻射レベルを
検出するための装置で一般的に使用されている。
光電子増倍管は、典型的には、ガラス製の外囲器
のフエースプレートの内表面上に形成された電子
を放出する光電陰極を持つている。光が光電陰極
に当たると、光電陰極から放出された電子が電子
増倍部に指向されこの電子増倍部により収集され
る。電子増倍部は複数の２次電子放出ダイノード
を有し、その中の第１のものが光電陰極からの電
子を受ける。これらのダイノードは通常、１つの
グループとして配置されている。このグループは
しばしばダイノード・ケージと称される。電子増
倍部は電子を、第１のダイノードによつて収集さ
れた電子の量に直接関係する電気出力を有する陽
極に供給する。

【0003】 光電子増倍管の収集効率を高めるため
に、即ち、光電陰極から放出された電子の数に対
する第１のダイノードによつて収集される電子の
比率を高めるために、光電陰極と第１のダイノー
ドとの間に集束電極が設けられることがある。こ
れらの電極は光電陰極と第１のダイノードとの間
に電界を形成するために、種々の電位で動作させ
られる。複数のセクシヨンからなる光電子増倍管
（以下、複数セクシヨン光電子増倍管と称する）
は、それほど稀なものではない。複セクシヨン光
電子増倍管は、輻射線が広い輻射領域の部分に異
なる強度、異なる時間シーケンス、あるいは異な
るパタンで入射するような場合における、光源の
研究を含む輻射線の研究で特に有用である。この
ような分野では、輻射面積が充分に大きい時は個
別の光電子増倍管を並べたアレーを用いて研究出
来るが、輻射領域が狭い場合には、個々の管を充
分小さくし、良好な鮮明度を得られるように充分
に詰めて配置し、しかも隣接する管の外囲器によ
つて遮蔽される領域が生じないようにすること
は、非常に困難である。

【0004】 複セクシヨン光電子増倍管は、複数の
管の働きを１つの外囲器で提供することにより、
上記の問題を軽減する。複セクシヨン光電子増倍
管では、隣接するセクシヨンが２つの外囲器の部
分によつて分離されていないので、有効素子を高
密度で配列することが可能である。現在、いくつ
かの複セクシヨン光電子増倍管が入手可能であ
り、これらは従来技術に属するものである。しか
し、これら従来の複セクシヨン光電子増倍管に
は、複数の独立した管を用いた場合には存在しな
い問題がある。 その１つの問題は、多数のセクシヨンを小さな外
囲器中に構成して物理的に配置する必要があるこ
とである。これに対する一般的な解決法は、複数
セクシヨンの同じダイノードを構造的に集積し、
管のセクシヨンの電子光学的な観点からこれらの
ダイノードを分離することで、これにより、各セ
クシヨンは独立して動作する。しかし、この方法
は常に有効であるとは限らない。このような管に
おいては、管の各セクシヨン間で生じる「クロス
トーク」、即ち、電子の交換が依然として問題の
源となつており、このクロストークをなくするた
めに多くの提案がなされてきた。

【0005】 しかし、複セクシヨン光電子増倍管に
は、従来、すべての管に現実に存在しているにも
係わらず、気づかれていなかつたと思われる別の
問題がある。それは、現実には、複セクシヨン光
電子増倍管のどの２つのセクシヨンも、そういう
意味ではグループとしてまとめられた管の中のど
の２つの管も、光電陰極を付勢する同じ量の輻射
に対して陽極で生成される電気信号に関して正確
に同じ特性を持つているとは考えられないことに
よつて生じる問題である。従つて、例え、同じ量
の輻射線が各陰極に入射したとしても、複セクシ
ヨン光電子増倍管の各セクシヨンは通常互いに異
なる信号を生成する。

【0006】 実用されている装置においては、この
出力のばらつきは、後段で行われる信号処理にお
いて利得調整を施して、例えば、光電子増倍管の
各個別のセクシヨンからの信号を処理する増輻器
の利得を、各セクシヨンの光電陰極への標準の輻
射信号に対して、各増輻器が同じ出力を生成する
ように調整することにより、相殺される。当然の
ことながら、この方法では、光電子増倍管の各セ
クシヨンが同じ特性を持つている場合に比べ、不
要な複雑さが装置に求められることになる。

【0007】 この発明の目的は、既に存在する複セ
クシヨン光電子増倍管構造と管の電極に供給され
る電圧の源とに簡単な変更を加えることにより、
光電子増倍管に後続する信号処理回路に調整機能
を持たせることなく、複セクシヨン光電子増倍管
の各セクシヨンからの出力信号を等しくすること
である。

【0008】

【発明の概要】 この発明の複セクシヨン光電子
増倍管が従来の複セクシヨン光電子増倍管と異な
る点は、幾つかの電子増倍セクシヨンの各々の１
つのダイノードを他のセクシヨンの同じダイノー
ドから電気的に分離しかつ完全に独立させた点に
ある。従来の複セクシヨン光電子増倍管は全て、
管の各セクシヨンの各ダイノードが他の同様のダ
イノードの全てと電気的に相互接続されるように
構成されていた。即ち、全てのセクシヨンの第１
のダイノードは全て電気的に相互に接続され、全
てのセクシヨンの第２のダイノードは全て電気的
に相互接続されていた。以後のダイノードも同様
である。

【0009】 この発明では、そのようなセツトの１
つにおけるダイノード、推奨実施例では５番目の
ダイノードは他の同じ番号のダイノードのどれと
も電気的に接続されずに、各々が、外囲器を貫通
して延びた管のベースに設けられている独立した
ピンに接続され、電圧源に独立して接続できるよ
うにされている。この独立したピンに接続される
べく選択されたダイノード以外のダイノードは、
各セクシヨン間で通常の通りに相互接続され、そ
れにより、全てのセクシヨンにおける他の同じ番
号のダイノードは互いに電気的に接続される。

【0010】 各セクシヨンからの１つのダイノード
を分離することにより、これらの独立したダイノ
ードの各々に供給される電圧を他から独立して調
整することが可能となる。そして、１つだけのダ
イノードであつても、独立した電圧調整は、その
ダイノードが配置されている電子増倍部の利得調
整、即ち、ある特定の輻射入力に対する光電子増
倍管セクシヨンの出力の調整となる。従つて、各
セクシヨンが少なくとも１つの電気的に分離され
たダイノードを持つているので、各光電子増倍管
セクシヨンについて利得を調整すること、及び、
全てのセクシヨンの利得のバランスをとり、ある
いは、利得を等しくして、基準の輻射レベルが各
セクシヨンの光電陰極に入射したときに、各セク
シヨンの陽極から他の全てのセクシヨンによつて
生成される信号と全く等しい電気信号が生成され
るようにすることが可能である。

【0011】 このようにして、この発明の複セクシ
ヨン光電子増倍管はそのセクシヨンの全てから基
準化された信号を生成することができ、従つて、
後段の信号処理段においていかなる利得調整をも
必要としない。

【0012】 各セクシヨンの独立したダイノードに
対する電圧は、従来のダイノード電圧源を僅かに
変更するだけで非常に簡単に得ることが出来る。
従来のダイノード電圧源は、各グループのダイノ
ード用の電圧を決定する固定された接続を持つ分
圧器なので、電気的に分離されたダイノードの電
圧を決めるために用いられた抵抗の代わりに、複
数の並列ポテンシヨメータ接続するだけでよい。
ポテンシヨメータの各々の可変アームは、独立し
たダイノードが接続されている光電子増倍管のベ
ースのピンに接続され、各ポテンシヨメータの調
整により適当な可変電圧が各独立したダイノード
の供給される。

【0013】 従つて、この発明は、非常に簡単な方
法により、多くの可変利得増幅器の使用を不要に
する。この利点は、例えば、この発明の推奨実施
例が16のセクシヨンを持つた光電子増倍管であ
り、従つて、この発明によれば、16個の可変利得
増幅器の代わりに、16個の受動素子であるポテン
シヨメータを用いるだけでよいということを見る
ことにより、より明らかとなろう。さらに、装置
の信頼性が増し、価格が低減できることも明らか
である。

【0014】

【実施例の説明】 図１はこの発明の推奨実施例
による複セクシヨン光電子増倍管１０のフエース
プレート１２の平面図である。この図は、実質的
に、フエースプレート１２を照射する輻射源、あ
るいは光源（図示せず）から見た図である。フエ
ースプレート１２は光電子増倍管１０の真空外囲
器の一部であり、光電子増倍管１０内にあるフエ
ースプレート１２の背面には、管１０の16個のセ
クシヨンの各々のものの光電陰極が配置されてい
る。光電子増倍管１０の16個のセクシヨン１４の
各々は別々の外囲器に配置されれば、それだけで
動作できる、機械的に分離された完成した光電子
増倍管である。

【0015】 別々のセクシヨン１４は多くの点にお
いて電気的に相互接続されているが、セクシヨン
間のクロストークを排除するために、各セクシヨ
ンの電子光学系は他の全てのセクシヨンから分離
されている。この分離を与えるための１つの方法
はセクシヨン１４間に遮蔽構造１６を設けること
である。この遮蔽構造１６は、実際は、６個の個
別の分離部材で形成されている。この中の３つの
分離部材１８は互いに平行にフエースプレート１
２の背面にフエースプレート１２を横切つて設け
られており、残りの３つの平行な分離部材２０は
分離部材１８に対して垂直関係に配列されてこれ
と噛み合わせて形成されている。

【0016】 分離部材１８と２０の噛み合わせて形
成した構造は、従来からある「卵ケース」構造を
用いることにより簡単に作ることができる。即
ち、分離部材相互の交点は、各分離部材にその幅
の２分の１の深さのスロツトを対向させて形成
し、分離部材の縁が合うまで交差する分離部材の
スロツト同士を押し込むことによつて形成され
る。このような遮蔽構造１６は基本的に自己位置
決め可能で、強固な構造とするために各分離部材
の交点でスポツト溶接するだけでよい。

【0017】 図２は、図１の線２−２に沿う、４つ
のセクシヨンからなるセツトを通る長手方向の平
面における光電子増倍管１０の断面図である。従
来の光電子増倍管のセクシヨン１４は、この発明
の中心思想である複数のセクシヨン１４の種々の
電極間のユニークな相互接続を示すために、簡略
化して示されている。管のセクシヨン１４は全て
同一であるので、図２を簡素化するために、１つ
のセクシヨンの部品のみに参照番号を付してあ
る。

【0018】 図２において、複セクシヨン光電子増
倍管１０は、従来どおり、一端にフエースプレー
ト１２を有し、他端に多数の接続ピン２２を有す
る真空外囲器１１で構成されたものとして示され
ている。フエースプレート１２の内面には16個の
セクシヨン１４の各々に対する光電陰極２４が設
けられており、分離部材２０がセクシヨン１４の
光電陰極２４とダイノード・ケージ２６との間の
領域を分離している。各管セクシヨン１４はそれ
自身の光電陰極２４とダイノード・ケージ２６の
みならず、他にも電極を備えており、従つて、実
効的に１つの外囲器中に16個の管が形成されてい
ることになる。

【0019】 以下、図２に示した管１０の右端のセ
クシヨン１４のみについて説明すると、光電陰極
２４の下方には、集束電極２８が設けられている
が、この電極は全ての光電子増倍管に必要なもの
ではなく、またこの発明にとつて基本的なもので
はない。 各セクシヨンの複数のダイノードが集束電極２８
の下方に示されている。このダイノード群は、光
電子増倍管の電子増倍部を含み、その物理的形状
からしばしばダイノード・ケージと呼ばれる。ダ
イノードに使用される従来の識別は数字によるも
ので、光電陰極に最も近いものから陽極に近づく
に従つて第１から順に番号が大きくなる。この番
号付けの順序は電子増倍部中を電子が進む方向と
同じである。図２に示す推奨実施例においては、
各管セクシヨンに８個のダイノードが設けられて
おり、第１のダイノードには参照番号として３１
が付されている。その他のダイノードは３２〜３
８の参照番号が付され、第８のダイノードがダイ
ノード３８で、陽極４０に最も近くにある。

【0020】 この種の複セクシヨン光電子増倍管で
は普通であるが、複数のセクシヨンのダイノード
の大部分は他のセクシヨンの同じ番号のダイノー
ドと相互接続されている。この相互接続は、図２
においては第３のダイノードであるダイノード３
３間の相互接続として示されている。これらのダ
イノードは全てワイヤ４１によつて電気的に接続
されており、これから１本の接続ピン４２のみに
接続がなされている。

【0021】 しかし、この発明は１つの点で従来の
構造と異なつている。この発明においては、各セ
クシヨンの１つのダイノードが他のセクシヨン中
の他の全ての同じダイノードから分離されてい
る。図２の実施例の場合は、この点は、図示した
４つのセクシヨンの各々のものにおける第５のダ
イノードであるダイノード３５で示されている。
これらのダイノードの各々は互いに分離されてお
り、また、それぞれ自身の接続ピン４４，４６，
４８および５０にのみ接続されている。これらの
分離されたダイノードの各々に独立した電圧を供
給し、従つて、複数のセクシヨン１４がそれぞれ
他のセクシヨンと同じ特性を持てるように調整す
ることが可能となるのは、このユニークな構造に
よる。

【0022】 図３は、光電子増倍管１０の全てのダ
イノードに電圧を供給するために、また、管の全
てのセクシヨンの利得特性を等しくするための独
立したダイノード３５に供給される電圧の調整の
ために使用される分圧器５２を簡略化して示す概
略図である。推奨実施例においては、分圧器５２
は直列に接続された８つの抵抗部分６１〜６８を
含み、抵抗部分６１〜６４及び抵抗部分６６〜６
９はそれぞれ単一の抵抗器である。通常の構成に
おけると同様、分圧器５２の抵抗部分の数は光電
子増倍管１０の各電子増倍部中のダイノードの数
よりも１だけ多い。この分圧器５２を光電陰極２
４と陽極４０との間に接続するのが普通である
が、他の任意適当な電圧源も用いることが出来
る。

【0023】 しかし、抵抗部分６５は通常の単一抵
抗器ではなく、一連の並列接続されたポテンシヨ
メータ７１，７２，７３，７４等からなる群であ
る。抵抗部分６５中の並列接続ポテンシヨメータ
の数は複セクシヨン光電子増倍管１０の独立ダイ
ノード３５の数と等しく、従つて、推奨実施例で
は16個のポテンシヨメータが用いられる。このよ
うに、各独立ダイノード３５はそれに付属のポテ
ンシヨメータを持つ。各ポテンシヨメータの可調
整アームは管１０のベースにある一群のピン２２
中の別々のピンに接続され、また、管１０の各独
立ダイノード３５は、同じこれらのピン中の各１
つに接続される。これにより、各ポテンシヨメー
タから得られる可変電圧を、管１０の複数セクシ
ヨン１４の１つの中の独立ダイノード３５に供給
することができ、また、複数のセクシヨンの各々
の利得特性を調整することによつて、全てのセク
シヨンが基準の輻射入力に対して同じ出力信号を
発生するようにすることが出来る。

【0024】 この特徴は他のどのような複セクシヨ
ン光電子増倍管にもなく、複セクシヨン光電子増
倍管の全てのセクシヨンに規格化された利得を与
えることが出来るという際立つた利点を与える。
従つて、この発明は、各管セクシヨンの利得特性
が異なる場合に、それを調整するための信号処理
段を後段に付加する必要がない。

【0025】 図示し説明したこの発明の形態は推奨
実施例であつて、部品の機能および構成に種々の
変更を加えることが可能であり、図示し説明した
ものに代えて他の同等手段を用いてもよい。ま
た、この発明の範囲及び思想から外れなければ、
それぞれの特徴のあるものを他から独立して採用
することもできる。

【0026】 例えば、セクシヨンの数、各セクシヨ
ン中のダイノードの数、独立ダイノードとして選
択するダイノード、あるいは、複セクシヨン光電
子増倍管１０で使用する他の特定の電極等を変更
することもできる。この発明は２以上のセクシヨ
ンを持つ任意の光電子増倍管に適用可能であるこ
とは明らかである。さらに、独立ダイノード３５
に接続される可変電圧の電圧源も変更可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の推奨実施例による複セクシヨ
ン光電子増倍管のフエースプレートの平面図であ
る。

【図２】図１の線２−２に沿う断面図である。

【図３】この発明の推奨実施例による複セクシヨ
ン光電子増倍管に独立ダイノード電圧を供給する
ための分圧器の概略図である。

【符号の説明】

１０……複セクシヨン光電子増倍管 １２……フエースプレート １４……複セクシヨン光電子増倍管のセクシヨン １６……遮蔽構造 １８……分離部材 ２０……分離部材 ２２……ピン群 ２４……光電陰極 ２６……電子増倍部（ダイノード・ケージ） ３２……ダイノード ３４……ダイノード ３５……電気的に分離されたダイノード ３６……ダイノード ３８……ダイノード ４０……陽極。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一の真空外囲器内に形成され、 各々が光電陰極と、他のセクシヨンの陽極から独
   立した陽極と、電子増倍部とを有する少なくとも
   ２つのセクシヨンであつて、各セクシヨンがその
   セクシヨンの光電陰極に入射する輻射に関係した
   信号をその陽極から供給することができるように
   された少なくとも２つのセクシヨンを有し、 各セクシヨンの電子増倍部は少なくとも２つのダ
   イノードを有し、また各セクシヨンの電子増倍部
   は他の全てのセクシヨンの同様の向きに配置され
   たダイノードから電気的に分離された少なくとも
   １つのダイノードを有し、これらの電気的に分離
   されたダイノードは上記真空外囲器を貫通する独
   立した接続ピンに接続されており、 各セクシヨンの上記電気的に分離されたダイノー
   ド以外のダイノードは、他の電子増倍部の同様の
   向きに配置されたダイノードに電気的に相互接続
   され、かつ、これらの相互接続されたダイノード
   の群の各々は上記真空外囲器を貫通している少な
   くとも１本の接続ピンに接続されている、 光電子増倍管。
2. 【請求項２】 上記セクシヨンの全てのものの光
   電陰極が光電子増倍管の単一のフエースプレート
   上に配置されている、請求項１に記載の光電子増
   倍管。
3. 【請求項３】 各セクシヨンの少なくとも一部を
   他のセクシヨンから分離するために遮蔽構造が光
   電子増倍管内に設けられており、この遮蔽構造が
   上記セクシヨンの光電陰極と電子増倍部との間の
   領域に配置されている、請求項１に記載の光電子
   増倍管。
4. 【請求項４】 上記遮蔽構造が互いに垂直な平面
   内に配置され、かつ上記セクシヨンの光電陰極を
   横切つて延びる少なくとも２つの分離部材を含む
   ものである、請求項３に記載の光電子増倍管。
5. 【請求項５】 上記分離部材が各々に形成されて
   いるスロツトにおいて互いに噛み合わされてい
   る、請求項４に記載の光電子増倍管。
6. 【請求項６】 上記分離部材に形成されたスロツ
   トが分離部材の幅の２分の１まで延びている、請
   求項５に記載の光電子増倍管。