特許 6831884 電子管ユニット及び電子管用ソケット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6831884

(24)【登録日】2021年2月2日

(45)【発行日】2021年2月17日

(54)【発明の名称】電子管ユニット及び電子管用ソケット

(51)【国際特許分類】

   H01J 40/16 20060101AFI20210208BHJP

   H01J 40/06 20060101ALI20210208BHJP

   H01J 40/12 20060101ALI20210208BHJP

【ＦＩ】

   H01J40/16

   H01J40/06

   H01J40/12

【請求項の数】16

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-164351(P2019-164351)

(22)【出願日】2019年9月10日

【審査請求日】2020年11月13日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(72)【発明者】

【氏名】下井 英樹

(72)【発明者】

【氏名】大石 保生

(72)【発明者】

【氏名】河野 泰行

(72)【発明者】

【氏名】南雲 健

【審査官】 大門 清

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０３０８７３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００９−５０３４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５９７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２３３９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１９６７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８５９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２２１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２８１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１８／０３６４３７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３２３６８２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ４０／００

Ｈ０１Ｊ ４３／００

Ｇ０１Ｔ １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光の入射に応じて光電子を放出する光電面と、前記光電子に基づく信号を生成する陽極とを筐体の内部空間に収容してなる電子管と、
前記電子管への補正光を出力する光源を有する補正光源部と、を備えた電子管ユニットであって、
前記筐体は、前記光電面側に位置する光入射窓部と、前記陽極側に位置する信号出力部と、前記光入射窓部と前記信号出力部とを繋ぐ壁部と、を備え、
前記補正光源部は、前記筐体における前記光入射窓部よりも前記信号出力部側に配置され、
前記補正光源部からの前記補正光は、前記内部空間よりも外側の領域に設けられた導光路によって前記光電面に導光され、
前記筐体の前記壁部の少なくとも一部は、前記信号出力部側から前記光入射窓部側に向かって連続して延びる透光部となっており、
前記導光路は、前記透光部によって構成され、
前記補正光源部は、前記光源と前記透光部とを光学的に結合する光結合部を有しており、
前記光結合部は、前記信号出力部と対向する貫通孔を有する環状部材であり、
前記貫通孔の内壁面は、孔用遮光性部材によって覆われている電子管ユニット。

【請求項2】

前記光結合部は、光拡散性部材によって構成され、前記壁部における前記信号出力部側の端部と対向している請求項１記載の電子管ユニット。

【請求項3】

光の入射に応じて光電子を放出する光電面と、前記光電子に基づく信号を生成する陽極とを筐体の内部空間に収容してなる電子管と、
前記電子管への補正光を出力する光源を有する補正光源部と、を備えた電子管ユニットであって、
前記筐体は、前記光電面側に位置する光入射窓部と、前記陽極側に位置する信号出力部と、前記光入射窓部と前記信号出力部とを繋ぐ壁部と、を備え、
前記補正光源部は、前記筐体における前記光入射窓部よりも前記信号出力部側に配置され、
前記補正光源部からの前記補正光は、前記内部空間よりも外側の領域に設けられた導光路によって前記光電面に導光され、
前記導光路の外側は、導光路用遮光性部材で覆われており、
前記導光路用遮光性部材は、前記導光路を覆う第１の遮光性部材と、前記第１の遮光性部材よりも高い遮光性を有し、前記第１の遮光性部材を覆う第２の遮光性部材とによって構成されている電子管ユニット。

【請求項4】

前記筐体の前記壁部の少なくとも一部は、前記信号出力部側から前記光入射窓部側に向かって連続して延びる透光部となっており、
前記導光路は、前記透光部によって構成されている請求項３記載の電子管ユニット。

【請求項5】

前記透光部は、前記光入射窓部と光学的に結合されている請求項４記載の電子管ユニット。

【請求項6】

前記透光部は、前記補正光源部の前記光源と対向している請求項４又は５記載の電子管ユニット。

【請求項7】

前記筐体の前記壁部の全体が前記透光部となっている請求項４〜６のいずれか一項記載の電子管ユニット。

【請求項8】

前記補正光源部は、前記光源と前記透光部とを光学的に結合する光結合部を有している請求項４〜７のいずれか一項記載の電子管ユニット。

【請求項9】

前記光結合部は、光拡散性部材によって構成され、前記壁部における前記信号出力部側の端部と対向している請求項８記載の電子管ユニット。

【請求項10】

前記光結合部は、前記信号出力部と対向する貫通孔を有する環状部材であり、
前記貫通孔の内壁面は、孔用遮光性部材によって覆われている請求項８又は９記載の電子管ユニット。

【請求項11】

前記光電面及び前記陽極への供給電力を分圧する分圧部を更に備え、
前記補正光源部及び前記分圧部は、前記光結合部と一体化され、前記電子管に対して着脱自在に嵌合している請求項８〜１０のいずれか一項記載の電子管ユニット。

【請求項12】

前記補正光源部は、前記光源から出力した前記補正光の光量を減衰させる減光部材を有している請求項３〜１１のいずれか一項記載の電子管ユニット。

【請求項13】

前記信号出力部は、前記第１の遮光性部材よりも低い遮光性を有する信号出力部用遮光性部材を備えている請求項３〜１２のいずれか一項記載の電子管ユニット。

【請求項14】

光の入射に応じて光電子を放出する光電面と、前記光電子に基づく信号を生成する陽極とを筐体の内部空間に収容してなる電子管に着脱自在に嵌合し、前記電子管への補正光を出力する光源を有する補正光源部を備えた電子管用ソケットであって、
前記電子管の前記光電面及び前記陽極への供給電力を分圧する分圧部を備え、
前記電子管に嵌合した状態において、前記補正光源部からの前記補正光が前記内部空間よりも外側の領域に設けられた導光路によって前記光電面に導光され、
前記補正光源部は、前記光源と光学的に結合する光結合部を有しており、
前記光結合部は、貫通孔を有する環状部材であり、
前記貫通孔の内壁面は、孔用遮光性部材によって覆われている電子管用ソケット。

【請求項15】

前記光結合部は、光拡散性部材によって構成されている請求項１４記載の電子管用ソケット。

【請求項16】

前記補正光源部は、前記光源から出力した前記補正光の光量を減衰させる減光部材を有している請求項１４又は１５記載の電子管用ソケット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電子管ユニット及び電子管用ソケットに関する。

【背景技術】

【0002】

光電面を備えた電子管（光電子増倍管、光電管、ＨＰＤ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｈｏｔｏ−Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）など）では、様々な要因により感度の変動（感度ドリフト）が生じることがある。これまで、感度ドリフトは、主に陽極から出力された信号が入力される回路における信号処理で対処されていることが多く、複雑な信号処理を要する場合があった。

【0003】

これに対し、特許文献１に記載のイオン化放射の測定のための検出器では、光電子増倍管のソケットに補正用光源が設けられている。この従来の検出器では、補正用光源から出力した補正光を光電子増倍管の内部空間を通過させて光電面に導光している。そして、補正光の検出によって光電子増倍管から出力された光源誘起パルスを用いて光電子増倍管の感度を安定化させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４８４３０３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１に記載の検出器では、特許文献１の図２に示されるように、光電子増倍管の内部空間を補正光が通過するため、光電子増倍管内の内部構造物（陽極や電子増倍部など）に補正光が当たってしまい、補正光を安定して光電面に導光することが難しいと考えられる。

【0006】

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、補正光を安定して光電面に導光できる電子管ユニット及び電子管用ソケットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一側面に係る電子管ユニットは、光の入射に応じて光電子を放出する光電面と、光電子に基づく信号を生成する陽極とを筐体の内部空間に収容してなる電子管と、電子管への補正光を出力する光源を有する補正光源部と、を備えた電子管ユニットであって、筐体は、光電面側に位置する光入射窓部と、陽極側に位置する信号出力部と、光入射窓部と信号出力部とを繋ぐ壁部と、を備え、補正光源部は、筐体における光入射窓部よりも信号出力部側に配置され、補正光源部からの補正光は、内部空間よりも外側の領域に設けられた導光路によって光電面に導光される。

【0008】

この電子管ユニットでは、補正光源部からの補正光が内部空間よりも外側の領域に設けられた導光路によって光電面に導光される。したがって、この電子管ユニットでは、電子管内の内部構造物（陽極など）に補正光が当たってしまうことを回避でき、補正光を安定して光電面に導光できる。これにより、電子管の感度ドリフトの補正を精度良く実施することができる。

【0009】

筐体の壁部の少なくとも一部は、信号出力部側から光入射窓部側に向かって連続して延びる透光部となっており、導光路は、透光部によって構成されていてもよい。この場合、筐体の壁部の少なくとも一部を透光部による導波路とすることで、電子管ユニットの大型化を避けることができる。

【0010】

透光部は、光入射窓部と光学的に結合されていてもよい。この場合、光電面側に位置する光入射窓部に補正光を導光できるので、補正光を一層安定して光電面に導光できる。

【0011】

透光部は、補正光源部の光源と対向していてもよい。この場合、光源から出力する補正光を透光部に一層安定して導光できる。

【0012】

筐体の壁部の全体が透光部となっていてもよい。この場合、補正光が壁部の全体で拡散し、補正光を十分に均一な状態で光電面に導光できる。

【0013】

補正光源部は、光源と透光部とを光学的に結合する光結合部を有していてもよい。光結合部の採用により、補正光源部における光源の配置の自由度を高めることができる。

【0014】

光結合部は、光拡散性部材によって構成され、壁部における信号出力部側の端部と対向していてもよい。光結合部に光拡散性を持たせることにより、補正光を一層十分に均一な状態で光電面に導光できる。また、光結合部が壁部における信号出力部側の端部と対向することで、光結合部と透光部との間の補正光のロスを抑えることができる。

【0015】

光結合部は、信号出力部と対向する貫通孔を有する環状部材であり、貫通孔の内壁面は、孔用遮光性部材によって覆われていてもよい。この場合、信号出力部を透過して補正光が電子管の内部空間に入り込むことを抑制できる。

【0016】

光電面及び陽極への供給電力を分圧する分圧部を更に備え、補正光源部及び分圧部は、光結合部と一体化され、電子管に対して着脱自在に嵌合していてもよい。この場合、光結合部に電子管の駆動及び制御に関わる構成が一体化されているので、電子管ユニットの取り扱いが容易となる。

【0017】

補正光源部は、光源から出力した補正光の光量を減衰させる減光部材を有していてもよい。この場合、過剰な光量の補正光が光電面に入力されることを抑制できる。したがって、光電面の保護が図られる。

【0018】

導光路の外側は、導光路用遮光性部材で覆われていてもよい。この場合、ノイズ光が導光路に入射することを抑制できる。

【0019】

導光路用遮光性部材は、導光路を覆う第１の遮光性部材と、第１の遮光性部材よりも高い遮光性を有し、第１の遮光性部材を覆う第２の遮光性部材とによって構成されていてもよい。この場合、ノイズ光が導光路に入射することをより確実に抑制できる。

【0020】

信号出力部は、第１の遮光性部材よりも低い遮光性を有する信号出力部用遮光性部材を備えていてもよい。この場合、信号出力部を透過してノイズ光が電子管の内部空間に入り込むことを抑制できる。

【0021】

本開示の一側面に係る電子管用ソケットは、光の入射に応じて光電子を放出する光電面と、光電子に基づく信号を生成する陽極とを筐体の内部空間に収容してなる電子管に着脱自在に嵌合し、電子管への補正光を出力する光源を有する補正光源部を備えた電子管用ソケットであって、電子管の光電面及び陽極への供給電力を分圧する分圧部を備え、電子管に嵌合した状態において、補正光源部からの補正光が内部空間よりも外側の領域に設けられた導光路によって光電面に導光される。

【0022】

この電子管用ソケットを装着した電子管では、補正光源部からの補正光が内部空間よりも外側の領域に設けられた導光路によって光電面に導光される。したがって、電子管内の内部構造物（陽極など）に補正光が当たってしまうことを回避でき、補正光を安定して光電面に導光できる。これにより、電子管の感度ドリフトの補正を精度良く実施することができる。また、このソケットは、電子管に対して着脱自在となっている。したがって、電子管及び補正光源部の交換が容易となる。ソケットに分圧部が一体化されていることで電子管の駆動も容易となる。

【0023】

補正光源部は、光源と光学的に結合する光結合部を有していてもよい。光結合部の採用により、補正光源部における光源の配置の自由度を高めることができる。

【0024】

光結合部は、光拡散性部材によって構成されていてもよい。光結合部に光拡散性を持たせることにより、補正光を一層十分に均一な状態で光電面に導光できる。

【0025】

光結合部は、貫通孔を有する環状部材であり、貫通孔の内壁面は、孔用遮光性部材によって覆われていてもよい。この場合、導光路以外の箇所から補正光が電子管内に入り込むことを抑制できる。

【0026】

補正光源部は、光源から出力した補正光の光量を減衰させる減光部材を有していてもよい。この場合、過剰な光量の補正光が光電面に入力されることを抑制できる。したがって、光電面の保護が図られる。

【発明の効果】

【0027】

本開示によれば、補正光を安定して光電面に導光できる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】光電子増倍管ユニットの一実施形態を示す斜視図である。

【図2】図１に示した光電子増倍管ユニットの断面図である。

【図3】光電子増倍管の内部構成を示す概略的な断面図である。

【図4】光電子増倍管に装着されたソケットを厚さ方向から見た図である。

【図5】補正光源部の光源の周囲の構成を示す要部拡大図である。

【図6】補正光の導光経路を示す概略的な断面図である。

【図7】補正機構の一例を示すブロック図である。

【図8】補正光源部の光源の周囲の構成の別例を示す要部拡大図である。

【図9】補正機構の別例を示すブロック図である。

【図10】光電子増倍管ユニットの変形例を示す平面図である。

【図11】図１０に示した光電子増倍管ユニットの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る電子管ユニット及び電子管用ソケットの好適な実施形態について詳細に説明する。

【0030】

本実施形態では、電子管ユニットの一形態として光電子増倍管ユニットを例示する。図１は、光電子増倍管ユニットの一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１に示した光電子増倍管ユニットの断面図である。図１及び図２に示すように、光電子増倍管ユニット（電子管ユニット）１は、バルブ（筐体）１２の内部空間Ｓに増倍部２３を収容してなる光電子増倍管（電子管）１１をケース（導波路用遮光性部材／第２の遮光性部材）２内に配置することによって構成されている。

【0031】

ケース２は、例えばパーマロイなどの磁性材料である合金材料によって形成された磁気シールドケースである。ケース２は、光電子増倍管１１をその内部空間に収容できるように、光電子増倍管１１よりも僅かに大径の円筒状をなしている。ケース２の表面には、遮光処理がなされていてもよい。遮光処理としては、例えば黒色を呈する樹脂や塗料によるコーティングが挙げられる。ケース２の先端側は、光電子増倍管１１の光入射窓部１３の光入射面１３ａ（後述する）を露出させるように開放しており、ケース２の基端面２ａは、閉塞している。光電子増倍管１１は、バルブ１２の先端位置（光入射窓部１３の光入射面１３ａ）とケース２の先端位置とを揃えた状態でケース２内に収容されている。ケース２の基端面２ａには、光電子増倍管１１からの出力信号の出力に用いられる信号出力コネクタ３、及び光電子増倍管１１への電圧の供給に用いられる電圧供給コネクタ４などが取り付けられている。これらのコネクタは、図示しない配線部によって光電子増倍管１１と電気的に接続されている。

【0032】

ケース２の内壁面と光電子増倍管１１（より具体的には後述する遮光性部材１６）の外壁面との間には、複数のスペーサＫが設けられている。スペーサＫは、ケース２内で光電子増倍管１１を位置決めし、がたつきを抑制する。また、スペーサＫは、ケース２の内壁面と光電子増倍管１１の外壁面との間の空間内をノイズ光が進行することを抑制する遮光機能も備えている。なお、ノイズ光には、光電子増倍管ユニット１の外部からのノイズ光が含まれ得る。また、ノイズ光には、光電子増倍管ユニット１の内部での発光（例えば後述する補正光Ｌの意図しない漏れ光や各種電気素子における放電発光等）に基づくノイズ光が含まれ得る。

【0033】

図３は、光電子増倍管１１の内部構成を示す概略的な断面図である。光電子増倍管１１は、バルブ１２の先端側から光を入射させるヘッドオン型の光電子増倍管である。バルブ１２は、両端が閉塞した円筒形のガラスバルブである。バルブ１２の先端側は、光が入射する光入射窓部１３となっている。光入射窓部１３は、光入射面１３ａを構成する光入射窓Ｗを備えている。バルブ１２の基端側は、光の入射に応じて光電子増倍管１１から出力される信号の取り出し側となる信号出力部１４となっている。信号出力部１４の中央部分からは、バルブ１２の内部空間を真空排気する際に用いる排気管Ｔが突出している。また、信号出力部１４における排気管Ｔの周囲からは、光電子に基づく信号（光電子が増倍部２３で二次電子増倍された結果の電子群による出力信号）を生成する陽極２４からの信号を外部に出力するための複数の端子２６が突出している。バルブ１２の周面は、光入射窓部１３と信号出力部１４とを繋ぐ側壁部（壁部）１５となっている。

【0034】

バルブ１２の外面側には、遮光性部材（導波路用遮光性部材／第１の遮光性部材）１６が設けられている（図６参照）。遮光性部材１６は、例えば黒色を呈する熱収縮性チューブによって構成され、バルブ１２の外面側に密着している。本実施形態では、遮光性部材１６は、光入射窓部１３（特に光入射面１３ａ）及び信号出力部１４における排気管Ｔや端子２６の突出領域を除き、バルブ１２における側壁部１５の全面と信号出力部１４の縁部とを覆うように設けられている。遮光性部材１６は、遮光性のほか、電気絶縁性を有していることが好ましい。

【0035】

図３に示すように、バルブ１２の内部空間Ｓには、光電面２１、集束電極２２、増倍部２３、陽極２４が配置されている。光電面２１は、光入射窓Ｗの内側に設けられている。光電面２１は、光の入射に応じて光電子を放出する光電子放出材料によって形成されている。光電子放出材料としては、例えばＳｂ（アンチモン）とアルカリ金属（Ｃｓ：セシウム、Ｋ：カリウム、Ｒｂ：ルビジウムなど）が挙げられる。光電子放出材料は、Ｔｅ（テルル）と上記アルカリ金属であってもよい。集束電極２２は、光入射窓Ｗに対向する位置に配置されている。集束電極２２の中央には、開口２２ａが形成されている。この開口２２ａは、光電面２１で発生した光電子の増倍部２３への入口となる。

【0036】

増倍部２３は、図３の例では、複数段のボックス・アンド・グリッド型のダイノード２５によって構成されている。これらのダイノード２５は、半円筒形の面を分割した形状をなしている。半円筒形の面の内面は、二次電子面となると共に、分割面の一方が電子の入射面となっており、分割面の他方が電子の出射面となっている。入射面には、導電性部材によるメッシュ（不図示）が設けられている。このメッシュにより、電子がダイノード２５の奥により確実に誘導される。各段のダイノード２５では、二次電子面への衝突によって二次電子が放出される。二次電子は、次段のダイノード２５に入射することで順次増倍され、最終段の板状のダイノード２５の前面に配置されたメッシュ状の陽極２４によって捕集される。

【0037】

光電子増倍管１１において、バルブ１２の信号出力部１４側には、図２に示すように、ソケット３０が設けられている。ソケット３０は、バルブ１２の信号出力部１４側に着脱自在に嵌合するソケット本体部３１に、分圧部３３、複数の貫通電極３２、及び後述する補正光源部４２を一体化した構成を有している。ソケット３０は、ケース２内において基端面２ａと光電子増倍管１１との間に形成された空間に配置されている。

【0038】

ソケット本体部３１は、所定の光拡散性を有する光拡散性部材によって環状に形成されている。光拡散性部材としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの所定の透光性を有する樹脂材料が挙げられる。ソケット本体部３１の中央部分には、当該ソケット本体部３１を厚さ方向に貫通する貫通孔３１ａが設けられている。貫通孔３１ａは、例えばバルブ１２の信号出力部１４から突出する排気管Ｔを収容する。貫通孔３１ａには、光電子増倍管１１とソケット３０との接続を補助するための接続部材３４が封止されている。

【0039】

接続部材３４は、例えばシリコーン樹脂などの遮光性や電気絶縁性に優れた樹脂材料によって形成され、貫通孔３１ａの内壁、信号出力部１４、及び排気管Ｔにそれぞれ密着している。接続部材３４は、ノイズ光が貫通孔３１ａを介して信号出力部１４を透過し、光電子増倍管１１の内部空間Ｓに入り込むことを抑制する。また、接続部材３４は、貫通孔３１ａを介しての放電などを抑制する。

【0040】

ソケット本体部３１における信号出力部１４との対向面である一方面３１Ａには、複数の端子２６と対向する位置に複数の孔部３１ｃがそれぞれ設けられている。孔部３１ｃ内には、端子２６と電気的に接続される貫通電極３２の基端側（端子２６側）が埋設されている。端子２６を孔部３１ｃに差し込み、孔部３１ｃ内で端子２６を貫通電極３２と嵌合することで、端子２６と貫通電極３２とが電気的に接続されると共に、ソケット３０が光電子増倍管１１に対して着脱自在に固定される。図３では、簡単化のため、孔部３１ｃ内での貫通電極３２と端子２６との接続状態を１組のみ図示している。

【0041】

貫通孔３１ａの内壁面には、遮光性部材（孔用遮光性部材）３５が設けられている。遮光性部材３５は、例えばシリコーン樹脂によって形成され、貫通孔３１ａの内壁面の全面を覆うように設けられている。また、ソケット本体部３１の外周面には、フランジ３１ｂが設けられている。フランジ３１ｂにより、光電子増倍管１１にソケット３０を着脱する際の作業性が向上し、着脱時にソケット本体部３１の周囲の貫通電極３２や分圧部３３などに触れずに作業することが可能となる。また、ケース２内での光電子増倍管１１のがたつきを抑えることができる。

【0042】

分圧部３３は、光電面２１及び陽極２４への供給電力を分圧する部分である。分圧部３３は、電圧供給コネクタ４から供給される電圧を分圧する複数の抵抗素子などを基板上に備えた分圧回路である。より具体的には、分圧部３３は、分圧した電圧を光電面２１、陽極２４、集束電極２２、及び増倍部２３の各段のダイノード２５に供給する。複数の貫通電極３２の先端側は、ソケット本体部３１における一方面３１Ａと反対側の他方面３１Ｂから突出し、基板３６を貫通して分圧部３３とそれぞれ電気的に接続されている。これらの貫通電極３２は、ピン形状をなしており、図４に示すように、ソケット本体部３１の厚さ方向から見て一定の位相角をもって環状に配置されている。貫通電極３２の基端側は、バルブ１２の信号出力部１４から突出する端子２６とソケット本体部３１の孔部３１ｃ内で接続され、当該端子２６を介して光電面２１、陽極２４、集束電極２２、及び増倍部２３の各段のダイノード２５に電気的に接続されている。

【0043】

上述した光電子増倍管ユニット１には、光電子増倍管１１の感度ドリフトを補正するための補正機構が設けられている。以下、この補正機構について詳細に説明する。

【0044】

補正機構は、補正光Ｌ（図６参照）を出力する光源４４を有する補正光源部４２と、補正光Ｌを光電面２１に導光する導光路４３とを含んで構成されている。補正光源部４２は、光入射窓部１３（特に光入射面１３ａ）よりも信号出力部１４側に設けられている。光源４４は、例えば半導体発光素子であるＬＥＤによって構成されている。光源４４の配置にあたり、本実施形態では、図４に示すように、ソケット本体部３１において、管状に配置された貫通電極３２の配置領域の一箇所に貫通電極３２が配置されない空き領域が設けられており、当該空き領域に光源４４が挿入されている。

【0045】

空き領域には、図５に示すように、光源４４の形状に応じた有底の凹部４５が設けられ、光源４４は、補正光Ｌの出射端が凹部４５の底部を向くようにして凹部４５内に埋設されている。凹部４５の底部には、光源４４における補正光Ｌの出射端と対向するように減光部材４６が配置されている。減光部材４６は、例えばエポキシ樹脂によって形成され、凹部４５の底部を覆うように配置されている。減光部材４６は、光源４４から出力した補正光Ｌの光量を一定の度合いで減衰させる。

【0046】

また、光源４４は、ソケット本体部３１の他方面３１Ｂ上に配置された基板３６に固定されている。基板３６には、光源４４の駆動回路が設けられていてもよい。基板３６は、光源４４や貫通電極３２が挿通する貫通孔を除いて他方面３１Ｂを覆っている。そして、基板３６の周縁は、ケース２の内壁面にまで至るため、基板３６は、分圧部３３側からのノイズ光を遮光する効果を奏する。

【0047】

導光路４３は、バルブ１２に形成された透光部４７によって構成されている。本実施形態では、バルブ１２の全体が透光性部材から形成され、より具体的にはガラスバルブである。このため、バルブ１２の全体が補正光Ｌに対する透光性を有する（すなわち、補正光Ｌの伝達が可能な）透光部４７となっている。したがって、バルブ１２の側壁部１５の全体が信号出力部１４から光入射窓部１３側に向かって連続して延びる透光部４７となっている。本実施形態では、信号出力部１４及び光入射窓部１３の少なくとも一部も透光部４７を構成している。信号出力部１４から入射した補正光Ｌは、信号出力部１４内、側壁部１５内、及び光入射窓部１３内で反射を繰り返すことで、光入射窓部１３に設けられた光電面２１まで伝達される。換言すれば、バルブ１２の側壁部１５を主体とする透光部４７は、光入射窓部１３と信号出力部１４とに光学的に結合されている。また、透光部４７（本実施形態では、特に信号出力部１４）は、補正光源部４２の光源４４と対向した状態となっている。

【0048】

光源４４と導光路４３との間に位置するソケット本体部３１は、光源４４と透光部４７とを光学的に結合する光結合部４８となっている。光結合部４８としてのソケット本体部３１は、上述したように、一定の光拡散性を有する光拡散性部材によって構成されている。ソケット本体部３１の一方面３１Ａがバルブ１２の信号出力部１４と面接触して密着するようにソケット３０が光電子増倍管１１に嵌合することで、光源４４と透光部４７とを十分な光伝達効率をもって光学的に結合させることができる。本実施形態では、ソケット本体部３１は、バルブ１２の側壁部１５における信号出力部１４側の端部とも対向している。したがって、光源４４と透光部４７との間の光伝達効率の更なる向上が図られる。

【0049】

ソケット本体部３１には、上述したように、補正光源部４２の光源４４が埋設されており、かつ複数の貫通電極３２及び分圧部３３が固定されている。すなわち、本実施形態では、補正光源部４２及び分圧部３３は、光結合部４８であるソケット本体部３１と一体化され、ソケット３０として光電子増倍管１１に着脱自在に嵌合している。ソケット３０を光電子増倍管１１に嵌合した状態において、光結合部４８であるソケット本体部３１と透光部４７とが光学的に結合し、補正光源部４２からの補正光Ｌは、内部空間Ｓよりも外側の領域に設けられた導光路４３によって光電面２１に導光される。ソケット３０を光電子増倍管１１から脱抜する場合には、例えばソケット本体部３１のフランジを把持し、バルブ１２の信号出力部１４から突出する端子２６をソケット本体部３１（貫通電極３２）から取り外せばよい。これにより、複数の貫通電極３２、分圧部３３、及び補正光源部４２は、ソケット本体部３１と共に光電子増倍管１１から取り外すことができる。

【0050】

図６は、補正光の導光経路を示す概略的な断面図である。図６に示すように、光源４４から出力された補正光Ｌは、凹部４５の底部に配置された減光部材４６によって一定の光量の減衰を受けた後、ソケット本体部３１内に入射する。ソケット本体部３１内に入射した補正光Ｌは、ソケット本体部３１が光拡散性部材によって構成されていることによりソケット本体部３１内で拡散し、特定の指向性のない均一化された状態で、透光部４７であるバルブ１２を構成する透光性部材内に入射する。透光部４７内に入射した補正光Ｌは、透光部４７内で反射を繰り返し、更に拡散しながら進行する。具体的には、補正光Ｌは、透光部４７としての信号出力部１４、側壁部１５、及び光入射窓部１３を経て光電面２１に入射する。

【0051】

光電子増倍管ユニット１には、補正機構と共に、補正光Ｌを適切に光電面２１に導光するための遮光機構が設けられている。遮光機構は、ソケット本体部３１における貫通孔３１ａの内壁面に設けられた遮光性部材（孔用遮光性部材）３５と、バルブ１２の外面側を覆う遮光性部材（導波路用遮光性部材／第１の遮光性部材）１６と、光電子増倍管１１を収容するケース（導波路用遮光性部材／第２の遮光性部材）２とによって構成されている。

【0052】

遮光性部材３５は、ソケット本体部３１における貫通孔３１ａの内壁面を覆うように設けられている。この遮光性部材３５は、信号出力部１４を透過して補正光Ｌが光電子増倍管１１内に入り込むことを抑制する。本実施形態では、遮光性部材３５は、特に、補正光Ｌが信号出力部１４に設けられた排気管などを透過して内部空間Ｓに入射することを抑制する。遮光性部材１６は、バルブ１２における信号出力部１４の縁部と側壁部１５の全面とを覆うように設けられている。ケース２は、遮光性部材１６よりも高い遮光性を有し、遮光性部材１６を覆うように当該遮光性部材１６の外側に配置されている。遮光性部材１６及びケース２は、いずれも導光路４３の外側に位置し、ノイズ光が導光路４３に入射することを抑制する。

【0053】

図７は、補正機構の一例を示すブロック図である。図７の例では、光源制御回路１０１と、Ｉ／Ｖ変換部１０２と、マイコンモジュール１０３と、高圧電源１０４とが光電子増倍管ユニット１に対する外部回路として接続されている。光電子増倍管ユニット１は、これらの全て又は一部を含めて構成されていてもよい。光源制御回路１０１は、光源４４であるＬＥＤの駆動を制御する回路である。光源制御回路１０１は、光源４４から出力される補正光Ｌの光量を検出する光センサ１０５からの検出信号に基づいて、光源４４をフィードバック制御する。

【0054】

補正機構は、光源４４を駆動させた後、補正光Ｌの入射によって光電子増倍管１１から出力される電流をＩ／Ｖ変換部１０２で電圧に変換し、この電圧値を初期値としてマイコンモジュール１０３のＥＥＰＲＯＭに記憶させる。光源の駆動のタイミングは、マイコンモジュール１０３によって制御する。光電子増倍管１１の感度ドリフトを補正する場合、光源４４を駆動させた後、補正光Ｌの入射によって光電子増倍管１１から出力される電流をＩ／Ｖ変換部１０２で電圧に変換し、マイコンモジュール１０３に入力する。そして、このマイコンモジュール１０３に入力される電圧値がＥＥＰＲＯＭに記憶されている初期値と一致するように高圧電源１０４のコントロール電圧を調整し、光電子増倍管１１に印加される電圧を制御する。

【0055】

以上説明したように、光電子増倍管ユニット１では、補正光源部４２からの補正光Ｌが内部空間Ｓよりも外側の領域に設けられた導光路４３によって光電面２１に導光される。したがって、この光電子増倍管ユニット１では、光電子増倍管１１内の内部構造物（増倍部２３や陽極２４など）に補正光Ｌが当たってしまうことを回避でき、補正光Ｌを安定して光電面２１に導光できる。これにより、光電子増倍管１１の感度ドリフトの補正を精度良く実施することができる。

【0056】

光電子増倍管ユニット１では、バルブ１２の側壁部１５の少なくとも一部が信号出力部１４側から光入射窓部１３側に向かって連続して延びる透光部４７となっており、導光路４３が透光部４７によって構成されている。このように、バルブ１２の側壁部１５の少なくとも一部を透光部４７による導光路４３とすることで、光電子増倍管ユニット１の大型化を避けることができる。

【0057】

光電子増倍管ユニット１では、バルブ１２の側壁部１５の全体が透光部４７となっている。これにより、透光部４７が光入射窓部１３と光学的に結合されていると共に、透光部４７が補正光源部４２の光源４４と対向した状態となっている。これにより、補正光Ｌを一層安定して光電面２１に導光できる。また、補正光Ｌが側壁部１５の全体で拡散し、補正光Ｌを十分に均一な状態で光電面２１に導光できる。

【0058】

光電子増倍管ユニット１では、補正光源部４２が光源４４と透光部４７とを光学的に結合する光結合部４８を有している。本実施形態では、光電子増倍管１１に着脱自在に固定されるソケット３０を構成するソケット本体部３１が光結合部４８であり、光結合部４８の採用により、補正光源部４２における光源４４の配置の自由度を高めることができる。

【0059】

光電子増倍管ユニット１では、光結合部４８が光拡散性部材によって構成され、側壁部１５における信号出力部１４側の端部と対向している。光結合部４８に光拡散性を持たせることにより、補正光Ｌを一層十分に均一な状態で光電面２１に導光できる。また、光結合部４８が側壁部１５における信号出力部１４側の端部と対向することで、光結合部４８と透光部４７との間の補正光Ｌのロスを抑えることができる。

【0060】

光電子増倍管ユニット１では、光結合部４８が信号出力部１４と対向する貫通孔３１ａを有する環状部材であり、貫通孔３１ａの内壁面が遮光性部材３５によって覆われている。これにより、信号出力部１４を透過して補正光Ｌが光電子増倍管１１の内部空間Ｓに入り込むことを抑制できる。

【0061】

光電子増倍管ユニット１では、補正光源部４２が、光源４４から出力した補正光Ｌの光量を減衰させる減光部材４６を有している。これにより、過剰な光量の補正光Ｌが光電面２１に入力されることを抑制できる。したがって、光電面２１の保護が図られる。

【0062】

光電子増倍管ユニット１は、光電面２１及び陽極２４への供給電力を分圧する分圧部３３を備えている。そして、補正光源部４２及び分圧部３３は、光結合部４８であるソケット本体部３１と一体化され、ソケット３０として光電子増倍管１１に対して着脱自在に嵌合している。このような構成によれば、光結合部４８であるソケット本体部３１に光電子増倍管１１の駆動及び制御に関わる構成が一体化されるので、光電子増倍管ユニット１の取り扱いが容易となる。また、光電子増倍管１１に対するソケット３０の着脱が容易となるため、光電子増倍管１１、補正光源部４２、及び分圧部３３の交換が容易となる。

【0063】

光電子増倍管ユニット１では、導光路４３の外側が遮光性部材１６及び遮光性部材１６よりも高い遮光性を有するケース２で覆われている。これにより、ノイズ光が導光路４３に入射することを抑制できる。また、遮光性部材１６は、補正光Ｌが透光部４７の外部に透過することを抑制する。これにより、当該透過光がノイズ光として影響を及ぼすことが抑制されると共に、補正光Ｌの光量が所望の値に保たれる。

【0064】

本開示は、上記実施形態に限られるものではなく、種々の変形を適用し得る。例えば上記実施形態では、光源４４から出力した補正光Ｌがソケット本体部３１内を通る構成となっているが、図８に示すように、ソケット本体部３１内に導波路（光結合部）５０を配置し、導波路５０によって補正光Ｌを透光部４７に導光してもよい。この場合、導波路５０が光拡散性を有する部材によって構成されていてもよい。

【0065】

また、図８の形態では、バルブ１２の信号出力部１４を覆うように、遮光性部材１６よりも低い遮光性を有する遮光性部材（信号出力部用遮光性部材）１７が設けられている。遮光性部材１７は、例えばシリコーン樹脂によって形成され、電気絶縁性も兼ね備えている。この遮光性部材１７により、ノイズ光が信号出力部１４を透過して光電子増倍管１１の内部空間Ｓに入り込むことを抑制できる。

【0066】

遮光性部材１７は、バルブ１２の外面側に設けられた遮光性部材１６よりも低い遮光性を有するため、ある程度の光透過性を有する。つまり、遮光性部材１７は、減光的な作用を備えるため、過剰な光量の補正光Ｌが光電面２１に入力されることを抑制する。したがって、光電面２１の保護が図られる。なお、図８の形態では、遮光性部材１７と減光部材４６の双方が設けられているが、必要な光量に応じて遮光性部材１７及び減光部材４６の一方のみが設けられていてもよい。遮光性部材１７は、信号出力部１４に別部材として設ける態様に限られず、信号出力部１４を構成する材料に遮光性材料を混入させることによって形成する態様としてもよい。

【0067】

図９は、補正機構の別例を示すブロック図である。図９の例では、高圧電源１０４に代えて昇圧回路１０６が設けられており、この昇圧回路１０６と、光源制御回路１０１と、Ｉ／Ｖ変換部１０２と、マイコンモジュール１０３とがケース２内に配置され、ユニット化されている。これらの全て又は一部は、光電子増倍管ユニット１とは別体に構成されていてもよい。昇圧回路１０６には、例えばＣＷ回路（コッククロフト・ウォルトン回路）が用いられる。この補正機構で光電子増倍管１１の感度ドリフトを補正する場合、光源４４を駆動させた後、補正光Ｌの入射によって光電子増倍管１１から出力される電流をＩ／Ｖ変換部１０２で電圧に変換し、マイコンモジュール１０３に入力する。そして、このマイコンモジュール１０３に入力される電圧値がＥＥＰＲＯＭに記憶されている初期値と一致するように昇圧回路１０６のコントロール電圧を調整し、光電子増倍管１１に印加される電圧を制御する。

【0068】

図１０は、光電子増倍管ユニットの変形例を示す平面図である。また、図１１は、その側面図である。図１０及び図１１に示す光電子増倍管ユニット６１は、扁平な直方体形状をなすチップ状の光電子増倍管６３をケース（導波路用遮光性部材）６２内に収容して構成されている。なお、図１０では、ケース６２の略半分部分を切欠いて内部を示している。

【0069】

ケース２は、例えばＡＢＳ樹脂などの電気絶縁性及び遮光性を有する材料によって形成されている。光電子増倍管６３と分圧部６４とは、ケース２内の一方側に上下２段に配置されている。ケース２の天面側には、光を入射させる開口部としての貫通孔６６が光電子増倍管６３の光電面６５と対向する位置に設けられている。また、補正光源部６７は、ケース２内の他方側に配置されている。光電子増倍管６３及び分圧部６４と補正光源部の光源７４との間は、減光フィルタ（減光部材）６８によって仕切られた状態となっている。

【0070】

光電子増倍管６３の筐体６９は、例えばシリコン基板を基材とする底部フレーム及び側壁フレームと、例えばガラス基板を基材とする面板フレーム（壁部）７０とを結合することによって構成されている。筐体６９の壁部のうち、面板フレーム７０によって構成される壁部は、光電面６５側に位置する光入射窓部７１に相当する部分を有し、信号出力部７２側から光入射窓部７１側に向かって連続して延びる透光部７３を構成している。この透光部７３は、補正光Ｌを光電面２１に導光する導光路７５を形成している。

【0071】

筐体６９の壁部のうち、減光フィルタ６８に面する壁部は、光電子増倍管６３の陽極（不図示）側に位置する信号出力部７２となっている。光電面６５は、信号出力部７２と反対側の壁部寄りの位置で、面板フレーム７０と対向するように筐体６９の内部空間Ｓに配置されている。内部空間Ｓにおける光電面６５、増倍部、陽極等の機能は、光電子増倍管１１と同様である。光電子増倍管６３では、図１０及び図１１における面板フレーム７０の長手方向に沿って、紙面左側から紙面右側に向かって光電面６５、増倍部、陽極が順に配置され、増倍部による二次電子増倍が行われる。

【0072】

この光電子増倍管ユニット６１では、光源４４から出力した補正光Ｌは、減光フィルタ６８によって一定の減衰を受けた後、減光フィルタ６８に面する信号出力部７２を通って面板フレーム７０内に入射する。補正光Ｌの一部は、信号出力部７２を通らずに面板フレーム７０内に直接的に入射してもよい。面板フレーム７０内に入射した補正光Ｌは、透光部７３である面板フレーム７０内で反射を繰り返し、拡散しながら光電面２１に入射する。このような構成を有する光電子増倍管ユニット１においても、補正光源部４２からの補正光Ｌが内部空間Ｓよりも外側の領域に設けられた導光路７５によって光電面６５に導光される。したがって、光電子増倍管ユニット６１においても、光電子増倍管６３内の内部構造物（増倍部や陽極など）に補正光Ｌが当たってしまうことを回避でき、補正光Ｌを安定して光電面６５に導光できる。これにより、光電子増倍管６３の感度ドリフトの補正を精度良く実施することができる。

【0073】

上記実施形態では、いずれも光電子増倍管の筐体を構成する透光部をもって導光路としているが、光電子増倍管とは別個に導光路を設けてもよい。例えば光電子増倍管に沿うように配置した透光性部材を導光路としてもよい。この場合、当該透光性部材を遮光部材で覆うことが好ましい。また、補正光源部は、ソケットと一体化せずに別体として設けてもよく、ソケットを介することなく、直接導光路に補正光を入射する構成であってもよい。

【符号の説明】

【0074】

１，６１…光電子増倍管ユニット（電子管ユニット）、２…ケース（導波路用遮光性部材／第２の遮光性部材）、１１，６３…光電子増倍管（電子管）、１２…バルブ（筐体）、１３，７１…光入射窓部、１４，７２…信号出力部、１５…側壁部（壁部）、１６…遮光性部材（導波路用遮光性部材／第１の遮光性部材）、１７…遮光性部材（信号出力部用遮光性部材）、２１，６５…光電面、２３…増倍部、２４…陽極、３０…ソケット、３１…ソケット本体部、３１ａ…貫通孔、３３，６４…分圧部、３５…遮光性部材（孔用遮光性部材）、４２，６７…補正光源部、４３，７５…導光路、４４，７４…光源、４６…減光部材、４７，７３…透光部、４８…光結合部、５０…導波路（光結合部）、６２…ケース（導波路用遮光性部材）、６８…減光フィルタ（減光部材）、６９…筐体、７０…面板フレーム（壁部）、Ｌ…補正光、Ｓ…内部空間。

【要約】

【課題】補正光を安定して光電面に導光できる電子管ユニット及び電子管用ソケットを提供する。
【解決手段】光電子増倍管ユニット１は、光の入射に応じて光電子を放出する光電面２１と、光電子に基づく信号を生成する陽極２４とをバルブ１２の内部空間Ｓに収容してなる光電子増倍管１１と、光電子増倍管１１への補正光Ｌを出力する光源４４を有する補正光源部４２とを備え、バルブ１２は、光電面２１側に位置する光入射窓部１３と、陽極２４側に位置する信号出力部１４と、光入射窓部１３と信号出力部１４とを繋ぐ側壁部１５と、を備え、補正光源部４２は、光入射窓部１３よりも信号出力部１４側に配置され、補正光源部４２からの補正光Ｌは、内部空間Ｓよりも外側の領域に設けられた導光路４３によって光電面２１に導光される。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】