特許 7509645 光電管

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-24

(45)【発行日】2024-07-02

(54)【発明の名称】光電管

(51)【国際特許分類】

   H01J 47/02 20060101AFI20240625BHJP

【ＦＩ】

H01J47/02

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020169149

(22)【出願日】2020-10-06

(65)【公開番号】P2022061256

(43)【公開日】2022-04-18

【審査請求日】2023-07-26

(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

(72)【発明者】

【氏名】小玉 剛史

(72)【発明者】

【氏名】山田 将来

【審査官】大門 清

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１４９８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６７４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１４９７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２７５５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０１７４５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１０２７２０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ４０／００－４９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光透過部を含む筐体と、
前記筐体内に配置された光電面を含む電子放出部と、
前記筐体内において前記光透過部と前記光電面との間に配置された電子捕捉部と、
前記筐体内において前記光電面と向かい合うように前記電子捕捉部の少なくとも一部よりも前記光透過部側に配置され、光を通過させるように構成された導電層と、を備え、
前記電子捕捉部は、板状の部材であり、前記光透過部側から見た場合に前記筐体内の領域を分割するように配置されている、光電管。

【請求項2】

前記導電層は、前記筐体内において前記光電面と向かい合うように前記光透過部に沿って配置されている、請求項１に記載の光電管。

【請求項3】

前記筐体は、凹部を有する本体部を更に含み、
前記光透過部は、前記凹部の開口を塞ぐように前記本体部に取り付けられており、
前記電子放出部及び前記電子捕捉部は、前記本体部によって支持されており、
前記導電層は、前記光透過部によって支持されている、請求項１又は２に記載の光電管。

【請求項4】

前記電子放出部は、前記凹部の内面に配置されており、
前記電子捕捉部は、前記凹部の開口縁に掛け渡されており、
前記導電層は、前記光透過部における前記電子放出部側の表面に配置されている、請求項３に記載の光電管。

【請求項5】

前記電子捕捉部に電気的に接続された第１導電部と、
前記導電層に電気的に接続された第２導電部と、を更に備え、
前記第１導電部の一部、前記第２導電部の一部及び前記電子放出部の一部は、前記本体部における前記光透過部とは反対側の表面において外部に露出している、請求項３又は４に記載の光電管。

【請求項6】

前記電子捕捉部に電気的に接続された第１導電部と、
前記導電層に電気的に接続された第２導電部と、
前記電子放出部と前記導電層とを電気的に接続する配線と、を更に備え、
前記第１導電部の一部及び前記第２導電部の一部は、前記本体部における前記光透過部とは反対側の表面において外部に露出している、請求項３又は４に記載の光電管。

【請求項7】

光透過部を含む筐体と、
前記筐体内に配置された光電面を含む電子放出部と、
前記筐体内において前記光透過部と前記光電面との間に配置された電子捕捉部と、
前記筐体内において前記光電面と向かい合うように前記電子捕捉部の少なくとも一部よりも前記光透過部側に配置され、光を通過させるように構成された導電層と、を備え、
前記筐体は、凹部を有する本体部を更に含み、
前記光透過部は、前記凹部の開口を塞ぐように前記本体部に取り付けられており、
前記電子放出部及び前記電子捕捉部は、前記本体部によって支持されており、
前記導電層は、前記光透過部によって支持されている、光電管。

【請求項8】

前記導電層は、前記筐体内において前記光電面と向かい合うように前記光透過部に沿って配置されている、請求項７に記載の光電管。

【請求項9】

前記電子捕捉部は、板状の部材であり、前記光透過部側から見た場合に前記筐体内の領域を分割するように配置されている、請求項７又は８に記載の光電管。

【請求項10】

前記電子放出部は、前記凹部の内面に配置されており、
前記電子捕捉部は、前記凹部の開口縁に掛け渡されており、
前記導電層は、前記光透過部における前記電子放出部側の表面に配置されている、請求項７～９のいずれか一項に記載の光電管。

【請求項11】

前記電子捕捉部に電気的に接続された第１導電部と、
前記導電層に電気的に接続された第２導電部と、を更に備え、
前記第１導電部の一部、前記第２導電部の一部及び前記電子放出部の一部は、前記本体部における前記光透過部とは反対側の表面において外部に露出している、請求項７～１０のいずれか一項に記載の光電管。

【請求項12】

前記電子捕捉部に電気的に接続された第１導電部と、
前記導電層に電気的に接続された第２導電部と、
前記電子放出部と前記導電層とを電気的に接続する配線と、を更に備え、
前記第１導電部の一部及び前記第２導電部の一部は、前記本体部における前記光透過部とは反対側の表面において外部に露出している、請求項７～１０のいずれか一項に記載の光電管。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光電管に関する。

【背景技術】

【0002】

光透過部を含む筐体と、筐体内に配置された光電面を含む電子放出部（光電陰極）と、光透過部における電子放出部側の表面に形成されたメッシュ状又はドット状の電子捕捉部（陽極）と、を備える光電管が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－０６７４９４号公報

【文献】特開２０１８－０９７９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような光電管では、外部から光透過部に入射した光が光電面に至る確率を向上させるために、メッシュ状の電子捕捉部を粗く形成したり又はドット状の電子捕捉部を小さく形成したりすると、光電面から放出された光電子が電子捕捉部によって捕捉される確率が低下するおそれがある。その一方で、光電面から放出された光電子が電子捕捉部によって捕捉される確率を向上させるために、メッシュ状の電子捕捉部を密に形成したり又はドット状の電子捕捉部を大きく形成したりすると、外部から光透過部に入射した光が光電面に至る確率が低下するおそれがある。したがって、上述したような光電管の構成は、光の検出効率が高い構成とはいえない。

【0005】

本発明は、光の検出効率を向上させることができる光電管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】

【0006】

本発明の光電管は、光透過部を含む筐体と、筐体内に配置された光電面を含む電子放出部と、筐体内において光透過部と光電面との間に配置された電子捕捉部と、筐体内において光電面と向かい合うように電子捕捉部の少なくとも一部よりも光透過部側に配置され、光を通過させるように構成された導電層と、を備える。

【0007】

上記光電管では、電子捕捉部が、筐体内において光透過部と光電面との間に配置されており、導電層が、筐体内において光電面と向かい合うように電子捕捉部の少なくとも一部よりも光透過部側に配置されている。このように、導電層とは別に電子捕捉部が設けられているため（つまり、導電層のみで光電子を捕捉する機能を担う必要がないため）、十分に光を透過させ得るように導電層を構成することができる。これにより、外部から光透過部に入射した光が光電面に至り易くなる。そのため、外部から光透過部に入射した光が光電面に至る確率を向上させることができる。また、例えば、電子捕捉部の電位を基準として負の電位を電子放出部に付与し、電子放出部の電位を基準として負の電位（又は電子放出部の電位と同電位）を導電層に付与することで、光電面から放出された光電子のうち一部の光電子が光透過部に向かって進行したとしても、当該一部の光電子と導電層との間に生じる斥力によって、当該一部の光電子が跳ね返されて電子捕捉部に至り易くなる。そのため、光電面から放出された光電子が電子捕捉部によって捕捉される確率を向上させることができる。以上により、上記光電管によれば、光の検出効率を向上させることができる。

【0008】

本発明の光電管では、導電層は、筐体内において光電面と向かい合うように光透過部に沿って配置されていてもよい。これによれば、光透過部に沿って導電層の効果を発揮させることができる。

【0009】

本発明の光電管では、電子捕捉部は、板状の部材であり、光透過部側から見た場合に筐体内の領域を分割するように配置されていてもよい。これによれば、大きい入射角で光透過部に入射した光も、電子捕捉部における一対の主面のそれぞれで反射されて光電面に至り易くなる。そのため、外部から光透過部に入射した光が光電面に至る確率を更に向上させることができる。また、光電面から放出された光電子が電子捕捉部における一対の主面のそれぞれに至り易くなる。そのため、光電面から放出された光電子が電子捕捉部によって捕捉される確率を更に向上させることができる。

【0010】

本発明の光電管では、筐体は、凹部を有する本体部を更に含み、光透過部は、凹部の開口を塞ぐように本体部に取り付けられており、電子放出部及び電子捕捉部は、本体部によって支持されており、導電層は、光透過部によって支持されていてもよい。これによれば、光電面、電子捕捉部及び導電層が精度良く配置された構成を、容易に且つ確実に実現することができる。

【0011】

本発明の光電管では、電子放出部は、凹部の内面に配置されており、電子捕捉部は、凹部の開口縁に掛け渡されており、導電層は、光透過部における電子放出部側の表面に配置されていてもよい。これによれば、光電面、電子捕捉部及び導電層が精度良く配置された構成を、効率の良いレイアウトで実現することができる。

【0012】

本発明の光電管は、電子捕捉部に電気的に接続された第１導電部と、導電層に電気的に接続された第２導電部と、を更に備え、第１導電部の一部、第２導電部の一部及び電子放出部の一部は、本体部における光透過部とは反対側の表面において外部に露出していてもよい。これによれば、光透過部への光の入射を妨げず且つ外部配線のアクセスが容易な同一面（本体部における光透過部とは反対側の表面）において、第１導電部の一部、第２導電部の一部及び電子放出部の一部のそれぞれに外部配線を電気的に接続することができる。また、電子放出部、電子捕捉部及び導電層のそれぞれに所望の電位を付与することができる。

【0013】

本発明の光電管は、電子捕捉部に電気的に接続された第１導電部と、導電層に電気的に接続された第２導電部と、電子放出部と導電層とを電気的に接続する配線と、を更に備え、第１導電部の一部及び第２導電部の一部は、本体部における光透過部とは反対側の表面において外部に露出していてもよい。これによれば、光透過部への光の入射を妨げず且つ外部配線のアクセスが容易な同一面（本体部における光透過部とは反対側の表面）において、第１導電部の一部及び第２導電部の一部のそれぞれに外部配線を電気的に接続することができる。また、外部配線を電気的に接続するための導電部の構造の単純化を図ることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、光の検出効率を向上させることができる光電管を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態の光電管の平面図である。

【図2】図１に示されるII－II線に沿っての光電管の断面図である。

【図3】図１に示されるIII－III線に沿っての光電管の断面図である。

【図4】図１に示される光電管の分解斜視図である。

【図5】第１変形例の光電管の断面図である。

【図6】第１変形例の光電管の断面図である。

【図7】第２変形例の光電管の断面図である。

【図8】第２変形例の光電管の電子捕捉部の斜視図である。

【図9】第３変形例の光電管の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0017】

図１、図２及び図３に示されるように、光電管１は、筐体２と、電子放出部３と、電子捕捉部４と、導電層５と、一対の第１導電部（導電部）６と、第２導電部７と、を備えている。光電管１では、電子放出部３が光電陰極として機能し、電子捕捉部４が陽極として機能する。光電管１の検出対象の光は、例えば、紫外線である。

【0018】

筐体２は、本体部２１と、光透過部２２と、を含んでいる。本体部２１は、Ｚ軸方向における一方の側に開口する凹部２３を有している。本体部２１において、凹部２３は、底壁２４及び側壁２５によって画定されている。凹部２３と側壁２５との間には、凹部２３を略包囲するように形成された溝部２６が設けられており、異なる電位が付与される部材間の耐電圧特性の向上が図られている。本体部２１は、例えば、Ｚ軸方向から見た場合に正方形状（一辺の長さ：１０ｍｍ程度）を呈している板状の部材（厚さ：数ｍｍ程度）であり、絶縁性材料（例えばコバールガラス）によって形成されている。光透過部２２は、凹部２３の開口を塞ぐように本体部２１に取り付けられている。光透過部２２は、光電管１の検出対象の光を透過させる。光透過部２２は、例えば、Ｚ軸方向から見た場合に正方形状（一辺の長さ：１０ｍｍ程度）を呈している板状の部材（厚さ：１ｍｍ以下）であり、絶縁性材料（例えば石英ガラス）によって形成されている。本実施形態では、筐体２内の領域は、高真空に維持されている。

【0019】

図４に示されるように、本体部２１の側壁２５の端面２５ａ（光透過部２２側の端面）には、下地層１１が枠状に配置されている。光透過部２２における電子放出部３側の表面２２ａには、光透過部２２の外縁に沿って下地層１２が枠状に配置されている。下地層１１と下地層１２との間には、接合層１３が枠状に配置されている。光透過部２２は、下地層１１、下地層１２及び接合層１３によって、本体部２１の側壁２５に気密に接合されている。下地層１１及び下地層１２は、接合層１３と本体部２１との密着度、及び、接合層１３と光透過部２２との密着強度を高めるための金属層（いわゆるメタライズ層）であり、例えば、Ｃｒ／Ｎｉ／Ｃｕ又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕによって形成されている。接合層１３は、導電性材料（例えば、Ｉｎ等の接合用金属、又はＡｕＳｎ等の半田）によって形成されている。

【0020】

図１、図２及び図３に示されるように、電子放出部３は、電極体３１と、光電面３２と、を含んでいる。電子放出部３は、光電面３２が筐体２内に配置された状態で、筐体２の本体部２１の凹部２３によって保持されている。本実施形態では、電子放出部３は、本体部２１の凹部２３の内面２３ａに配置されており、電子放出部３の一部は、本体部２１における光透過部２２とは反対側の表面２１ａに開口する開口部２１ｃを介して、表面２１ａにおいて外部に露出している。より具体的には、ボウル状を呈している電極体３１が、例えば、融着又は接合部材による接合等によって、凹部２３の内面２３ａに固定されており、凸部状に突出した電極体３１の底部３１ａが、本体部２１の開口部２１ｃを介して、本体部２１の表面２１ａにおいて外部に露出している。光電面３２は、ボウル状を呈している電極体３１の内面に沿って形成された光電変換膜である。電極体３１は、導電性材料（例えばコバール等の金属材料）によって形成されており、光電面３２は、例えば、ＣｓＴｅによって形成されている。

【0021】

光電面３２は、筐体２内において光透過部２２側に向いた凹状の面である。すなわち、光電面３２は、筐体２内において光透過部２２とは反対側（すなわち、光透過部２２から離れる側）に凹んでいる。光電面３２は、底面３２ａと、側面３２ｂと、を含んでいる。底面３２ａは、Ｚ軸方向に垂直な平坦面である。側面３２ｂは、底面３２ａから離れるほど（すなわち、光透過部２２に近付くほど）傾きが増加するように湾曲している。側面３２ｂは、傾きが連続するように底面３２ａに接続されている。底面３２ａは、光透過部２２側から見た場合に円形状を呈しており、側面３２ｂは、光透過部２２側から見た場合に円環状を呈している。つまり、光電面３２は、光透過部２２側から見た場合に円形状を呈している。

【0022】

電子捕捉部４は、筐体２内において光透過部２２と光電面３２との間に配置されている。電子捕捉部４は、導電性材料（例えばコバール等の金属材料）によって形成された板状の部材（厚さ：０．４ｍｍ程度）であり、光透過部２２側から見た場合に筐体２内の領域を分割するように配置されている。すなわち、電子捕捉部４は、電子捕捉部４の一対の主面４ａがＺ軸方向に平行となるように配置されている。各主面４ａの縁部は、Ｙ軸方向から見た場合に（板状部材の主平面と対向するように見た場合に）、凹部２３の内面２３ａに沿って延在し且つ凹部２３の内面２３ａに対向する略楕円形状（滑らかな円弧部と直線部とを備えた形状）を呈している。電子捕捉部４は、筐体２の本体部２１によって支持されている。本実施形態では、電子捕捉部４は、本体部２１の凹部２３の開口縁２３ｂに掛け渡されている。より具体的には、電子捕捉部４のうちＸ軸方向において外側に突出している一対の端部４ｂが、開口縁２３ｂのうちＸ軸方向において対向している部分に配置されている。

【0023】

電子捕捉部４の一部４１は、凹状の光電面３２の内側の領域３３内に位置している。すなわち、電子捕捉部４の一部４１は、凹状の光電面３２の開口縁３２ｃに対して光透過部２２とは反対側に位置している。電子捕捉部４における一部４１以外の一部４２は、凹状の光電面３２の外側の領域（つまり領域３３外）に位置している。すなわち、電子捕捉部４の一部４２は、凹状の光電面３２の開口縁３２ｃに対して光透過部２２側に位置している。電子捕捉部４の一部４１の側面４１ａ（一対の主面４ａの間の側面であって光電面３２と対向する側面）は、Ｙ軸方向から見た場合に光電面３２に沿って延在している。電子捕捉部４は、筐体２内において、側面４１ａと光電面３２との距離が略均一になるように、所定の距離をとって光電面３２から離れており、光電面３２とは電気的に接続されていない。

【0024】

導電層５は、筐体２内において光電面３２と向かい合うように電子捕捉部４よりも光透過部２２に配置されている。本実施形態では、導電層５は、筐体２内において光電面３２と向かい合うように光透過部２２に沿って配置されている。導電層５は、筐体２内において、所定の距離をとって電子捕捉部４から離れており、電子捕捉部４とは電気的に接続されていない。本実施形態では、導電層５は、光透過部２２の表面２２ａに配置されている。つまり、導電層５は、光透過部２２によって支持されている。導電層５は、光電管１の検出対象の光を通過させるように構成されている。本実施形態では、導電層５は、光電管１の検出対象の光の波長に応じて選択された材料によって、当該波長に応じて設定された厚さで、膜状に形成されている。導電層５の材料は、例えば、Ｎｉであり、導電層５の厚さは、例えば、数ｎｍ程度である。

【0025】

図１及び図４に示されるように、導電層５は、光透過部２２の表面２２ａにおいて、下地層１２の内側に位置している。一例として、導電層５は、Ｚ軸方向から見た場合に正方形状を呈しており、正方形枠状の下地層１２の内側に位置している。導電層５の角部５ａは、下地層１２の突出部１２ａに重なっており、接合層１３を介して下地層１１の突出部１１ａに重なっている。これにより、導電層５、下地層１１、下地層１２及び接合層１３は、互いに電気的に接続されている。角部５ａは、導電層５のうちＹ軸方向において対向している一対の角部の一方である。突出部１１ａは、下地層１１のうちＹ軸方向において対向している一対の角部の一方から内側に突出している部分であり、突出部１２ａは、下地層１２のうちＹ軸方向において対向している一対の角部の一方から内側に突出している部分である。

【0026】

図１及び図２に示されるように、一対の第１導電部６は、電子捕捉部４に電気的に接続されており、各第１導電部６の一部は、本体部２１の表面２１ａにおいて外部に露出している。より具体的には、各第１導電部６における光透過部２２側の端部６ａが、電子捕捉部４の一部４２に設けられた各端部４ｂに電気的に接続されており、各第１導電部６における端部６ａとは反対側の端部６ｂが、本体部２１の表面２１ａにおいて外部に露出している。凹状の光電面３２の内側の領域３３外において、各第１導電部６が電子捕捉部４に電気的に接続されているため、電子捕捉部４及び一対の第１導電部６とは異なる電位が付与される光電面３２から電子捕捉部４及び一対の第１導電部６が離間され、異なる電位が付与される部材間の耐電圧特性の向上が図られている。一例として、各第１導電部６は、本体部２１の側壁２５のうちＸ軸方向において対向している一対の角部のそれぞれにおいて、Ｚ軸方向に延在している。一対の第１導電部６は、導電性材料（例えばコバール）によって、電子捕捉部４と一体的に形成されている。

【0027】

図１及び図３に示されるように、第２導電部７は、導電層５に電気的に接続されており、第２導電部７の一部は、本体部２１の表面２１ａにおいて外部に露出している。より具体的には、第２導電部７における光透過部２２側の端部７ａが、下地層１１の突出部１１ａ、下地層１２の突出部１２ａ、及び接合層１３（図４参照）を介して、導電層５の角部５ａに電気的に接続されており、第２導電部７における端部７ａとは反対側の端部７ｂが、本体部２１の表面２１ａにおいて外部に露出している。一例として、第２導電部７は、本体部２１の側壁２５のうちＹ軸方向において対向している一対の角部の一方において、Ｚ軸方向に延在している。第２導電部７は、導電性材料（例えばコバール）によって形成されている。

【0028】

以上のように構成された光電管１では、例えば、電子捕捉部４の電位（接地電位）を基準として負の電位が電子放出部３に付与され、電子放出部３の電位を基準として負の電位（又は電子放出部３の電位と同電位）が導電層５に付与される。この状態で、外部から光透過部２２に入射した光が、光透過部２２及び導電層５を透過して光電面３２に至ると、光電子放出効果によって、光電面３２から光電子が放出される。光電面３２から放出された光電子のうち電子捕捉部４に向かって進行した光電子は、電子捕捉部４によって引き寄せられて電子捕捉部４に至る。光電面３２から放出された光電子のうち光透過部２２に向かって進行した光電子は、当該光電子と導電層５との間に生じる斥力によって跳ね返されて電子捕捉部４に至る。このように電子捕捉部４に至った光電子（電流）を検出することで、光を検出することができる。なお、できるだけ同一の電圧値を用いることで、光電管１への電力供給を簡素化するという観点では、電子放出部３と導電層５とを同電位とすることが好ましい。

【0029】

以上説明したように、光電管１では、電子捕捉部４が、筐体２内において光透過部２２と光電面３２との間に配置されており、導電層５が、筐体２内において光電面３２と向かい合うように電子捕捉部４よりも光透過部２２側に配置されている。このように、導電層５とは別に電子捕捉部４が設けられているため（つまり、導電層５のみで光電子を捕捉する機能を担う必要がないため）、十分に光を透過させ得るように導電層５を構成することができる。これにより、外部から光透過部２２に入射した光が光電面３２に至り易くなる。そのため、外部から光透過部２２に入射した光が光電面３２に至る確率を向上させることができる。また、例えば、電子捕捉部４の電位（接地電位）を基準として負の電位を電子放出部３に付与し、電子放出部３の電位を基準として負の電位（又は電子放出部３の電位と同電位）を導電層５に付与することで、光電面３２から放出された光電子のうち一部の光電子が光透過部２２に向かって進行したとしても、当該一部の光電子と導電層５との間に生じる斥力によって、当該一部の光電子が跳ね返されて電子捕捉部４に至り易くなる。そのため、光電面３２から放出された光電子が電子捕捉部４によって捕捉される確率を向上させることができる。以上により、光電管１によれば、光の検出効率を向上させることができる。

【0030】

光電管１では、導電層５が、筐体２内において光電面３２と向かい合うように光透過部２２に沿って配置されている。これにより、光透過部２２に沿って導電層５の効果を発揮させることができる。

【0031】

光電管１では、電子捕捉部４が、板状の部材であり、光透過部２２側から見た場合に筐体２内の領域を分割するように配置されている。これにより、大きい入射角で光透過部２２に入射した光も、電子捕捉部４における一対の主面４ａのそれぞれで反射されて光電面３２に至り易くなる。そのため、外部から光透過部２２に入射した光が光電面３２に至る確率を更に向上させることができる。また、光電面３２から放出された光電子が電子捕捉部４における一対の主面４ａのそれぞれに至り易くなる。そのため、光電面３２から放出された光電子が電子捕捉部４によって捕捉される確率を更に向上させることができる。

【0032】

光電管１では、光透過部２２が、凹部２３の開口を塞ぐように本体部２１に取り付けられており、電子放出部３及び電子捕捉部４が、本体部２１によって支持されており、導電層５が、光透過部２２によって支持されている。これにより、光電面３２、電子捕捉部４及び導電層５が精度良く配置された構成を、容易に且つ確実に実現することができる。

【0033】

光電管１では、電子放出部３が、本体部２１の凹部２３の内面２３ａに配置されており、電子捕捉部４が、本体部２１の凹部２３の開口縁２３ｂに掛け渡されており、導電層５が、光透過部２２の表面２２ａに配置されている。これにより、光電面３２、電子捕捉部４及び導電層５が精度良く配置された構成を、効率の良いレイアウトで実現することができる。また、電子放出部３、電子捕捉部４及び導電層５を安定的に保持することができ、耐震性の高い構造を得ることができる。

【0034】

光電管１では、電子捕捉部４に電気的に接続された各第１導電部６の一部、導電層５に電気的に接続された第２導電部７の一部、及び電子放出部３の一部が、本体部２１の表面２１ａにおいて外部に露出していている。これにより、光透過部２２への光の入射を妨げず且つ外部配線のアクセスが容易な同一面（本体部２１の表面２１ａ）において、各第１導電部６の一部、第２導電部７の一部及び電子放出部３の一部のそれぞれに外部配線を電気的に接続することができる。また、電子放出部３、電子捕捉部４及び導電層５のそれぞれに所望の電位を付与することができる。

【0035】

なお、光電管１は、一例として、次のように製造される。まず、電子放出部３、一体的に形成された電子捕捉部４及び一対の第１導電部６、並びに、第２導電部７（以下、「電子放出部３等」という）が治具にセットされる。続いて、電子放出部３等がセットされた治具上においてコバールガラス板の溶融及び再固化が実施されて、電子放出部３等と本体部２１とがユニット化される。続いて、本体部２１の表面２１ａが研磨されて、各第１導電部６の一部、第２導電部７の一部及び電子放出部３の一部が本体部２１の表面２１ａにおいて外部に露出させられる。続いて、本体部２１の側壁２５の端面２５ａに下地層１１が形成される。その一方で、光透過部２２の表面２２ａに導電層５及び下地層１２が形成される。続いて、高真空空間において、本体部２１に形成された下地層１１と光透過部２２に形成された下地層１２とが接合層１３によって接合されて、光電管１が得られる。

【0036】

上述した各工程は、それぞれが光電管１となる複数の構成が二次元に並んだウェハ状態で実施され、最後に個々の光電管１が切り出される。これにより、組立工程の削減、延いては、製造コストの削減を図ることができ、小型化が図られた光電管１を量産することが可能となる。光電管１では、電子放出部３等と本体部２１とがユニット化されているため、電子放出部３等の位置精度も向上し、振動及び衝撃による電子放出部３等の位置ずれも防止される。

【0037】

本発明は、上記実施形態に限定されない。図５及び図６に示されるように、光電管１では、電子放出部３の一部が本体部２１の表面２１ａにおいて外部に露出しておらず、電子放出部３と導電層５とが配線８によって電気的に接続されていてもよい。図５及び図６に示される光電管１では、本体部２１が有する傾斜面２１ｂに配線８が形成されている。傾斜面２１ｂは、凹部２３の開口縁２３ｂから側壁２５の端面２５ａに延在している。図５及び図６に示される光電管１では、光透過部２２への光の入射を妨げず且つ外部配線のアクセスが容易な同一面（本体部２１の表面２１ａ）において、各第１導電部６の一部及び第２導電部７の一部のそれぞれに外部配線を電気的に接続することができ、例えば、電子捕捉部４の電位（接地電位）を基準として負の電位を電子放出部３及び導電層５に付与することができる。また、外部配線を電気的に接続するための導電部の構造の単純化を図ることができる。

【0038】

図５及び図６に示されるように、電子放出部３と導電層５とが配線８によって電気的に接続されている光電管１では、第２導電部７が設けられておらず、電子放出部３の一部が本体部２１の表面２１ａにおいて外部に露出していてもよい。その場合にも、本体部２１の表面２１ａにおいて外部に露出している各第１導電部６の一部及び電子放出部３の一部のそれぞれに外部配線を電気的に接続することで、例えば、電子捕捉部４の電位（接地電位）を基準として負の電位を電子放出部３及び導電層５に付与することができる。

【0039】

電子捕捉部４は、板状の部材に限定されない。一例として、図７及び図８に示されるように、電子捕捉部４は、複数の光通過開口４ｃを有するボウル状の部材であってもよい。図７に示される光電管１では、電子捕捉部４のうち底部を含む一部４１が、光電面３２の内側の領域３３内に位置している。図７に示される光電管１では、光透過部２２及び導電層５を透過した光が、複数の光通過開口４ｃを通過して光電面３２に至る。なお、図７では、電子捕捉部４のうち断面部分以外の部分に形成された光通過開口４ｃの図示が省略されている。

【0040】

導電層５は、膜状に形成されたものに限定されない。一例として、図９に示されるように、導電層５は、メッシュ状に形成されたものであってもよい。つまり、導電層５は、光を通過させるように構成されていればよい。

【0041】

上記実施形態及び全ての変形例において、筐体２内の領域は、ネオン又は水素等の放電ガスが封入された領域であってもよい。上記実施形態及び全ての変形例において、一対の第１導電部６ではなく、１つの第１導電部６が電子捕捉部４に電気的に接続されていてもよい。

【0042】

上記実施形態及び全ての変形例において、導電層５は、筐体２内において光電面３２と向かい合うように電子捕捉部４の少なくとも一部よりも光透過部２２側に配置されていればよい。一例として、導電層５は、光透過部２２と接触することなく、本体部２１の側壁２５の内側の空間に張られることで、本体部２１によって支持されていてもよい。上記実施形態及び全ての変形例において、光電面３２は、筐体２内において光透過部２２側に向いた凹状の面でなくてもよく、例えば、平坦な面であってもよい。上記実施形態及び全ての変形例において、電子捕捉部４は、少なくとも一部４１が凹状の光電面３２の内側の領域３３内に位置しているものでなくてもよく、例えば、電子捕捉部４の全部が凹状の光電面３２の内側の領域３３内に位置していなくてもよい。上記実施形態及び全ての変形例において、第１導電部６は、電子捕捉部４に直接的に接続されていてもよいし、電子捕捉部４に間接的に（すなわち、他の導電性部材を介して）接続されていてもよい。つまり、第１導電部６は、電子捕捉部４に電気的に接続されていればよい。上記実施形態及び全ての変形例において、第２導電部７は、導電層５に直接的に接続されていてもよいし、導電層５に間接的に（すなわち、他の導電性部材を介して）接続されていてもよい。つまり、第２導電部７は、導電層５に電気的に接続されていればよい。

【符号の説明】

【0043】

１…光電管、２…筐体、３…電子放出部、４…電子捕捉部、５…導電層、６…第１導電部、７…第２導電部、８…配線、２１…本体部、２１ａ…表面、２２…光透過部、２２ａ…表面、２３…凹部、２３ａ…内面、２３ｂ…開口縁、３２…光電面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】