專利名稱：光電倍增管單元以及放射線檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有通過電子倍增檢測(cè)入射到受光面板的微弱光的結(jié)構(gòu)的光電倍增管單元，本發(fā)明還涉及利用了這樣的光電倍增管單元的放射線檢測(cè)裝置。
然而，在裝置內(nèi)排列多個(gè)光電倍增管進(jìn)行使用的情況下，各個(gè)光電倍增管的凸緣部形成為突出，使凸緣部之間鄰接的結(jié)果，存在著凸緣的一部分成為空閑空間，在相鄰接的受光面板之間發(fā)生縫隙，導(dǎo)致光的檢測(cè)效率降低的問題。
本發(fā)明的光電倍增管單元并排設(shè)置了多個(gè)光電倍增管，其中，這種光電倍增管具有根據(jù)入射到受光面板的光釋放電子的光電面，在密封容器內(nèi)具有使從光電面釋放的電子倍增的電子倍增部，具有根據(jù)由電子倍增部倍增了的電子發(fā)出輸出信號(hào)的陽極，其特征在于密封容器由通過桿銷固定電子倍增部以及陽極的金屬制的桿板、在包圍電子倍增部以及陽極的同時(shí)在一側(cè)的開口端處固定桿板的金屬制的側(cè)管和固定在側(cè)管的另一側(cè)的開口端處的受光面板形成，把多個(gè)密封容器并排設(shè)置，使得側(cè)管的外周面之間相互面接觸。
在該光電倍增管單元中，使金屬制側(cè)管的外周面之間相互面接觸構(gòu)成一個(gè)單元的結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)光電倍增管的高密度排列。而且，能夠使各個(gè)光電倍增管的側(cè)管之間電連接，能夠使側(cè)管相互之間簡單地成為等電位，在各個(gè)光電倍增管中，不需要分別地進(jìn)行桿銷與側(cè)管的電連接作業(yè)，能夠使單元的組裝作業(yè)良好。這樣，如果謀求光電倍增管的單元化，則在組裝了多個(gè)光電倍增管的裝置(例如伽瑪照相機(jī)等)中把所希望的光電倍增管更換為新部件的情況下，不需要進(jìn)行一個(gè)一個(gè)地更換光電倍增管這樣的繁瑣作業(yè)，能夠謀求簡化更換作業(yè)。
最好把多個(gè)密封容器并排固定在單一基板上。這種情況下，由于能夠使光電倍增管排列在基板上，因此不僅使光電倍增管的定位變得簡單，而且還可以提高光電倍增管的定位精度。而且，能夠根據(jù)基板的形狀進(jìn)行一個(gè)單元中的光電倍增管的個(gè)數(shù)管理或者排列管理，每個(gè)單元的維護(hù)、管理變得容易進(jìn)行。
在基板上最好設(shè)置用于插入各個(gè)桿銷的多個(gè)銷孔。在采用這樣結(jié)構(gòu)的情況下，只通過把各個(gè)光電倍增管的桿銷插入到基板的銷孔中的簡單作業(yè)，就能夠使光電倍增管在基板上可靠地定位。
在基板上設(shè)置用于插入各個(gè)桿銷的多個(gè)插座管腳，插座管腳的頂端最好具有插入桿銷的嵌合凹部。采用這樣結(jié)構(gòu)的情況下，通過把各個(gè)光電倍增管的桿銷僅插入到基板的插座管腳的嵌合凹部內(nèi)的簡單作業(yè)，就能夠在基板上可靠地定位光電倍增管。
最好通過導(dǎo)電性粘接劑使側(cè)管的外周面之間面接觸。采用這樣結(jié)構(gòu)的情況下，能夠使各個(gè)光電倍增管的側(cè)管之間簡單而且可靠地固定，而且，能夠使側(cè)管之間可靠地電連接，能夠?qū)崿F(xiàn)耐震結(jié)構(gòu)。
在具備根據(jù)從被檢測(cè)體發(fā)生的放射線的入射發(fā)出螢光的閃爍體，排列成使得受光面板與閃爍體相對(duì)，輸出基于來自閃爍體的熒光的電荷的多個(gè)光電倍增管，運(yùn)算處理來自光電倍增管的輸出并且把在被檢測(cè)體內(nèi)發(fā)出的放射線的位置信息信號(hào)進(jìn)行輸出的位置運(yùn)算部的放射線檢測(cè)裝置中，其特征在于，光電倍增管具有根據(jù)入射到受光面板的光釋放電子的光電面，在密封容器內(nèi)具有使從光電面釋放的電子倍增的電子倍增部，具有根據(jù)由電子倍增部倍增了的電子發(fā)出輸出信號(hào)的陽極，密封容器由通過桿銷使電子倍增部以及陽極固定的金屬制的桿板，包圍電子倍增部以及陽極的同時(shí)，在一側(cè)的開口端固定桿板的金屬制的側(cè)管以及在側(cè)管的另一側(cè)的開口端固定的受光面板形成，具有并排設(shè)置多個(gè)密封容器，使得側(cè)管的外周面之間相互面接觸的光電倍增管單元。
在該放射線檢測(cè)裝置中利用的光電倍增管單元中，使金屬制側(cè)管的外周面之間相互面接觸構(gòu)成一個(gè)單元的結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)光電倍增管的高密度排列。而且，還能夠使各個(gè)光電倍增管的側(cè)管之間電連接，能夠使側(cè)管相互間簡單地成為等電位，在各個(gè)光電倍增管中，不需要個(gè)別地進(jìn)行桿銷與側(cè)管的電連接作業(yè)，單元的組裝作業(yè)良好。這樣，如果謀求光電倍增管的單元化，則在組裝了多個(gè)光電倍增管的放射線檢測(cè)裝置(例如伽瑪照相機(jī)等)中把所希望的光電倍增管更換為新部件的情況下，不需要進(jìn)行一個(gè)一個(gè)地更換光電倍增管這樣的繁瑣作業(yè)，能夠快速地進(jìn)行更換作業(yè)。由此，在使光電倍增管排列成使得受光面板與閃爍體相對(duì)的情況下，通過光電倍增管的單元化，能夠?qū)崿F(xiàn)光電倍增管的高密度排列或者簡單組裝作業(yè)，能夠在放射線檢測(cè)裝置的性能進(jìn)一步提高方面有所貢獻(xiàn)。
光電倍增管單元中，最好把多個(gè)密封容器并排固定在單一基板上。采用這樣結(jié)構(gòu)的情況下，以基板單位進(jìn)行光電倍增管的組裝或者更換作業(yè)的結(jié)果，能夠在維持裝置自身的可靠性方面有所貢獻(xiàn)。而且，通過利用基板，還可以提高光電倍增管的定位精度。能夠根據(jù)基板的形狀進(jìn)行一個(gè)單元中的光電倍增管的個(gè)數(shù)管理或者排列管理，在放射線檢測(cè)裝置中，能夠容易地進(jìn)行光電倍增管的維護(hù)、管理。
本發(fā)明的光電倍增管單元由于如以上那樣構(gòu)成，因此能夠使光電倍增管密集，能夠提高光的檢測(cè)效率。另外，本發(fā)明的放射線檢測(cè)裝置利用上述的光電倍增管單元的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置性能的進(jìn)一步提高。
第2圖是示出在放射線檢測(cè)裝置中利用的檢測(cè)部的內(nèi)部構(gòu)造的側(cè)面圖。
第3圖是示出光電倍增管的排列狀態(tài)的平面圖。
第4圖是示出本發(fā)明的光電倍增管單元中利用的光電倍增管的第1實(shí)施形態(tài)的斜視圖。
第5圖是沿著第4圖的Ⅴ-Ⅴ線的剖面圖。
第6(a)圖是第5圖的主要部分的放大剖面圖，示出把金屬制桿板與金屬制側(cè)管氣密焊接時(shí)的第1具體例。
第6(b)圖示出把金屬制桿板與金屬制側(cè)管氣密焊接時(shí)的第2具體例。
第6(c)圖示出把金屬制桿板與金屬制側(cè)管氣密焊接時(shí)的第3具體例。
第6(d)圖示出把金屬制桿板與金屬制側(cè)管氣密焊接時(shí)的第4具體例。
第6(e)圖示出把金屬制桿板與金屬制側(cè)管氣密焊接時(shí)的第5具體例。
第6(f)圖示出把金屬制桿板與金屬制側(cè)管氣密焊接時(shí)的第6具體例。
第6(g)圖示出把金屬制桿板與金屬制側(cè)管氣密焊接時(shí)的第7具體例。
第6(h)圖示出把金屬制桿板與金屬制側(cè)管氣密焊接時(shí)的第8具體例。
第6(i)圖示出把金屬制桿板與金屬制側(cè)管氣密焊接時(shí)的第9具體例。
第7圖是示出本發(fā)明的光電倍增管單元的第1實(shí)施形態(tài)的斜視圖。
第8圖是第7圖所示的單元的平面圖。
第9圖是沿著第8圖的Ⅸ-Ⅸ線的剖面圖。
第10圖是第9圖所示的基板的平面圖。
第11圖是示出把桿銷插入固定在基板的銷孔內(nèi)的狀態(tài)的放大剖面圖。
第12圖是示出本發(fā)明的光電倍增管單元的第2實(shí)施形態(tài)的剖面圖。
第13圖是第12圖所示的基板的平面圖。
第14圖是示出把桿銷插入固定在基板的插座管腳內(nèi)的狀態(tài)的放大剖面圖。
第15圖是示出本發(fā)明的光電倍增管單元的第3實(shí)施形態(tài)的斜視圖。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，與附圖
一起詳細(xì)地說明本發(fā)明的光電倍增管單元以及放射線檢測(cè)裝置的理想的實(shí)施形態(tài)。
第1圖是示出本發(fā)明的放射線檢測(cè)裝置的斜視圖。如該圖所示，作為放射線檢測(cè)裝置一例的伽瑪照相機(jī)50是作為核醫(yī)學(xué)中的診斷裝置而開發(fā)的。該伽瑪照相機(jī)50具有由從支撐架49延伸的臂52支撐的檢測(cè)器53，該檢測(cè)器53配置在用于使作為被檢測(cè)體的患者P躺下的床51的正上方。
在該檢測(cè)器53的框體54內(nèi)，如第2圖所示，收容著位于最下級(jí)的準(zhǔn)直儀55，該準(zhǔn)直儀55與患部相對(duì)。另外，在框體54內(nèi)，在準(zhǔn)直儀55上配置閃爍體56，該閃爍體56通過導(dǎo)光器57固定在光電倍增管群G上。該光電倍增管群G以矩陣形狀高密度地排列多個(gè)光電倍增管1，為了通過導(dǎo)光器57使從閃爍體56發(fā)出的熒光入射到各個(gè)光電倍增管1的受光面板3，各個(gè)受光面板3朝向下側(cè)與閃爍體56相對(duì)。
另外，在框體54內(nèi)，設(shè)置根據(jù)來自各個(gè)光電倍增管1的輸出電荷，進(jìn)行運(yùn)算處理的位置運(yùn)算部59，從該位置運(yùn)算部59輸出用于在顯示器(未圖示)上實(shí)現(xiàn)三維監(jiān)視的X信號(hào)，Y信號(hào)以及Z信號(hào)。這樣，從患者P的患部發(fā)生的伽瑪射線由閃爍體56變換為預(yù)定的熒光，在各個(gè)光電倍增管1中把該熒光能量變換為電荷，通過由位置運(yùn)算部59作為位置信息信號(hào)輸出到外部，能夠進(jìn)行放射線的能量分布的監(jiān)視，在使用畫面的診斷方面加以利用。
另外，作為放射線檢測(cè)裝置的一例簡單地說明了伽瑪照相機(jī)50，而作為核醫(yī)學(xué)診斷中利用的放射線檢測(cè)裝置有正電子CT(統(tǒng)稱為PET)，在該裝置中當(dāng)然也利用了多個(gè)光電倍增管1。
另外，該光電倍增管群G矩陣形地排列著相同結(jié)構(gòu)的光電倍增管1。作為其一例，該光電倍增管群G如第3圖所示，由4個(gè)(2×2個(gè))光電倍增管1構(gòu)成的光電倍增管單元A，2個(gè)(2×1個(gè))光電倍增管1構(gòu)成的光電倍增管單元B，3個(gè)(3×1個(gè))光電倍增管1構(gòu)成的光電倍增管單元C這三種單元的組合構(gòu)成。
這里，說明矩陣形的光電倍增管單元A。
如第4圖以及第5圖所示，在該單元A中利用的光電倍增管1具有大致方柱形的金屬制(例如，科瓦(kovar)鐵鎳鈷合金金屬制或者不銹鋼制)的側(cè)管2，在該側(cè)管2的一側(cè)的開口端2A上熔焊固定著玻璃制的受光面板3，在該受光面板3的內(nèi)表面上，形成把光變換為電子的光電面3a，該光電面3a通過使堿金屬蒸氣與預(yù)先在受光面板3上蒸鍍的銻發(fā)生反應(yīng)而形成。另外，在側(cè)管2的開口端2B上，焊接固定著金屬制(例如，科瓦鐵鎳鈷合金制或者不繡鋼制)的桿板4。這樣，由側(cè)管2、受光面板3和桿板4構(gòu)成密封容器5。
另外，在桿板4的中央固定著金屬制的排氣管6。該排氣管6在光電倍增管1的組裝作業(yè)結(jié)束以后，在用真空泵(未圖示)對(duì)密封容器5的內(nèi)部進(jìn)行排氣形成真空狀態(tài)時(shí)使用，同時(shí)，還利用為在光電面3a形成時(shí)把堿金屬蒸氣導(dǎo)入到密封容器5內(nèi)的管路。
而且，在該密封容器5內(nèi)，以塊形設(shè)置了層疊類型的電子倍增器7，該電子倍增器7具有層疊了10片(10級(jí))板形的倍增管電極8的電子倍增部9，電子倍增器7由設(shè)置成貫通桿板4的科瓦鐵鎳鈷合金金屬制的桿銷10支撐在密封容器5內(nèi)，各個(gè)桿銷10的前端與各個(gè)倍增管電極8電連接。另外，在桿板4上，設(shè)置用于使各個(gè)桿銷10貫通的銷孔4a，在各個(gè)銷孔4a上，充填著作為科瓦鐵鎳鈷合金玻璃制的密封而利用的墊片11，各個(gè)桿銷10通過墊片11固定在桿板4。另外，桿銷10接近桿板4的邊緣面4b環(huán)形地排列。
進(jìn)而，在電子倍增器7上，設(shè)置了位于電子倍增部9的下方的絕緣基板(未圖示)，在該絕緣基板上并排設(shè)置了陽極12。另外，在電子倍增器7的最上級(jí)，在光電面3a與電子倍增部9之間配置著平板形的聚束電極板13，在該聚束電極板13上，形成多條縫隙形的開口部13a，各個(gè)開口部13a成為沿著單一方向直線排列。同樣，在電子倍增部9的各個(gè)倍增管電極8上，形成著多個(gè)與開口部13a相同數(shù)量的縫隙形電子倍增孔8a，使得各個(gè)電子倍增孔8a沿著單一方向直線地排列。
而且，通過使分別沿著級(jí)方向來排列各個(gè)倍增管電極8的各個(gè)電子倍增孔8a而構(gòu)成的各個(gè)電子倍增路徑L、與聚束電極板13的各個(gè)開口部13a一對(duì)一地對(duì)應(yīng)，在電子倍增器7上形成多條直線性的通道。另外，設(shè)置在電子倍增器7內(nèi)的各個(gè)陽極12設(shè)置成一對(duì)一地與各個(gè)通道相對(duì)應(yīng)，通過把各個(gè)陽極12分別連接到各個(gè)桿銷10上，通過各個(gè)桿銷10在外部取出個(gè)別的輸出。
這樣，電子倍增器7具有直線的通道。而且，通過連接在未圖示的分壓電路的預(yù)定的桿銷10，在電子倍增部9以及陽極12上供給預(yù)定的電壓，把光電面3a和聚束電極板13設(shè)定為相同的電位，各個(gè)倍增管電極8與陽極12從上一級(jí)開始順序地完成高電位的設(shè)定。從而，入射到受光面板3的光由光電面3a變換為電子，其電子根據(jù)聚束電極板13的電子透鏡效應(yīng)，入射到預(yù)定的通道內(nèi)。而且，在入射了電子的通道中，電子通過倍增管電極8的電子倍增路徑L的同時(shí)，由各個(gè)倍增集電極8進(jìn)行多級(jí)倍增，入射到陽極12，在每個(gè)預(yù)定的通道從各個(gè)陽極12送出個(gè)別的輸出。
第6(a)圖示出了對(duì)金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2進(jìn)行氣密焊接時(shí)的第1具體例。在第1例中，使側(cè)管2的沿著大致管軸方向延伸的下端2a連接到桿板4的上表面4c上，使側(cè)管2的外周面2b與桿板4的邊緣面4b沿著管軸方向成為同一平面。由此，在光電倍增管1的下端沒有凸緣那樣的突出。在該狀態(tài)下，對(duì)于接合部分F，從外側(cè)的正側(cè)面或者以預(yù)定的角度照射激光束，對(duì)接合部分F進(jìn)行激光焊接。這樣，在光電倍增管1的下端，沒有凸緣那樣的突出的結(jié)果，雖然難以進(jìn)行電阻焊接，然而能夠縮小光電倍增管1的外形尺寸，即使在并排利用光電倍增管1的情況下，也能夠盡可能地排除空閑空間，能夠使側(cè)管2的外周面2b之間靠緊。由此，在金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2的接合處采用激光焊接，能夠?qū)崿F(xiàn)光電倍增管1的小型化及其高密度排列。
以下，說明關(guān)于金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2接合的其它具體例。在以下的說明中，在與第1具體例相同或者同等的結(jié)構(gòu)部分上標(biāo)注相同的符號(hào)，并且省略其說明。
第6(b)圖示出對(duì)金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2進(jìn)行氣密焊接時(shí)的第2具體例。
光電倍增管具有金屬制的桿板4，在該桿板4的上表面4c的邊緣端，形成階梯形并且形成載置側(cè)管2的下端2a的落座用切口部20a，該切口部20a在桿板4的上表面4c的外周端以矩形的環(huán)狀遍布全周形成，以使其與側(cè)管2的形狀一致。另外，如果在切口部20a內(nèi)嵌入側(cè)管2的下端，則側(cè)管2的外壁面2b與桿板4的邊緣面4b沿著管軸方向成為同一平面的狀態(tài)。
采用這樣的側(cè)管2嵌入結(jié)構(gòu)的結(jié)果，能夠在接合部分F處進(jìn)行焊接之前使側(cè)管2穩(wěn)定地落座在桿板4上，能夠在桿板4上容易地把側(cè)管2定位。而且，能夠作成在焊接后反抗側(cè)管2向密封容器5A的內(nèi)側(cè)彎曲的力的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
對(duì)于接合部分F，沿著外側(cè)的正側(cè)面以及/或者以預(yù)定的角度照射激光束，對(duì)接合部分F進(jìn)行激光焊接。代替激光焊接也可以通過照射電子束進(jìn)行焊接。在每種情況下，在熔焊時(shí)，射束都不入射到真空容器5內(nèi)，可以避免對(duì)內(nèi)部部件的熱影響。這是因?yàn)橛们锌诓?0a遮擋了射束的侵入。
第6(c)圖示出對(duì)金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2進(jìn)行氣密焊接時(shí)的第3具體例。
在第6(b)圖所示的光電倍增管中，如果在熔焊時(shí)利用激光焊接，則能夠減少接合部分中發(fā)生的熱。其結(jié)果，如第6(c)圖所示，在把金屬制的側(cè)管2的下端2a嵌入到切口部20a中，使側(cè)管2的外壁面2b與桿板4的邊緣面4b成為同一平面的狀態(tài)下，能夠使桿銷10接近側(cè)管2。這是因?yàn)閷?duì)于使桿銷10固定在桿板4上的玻璃制的墊片11，難以發(fā)生由熱影響引起的裂紋。因此，能夠把桿銷10靠近側(cè)管2一側(cè)，能夠把電子倍增部9的各個(gè)倍增管電極8向側(cè)方擴(kuò)展，增加電子倍增部9的通道數(shù)，能夠加大電子倍增部9的有效面積。通過加大電子倍增部9的有效面積，由于從光電面3a釋放的光電子不以大角度朝向聚束電極板13，因此能夠把電子倍增部9靠近光電面3a，可以減小密封容器5的高度尺寸。通過這樣做，構(gòu)成小型而且有效利用面積大的光電倍增管。
例如，在現(xiàn)有的電阻焊接中，必須把從桿板4的端部到桿銷10的中心的距離確保為3.5mm左右，但已查明，如果采用激光焊接或者電子束焊接，則為1.1mm即可。而且，伴隨著電子倍增部9向橫方向的擴(kuò)展，在第6(b)圖的光電倍增管1中從光電面3a到聚束電極板13的距離是7mm，而在第6(c)圖的實(shí)施形態(tài)中能夠縮短到2.5mm。如果采用這些射束焊接，則沒有從光電倍增管突出的凸緣的同時(shí)，還能夠縮短高度尺寸。其結(jié)果，光電倍增管在小型化方面得到很大進(jìn)步。
另外，在使多個(gè)光電倍增管密集地排列的情況下，光電倍增管的外形尺寸越小，則有無凸緣對(duì)其排列狀態(tài)帶來的影響越大。例如，在側(cè)管2具有25mm方形的外形尺寸的情況下，如果電阻焊接中利用的凸緣以2mm寬度遍布全周突出，則凸緣對(duì)于側(cè)管2的尺寸所占有的比例達(dá)到接近兩成，在密集地并排了多個(gè)這樣的光電倍增管的情況下，將以相當(dāng)大的比例發(fā)生空閑空間。
第6(d)圖示出對(duì)金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2進(jìn)行氣密焊接時(shí)的第4具體例。
如第6(d)圖所示，在使金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2氣密焊接時(shí)，從側(cè)管2的開口端2B插入桿板4，使側(cè)管2的下端2a的內(nèi)壁面2c連接到桿板4的邊緣面4b上，使桿板4的下表面4d與側(cè)管2的下端面2d成為同一平面，使得側(cè)管2的下端面2d不從桿板4突出。因此，在使側(cè)管2的下端2a的外壁面2b沿著大致管軸方向延伸的同時(shí)，在光電倍增管1的下端沒有凸緣那樣的突出。在該狀態(tài)下，對(duì)于接合部分F，從外側(cè)的正下方照射激光束，對(duì)接合部分F進(jìn)行激光焊接。這樣，在光電倍增管1的下端沒有凸緣那樣的突出的結(jié)果，雖然難以進(jìn)行電阻焊接，然而能夠縮小光電倍增管1的外形尺寸，在并排利用光電倍增管1的情況下，也能夠盡可能排除空閑空間，能夠使側(cè)管2之間靠緊。因此，在金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2的接合處采用激光焊接，能夠?qū)崿F(xiàn)光電倍增管1的小型化及其高密度排列。
第6(e)圖示出對(duì)金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2進(jìn)行氣密焊接時(shí)的第5具體例。
如第6(e)圖所示，在光電倍增管1中，作為沿著管軸方向延伸的游端形成了側(cè)管2的下端2a。從而，從側(cè)管2的開口端2B插入桿板4，在使桿板4的邊緣面4b連接到側(cè)管2的下端2a的內(nèi)壁面2c上的狀態(tài)下，能夠使桿板4向內(nèi)方滑動(dòng)。其結(jié)果，在把桿板4的底面4d壓入到側(cè)管2內(nèi)的同時(shí)，能夠根據(jù)需要在焊接前簡單地調(diào)整桿板4上固定的電子倍增部9的最上級(jí)的倍增管電極8與設(shè)置在受光面板3上的光電面3a的間隔。另外，本例的光電倍增管1的側(cè)管2沿著管軸方向延伸，而考慮到壓入桿板的情況下，也可以是對(duì)于開口端2A擴(kuò)展了開口端2B的形狀。
另外，如果在接合部分F進(jìn)行熔焊時(shí)利用激光焊接，則能夠減少接合部分F中發(fā)生的熱。其結(jié)果，與第6(c)圖所示的第3具體例相同，能夠把桿銷10靠近側(cè)管2，能夠制造與第3具體例相同尺寸的小型光電倍增管。
第6(f)圖示出對(duì)金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2進(jìn)行氣密焊接時(shí)的第6具體例。
如第6(f)圖所示，第6具體例的光電倍增管1中，在側(cè)管2的下端2a的內(nèi)壁面2c上形成可以從外方插入桿板4的外周端的剖面L形的嵌入用切口部30d，該切口部30d在側(cè)管2的內(nèi)壁面2c上以矩形的環(huán)狀遍布全周形成以使其與桿板4的外周形狀一致。采用這樣嵌入結(jié)構(gòu)的結(jié)果，能夠在焊接接合部分F之前，使側(cè)管2穩(wěn)定地落座在桿板4上，能夠在桿板4上容易地把側(cè)管2定位。而且，通過調(diào)整切口部30d的切入量，能夠容易地進(jìn)行固定在桿板4上的電子倍增部9的最上級(jí)的倍增管電極8與設(shè)置在受光面板3上的光電面3a的間隔設(shè)定。
對(duì)于接合部分F，照射激光束，對(duì)接合部分F進(jìn)行激光焊接。另外，也有照射電子束的情況。在每種情況下，在熔焊時(shí)，射束都不入射到真空容器內(nèi)，避免對(duì)內(nèi)部部件帶來的熱影響。這是因?yàn)橛们锌诓?0d遮擋了射束的侵入。
第6(g)圖示出對(duì)金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2進(jìn)行氣密焊接時(shí)的第7具體例。
如第6(g)圖所示，第7具體例的光電倍增管1中，在側(cè)管2的下端2a的內(nèi)壁面2c上形成可以從外方插入桿板4的外周端的嵌合用錐形面35d，該錐形面2e在側(cè)管2的內(nèi)壁面2c上以矩形的環(huán)狀遍布全周形成以使其與桿板4的錐形的邊緣面4e一致。采用這樣嵌合結(jié)構(gòu)的結(jié)果，能夠在焊接接合部分F之前，使側(cè)管2穩(wěn)定地落座在桿板4上，能夠在桿板4上容易地把側(cè)管2定位。
第6(h)圖示出對(duì)金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2進(jìn)行氣密焊接時(shí)的第8具體例。
第8具體例的光電倍增管1中，金屬制桿板支撐構(gòu)件40內(nèi)接于側(cè)管2的下端2a內(nèi)，該桿板支撐構(gòu)件40支撐玻璃制桿板41。桿板支撐構(gòu)件40的剖面大致是L形，其水平部40a的平面固定在正方形的玻璃制桿板41的各個(gè)側(cè)面。桿板支撐構(gòu)件40的鉛直部40b與側(cè)管2的內(nèi)壁面2c接觸并且沿著管軸方向延伸，使鉛直部40b的下端面40c與側(cè)管2的下端面2d成為同一平面。桿銷10貫通了玻璃制桿板41。在第1至第7具體例中，為了保證桿銷10與金屬制的桿板4的絕緣性，在用于使桿銷10貫通的銷孔4a上，充填科瓦鐵鎳鈷合金玻璃制的墊片11，而在本具體例中，由于使桿銷10貫通玻璃制桿板41，因此不需要墊片11。
另外，為了制造本具體例的光電倍增管1，預(yù)先在玻璃制桿板41的四方固定桿板支撐構(gòu)件40，形成桿部4，從側(cè)管2的開口端2B把桿部4插入到內(nèi)部，在使桿板支撐構(gòu)件40的鉛直部40b連接到側(cè)管2的下端2a的外壁面2c上的狀態(tài)下，使桿部4向內(nèi)方滑動(dòng)。在鉛直部40b的下端面40c與側(cè)管2的下端面2d成為同一平面的狀態(tài)下停止滑動(dòng)，在該狀態(tài)下對(duì)接合部分F進(jìn)行激光焊接。
在本具體例中，通過調(diào)整桿板支撐構(gòu)件40的鉛直部40b的長度，能夠調(diào)整固定在桿部4上的電子倍增部9的最上級(jí)的倍增管電極8與設(shè)置在受光面板3上的光電面3a的間隔。
第6(i)圖示出對(duì)金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2進(jìn)行氣密焊接時(shí)的第9具體例。
第6(i)圖示出的光電倍增管1與第6(h)圖所示的第8具體例相同，把由桿支撐構(gòu)件40和玻璃制桿板41構(gòu)成的桿部4氣密熔接在側(cè)管2的下端2a。桿支撐構(gòu)件40的剖面大致是T形，使側(cè)管2的下端2a連接到水平突出部40d的上表面上，使側(cè)管2的外壁面2b與沿著水平方向延伸的突出部4d的邊緣面40e沿著管軸方向成為同一平面。
預(yù)先進(jìn)行加工使得桿支撐構(gòu)件40的突出部4d的突出長度與側(cè)管2的厚度相等，在接合部分F處進(jìn)行激光焊接之前能夠使側(cè)管2穩(wěn)定地落座在桿部4上，能夠容易地進(jìn)行側(cè)管2的定位。
在上述任一個(gè)具體例中，都構(gòu)成為在光電倍增管的下端沒有凸緣那樣的突出。其結(jié)果，雖然難以進(jìn)行現(xiàn)有使用的電阻焊接的桿板4與側(cè)管2的連接，然而能夠進(jìn)行激光焊接的接合，作為其結(jié)果能夠縮小光電倍增管的外形尺寸。因此，在并排利用光電倍增管的情況下，也能夠盡可能消除空閑空間，能夠使側(cè)管2之間靠緊。這樣，在金屬制的桿板4與金屬制的側(cè)管2的接合處采用激光焊接，能夠?qū)崿F(xiàn)光電倍增管的小型化以及其高密度排列。
另外，在通過激光焊接把側(cè)管2焊接固定在桿板4上的情況下，與電阻焊接不同，由于不需要在側(cè)管2與桿板4的接合部分F上施加壓力，因此在接合部分F上不發(fā)生殘余應(yīng)力，在使用過程中在接合部位也難以發(fā)生龜裂，能夠謀求耐久性以及氣密密封性的顯著提高。
在上述具體例中，為了焊接固定側(cè)管2與桿板4使用了激光焊接，然而代替激光焊接也可以使用電子束焊接。與電阻焊接相比，由于激光焊接或者電子束焊接能夠把接合部分F中發(fā)生的熱抑制到很少，因此在光電倍增管1的組裝時(shí)，能夠極其減少對(duì)于配置在密封容器5內(nèi)的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件的熱影響。
在利用上述的光電倍增管1構(gòu)成單元A時(shí)，如第7圖至第9圖所示，在樹脂或者陶瓷制的基板20上，以2×2列的狀態(tài)排列相同形狀的光電倍增管1，使方柱形側(cè)管2的外周面2b之間面接觸，并排設(shè)置光電倍增管1。這種情況下，如果通過導(dǎo)電性粘接劑對(duì)側(cè)管2之間進(jìn)行固定，則能夠使側(cè)管2之間簡單而且可靠地固定。而且，能夠使側(cè)管2之間可靠地電連接。這樣，如果使各個(gè)光電倍增管1的側(cè)管2之間電連接，則能夠簡單地使相互的側(cè)管2之間成為等電位，在光電倍增管1中，不需要個(gè)別地進(jìn)行桿銷10與側(cè)管2的電連接作業(yè)，使單元的組裝作業(yè)良好。
如第9圖以及第10圖所示，在基板20上形成具有與光電倍增管1的桿銷10的排列相對(duì)應(yīng)的排列關(guān)系的銷孔21。進(jìn)而，在基板20上，形成用于插入光電倍增管1的排氣管6的4個(gè)排氣管插入孔22，排列各個(gè)銷孔21使得包圍各個(gè)排氣管插入孔22。因此，通過在基板20的銷孔21內(nèi)插入桿銷10(參照第11圖)，在排氣管插入孔22內(nèi)插入排氣管6，能夠在基板20上簡單地定位各個(gè)光電倍增管1。另外，在使電路基板安裝到基板20上的情況下，在銷孔21中固定桿銷10時(shí)利用了錫焊。另外，在銷孔21中固定桿銷10時(shí)有時(shí)也利用粘接劑。
另外，第3圖所示的串聯(lián)排列的單元B或者單元C也具有與單元A相同的結(jié)構(gòu)，如果說不同點(diǎn)，則是光電倍增管1的排列形態(tài)或者個(gè)數(shù)的差別，因此省略它們的說明。另外，當(dāng)然也能夠根據(jù)使用情況適當(dāng)變更構(gòu)成單元的光電倍增管1的個(gè)數(shù)或者排列形態(tài)。
這樣，在使金屬制側(cè)管2的外周面2b之間相互面接觸的狀態(tài)下構(gòu)成一個(gè)單元的結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)光電倍增管1的高密度排列。而且，如果謀求光電倍增管1的這樣的單元化，則在組裝了多個(gè)光電倍增管1的放射線檢測(cè)裝置(例如伽瑪照相機(jī)等)40中把所希望的光電倍增管1更換為新部件的情況下，不需要進(jìn)行一個(gè)一個(gè)地更換光電倍增管1這樣的繁瑣作業(yè)，能夠簡單地進(jìn)行更換作業(yè)。而且，在基板20上排列光電倍增管1的結(jié)果，不僅使光電倍增管1的定位變得簡單，而且還可以提高光電倍增管1的定位精度。而且，能夠根據(jù)基板20的形狀進(jìn)行一個(gè)單元中的光電倍增管1的個(gè)數(shù)管理或者排列管理，每個(gè)單元的維護(hù)、管理變得容易。
本發(fā)明的光電倍增管單元不限定于上述的實(shí)施形態(tài)。例如，如第12圖以及第13圖所示，在基板25上，固定具有與光電倍增管1的桿銷10的排列相對(duì)應(yīng)的排列關(guān)系的插座管腳26。進(jìn)而，在基板25上，形成用于插入光電倍增管1的排氣管6的4個(gè)排氣管插入孔27，排列各個(gè)插座管腳26使得包圍各個(gè)排氣管插入孔27。另外，如第14圖所示，插座管腳26的下端從基板25突出。在插座管腳26的頂端，設(shè)置用于插入桿銷10的嵌合凹部28，在嵌合凹部28的上部，設(shè)置用于容易插入桿銷10的漏斗形的引導(dǎo)部分28a。而且，通過在各個(gè)插座管腳26的嵌合凹部28內(nèi)插入各個(gè)桿銷10(參照第14圖)，在排氣管插入孔27內(nèi)插入排氣管6，使得各個(gè)光電倍增管1在基板25上定位。
作為單元的其它實(shí)施形態(tài)，如第15圖所示，在使側(cè)管2的外周面2b之間相互面接觸的狀態(tài)下，通過導(dǎo)電性的連接板29使側(cè)管2之間接合。從而，能夠使各個(gè)光電倍增管1的側(cè)管2之間可靠地電連接，能夠簡單地使相互的側(cè)管2之間成為等電位。
權(quán)利要求
1．一種光電倍增管單元，該光電倍增單元是并排設(shè)置了多個(gè)光電倍增管(1)的狀態(tài)的光電倍增單元，該光電倍增管(1)具有利用入射到受光面板(3)上的光釋放電子的光電面(3a)，在密封容器(5)內(nèi)具有使從上述光電面(3a)釋放的電子倍增的電子倍增部(9)，具有根據(jù)由上述電子倍增部(9)倍增了的電子發(fā)出輸出信號(hào)的陽極(12)，其特征在于上述密封容器(5)由下述部分構(gòu)成通過桿銷(10)使上述電子倍增部(9)以及上述陽極(12)固定的金屬制的桿板(4)；在包圍上述電子倍增部(9)以及上述陽極(12)的同時(shí)、在一側(cè)的開口端處固定上述桿板(4)的金屬制的側(cè)管(2)；以及固定在上述側(cè)管(2)的另一側(cè)的開口端處的上述受光面板(3)使多個(gè)上述密封容器(5)并排設(shè)置，使上述側(cè)管(2)的外周面之間相互面接觸。
2．如權(quán)利要求1中所述的光電倍增管單元，其特征在于把多個(gè)上述密封容器(5)并排固定在單一基板(20)上。
3．如權(quán)利要求2中所述的光電倍增管單元，其特征在于上述基板(20)上設(shè)置了用于插入上述各個(gè)桿銷(10)的多個(gè)銷孔(21)。
4．如權(quán)利要求2中所述的光電倍增管單元，其特征在于上述基板(20)上設(shè)置了用于插入上述各個(gè)桿銷(10)的多個(gè)插座管腳，上述插座管腳(26)的頂端具有插入上述桿銷的嵌合凹部。
5．如權(quán)利要求1～4的任一項(xiàng)中所述的光電倍增管單元，其特征在于通過導(dǎo)電性粘接劑使上述側(cè)管的上述外周面之間面接觸。
6．一種放射線檢測(cè)裝置，該放射線檢測(cè)裝置具備利用從被檢測(cè)體(P)發(fā)生的放射線的入射發(fā)出螢光的閃爍體(56)、排列成使受光面板(3)與上述閃爍體(56)相對(duì)且使基于來自上述閃爍體(56)的熒光的電荷輸出的多個(gè)光電倍增管(1)和對(duì)來自上述光電倍增管(1)的輸出進(jìn)行運(yùn)算處理且輸出在上述被檢測(cè)體(P)內(nèi)發(fā)出的放射線的位置信息信號(hào)的位置運(yùn)算部(59)，其特征在于上述光電倍增管(1)具有利用入射到上述受光面板(3)的光釋放電子的光電面(3a)，在密封容器(5)內(nèi)具有使從上述光電面(3a)釋放的電子倍增的電子倍增部(9)，根據(jù)由上述電子倍增部(9)倍增了的電子發(fā)出輸出信號(hào)的陽極(12)，上述密封容器(5)由下述部分形成通過桿銷(10)使上述電子倍增部(9)以及上述陽極(12)固定的金屬制的桿板(4)；在包圍上述電子倍增部(9)以及上述陽極(12)的同時(shí)、在一側(cè)的開口端處固定上述桿板(4)的金屬制的側(cè)管(2)；以及固定在上述側(cè)管(2)的另一側(cè)的開口端處的上述受光面板(3)具有使多個(gè)上述密封容器(5)并排設(shè)置且使上述側(cè)管(2)的外周面之間相互面接觸的光電倍增管單元。
7．如權(quán)利要求6中所述的放射線檢測(cè)裝置，其特征在于上述光電倍增管單元把多個(gè)上述密封容器(5)并排固定在單一基板(20)上。
全文摘要
為了提供使光電倍增管密集,謀求提高光的檢測(cè)效率的光電倍增管單元,使金屬制側(cè)管2的外周面2b之間相互面接觸,因此能夠?qū)崿F(xiàn)光電倍增管1的高密度排列。還能夠使各個(gè)光電倍增管1的側(cè)管2之間電連接,能夠簡單地使相互的側(cè)管2之間成為等電位,在各個(gè)光電倍增管1中,不需要個(gè)別地進(jìn)行桿銷10與側(cè)管2的電連接作業(yè),單元的組裝作業(yè)良好。這樣,如果謀求光電倍增管1的單元化,則在組裝了多個(gè)光電倍增管1的裝置(例如伽瑪照相機(jī)等)中把所希望的光電倍增管1更換為新部件的情況下,不需要進(jìn)行一個(gè)一個(gè)地更換光電倍增管1這樣的繁瑣作業(yè),可以謀求簡化更換作業(yè)。
文檔編號(hào)H01J43/28GK1304544SQ99806918
公開日2001年7月18日 申請(qǐng)日期1999年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月1日
發(fā)明者久嶋浩之, 渥美明, 下井英樹, 岡田知幸, 伊藤益保 申請(qǐng)人:濱松光子學(xué)株式會(huì)社