(57)【要約】【課題】測定光の検出チャンネルを多チャンネル化した場合であっても、隣接チャンネル間のクロストークを十分に低減すること。【解決手段】この光検出装置１は、光検出チャンネルが少なくともＸ方向に配列された光入射板６を有する光電子増倍管２と、光検出チャンネルが少なくともＸ方向に配列されており、光入射板６と略平行に対面する光入射板７を有する光電子増倍管３と、入射面において少なくともＸ方向に配列され、Ｙ方向に測定光を導入するダイクロイックミラーアレイ１９と、光入射板６と光入射板７との間であって、ダイクロイックミラーアレイ１９のＹ方向における延長線上に配置され、測定光を対応する別々の光検出チャンネルに向けて反射させる光反射部１４とを備え、光反射部１４は、Ｘ方向に沿って交互に光入射板６及び光入射板７を向くように形成されている。【選択図】図２
2006220503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面に入射する測定光の分布を検出する光検出装置であって、
複数の光検出チャンネルが少なくとも第１の方向に配列された第１の受光面を有する第１の光検出器と、
複数の光検出チャンネルが少なくとも前記第１の方向に配列されており、前記第１の受光面と略平行に対面する第２の受光面を有する第２の光検出器と、
前記入射面において少なくとも前記第１の方向に配列され、前記第１の方向に対して略垂直な第２の方向に前記測定光を導入する複数の光導入部と、
前記第１の受光面と前記第２の受光面との間であって、前記複数の光導入部の前記第２の方向における延長線上に配置され、前記測定光を対応する別々の前記光検出チャンネルに向けて反射させる複数の光反射部とを備え、
前記複数の光反射部は、前記第１の方向に沿って交互に前記第１の受光面側及び前記第２の受光面側を向くように形成されている、
ことを特徴とする光検出装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の光検出器は、それぞれ、前記第１及び第２の受光面に沿って、前記第１の方向及び前記第１の方向に対して略垂直な方向に２次元的に配列された複数の光検出チャンネルを有し、
前記複数の光導入部は、前記入射面に沿って、前記第１の方向及び前記第１の方向に対して略垂直な第３の方向に２次元的に配列されている、
ことを特徴とする請求項１記載の光検出装置。
【請求項３】
前記複数の光導入部は、前記第３の方向に対して略垂直な前記第２の方向に前記測定光を導入するものであり、
前記複数の光反射部は、前記第２の方向に対する傾斜角が略４５度であって、前記第１の方向に対して略平行な傾斜面の傾斜方向に沿って形成されている、
ことを特徴とする請求項２記載の光検出装置。
【請求項４】
前記複数の光反射部が形成されている前記傾斜面は、前記第３の方向における前記第１の受光面と前記第２の受光面との間の中心位置において一直線上に交差する、
ことを特徴とする請求項３記載の光検出装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の光検出器は、マルチアノード型の光電子増倍管であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光検出装置。
【請求項６】
入射面に入射する測定光の分布を検出する光検出装置であって、
複数の光検出チャンネルが第１の方向及び第１の方向に略垂直な第２の方向に２次元的に配列された第１の受光面を有する第１の光検出器と、
複数の光検出チャンネルが前記第１の方向及び前記第２の方向に２次元的に配列されており、前記第１の受光面と略平行に対面する第２の受光面を有する第２の光検出器と、
複数の光検出チャンネルが前記第１及び第２の受光面の垂線方向である第３の方向及び前記第２の方向に２次元的に配列された第３の受光面を有する第３の光検出器と、
複数の光検出チャンネルが前記第３の方向及び前記第２の方向に２次元的に配列されており、前記第３の受光面と略平行に対面する第４の受光面を有する第４の光検出器と、
前記入射面において前記第１の方向及び前記第３の方向に２次元的に配列され、前記第２の方向に前記測定光を導入する複数の光導入部と、
前記第１〜第４の受光面によって囲まれる領域内において、前記複数の光導入部の前記第２の方向における延長線上に配置され、前記測定光を対応する別々の前記光検出チャンネルに向けて反射させる複数の光反射部とを備え、
前記複数の光反射部は、前記第１及び第３の方向に沿って交互に異なる方向を向くように形成されている、
ことを特徴とする光検出装置。
【請求項７】
前記複数の光反射部は、
前記第３の方向に沿って交互に、前記第２の受光面に向けて前記測定光を反射させる光反射面と、前記第４の受光面に向けて前記測定光を反射させる光反射面とが形成された第１の光反射部材と、
前記第３の方向に沿って交互に、前記第１の受光面に向けて前記測定光を反射させる光反射面と、前記第３の受光面に向けて前記測定光を反射させる光反射面とが形成された第２の光反射部材とを有し、
前記第１の光反射部材と前記第２の光反射部材とが交互に前記第１の方向に配列されている、
ことを特徴とする請求項６記載の光検出装置。
【請求項８】
前記複数の光反射部は、前記第２の方向に対する傾斜角が略４５度であって、前記第１の方向に対して略平行な傾斜面の傾斜方向に沿って形成されるとともに、前記第２の方向に対する傾斜角が略４５度であって、前記第３の方向に対して略平行な傾斜面の傾斜方向に沿って形成されている、
ことを特徴とする請求項６又は７記載の光検出装置。
【請求項９】
前記複数の光反射部が形成されている前記傾斜面は、前記第３の方向における前記第１の受光面と前記第２の受光面との間の中心位置において一直線上に交差するとともに、前記第１の方向における前記第３の受光面と前記第４の受光面との間の中心位置において一直線上に交差する、
ことを特徴とする請求項８記載の光検出装置。
【請求項１０】
前記第１〜第４の光検出器は、マルチアノード型の光電子増倍管であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の光検出装置。
【請求項１１】
前記複数の光反射部を挟んで前記複数の光導入部に対向して設けられ、前記第２の方向に測定対象物を励起させるための励起光を照射する励起光源をさらに備え、
前記複数の光反射部は、前記励起光の波長帯域の光を透過させるとともに、前記測定対象物から発せられる測定光の波長帯域の光を反射させるダイクロイックミラーを有する、
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定光の分布を検出する光検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、サイトメトリーなどの細胞測定法や、レーザ顕微鏡（ＬＳＭ）等を用いた光計測が行われている。このような計測分野では、多チャンネルのレーザ発光装置を励起光源として用いてスライドガラス上の測定対象物から発せられる蛍光を測定したり、測定光を分光させてその波長分布を測定したりすることが行われている。このような光測定においては、測定光を複数チャンネルで同時に測定可能とするために、複数の光検出チャンネルを有する光検出器が用いられる。また、医療分野においても、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置に代表されるように、高空間分解能を実現するために、複数の細分化されたアノードを有するマルチアノード型の光電子増倍管や、高解像度のシンチレータ等が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された光検出装置は、測定光を波長に応じて同一方向に分光して、分光された測定光を受光素子を用いて検出する。また、特許文献２に開示された分光測定装置では、マルチアノード型の光電子増倍管の受光面上の各チャンネルに対応する位置にフィルタ部材が設けられている。このような構成により、光電子増倍管の各チャンネルにおいて同時に分光測定が可能となる。特許文献３及び４には、複数の光源を複数の試料に同時に照射し、試料を透過する光を複数の受光素子で受光する測定装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１４４６７８号公報
【特許文献２】特開平１１−３２９３３９号公報
【特許文献３】特開平１１−３７９３２号公報
【特許文献４】実開平６−１０８５６号公報
【特許文献５】特開平２−６１６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の検出装置においては、測定光を受光素子や光電子増倍管等の光検出器に受光させる際には、測定光どうしが平行な方向に導光されている。このような検出装置による光測定において、高分解能を実現するためには光検出チャンネルの多チャンネル化が必要となるが、光検出チャンネルを細分化すれば隣接チャンネル間のクロストークが発生する結果、高精度の測定が困難となる。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、測定光の検出チャンネルを多チャンネル化した場合であっても、隣接チャンネル間のクロストークを十分に低減する光検出装置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】
上記課題を解決するため、本発明の光検出装置は、入射面に入射する測定光の分布を検出する光検出装置であって、複数の光検出チャンネルが少なくとも第１の方向に配列された第１の受光面を有する第１の光検出器と、複数の光検出チャンネルが少なくとも第１の方向に配列されており、第１の受光面と略平行に対面する第２の受光面を有する第２の光検出器と、入射面において少なくとも第１の方向に配列され、第１の方向に対して略垂直な第２の方向に測定光を導入する複数の光導入部と、第１の受光面と第２の受光面との間であって、複数の光導入部の第２の方向における延長線上に配置され、測定光を対応する別々の光検出チャンネルに向けて反射させる複数の光反射部とを備え、複数の光反射部は、第１の方向に沿って交互に第１の受光面側及び第２の受光面側を向くように形成されていることを特徴とする。
【０００７】
このような光検出装置によれば、測定光が、光導入部を通過することにより一方向に配列された状態で配列方向に対して略垂直な方向に導かれ、導かれた測定光は、光反射部で反射されることにより、配列方向に交互に第１及び第２の光検出器の光検出チャンネルに入射される。このとき、測定光は、配列方向に対して垂直な方向に反射されて、各光検出チャンネルに入射される。従って、測定時の分解能を高めるために測定光の多チャンネル化を図った場合でも、それぞれの測定光が入射する光検出チャンネル間の距離が大きくされるので、光検出チャンネル間のクロストークが低減される。その結果、測定光を複数チャンネルで同時に検出できるので、測定時間の短縮化が実現される。
【０００８】
第１及び第２の光検出器は、それぞれ、第１及び第２の受光面に沿って、第１の方向及び第１の方向に対して略垂直な方向に２次元的に配列された複数の光検出チャンネルを有し、複数の光導入部は、入射面に沿って、第１の方向及び第１の方向に対して略垂直な第３の方向に２次元的に配列されていることが好ましい。こうすれば、測定光の２次元分布を測定する際に、それぞれの測定光が入射する光検出チャンネル間の第１の方向における距離が大きくされるので、光検出チャンネル間のクロストークが低減される。
【０００９】
また、複数の光導入部は、第３の方向に対して略垂直な第２の方向に測定光を導入するものであり、複数の光反射部は、第２の方向に対する傾斜角が略４５度であって、第１の方向に対して略平行な傾斜面の傾斜方向に沿って形成されていることも好ましい。かかる構成を備えれば、測定光の２次元分布を測定する際にそれぞれの測定光を異なる光検出チャンネルに導くことができる。また、入射面から受光面までの光路長がそれぞれの光検出器においてほぼ同一とされるので、光検出チャンネル間の測定感度の均一性を高めることができる。
【００１０】
また、複数の光反射部が形成されている傾斜面は、第３の方向における第１の受光面と第２の受光面との間の中心位置において一直線上に交差することも好ましい。かかる構成とすれば、入射面から受光面までの光路長が２つの光検出器間でもほぼ同一とされるので、全体の光検出チャンネル間の測定感度の均一性をより一層高めることができる。
【００１１】
また、第１及び第２の光検出器は、マルチアノード型の光電子増倍管であることも好ましい。かかる光検出器を備えれば、複数チャンネルの測定光を高感度で同時に検出することができる。
【００１２】
或いは、本発明の光検出装置は、入射面に入射する測定光の分布を検出する光検出装置であって、複数の光検出チャンネルが第１の方向及び第１の方向に略垂直な第２の方向に２次元的に配列された第１の受光面を有する第１の光検出器と、複数の光検出チャンネルが第１の方向及び第２の方向に２次元的に配列されており、第１の受光面と略平行に対面する第２の受光面を有する第２の光検出器と、複数の光検出チャンネルが第１及び第２の受光面の垂線方向である第３の方向及び第２の方向に２次元的に配列された第３の受光面を有する第３の光検出器と、複数の光検出チャンネルが第３の方向及び第２の方向に２次元的に配列されており、第３の受光面と略平行に対面する第４の受光面を有する第４の光検出器と、入射面において第１の方向及び第３の方向に２次元的に配列され、第２の方向に測定光を導入する複数の光導入部と、第１〜第４の受光面によって囲まれる領域内において、複数の光導入部の第２の方向における延長線上に配置され、測定光を対応する別々の光検出チャンネルに向けて反射させる複数の光反射部とを備え、複数の光反射部は、第１及び第３の方向に沿って交互に異なる方向を向くように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このような光検出装置によれば、測定光が、光導入部を通過することにより２次元的に配列された状態で入射面に対して略垂直な方向に導かれ、導かれた測定光は、光反射部で反射されることにより、２つの配列方向において交互に、別々の光検出器の光検出チャンネルに入射される。このとき、測定光は、光検出器の受光面に垂直な方向に入射される。従って、測定時の分解能を高めるために測定光の多チャンネル化を図った場合でも、それぞれの測定光が入射する光検出チャンネル間の距離が大きくされるので、光検出チャンネル間のクロストークが低減される。その結果、測定光を複数チャンネルで同時に検出できるので、測定時間の短縮化が実現される。
【００１４】
また、複数の光反射部は、第３の方向に沿って交互に、第２の受光面に向けて測定光を反射させる光反射面と、第４の受光面に向けて測定光を反射させる光反射面とが形成された第１の光反射部材と、第３の方向に沿って交互に、第１の受光面に向けて測定光を反射させる光反射面と、第３の受光面に向けて測定光を反射させる光反射面とが形成された第２の光反射部材とを有し、第１の光反射部材と第２の光反射部材とが交互に第１の方向に配列されていることが好ましい。この場合、複数の光反射部を構成する光反射部材の共通化が容易となり製造効率の向上が図られるとともに、組立工数が削減される。
【００１５】
複数の光反射部は、第２の方向に対する傾斜角が略４５度であって、第１の方向に対して略平行な傾斜面の傾斜方向に沿って形成されるとともに、第２の方向に対する傾斜角が略４５度であって、第３の方向に対して略平行な傾斜面の傾斜方向に沿って形成されていることが好ましい。かかる構成を備えれば、測定光の２次元分布を測定する際にそれぞれの測定光を異なる光検出チャンネルに導くことができる。また、入射面から受光面までの光路長がそれぞれの光検出器においてほぼ同一とされるので、光検出チャンネル間の測定感度の均一性を高めることができる。
【００１６】
また、複数の光反射部が形成されている傾斜面は、第３の方向における第１の受光面と第２の受光面との間の中心位置において一直線上に交差するとともに、第１の方向における第３の受光面と第４の受光面との間の中心位置において一直線上に交差することも好ましい。この場合、かかる構成とすれば、入射面から受光面までの光路長が４つの光検出器間でほぼ同一とされるので、全体の光検出チャンネル間の測定感度の均一性をより一層高めることができる。
【００１７】
また、第１〜第４の光検出器は、マルチアノード型の光電子増倍管であることも好ましい。かかる光検出器を備えれば、複数チャンネルの測定光を高感度で同時に検出することができる。
【００１８】
また、複数の光反射部を挟んで複数の光導入部に対向して設けられ、第２の方向に測定対象物を励起させるための励起光を照射する励起光源をさらに備え、複数の光反射部は、励起光の波長帯域の光を透過させるとともに、測定対象物から発せられる測定光の波長帯域の光を反射させるダイクロイックミラーを有することも好ましい。かかる構成を採れば、励起光源が光反射部を挟んで測定対象物の反対側に設けられているので、測定対象物から発せられる光の分布を測定する際に、励起光源が測定光の光路の障害になることを防止することができるとともに、励起光を導く複雑な導光手段が不要となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光検出装置によれば、測定光の検出チャンネルを多チャンネル化した場合であっても、隣接チャンネル間のクロストークを十分に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る光検出装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては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。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態である光検出装置の斜視図、図２は、図１の光検出装置の分解斜視図である。この光検出装置１は、複数の測定光を分光して波長帯域ごとの分布を検出するための装置である。
【００２２】
光検出装置１は、図１及び図２に示すように、マルチアノード型の光電子増倍管（光検出器）２，３を備えている。光電子増倍管２，３は、それぞれ、四角柱状の側管４，５を有し、それぞれの側管４，５の端部側には、光透過性材料により形成された矩形の光入射板（受光面）６，７が気密に固定されている。光入射板６，７の内側には、光入射板６，７の面に沿って光電面が形成され、側管４，５の内部には、電子増倍部と、電子増倍部を介して光入射板６，７に対面するように設けられ、８行８列で２次元マトリクス状に配列されたアノードとが備えられている。さらに、光入射板６，７の外側には、それぞれ、光入射板６，７と略同一形状のバンドパスフィルタ８，９が、光入射板６，７を覆うように固定されている。バンドパスフィルタ８，９は、遮光性材料で平板状に形成された遮光部８ａ，９ａと、側管４，５の内部にマトリクス状に配列されたアノードに対応する位置に４行４列でマトリクス状に等間隔で設けられ、特定の波長帯域の測定光を透過させるフィルタ部８ｂ，９ｂとを有している。ここで、バンドパスフィルタ８，９に形成されたフィルタ部８ｂ，９ｂの配列方向をＸ軸、Ｙ軸とし、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ軸とすると、アノードは、側管４，５の内部のＸＹ平面上において８行８列の２次元マトリクス状に配列されている。また、これらの計６４個のアノードの１つおきの位置、すなわち、バンドパスフィルタ８，９のフィルタ部８ｂ，９ｂに対応する位置に１６チャンネルの光検出チャンネルが形成される。
【００２３】
上述した光電子増倍管２，３は、光入射板６，７が略平行に対面するように対称な位置に設けられ、光入射板６，７の間には、直方体形状の反射板収容部１０が固定されている。反射板収容部１０の−Ｙ方向側の端部には開口部１５が形成され、開口部１５の＋Ｚ方向側側面及び−Ｚ方向側側面にはそれぞれ、矩形状に切り欠かれた切り欠き部１１，１２が形成されている。この切り欠き部１１，１２には、８枚の光反射板１３が収容されている。
【００２４】
光反射板１３は、斜辺とその他の２辺との成す角が約４５度となるよう略直角三角形状に形成され、斜辺側の端面には、光反射性材料から成る４つの光反射部１４が等間隔に形成されている（図３参照）。光反射板１３は、斜辺以外の２辺がＺ軸及びＹ軸に平行になるようにＹ方向側の一辺を重ねた状態で切り欠き部１１，１２に収容される。このとき、８枚の光反射板１３は、斜辺の向きが互い違いになるように重ねられる結果、光反射部１４は、Ｘ軸方向に沿って交互に光入射板６及び光入射板７を向くようにされるとともに、光反射部１４のＹ軸及びＺ軸に対する傾斜角がともに約４５度とされる。また、光反射部１４は、それぞれの光反射部１４のＺ軸方向における延長線上にフィルタ部８ｂ，９ｂが位置するように配置される。
【００２５】
反射板収容部１０の開口部１５には、開口部１５と略同一形状のバンドパスフィルタ１６が嵌め合わされている。バンドパスフィルタ１６は、遮光性を有する材料からなる遮光部１６ａと、光反射部１４の−Ｙ方向の延長線上において、Ｘ方向に８列、及びＺ方向に４列で２次元的に配列されており、特定の波長帯域の測定光を透過させるフィルタ部１６ｂとを有する。
【００２６】
さらに、開口部１５には、バンドパスフィルタ１６を挟んで、平板状の分光板（入射面）１７が固定されている。分光板１７の−Ｘ方向側の端面には、Ｚ軸方向に等間隔に４つの光入力部１８が形成されている。この光入力部１８には、光ファイバ等が接続されることにより、同時に４つの測定光がパラレルに入力される。また、分光板１７の内部には、それぞれの光入力部１８からＸ方向に沿ってダイクロイックミラーアレイ１９が設けられている。ダイクロイックミラーアレイ１９は、光透過帯域の最短波長の異なる８個のダイクロイックミラー（光導入部）ＤＭ１〜ＤＭ８が、Ｘ方向に沿って最短波長が徐々に大きくなる順番で配列されたものであり、光入力部１８からＸ方向に入射した測定光を異なる波長帯域ごとに分光してＹ方向に反射する。ダイクロイックミラーＤＭ１〜ＤＭ８は、光反射部１４の−Ｙ軸方向の延長線上に位置するように設けられて、測定光をそれぞれの光反射部１４に向けてＹ方向に導入する。
【００２７】
以上のように構成された光検出装置１における測定光の検出作用について、２つの光路を例にとって説明する。図２及び図４に示すように、光入力部１８からＸ方向に入力された測定光は、ダイクロイックミラーＤＭ８によって分光されると同時に、Ｙ方向に向けて反射される（矢印Ｌ１）。ダイクロイックミラーＤＭ８によって反射された測定光は、バンドパスフィルタ１６のフィルタ部１６ｂを透過した後、光反射板１３の傾斜面Ｓ１に沿って形成された光反射部１４に入射し、光反射部１４においてバンドパスフィルタ９のフィルタ部９ｂに向けて−Ｚ方向に反射される。その後、フィルタ部９ｂに入射された測定光は、フィルタ部９ｂに対面する光電子増倍管３の光検出チャンネルによって検出される。
【００２８】
一方、同一の光入力部１８からＸ方向に入力され、ダイクロイックミラーＤＭ７によって分光された測定光は、バンドパスフィルタ１６のフィルタ部１６ｂを透過した後、光反射板１３の傾斜面Ｓ２に沿って形成された光反射部１４に入射する（矢印Ｌ２）。その後、測定光は、光反射部１４においてバンドパスフィルタ８のフィルタ部８ｂに向けてＺ方向に反射される。このようにして、フィルタ部８ｂに入射された測定光は、フィルタ部８ｂに対面する光電子増倍管２の光検出チャンネルによって検出される。
【００２９】
ここで、図４を参照すると、光反射板１３の傾斜面Ｓ１と傾斜面Ｓ２とは、光入射板６，７からの距離がほぼ等しい直線Ｃ１上において交差、つまり、光入射板６，７の中心位置において一直線上に交差している。このような光入射板６，７の配置により、４つの光入力部１８に対応するダイクロイックミラーＤＭ１〜ＤＭ８の位置から、光入射板６，７までの光路長が同一にされる。
【００３０】
以上説明した光検出装置１の作用効果について説明する。
【００３１】
光検出装置１によれば、測定光が、分光板１７のダイクロイックミラーアレイ１９を通過することによりＸ方向に配列された状態でＹ方向に導かれ、導かれた測定光は、光反射部１４で反射されることにより、Ｘ方向に交互に光電子増倍管２及び光電子増倍管３の光検出チャンネルに入射される。このとき、測定光は、配列方向に垂直（Ｚ軸方向）に光検出チャンネルに入射される。従って、測定時の分解能を高めるために測定光の多チャンネル化を図った場合でも、それぞれの測定光が入射する光検出チャンネル間の距離が大きくされるので、光検出チャンネル間のクロストークが低減される。その結果、測定光を複数チャンネルで同時に検出できるので、測定時間の短縮化が実現される。
【００３２】
また、光電子増倍管２，３は、それぞれの光入射板６，７に沿って、Ｘ方向及びＹ方向に２次元的に配列された複数の光検出チャンネルを有しており、ダイクロイックミラーアレイ１９は、分光板１７に沿って、Ｘ方向及びＺ方向に２次元的に配列されている。これにより、測定光の２次元分布を測定する際にも、それぞれの測定光が入射する光検出チャンネル間のＸ方向の距離が大きくされるので、光検出チャンネル間のクロストークが低減される。
【００３３】
また、光反射部１４は、Ｙ軸に対する傾斜角が略４５度であって、Ｘ軸と平行な傾斜面Ｓ１，Ｓ２の傾斜方向に沿って形成されているので、測定光の２次元分布を測定する際にそれぞれの測定光を異なる光検出チャンネルに導くことができる。また、分光板１７から光入射板６，７までの光路長がそれぞれの光電子増倍管２，３においてほぼ同一とされるので、光検出チャンネル間の測定感度の均一性を高めることができる。さらに、傾斜面Ｓ１，Ｓ２は、光入射板６と光入射板７との間の中心位置において一直線上に交差しているので、分光板１７から光入射板６，７までの光路長が２つの光電子増倍管の間でもほぼ同一とされるので、全体の光検出チャンネル間の測定感度の均一性をより一層高めることができる。
【００３４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、本発明の第２実施形態である光検出装置の斜視図、図６は、図５の光検出装置の分解斜視図である。本実施形態にかかる光検出装置３１は、光検出器である４つの光電子増倍管が放射状に設けられている点、光導入部の構成、光反射部の配置、及び励起光源が備えられている点が第１実施形態のものと異なる。
【００３５】
すなわち、光検出装置３１においては、４つのマルチアノード型の光電子増倍管３２，３３，３４，３５が設けられ、それぞれの側管３６，３７，３８，３９の端部側には光入射板４０，４１，４２，４３が気密に固定されている。また、光入射板４０，４１，４２，４３の外側には、それぞれ、４行４列でマトリクス状に配置されたフィルタ部４４ｂ，４５ｂ，４６ｂ，４７ｂを有するバンドパスフィルタ４４，４５，４６，４７が固定されている。これらの光電子増倍管３２〜３５の構成は、第１実施形態において説明した光電子増倍管２，３の構成と同一である。光電子増倍管３２〜３５は、光入射板４０と光入射板４１、及び光入射板４２と光入射板４３がそれぞれ略平行に対面し、かつ光入射板４０，４１表面の垂線と、光入射板４２，４３表面の垂線とが直交するように、放射状に配置されている。ここで、光電子増倍管３２，３３の光検出チャンネルの配列方向をＸ方向、及びＹ方向とし、光電子増倍管３４，３５の光検出チャンネルの配列方向をＹ方向、及びＺ方向とする。
【００３６】
光入射板４０，４１，４２，４３で囲まれる領域には、直方体形状の反射板収容部４８が固定されている。反射板収容部４８の−Ｙ方向側の端部には開口部４９が形成され、開口部４９の＋Ｚ方向側側面及び−Ｚ方向側側面にはそれぞれ、矩形状に切り欠かれた切り欠き部５０，５１が形成されている。この切り欠き部５０，５１には、８枚の光反射板（光反射部材）５４が収容されている。また、反射板収容部４８の＋Ｘ方向側側面及び−Ｘ方向側側面には、それぞれ、測定光を光電子増倍管３４及び光電子増倍管３５に向けて通過させるための開放部５２，５３が形成されている。
【００３７】
図７に示すように、光反射板５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄは、それぞれ、光反射板５４ｅ，５４ｆ，５４ｇ，５４ｈと同一形状を有している。光反射板５４ａ〜５４ｈは、斜辺とその他の２辺との成す角が約４５度となるよう略直角三角形状に形成され、斜辺側の端面には、４つの光反射部５５が斜面に沿って等間隔に形成されている。また、光反射板５４ａ〜５４ｈの隣接する光反射部５５の間には、光反射板５４表面の垂線との成す角が約４５度であり、かつ底辺と平行な同一面上に、光反射部５６が等間隔に形成されている。このとき、光反射板５４ａ〜５４ｄ、または光反射板５４ｅ〜５４ｈの順で、光反射部５６と底辺との距離が徐々に小さくなるようにされている。光反射部５５，５６は、特定の波長帯域の光を反射するダイクロイックミラーによって形成されており、測定対象物を励起させる励起光（詳細は後述する）の波長帯域を透過させると共に、測定対象物から発せられる測定光の波長帯域を反射させる性質を有する。
【００３８】
これらの光反射板５４ａ〜５４ｈは、斜辺以外の２辺がＺ軸及びＹ軸に平行になるようにＹ方向側の底辺を重ねた状態で切り欠き部５０，５１に収容される。このとき、８枚の光反射板５４ａ〜５４ｈが、斜辺の向きが互い違いになるように、光反射板５４ａ，５４ｈ，５４ｂ，５４ｇ，５４ｃ，５４ｆ，５４ｄ，５４ｅの順で重ねられる。
【００３９】
また、それぞれの光反射板５４ａ〜５４ｈにおいては、光反射部５５，５６と底辺側の端面の間にＹ軸方向に貫通する貫通孔５７が設けられるとともに、光反射部５５，５６において反射された測定光を、それぞれ、光入射板４０〜４３に向けて通過させるための複数の穴部５８，５９が設けられている。
【００４０】
上記の光反射板５４の構成により、光反射部５５，５６が、Ｘ軸方向に沿って異なる光入射板４０，４２、及び光入射板４１，４３を交互に向くようにされるとともに、光反射部５５のＹ軸及びＺ軸に対する傾斜角がともに約４５度、光反射部５６のＹ軸及びＸ軸に対する傾斜角がともに約４５度とされる。また、光反射部５５は、それぞれの光反射部５５のＺ軸方向における延長線上にフィルタ部４４ｂ，４５ｂが位置するように配置され、光反射部５６は、それぞれの光反射部５６のＸ軸方向における延長線上にフィルタ部４６ｂ，４７ｂが位置するように配置される。
【００４１】
図６に戻って、反射板収容部４８の開口部４９には、矩形状のレンズアレイ６０が固定されている。レンズアレイ６０は、測定対象物Ａから発せられた測定光を集光して＋Ｙ方向に導くためのレンズ部材（光導入部）６０ａを有する。このレンズ部材６０ａは、Ｘ軸方向に８列、Ｚ軸方向に８列で２次元マトリクス状に配置され、それぞれのレンズ部材６０ａの集光方向の延長線上に光反射部５５，５６が位置するようにされる。
【００４２】
さらに、レンズアレイ６０の外側には、レンズ部材６０ａに対向する位置にチャンネル枠が設けられた矩形状のカバー部（入射面）６１が設けられ、カバー部６１の外側にはスライドガラス等を介して測定対象物Ａが載置される。
【００４３】
反射板収容部４８を挟んでレンズアレイ６０に対向する位置には、測定対象物Ａを励起させるための励起光を照射するレーザモジュール（励起光源）６２が設けられている。このレーザモジュール６２の反射板収容部４８側の端面には、マトリクス状に配置されたコリメートレンズ６３が固定されている。それぞれのコリメートレンズ６３は、レンズ部材６０ａのＹ軸方向の延長線上に配置され、レーザモジュール６２から発生した励起光を略平行光として−Ｙ方向に出射させるためのものである。レーザモジュール６２のコリメートレンズ６３から出射された励起光は、光反射板５４の貫通孔５７（図７参照）を通過した後に、光反射部５５，５６及びレンズ部材６０ａを透過して測定対象物Ａに照射される。
【００４４】
以上のように構成された光検出装置３１における測定光の検出作用について、２つの光路を例にとって説明する。図６及び図８（ａ）〜（ｂ）に示すように、測定対象物Ａの励起により発生した測定光は、レンズアレイ６０のレンズ部材６０ａを透過することによりＹ方向に向けて導光される（矢印Ｌ３）。この測定光は、光反射板５４ｂの傾斜面Ｓ３に沿って形成された光反射部５５に入射し、光反射部５５においてバンドパスフィルタ４５のフィルタ部４５ｂに向けて−Ｚ方向に反射される。その後、フィルタ部４５ｂに入射された測定光は、フィルタ部４５ｂに対面する光電子増倍管３３の光検出チャンネルによって検出される。
【００４５】
一方、−Ｘ方向に隣接するレンズ部材６０ａを透過した測定光は、光反射板５４ｇの傾斜面Ｓ５に沿って形成された光反射部５６に入射する（矢印Ｌ４）。その後、測定光は、光反射部５６においてバンドパスフィルタ４６のフィルタ部４６ｂに向けてＸ方向に反射される。このようにして、フィルタ部４６ｂに入射された測定光は、フィルタ部４６ｂに対面する光電子増倍管３４の光検出チャンネルによって検出される。
【００４６】
ここで、図８（ａ）を参照すると、光反射部５５の形成されている傾斜面Ｓ３及び傾斜面Ｓ４は、光入射板４０，４１からの距離がほぼ等しい直線Ｃ２上において交差、つまり、光入射板４０，４１の中心位置において一直線上に交差している。同様に、図８（ｂ）を参照すると、光反射部５６の形成されている傾斜面Ｓ５及び傾斜面Ｓ６は、光入射板４２，４３からの距離がほぼ等しい直線Ｃ３上において交差、つまり、光入射板４２，４３の中心位置において一直線上に交差している。このような光入射部５５，５６の配置により、カバー部６１から光入射板４０，４１，４２，４３までの光路長が、光入射チャンネルごとにほぼ同一にされる。
【００４７】
以上説明した光検出装置３１によれば、励起光により測定対象物Ａから発生した測定光が、レンズアレイ６０のレンズ部材６０ａを透過することによりＸＺ平面上で２次元的に配列された状態でＹ方向に導かれ、導かれた測定光は、光反射部５５，５６で反射されることにより、Ｘ軸方向及びＺ軸方向において交互に、別々の光電子増倍管３２，３３，３４，３５の光検出チャンネルに入射される。このとき、測定光は、光電子増倍管３２〜３５の光入射板４０〜４３に垂直な方向に入射される。従って、測定時の分解能を高めるために測定光の多チャンネル化を図った場合でも、それぞれの測定光が入射する光検出チャンネル間の距離が大きくされるので、光検出チャンネル間のクロストークが低減される。その結果、測定光を複数チャンネルで同時に検出できるので、測定時間の短縮化が実現される。
【００４８】
また、反射板収容部４８には、光入射板４１に向けて測定光を反射させる光反射部５５と、光入射板４３に向けて測定光を反射させる光反射部５６とが、Ｚ軸方向に沿って交互に形成された光反射板５４ａ〜５４ｄと、光入射板４０に向けて測定光を反射させる光反射部５５と、光入射板４２に向けて測定光を反射させる光反射部５６とが、Ｚ軸方向に沿って交互に形成された光反射板５４ｅ〜５４ｈとが収容されている。このとき、光反射板５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄと光反射板５４ｈ，５４ｇ，５４ｆ，５４ｅとが交互にＸ軸方向に重ねられている。これにより、対になる光反射板の共通化が容易となり製造効率の向上が図られるとともに、組立工数が削減される。
【００４９】
また、光反射部５５は、Ｙ軸に対する傾斜角が約４５度であって、Ｘ軸と略平行な傾斜面Ｓ３，Ｓ４の傾斜方向に沿って形成され、光反射部５６は、Ｙ軸に対する傾斜角が約４５度であって、Ｚ軸と略平行な傾斜面Ｓ５，Ｓ６の傾斜方向に沿って形成されているので、測定光の２次元分布を測定する際にそれぞれの測定光を異なる光検出チャンネルに導くことができる。また、入射面から受光面までの光路長がそれぞれの光検出器においてほぼ同一とされるので、光検出チャンネル間の測定感度の均一性を高めることができる。
【００５０】
また、光反射部５５が形成されている傾斜面Ｓ３，Ｓ４は、光入射板４０と光入射板４１との間の中心位置において一直線上に交差するとともに、光反射部５６が形成されている傾斜面Ｓ５，Ｓ６は、光入射板４２と光入射板４３との間の中心位置において一直線上に交差する。従って、入射面から受光面までの光路長が４つの光検出器間でほぼ同一とされるので、全体の光検出チャンネル間の測定感度の均一性をより一層高めることができる。
【００５１】
また、反射板収容部４８を挟んでレンズアレイ６０のレンズ部材６０ａに対向してレーザモジュール６２が備えられているので、測定対象物から発せられる光の分布を測定する際に、励起光源が測定光の光路の障害になることを防止することができるとともに、励起光を導く複雑な導光手段が不要となる。
【００５２】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、光検出装置１においては励起光源を備えていても良い。図９は、本発明の変形例である光検出装置１０１の分解斜視図である。この光検出装置１０１は、反射板収容部１０の底面に近接してレーザモジュール１６２が設けられ、レーザモジュール１６２の反射板収容部１０側端面には、励起光を略平行光とするコリメートレンズ１６３が配置されている。また、反射板収容部１０を挟んでレーザモジュール１６２の反対側には、レンズアレイ１６０及びカバー部１６１が固定され、カバー部１６１の外側表面には測定対象物Ａが載置される。図１０を参照して、この反射板収容部１０に収容される光反射板１１３の構成は、貫通孔１５７を有する点以外は光反射板１３の構成（図３参照）と同一である。
【００５３】
また、光検出装置３１においては励起光源を備えていなくてもよい。図１１及び図１２は、本発明の別の変形例である光検出装置２０１，３０１の分解斜視図である。この光検出装置２０１は、励起光源６２を備えていない点以外は光検出装置３１と基本的構成を同一としている。また、光検出装置３０１は、更に、カバー部６１の代わりにレンズ部材６０ａに向けて測定光を入射させるための光ファイバアレイＦが設けられている。図１３を参照して、光検出装置２０１，３０１の反射板収容部４８に収容される光反射板２５４の構成は、貫通孔５７を有さない点以外は反射板５４の構成（図７参照）と同一である。
【００５４】
また、第１実施形態の光検出装置１では光電子増倍管２，３における光入射板６，７の外側、及び反射板収容部１０の開口部１５のそれぞれにバンドパスフィルタ８，９，１６を設けているが、バンドパスフィルタ８，９又は１６のどちらか一方にフィルタ部を設けることとしてもよい。バンドパスフィルタ８，９がフィルタ部８ｂ，９ｂを備える場合にはバンドパスフィルタ１６を省略することも可能であり、また、バンドバスフィルタ１６を備える場合にはバンドパスフィルタ８，９のフィルタ部を単に開口とすることも可能である。
【００５５】
更に本発明に用いる光検出器としては複数の検出チャンネルを構成するものであればよく、マルチアノード型の光電子増倍管に限定されない。例えば各光検出チャンネルの位置に対応してＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）等の受光素子を配置したものであってもよい。
【００５６】
また、図１４には、本発明の応用例であるＰＥＴ装置を示す。ＰＥＴ装置４０１においては、８つの光検出装置３０１が、同一平面上において入射面側を向かい合わせた状態で放射状に固定されている。それぞれの光検出装置３０１の光ファイバアレイＦは、直方体形状の光ファイバ収容部４０２に収容されており、これらの光ファイバ収容部４０２の内側端面には、この内側側面と略同一形状のシンチレータ４０３が設けられている。また、これらの光検出装置３０１における光電子増倍管３２〜３５の外側端面には光電子増倍管３２〜３５から延びるケーブルを収容するケーブル収容部４０４が固定されている。このようなＰＥＴ装置４０１においては、シンチレータ４０３の内側におかれた測定対象物から発せられる放射線が、蛍光に変換されて光ファイバアレイＦを伝搬した後、それぞれの光検出装置３０１によって蛍光の２次元分布が検出される。その結果、測定対象物から発せられる放射線の３次元測定が実現される。この構成により、高空間分解能の実現と偶発同時計測におけるノイズ成分を可能なまで低く押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態である光検出装置の斜視図である。
【図２】図１の光検出装置の分解斜視図である。
【図３】図２の光反射板の分解斜視図である。
【図４】図１の光検出装置の主要部分を示す正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態である光検出装置の斜視図である。
【図６】図５の光検出装置の分解斜視図である。
【図７】図５の光反射板の分解斜視図である。
【図８】（ａ）は、図５の光検出装置の主要部分を示す正面図、（ｂ）は、図５の光検出装置の主要部分を示す側面図である。
【図９】本発明の変形例である光検出装置の分解斜視図である。
【図１０】図９の光反射板の分解斜視図である。
【図１１】本発明の別の変形例である光検出装置の分解斜視図である。
【図１２】本発明の別の変形例である光検出装置の分解斜視図である。
【図１３】図１１及び図１２の光反射板の分解斜視図である。
【図１４】本発明の応用例であるＰＥＴ装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１，３１，１０１，２０１，３０１…光検出装置、２，３，３２〜３５…光電子増倍管（光検出器）、６，７，４０〜４３…光入射板（受光面）、１３，５４ａ〜５４ｈ，１１３，２５４…光反射板（光反射部材）、１４，５５，５６…光反射部、１６…バンドパスフィルタ、１７…分光板、１９…ダイクロイックミラーアレイ（光導入部）、６０，１６０…レンズアレイ（光導入部）、６１，１６１…カバー部（入射面）、６２，１６２…レーザモジュール（励起光源）、Ｓ１〜Ｓ６…傾斜面、Ａ…測定対象物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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