(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷粒子またはＸ線のビームが通過するとき電離するガスイオンまたは電子が上記ビームの通過方向に垂直な面の一軸方向に並列して配列される複数の短冊状のストリップ電極に流れる電流の大きさと上記ストリップ電極の位置情報とから上記ビームの上記一軸方向の中心位置を計測するビーム位置モニタにおいて、
上記複数のストリップ電極には、上記一軸方向の両端部に配置され、上記一軸方向の中央部に配置されている上記ストリップ電極の幅の２倍の幅の少なくとも４本のストリップ電極が含まれることを特徴とするビーム位置モニタ。
【請求項２】
上記一軸方向の中心から上記ビームの広がり分布の半値幅または分散だけ離れる境界よりも外側に配置される上記ストリップ電極の幅が、上記境界より内側に配置される上記ストリップ電極の幅の２倍であることを特徴とする請求項１に記載するビーム位置モニタ。
【請求項３】
上記一軸方向の中心から上記ビームの広がり分布の半値幅または分散だけ離れる境界よりも外側に配置される上記ストリップ電極の幅が、上記中心に最も近い位置に配置される上記ストリップ電極の幅の２倍であり、
上記境界より内側に配置される上記ストリップ電極の幅が、上記中心に近いほど流れる電流の大きさが大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載するビーム位置モニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、荷電粒子またはＸ線のビームの位置およびプロファイルを計測するためのビーム位置モニタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のストリップ型ビーム位置モニタは、容器内に複数の電極基板を組み合わせて構成され、電極基板のうち一枚を両面をスリット加工した第１の電極とし、この第１の電極を電極基板のうち二枚からなる第２の電極で挟み、第１の電極と第２の電極を所定距離をもって保持する構成とし、第２の電極に電圧が印加されることで、第１の電極からスリットごとの電離電流を取り出す位置検出部を備え、位置検出部を互いに直交する方向に一対設け、ビームの位置を検出する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−００６０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このビーム位置モニタでは、ビームの中心部に対応するストリップ電極から電流信号の大きさが大きく、端部に対応する電流信号の大きさが小さくなるために、ビーム形状を正確に把握しようとした場合、ストリップ電極の信号を読み取るためのＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジを大きく取る必要がある。しかし、ビームの中心部に対応する電流信号が飽和しないように入力の許容範囲を設定すると、端部に対応する電流信号の大きさが小さく誤差が大きくなるので、重心計算の誤差が大きくなってしまうという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、ストリップ電極からの電流信号を用いてビームの中心位置を計測するときのＳ／Ｎ比が改善されたビーム位置モニタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わるビーム位置モニタは、電荷粒子またはＸ線のビームが通過するとき電離するガスイオンまたは電子が上記ビームの通過方向に垂直な面の一軸方向に並列して配列される複数の短冊状のストリップ電極に流れる電流の大きさと上記ストリップ電極の位置情報とから上記ビームの上記一軸方向の中心位置を計測するビーム位置モニタにおいて、上記複数のストリップ電極には、上記一軸方向の両端部に配置され、上記一軸方向の中央部に配置されている上記ストリップ電極の幅の２倍の幅の少なくとも４本のストリップ電極が含まれる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係わるビーム位置モニタの効果は、荷電粒子またはＸ線のビームが通過することにより電離するガスイオンまたは電子をビームが通過した位置に対応した位置に配置された短冊状の複数のストリップ電極に集電されて電流が流れ、ストリップ電極の位置情報とストリップ電極に流れる電流の大きさとからビームの中心位置を算出するが、ストリップ電極の幅が中央部領域で狭く、両方の端部領域で広くなっているので、ガスイオンまたは電子の分布の少ない両方の端部領域のストリップ電極から幅の広くなった分だけ大きな電流が流れ、Ｓ／Ｎ比が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる平行平板型のビーム位置モニタの概略断面図である。
この発明の実施の形態１に係わる平行平板型のビーム位置モニタ１は、１枚の高圧電極２と、この高圧電極２を挟む２枚の信号電極３ａ、３ｂと、を有している。
また、このビーム位置モニタ１は、高圧電極２および信号電極３ａ、３ｂの外周縁部を支持する絶縁支持部材５と、この絶縁支持部材５を所定の間隔で離間し、信号電極３ａ、３ｂを高圧電極２から所定の間隔だけ離間させるスペーサ６と、絶縁支持部材５とスペーサ６とを積み重ねて固定するフレーム７と、を有している。
フレーム７の荷電粒子ビームまたはＸ線（以下、ビームと略称する。）が通過する中央部には、ビームが物質に衝突して散乱される現象を低減するために、薄いフィルムが貼られた窓８が設けられている。高圧電極２と信号電極３ａ、３ｂとの間には、空気が封入されている。なお、空気の替わりにビーム位置モニタ用に調整されたガスを封入してもよい。
【０００９】
図２は、実施の形態１に係わる高圧電極２および信号電極３ａ、３ｂの配置の様子を示す図である。なお、以下の説明において、ビームの通過する方向をＺ軸、このＺ軸に直交する面の直交する２軸をＸ軸、Ｙ軸と称する。
高圧電極２と信号電極３ａ、３ｂは、Ｚ軸に直交する。
また、高圧電極２は、金属箔、またはポリイミド等の絶縁フィルムの表面に数μｍ〜数１０μｍの厚さの金属層を形成したものであり、１ｋＶ〜１０ｋＶ程度の電位に維持される。
信号電極３ａ、３ｂは、高圧電極２に対向し、所定の間隔だけ離間する位置に配置される。
一方の信号電極３ａは、図２に示すように、絶縁フィルムの片方の面上に短冊状の複数のストリップ電極１０ａ、１０ｂが形成されたものであり、高圧電極２とストリップ電極１０ａ、１０ｂが対面するように配置される。また、ストリップ電極１０ａ、１０ｂは、ほぼゼロ電位に維持される。
なお、実施の形態１に係わるビーム位置モニタ１は、１枚の高圧電極２を２枚の信号電極３ａ、３ｂで挟んで構成されているがこれに限るものではない。例えば、中央に１枚の信号電極３を配置し、その両側を２枚の高圧電極２で挟み込む構造としても良い。この場合は、信号電極３の両面にストリップ電極１０ａ、１０ｂを形成する。
【００１０】
図３は、信号電極３ａのストリップ電極１０ａ、１０ｂが形成されている面の平面図である。
信号電極３ａは、図３に示すように、絶縁フィルム１２の表面にＹ軸方向の長辺およびＸ軸方向の短辺を有する短冊状のストリップ電極１０ａ、１０ｂが形成されている。Ｘ軸方向の端部領域Ｂに形成されたストリップ電極１０ｂの短辺の長さ（以下、ストリップ電極の幅と称す。）は、Ｘ軸方向の中央部領域Ａに形成されたストリップ電極１０ａの幅の２倍である。但し、このストリップ電極１０ａ、１０ｂの幅とは、ストリップ電極１０ａ、１０ｂ間の絶縁スペースを含めた値である。
【００１１】
各ストリップ電極１０ａ、１０ｂは、互いに絶縁されており、信号線１３を経由して、コネクタ１４に接続される。ストリップ電極１０ａ、１０ｂは、ほぼゼロ電位に維持されているので、高圧電極２と信号電極３ａの間には、高圧電極２および信号電極３ａに垂直なＺ軸方向に電界が発生される。
図１において左手方向からビームが入射すると、ビームが通過した位置において、空気が電離され、プラス電荷を持つガスイオンとマイナス電荷を持つ電子が生成される。このガスイオンおよび電子は、高圧電極２に印加された電圧の極性に応じて、高圧電極２と信号電極３ａに向かって移動する。例えば、高圧電極２にプラスの電圧を印加した場合には、電子が高圧電極２に向かって移動し、ガスイオンが信号電極３ａに向かって移動する。そして、ガスイオンが信号電極３ａに到達すると、対応した位置にあるストリップ電極１０ａ、１０ｂに電流が流れる。この時、高圧電極２と信号電極３ａ間の電界はこれらの電極に対してほぼ垂直で、ビーム軸（Ｚ軸）に対して平行であるので、各ストリップ電極１０ａ、１０ｂに流れる電流の大きさの分布は、ビームの広がりのＸ軸方向の分布を反映している。すなわち、図３のようにストリップ電極１０ａ、１０ｂを形成した場合、ストリップ電極１０ａ、１０ｂからの電流信号の大きさから、ビームの広がりのＸ軸方向の分布を知ることができる。
【００１２】
他方の信号電極３ｂは、一方の信号電極３ａに形成されたストリップ電極１０ａ、１０ｂを９０度回転させて形成されており、ビームの広がりのＹ軸方向の分布を知ることができ、この２つの信号電極３ａ、３ｂの信号から、ビームの進行方向に垂直な方向に対する２次元の分布を知ることができる。
【００１３】
図４は、実施の形態１に係わるストリップ電極１０ａ、１０ｂに接続される信号処理系の様子を示す図である。
各ストリップ電極１０ａ、１０ｂには、プリアンプ１６が接続され、電流信号を電圧信号に変換して増幅する。そして、プリアンプ１６にＡ／Ｄコンバータ１７が接続され、電圧信号がデジタル電圧信号に変換されて、演算回路１８に送られる。演算回路１８では、予め入力された各ストリップ電極１０ａ、１０ｂの位置情報と、Ａ／Ｄコンバータ１７から入力されたストリップ電極１０ａ、１０ｂでの電流信号の大きさとからビームの中心位置を算出する。
【００１４】
ビームの中心位置の算出方式としては、例えば、電流信号の大きさとストリップ電極１０ａ、１０ｂの位置情報とを用いて重心計算を行う方法や、ビームの広がりの分布がガウス分布に従うと仮定して関数近似を行う方式がある。そして、高速に演算処理を行うときには、重心計算を行う方法が用いられる。特に、医療用加速器に用いるときには、常にビームがビーム位置モニタの中心位置を通過していることを確認しておく必要がある。例えば、ビーム位置モニタを粒子線のスポットスキャニングによるがん治療装置に用いる場合、数１０μｓｅｃから数１００μｓｅｃの間で、ビームの中心位置の異常を感知する必要があるため、高速な処理が必要となる。また、ビーム位置変動を検知して、ビーム輸送系上流にある位置補正電磁石に対して、出力補正信号を出す高速補正回路を構成するためにも高速な処理が必要である。
【００１５】
図５は、従来の信号電極でのすべての幅が等しいストリップ電極からの電流信号の大きさをシミュレーションした結果である。横軸は、Ｘ軸上における信号電極の中心から各ストリップ電極までの距離である。ストリップ電極の位置は、ストリップ電極の幅の中央で代表している。また、電流信号の大きさのシミュレーションにおいては、信号電極の中心にビームの中心が位置するようにビームを入射している。
ストリップ電極からの電流信号の大きさが最も大きくなるのは、ビームの中心、すなわち信号電極の中心の最も近い位置にストリップ電極が位置するときである。この時、プリアンプ１６、Ａ／Ｄコンバータ１７に入力が許容される電流信号の範囲は、最も大きい電流信号に対して、余裕を持って設定する必要があるが、一方で、ビームの中心から離れた位置のストリップ電極に対しては、入力信号の範囲に対して、相対的に電流信号の大きさが小さくなるため、電流信号に対する感度が低下する。
【００１６】
図６は、実施の形態１に係わる信号電極３ａの中心にビームの中心が位置するようにビームが入射されたときの電流信号の大きさのシミュレーション結果である。
中央部領域Ａの１０本のストリップ電極１０ａでは、幅が１ｍｍであるので、図５と同様な電流信号の大きさであるが、その外側の端部領域Ｂのストリップ電極１０ｂでは、幅がストリップ電極１０ａの２倍の２ｍｍであるので、電流信号の大きさも図５の対応する位置のストリップ電極からの電流信号の大きさの２倍になる。
【００１７】
また、２種類のストリップ電極１０ａ、１０ｂの幅が変わる境界位置は、中央部領域Ａに最も近い端部領域Ｂのストリップ電極１０ｂの電流信号の大きさが、ビーム中心位置に位置するストリップ電極１０ａの電流信号の大きさにほぼ一致する位置とした。すなわち、境界位置は、ビームの広がり分布の半値幅の近傍となる。
そして、Ａ／Ｄコンバータ１７に入力が許容される電流信号の大きさの範囲は、すべてのストリップ電極の幅が等しい場合と同じで良く、かつ、端部領域Ｂのストリップ電極１０ｂでは、電流信号の大きさが２倍となるために、信号感度が高くなる。
【００１８】
図７は、実施の形態１に係わる信号電極３ａの中心に対してビームの中心がストリップ電極１０ａの幅１ｍｍの半分０．５ｍｍだけＸ軸方向に移動したときの電流信号の大きさに関するシミュレーション結果である。
この場合、端部領域Ｂのストリップ電極１０ｂの中の中央部領域Ａに近いストリップ電極１０ｂからの電流信号の大きさの変化が大きく、ビーム位置変動に対して信号感度が高い。
【００１９】
次に、ストリップ電極１０ａ、１０ｂから得られた電流信号の大きさから、ビーム中心位置の算出を重心計算によって行う。ｎ個のストリップ電極１０ａ、１０ｂの電流信号の大きさを用いた重心計算によりビームの中心位置を求める場合、ｉ番目のストリップ電極１０ａ、１０ｂの位置（ストリップ電極の並び方向の位置）をｘｉ、そのストリップ電極１０ａ、１０ｂから得られた電流信号の大きさをＳｉとすると、ビーム中心位置ｘｃは、式（１）により求められる。但し、ｉは１〜ｎの整数、Ａは較正係数である。
【００２０】
【数１】
0004563928.tif 000002
【００２１】
図８は、実施の形態１に係わる信号電極３ａの中心からビームの中心が機械的に移動したときに求められた重心計算位置である。なお、すべてのストリップ電極の幅が等しい信号電極において、ストリップ電極の本数が１０本、１４本、２４本として重心計算を行った結果を比較例１乃至３として合わせて図８に示す。
実施の形態１に係わる信号電極３ａに関しては、幅１ｍｍの１０本のストリップ電極１０ａと幅２ｍｍの両側２本づつ計４本のストリップ電極１０ｂからの電流信号を用いて重心計算を行った。また、比較例１として幅１ｍｍの１０本のストリップ電極、比較例２として幅１ｍｍの１４本のストリップ電極、比較例３として幅１ｍｍの２４本のストリップ電極からの電流信号の大きさを用いて重心計算を行っている。なお、補正係数Ａをすべて１として重心計算を行っている。
【００２２】
図８から分かるように、比較例３では、重心計算位置は機械的に移動したほぼ正しいビーム中心位置を示しているが、他では、それぞれの比率で、機械的に移動したビーム中心位置と重心計算位置との間にずれが生じている。このずれは、較正係数Ａを適切に選択する事によって、補正することができる。補正係数Ａは、ストリップ電極数が少ない比較例１の場合が最も大きいが、同じ１４本のストリップ電極数でも、実施の形態１の場合の方が、比較例２の場合よりも、小さい補正係数、即ち、１に近い補正係数でよいことが分かる。補正係数が１に近い場合の方が、補正係数の誤差による重心計算誤差を低減することができ、より正確な位置計測ができる。
【００２３】
次に、重心計算で求められたビームの中心位置ｘｃの重心計算誤差について考える。ビームの中心位置ｘｃの重心計算誤差は、主に、プリアンプ１６や伝送系におけるノイズが寄因する。このノイズは、各ストリップ電極１０ａ、１０ｂに対して、ストリップ電極１０ａ、１０ｂの大きさに関係なく一定である。各ストリップ電極１０ａ、１０ｂで得られる電流信号の大きさＳｉに対して、ノイズの大きさをεとすると、ビームの中心位置ｘｃの重心計算誤差Δｘｃは、式（２）により求められる。
【００２４】
【数２】
0004563928.tif 000003
【００２５】
そして、ストリップ電極の配置に係わる重心位置の測定の誤差は、式（３）により評価することができる。
【００２６】
【数３】
0004563928.tif 000004
【００２７】
図９は、ストリップ電極の配置の違いによる重心計算誤差とノイズの比の変化を示す図である。
ビームサイズσが３ｍｍから９ｍｍの範囲で変化した場合について、この式（３）に基づいて重心計算誤差を評価した。
図９から分かるように、比較例３の場合、ビームサイズσが小さくなるほど重心計算誤差が大きくなっており、ビームサイズσが３ｍｍから９ｍｍに亘って全般的に重心位置計算誤差が大きい。これは、ストリップ電極からの信号が小さいビーム端部のデータをより多く計算に使用しているためである。
比較例１では、ビームサイズσが大きくなるにつれて重心計算誤差が増大する。また、比較例２では、比較例１と比較例３に比べて、重心計算誤差が全般的に小さい。
一方、実施の形態１では、比較例２に比べても重心計算誤差が小さく、全般的にも安定して重心計算誤差が小さい。この理由は、端部領域Ｂのストリップ電極の幅が広くなって電流信号が大きくなったためである。
そして、ビームサイズσが３ｍｍ〜９ｍｍの範囲であれば、実施の形態１のようなストリップ電極構成にすることにより、高いＳ／Ｎ比を得ることができる。
【００２８】
ストリップ電極１０ａ、１０ｂの幅が変わる境界位置を５ｍｍと設定した場合に、ビームサイズσが３ｍｍ〜９ｍｍの範囲でＳ／Ｎ比の高い計測ができることが分かったので、逆に、ビームサイズσがＹｍｍのときにストリップ電極１０ａ、１０ｂの幅が変わる境界位置を求めることができる。すなわち、式（４）を満足するＷを求めて、信号電極３ａの中心から±Ｗｍｍをストリップ電極１０ａ、１０ｂの幅を変化する境界位置とする。そして、ストリップ電極１０ａ、１０ｂの幅を信号電極３ａの中心から±Ｗｍｍの境界位置の内側と外側とで変化させる。端部領域Ｂのストリップ電極１０ｂの幅を中央部領域Ａのストリップ電極１０ａの幅の２倍にすることにより、Ｓ／Ｎ比の高いビーム位置モニタ１を提供することができる。
【００２９】
【数４】
0004563928.tif 000005
【００３０】
また、端部領域Ｂのストリップ電極１０ｂの本数は４本あれば十分であるが、ビーム調整の際の利便性を考えて、ビームが移動可能な範囲をカバーするように設定すれば良い。
なお、中央部領域Ａのストリップ電極１０ａの幅は、式（２）に基づいて、ビームサイズσ、必要な位置感度Δｘｃ、電気系統におけるノイズの大きさεから概略の値を求めることができる。
【００３１】
また、実施の形態１に係わる信号電極３ａは、平板型であるとして説明してきたが、ワイヤー型としても同様な効果が得られる。ワイヤー型のビーム位置モニタは、ストリップ電極を直径１０μｍ〜数１００μｍの金属ワイヤーで構成するものであり、ストリップ電極の中心位置に金属ワイヤーを配置することで、ほぼ平板型と同じ構成にすることができる。すなわち、ストリップ電極の幅は、金属ワイヤーの間隔に置き換えることができる。このときは、絶縁フィルム１２が不要となり、ビームが通過する物質量を低減させることができる。
【００３２】
このようなビーム位置モニタ１は、荷電粒子またはＸ線のビームが通過することにより電離するガスイオンまたは電子をビームが通過した位置に対応した位置に配置された短冊状の複数のストリップ電極１０ａ、１０ｂに集電されて電流が流れ、ストリップ電極１０ａ、１０ｂの位置情報とストリップ電極１０ａ、１０ｂに流れる電流の大きさとからビームの中心位置を算出するが、ストリップ電極１０ａ、１０ｂの幅が中央部領域で狭く、両方の端部領域で広くなっているので、ガスイオンまたは電子の分布の少ない両方の端部領域ではストリップ電極１０ｂの幅が広いから幅の広くなった分だけ大きな電流が流れ、Ｓ／Ｎ比が改善される。また、重心計算においてビーム位置推定精度が向上する。
【００３３】
また、信号電極の中心からビームの広がり分布の半値幅または分散だけ離れた位置を境界として、境界の外側の境界に最も近いストリップ電極の幅が信号電極の中心に最も近いストリップ電極の２倍であるので、プリアンプのゲインを信号電極の中心に最も近いストリップ電極からの電流信号の大きさに合わせることにより境界の外側の境界に最も近いストリップ電極からの電流信号を飽和することなくビームの中心位置の算出に用いることができる。
【００３４】
実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２に係わる信号電極３Ｂと電流信号処理系との接続の様子を示す図である。
この発明の実施の形態２に係わるビーム位置モニタは、実施の形態１に係わるビーム位置モニタ１と信号電極３Ｂおよび電流信号処理系が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態２に係わる信号電極３Ｂは、すべてのストリップ電極１０の幅が等しい。そして、信号電極３Ｂの中央部領域Ａに形成されたストリップ電極１０は別々のプリアンプ１６に接続されている。一方、端部領域Ｂに形成されたストリップ電極１０は、隣り合うストリップ電極１０と対をなすようにまとめられ、対のストリップ電極１０は同じプリアンプ１６に接続される。
なお、接続の切り替えを図示しないディップ・スイッチなどで行えるようにすれば、利用形態や、ビームの状況に応じて実効的なストリップ電極の幅を変更する境界位置を変更することができる。
【００３５】
このようなビーム位置モニタは、信号電極３Ｂの複数のストリップ電極１０の幅がすべて等しい場合でも端部領域のストリップ電極１０が対にしてまとめられて同一のプリアンプ１６に接続されているので、ガスイオンまたは電子の分布の少ない両方の端部領域では２本のストリップ電極１０からの電流信号が合わさり、Ｓ／Ｎ比が改善される。
【００３６】
実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３に係わるストリップ電極１０ａ〜１０ｆが形成された信号電極３Ｃの平面図である。図１２は、実施の形態３に係わる信号電極３Ｃの中心にビームの中心が位置するようにビームが入射されたときの電流信号の大きさのシミュレーション結果である。
この発明の実施の形態３に係わるビーム位置モニタは、実施の形態１に係わるビーム位置モニタ１と信号電極３Ｃが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態３に係わる信号電極３Ｃは、図１１に示すように、実施の形態１に係わる信号電極３ａと中央部領域Ａのストリップ電極１０ｃ〜１０ｆが異なっており、それ以外同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００３７】
実施の形態３に係わる信号電極３Ｃの中央部領域Ａのストリップ電極１０ａ、１０ｃ〜１０ｆのうち、ストリップ電極１０ａは、実施の形態１に係わる信号電極３ａのストリップ電極１０ａと同様の幅であるが、ストリップ電極１０ｃ〜１０ｆは実施の形態１に係わるストリップ電極１０ａと異なっている。
ストリップ電極１０ｆの幅は、隣接するストリップ電極１ｂからの電流信号の大きさよりもストリップ電極１０ｆからの電流信号の大きさが大きくなるように、決められる。同様に、ストリップ電極１０ｅの幅は、隣接するストリップ電極１０ｆからの電流信号の大きさよりもストリップ電極１０ｅからの電流信号の大きさが大きくなるように、決められる。さらに、ストリップ電極１０ｄの幅は、隣接するストリップ電極１０ｅからの電流信号の大きさよりもストリップ電極１０ｄからの電流信号の大きさが大きくなるように、決められる。さらに、ストリップ電極１０ｃの幅は、ストリップ電極１０ｃからの電流信号の大きさが、隣接するストリップ電極１０ｄからの電流信号の大きさよりも大きく、ストリップ電極１０ａからの電流信号の大きさよりも小さくなるように、決められる。
このようにして決められたストリップ電極１０ａ〜１０ｆが形成された信号電極３Ｃの中心にビームの中心が位置するようにしてビームを入射すると、図１２に示すように、ストリップ電極１０ａ〜１０ｆからの電流信号の大きさが、ビーム中心から外側に向かって、単調に減少する。
【００３８】
図１３は、実施の形態３に係わる信号電極３Ｃの中心からビームの中心が機械的に移動したときに求められた重心位置計算結果である。なお、実施の形態３において重心位置計算では中央部領域の１０本のストリップ電極１０ａ、１０ｃ〜１０ｆと端部領域の２本のストリップ電極１０ｂが用いられた。
実施の形態３の信号電極３Ｃを用いた重心位置計算では、実施の形態１の信号電極３ａを用いたときに比べて、ビーム位置に対する重心計算値の感度は下がっているが、すべてのストリップ電極の幅を等しくした比較例１に比較すると、感度は上がっている。
また、図６と図１１を比較すると分かるように、中央部領域のストリップ電極を含む１２本のストリップ電極からの電流信号の大きさの平均値は、実施の形態３の方が実施の形態１より１０％程度大きくなっており、重心位置計算のＳ／Ｎ比は改善される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる平行平板型のビーム位置モニタの概略断面図である。
【図２】実施の形態１に係わる高圧電極および信号電極の配置の様子を示す図である。
【図３】信号電極のストリップ電極が形成されている面の平面図である。
【図４】実施の形態１に係わるストリップ電極に接続される信号処理系の様子を示す図である。
【図５】従来の信号電極のすべての幅が等しいストリップ電極からの電流信号の大きさをシミュレーションした結果である。
【図６】実施の形態１に係わる信号電極の中心にビームの中心が位置するようにビームが入射されたときの電流信号の大きさのシミュレーション結果である。
【図７】実施の形態１に係わる信号電極の中心に対してビームの中心がストリップ電極の幅１ｍｍの半分０．５ｍｍだけＸ軸方向に移動したときの電流信号の大きさに関するシミュレーション結果である。
【図８】実施の形態１に係わる信号電極の中心からビームの中心が機械的に移動したときに求められた重心計算結果である。
【図９】ストリップ電極の配置の違いによる重心位置の測定の誤差の変化を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係わる信号電極と電流信号処理系との接続の様子を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係わるストリップ電極が形成された信号電極の平面図である。
【図１２】実施の形態３に係わる信号電極の中心にビームの中心が位置するようにビームが入射されたときの電流信号の大きさのシミュレーション結果である。
【図１３】実施の形態３に係わる信号電極の中心からビームの中心が機械的に移動したときに求められた重心位置計算結果である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ビーム位置モニタ、２  高圧電極、３  信号電極、５  絶縁支持部材、６  スペーサ、７  フレーム、８  窓、１０  ストリップ電極、１２  絶縁フィルム、１３  信号線、１４  コネクタ、１６  プリアンプ、１７  Ａ／Ｄコンバータ、１８  演算回路。
【図１】
0004563928.tif 000006
【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】
0004563928.tif 000011
【図７】
0004563928.tif 000012
【図８】
0004563928.tif 000013
【図９】
0004563928.tif 000014
【図１０】
0004563928.tif 000015
【図１１】
0004563928.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
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