JP5735321B2 - High voltage circuit for photodetector - Google Patents

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Description

本発明は、光を測光するための光検出器に用いられる高電圧回路に関する。   The present invention relates to a high voltage circuit used in a photodetector for measuring light.

近年、微弱な光の検出が必要な技術、例えば、生体情報測定技術等において最適な超高感度の光検出器として光電子増倍管（ホトマルチプライヤ：ＰＭＴ）やアバランシェフォトダイオード等が広く採用されている。そして、特に、光電子増倍管に関しては、従来から、例えば、下記特許文献１に示すような光電子増倍管の感度調整装置が知られている。   In recent years, photomultiplier tubes (PMTs), avalanche photodiodes, and the like have been widely adopted as ultra-high sensitivity photodetectors that are optimal in technologies that require detection of weak light, such as biological information measurement technology. ing. In particular, for photomultiplier tubes, for example, a sensitivity adjusting device for a photomultiplier tube as shown in Patent Document 1 below is known.

この従来の光電子増倍管の感度調整装置は、第１ダイノードと陽極との間に印加する高電圧電圧を可変電圧供給回路から供給して電圧値を調整する一方で、光電陰極と第１ダイノードとの間に定電圧電源から電圧を印加して、この印加電圧を前記可変電圧供給回路から供給される高電圧電圧と独立させて所定の一定値に保つようになっている。これにより、この従来の光電子増倍管の感度調整装置においては、光電子増倍管の量子効率及び線形性を悪化させることなく、その感度が調整できるようになっている。   This conventional photomultiplier tube sensitivity adjustment device supplies a high voltage voltage applied between a first dynode and an anode from a variable voltage supply circuit to adjust the voltage value, while the photocathode and the first dynode. A voltage is applied from a constant voltage power source between and the applied voltage is kept at a predetermined constant value independently of the high voltage voltage supplied from the variable voltage supply circuit. Thereby, in this conventional photomultiplier tube sensitivity adjusting apparatus, the sensitivity can be adjusted without deteriorating the quantum efficiency and linearity of the photomultiplier tube.

特開平７−１４２０２４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-14024

ところで、微弱な光の検出が必要な技術分野において広く需要が見込まれる光検出器としての光電子増倍管は、これまで一般に真空管技術を用いて製作されており、その結果、小型化の達成が困難であり、又、手作業部分が必要なため量産化も困難であった。このことに関し、最近では、光電子の増倍原理は従来からの真空管方式を踏襲しながら、微小電気機械素子(Micro-Electro-Mechanical Systems : MEMS)の技術進歩により、半導体構造の超小型光電子増倍管の作製及び量産が可能となってきた。   By the way, photomultiplier tubes as photo detectors that are expected to be widely demanded in the technical field that requires the detection of weak light have been generally manufactured using vacuum tube technology, and as a result, miniaturization has been achieved. It was difficult, and mass production was also difficult due to the need for a manual part. In this regard, recently, the photomultiplier principle is based on the conventional vacuum tube method, but the micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology advances, so that the micro photomultiplier of the semiconductor structure is achieved. Tube production and mass production has become possible.

しかしながら、半導体構造の超小型光電子増倍管においても、光電子の増倍原理は従来からの真空管方式と同様であるため、上記従来の感度調整装置のように高電圧回路が必要である。この高電圧回路は、例えば、チャージポンプ式を採用したりセラミックトランスを採用したりすることによってある程度の小型化は達成されているものの、未だ大きな体積を有していて半導体上で構成可能な程度まで小型化は進んでいない。このため、光電子増倍管と高電圧回路とからなる装置全体の小型化は未だ十分に達成されているとは言えず、又、このことが装置全体の量産化を阻害しているとも言える。したがって、今後、ますますの需要が見込まれる光電子増倍管を安価に安定して供給するためには、高電圧回路をより小型化して大量に生産できることが必須である。   However, even in an ultra-compact photomultiplier tube having a semiconductor structure, the principle of photoelectron multiplication is the same as that of the conventional vacuum tube system, and thus a high voltage circuit is required like the conventional sensitivity adjusting device. This high-voltage circuit, for example, has achieved a certain size reduction by adopting a charge pump type or a ceramic transformer, but still has a large volume and can be configured on a semiconductor. Miniaturization has not progressed. For this reason, it cannot be said that the downsizing of the entire apparatus composed of the photomultiplier tube and the high voltage circuit has been sufficiently achieved, and it can be said that this hinders the mass production of the entire apparatus. Therefore, in order to stably supply a photomultiplier tube, which is expected to be increasingly demanded in the future, at a low cost, it is essential that the high voltage circuit can be made smaller and produced in large quantities.

又、光検出器としての光電子増倍管においては、光電子の増倍原理上、高電圧回路から複数段のダイノードに対して高電圧の電圧を供給する必要がある。すなわち、光電子増倍管を用いて微弱な光を測光する場合には、高電圧の電圧を取り扱うことが必要となり、安全を確保する上で、優れた測光性能を有しているにもかかわらず、光電子増倍管を用いて測光できる分野が限られる可能性がある。   In a photomultiplier tube as a photodetector, it is necessary to supply a high voltage voltage from a high voltage circuit to a plurality of dynodes on the principle of photoelectron multiplication. That is, when measuring weak light using a photomultiplier tube, it is necessary to handle a high voltage, and in order to ensure safety, it has excellent photometric performance. There is a possibility that the field in which photometry can be performed using a photomultiplier tube may be limited.

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、光を測光するための光検出器に用いられる光検出器用高電圧回路において、小型化を達成するとともに安全な光検出器用高電圧回路を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to achieve miniaturization and safety in a high-voltage circuit for a photodetector used in a photodetector for measuring light. The object is to provide a high voltage circuit for a photodetector.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、所定の媒体内を伝播した光の受光に伴って放出された光電子を増倍して光検出信号を出力する光検出器に対して高電圧の電力を供給する光検出器用高電圧回路であって、複数の光発電素子が電気的に直列に接続されて構成されて、この光発電素子によって発電した高電圧の電力を前記光検出器に供給する光発電部と、前記光発電部に対して所定の波長を有する光を出射する光源部とを備えたことにある。   In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that a high voltage is applied to a photodetector that outputs a photodetection signal by multiplying photoelectrons emitted upon reception of light propagated in a predetermined medium. A high-voltage circuit for a photodetector that supplies a plurality of photovoltaic elements electrically connected in series, and the high-voltage power generated by the photovoltaic element is supplied to the photodetector. It is provided with a photovoltaic unit to be supplied and a light source unit that emits light having a predetermined wavelength to the photovoltaic unit.

この場合、前記光発電部を構成する前記複数の光発電素子は、例えば、複数の太陽電池セルであり、前記光源部は、例えば、所定の波長を有する光を出射する発光ダイオードであるとよく、又、この場合には、前記光発電部を構成する前記複数の太陽電池セルを一つの半導体上に一体的に形成し、前記光源部の発光ダイオードを前記一つの半導体上に一体的に形成することができる。そして、この場合には、前記複数の太陽電池セルを一つの半導体上に直線状に形成したり、前記複数の太陽電池セルを一つの半導体上に円状に形成したり、すなわち、前記複数の太陽電池セルを一つの半導体上に２次元状に形成したり、あるいは、前記複数の太陽電池セルを１つの半導体上にて前記光源部から出射されて入射する光に対して層状にすなわち３次元的に形成することができる。そして、これらの場合、前記光検出器用高電圧回路を前記光検出器と同一の半導体上に一体的に形成するとよい。   In this case, the plurality of photovoltaic elements constituting the photovoltaic unit may be, for example, a plurality of solar cells, and the light source unit may be, for example, a light emitting diode that emits light having a predetermined wavelength. In this case, the plurality of solar cells constituting the photovoltaic unit are integrally formed on one semiconductor, and the light emitting diodes of the light source unit are integrally formed on the one semiconductor. can do. In this case, the plurality of solar cells are formed linearly on one semiconductor, or the plurality of solar cells are formed circularly on one semiconductor, that is, the plurality of solar cells. Solar cells are formed in a two-dimensional form on a single semiconductor, or the plurality of solar cells are layered with respect to light emitted from the light source unit on one semiconductor, that is, three-dimensional. Can be formed. In these cases, the photodetector high voltage circuit may be integrally formed on the same semiconductor as the photodetector.

これらによれば、光検出器用高電圧回路を半導体上で構成可能な程度まで小型化することができるとともに、極めて容易に高電圧の電力を安定して光検出器に供給することができる。又、例えば、外部から電力の供給される光源部と高電圧を発生する光発電部とを、所謂、ホトアイソレーション状態とすることができるため、高電圧を極めて安全にかつ確実に分離することができる。   According to these, it is possible to reduce the size of the photodetector high voltage circuit to such an extent that it can be configured on a semiconductor, and it is very easy to stably supply high voltage power to the photodetector. In addition, for example, since the light source unit to which power is supplied from the outside and the photovoltaic unit that generates high voltage can be in a so-called photoisolation state, the high voltage can be separated extremely safely and reliably. Can do.

又、光検出器用高電圧回路において、さらに、前記光源部から前記光発電部への光路内に設けられて前記光源部から出射された光の光量を検出する光量検出部と、前記光量検出部によって検出された前記光量を用いて前記光源部から出射される光の光量を制御する光量制御部とを備えるとよい。   Further, in the high-voltage circuit for photodetectors, a light amount detection unit that is provided in an optical path from the light source unit to the photovoltaic power generation unit and detects a light amount of light emitted from the light source unit, and the light amount detection unit And a light amount control unit that controls a light amount of light emitted from the light source unit using the light amount detected by the light source.

これによれば、光源部から出射される光（光量）を確実に安定させることができるため、光発電部を形成する各太陽電池セルの発電効率を安定化させることができる。その結果、光検出器用高電圧回路から電力が供給される光検出器においては、例えば、２次電子放出効果が安定化し、２次電子の放出状態すなわち増倍ゲインを安定化させることができて、微弱な光の検出精度を向上させることができる。   According to this, since the light (light quantity) emitted from the light source unit can be reliably stabilized, the power generation efficiency of each solar battery cell forming the photovoltaic unit can be stabilized. As a result, in the photodetector supplied with power from the high voltage circuit for the photodetector, for example, the secondary electron emission effect is stabilized, and the secondary electron emission state, that is, the multiplication gain can be stabilized. The detection accuracy of weak light can be improved.

又、これらの場合、少なくとも前記光発電部及び前記光源部を内包し、前記光源部が出射した光の外部への漏洩を遮光する遮光カバーを備えるとよい。   In these cases, it is preferable to include a light shielding cover that includes at least the photovoltaic power generation unit and the light source unit, and shields leakage of light emitted from the light source unit to the outside.

これによれば、遮光カバーによって、少なくとも光発電部及び光源部を内包して覆うことにより、光源部から出射された光が漏洩して、例えば、光検出器の受光面に届くことを効果的に防止することができる。これにより、電力を得るために光源部から光発電部に向けて出射される光が光検出器による測光に対して影響を与えることがなく、光検出器は正確に微弱な光を検出することができる。   According to this, by covering and covering at least the photovoltaic power generation unit and the light source unit with the light shielding cover, it is effective that the light emitted from the light source unit leaks and reaches, for example, the light receiving surface of the photodetector. Can be prevented. As a result, the light emitted from the light source unit toward the photovoltaic unit in order to obtain electric power does not affect the photometry by the photodetector, and the photodetector accurately detects weak light. Can do.

また、本発明の他の特徴は、前記光検出器として、陰極と陽極とを有しており、前記陰極と前記陽極との間にて、前記光発電部から供給された高電圧の電力を用いて受光に伴って前記陰極から前記陽極に向けて放出された光電子を増倍する複数段のダイノードを備える光電子増倍管を採用できることにもあり、この場合、前記光発電部は、前記電気的に直列に接続された前記複数の光発電素子の所定の位置から所定の高電圧の電力を取り出すための接続端子を備えており、前記接続端子と前記光電子増倍管におけるそれぞれの前記ダイノードとが電気的に接続されて、それぞれの前記ダイノードに所定の高電圧の電力を供給するとよい。又、この場合、前記光電子増倍管におけるそれぞれの前記ダイノードごとに所定の高電圧の電力を供給する前記光発電部を設けるとよい。   Another feature of the present invention is that the photodetector has a cathode and an anode, and high voltage power supplied from the photovoltaic unit is provided between the cathode and the anode. It is also possible to employ a photomultiplier tube including a plurality of stages of dynodes for multiplying photoelectrons emitted from the cathode toward the anode in response to light reception. A connection terminal for taking out a predetermined high-voltage power from a predetermined position of the plurality of photovoltaic elements connected in series, the connection terminal and the dynodes in the photomultiplier tubes, Are electrically connected to each other to supply a predetermined high voltage power to each of the dynodes. In this case, it is preferable to provide the photovoltaic unit for supplying a predetermined high voltage power to each dynode in the photomultiplier tube.

通常、光電子増倍管においては、従来から、ダイノードに所定の高電圧の電力を供給するために複数のブリーダ抵抗を備えていて、一括して供給される高電圧の電力はこのブリーダ抵抗を介することによって各ダイノードに必要な電圧に分割されるようになっている。これに対して、本発明では、電気的に直列に接続された複数の光発電素子の所定の位置から所定の高電圧の電力を取り出すための接続端子を光発電部に形成しておき、接続端子と光電子増倍管におけるそれぞれのダイノードとを電気的に接続してそれぞれの前記ダイノードに所定の高電圧の電力を供給することができるため、ブリーダ抵抗を省略することができる。   Usually, in a photomultiplier tube, a plurality of bleeder resistors are conventionally provided to supply a predetermined high voltage power to the dynode, and the high voltage power supplied in a batch is passed through the bleeder resistor. As a result, the voltage required for each dynode is divided. On the other hand, in the present invention, a connection terminal for taking out a predetermined high voltage power from a predetermined position of a plurality of photovoltaic elements electrically connected in series is formed in the photovoltaic unit. Since the terminal and each dynode in the photomultiplier tube can be electrically connected to supply a predetermined high voltage power to each dynode, the bleeder resistance can be omitted.

したがって、光検出器用高電圧回路から光電子増倍管の各ダイノードに電力を供給するときに、各ブリーダ抵抗によって無駄な電力が消費されることがなくなり、各ダイノードが適切に２次電子放出効果を発揮することができる。又、ブリーダ抵抗を省略することができるため、例えば、ＭＥＭＳ技術によって半導体上に光電子増倍管を形成する場合において、光検出器用高電圧回路を一体的に成形し易くすることができ、よりコンパクト化を達成することができる。   Therefore, when power is supplied from the high-voltage circuit for photodetectors to each dynode of the photomultiplier tube, useless power is not consumed by each bleeder resistor, and each dynode has an appropriate secondary electron emission effect. It can be demonstrated. In addition, since the bleeder resistance can be omitted, for example, in the case where a photomultiplier tube is formed on a semiconductor by MEMS technology, the high voltage circuit for the photodetector can be easily formed integrally, and more compact. Can be achieved.

又、前記光電子増倍管におけるそれぞれの前記ダイノードごとに所定の高電圧の電力を供給する前記光発電部のそれぞれに対応して前記光源部を設けるとともに、前記ダイノードごとに、前記光源部から前記光発電部への光路内に設けられて前記光源部から出射された光の光量を検出する光量検出部と、前記光量検出部によって検出された前記光量を用いて前記光源部から出射される光の光量を制御する光量制御部とを設け、少なくとも前記光発電部、前記光源部及び光量検出部を内包し、前記光源部が出射した光の外部への漏洩を遮光する遮光カバーを前記ダイノードごとに備えるとよい。   In addition, the light source unit is provided corresponding to each of the photovoltaic units that supply a predetermined high voltage power for each of the dynodes in the photomultiplier tube, and from the light source unit for each dynode. A light amount detection unit that is provided in an optical path to the photovoltaic unit and detects the amount of light emitted from the light source unit, and light emitted from the light source unit using the light amount detected by the light amount detection unit A light amount control unit for controlling the light amount of the light source, including at least the photovoltaic power generation unit, the light source unit, and the light amount detection unit, and a light shielding cover for shielding leakage of light emitted from the light source unit to the outside for each dynode It is good to prepare for.

これによれば、各ダイノードごとに光発電部、光源部及び光量検出部を遮光カバーによって覆うことにより、ダイノードごとに供給される電圧を細かくかつ安定して制御することができるとともに、電力を得るために光源部から出射される光が光電子増倍管による測光に対して影響を与えることがない。又、ダイノードごとに供給される電圧を細かくかつ安定して制御することができることにより、各ダイノードによる２次電子放出効果が安定化し、２次電子の放出状態すなわち増倍ゲインを安定化させることもできる。   According to this, by covering the photovoltaic power generation unit, the light source unit, and the light amount detection unit for each dynode with the light shielding cover, the voltage supplied to each dynode can be controlled finely and stably, and power is obtained. Therefore, the light emitted from the light source unit does not affect the photometry by the photomultiplier tube. In addition, since the voltage supplied to each dynode can be finely and stably controlled, the secondary electron emission effect by each dynode is stabilized, and the secondary electron emission state, that is, the multiplication gain can be stabilized. it can.

又、この場合、前記光量制御部が、外部から前記光源部による光の出射動作に関する外部指示信号を入力するための入力部を備えるとよく、この場合、前記光量制御部の前記入力部には、前記外部指示信号としての変調信号を出力する変調器が接続されるようになっており、前記変調信号が、例えば、周波数変調信号又はスペクトラム拡散信号であるとよい。又、この場合、前記変調器が所定の媒体内に向けて光を出射する光源に対しても前記変調信号を出力するものであり、前記光源は前記変調器から出力された前記変調信号に基づいて変調した変調光を前記所定の媒体内に出射するとよく、この場合、前記光源が前記変調光を出射する前記所定の媒体は、例えば、生体であるとよい。   In this case, the light amount control unit may include an input unit for inputting an external instruction signal related to the light emission operation by the light source unit from the outside. In this case, the input unit of the light amount control unit includes the input unit. A modulator that outputs a modulation signal as the external instruction signal is connected, and the modulation signal may be, for example, a frequency modulation signal or a spread spectrum signal. In this case, the modulator also outputs the modulation signal to a light source that emits light toward a predetermined medium, and the light source is based on the modulation signal output from the modulator. The modulated light modulated in this manner may be emitted into the predetermined medium. In this case, the predetermined medium from which the light source emits the modulated light is preferably a living body, for example.

これらによれば、各光源部は、光量制御部から出力された外部指示信号（具体的には、変調信号）に基づいて変調された光を光発電部に向けて出射するため、光発電部は外部指示信号（具体的には、変調信号）による変調を反映した電力を出力する。このため、光電子増倍管の各ダイノードにおいては、光発電部を介して、外部指示信号（具体的には、変調信号）を取得することになる。したがって、変調信号によって変調された光が媒体（生体）内を伝播して光電子増倍管によって受光されると、この受光に伴って放出された光電子に関して、光電子増倍管の内部、より詳しくは、外部指示信号（具体的には、変調信号）の影響を受けた各ダイノードにてヘテロダイン処理を行うことができる。このため、電気信号になってから信号処理を行う場合に比してＳＮ比の改善を達成することができるとともに、回路の簡略化を達成することができる。   According to these, each light source unit emits light, which is modulated based on an external instruction signal (specifically, a modulation signal) output from the light amount control unit, toward the photovoltaic unit. Outputs power reflecting the modulation by the external instruction signal (specifically, the modulation signal). For this reason, in each dynode of a photomultiplier tube, an external instruction | indication signal (specifically modulation signal) is acquired via a photovoltaic unit. Therefore, when the light modulated by the modulation signal propagates through the medium (living body) and is received by the photomultiplier tube, the photoelectrons emitted along with this light reception are related to the inside of the photomultiplier tube. The heterodyne processing can be performed at each dynode affected by the external instruction signal (specifically, the modulation signal). For this reason, the signal-to-noise ratio can be improved as compared with the case where the signal processing is performed after becoming an electric signal, and the circuit can be simplified.

さらに、本発明の他の特徴は、前記光検出器として、前記光発電部から供給された高電圧の電力を用いて受光に伴って放出された光電子を増倍するアバランシェフォトダイオードを採用できることにもある。この場合においても、光検出器用高電圧回路を半導体上で構成可能な程度まで小型化することができるとともに、極めて容易に高電圧の電力を安定してアバランシェフォトダイオードに供給することができる。又、例えば、外部から電力の供給される光源部と高電圧を発生する光発電部とを、所謂、ホトアイソレーション状態とすることができるため、高電圧を極めて安全にかつ確実に分離することができる。   Furthermore, another feature of the present invention is that an avalanche photodiode that multiplies photoelectrons emitted with light reception using high-voltage power supplied from the photovoltaic unit can be adopted as the photodetector. There is also. Even in this case, the high-voltage circuit for photodetectors can be reduced in size to the extent that it can be configured on a semiconductor, and high-voltage power can be very easily and stably supplied to the avalanche photodiode. In addition, for example, since the light source unit to which power is supplied from the outside and the photovoltaic unit that generates high voltage can be in a so-called photoisolation state, the high voltage can be separated extremely safely and reliably. Can do.

本発明の第１実施形態に係る光検出器用高電圧回路の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the high voltage circuit for photodetectors concerning 1st Embodiment of this invention. 図１の光発電部の構成を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the structure of the photovoltaic part of FIG. 本発明の第２実施形態に係る光検出器用高電圧回路の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the high voltage circuit for photodetectors concerning 2nd Embodiment of this invention. 図３に示した本発明の第２実施形態における光発電部の変形例を説明するための概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the modification of the photovoltaic unit in 2nd Embodiment of this invention shown in FIG. 本発明の第３実施形態に係る光検出器用高電圧回路の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the high voltage circuit for photodetectors concerning 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る光検出器用高電圧回路の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the high voltage circuit for photodetectors which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図６に示した本発明の第４実施形態の変形例をに係る光検出器用高電圧回路の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the high voltage circuit for photodetectors which concerns on the modification of 4th Embodiment of this invention shown in FIG. 本発明の第５実施形態に係る光検出器用高電圧回路の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the high voltage circuit for photodetectors which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態に係り、光検出器用高電圧回路の接続された光検出器が生体内部を伝播した光を検出する場合を具体的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating specifically the case where the photodetector to which the high voltage circuit for photodetectors was connected detects the light which propagated the inside of a biological body concerning 5th Embodiment of this invention. 本発明の変形例に係る光発電部の構成を示す概略的な図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the photovoltaic power generation part which concerns on the modification of this invention. 本発明の変形例に係る光発電部の構成を示す概略的な図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the photovoltaic power generation part which concerns on the modification of this invention. 本発明の変形例に係り、光検出器用高電圧回路の接続される光検出器としてアバランシェフォトダイオードを採用した場合の構成を示す概略的なブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure at the time of employ | adopting an avalanche photodiode as a photodetector connected to the high voltage circuit for photodetectors concerning the modification of this invention.

ａ．第１実施形態
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係り、光検出器用高電圧回路１０（以下、単に「高電圧回路１０」とも称呼する。）及びこの高電圧回路１０と電気的に接続されて高電圧の電力が供給される光検出器としての光電子増倍管２０（以下、「ＰＭＴ２０」とも称呼する。）の構成を概略的に示している。 a. First Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 relates to a first embodiment of the present invention and relates to a photodetector high voltage circuit 10 (hereinafter also simply referred to as “high voltage circuit 10”) and a high voltage circuit 10 electrically connected to the high voltage circuit 10. 1 schematically shows a configuration of a photomultiplier tube 20 (hereinafter also referred to as “PMT20”) as a photodetector to which voltage power is supplied.

高電圧回路１０は、図１に示すように、光発電部１１と光源部１２とを備えている。光発電部１１は、複数の光発電素子、具体的には、太陽電池セル１１ａが半導体基板１１ｂ上にて電気的に直列に接続されて形成されるものである。ここで、光発電部１１に関しては、受光に伴って発電可能な構造であれば特に限定されるものではないが、例えば、図２に示すような構造を採用することができる。すなわち、光発電部１１は、Ｓｉ基板及びＳｉＯ２層からなる、所謂、ＳＯＩ(Silicon On Insulator)基板である半導体基板１１ｂと、この半導体基板１１ｂのＳｉ層に形成したＰＮ接合すなわち太陽電池セル１１ａと、形成された太陽電池セル１１ａを保護するＳｉＯ２膜の保護層とを有するように構成される。なお、このような構造の場合、Ｓｉ層に形成される各ＰＮ接合に対応する各太陽電池セル１１ａは、例えば、アルミニウム等を用いて形成される逆接合短絡電極により互いに接合される。これにより、Ｓｉ層にｐ型領域とｎ型領域とがｐｎｐ…ｎｐｎのように連続して形成されても逆接合短絡電極によって個々のＰＮ接合すなわち個々の太陽電池セル１１ａが連続的に直列状にすなわち電気的に直列に形成される。なお、このように、太陽電池セル１１ａが連続的に直列状に形成される場合には、図２に示すように、Ｓｉ層に形成される最初のｐ型領域が外部への接続端子である「＋極」となり、Ｓｉ層に形成される最後のｎ型領域が外部への接続端子である「−極」となる。 The high voltage circuit 10 includes a photovoltaic unit 11 and a light source unit 12 as shown in FIG. The photovoltaic unit 11 is formed by electrically connecting a plurality of photovoltaic elements, specifically, solar cells 11a in series on the semiconductor substrate 11b. Here, the photovoltaic unit 11 is not particularly limited as long as it is a structure capable of generating power upon receiving light, but for example, a structure as shown in FIG. 2 can be adopted. That is, the photovoltaic unit 11 includes a semiconductor substrate 11b which is a so-called SOI (Silicon On Insulator) substrate composed of a Si substrate and a SiO 2 layer, and a PN junction formed on the Si layer of the semiconductor substrate 11b, that is, a solar battery cell 11a. And a protective layer of a SiO 2 film that protects the formed solar battery cell 11a. In the case of such a structure, the solar cells 11a corresponding to the PN junctions formed in the Si layer are bonded to each other by reverse junction short-circuit electrodes formed using, for example, aluminum. Thus, even if the p-type region and the n-type region are continuously formed in the Si layer as pnp... Npn, individual PN junctions, that is, individual solar cells 11a are continuously connected in series by the reverse junction short-circuit electrode. That is, they are formed electrically in series. In this way, when the solar cells 11a are continuously formed in series, as shown in FIG. 2, the first p-type region formed in the Si layer is an external connection terminal. It becomes “+ pole”, and the last n-type region formed in the Si layer becomes “− pole” which is a connection terminal to the outside.

このように形成される光発電部１１においては、ＰＭＴ２０にて必要とされる電圧に応じて、「＋極」と「−極」との間における太陽電池セル１１ａ（すなわちＳｉ層のＰＮ接合）の数を変更することにより、容易に高電圧が得られる。例えば、ＰＭＴ１０に対して１０００Ｖの電圧を供給する場合、各太陽電池セル１１ａの出力電圧が１Ｖであれば、太陽電池セル１１ａ（すなわち、ＰＮ接合）を１０００個直列状に形成すれば良いことになる。このとき、ＰＮ接合の間隔すなわち太陽電池セル１１ａの幅寸法が、例えば、１０μｍ程度であれば、光発電部１１の幅寸法としては１０ｍｍ程度とすることができる。   In the photovoltaic unit 11 formed in this manner, the solar battery cell 11a between the “+ pole” and the “− pole” (that is, the PN junction of the Si layer) according to the voltage required in the PMT 20. A high voltage can be easily obtained by changing the number of. For example, when supplying a voltage of 1000 V to the PMT 10, if the output voltage of each solar cell 11 a is 1 V, 1000 solar cells 11 a (that is, PN junctions) may be formed in series. Become. At this time, if the interval between the PN junctions, that is, the width dimension of the solar battery cell 11a is about 10 μm, for example, the width dimension of the photovoltaic unit 11 can be about 10 mm.

光源部１２は、図示しない電源回路から供給される電力を利用して点灯し、例えば、１５００ｎｍ〜３００ｎｍ程度の波長を有する光である赤外光、可視光、紫外光を発光するものである。そして、光源部１２は、輝度調整用可変抵抗１３を調整することにより、その輝度が適宜変更可能とされている。ここで、光源部１２としては、点灯可能であれば特に限定されるものではないが、例えば、ＬＥＤや有機ＥＬ等、半導体化が容易な光源が好ましい。又、光源部１２の構造としては、点光源であってもよいし、複数の点光源を集合させてもよい。   The light source unit 12 is turned on using power supplied from a power supply circuit (not shown), and emits infrared light, visible light, and ultraviolet light, which are light having a wavelength of about 1500 nm to 300 nm, for example. The light source unit 12 can be appropriately changed in luminance by adjusting the luminance adjusting variable resistor 13. Here, the light source unit 12 is not particularly limited as long as it can be lit, but for example, a light source that is easily semiconductorized such as an LED or an organic EL is preferable. Moreover, as a structure of the light source part 12, a point light source may be sufficient and a some point light source may be aggregated.

このように構成される高電圧回路１０においては、輝度調整用可変抵抗１３が調整されることにより光源部１２が所定の輝度の光を出射すると、出射された光は光発電部１１によって受光される。光発電部１１においては、各太陽電池セル１１ａが光を受光することにより発電し、それぞれ、所定の電圧を出力する。そして、各太陽電池セル１１ａが電気的に直列に接続されているため、形成された太陽電池セル１１ａの数に応じた電圧が接続端子と電気的に接続されたＰＭＴ２０に対して出力される。ここで、図１に示すように、高電圧回路１０においては、光発電部１１がＰＭＴ２０と閉ループを描いて接続されており、光源部１２に接続される外部電源とは光接続によって遮断されている。すなわち、高電圧を発生させる光発電部１１と外部電源の接続される光源部１２とが、所謂、ホトアイソレーション状態にあるため、極めて容易にかつ確実に高電圧保護が行いやすく、特に、医療向け機器に使用する場合には安全保護の面で極めて有効となる。   In the high voltage circuit 10 configured as described above, when the light source unit 12 emits light having a predetermined luminance by adjusting the brightness adjusting variable resistor 13, the emitted light is received by the photovoltaic unit 11. The In the photovoltaic unit 11, each solar battery cell 11a generates power by receiving light and outputs a predetermined voltage. And since each photovoltaic cell 11a is electrically connected in series, the voltage according to the number of the photovoltaic cells 11a formed is output with respect to PMT20 electrically connected with the connection terminal. Here, as shown in FIG. 1, in the high voltage circuit 10, the photovoltaic unit 11 is connected to the PMT 20 in a closed loop, and is disconnected from the external power source connected to the light source unit 12 by optical connection. Yes. That is, since the photovoltaic unit 11 that generates a high voltage and the light source unit 12 to which an external power source is connected are in a so-called photoisolation state, high voltage protection can be performed very easily and surely. This is extremely effective in terms of safety protection when used for equipment.

ＰＭＴ２０は、図１に示すように、受光面２１、陰極２２、集束電極２３、複数段（例えば、５〜１５段程度）のダイノード２４及び陽極２５を備えた既知の構造を有するものである。なお、ＰＭＴ２０の構造については、周知のとおりであるため、その説明を省略する。又、このＰＭＴ２０に対しては、高電圧回路１０から供給される電力を用いてＰＭＴ２０を作動させるための作動回路３０が接続される。作動回路３０は、ＰＭＴ２０の各ダイノード２４に接続されて高電圧回路１０から供給される高電圧を必要な電圧に分割するブリーダ抵抗３１、ＰＭＴ２０の陽極２５側に接続される負荷抵抗３２及び増幅器３３を備えた既知の構造を有するものである。したがって、作動回路３０の構造についても、周知のとおりであるため、その説明を省略する。   As shown in FIG. 1, the PMT 20 has a known structure including a light receiving surface 21, a cathode 22, a focusing electrode 23, a plurality of dynodes 24 (for example, about 5 to 15 stages), and an anode 25. Since the structure of the PMT 20 is well known, the description thereof is omitted. The PMT 20 is connected to an operation circuit 30 for operating the PMT 20 using electric power supplied from the high voltage circuit 10. The operating circuit 30 is connected to each dynode 24 of the PMT 20 to divide the high voltage supplied from the high voltage circuit 10 into necessary voltages, a load resistor 32 connected to the anode 25 side of the PMT 20, and an amplifier 33. Having a known structure. Therefore, since the structure of the operation circuit 30 is also well known, the description thereof is omitted.

このように構成されるＰＭＴ２０においては、高電圧回路１０から出力された高電圧が陰極２２と作動回路３０の負荷抵抗３２を経由して陽極２５の間に印加される。なお、このＰＭＴ２０においては、陽極２５側がグランド電位とされている。又、各ダイノード２４においては、それぞれに接続された作動回路３０のブリーダ抵抗３１を経由して陰極２２側から順に高電圧回路１０からの高電圧が必要電圧に分割されて供給される。この状態において、ＰＭＴ２０の受光面２１に光が到達すると、到達した光（光信号）は光電変換されて陰極２２から真空空間とされたＰＭＴ２０内に飛び出した僅かな光電子として現れ、集束電極２３によってダイノード２４方向に導かれる。そして、光電子は、各ダイノード２４により、次々と２次電子放出効果によって増倍され、この２次電子流が陽極２５に集められて作動回路３０の負荷抵抗３２の両端にて電気信号として捕えられる。このように、負荷抵抗３２の両端にて捕えられた電気信号は増幅器３３によって電気的に増幅される。   In the PMT 20 configured as described above, a high voltage output from the high voltage circuit 10 is applied between the anode 22 via the cathode 22 and the load resistor 32 of the operating circuit 30. In the PMT 20, the anode 25 side is set to the ground potential. In each dynode 24, the high voltage from the high voltage circuit 10 is divided and supplied to the necessary voltage in order from the cathode 22 side via the bleeder resistor 31 of the operating circuit 30 connected thereto. In this state, when light reaches the light receiving surface 21 of the PMT 20, the reached light (optical signal) is photoelectrically converted and appears as a few photoelectrons jumping out of the cathode 22 into the PMT 20, which is made into a vacuum space. Guided to the dynode 24 direction. The photoelectrons are successively multiplied by the secondary electron emission effect by each dynode 24, and this secondary electron current is collected at the anode 25 and captured as an electrical signal at both ends of the load resistor 32 of the operating circuit 30. . As described above, the electric signal captured at both ends of the load resistor 32 is electrically amplified by the amplifier 33.

以上の説明からも理解できるように、上記第１実施形態によれば、高電圧回路１０を半導体上で構成可能な程度まで小型化することができるとともに、極めて容易に高電圧の電力を安定してＰＭＴ２０に供給することができる。又、外部から電力の供給される光源部１２と高電圧を発生する光発電部１１とをホトアイソレーション状態とすることができるため、高電圧を極めて容易にかつ確実に分離することができる。   As can be understood from the above description, according to the first embodiment, the high-voltage circuit 10 can be downsized to a level that can be configured on a semiconductor, and high-voltage power can be stabilized very easily. Can be supplied to the PMT 20. Further, since the light source unit 12 to which power is supplied from the outside and the photovoltaic unit 11 that generates a high voltage can be brought into a photoisolation state, the high voltage can be separated very easily and reliably.

ｂ．第２実施形態
上記第１実施形態においては、ＰＭＴ２０を作動させるための作動回路３０が複数のブリーダ抵抗３１を備えていて、このブリーダ抵抗３１を介してＰＭＴ２０の各ダイノード２４に高電圧回路１０から供給される高電圧を供給することにより、各ダイノード２４に必要な電圧に分割するように実施した。この場合、高電圧回路１０から供給される電力が作動回路３０の各ブリーダ抵抗３１によって無駄に消費される可能性がある。したがって、この第２実施形態においては、作動回路３０におけるブリーダ抵抗３１を省略して実施する。なお、この第２実施形態を説明するにあたり、上記第１実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。 b. Second Embodiment In the first embodiment, the operating circuit 30 for operating the PMT 20 includes a plurality of bleeder resistors 31, and the dynodes 24 of the PMT 20 are connected to the dynodes 24 of the PMT 20 via the bleeder resistors 31. By supplying a high voltage to be supplied, the voltage required for each dynode 24 was divided. In this case, the electric power supplied from the high voltage circuit 10 may be wasted by the bleeder resistors 31 of the operating circuit 30. Therefore, in the second embodiment, the bleeder resistor 31 in the operating circuit 30 is omitted. In the description of the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

この第２実施形態においては、図３に示すように、上記第１実施形態にてＰＭＴ２０の各ダイノード２４に接続された作動回路３０のブリーダ抵抗３１を省略し、代わりに、高電圧回路１０の光発電部１１を各ダイノード２４に対して直接的に接続する。より具体的に説明すると、この第２実施形態においては、高電圧回路１０の光発電部１１が、ＰＭＴ２０の各ダイノード２４が必要とする電圧を発生するように分割されて直接各ダイノード２４に電気的に接続されている。なお、光発電部１１を分割するに当たっては、上述したように、各太陽電池セル１１ａの出力電圧に基づいて、各ダイノード２４が必要とする電圧となるように太陽電池セル１１ａの数を調整すればよい。   In the second embodiment, as shown in FIG. 3, the bleeder resistor 31 of the operating circuit 30 connected to each dynode 24 of the PMT 20 in the first embodiment is omitted, and instead of the high voltage circuit 10 The photovoltaic unit 11 is directly connected to each dynode 24. More specifically, in the second embodiment, the photovoltaic unit 11 of the high voltage circuit 10 is divided so as to generate a voltage required by each dynode 24 of the PMT 20 and is directly connected to each dynode 24. Connected. In dividing the photovoltaic power generation unit 11, as described above, the number of solar cells 11a is adjusted based on the output voltage of each solar cell 11a so that the voltage required by each dynode 24 is obtained. That's fine.

このように、この第２実施形態においては、高電圧回路１０の光発電部１１を各ダイノード２４が必要とする電圧に応じて分割して直接的に接続することにより、作動回路３０から各ブリーダ抵抗３１を省略して実施することが可能となる。これにより、高電圧回路１０からＰＭＴ２０の各ダイノード２４に電力を供給するときに、各ブリーダ抵抗３１によって無駄な電力が消費されることがなくなり、各ダイノード２４が適切に２次電子放出効果を発揮することができる。又、作動回路３０において、ブリーダ抵抗３１を省略することができるため、例えば、半導体上にＰＭＴ２０を形成する場合において、熱影響を排除して高電圧回路１０及び作動回路３０を一体的に成形し易くすることができ、よりコンパクト化を達成することができる。   As described above, in the second embodiment, the photovoltaic unit 11 of the high voltage circuit 10 is divided and connected directly according to the voltage required by each dynode 24, so that each bleeder is connected from the operating circuit 30. It becomes possible to omit the resistor 31. As a result, when power is supplied from the high voltage circuit 10 to each dynode 24 of the PMT 20, useless power is not consumed by each bleeder resistor 31, and each dynode 24 appropriately exhibits a secondary electron emission effect. can do. Further, since the bleeder resistor 31 can be omitted in the operating circuit 30, for example, when the PMT 20 is formed on a semiconductor, the high voltage circuit 10 and the operating circuit 30 are integrally formed by eliminating the heat effect. It can be made easier, and more compactness can be achieved.

ｂ−１．第２実施形態の変形例
上記第２実施形態においては、高電圧回路１０を構成する光発電部１１をＰＭＴ２０の各ダイノード２４に直接的に接続するために分割するように実施した。この場合、上記第１実施形態にて説明したように、太陽電池セル１１ａが連続的に形成された光発電部１１において、図４に示すように、ＰＭＴ２０のダイノード２４が必要とする電圧に応じて、適宜、ダイノード極を設けて、このダイノード極とＰＭＴ２０のダイノード２４とを直接的に接続して実施することも可能である。この場合には、光発電部１１を一体的に形成することができるため、第２実施形態のように光発電部１１を各ダイノード２４に合わせて分割する場合に比して、よりコンパクト化を達成することができるとともに光発電部１１の生産性を向上させることができる。 b-1. Modification of Second Embodiment In the second embodiment, the photovoltaic power generation unit 11 constituting the high voltage circuit 10 is divided so as to be directly connected to each dynode 24 of the PMT 20. In this case, as described in the first embodiment, in the photovoltaic unit 11 in which the solar cells 11a are continuously formed, as shown in FIG. 4, according to the voltage required by the dynode 24 of the PMT 20 Thus, it is possible to provide a dynode electrode as appropriate, and to directly connect the dynode electrode and the dynode 24 of the PMT 20. In this case, since the photovoltaic unit 11 can be integrally formed, it is more compact than the case where the photovoltaic unit 11 is divided according to each dynode 24 as in the second embodiment. This can be achieved and the productivity of the photovoltaic unit 11 can be improved.

ｃ．第３実施形態
上記各実施形態及び変形例においては、高電圧回路１０を構成する光源部１２は、輝度調整用可変抵抗１３を調整することにより、調整された所定の輝度を出射するように実施した。すなわち、上記各実施形態及び変形例においては、光源部１２は、一旦設定された輝度によって継続して光を光発電部１１に向けて出射するように実施した。この場合、光発電部１１を形成する各太陽電池セル１１ａの発電効率の安定化、言い換えれば、高電圧回路１０から電力が供給されるＰＭＴ２０の作動安定化（より具体的には、ゲイン安定化）を目的として、光源部１２から出射される光（より詳しくは、光量）を調整可能に実施することも可能である。以下、この第３実施形態を詳細に説明するが、上記各実施形態及び変形例と同一部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。 c. Third Embodiment In each of the above embodiments and modifications, the light source unit 12 constituting the high voltage circuit 10 is implemented so as to emit the adjusted predetermined luminance by adjusting the luminance adjusting variable resistor 13. did. In other words, in each of the embodiments and the modifications described above, the light source unit 12 is implemented so as to continuously emit light toward the photovoltaic unit 11 with the brightness once set. In this case, stabilization of power generation efficiency of each solar battery cell 11a forming the photovoltaic power generation unit 11, in other words, stabilization of operation of the PMT 20 to which power is supplied from the high voltage circuit 10 (more specifically, gain stabilization) ) For the purpose of adjusting the light emitted from the light source unit 12 (more specifically, the amount of light). Hereinafter, although this 3rd Embodiment is described in detail, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as each said embodiment and modification, and the description is abbreviate | omitted.

この第３実施形態においては、高電圧回路１０の光源部１２が、図５に示すように、上述した輝度調整用可変抵抗１３に代えて、光量検出部１４と光量制御部１５とを備えている。光量検出部１４は、光源部１２から光発電部１１への光路内に設けられて、光源部１２によって出射された光すなわち光量を検出するものである。光量制御部１５は、光量検出部１４によって検出された光量を取得し、この取得した光量に基づいて光源部１２が出射する光（光量）を制御するものである。なお、光量制御部１５による光量制御に関しては、如何なるものであってもよく、例えば、周知のＰＩＤ制御や周知のデジタル制御に基づいて、光源部１２が出射する光（光量）を制御することができる。   In the third embodiment, as shown in FIG. 5, the light source unit 12 of the high voltage circuit 10 includes a light amount detection unit 14 and a light amount control unit 15 instead of the brightness adjusting variable resistor 13 described above. Yes. The light quantity detection unit 14 is provided in the optical path from the light source unit 12 to the photovoltaic power generation unit 11, and detects the light emitted by the light source unit 12, that is, the light quantity. The light amount control unit 15 acquires the light amount detected by the light amount detection unit 14 and controls the light (light amount) emitted from the light source unit 12 based on the acquired light amount. The light amount control by the light amount control unit 15 may be any method. For example, the light (light amount) emitted from the light source unit 12 may be controlled based on known PID control or known digital control. it can.

このように構成される第３実施形態における高電圧回路１０においては、まず、光源部１２から光発電部１１に向けて出射されるとともに、出射された光（光量）が光量検出部１４によって参照受光されて検出される。このように光量検出部１４によって検出された光量は光量制御部１５によって取得され、光量制御部１５は、例えば、予め設定されている基準光量と取得した光量とを比較して光源部１２から基準光量となる光が出射されるように制御信号を作成し、この制御信号を光源部１２に対して出力する。これにより、光源部１２は、出力された制御信号に従い、ＬＥＤや有機ＥＬ等の光源の点灯状態を制御し、光発電部１１に向けて出射する光（光量）を変化させる。   In the high voltage circuit 10 according to the third embodiment configured as described above, first, the light source unit 12 emits light toward the photovoltaic power generation unit 11, and the emitted light (light amount) is referred to by the light amount detection unit 14. Light is received and detected. The light amount detected by the light amount detection unit 14 is acquired by the light amount control unit 15, and the light amount control unit 15 compares the preset reference light amount with the acquired light amount, for example, from the light source unit 12. A control signal is created so that light as a light amount is emitted, and this control signal is output to the light source unit 12. Accordingly, the light source unit 12 controls the lighting state of the light source such as the LED or the organic EL according to the output control signal, and changes the light (light amount) emitted toward the photovoltaic unit 11.

したがって、この第３実施形態においては、光源部１２から出射される光（光量）を状況に応じて変更して調整することができるため、光発電部１１を形成する各太陽電池セル１１ａの発電効率を安定化させることができる。その結果、高電圧回路１０から高電圧の電力が供給されるＰＭＴ２０においては、例えば、各ダイノード２４による２次電子放出効果が安定化し、２次電子の放出状態すなわち増倍ゲインを安定化させることができる。その他の効果については、上記各実施形態及び変形例と同様である。   Therefore, in this 3rd Embodiment, since the light (light quantity) emitted from the light source part 12 can be changed and adjusted according to a situation, electric power generation of each photovoltaic cell 11a which forms photovoltaic generation part 11 Efficiency can be stabilized. As a result, in the PMT 20 to which high voltage power is supplied from the high voltage circuit 10, for example, the secondary electron emission effect by each dynode 24 is stabilized, and the secondary electron emission state, that is, the multiplication gain is stabilized. Can do. About another effect, it is the same as that of said each embodiment and modification.

ｄ．第４実施形態
本発明における光検出器用高電圧回路である高電圧回路１０は、上記各実施形態及び変形例において説明したように、光発電部１１が光源部１２によって出射された光を電力に変換することにより、光検出器であるＰＭＴ２０が必要とする電力を供給する。すなわち、ＰＭＴ２０が必要とする電力は光を変換することによって得られる。ところで、光検出器であるＰＭＴ２０は、微弱な光を検出するものである。このため、電力を得るために必要である光源部１２からの光が、本来、微弱な光を検出する光検出器（ＰＭＴ２０）に対して影響を与えてはならない。したがって、この第４実施形態においては、高電圧回路１０が電力を発電するために必要な光、すなわち、光源部１２によって出射される光がＰＭＴ２０の光検出に影響を及ぼさないように実施する。以下、この第４実施形態を上記第３実施形態における高電圧回路１０を用いて具体的に説明する。 d. Fourth Embodiment As described in the above embodiments and modifications, the high voltage circuit 10 that is a high voltage circuit for photodetectors in the present invention uses the light emitted from the light source unit 12 as power. By converting, the power required by the PMT 20 that is the photodetector is supplied. That is, the power required by the PMT 20 can be obtained by converting light. By the way, the PMT 20 that is a light detector detects weak light. For this reason, the light from the light source part 12 required in order to acquire electric power must not influence the photodetector (PMT20) which originally detects weak light. Therefore, in the fourth embodiment, the light necessary for the high voltage circuit 10 to generate electric power, that is, the light emitted by the light source unit 12 is performed so as not to affect the light detection of the PMT 20. Hereinafter, the fourth embodiment will be specifically described using the high voltage circuit 10 in the third embodiment.

この第４実施形態においては、図６に示すように、高電圧回路１０のうち、光発電部１１、光源部１２（より詳しくは、発光部分）及び光量検出部１４の全体が遮光カバー１６によって覆われている。遮光カバー１６は、光を遮光する材料から箱状に形成されるものである。このように、遮光カバー１６によって、少なくとも、光発電部１１及び光源部１２（より詳しくは、発光部分）を覆うことにより、光源部１２から出射された光が漏洩してＰＭＴ２０の受光面２１に届くことを効果的に防止することができる。これにより、電力を得るために光源部１２から出射される光がＰＭＴ２０に対して影響を与えることがなく、ＰＭＴ２０は正確に微弱な光を検出することができる。   In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, in the high voltage circuit 10, the photovoltaic power generation unit 11, the light source unit 12 (more specifically, the light emission part), and the light quantity detection unit 14 are entirely covered by the light shielding cover 16. Covered. The light shielding cover 16 is formed in a box shape from a material that shields light. Thus, by covering at least the photovoltaic power generation unit 11 and the light source unit 12 (more specifically, the light emitting part) with the light shielding cover 16, light emitted from the light source unit 12 leaks and enters the light receiving surface 21 of the PMT 20. It can be effectively prevented from reaching. Thereby, the light emitted from the light source unit 12 to obtain power does not affect the PMT 20, and the PMT 20 can accurately detect weak light.

ｄ−１．第４実施形態の変形例
上記第４実施形態においては、ＰＭＴ２０の各ダイノード２４に合わせて分割された光発電部１１及び１つの光源部１２（より詳しくは、発光部分）の全体を１つの遮光カバー１６によって覆うように実施した。この場合、図７に示すように、光源部１２を各光発電部１１に合わせて、言い換えれば、ＰＭＴ２０の各ダイノード２４ごとに合わせて分割し、それぞれの光発電部１１、光源部１２（より詳しくは、発光部分）及び光量検出部１４を個別に遮光カバー１６によって覆うように実施することも可能である。このように、各ダイノード２４に直接的に接続される光発電部１１、光源部１２（より詳しくは、発光部分）及び光量検出部１４を個別に遮光カバー１６によって覆うことにより、ダイノード２４ごとに供給される電圧を細かくかつ安定して制御することができるとともに、電力を得るために光源部１２から出射される光がＰＭＴ２０に対して影響を与えることがない。又、ダイノード２４ごとに供給される電圧を細かくかつ安定して制御することができることにより、例えば、各ダイノード２４による２次電子放出効果が安定化し、２次電子の放出状態すなわち増倍ゲインを安定化させることができる。 d-1. Modification of Fourth Embodiment In the fourth embodiment, the entire photovoltaic power generation unit 11 and one light source unit 12 (more specifically, the light emitting part) divided in accordance with each dynode 24 of the PMT 20 are shielded from light. It was carried out so as to be covered by the cover 16. In this case, as shown in FIG. 7, the light source unit 12 is divided in accordance with each photovoltaic unit 11, in other words, in accordance with each dynode 24 of the PMT 20. In detail, it is also possible to carry out such that the light emitting portion) and the light amount detection unit 14 are individually covered by the light shielding cover 16. As described above, the photovoltaic power generation unit 11, the light source unit 12 (more specifically, the light emitting portion) and the light amount detection unit 14 that are directly connected to each dynode 24 are individually covered with the light shielding cover 16, so that each dynode 24 is covered. The supplied voltage can be finely and stably controlled, and light emitted from the light source unit 12 to obtain power does not affect the PMT 20. In addition, since the voltage supplied to each dynode 24 can be finely and stably controlled, for example, the secondary electron emission effect by each dynode 24 is stabilized, and the secondary electron emission state, that is, the multiplication gain is stabilized. It can be made.

ｅ．第５実施形態
上記各実施形態及び変形例においては、高電圧回路１０を構成する光源部１２は、外部からの指示に基づくことなく、すなわち、外部から入力される光の出射動作に関する外部指示信号に基づくことなく、例えば、予め設定された態様によって光発電部１１に向けて光を出射するように実施した。この場合、光発電部１１を構成する各太陽電池セル１１ａは、光源部１２から出射される光を電力に変換してＰＭＴ２０のそれぞれのダイノード２４に対して電力を出力するため、光源部１２に対して外部から外部指示信号を入力することにより、ＰＭＴ２０のダイノード２４に外部指示信号の影響を与えることができる。以下、この第５実施形態を上記第４実施形態の変形例にて説明した高電圧回路１０を用いて具体的に説明する。 e. Fifth Embodiment In each of the above-described embodiments and modifications, the light source unit 12 constituting the high voltage circuit 10 is not based on an instruction from the outside, that is, an external instruction signal relating to an emission operation of light input from the outside. For example, light was emitted toward the photovoltaic unit 11 in a preset manner. In this case, each solar battery cell 11a constituting the photovoltaic unit 11 converts the light emitted from the light source unit 12 into electric power and outputs the electric power to each dynode 24 of the PMT 20, On the other hand, by inputting an external instruction signal from the outside, the dynode 24 of the PMT 20 can be influenced by the external instruction signal. The fifth embodiment will be specifically described below using the high voltage circuit 10 described in the modification of the fourth embodiment.

この第５実施形態においては、図８に示すように、それぞれの光量制御部１５が外部入力部１５ａを備えており、この外部入力部１５ａを介して変調器１７が通信可能に接続されている。変調器１７は、光量制御部１５に対し、外部指示信号として、例えば、変調信号である周波数変調信号やスペクトラム拡散変調信号等を出力して入力するものである。これにより、各光量制御部１５においては、それぞれ、変調器１７から入力された変調信号に基づき、対応する光源部１２に対して制御信号を変調させて出力する。したがって、各光源部１２は、光量制御部１５から出力された、変調信号に基づいて変調された制御信号に従って、ＬＥＤや有機ＥＬ等の光源の点灯状態を制御し、光発電部１１に向けて光を出射する。   In the fifth embodiment, as shown in FIG. 8, each light quantity control unit 15 includes an external input unit 15a, and a modulator 17 is connected to be communicable via the external input unit 15a. . The modulator 17 outputs and inputs, for example, a frequency modulation signal or a spread spectrum modulation signal, which is a modulation signal, to the light quantity control unit 15 as an external instruction signal. Thereby, each light quantity control unit 15 modulates and outputs a control signal to the corresponding light source unit 12 based on the modulation signal input from the modulator 17. Therefore, each light source unit 12 controls the lighting state of a light source such as an LED or an organic EL in accordance with a control signal modulated based on the modulation signal output from the light amount control unit 15 and is directed toward the photovoltaic unit 11. Emits light.

このように変調された制御信号に従って出射された光を受光する光発電部１１においては、各太陽電池セル１１ａが変調器１７による変調を反映した電力を出力する。このため、光発電部１１から電力が供給されるＰＭＴ２０の各ダイノード２４においては、２次電子放出効果に変調器１７による変調を反映させて光電子を増倍するため、陽極２５に集められて作動回路３０の負荷抵抗３２の両端にて捕えられる電気信号にも変調器１７による変調を反映させることができる。なお、この場合、各ダイノード２４に対して、別々の変調信号を加えたり、同一の変調信号を加えたり、何ら変調を与えないようにすることができることは言うまでもない。   In the photovoltaic unit 11 that receives the light emitted in accordance with the control signal thus modulated, each solar battery cell 11 a outputs power reflecting the modulation by the modulator 17. For this reason, in each dynode 24 of the PMT 20 to which power is supplied from the photovoltaic power generation unit 11, photoelectrons are multiplied by reflecting the modulation by the modulator 17 in the secondary electron emission effect. Modulation by the modulator 17 can also be reflected in the electrical signal captured at both ends of the load resistor 32 of the circuit 30. In this case, it goes without saying that a separate modulation signal can be added to each dynode 24, the same modulation signal can be added, or no modulation can be applied.

ここで、この第５実施形態に係る高電圧回路１０が接続されたＰＭＴ２０を、所定の媒体（具体的に、例えば、生体である脳内等）内部を伝播した光の検出に適用した場合を例示して具体的に説明する。   Here, a case where the PMT 20 to which the high voltage circuit 10 according to the fifth embodiment is connected is applied to detection of light propagating through a predetermined medium (specifically, for example, a living body such as a brain). This will be described specifically by way of illustration.

この場合においては、図９に示すように、変調器１７は、生体内部に対して光を出射する複数の光源に対して、それぞれ異なる周波数変調信号又はスペクトラム拡散変調信号ＳＩＧｉ，ＳＩＧｊ，ＳＩＧｋ…を出力する。これにより、各光源は、それぞれ、異なる変調光を生体内部に向けて出射し、生体内部に出射された各変調光はそれぞれ吸収散乱の影響を受けてＰＭＴ２０の受光面２１に到達する。なお、この場合、伝播する光の光路の途中に光ファイバーやグラスロッド、フィルタ等が存在していてもよい。   In this case, as shown in FIG. 9, the modulator 17 outputs different frequency modulation signals or spread spectrum modulation signals SIGi, SIGj, SIGk... To a plurality of light sources that emit light to the inside of the living body. Output. Thereby, each light source emits different modulated light toward the inside of the living body, and each modulated light emitted inside the living body reaches the light receiving surface 21 of the PMT 20 under the influence of absorption scattering. In this case, an optical fiber, a glass rod, a filter, or the like may exist in the optical path of the propagating light.

一方、変調器１７は、光量制御部１５に対し、周波数変調信号又はスペクトラム拡散変調信号ＳＩＧｂ，ＳＩＧｃ，…，ＳＩＧｎを出力する。これにより、上述したように、各光源部１２は、光量制御部１５から出力された変調信号ＳＩＧｂ，ＳＩＧｃ，…，ＳＩＧｎに基づいて変調された制御信号に従って光発電部１１に向けて光を出射し、光発電部１１は、各太陽電池セル１１ａが変調器１７による変調を反映した電力を出力する。このため、ＰＭＴ２０の各ダイノード２４においては、光発電部１１を介して、変調信号ＳＩＧｂ，ＳＩＧｃ，…，ＳＩＧｎを取得する。これにより、ＰＭＴ２０の受光面２１に各変調光が到達すると、到達した各変調光（各光変調信号）は、各変調光が有している変調信号ＳＩＧｉ，ＳＩＧｊ，ＳＩＧｋ…に関連付けられて各ダイノード２４が取得した変調信号ＳＩＧｂ，ＳＩＧｃ，…，ＳＩＧｎの影響を受けることによって、所謂、ヘテロダイン効果を得て、生体内部で生じた吸収散乱の変化を作動回路３０の負荷抵抗３２の両端にて電気信号として捕えることができる。   On the other hand, the modulator 17 outputs frequency modulation signals or spread spectrum modulation signals SIGb, SIGc,..., SIGn to the light quantity control unit 15. Accordingly, as described above, each light source unit 12 emits light toward the photovoltaic unit 11 in accordance with the control signal modulated based on the modulation signals SIGb, SIGc,..., SIGn output from the light amount control unit 15. And the photovoltaic unit 11 outputs the electric power in which each photovoltaic cell 11a reflected the modulation | alteration by the modulator 17. FIG. Therefore, in each dynode 24 of the PMT 20, the modulation signals SIGb, SIGc,..., SIGn are acquired via the photovoltaic unit 11. Accordingly, when each modulated light reaches the light receiving surface 21 of the PMT 20, each arrived modulated light (each light modulated signal) is associated with each modulation signal SIGi, SIGj, SIGk. By being influenced by the modulation signals SIGb, SIGc,..., SIGn acquired by the dynode 24, a so-called heterodyne effect is obtained, and a change in absorption scattering generated inside the living body is observed at both ends of the load resistor 32 of the operating circuit 30. It can be captured as an electrical signal.

このことをより具体的に例示して説明すると、例えば、変調信号ＳＩＧｉ，ＳＩＧｊ，ＳＩＧｋ…として１００．０００ＭＨｚの矩形波を用い、変調信号ＳＩＧｂ，ＳＩＧｃ，…，ＳＩＧｎとして１００．５００ＭＨｚの矩形波を用いた場合、作動回路３０の負荷抵抗３２の両端にて、０．５００ＭＨｚのヘテロダイン信号を生体内部で生じた吸収散乱の変化を表す電気信号として捕えることができる。又、例えば、変調信号ＳＩＧｉ，ＳＩＧｊ，ＳＩＧｋ…として１００．０００ＭＨｚのスペクトラム拡散変調信号（例えば、周期６５５３５、拡散符号系列としてＭ系列符号）を用い、変調信号ＳＩＧｂ，ＳＩＧｃ，…，ＳＩＧｎとして１００．５００ＭＨｚのスペクトラム拡散変調信号を用いた場合、作動回路３０の負荷抵抗３２の両端にて、０．５００ＭＨｚのヘテロダイン信号を生体内部で生じた吸収散乱の変化を表す電気信号として捕えることができる。   This will be described in more detail by way of example. For example, a rectangular wave of 100.000 MHz is used as the modulation signals SIGi, SIGj, SIGk..., And a rectangular wave of 100.500 MHz is used as the modulation signals SIGb, SIGc,. When used, a 0.500 MHz heterodyne signal can be captured at both ends of the load resistor 32 of the operating circuit 30 as an electrical signal representing a change in absorption and scattering generated inside the living body. Further, for example, a spread spectrum modulation signal of 100.000 MHz (for example, a period 65535, an M-sequence code as a spread code sequence) is used as the modulation signals SIGi, SIGj, SIGk..., And a modulation signal SIGb, SIGc,. When a spread spectrum modulation signal of 500 MHz is used, a 0.500 MHz heterodyne signal can be captured as an electrical signal representing a change in absorption scattering generated inside the living body at both ends of the load resistor 32 of the operating circuit 30.

このように、この第５実施形態においては、ＰＭＴ２０の内部、より詳しくは、変調信号ＳＩＧｂ，ＳＩＧｃ，…，ＳＩＧｎの影響を受けた各ダイノード２４にてヘテロダイン処理を行うことができる。このため、電気信号になってから信号処理を行う場合に比してＳＮ比の改善を達成することができるとともに、回路の簡略化を達成することができる。   Thus, in the fifth embodiment, heterodyne processing can be performed in the PMT 20, more specifically, in each dynode 24 affected by the modulation signals SIGb, SIGc,..., SIGn. For this reason, the signal-to-noise ratio can be improved as compared with the case where the signal processing is performed after becoming an electric signal, and the circuit can be simplified.

本発明の実施にあたっては、上記各実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。   In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、上記各実施形態及び各変形例においては、太陽電池セル１１ａを、図２に示した断面形状を有して、例えば、直線状に配置して実施するようにした。しかし、太陽電池セル１１ａの配置に関しては、直線状に配置することに限定されるものではなく、例えば、図１０に示すように、太陽電池セル１１ａを入射光面側から見て同心円状に配置して実施することも可能である。この場合には、図２に示した断面形状を維持することにより、ダイオードの分離が不要となり耐圧が容易に確保できる。   For example, in each of the above-described embodiments and modifications, the solar battery cell 11a has the cross-sectional shape shown in FIG. However, the arrangement of the solar cells 11a is not limited to the linear arrangement. For example, as shown in FIG. 10, the solar cells 11a are arranged concentrically when viewed from the incident light surface side. It is also possible to carry out. In this case, by maintaining the cross-sectional shape shown in FIG. 2, it is not necessary to separate the diode, and the breakdown voltage can be easily secured.

又、上記各実施形態及び各変形例においては、図２に示したように、光発電部１１を構成する太陽電池セル１１ａのＰＮ接合におけるｐ型領域とｎ型領域が光源部１２からの入射光に対して垂直な同一面上に配置されるように実施した。この場合、例えば、図１１に示すように、太陽電池セル１１ａのＰＮ接合におけるｐ型領域とｎ型領域を光源部１２からの入射光に対して層状にし、入光面積が大きく確保できるように実施することも可能である。この場合、図１１に示すように、ＰＮ接合の上下層に対してイオン注入法等を用いて、不純物濃度の高い（１０ｅ１７〜１０ｅ１９ｃｍ−３程度）ｐ＋型領域とｎ＋型領域とを形成することができる。これにより、不純物濃度が相対的に低い（１０ｅ１４〜１０ｅ１７ｃｍ−３程度）中間領域であるｐ型領域又はｎ型領域との間で濃度勾配を生じさせる。したがって、発生したキャリアがＳｉ−ＳｉＯ２界面において再結合することを抑制することができるばかりでなく、Ｓｉ−ＳｉＯ２界面に不本意に形成される可能性があるチャンネルの発生を抑制できるため、リーク電流も抑制できる。 Further, in each of the above embodiments and modifications, as shown in FIG. 2, the p-type region and the n-type region in the PN junction of the solar battery cell 11 a constituting the photovoltaic unit 11 are incident from the light source unit 12. It implemented so that it might arrange | position on the same plane perpendicular | vertical with respect to light. In this case, for example, as shown in FIG. 11, the p-type region and the n-type region in the PN junction of the solar battery cell 11a are layered with respect to the incident light from the light source unit 12 so that a large light incident area can be secured. It is also possible to implement. In this case, as shown in FIG. 11, the p + type region and the n + type region having a high impurity concentration (about 10e17 to 10e19 cm −3 ) are formed on the upper and lower layers of the PN junction using an ion implantation method or the like. Can do. Thereby, a concentration gradient is generated between the p-type region or the n-type region which is an intermediate region having a relatively low impurity concentration (about 10e14 to 10e17 cm −3 ). Accordingly, because the generated carriers can not only be prevented from being recombined in Si-SiO 2 interface, it is possible to suppress the occurrence of channels that may be unintentionally formed in Si-SiO 2 interface, Leakage current can also be suppressed.

又、上記各実施形態及び各変形例においては、光検出器として光電子増倍管２０（ＰＭＴ２０）を採用して実施した。この場合、光検出器として、アバランシェフォトダイオードを採用し、図１２に示すように、高電圧回路１０がこのアバランシェフォトダイオードのバイアス電源に高電圧の電力を供給するように実施することも可能である。この場合においても、上記各実施形態および各変形例と同様の効果が期待できる。   In each of the above embodiments and modifications, the photomultiplier tube 20 (PMT 20) is employed as the photodetector. In this case, an avalanche photodiode can be used as the photodetector, and the high voltage circuit 10 can supply high voltage power to the bias power supply of the avalanche photodiode as shown in FIG. is there. Even in this case, the same effects as those of the above embodiments and modifications can be expected.

又、上記各実施形態及び各変形例において説明したように、高電圧回路１０は極めて容易に半導体上に形成することができるため、例えば、ＭＥＭＳによってＰＭＴ２０が半導体上に形成される場合には、高電圧回路１０とＰＭＴ２０とを同一半導体上に一体的に形成することが可能となる。この場合、装置自体を極めてコンパクトとすることができるとともに、高電圧回路１０はＰＭＴ２０に対して適切に高電圧の電力を供給することができる。したがって、このように超コンパクト化した場合であっても、ＰＭＴ２０による微弱な光の検出精度を損なうことがない。   In addition, as described in the above embodiments and modifications, the high voltage circuit 10 can be formed on a semiconductor very easily. For example, when the PMT 20 is formed on a semiconductor by MEMS, The high voltage circuit 10 and the PMT 20 can be integrally formed on the same semiconductor. In this case, the device itself can be made extremely compact, and the high voltage circuit 10 can appropriately supply high voltage power to the PMT 20. Therefore, even in the case of ultra-compact in this way, the weak light detection accuracy by the PMT 20 is not impaired.

又、上記第４，５実施形態及び変形例においては、遮光カバー１６が単に光源部１２から出射された光を外部に漏出しないように光を遮光する機能を有するとして実施した。この場合、例えば、遮光カバー１６の内側に反射部材を設けて実施することも可能であり、この場合には、光源部１２の負担（負荷）を軽減することができる。又、このように遮光カバー１６の内側に反射部材を設けることにより、光源部１２から出射された光をより効率よく受光して光発電部１１がより効率よく電力を発電することもできる。   In the fourth and fifth embodiments and the modifications, the light shielding cover 16 has a function of shielding light so that the light emitted from the light source unit 12 is not leaked to the outside. In this case, for example, a reflection member may be provided inside the light shielding cover 16, and in this case, the burden (load) of the light source unit 12 can be reduced. Further, by providing the reflection member inside the light shielding cover 16 as described above, the light emitted from the light source unit 12 can be received more efficiently, and the photovoltaic unit 11 can generate power more efficiently.

さらに、上記各実施形態及び各変形例においては、光発電部１１を構成する太陽電池セル１１ａを直列に配置する場合を説明した。しかしながら、必要に応じて、直列状に接続された複数の太陽電池セル１１ａ群を互いに並列に接続して実施可能であることは言うまでもない。又、上記各実施形態及び各変形例においては、光発電部１１を構成する太陽電池セル１１ａを直線状に配置する場合を説明したが、２次元に配置して実施可能であることは言うまでもない。この場合、太陽電池セル１１ａ間は、例えば、内部スイッチで自由に条件に応じて切りかえられたり、ボンディング又はプロセスによって配線を最適化して接続されるとよい。   Furthermore, in each said embodiment and each modification, the case where the photovoltaic cell 11a which comprises the photovoltaic unit 11 was arrange | positioned in series was demonstrated. However, it goes without saying that a plurality of solar battery cells 11a connected in series can be connected in parallel to each other as necessary. Moreover, in each said embodiment and each modification, although the case where the photovoltaic cell 11a which comprises the photovoltaic part 11 was arrange | positioned linearly was demonstrated, it cannot be overemphasized that it can arrange | position and implement in two dimensions. . In this case, the solar cells 11a may be switched by an internal switch according to conditions, or may be connected by optimizing wiring by bonding or a process.

１０…光検出器用高電圧回路、１１…光発電部、１１ａ…太陽電池セル、１１ｂ…半導体基板、１２…光源部、１３…輝度調整用可変抵抗、１４…光量検出部、１５…光量制御部、１６…遮光カバー、１７…変調器、２０…光電子増倍管（ＰＭT）、２１…受光面、２２…陰極、２３…集束電極、２４…ダイノード、２５…陽極、３０…作動回路、３１…ブリーダ抵抗、３２…負荷抵抗、３３…増幅器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... High voltage circuit for photodetectors, 11 ... Photoelectric power generation part, 11a ... Solar cell, 11b ... Semiconductor substrate, 12 ... Light source part, 13 ... Variable resistance for brightness adjustment, 14 ... Light quantity detection part, 15 ... Light quantity control part , 16 ... light shielding cover, 17 ... modulator, 20 ... photomultiplier tube (PMT), 21 ... light receiving surface, 22 ... cathode, 23 ... focusing electrode, 24 ... dynode, 25 ... anode, 30 ... operating circuit, 31 ... Bleeder resistance, 32 ... Load resistance, 33 ... Amplifier

Claims (12)

所定の媒体内に伝播した光の受光に伴って放出された光電子を増倍して光検出信号を出力する光検出器に対して高電圧の電力を供給する光検出器用高電圧回路であって、
複数の光発電素子が電気的に直列に接続されて構成されて、この光発電素子によって発電した高電圧の電力を前記光検出器に供給する光発電部と、
前記光発電部に対して所定の波長を有する光を出射する光源部とを備え、
前記光検出器は、陰極と陽極とを有しており、前記陰極と前記陽極との間にて、前記光発電部から供給された高電圧の電力を用いて受光に伴って前記陰極から前記陽極に向けて放出された光電子を増倍する複数段のダイノードを備える光電子増倍管であり、
前記光電子増倍管におけるそれぞれの前記ダイノードごとに所定の高電圧の電力を供給する前記光発電部と、同光発電部のそれぞれに対応して前記光源部とを設けるとともに、
前記ダイノードごとに、前記光源部から前記光発電部への光路内に設けられて前記光源部から出射された光の光量を検出する光量検出部と、外部から前記光源部による光の出射動作に関する外部指示信号を入力するための入力部を有していて、前記光量検出部によって検出された前記光量を用いて前記光源部から出射される光の光量を制御する光量制御部とを設け、
少なくとも前記光発電部、前記光源部及び前記光量検出部を内包し、前記光源部が出射した光の外部への漏洩を遮光する遮光カバーを前記ダイノードごとに備えたことを特徴とする光検出用高電圧回路。 A high-voltage circuit for a photodetector that supplies high-voltage power to a photodetector that outputs photodetection signals by multiplying photoelectrons emitted upon reception of light propagated in a predetermined medium. ,
A plurality of photovoltaic elements electrically connected in series, a photovoltaic unit that supplies the photodetector with high-voltage power generated by the photovoltaic element; and
A light source unit that emits light having a predetermined wavelength with respect to the photovoltaic unit ,
The photodetector has a cathode and an anode, and the light is received from the cathode by receiving high-voltage power supplied from the photovoltaic unit between the cathode and the anode. A photomultiplier tube comprising a multi-stage dynode that multiplies photoelectrons emitted toward the anode,
The photovoltaic unit for supplying a predetermined high voltage power for each dynode in the photomultiplier tube, and the light source unit corresponding to each of the photovoltaic unit,
A light amount detection unit that detects a light amount of light emitted from the light source unit provided in an optical path from the light source unit to the photovoltaic power generation unit for each dynode, and a light emission operation by the light source unit from the outside An input unit for inputting an external instruction signal, and a light amount control unit that controls the amount of light emitted from the light source unit using the light amount detected by the light amount detection unit;
A light-shielding cover that includes at least the photovoltaic power generation unit, the light source unit, and the light amount detection unit and shields leakage of light emitted from the light source unit to the outside is provided for each dynode . High voltage circuit. 請求項１に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記光発電部を構成する前記複数の光発電素子は複数の太陽電池セルであり、
前記光源部は所定の波長を有する光を出射する発光ダイオードであることを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 1 ,
The plurality of photovoltaic elements constituting the photovoltaic unit are a plurality of solar cells,
The high-voltage circuit for a photodetector, wherein the light source unit is a light-emitting diode that emits light having a predetermined wavelength. 請求項２に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記光発電部を構成する前記複数の太陽電池セルを一つの半導体上に一体的に形成し、前記光源部の発光ダイオードを前記一つの半導体上に一体的に形成したことを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 2 ,
The plurality of solar cells constituting the photovoltaic unit are integrally formed on one semiconductor, and the light emitting diode of the light source unit is integrally formed on the one semiconductor. High voltage circuit for dexterity. 請求項３に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記複数の太陽電池セルを一つの半導体上に直線状に形成したことを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 3 ,
A high voltage circuit for a photodetector, wherein the plurality of solar cells are formed linearly on a single semiconductor. 請求項３に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記複数の太陽電池セルを一つの半導体上に円状に形成したことを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 3 ,
A high voltage circuit for a photodetector, wherein the plurality of solar cells are formed in a circle on one semiconductor. 請求項３に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記複数の太陽電池セルを１つの半導体上にて前記光源部から出射されて入射する光に対して層状に形成したことを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 3 ,
A high-voltage circuit for a photodetector, wherein the plurality of solar cells are formed in a layered manner on light emitted from the light source unit and incident on one semiconductor. 請求項１に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記光発電部は、
前記電気的に直列に接続された前記複数の光発電素子の所定の位置から所定の高電圧の電力を取り出すための接続端子を備えており、
前記接続端子と前記光電子増倍管におけるそれぞれの前記ダイノードとが電気的に接続されて、それぞれの前記ダイノードに所定の高電圧の電力を供給することを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 1 ,
The photovoltaic unit is
A connection terminal for taking out a predetermined high-voltage power from a predetermined position of the plurality of photovoltaic elements electrically connected in series;
A high voltage circuit for a photodetector, wherein the connection terminal and each dynode in the photomultiplier tube are electrically connected to supply a predetermined high voltage power to each dynode. 請求項１に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記光量制御部の前記入力部には、前記外部指示信号としての変調信号を出力する変調器が接続されるようになっており、前記変調信号が周波数変調信号又はスペクトラム拡散信号であることを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 1 ,
A modulator for outputting a modulation signal as the external instruction signal is connected to the input unit of the light amount control unit, and the modulation signal is a frequency modulation signal or a spread spectrum signal. High voltage circuit for photodetectors. 請求項８に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記変調器が所定の媒体内に向けて光を出射する光源に対しても前記変調信号を出力するものであり、
前記光源は前記変調器から出力された前記変調信号に基づいて変調した変調光を前記所定の媒体内に出射することを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 8 ,
The modulator also outputs the modulation signal to a light source that emits light toward a predetermined medium,
The high-voltage circuit for photodetectors, wherein the light source emits modulated light modulated based on the modulation signal output from the modulator into the predetermined medium. 請求項９に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記光源が前記変調光を出射する前記所定の媒体は、生体であることを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 9 ,
The high-voltage circuit for a photodetector, wherein the predetermined medium from which the light source emits the modulated light is a living body. 請求項１に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記光検出器は、前記光発電部から供給された高電圧の電力を用いて受光に伴って放出された光電子を増倍するアバランシェフォトダイオードであることを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 1 ,
The photodetector is a high voltage circuit for a photodetector, wherein the photodetector is an avalanche photodiode that multiplies photoelectrons emitted upon reception of light using high-voltage power supplied from the photovoltaic unit. 請求項１に記載した光検出器用高電圧回路において、
前記光検出器と同一の半導体上に一体的に形成したことを特徴とする光検出器用高電圧回路。 In the high voltage circuit for photodetectors according to claim 1 ,
A high voltage circuit for a photodetector, which is integrally formed on the same semiconductor as the photodetector.
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