JP3036414B2

JP3036414B2 - 冷陰極を用いた電子銃

Info

Publication number: JP3036414B2
Application number: JP7291958A
Authority: JP
Inventors: 順一松岡
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 2000-04-24
Anticipated expiration: 2015-10-13
Also published as: JPH09115453A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直線ビームを用いる
マイクロ波管等の電子源として使用される電子銃に関
し、特に冷陰極を用いた電子銃構体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のマイクロ波管は電子銃構体を構成
する陰極として熱陰極を用いていた。

【０００３】図４に、代表的なマイクロ波管の一種であ
るヘリックス形進行波管について、その断面構造を示
す。図４を参照して、その動作原理を以下に説明する。

【０００４】電子銃部５０１に内蔵される通常負の電位
に設定される陰極５０２から電子ビーム５０３が射出さ
れ、射出された電子ビーム５０３はヘリックス電位（通
常接地電位）により加算されながら遅波回路部５０６に
至る。このとき、陰極５０２から出た電子ビーム５０３
は集束電極５０４により所定のビーム径に集束される。

【０００５】遅波回路部５０６において、電子ビーム５
０３は周期永久磁界発生装置５０５により集束された状
態を維持し遅波回路部５０６を通過する。この際、高周
波入力部５０７より入力されたマイクロ波がヘリックス
中を通過するときの軸方向速度と比較して電子ビーム５
０３の軸方向速度が若干遅くなるように陰極５０２の電
位が選択される。

【０００６】電子ビーム５０３は遅波回路部５０６にお
いてマイクロ波と連続的に相互作用を起こし電子ビーム
５０３のエネルギーによりマイクロ波は増幅されて高周
波出力部５０９より取り出される。

【０００７】その後、電子ビーム５０３は電子ビーム５
０３の捕捉用の電極であるコレクタ電極５０８に捕捉さ
れる。

【０００８】この場合、電子銃部５０１の基本構造は、
図５に示すように、熱陰極１０２を第１段付き円筒形金
属体１１８に接合し、第１段付き円筒形金属体１１８を
第２段付き円筒形金属体１１７に接合する。

【０００９】さらに、第２段付き円筒形金属体１１７は
カソード電極１１１に接合された集束電極１１９に接合
される。この時、熱陰極１０２に内蔵されたヒータのリ
ード線のうち、第１ヒータリード線１２１は第２段付き
円筒形金属体１１７に接続される。

【００１０】カソード電極１１１の両側には、アノード
電極１１３及び後述するヒータ電極１２２との絶縁を保
つために円筒形絶縁体１１２、１１２′が配置される。

【００１１】この一方の絶縁体（円筒形絶縁体１１
２′）のカソード電極１１１とは反対側に配置されたア
ノード電極１１３には円筒形金属１１４及びアノード電
極板１１５が接合される。

【００１２】カソード電極１１１に接合されたもう一つ
の円筒形絶縁体１１２のカソード電極１１１と接合され
る側と反対側にはヒータ電極１２２が接合され、ヒータ
電極１２２に熱陰極１０２に内蔵されたヒータのリード
線のうち、第２ヒータリード線１２０が接続される。さ
らに、ヒータ電極１２２の端部には封止用金属部品１２
３が接合される。

【００１３】さらに、アノード電極１１３には、高周波
回路部と電子銃部を接合するために円筒形絶縁体１１
２″が接合され、円筒形絶縁体１１２″の端部には封入
皿１１６が取り付けられる。

【００１４】図６は、文献（新井その他、「電界放射冷
陰極アレイを用いた高効率マイクロ波逓倍増幅管」、信
学技法、ＥＤ９３−１４２、（１９９３−１２）、第５
５〜６０頁、電子情報通信学会、１９９３年）に記載さ
れた、ゲート電極の無い冷陰極を用いたマイクロ波逓倍
増管の電子銃構体の構造を示している。

【００１５】図６において、２０１はゲート電極の無い
冷陰極、２０２はコレクタ、２０３は出力空洞、２０４
は絶縁体、２０５は陰極空洞、２０６は高周波入力部、
２０７は高周波出力部、２０８は水冷パイプをそれぞれ
示している。

【００１６】なお、図６に示す従来の電子銃構体は、進
行波管に使用する細いビームを取り出すためのものでは
なく、高周波電圧を陰極空洞２０５中に発生させ、ゲー
ト電極の無い冷陰極２０１面で得られる比較的高い高周
波電圧により、冷陰極２０１から電子を放射させるため
の構造である。この電子銃構体では、冷陰極２０１から
の放射電子をゲート電極により制御する構造ではないた
め、ゲート電位を引き出すための電極構成が存在しな
い。また、陰極から放出された電子を細い電子ビームと
するための集束電極もなく、進行波管に使用するための
電子銃構造とは電極構成が違い、電極を取り出す構造が
大きく異なっている。

【００１７】図７は、特開昭５１−５６１７０号公報に
記載される電極構体の構造を示している。図７におい
て、２１０はピン、２１１はゲート電極、２１２はエミ
ッタ、２１３はリード線、２１４は金属薄膜、２１５は
基板をそれぞれ示している。

【００１８】図７に示す従来の電極構体においては、冷
陰極のゲート電位を供給するために基板２１５にピン２
１０を埋設し、このピン２１０を通してゲート電極２１
１に給電する。この従来の電極構体は、ゲート電極２１
１に給電する場合に、ゲート電極２１１の表面上にリー
ド線２１３を取り付ける際の接触抵抗を下げるためにゲ
ート電極２１１上に金属薄膜２１４を生成したものであ
る。

【００１９】この従来の電極構体は、冷陰極素子そのも
ののゲート電極の給電方法に関するものであり、冷陰極
を用いた電子銃構体の構造に関するものではないが、構
成要素全体が真空容器内に構成されるため給電用のピン
２１０と基板２１５の間は気密封止されておらず、真空
内から真空容器外へ電極を取り出すためには使用するこ
とができない。また、真空容器を兼ねた電極取り出し構
造とするためには、カソード電位の取り出し方法とゲー
ト電位の取り出し方法がともにピン形状とされており、
リード線２１３によりゲート電極２１１に電位が供給さ
れているため、集束電極の固定を行なうことができな
い。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来の熱
陰極を用いたマイクロ波管の従来の電子銃構体は、カソ
ードを高温に加熱するためのヒータを保有しており、こ
のため構造が複雑であり、また部品点数も多く、組立方
法が複雑である。

【００２１】また、電子銃構体の周囲には高電圧が印加
されているため、電子銃構体の周囲を絶縁体で覆い接地
電位との絶縁を図ることが必要とされ、このため電子銃
が大型化する（小型化が困難である）という問題点があ
った。

【００２２】マイクロ波管は、半導体増幅器と比較し
て、出力が高いだけでなく効率も高いという利点を有す
るが、体積が大きく、熱陰極によって決まる寿命が有る
という問題点を有している。

【００２３】そこで、近年半永久的に動作するであろう
冷陰極を用いて、且つ小型・軽量のマイクロ波管の実現
が望まれている。

【００２４】マイクロ波管の小型化を実現するためには
当然、マイクロ波管の電子銃部においても同様の必要性
が求められている。マイクロ波管の電子銃の場合、電子
を射出するための陰極（通常負の高電圧）、電子を加速
するための陽極（通常接地電位）を絶縁する必要があ
り、冷陰極を陰極に用いた場合、冷陰極を構成するエミ
ッタ電極、ゲート電極と陽極とのそれぞれの絶縁が必要
となる。

【００２５】そして、電子銃の小型化をはかるために
は、構造の単純化及び安定に製造するための製造方法の
簡単な構造が要求される。

【００２６】しかし、図４に示される上記従来の熱陰極
を用いたマイクロ波管の電子銃構造、において、熱陰極
部を単に冷陰極構体で置換したマイクロ波管の電子銃で
は、各電極を電子銃の径方向に取り出すために接地電位
との絶縁をはかるために電子銃部の周囲に絶縁体を配置
することが必要とされ、小型化をはかることは極めて困
難である。

【００２７】そして、冷陰極を用いたマイクロ波管の電
子銃部の電極取り出し構造が単純で容易に製造可能な小
型の電子銃を実現しようとする場合、図６及び図７に示
した上記従来の技術においては下記の問題点を有する。

【００２８】図６に示される従来構造においては、陰極
空洞中の冷陰極は接地電位となっており、通常のマイク
ロ波管のように冷陰極と接地電位であるヘリックス電位
を絶縁する必要のある場合には明らかに不適である。

【００２９】また、図７に示される従来構造は冷陰極に
おけるゲート電極への給電方法に関する構造であり、マ
イクロ波管の真空気密性を兼ね備えた電子銃に冷陰極を
搭載するための支持構造、絶縁構造及び給電方法に関す
るものである。

【００３０】従って、本発明の目的は、冷陰極を用いた
マイクロ波管の電子銃部の電極取り出し構造が単純で製
造方法が容易な小型の電子銃を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、電子を射出するエミッタ電極とゲート電
極を含み真空中で動作する冷陰極を有する電子銃におい
て、第１の略円筒形状の絶縁体の内径部と当接して配設
されると共に軸方向に拡延されてなる導電部材の基部に
前記冷陰極が配設され、前記導電部材を介して前記冷陰
極の前記エミッタ電極の電位が真空外に取り出され、前
記第１の略円筒形状の絶縁体は第２の略円筒形状の絶縁
体と当接し、該当接部の導体層を通して前記冷陰極のゲ
ート電極の電位が真空外に取り出され、前記第１の略円
筒形状の絶縁体が前記冷陰極の前記エミッタ電極と前記
ゲート電極とを互いに絶縁し、前記第２の略円筒形状の
絶縁体が前記冷陰極と接地電位との絶縁を行うことを特
徴とする電子銃を提供する。

【００３２】また、本発明は、電子を射出するエミッタ
電極とゲート電極を含み真空中で動作する冷陰極を有す
る電子銃において、前記冷陰極は、第１の略円筒形状の
絶縁体に気密接合されてなる金属導体の一側に配設さ
れ、該金属導体を介して前記冷陰極の前記エミッタ電極
の電位が真空外に取り出されるとともに、前記第１の略
円筒形状の絶縁体は第２の略円筒形状の絶縁体に気密接
合され、前記第１及び第２の略円筒形状の絶縁体の該接
合部の導体層を通して前記冷陰極のゲート電位が真空外
に取り出され、前記第１の略円筒形状の絶縁体が前記冷
陰極の前記エミッタ電極と前記ゲート電極とを互いに絶
縁し、前記第２の略円筒形状の絶縁体が前記冷陰極と接
地電極との絶縁を行うことを特徴とする電子銃を提供す
る。

【００３３】すなわち、本発明に係る冷陰極を用いたマ
イクロ波管の電子銃構体は、電子を射出するエミッタ電
極並びにゲート電極を有した冷陰極と、冷陰極を支持す
る支持体と、マイクロ波管の電子銃構体に印加される陰
極電位、エミッタ電位、ゲート電位のそれぞれの電極を
分離するための複数の絶縁体と該絶縁体に施されたメタ
ライズ層を有するマイクロ波管の電子銃であって、冷陰
極は第１の円筒形絶縁体の内径部を貫通して設けられた
棒状金属導体上に位置し、メタライズ層は第１の円筒形
絶縁体の外径側及び冷陰極とは反対側の端面側と第２の
円筒形絶縁体の片側端面に形成されたものであるか、或
いは第１の円筒形絶縁体の外径側と第２の円筒形絶縁体
の内径部に形成されたものであって、第２の円筒形絶縁
体はメタライズ層を介して第１の円筒形絶縁体に接合さ
れたものである。

【００３４】

【作用】本発明による冷陰極を用いたマイクロ波管の電
子銃構体では、エミッタ電極、ゲート電極が同軸形状を
なして真空外に取り出され、且つ第２の円筒形絶縁体が
接地電位であるヘリックス電位との絶縁を担い、電子銃
の外周部はヘリックス電位（接地電位）となるため、電
子銃外周部とヘリックス電位（接地電位）の絶縁を図る
必要が無い。

【００３５】また、電極取り出し構造が同軸形状となっ
ていることで、電子銃構造が小型化し、冷陰極の支持構
造が簡単になり電子銃構体の構造そのものが簡素化さ
れ、部品点数も少ない簡単な構造となる。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。

【００３７】

【実施形態１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係
る、冷陰極を用いたマイクロ波管の電子銃の断面を示す
図である。

【００３８】図１を参照して、本実施形態に係るマイク
ロ波管の電子銃構体は、電子を射出するエミッタ電極と
ゲート電極を含み例えば１×１０^-5（Ｐａ）よりも高い
真空内で動作する冷陰極１と、冷陰極１を皿部２１ａで
接合する金属導体２と、を有し、この金属導体２は、第
１円筒形絶縁体３の内周部に形成されたメタライズ層３
１ｂを介して第１円筒形絶縁体３と気密接合されてい
る。

【００３９】また、第１円筒形絶縁体３の第２円筒形絶
縁体４に当接する面（接合面）に形成されたメタライズ
層３１ｃと、第２円筒形絶縁体４の第１円筒形絶縁体３
に当接する面に形成されたメタライズ層４１ｃを介して
気密接合された第１円筒形絶縁体３、及び第２円筒形絶
縁体４と、を備え、さらに真空外囲器を構成するための
円筒形金属（「円筒の真空外囲器」ともいう）５、及び
第１の段付き円筒形金属６と、ゲート電極用円筒形金属
７と、冷陰極１から射出された電子を集束するための集
束電極８と、集束電極８を支持するために第１円筒形絶
縁体３の外周部に設けられたメタライズ層３１ａを介し
て接合された第２の段付き円筒形金属９と、冷陰極１の
ゲート電極と第２の段付き円筒形金属９に両端を接合さ
れた金属線１０と、を備えている。

【００４０】通常、マイクロ波管用電子銃の冷陰極とし
ては、図８に示すような電界放出型冷陰極を用いること
が考えられる。

【００４１】図８を参照して、電界放出型冷陰極は、シ
リコン基板５１の上に絶縁層５２を介して形成されたゲ
ート電極５３とシリコン基板５１上にモリブデンの金属
を積層させて形成したエミッタ５４から構成されてい
る。この冷陰極は、半導体製造技術を用いて容易に製造
することが可能になりつつあり、また例えば１０ｍＡ以
上の電流が１０Ａ／ｃｍ²以上の電流密度で得られるこ
とから、本実施例に係るマイクロ波管用電子銃の冷陰極
として充分に適用可能である。

【００４２】図１を参照して、マイクロ波管の電子銃構
体において、第１円筒形絶縁体３の外周部、内周部には
それぞれメタライズ層３１ａ、３１ｂを有し、第１円筒
形絶縁体３の第２円筒形絶縁体４に当接する面に形成さ
れたメタライズ層３１ｃを有している。

【００４３】第１円筒形絶縁体３の第２円筒形絶縁体４
に当接する面に形成されたメタライズ層３１ｃは、第１
円筒形絶縁体３の外径方向端部において第１円筒形絶縁
体３の外周部に形成されたメタライズ層３１ａに当接す
るように形成されており、且つ第１円筒形絶縁体３の内
周部のメタライズ層３１ｂには接触することのないよう
に、第１円筒形絶縁体３の内周部よりも大きな位置（外
径方向）に形成される。

【００４４】即ち、冷陰極１から金属線１０により取り
出されたゲート電位は、集束電極８を支持するための第
２の段付き円筒形金属９と、第１円筒形絶縁体３の第２
円筒形絶縁体４に当接する面に形成されたメタライズ層
３１ｃと、第２円筒形絶縁体４の第１円筒形絶縁体３に
当接する面に形成されたメタライズ層４１ｃと、を介し
て真空外に取り出され、第１円筒形絶縁体３の第２円筒
形絶縁体４に当接する面に形成されたメタライズ層３１
ｃに接合されたゲート電極用円筒形金属７に電気的に接
続され、冷陰極取付基板と支持棒で構成される金属導体
２の支持棒２１ｂを介して、真空外に取り出される冷陰
極のエミッタ電位と電気的に分離される。

【００４５】図１に示す本実施形態に係るマイクロ波管
の電子銃構体では、従来の構造に比較して、電子銃構体
の外周部となる円筒の真空外囲器５は接地電位とされ、
ケース等の筐体と絶縁を行うための絶縁材が不要であ
り、小型化、軽量化が容易である。また、組立も容易に
行うことができる。

【００４６】さらに、第２円筒形絶縁体４の材料とし
て、好ましくは熱伝導率の低いアルミナセラミック等を
用いた場合、円筒の真空外囲器５と第１の段付き円筒形
金属６の端部をアーク溶接等により封止する際に発生す
る熱から冷陰極を保護するという作用効果を奏する。

【００４７】

【実施形態２】図２は、本発明の第２の実施の形態に係
る冷陰極を用いたマイクロ波管の電子銃の断面図であ
る。

【００４８】図２を参照して、本実施形態に係るマイク
ロ波管の電子銃構体は、電子を射出するエミッタ電極と
ゲート電極を含み例えば１×１０^-5（Ｐａ）よりも高い
真空内で動作する冷陰極１と、冷陰極１を皿部２１ａで
接合する金属導体２と、を有し、この金属導体２は、第
１円筒形絶縁体３の内周部に形成されたメタライズ層３
１ｂを介して第１円筒形絶縁体３と気密接合されてい
る。

【００４９】また、第１円筒形絶縁体３の外周部に形成
されたメタライズ層３１ａを介して気密接合された第２
の段付き円筒形金属９と、第２の段付き円筒形金属９に
より支持される集束電極８、冷陰極１のゲート電極と第
２の段付き円筒形金属９とに両端が接合された金属線１
０と、真空外囲器として第２の段付き円筒形金属９に気
密接合された第２円筒形絶縁体４と、第２円筒形絶縁体
４に気密接合される第１の段付き円筒形金属６と、真空
外囲器を構成する円筒形金属５と、を備えている。

【００５０】マイクロ波管の電子銃構体において、冷陰
極１から金属線１０により取り出されたゲート電位は集
束電極８を支持するための第２の段付き円筒形金属９に
より真空外に取り出されるが、ゲートリード１１が第２
の段付き円筒形金属９の内周部に接合されることによっ
て電圧供給用の電源からの供給方法を容易にしている。
なお、図２において、第２の段付き円筒形金属９を二つ
に分割し第１円筒形絶縁体３と第２円筒形絶縁体４との
間に配設された円筒形金属９側を介して第１円筒形絶縁
体３と第２円筒形絶縁体４とを気密接合するようにして
もよい。

【００５１】本実施形態においては、前記第１の実施の
形態と同様にエミッタ電位は金属導体２を構成する支持
棒２１ｂにより真空外に取り出され、冷陰極１に電圧を
印加するためのエミッタ電極とゲート電極が分離され
る。

【００５２】図２に示すマイクロ波管の電子銃構体で
は、前記第１の実施の形態の構造と比較して、電子銃構
体の外周部となる円筒の真空外囲器５と、ゲート電位と
なる段付き円筒形金属９と、の間の沿面距離が長くなっ
ており、耐電圧性に優れ、且つ小型、軽量の電子銃を提
供できる。

【００５３】

【実施形態３】図３は、本発明の第３の実施の形態に係
る冷陰極を用いたマイクロ波管の電子銃の断面図であ
る。

【００５４】図３を参照して、マイクロ波管の電子銃構
体は電子を射出するエミッタ電極とゲート電極を含み例
えば１×１０^-5（Ｐａ）よりも高い真空内で動作する冷
陰極１と冷陰極１を皿部２１ａで接合する金属導体２を
有し、この金属導体２は第１円筒形絶縁体３の内周部に
形成されたメタライズ層３１ｂを介して第１円筒形絶縁
体３と気密接合されている。

【００５５】第１円筒形絶縁体３の外周部に形成された
メタライズ層３１ａと第２円筒形絶縁体４の内周部に形
成されたメタライズ層４１ａを介して互いに気密接合さ
れた第１円筒形絶縁体３、第２円筒形絶縁体４と、真空
外囲器を構成するための円筒形金属５、第１の段付き円
筒形金属６と、ゲート電極用円筒形金属７と冷陰極１か
ら射出された電子を集束するための集束電極８と、集束
電極８を支持するために、第１円筒形絶縁体３の外周に
施されたメタライズ層３１ａを介して第１円筒形絶縁体
３に接合された第２の段付き円筒形金属９と、冷陰極１
のゲート電極と第２の段付き円筒形金属９に両端を接合
された金属線１０と、を備えている。

【００５６】マイクロ波管の電子銃構体において、冷陰
極１から金属線１０により取り出されたゲート電位は集
束電極８を支持するための第２の段付き円筒形金属９お
よび第１円筒形絶縁体３の外周部に形成されたメタライ
ズ層３１ａ及び第２円筒形絶縁体４の内周部に形成され
たメタライズ層４１ａを介して真空外に取り出され、第
２円筒形絶縁体４の内周部に接合されるゲート電極用円
筒形金属７に電気的に接続され、金属導体２を構成する
支持棒２１ｂを介して真空外に取り出される冷陰極のエ
ミッタ電位と電気的に分離される。

【００５７】図３に示す本実施形態に係るマイクロ波管
の電子銃構体においては、前記第１及び第２の実施の形
態の構造と比較して、第１円筒形絶縁体３と第２円筒形
絶縁体４はそれぞれ外周面と内周面で接合されるために
軸方向長さを短くすることが可能となり、さらに電子銃
の小型化、軽量化が図られる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷陰極を
用いたマイクロ波管の電子銃構体においては、電子銃の
外周部に高電圧が印加されないため、マイクロ波管の小
型化、軽量化が容易に達成可能とされるという効果を有
する。また、本発明によれば、冷陰極とマイクロ波管の
封入時の溶着部の間には熱伝導率の低い例えばアルミナ
セラミック等の絶縁体を介しているため封入時に冷陰極
が加熱され難く、例えば冷陰極が酸化するというような
冷陰極への悪影響を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷陰極を用い
たマイクロ波管の電子銃の構造を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る冷陰極を用い
たマイクロ波管の電子銃の構造を示す図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る冷陰極を用い
たマイクロ波管の電子銃の構造を示す図である。

【図４】マイクロ波管の代表例である進行波管の構造を
示す図である。

【図５】進行波管に熱陰極を使用した場合の従来の電子
銃の構造を示す図である。

【図６】従来のマイクロ波逓倍増管の電子銃構体の構造
を示す図である。

【図７】特開昭５１−５６１７０号公報に記載の電極構
体の構造を示す図である。

【図８】電界放出型冷陰極の構造を示す図である。

【符号の説明】

１冷陰極２金属導体２１ａ金属導体２の皿部２１ｂ金属導体２の支持棒３第１円筒形絶縁体３１ａ第１円筒形絶縁体３の外周部のメタライズ層３１ｂ第１円筒形絶縁体３の内周部のメタライズ層３１ｃ第１円筒形絶縁体３の平面部のメタライズ層４第２円筒形絶縁体４１ｂ第２円筒形絶縁体４の内周部のメタライズ層４１ｃ第２円筒形絶縁体４の平面部のメタライズ層５円筒形金属６第１の段付き円筒形金属７ゲート電極用円筒形金属８集束電極９第２の段付き円筒形金属１０金属線１１ゲートリード５１シリコン基板５２絶縁層５３ゲート電極５４エミッタ１０２熱陰極１１１カソード電極１１２円筒形絶縁体１１３アノード電極１１４円筒形金属１１５アノード電極板１１６封入皿１１７第２段付き円筒形金属１１８第１段付き円筒形金属１１９集束金属１２０第２ヒータリード１２１第１ヒータリード１２２ヒータ電極１２３封止用金属部品２０１ゲート電極の無い冷陰極２０２コレクタ２０３出力空洞２０４絶縁体２０５陰極空洞２０６高周波入力部２０７高周波出力部２０８水冷パイプ２１０ピン２１１ゲート電極２１２エミッタ２１３リード線２１４金属薄膜２１５基板５０１電子銃部５０２陰極５０３電子ビーム５０４集束電極５０５周期永久磁界発生装置５０６遅波回路部５０７高周波入力部５０８コレクタ電極５０９高周波出力部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子を射出するエミッタ電極とゲート電極
を含み真空中で動作する冷陰極を有する電子銃におい
て、第１の略円筒形状の絶縁体の内径部と当接して配設され
ると共に軸方向に拡延されてなる導電部材の基部に前記
冷陰極が配設され、前記導電部材を介して前記冷陰極の
前記エミッタ電極の電位が真空外に取り出され、前記第１の略円筒形状の絶縁体は第２の略円筒形状の絶
縁体と当接し、該当接部の導体層を通して前記冷陰極の
ゲート電極の電位が真空外に取り出され、前記第１の略円筒形状の絶縁体が前記冷陰極の前記エミ
ッタ電極と前記ゲート電極とを互いに絶縁し、前記第２
の略円筒形状の絶縁体が前記冷陰極と接地電位との絶縁
を行うことを特徴とする電子銃。
【請求項２】電子を射出するエミッタ電極とゲート電極
を含み真空中で動作する冷陰極を有する電子銃におい
て、第１の略円筒形状の絶縁体の内径部と当接して配設され
ると共に軸方向に拡延されてなる導電部材の基部に前記
冷陰極が配設され、前記導電部材を介して前記冷陰極の
前記エミッタ電極の電位が真空外に取り出され、前記第１の略円筒形状の絶縁体と前記第２の略円筒形状
の絶縁体とが、前記第１の略円筒形状の絶縁体の外周部
に接合された略円筒形状の第２の導電部材を介して気密
封止されてなり、前記第２の導電部材を介して前記冷陰
極のゲート電極の電位が真空外に取り出され、前記第１の略円筒形状の絶縁体が前記冷陰極の前記エミ
ッタ電極と前記ゲート電極とを互いに絶縁し、前記第２
の略円筒形状の絶縁体が前記冷陰極と接地電位との絶縁
を行うことを特徴とする電子銃。
【請求項３】電子を射出するエミッタ電極とゲート電極
を含み真空中で動作する冷陰極を有する電子銃におい
て、前記冷陰極は、第１の略円筒形状の絶縁体に気密接合さ
れてなる金属導体の一側に配設され、該金属導体を介し
て前記冷陰極の前記エミッタ電極の電位が真空外に取り
出されるとともに、前記第１の略円筒形状の絶縁体は第
２の略円筒形状の絶縁体に気密接合され、前記第１及び第２の略円筒形状の絶縁体の該接合部の導
体層を通して前記冷陰極のゲート電位が真空外に取り出
され、前記第１の略円筒形状の絶縁体が前記冷陰極の前記エミ
ッタ電極と前記ゲート電極とを互いに絶縁し、前記第２の略円筒形状の絶縁体が前記冷陰極と接地電極
との絶縁を行うことを特徴とする電子銃。
【請求項４】前記導体層が、前記第１の略円筒形状の絶
縁体と前記第２の略円筒形状の絶縁体とを接合するメタ
ライズ層からなることを特徴とする請求項３記載の電子
銃。
【請求項５】前記第１及び第２の略円筒形状の絶縁体が
真空外囲器として作用することを特徴とする請求項３記
載の電子銃。
【請求項６】前記金属導体が、前記冷陰極が取り付けら
れる面内方向に所定の拡りを有する基部と支持棒とを備
えてなることを特徴とする請求項３に記載の電子銃。
【請求項７】前記金属導体が、その断面形状が略Ｔ字形
とされ、頭頂部に前記冷陰極が接合されることを特徴と
する請求項３に記載の電子銃。
【請求項８】前記断面形状が略Ｔ字形の前記金属導体
と、前記第１の略円筒形状の絶縁体とが、前記第１の略
円筒形状の絶縁体の内径部で気密接合されていることを
特徴とする請求項７に記載の電子銃。
【請求項９】前記第１の略円筒形状の絶縁体には円筒形
状の金属又は金属片が接合され、前記円筒形状の金属又
は金属片に前記冷陰極のゲート電極が接続されることを
特徴とする請求項３に記載の電子銃。
【請求項１０】前記冷陰極の前面に電子ビーム集束電極
が配置されてなることを特徴とする請求項３に記載の電
子銃。
【請求項１１】前記第１の略円筒形状の絶縁体と前記第
２の略円筒形状の絶縁体との接合部のメタライズ層を介
して取り出されたゲート電極に接続される円筒形状の金
属を、前記第２の略円筒形状の絶縁体の内周部に配し、
前記ゲート電位を外部に引き出すようにしたことを特徴
とする請求項３に記載の電子銃。
【請求項１２】前記電子ビーム集束電極が、前記第１の
略円筒形状の絶縁体に接合された円筒形状の金属又は金
属片に接合され、該電子ビーム集束電極を前記冷陰極の
前記ゲート電極に電気的に接続してなることを特徴とす
る請求項９に記載の電子銃。
【請求項１３】前記第１の略円筒形状の絶縁体の外周面
と前記第２の略円筒形状の絶縁体の内周面とが所定の領
域で互いに当接していることを特徴とする請求項３に記
載の電子銃。
【請求項１４】前記第１の略円筒形状の絶縁体と前記第
２の略円筒形状の絶縁体とが端部で互いに当接してなる
ことを特徴とする請求項３に記載の電子銃。
【請求項１５】前記第１の略円筒形状の絶縁体と前記第
２の略円筒形状の絶縁体との間に略円筒形状の金属部材
を配設し、前記第１の略円筒形状の絶縁体のメタライズ
層および前記第２の略円筒形状の絶縁体のメタライズ層
を介して前記第１および前記第２の略円筒形状の絶縁体
と気密接合される前記略円筒形状の金属部材を通して前
記冷陰極のゲート電位が真空外に取り出されるように構
成したことを特徴とする請求項３〜１２のいずれか一に
記載の電子銃。
【請求項１６】前記第１の略円筒形状の絶縁体と前記第
２の略円筒形状の絶縁体とは前記円筒形状の金属部材を
介して少なくとも一方が外周面または内周面で接合され
てなることを特徴とする請求項１５に記載の電子銃。
【請求項１７】前記第２の略円筒形状の絶縁体が、所定
の熱伝導率を有するセラミック材料からなることを特徴
とする請求項１から１６のいずれか一に記載の電子銃。