JPH0646551B2

JPH0646551B2 - 電子銃装置

Info

Publication number: JPH0646551B2
Application number: JP19132785A
Authority: JP
Inventors: 弘岩井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPS6252837A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電子銃装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、フィラメント、フィラメントによって加熱さ
れるカソード、アノード及び集束コイルを備える電子銃
と、カソード及びアノード間の電子ビームのオンオフを
制御するパルス電源と、フィラメントに接続されるフィ
ラメント電源と、フィラメント及びフィラメント電源間
に接続され、少なくとも電子ビームのオン期間はオフと
なるように制御されるスイッチング手段とを有する電子
銃装置において、フィラメント電源として直流電源を用
いると共に、スイッチング手段として光制御スイッチン
グ手段を用いることにより、電子ビームのオン期間はフ
ィラメントの通電が確実に遮断されて、フィラメントへ
の通電によって集束コイルによる集束磁界が乱されるの
を確実に回避することができるようにしたものである。

〔従来の技術〕以下に、第３図を参照して、従来の電子銃装置について
説明する。（１）に電子銃を全体として示し、以下に、
これについて説明する。Ｋはカソード、Ｆはこのカソー
ドＫを加熱するフィラメントである。カソードＫは、紙
面に対し垂直な方向に延在する帯状の電極である。フィ
ラメントＦはこのカソードＫを全体的に加熱し得る形状
とされる。Ｇａ、Ｇｂは、断面がハの字形と成るように
配された一対のグリッドで、カソードＫの後方に向って
開く如く、紙面に対し垂直な方向に延在している。Ａ
ａ、Ａｂは、紙面がハの字形と成るように配された一対
のアノードで、グリッドＧａ、Ｇｂの後方に向って開く
如く、紙面に対し垂直な方向に延在している。ＦＣはフ
ォーカスコイルで、アノードＡａ、Ａｂの後方におい
て、紙面に垂直な方向に延在する帯状の断面を有する。

（２）は試料で、これに電子銃（１）からの線状の電子
ビームＥＢが照射され得るようになされている。この試
料（２）としては、石英等の絶縁板上に被着形成され
た、半導体薄膜（例えばシリコンの非晶質膜、多結晶
膜）で、電子銃（１）よりの電子ビームをこの半導体薄
膜（２）に照射することにより、この半導体薄膜（２）
を溶融し、その後これを冷却するこにより再結晶化し、
これにより、単結晶薄膜を得るものである。尚、試料
（２）は電流計（３）を通じて、接地されている。

上述の電子銃（１）及び試料（２）は、真空室ＶＲ内に
封入されている。

（４）は、上述の電子銃（１）にパルス電圧を供給す
る、高圧パルス電源で、その一端が電子銃（１）のカソ
ードＫに接続され、他端が接地される。カソードＫは、
抵抗器（１１）及び（１２）の直列回路を通じて接地さ
れる。そして、抵抗器（１１）及び（１２）の接続中点
が、電子銃（１）のグリッドＧａ、Ｇｂに接続される。
更に、アノードＡａ，Ａｂが接地される。

（５）はパルス発生回路で、これよりのパルス信号が高
圧パルス電源（４）に供給される。

商用電源（１４）よりの商用交流電圧が、サイリスタか
ら成るスイッチング手段（１５）を介して、絶縁トラン
ス（１６）に供給され、そこで降圧された交流電圧が電
子銃（１）のフィラメントＦに供給される。

（１３）は集束コイルＦＣに集束電流を供給する直流電
源で、これよりの直流電圧がスイッチ（１７）を介して
集束コイルＦＣに供給される。

次ぎに、この電子銃装置の動作を説明しよう。高圧パル
ス電源（４）からの、第４図Ｄに示す如きパルス高が−
Ｖｋ（−１０〜−２０ｋＶ）、パルス幅が１０ｍ秒の負
の高圧パルスが電子銃（１）のカソードＫに印加され
る。電力消費を少なくするため、集束コイルＦＣには、
カソードＫに負の高圧パルスが供給されている期間及び
その前後の期間（２０ｍ秒）に亘ってのみ、直流電源
（１３）からの第４図Ｃに示す如き、正のパルスの集束
電流が供給されるように、スイッチ（１７）がパルス発
生回路（５）よりのパルスによって制御される。

又、集束コイルＦＣに集束電流が供給されている期間
は、フィラメントＦへの通電を遮断して、フィラメント
Ｆへ交流電流を流すことによって生じる、集束コイルＦ
Ｃによる集束磁界の乱れを回避するようにしている。こ
のため、パルス発生回路（５）からスイッチング手段
（１５）に、第４図Ａに示す如く、集束コイルＦＣに通
電されている期間はオフで、その少なくとも前の期間は
オンと成るように制御するパルスを供給する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、第３図について説明した従来例では、スイッ
チング手段（１５）がサイリスタであるため、第４図Ｂ
に示す如く、第４図Ａに示すパルスがオフからオンに成
るときは、商用交流電源（１４）からの交流電圧（５０
Hz又は６０Hz）を直ちにトランス（１６）に供給する。
しかし、このパルスがオンからオフに成るときは、商用
交流電源（１４）からの交流電圧を直ちに遮断し得ず、
交流電流が０Ｖになって始めて、その交流電流が遮断さ
れる。従って、商用交流電圧が遮断され時点は、第４図
Ａのパルスのオンからオフになる時点と商用交流電圧の
位相との関係によって区々である。このため、電子銃
（１）の電子ビームのオンの時に、フィラメントＦが通
電されて、集束コイルＦＣによる集束磁界が乱される虞
がある。

又、フィラメント電源（１４）よりの交流電圧を絶縁ト
ランス（１６）を介して、電子銃（１）のフィラメント
Ｆに供給しているため、その浮遊容量により、電源（１
４）の負担が大きくなり、フィラメントＦに供給される
電圧の立ち上がりが遅れるという欠点がある。

かかる点に鑑み、本発明は電子ビームのオン期間はフィ
ラメントの通電が確実に遮断され、フィラメントの通電
によって、集束コイルによる集束磁界が乱されるのを確
実に回避することができ、フィラメント電源の負担が軽
く成り、しかもフィラメントに供給される電圧の立ち上
がりの遅れる虞のない電子銃装置を提案しようとするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による電子銃装置は、フィラメントＦ、フィラメ
ントＦによって加熱されるカソードＫ、アノードＡ及び
集束コイルＦＣを備える電子銃（１）と、カソードＫ及
びアノードＡ間の電子ビームＥＢのオンオフを制御する
パルス電源（４）と、フィラメントＦに接続されるフィ
ラメント電源（６）と、フィラメントＦ及びフィラメン
ト電源（６）間に接続され、少なくとも電子ビームＥＢ
のオン期間はオフとなるように制御されるスイッチング
手段（７）とを有する電子銃装置において、フィラメン
ト電源（６）として直流電源を用いると共に、スイッチ
ング手段（７）として光制御スイッチング手段を用いる
ものである。

〔作用〕上述せる本発明によれば、フィラメント電源（６）とし
て直流電源を用いたので、スイッチング手段（７）のオ
ンオフを正確なタイミングを以て制御することができ
る。従って、電子銃（１）の電子ビームＥＢがオンで、
集束コイルＦＣに集束電流が流されているときには、フ
ィラメントＦに対する通電を確実に遮断することができ
る。又、フィラメント電源（１４）として直流電源を用
いると共に、スイッチング手段（１５）として光制御ス
イッチング手段を用いているので、電源（１４）とフィ
ラメントＦとの間の絶縁が確実になると共に、電源（１
４）に負担が掛からず、フィラメントＦに供給される電
圧の立ち上がりが遅れる虞もない。

〔実施例〕

以下に、第１図を参照して、本発明の一実施例を詳細に
説明する。尚、第１図において、第３図と対応する部分
には、同一符号を付して、重複説明を省略する。本実施
例では、フィラメント電源（６）として直流電源を用い
る。そして、このフィラメント電源（６）よりの直流電
圧を、光制御スイッチング手段（７）を介してフィラメ
ントＦに供給するものである。即ち、パルス発生回路
（５）よりのパルス信号（第２図Ａ参照）をフォトカプ
ラ（８）の発光素子に供給し、その受光素子よりの光
（レーザ光を可とする）をオプチカルファイバ（９）を
介して受光素子（１０）に供給し、その受光素子（１
０）よりの電気信号としてのパルス信号（第２図Ａ）を
ターンオフサイリスタ、バイポーラ、電界効果トランジ
スタ等の半導体スイッチング手段（７）に供給して、こ
れを制御するようにする。

この場合、電子銃（１）のカソードＫには、第２図Ｃに
示す如き高圧の負パルスの電圧（−Ｖｋ＝１０〜２０ｋ
Ｖで、パルス幅が１０ｍ秒程度）を供給する。そして、
この負パルスのパルス幅の期間及びその前後の期間に亘
る期間にオフと成り、その直前においてオンと成るフィ
ラメント電圧（第２図Ａ）をフィラメントＦに供給し、
そのフィラメント電圧のオフ期間にオンと成る集束電流
（第２図Ｂ）を集束コイルＦＣに供給する。

かくして、電子銃（１）の電子ビームＥＢのオン期間に
は、集束コイルＦＣに集束電流が流されるも、フィラメ
ントＦにはフィラメント電流が流れず、集束コイルＦＣ
による集束磁界がフィラメントＦの通電によって乱され
る虞はない。

尚、スイッチング手段（７）をフォトトランジスタの如
き光半導体素子にて構成するときは、受光素子（１０）
を省略することもできる。又、オプチカルファイバ
（９）を省略することもでき、このときはフォトカプラ
（８）の受光素子の出力をスイッチング手段（７）に供
給する。

〔発明の効果〕

上述せる本発明によれば、フィラメント電源として直流
電源を用いたので、スイッチング手段のオンオフを正確
なタイミングを以て制御することができる。従って、電
子銃の電子ビームがオンで、集束コイルに集束電流が流
されているときには、フィラメントに対する通電を確実
に遮断することができる。又、フィラメント電源として
直流電源を用いると共に、スイッチング手段として光制
御スイッチング手段を用いているので、電源（６）とフ
ィラメントＦとの間の絶縁が確実と成ると共に、電源に
負担が掛からず、フィラメントＦに供給される電圧の立
ち上がりが遅れる虞もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック線図、第２図
は第１図の一実施例の説明に供するタイミングチャー
ト、第３図は従来例を示すブロック線図、第４図は第３
図の従来例の説明に供するタイミングチャートである。（１）は電子銃、Ｋカソード、Ｆはフィラメント、Ａ
ａ、Ａｂはアノード、ＦＣは集束コイル、（４）はパル
ス電源、（６）はフィラメント電源、（７）は光制御ス
イッチング手段である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィラメント、該フィラメントによって加
熱されるカソード、アノード及び集束コイルを備える電
子銃と、上記カソード及び上記アノード間の電子ビーム
のオンオフを制御するパルス電源と、上記フィラメント
に接続されるフィラメント電源と、上記フィラメント及
び上記フィラメント電源間に接続され、少なくとも上記
電子ビームのオン期間はオフとなるように制御されるス
イッチング手段とを有する電子銃装置において、上記フィラメント電源として直流電源を用いると共に、上記スイッチング手段として光制御スイッチング手段を
用いることを特徴とする電子銃装置。