JPS5818212Y2 - デンシジユウ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 電子ビームは各種の技術分野、あるいは各種の機器にお
いて広く利用されているが、その利用に際して特定な断
面形状を備えた電子ビーム、例えば、長円（だ円）、あ
るいは矩形の断面形状を備えた電子ビームが必要とされ
ることがある。

従来、上記の特定な断面形状の電子ビームを得るために
１例えば、米国特許２９３５６３６号明細書に記載のよ
うに、加速電極に特定な断面形状の電子ビーム制限孔な
設けた構造の電子銃が提案されているが、既提案の電子
銃においては、熱電子放射源から放射された電子ビーム
の利用効率が充分でなく、また、断面の縦横比が充分に
大きな断面形状の電子ビームを得ることも困難であると
いう欠点を有していた。

本考案は利用目的に応じて必要とされる特定な断面形状
を有する電子ビームが、特に大きな縦横比を有する電子
ビームであっても容易に、しかも、高い効率で得られる
ようにした電子銃を提供することを目的としてなされた
ものであり、以下、添付図面を参照してその具体的な内
容について説明する。

第１図は１本考案の電子銃の一実施態様のものの概略構
成を示す縦断面図であって、１は細長い平断面形状を有
する熱電子放射源であり１図示の例においては、熱電子
放射源１は、タングステン線をコ字状に折曲したフィラ
メントで構成されている（以下、熱電子放射源１をフィ
ラメント１と記載することもある）。

フィラメント１は、磁器２に設けた引出線に接続され、
外部直流電源５によって点火される。

上記の磁器２は図示しない移動機構及び回転機構によっ
て、図中の矢印３ａ 、３ｂのようにＸ−Ｙ方向での位
置調整及び図中の矢印４のように磁器２の中心軸を中心
とする回転方向での位置調整が可能なようになされてい
る。

６は上記フィラメント１に対して接近対向して配置され
た第１電極であり、第１図示の実施例の電子銃において
は、第１電極６は第２図示のようにその中心部に丸孔６
ａが設けられている。

前記の第１電極６には、直流電源１３における電圧供給
点１５よつ、フィラメント１に対して負の電位が供給さ
れる。

７は、直流電源１３の電圧供給点１７がら、フィラメン
ト１に対して＋２５０〜２５００ボルト程度の電圧が印
加される第２電極であり、この第２電極７にはその中心
部に丸孔７ａが設げられている（第２図参照）。

上記したフィラメント１．第１電極６−第２電極７から
なる電子銃における３極部からは、断面形状が細長い電
子ビームが出射されるが、前記した３極部では多くの場
合クロスオーバ一点１９な生じ、３極部から出射する電
子ビームは一般に大きな開き角αをもっており、かつ、
上記の開き角αの大きさは一電子ビーム量を調整するべ
く第１電極６の電圧を増減するのにつれて大きく変化す
るから、上記のような３極部から電子ビームを出射させ
るように構成した電子銃においては、像の輪郭が不鮮明
となり高輝度の電子ビームを得ることができない。

上記の点は、第１図に示すように、電子銃をいわゆるユ
ニポテンシャル型の電子銃構成にすれば解決できる。

すなわち、第１図において、９は前記した第２電極７と
共に、直流電源１３における電圧供給点１７から同一の
電圧が供給させる第４電極であり、また、前記した第２
電極７と第４電極９との間に、前記した両電極７，９の
電圧よりも若干低い電圧が直流電源１３の電圧供給点１
６から供給されるようになされた第３電極８を設げ４こ
の第３電極８に加える電圧を適当なものとしてユニポテ
ンシャル形式の静電レンズを形成させることにより、第
２電極７より発散する電子ビームなこの第３電極８によ
って略々平行に出射する電子ビーム２０として出射させ
ることにより、電子ビームの開き角αを狭小にすること
ができる。

前記した第４電極９には、平断面形状が矩形の電子ビー
ム制限孔１０が設けられており、前記した第３電極８か
ら出射された電子ビーム２０を、この第４電極９におけ
る電子ビーム制限孔１０に対して正確に照射することに
より、電子ビーム制限孔１０からは断面形状が矩形で輝
度の高い電子ビーム２１を出射することができる。

前記した第３電極８から出射された細長い断面形状を有
する電子ビーム２０を、その断面における長手方向と、
第４電極９に設けられた矩形状の電子ビーム制限孔１０
の長方向とを一致させた状態で第４電極９の電子ビーム
制限孔１０に与えるのには、既述したように、フィラメ
ント１が取付けられた磁器２を移動機構及び回転機構に
よって移動ならびに回転させることによって行なうこと
ができる。

１１は前記した第４電極９と共に静電レンズ比が２〜１
００程度の静電レンズを構成する第５電極であり、この
第５電極１１には直流電圧源１３の電圧供給点１８より
、フィラメント１に対して５〜２５ＫＶの電圧を供給す
る。

前記した第４電極９と第５電極１１とによって構成され
た静電レンズの電界２２が、第４電極９に設けた電子ビ
ーム制限孔１０付近に影響を与えると、所望の断面形状
を有する電子ビーム２１が得られないから、前記した静
電レンズは、第４電極に設けた矩形状の電子ビーム制限
孔１０の部分に対して電界の影響を与えないような位置
に構成させる。

これは、第４電極９の長さをＬとし、レンズ円筒内径を
Ｄとして、ＬとＤとの比が。

Ｄ＞ １．５ 前式の条件を満足するように静電レンズの形成位置を定
めることにより容易に実現できる。

上記した静電レンズによって集束されたｔ子ビームの結
像２３は、必要に応じてさらに所要段数の電子レンズに
より拡大または縮小されて利用目的に適した電子ビーム
像となされるのである。

第２図は、既述した第１図示の電子銃におけるフィラメ
ント１．第１電極６．第２電極７．第３電極８．第４電
極９（ただし１図示を簡略化するために、第４電極９に
おける円筒状部分の表示を省略している。

この点は第４図及び第７図についても同様である。

）などの各部分の構成を図示説明するための斜視図であ
って、６ａｔ ７ａ、８ａなどは各電極６，７．８の中
心部に穿設された円孔であり、また、１２．１２は電極
支持用の絶縁体製の支持棒である。

第３図は、第１電極６の電位がフィラメント１の電位に
対して正となるような電圧を加えて動作させるようにし
た場合の動作説明図である。

また、第４図は電子銃における第１電極６．第２電極７
．第３電極８などにおける各中心孔６ａ。

？ａ 、８ａの形状を矩形状のものとし、かつ、それら
の各中心孔６ａｔ ７ａ 、８ａを第４電極９に設けた
電子ビーム制限孔１ｏと整列するように構成させた場合
の実施例を説明するための斜視図である。

第５図は、磁器２に対してフィラメント１と第１電極６
とを一体的に取付けることにより、磁器２の移動ならび
に回転調整によって、フィラメント１と第１電極６と他
電極との相対的な配置関係が調整できるようにした場合
の例であり、また、第６図は磁器２に対してフィラメン
ト１．第１電極６．第２電極７．第３電極８などを一体
的に取付けることにより、磁器２の移動ならびに回転調
整によって、フィラメント１．第１電極６．第２電極７
．第３電極８などと第４電極９との相対的な配置関係が
調整できるようにした場合の例である。

上記した第５図及び第６図に示される各実施例は何れの
ものも、フィラメント１から放出された熱電子が細長い
断面形状の電子ビームとして第３電極８から出射される
際に、その電子ビーム２０における断面の長手方向な第
４電極９に設けた矩形状の電子ビーム制限孔１０の長手
方向に一致させることができるようにするための調整手
段の各界なる構成態様例を示したものであるが、上記し
た調整手段としては既述の第１図中に示されている形態
のものや、第５図及び第６図に例示した構成態様のもの
の他に、幾多の変形態様のものが使用できることはいう
までもない。

第７図は、第１電極６としてその中心部に矩形状の孔６
ａを穿設したものを用い、この第１電極６をその孔６ａ
がフィラメント１と正しく整列された状態でフィラメン
ト１と共に磁器２に取付ける場合の例である。

各電極６〜８の中心部に設ける丸孔、矩形状孔の組合わ
せの仕方は任意であってもよいのであり、既述した第２
図、第４図、第７図に示したものは。

その幾つかの具体例を代表的に示したものである。

以上、詳細に説明したところから明らかなように本考案
の電子銃においては、第４電極９に設けた矩形状の電子
ビーム制限孔１ｏに対して、細長い平断面形状を有する
熱電子放射源１と第１電極６と、第２電極７と、第３電
極８などで構成された電極部分から出射された細長い断
面形状を有する電子ビーム２１を、その断面における長
手方向が、前記した電子ビーム制限孔１０の長手方向と
一致するように調整して与えるようにしたから電子ビー
ムが効率よく利用でき、また、第４電極９における矩形
状の電子ビーム制限孔１０がらは断面が矩形状の電子ビ
ームが高輝度の状態で得られ−さらに、電子ビームを集
束するための静電レンズを、第４電極９に設けた矩形状
の電子ビーム制限孔１００部分に対して電界の影響を与
えないような位置に構成させたので、電子ビームを集束
する静電レンズを設けても、それによって電子ビム制限
孔１０付近の電界が不規則に乱されて。

電子ビームの断面形状を歪ませるようなこともなく、し
たがって、本考案の電子銃では利用対象物に対して、常
に、鮮明な像形状と高電流密度とを有する電子ビームを
与えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の電子銃の一実施態様のものの縦断測面
図、第２図及び第４図ならびに第７図は一部の電極部分
の各界なる構成態様のものの斜視図、第３回持び第５図
ならびに第６図は一部の電極部分の各界なる構成態様の
ものの縦断側面図である。 １・・・・・・熱電子放射源（フィラメント）、２・・
・・・・磁器、６・・・・・・第１電極、７・・・・・
・第２電極、８・・・・・・第３電極、９・・・・・・
第４電極、１０・・・・・・電子ビーム制限孔、１１・
・・・・・第５電極、１２・・・・・・支持棒、１９・
・・・・・クロスオーバ一点、２０，２１・・・・・・
電子ヒーム、２３・・・・・・結像点。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 細長い平断面形状を有する熱電子放射源と、前記の熱電
   子放射源に対して接近対向して配置されかつ、熱電子放
   射源に対して正または負の電位が回訓される第１電極と
   、正電位が印加される第２電極と、前記の第２電極より
   拡散する電子ビームを略々平行に出射するように構成し
   た第３電極と矩形状の電子ビーム制限孔を設けた第４電
   極と。 前記の第４電極と共に静電レンズ電圧比が２〜１００程
   度の静電レンズを構成する第５電極とを備えると共に、
   前記した第３電極から出射された細長い断面形状の電子
   ビームをその断面における長手方向が第４電極に設けた
   矩形状の電子ビーム制限孔の長手方向に一致するように
   させるための調整手段を設け、また、前記した静電レン
   ズを、第４電極に設けた矩形状の電子ビーム制限孔部分
   に対して電界の影響を与えないような位置に構成させて
   なる電子銃。