JPS5818215Y2 - デンシジユウ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 電子ビームが各種の技術分野にかける各種の機器にかい
て広く利用されていることは周知のと訃りであるが、そ
の利用に際して、特定な断面形状を備えた電子ビームが
必要とされることがあり、例えば、近年になって研究開
発が盛んに行なわれるようになった画像記録の技術分野
にネ・いても、それに用いられる電子ビームとして、そ
の断面形伏が長円（だ円）あるいは矩形のものが必要と
されることがある、な・どはその→１である。

ところで、このような特定な断面形伏を有する電子ビー
ムを得る手段としては、電子ビームの流れの途中へ、高
い電圧が与えられた特定な断面形伏の透孔よりなる電子
ビーム制限孔を設けるという手段の採用もその一つに挙
げることができるが、微細な所定の断面形状を有し、し
かも輝度の高い電子ビームが必要とされる場合に、上記
のように単に、電子ビームの流れの中へ高い電圧が与え
られた特定の断面形状の透孔よりなる電子ビーム制限孔
を設けても、その電子ビーム制限孔が構成されている部
材（以下、スリットマスクという）がそれに射突する電
子ビームによる過度の加熱によって変形したシ、ひどい
場合には前記の電子ビームによる過度な加熱がスリット
マスクの許容損失を超過してそれを焼損させたり、ｌた
、焼損を起こさない昔でもその寿命が非常に短いものと
なって、それのひんばんな交換が必要とされるなどの諸
問題点が生じるので、好ましい結果が得られ難い。

もつとも、スリットマスクにおける適度の温度上昇は、
かえってそれの透孔部分の清浄化に寄与するという効果
を生じるのであるが、前述のように、高輝度の電子ビー
ムを得るためにスリットマスクに対して高電圧を与えた
場合には、どうしても前述のような点が問題となるので
ある。

本考案は、電子ビーム制限孔に加える印加電圧を低くし
て、その部分で生じる電力損失を減少させ、寸た、出射
系の電極構造を特殊なものとすることにより、電子ビー
ム制限孔から出射する電子ビームがその開き角の狭いも
のとし、高い輝度で、しかも所定の断面形状を有する電
子ビームが容易に得られるようにした電子銃を提供して
、上述のような従来の問題点を解消したものであり、以
下、添付図面を参照してその具体的な内容を明らかにす
る。

第１図及び第２図は、それぞれ本考案の電子銃の各界な
る実施態様のものの縦断側面図であり、各図にかいて、
１は細長い平断面形状を有する熱電子放射源であり、図
示の例にネーいては、熱電子放射源１はタングステン線
をコ字伏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と言鐵することも
ある）。

フィラメント１は磁器３に設けた引出線２，２に接続さ
れ、外部電源１２によって点火される。

また、図中で点線図示の電極Ｇは、必要に応じて設けら
れる遮蔽電極Ｇ（格子Ｇ）であって、この遮蔽電極Ｇは
前記した磁器３に取付けられ、図示しない電源からフィ
ラメント１に対して僅かに負の電圧が与えられるように
するか、あるいはフィラメント１と同電位となされる。

前記したフィラメント１（及び遮蔽電極Ｇ）は、図中の
矢印Ｘ（７）ネ・よび矢印Ｒで略示した移動調整機構及
び回転調整機構とにより、図中の左右方向（Ｘ−Ｘ方向
）と紙面に直交する方向（Ｙ−Ｙ方向）、及び電子銃の
管軸Ｚ−２を中心とする円周方向〔Ｒ方向）とに移動回
転調節されることにより、電子ビームの進路位置、及び
電子ビームの断面形状における長手方向の向きとが所要
のように設定できるようになされてネ・す、後述する電
子ビーム制限孔Ｓに対して、正しい進路で、かつ正しい
姿勢で電子ビームが照射できるようにする。

前記したフィラメント１と対向して設けられた第、１陽
極Ａは、フィラメント１と対面する部分に、少くとも前
記のフィラメント１の平断面形状における長手方向と直
交する面内における断面の外形抜が半円形となされてい
る如き部分を有する筒体４と、前記の筒体４と連続する
筒体４ｂとによって構成されており、この第１陽極Ａ内
にトける電子ビームの通路中には、所定パターンの透孔
よりなる電子ビーム制限孔Ｓが設けられている。

前記した第１陽極Ａにおける筒体４の部分は、例えば、
第５図ａ −ｄ図に斜視図で示すように、その先端部分
を半球状のものとした筒体（第５図ａ、ｂ図）とされた
り、あるいはその先端部分を半円筒状のものとした筒体
（第５図ｃｓｄ図）とされるのである。

第１図乃至第４図に訃いては、第１陽極ＩＣ＄−ける筒
体４として、その先端部分を半球状のものとした場合の
例を示してトリ、芽た、第１図〜第３図に訃いては、筒
体４の先端に円形の陽極孔４ａを穿設し、筒体４と筒体
４ｂとの境界部分に所定パターン（長円あるいは矩形等
）の透孔よりなる電子ビーム制限孔Ｓが穿設されたスリ
ットマスク５を設けた場合の構成例を示している。

このような構成例のものとする場合に用いられるスリッ
トマスク５としては、例えば、耐熱金属板にエツチング
穿孔などの手段により所定パターンの透孔を穿設したも
のであってもよい。

前記のスリットマスク５を第３図ａ図の縦断面図に示す
ように、筒体４と筒体４ｂとの境界部分で挟着支持する
ような取付は態様のものとした場合には、スリットマス
ク５の交換作業が容易であるという利点が得られる。

第３図す図はスリットマスク５の平面図である。

また、第４図ａ図は筒体４の先端部分に断面Ｖ字状の溝
４ｖを切削して、そこに電子ビーム制限孔Ｓを構成させ
た場合の筒体４部分の縦断側面図であり、第４図す図は
この場合の筒体４の先端部分の平面図である。

第５図す図は前記した第４図ａ ｓ ｂ図によってその
断面図と平面図とが示されるような筒体４の斜視図であ
り、捷た、第５図ａ図は前記した第３図ａ図によってそ
の断面が示されるような筒体４の斜視図である。

第５図Ｃ図は、先端部分が半円筒形となされている筒体
４の先端に円形の陽極孔４ａを設けた例（筒体４の内部
の適当な所にスリットマスクが設けられる）であり、普
た第４図ａ図は、先端部分が半円筒形となされている筒
体４の先端にＶ字状の溝４Ｖを切削して、そこに電子ビ
ーム制限孔を構成させた場合の筒体４の斜視図である。

上記した各構成例で示した筒体４にネ・いては、電子ビ
ーム制限孔Ｓを、筒体４の基底部に設ける場合と、筒体
４の先端近くに設ける場合との２つの場合についてだけ
しか示していないが、実施に当って電子ビーム制限孔Ｓ
を設けるべき位置は、第１陽極Ａ内の適当な位置であっ
てもよいのである。

前記した第１陽極Ａには、電源１３にトける接続点１４
から中位の正電圧Ｖ１が与えられる。

第１図示の実施態様で示される電子銃においては、第１
陽極Ａの筒体４ｂが比較的長く構成されており、スリッ
トマスク５の電子ビーム制限孔Ｓから出射した電子ビー
ム７を、筒体４ｂの外側に設けられた磁界レンズＭによ
ってプリホーカスして電子ビーム７の開き角を狭はめて
から、第１陽極Ａと、フィラメント１に対して高電圧Ｖ
２が与えられている第２陽極１０との間に形成されてい
る静電レンズ８ｍによって集束し結像点１１に所定パタ
ーンの断面形状を有し、かつ高い電流密度の電子ビーム
像を結像させる。

な卦、前記した電圧Ｖ１としては１〜５四程度、電圧ｖ
２としては５〜２５ＫＶ程度の電圧値とする。

曾た、第２図示の実施態様で示される電子銃に釦いては
、第１陽極Ａと第２陽極１０との間に形成させた静電レ
ンズ８ｐによって、スリットマスク５の電子ビーム制限
孔Ｓから出射した電子ビームをプリホーカスして、開き
角の狭ばめられた電子ヒーム９を磁界レンズ１６によっ
て集束し、結像点１１に所定パターンの断面形状を有し
、かつ、高い電流密度の電子ビーム像を結像させる。

なｐ１第２図中の１７は磁界レンズ１６用の電源であり
、また、第１図、第２図において１５は接地線を示す。

上記のように構成された本考案の電子銃にネ・いては、
フィラメント１に対向して設けられる第１陽極Ａにおけ
るフィラメント１と対面する部分の筒体４の先端部分が
、適当な半径Ｒ′の半球状または半円筒状となされると
共に、前記のフィラメント１と筒体４の先端部分との距
離を適当に設定することにより、略々平行か、あるいは
長焦点距離をもつ電子ビームを得て、それにより第１陽
極に設けられた電子ビーム制限孔Ｓを有する部材を照射
するようにしたから、電子ビーム制限孔Ｓから出射する
電子ビームをその開き角の小さな状態のものとすること
が容易にでき、したがって、輝度の高い電子ビームを電
子ビーム制限孔Ｓから出射させることができる。

なお、添付した第１図、第２図にネ・いては、電子ビー
ムがクロスオーバ一点６を有する場合のものとして図示
されており、かつ、そのクロスオーバ一点６ばその何れ
の図筒にトいても電子ビーム制限孔Ｓの位置よりもフィ
ラメント１寄りに在るものとして示されているが、クロ
スオーバ一点６は電子ビーム制限孔Ｓの位置付近に生じ
ていてもよいのである。

上記のようにして電子ビームが照射される電子ビーム制
限孔Ｓが設けられている部材５、すなわちスリットマス
ク５には、それに照射された電子ビームの内で、電子ビ
ーム制限孔Ｓを通過した部分以外の部分と第１陽極Ａに
印加されている電圧Ｖ１との積で与れられる電力損失を
発生し、それによってスリットマスク力功日熱されるこ
とになるが、本考案の電子銃では前記の第１陽極Ａに印
加される電圧Ｖ１が、例えば１〜５ＫＶというような低
位の正電圧であるので、スリットマスク５に発生する電
力損失を容易に低く抑えることができ、既述した従来例
のような問題点は生じない。

スリットマスク５の電子ビーム制限孔Ｓから出射した電
子ビーム１ば、電子ビーム制限孔Ｓの断面形状に従った
断蒔形伏を有し、かつ、開き角が小さいために高い輝度
を有しているが、この電子ビーム７はプリホーカス用電
子レンズによって、その開き角がさらに狭められてから
電子レンズによって結像点１１に結像される。

第１図示の実施例に示す電子銃にホーいては、前記した
プリホーカス用電子レンズが磁界レンズＭによって構成
されて釦す、この磁界レンズＭによってプリホーカスさ
れてさらに開き角の狭められた電子ビームは高電圧Ｖ２
が印加された第２陽極１０と前記した第１陽極Ａとの間
に形成された静電レンズ８ｍからなる電子レンズによっ
て集束され、また、第２図示の実施例に示す電子銃にト
いては、前記したプリホーカス用電子レンズが、第１陽
極Ａと第２陽極１０との間に形成させた静電レンズ８ｐ
によって構成されてネーリ、この静電レンズ８ｐによっ
てプリホーカスされて開き角がさらに狭められた電子ビ
ームは、磁界レンズ１６からなる電子レンズによって集
束されることは、既述したとトリである。

上記した第１図及び第２図に示す倒れの実施態様の電子
銃にネ・いても、第１陽極Ａと第２陽極１０との間に形
成される静電レンズ８ｍ、８ｐによる電界の影響がスリ
ットマスク付近に強く作用するようなことがないように
静電レンズを構成すべきである。

玄た、第１陽極Ａにおける筒体４として、その先端部分
の形状が半球状のものとするか、あるいは半円筒状のも
のとするかは、必要とされる断面形状の電子ビームを得
るのに、どちらの形態のものが好都合か、など、その他
の諸条件を考慮して決定すればよい。

以上の説明から明らかなように、本考案の電子銃におい
ては、細長い平断面形状を有するフィラメント１から放
射された電子ビームを、略々平行か、あるいは長焦点距
離をもつ電子ビームとして電子ビーム制限孔Ｓが照射さ
れるから、輝度が高り、シかも所定の断面形状を有する
電子ビームを電子ビーム制限孔Ｓから出射でき、ｌた、
第１陽極電圧ｖ１を中位の正電圧としてスリットマスク
５を電力損失の低下を可能として既述した問題点を解消
し、さらに、電子ビーム制限孔Ｓから比較的に狭い開き
角を示して出射される電子ビームを、プリホーカス用の
電子レンズわ通してさらにその開き角を狭めてから結像
用の電子レンズに与えるようにすることにより、高い電
流密度を有し、かつ、所定の断面形状を有する電子ビー
ム像を結像させることができると共に、前記のプリホー
カス用の電子レンズを用いたために次段レンズでの球面
収差を減することもでき、さらにオた、電子銃に印加さ
れる電圧が各電極間に分散されるために電極間での放電
の心配がなくなるなどの諸利点が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図は本考案の電子銃の各界なる実施態様
のものの縦断側面図、第３図ａ図及び第４図ａ図はそれ
ぞれ異なる実施態様の第１陽極Ａに釦ける筒体４の縦断
側面図、第３図す図はスリットマスクの平面図、第４図
す図は第４図ａ図示のものの先端部分の平面図、第５図
ａ−ｄ図は第１陽極ＡＫ＄−ける筒体４の斜視図である
。 １・・・熱電子放射源〔フィラメント）、４，４ｂ・・
・筒Ｌ４ｃ・・・孔、５・・・スリットマスク、７，９
・・電子ビーム、１０・・・第２電極、１１・・結像点
、１３．１７・・・電源、Ｍ、１６・・・磁界レンズ、
Ａ・・・第１陽極、８ｍ５８ｐ・・・静電レンズ、Ｇ・
・・遮蔽電極、Ｓ・・・電子ビーム制限孔、４ａ・・・
陽極孔、４Ｖ・・・切削溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 細長い平断面形状を有する熱電子放射源と、前記の熱電
   子放射源と対向し前記の熱電子放射源と対面する部分に
   、少くとも前記の熱電子放射源の平断面形状にトける長
   手方向と直交する面内における断面の外形抜が半円形と
   なされている如き部分を有する筒体を備えしめると共に
   、電子ビームの通路中に所定パターンの透孔よりなる電
   子ビーム制限孔を備え、かつ、前記の熱電子放射源に対
   して中位の正電圧が印加される第１陽極と、前記の第１
   陽極との間に、前記の電子ビーム制限孔の付近に電界の
   影響を与えることのない静電レンズが形成されるように
   、前記の熱電子放射源に対して正の高電圧が加えられる
   ようになされた第２陽極とを備え、また、前記の熱電子
   放射源に対して電子ビームの進路位置及び電子ビームの
   断面形状にかける長手方向の向きとが調整できるような
   手段を設けてなる電子銃。