JPS6012659A - 光放射電子管の制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、コンパクトで高効率の照明用光源等として利
用し得る光放射電子管の制御方式に関する。

（背景技術） 照明用光源として、低圧水銀蒸気放電とけい光体を組合
せたけい光ランプが、その高効率性故、古くから広く用
いられている。′しかし、かかるけい光ランプは陽光柱
部の発光（紫外線放射）を利用するため、一般に高効率
たるためには管長が長くなり、大形化すると共に点灯回
路も安定器等を必要とする欠点がある。

また、上記発光原理とけ全く異なる原理、すなわち電子
励起による発光方式がある。これはブラウン管（以下Ｃ
ＲＴという）として実用化され、古くからテレビ等に広
く利用されている。この方式は外管の内部を真壁として
、熱電子放射性陰極（Ｎ子銃）より放射された電子を高
圧電界で加速し、格子状陽極を通過せしめて直接けい光
体（電子線励起形）に衝突・励起させるものであるが、
この励起変換効率が悪く、まだ電子の加速のため高電圧
と相当の距離を必要とするため、やはり大形化し、照明
用光源としては不向きである。

さらに、上記ＣＲＴ方式に気体放電方式を折衷、組合わ
せたような方式が最近提案されている（特開昭５７−１
３０３６４号）。かかる方式は、透明外管内を上記ＣＲ
Ｔ方式のように完全な真空とするのではなく、水銀蒸気
が数ｍＴｏｒｒ程度存在する低真空とし、熱電子放射性
陰極（電子銃）より放射された電子を、上記ＣＲＴ方式
と同様に電界印加で加速すると共に、陽極をメツシュ状
あるいは格子状溝へにすることにより、電子の大半を通
過せしめ、背後空間で水銀蒸気の如き紫外線放射用気体
に衝突させ、水銀を励起し紫外線放射させ、この紫外線
放射をけい光体（紫外線励起形）に当て励起させ、所望
の可視光変換を行なわせる方式である。

かかる方式は、電子の加速空間に比し、陽極通過後の水
銀との衝突夜間を十分大きくとること、及び電子に適切
な運動エネルギを印加せしめることにより、水銀の励起
確率が極めて高くなり、全体としての可視発光効率が従
来のＣＲＴ方式に比べ向上し、また、電子エネルギは水
銀を共鳴励起させる程度でよいため、加速電界及び加速
空間はＣＲＴ方式に比べ小さくてよいと報じられている
が、背後空間を十二分に有する必要があり、結果として
発光管が大きくなってしまう欠点が残る。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、極めてコンパクトな寸法であシながら高効
率の放射（発光）が得られる全く新規な光放射電子管を
、簡便な制御回路により作動させることができる制御方
式を提供するにある。

（発明の開示） 第１図は本発明に用いる光放射重子管の基本構成を示す
概念図で、所望の放射（発光ンに対して透光性を有する
材料、例えば透明ガラスにより気密に形成された外管１
の内部には、ｌ対の陰極２、．３と陽極４が配設されて
おり、両陰極２．３の少なくとも一方（同図においては
左側の陰極２）は電子放射性陰極で構成され、陽極４（
ｄ両陰極２．３の略中間に配され、粗いメツシュ状また
Ｖｉ格子状に形成されている。また、外管１内には蒸気
化水銀の如き紫外線または可視線を放射する低気圧（ｒ
ｏ−２〜Ｉｇ’Ｔｏｒｒレベルフの放射気体が封入され
、外管ｌの内面には必要に応じけい光体５が被着されて
いる。そして、陽極４と１対の陰極２゜３との間にはそ
れぞれ正の直流電圧が、抵抗６を介して直流電源７によ
シ印加され、上記直流電圧の大きさは、一方の陰極２よ
り放射された熱電子を加速すると共に、ビーム状に形成
して陽極４に到達せしめ、該腸（゛厨４を通過した後は
減速し、他方の陰極３に到達する直前で速度Ｏになるよ
うに設定されている。

このように構成することにより、第１の陰極すガわち電
子放射性熱陰極２により熱電子が放射されると、陽極４
との間に正電界が印加されているため、熱電子は加速さ
れる。そして、陽極４は粗いメ、Ｖシュ伏または格子状
であるため、熱電子の大半ｔまそのまま陽極４を通り抜
けて、陽極４と第２の陰４′Ｍ３によ多形成される減速
電界域へ入る。

ここでは熱電子は減速を受け、第２の陰極３の直前で失
速し速度が０となる。すると今度は陽極４と第２の陰ｗ
Ｓａ間に加わる正電界で、上記方向とは逆方向に加速さ
れ再び陽極４に達し、陽極４を通り抜ける。以下、陽極
４と第１の陰極２は上記と同様に減速電界となるため、
熱電子は減速し、第１の陰極２の直前で再び反転し、陽
極４に向う。

以降この動作を繰シ返し、熱電子は陽極４を中心に電気
振動する。

而して、外管ｌで形成される気密空間に水銀を封入し、
外管ｌの内面にハロリン酸カルシウムの如きけい光体５
を塗布した場合、水銀の一部は管壁最冷温度に相応した
蒸気圧の気体とするため、管内は常温では数ｍＴｏｒｒ
近くの気圧で存在　している。今、陽極４と両陰極２．
３間のそれぞれの電圧及び寸法関係を、電子の平均運動
エネルギが５　ｅＶ程度になるように設計すると、上述
の電気振動による何回もの往復運動の中で、電子は効率
よく気体水銀原子を６３Ｐ１の共鳴励起準位（中性の基
底準位より約４０ｇ　ｅＶ高い準位）へ励起せしめるこ
とができる。かかる励起は直ちに２５４ｎｍの紫外線を
放射し、外管ｌの内面に塗Ｔｌｉせるけい光体５によシ
可視光に変換され放射される。従って、水銀の如き放射
気体との衝突確率が飛躍的に増大し、従来の方式に比べ
極めてコンパクトな構成で、しかも高効率の放射（発光
）を可能とした光放射電子管を提供できる。

第２図は本発明に係る基本構成を示す回路図で、商用交
流電源８にトランス９を介して全波整流器ｌＯを接続し
、該整流器ｌＯの正の出力端を抵抗６を介して光放射電
子管の陽極４に接続すると共に、負の出力端を両陰１ｆ
ｉ２．３に接続したものである。

このように構成することによシ、全波整流された直流電
圧（第３図（６）参照ノの脈動電圧レベルに応じ、熱電
子放射性陰極２よりの放出電子のエネルギが第３図ｔｃ
＋に示すように変化する。今、管内に前述の如く数ｍＴ
ｏｒｒの水銀気体が存在し、　トランス９等によシ降圧
されたＩＯ”ｌ’程度の脈動電圧が印加されているとす
ると、最大電子エネルギも５〜１ＯｅＶ程度に達する。

そうすると、第３図ｔｄｌにおいて斜線で示す辺シの時
間帯（同図においてＴで示すうでは、前述のように気体
水銀原子を共鳴励起準位へ極めて高い確率で励起せしめ
、２５４ｎｍの紫外線を十分効率よく放射する。

なお、本発明は上述の基本構成に係る電子管及び回路構
成に限定されないのは勿論である。

（発明の効果ン 本発明は上記のように、メツシュ状の陽極に対して、少
なくとも一方が熱電子放射性を有する一対の陰極を対称
的に配置し、上記熱電子放射性陰極よシ放出せる電子を
上記陽極に対して往復振動させることにより、管内に封
入せる低気圧の放射気体との衝突確率を飛躍的に増大せ
しめて成る光放射電子管の上記陽極に、交流電源に接続
した全波整流回路の正の出力端を接続すると共に、上記
両陰極に負の出力端を接続し−Ｃ成るので、その回路構
成は極めて簡便であり、しかも高効率な放射（発光］を
得ることができる光放射電子管の制御方式を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる光放射電子管の基本（Ｎ成を示
す概念図、第２図は本発明に係る基本構成を示す回路図
、第３図は同上の動作波形図である。 ｌ・・・外管、２．３・・・陰極、４・・・陽極、５・
・・けい光体、６・・・抵抗、８・・・商用交流電源、
１０・・・全波整流器。 特許出願人 松下電工株式会社 代坤人弁理士　竹　元　敏　丸 （ほか２名〕 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１Ｊ　メツシュ状の陽極に対して、少なくとも一方が
   熱電子放射性を有する一対の陰極を対称的に配置し、上
   記熱電子放射性陰極よシ放出せる電子を上記陽極に対し
   て往復振動させると−とにより、管内に封入せる低気圧
   の、放射気体との衝突確率を飛躍的に増大せしめて成る
   光放射電子管の上記陽極に、交流電源に接続した全波整
   流回路の正の出力端を接続すると共に、上記両陰極に負
   の出力端を接続して成る光放射電子管の制御方式。