JPS61284050A - 光放射電子管 - 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、管内に封入した光放射気体を電子との衝突に
より、励起させ、光を管外へ放射する光放射電子管に関
する。

（背景技術） 先行技術として、例えば、特願昭５８−１０６２３０号
に示すようなランプがある。

かかるランプは第１図に示すように、所望の光放射（こ
こにいう光放射とは、紫外線放射および赤外線放射を含
む）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管体１の内部には、一対の−カ
ソード２ａ、２ｂが配設されており、両力ソード２ａ、
　　２ｂの少なくとも一方は熱電子放射型である（説明
の都合上、同図において左側のカソード２ａを熱電子放
射型のカソードとする）。上記両力ソード’ｌａ、　　
２ｂの略中間にはメツシュ状あるいは格子状の如き電子
通過性のアノード３が配設されている。また、管体１の
内部には希ガスあるいは蒸気化水銀の如き電子の衝突に
より励起され、光を放射しうる低圧の光放射気体が封入
されている。そして、アノード３とカソード２ａ、２ｂ
との間にはそれぞれ直流電圧が・抵抗４を介して直流電
源５によって印加される・上記直流電圧の大きさは、一
方のカソード２ａより放出された熱電子を加速すると共
に・ビーム状に形成してアノード３に到達させ、アノー
ド３を通過した後は減速し、他方のカソード２ｂに到達
する直前で速度がＯになるように設定されている。

次に、このように構成されたランプの動作を簡単に説明
すると、熱電子放射型のカソード２ａより放出された電
子は電界により加速され、その大半はそのままアノード
３を通過し、減速電界域に入り、カソード２ｂの直前で
失速し、速度がＯになった電子は逆向きに加速される。

このように、電子はアノード３を中心に往復運動し、封
入された物質（例えば、蒸気化水銀）に何度も衝突し励
起発光を引き起こすので、より効率良く紫外線放射が成
され、発光効率の高いランプが得られるというものであ
る。

しかしながら、アノード３とカソード２ａ、２ｂの距離
が長いと、その間で電子は水銀原子と衝突するため、か
なり高い電圧を与えてやらなければアノード３を通過し
ない。しかも、その場合、電流−電圧特性は負となり、
一般の放電灯と同様に電流制限要素が必要になり、一般
の放電灯と差異がなくなる。また、電圧が低いと電子と
水銀原子との非電離衝突のため空間電荷が生じ、電子は
アノード３を通過しない。

一方、アノード３とカソード２ａ、２ｂの距離が短いと
、上記の理論通りの現象は生じうるが、発光領域自体が
小さいので、−全体の光束が低いということがわかった
。

（発明の目的） 本発明は、上記問題点を改善するためになされたもので
、その目的とするところは、光放射電子管としての特徴
、つまり電流−電圧特性が正であるという特徴を生かし
、かつ、より発光効率の高いランプを提供するにある。

（発明の開示） 本発明は、内部に低圧の光放射気体が封入され光放射に
対して透光性を有する管体と、該管体内に配設された２
つの熱電子放射型のカソードと、電子通過性のアノード
とを具備して成る光放射電子管において、電流−電圧特
性を正とすることにより電流制限要素を不要とすると共
に、より高い発光効率が得られるようにしたものである
。

以下、本発明を実施例に基づき詳述する。

実施例１ 第２図は本発明の第１実施例に係る原理図を示すもので
、所望の光放射（ここにいう光放射とは、紫外線放射お
よび赤外線放射を含む）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管体１の内
部には、熱電子放射型の第１のカソード２ａが配設され
、該カソード２ａから距離Ｌ１の位置に電子通過性のア
ノード３が配設され、さらにアノード３から距離Ｌ２の
位置に熱電子放射型の第２のカソード２ｂが配設されて
いる。ここで、電子の平均自由行程をλとすると、Ｌ＋
＜λ＜Ｌ２なる関係がある。なお、管体１の内部には希
ガスあるいは蒸気化水銀の如き電子の衝突により励起さ
れ、光を放射しうる低圧の光放射気体が封入され、管体
１の内面には必要に応じて螢光体が被着される。そして
、カソード２ａ、２ｂのそれぞれの両端には加熱用電源
６が接続され、アノード３と第１のカソード２ａとの間
に直流電源５が接続されている。

次に、上記実施例の動作を第３図により、光放射気体が
水銀の場合を例に挙げ説明する。

第１のカソード２ａから直流電源５によってアノード３
に向かって引き出された電子は、アノード３を通過した
後、水銀原子と衝突し水銀原子を電離させる。それによ
って空間を電気的に中和させ、カソード２ａからの放出
電子を（空間電荷の影響を受けないで）管体１内全体へ
入射させ、管体１内全体の中和を維持させる。そのため
、入射電子のエネルギーは水銀原子の励起発光を引き起
こすにはかなり高いもの（十数ｅＶ）である。このエネ
ルギーの高い電子を、第２のカソード２ｂから放出され
た低エネルギーの熱電子（数ｅＶ以下）に衝突させるこ
とにより、それぞれの電子のエネルギーを平均化させる
。その平均化された工ネ、、ギー、５〜１０ｅＶ）が水
銀原子の励起発光に最適なものとなる。

ところで、第１のカソード２ａからの放出電子は水銀原
子を電離させるが、それは第１のカソード２ａとアノー
ド３の間ではほとんど生じない。

そのため、電流−電圧特性は正になり電流制限要素は不
要となる。

実施例２ 第４図は本発明の第２実施例に係る原理図を示すもので
、第１のカソード２ａと、そのカソード２ａから電子の
平均自由行程より短い位置に配設された電子通過性のア
ノード３との間に、封入原子を十分に電離できるだけの
エネルギーを電子がもつような電圧を与えると共に、ア
ノード３と、そのアノード３から電子の平均自由行程よ
り長い位置に配設された第２のカソード２ｂとの間に、
封入原子を励起させるのに最適なエネルギーをもつよう
な電圧（電離電圧より低い）を与えるようにしたもので
ある。なお、前記第１実施例と同等構成には同一符号が
付しである。

次に、上記実施例の動作を第５図を参照して説明する。

直流電源５によって第１のカソード２ａからアノード３
に向かって引き出された電子は、アノード３を通過した
後、封入原子に衝突し、封入原子を電離させる。その場
合、電離した後の加速的な電界が存在しないために、電
子なだれを引き起こさない。そして、電離により空間が
中和されると、第２のカソード２ｂからアノード３に向
かって直流電源７によって電子が加速される。この電圧
は封入気体を励起させるだけのもので、電離を引き起こ
すほど高くない。そのため、第２のカソード２ｂから放
出された電子は、途中で封入物質に衝突し、その封入物
質を励起させながらアノード３の方向ヘトリフトして行
く。この電子は電離を引き起こさないので、電流−電圧
特性は正になり電流制限要素は不要となる。

（発明の効果） 本発明は上記のように、内部に低圧の光放射気体が封入
され、光放射に対して透光性を有する管体と、咳管体内
に配設された熱電子放射型の第１のカソードと、該カソ
ードからの距離が電子の平均自由行程より短い位置に配
設された電子通過性のアノードと、該アノードからの距
離が電子の平均自由行程より長い位置に配設された熱電
子放射型の第２のカソードとを具備して成る光放射電子
管であって、上記第１のカソードとアノード間に光放射
気体を電離させるに充分な電圧を与えると共に、上記第
２のカソードとアノード間に光放射気体を励起させるに
最適な電圧を与え、電離を引き起こす電子と発光を引き
起こす電子を分離させたことにより、電流−電圧特性が
正で、しかも発光効率の高い光放射電子管を提供できた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の原理図、第２図は本発明の第１実施例
を示す原理図、第３図は同上の動作説明図、第４図は本
発明の第２実施例を示す原理図、第５図は同上の動作説
明図である。 １・・・管体、２ａ、２ｂ・・・カソード、３・・・ア
ノード、５．６．７・・・直流電源。 第１図 第２図 す 第３！ｉ！Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に低圧の光放射気体が封入され、光放射に対
   して透光性を有する管体と、該管体内に配設された熱電
   子放射型の第１のカソードと、該カソードからの距離が
   電子の平均自由行程より短い位置に配設された電子通過
   性のアノードと、該アノードからの距離が電子の平均自
   由行程より長い位置に配設された熱電子放射型の第２の
   カソードとを具備して成る光放射電子管であって、上記
   第１のカソードとアノード間に光放射気体を電離させる
   に充分な電圧を与えると共に、上記第２のカソードとア
   ノード間に光放射気体を励起させるに最適な電圧を与え
   たことを特徴とする光放射電子管。