JPH0531266B2 - - Google Patents

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、両カソード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）。上記両カソード２ａ，２ｂ
の略中間にはメツシユ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によつて
印加される。上記直流電圧の大きさは、一方のカ
ソード２ａに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０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０に
なつ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，２
ｂ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
いうことがわかつた。

（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。

第２図は、本発明の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
ると共に、カソード２ａ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、
L₁＜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、上記第１、第２のカソード２ａ，２ｂ
のそれぞれの両端には加熱用電源６が接続され、
第１のカソード２ａとアノード３との間には直流
電源５が接続され、封入原子を充分に電離できる
だけのエネルギーを電子が持つような電圧を与え
る。また、第１のカソード２ａと第２のカソード
２ｂとの間には直流電源７が接続され、封入原子
を励起させるに最適なエネルギーを持つような電
圧（電離電圧より低い）を与える。

次に、動作を第３図により説明する。

第１のカソード２ａから直流電源５によつてア
ノード３に向かつて引き出された電子は、アノー
ド３を通過した後、封入原子と衝突し封入原子を
電離させる。その場合、電離して後、電子、イオ
ンの両方にとつての加速的な電界が存在しないた
め、引き続いての電離を起こさない。つまり、電
流−電圧特性は正となる。そして、電離によつて
空間が中和されると、第２のカソード２ａから電
源７により電子が第１のカソード２ａの方向に加
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はない。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
起させながら第１のカソード２ａの方向へドリフ
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。

なお、励起を引き起こすための電圧は、第４図
に示すように交流電源９より得てもよく、このよ
うに構成することにより、半サイクル毎に陰極と
陽極が変化するため、直流点灯において発生しが
ちであるカタフオレシスを防止できるという付加
的な効果もある。

（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、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、上記カソ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
子管であつて、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１のカソードと第２のカソード間
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、電流制限要素が不要で、
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図は本発明の原
理図、第３図は同上の動作説明図、第４図は本発
明の異なる実施例を示す原理図である。 １……管体、２ａ，２ｂ……カソード、３……
アノード、５，６，７，９……電源。

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、上記カ
   ソ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つて、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１のカ
   ソードと第２のカソ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。