JPH067457B2 - 電子増倍器をそなえた陰極線管 - Google Patents

電子増倍器をそなえた陰極線管

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JPH067457B2
JPH067457B2 JP60021594A JP2159485A JPH067457B2 JP H067457 B2 JPH067457 B2 JP H067457B2 JP 60021594 A JP60021594 A JP 60021594A JP 2159485 A JP2159485 A JP 2159485A JP H067457 B2 JPH067457 B2 JP H067457B2
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cathode ray
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子発生装置と陰極螢光スクリーンの間に配
設された板状チャネル電子増倍器を内部に有する容器を
そなえ、この電子増倍器は、孔を有するｎ個の板状ダイ
ノードより成り、これ等のダイノードは、間隔保持材に
よって互いに分離され、隣接ダイノードの孔が一列にそ
ろったチャネルを形成するように縦続配設された陰極線
管に関するものである。
英国特許明細書第1434053号には穿孔金属シートの形の
個別の導電性ダイノードが開示されており、このダイノ
ードは前記のダイプの電子増倍器に使用することができ
る。この既知のダイノードは、二次電子放出による電子
増倍を生じる孔列を有し、この孔列は、ダイノードの厚
さを通じて軸方向に見ると、ダイノードの対向表面にお
ける入力および出力断面が該ダイノードの厚みの中央の
断面よりも小さいように内曲状列えば凹面の形をしてい
る。普通のエッチング技法で内曲状の孔をつくることは
難かしいので、収斂する孔を有する２つのシートをつく
り、大きい方の直径の開口している面が互に接するよう
にこれ等を背中合せに配してダイノードをつくるのが普
通である。
多段電子増倍器をつくる場合にはこのようなダイノード
を複数積層し、これ等のダイノードを間隔保持材によっ
て互に分離するがダイノードの孔は一列にそろうように
する。入力ダイオードはダイノードの半分を形成するシ
ートでもよく、また同様にダイノードの半分を出力に配
設し、集束電極を形成するか或いはまたカラーテレビジ
ョン電極に対する装置を形成するようにしてもよい。
一般的にダイノードの孔の入力および出力断面は等し
く、その直径はダイノードの厚さに相当する。したがっ
て例えは770μｍのピッチで孔を有するダイノードは、
直径300μｍの入力および出力断面をもった内曲状の孔
と300μｍのダイノード厚を有するが、これは１つのダ
イノードを形成する２つのシート厚さは夫々150μｍで
あることを意味する。このようなダイノードは取扱が適
度に容易であり、積層として組立てて板状チャネル電子
増倍器を形成するとかなり強固である。
積層ダイノード電子増倍器を表示装置の一部として用い
る場合には、解像度はダイノードの孔のピッチに左右さ
れる。例えば対角線300mmのスクリーンを有する表示管
の場合には、理想的にいえば孔のピッチは250μｍ台で
孔の入力および出力直径は100μｍ台であるべきである
が、これはダイノードの厚さが100μｍでシートの厚さ
が50μｍでなければならないことを意味する。このよう
な厚さのシートおよびダイノードは取扱が難しく、更に
積層したダイノード電子増倍器は余り強固ではなく、マ
イクロホニィに悩まされることがある。
本発明の目的は、入力（または出力）孔の断面の実験上
の関係が材料の厚さと同じに保たれた場合よりも取扱が
容易な高解像ダイノードの積層で形成された電子増倍器
を有する陰極線管を得ることにある。
本発明の特徴とするところは、少なくとも２番目から(n
-1)番目のダイノードにおいては、そこにある孔は夫々
該ダイノードの厚さの範囲内の内曲部分を有し、この内
曲部分の軸方向に隔たった両端は入力部分と出力部分と
によってダイノードの夫々の対向表面より難され、入力
および出力部分とつながる内曲部分の前記の軸方向に隔
たった両端の断面は夫々この軸方向に隔たった両端の中
間の断面よりも小さいことにある。
各孔入力および出力部分を設けることにより、シートの
厚さ全体に延在する内曲した孔をもって高解像ダイノー
ドをつくった場合よりも厚く取扱いが容易な材料のダイ
ノードをつくること可能である。
ダイノードの所望の性能を維持するために、入力部分と
出力部分の断面は等しく、内曲部分の軸方向の長さは入
力部分および出力部分の直径の１つと等しい。
若し必要ならば、孔の入力部分を内曲部分の方向に収斂
させ、孔の出力部分を内曲部分から遠ざかる方向に拡散
させてもよい。代わりに各孔の入力および出力部分を断
面円筒状としてもよい。
ダイノードは、互いに物理的および電気的に接触して配
設された２つの穿孔シートより構成することができる。
各シートの孔は両側からのエッチングによって形成して
もよい。
各孔はその縦軸に対して同軸にされる。その上ダイノー
ドの表面における入力および出力部分の断面は等しくさ
れる。
以下の添付の図面を参照して実施例によって説明する。
第１図において、公知のダイノード10は、複数の内曲状
例えば樽状の孔12を有する有孔の板部材を有する。前記
の孔は一般にその縦軸およびダイノードを通る中正面に
関して対称である。入力および出力直径d1とd2は同一
で、孔12内の直径d3よりも小さい。前記の孔の入力／出
力直径d1またはd2はダイノード10の厚さＸと等しいのが
普通で、したがって１：１の縦横比をもつと考えてよ
い。例として厚さＸ＝300μｍのダイノードでは、直径d
1およびd2＝300μｍで孔のピッチＰは770μｍである。
単一のシートに内曲状の孔をエッチングするのは困難な
ので、ダイノード10を２枚の金属材料のシート14,16よ
りつくるのが普通である。この材料は、ベリリウム／銅
合金のよいな公知の二次放出物質または二次放出は少な
いが安価な軟鋼のような物質でよい。収斂するまたはテ
ーパをもった孔をシート14,16にエッチし、次いで大き
い方の直径の開口を対面させて背中合わせに配設する。
ダイノードの材料が軟鋼のような二次放出の少ない物質
の場合には、酸化マグネシウムのような二次放出物質を
孔12に付着することができる。
前に挙げた例の場合ならば各シート14,16の厚さは150μ
ｍとなる。このようなシート取扱いが容易であり、スペ
ーサを介してダイノードの積層を集めて組立てて積層電
子増倍器を形成すると、このアッセンブリはかなり強固
なものである。けれども、高い解像度を有するダイノー
ドをつくる場合にはピッチＰが小さく、入力および出力
直径d1とd2も小さくなければならず、このことは厚さＸ
が小さいことを意味する。したがって、ピッチが250μ
ｍで直径d1とd2が100μｍの場合前記の縦横比を保てば
厚さＸは100μｍとなり、シート14,16の厚さは50μｍで
なければならない。このようなシートは取扱が困難であ
る。
第２図と第３図は高い解像度をもつことができるにも拘
わらず厚く取扱が容易なシートでつくることができるダ
イノード10の２つの実施例を示す。これ等の実施例で
は、孔12の輪郭は、対向表面17と18間に、該輪郭が収斂
する入力部分20、拡散する出力部分22および内曲した中
間部分24より成るようなものである。中間部分と入力部
分および出力部分との間に夫々できた頚部26,28は、こ
れ等の頚部の中間の直径d3より小さいが該頚部26,28間
の軸方向の距離Ｔと略等しい同じ直径d1とd2を有する。
したがって、電子増倍が生じる中間部分24は１：１の縦
横比を保つ。けれども、テーパをつけた入力および出力
部分20,22をもつことによって、隣接したダイノード間
に有効なゲインが得られるように電界を与えながらダイ
ノードの厚さＸを増すことが可能である。したがって、
d1=d2=Ｔが150μｍならば、この場合Ｘ=200μｍは、各
シート14,16の厚さを前記の入力部分および出力部分，2
0,22が夫々ない場合の75μｍではなくて100μｍとする
ことができる。このためシート14,16は取扱いが容易に
なる。
第２図のダイノード10をつくるには、各シート14,16は
この実施例では２重収斂孔を形成するために両側（doub
le sided）エッチングを受ける。これ等のシート14,16
は背中合わせに組立てられて第２図のダイノード10を形
成する。若しシートが二次放出の少ない物質例えば軟鋼
ならば、シート14,16を組立てる前に酸化マグネシウム
のような良好な二次放出物質を２つのシートの少なくと
も出力部分22を有する方の電子増倍部分内に設ける。
図示したように孔12は夫々の縦軸に関して同軸であり、
ダイノードの表面におけるそれ等の断面は同じである。
入力、出力および中間部分20,22および24は夫々略々球
状または楕円体状の形を有する。けれども第３図に示し
たように中間部分24はこれとは別の円状対称内曲形を有
してもよい。
第4A図と第4B図は第２図の２つの変形実施例で入力およ
び出力部分20,22を夫々テーパをもたない円筒状とした
ものである。この２つの実施例の相違点は入力および出
力部分20,22の軸方向の長さＬが第4B図の方が第4A図よ
りも長いことである。コンピュータ光線追跡（computer
ray tracing）実験によると、d1=d2=Ｔ＝300μｍとし
た装置の場合には300Vのダイノード間電圧において適正
なステージゲインを得るためにＬは100μｍまでの値を
とり得ることがわかった。d1,d2およびＴの値をそのま
まにしてＬの値をそれより大きくすると、二次電子の軌
跡が軸に対しより近く偏向されしたがって後続のダイノ
ードに衝突しないので、ステージゲインは急激に低下す
ることがわかった。
エッチャントはそれが物質内に浸入する時に孔のわきを
浸食し易いので、金属に円筒状の孔をエッチするのは一
般に困難である。けれどもこれは非金属材料では必ずし
も起きるとは限らず、テーパ部分とつながる円筒状部分
を有する孔は「Fotoform」（登録商標）ガラスのような
ガラスにエッチすることができ、次いでこれを金属化し
て半部ダイノードを形成する。
第５図は、収斂孔32を有する入力ダイノード30と拡散孔
36を有する出力ダイノード34を第２図に示したタイプの
ダイノードと積層した電子増倍構造を示す。入力および
出力ダイノード30,34は典型的にはダイノード10の厚さ
の半分である。これ等のダイノードは、ダイノード程導
電性はなく典型的には絶縁物質を含む間隔保持材によっ
て互いに分離されている。この間隔保持材は図ではバロ
ティニィ（ballotini）38または英国特許第2023332号に
記載されたようにして用いることのできるその他の個別
のスペーサを有する。
連続したダイノード間には使用時略々一定の電位差が保
たれ、出力ダイノード34が最も高い電圧にある。ステー
ジ当りの正確な電圧は、各ダイノードから満足のいくゲ
インを得ることに関係する。このゲインは最終的には電
子の数によって決まり、この電子はダイノードに衝突し
て二次電子を発生し、この二次電子が次のダイノードに
衝突し、これを繰り返して行く。必ずしも全部の電子が
次のダイノードの二次電子放出面に衝突するわけではな
く、或るものは次のダイノードの孔を通過し、電子増倍
器を去る。次のダイノードの二次電子放出面に当たる二
次電子の総数の割合は、内曲孔の軸方向の長さＴ、入力
および出力部分20,22の軸方向の長さＬおよび隣接ダイ
ノード間の間隔Ｓ並びに連続したダイノード間の電圧差
によって決まる。したがって、電子増倍はT,L,Sおよび
ダイノード電圧の色々な値で生じるというのは間違いで
はないが、それ等の値が必ずしもすべて許容ゲインを与
えるものとは限らない。実験の結果許容ゲインは次のよ
うな電子増倍器によって得られることがわかった。
１．300Vのステージ電圧の場合、ピッチP=270μｍ，T=3
00μｍ，L=100μｍおよびS=100μｍ ２．400Vのステージ電圧の場合、ピッチP=770μｍ，T=3
00μｍ，L=100μｍおよびS=150μｍ ここに２番目の実施例は300V／ステージで働く場合には
許容ゲインは得られず、このことから間隔Ｓが増加する
とステージ当りの電圧は増加せねばならずまた逆も成立
つという結論が得られる。
別の実験ではステージ当りの電圧、ＴおよびＳが一定に
保たれ、性能が許容以下にな迄Ｌが変えられた。
これ等の実験は次のことを示す。即ち、電界だけを考慮
すべきなのでこの場合寸法Ｔ，ＬおよびＳは特定のダイ
ノード間電圧に対して寸法を決めることができ、したが
て前述の電子増倍器10の場合には高解像ダイノードを50
%の倍率とし、ステージ電圧300VはそのままとしてP=387
μｍ、T=150μｍ、L=50μｍおよびS=50μｍとすること
ができる。この場合にはX=T+2L=150+100=250μｍなので
シートの厚さは125μｍであり、この厚さは取扱が比較
的容易である。
第６図はチャネル電子増倍器42を有する陰極線管40の例
を示す。この陰極線管40は電子ビーム46を発生する電子
銃44を有し、この電子ビームは電磁偏向装置48により電
子増倍器42の入力側に亘って走査される。陰極螢光スク
リーン50がフェースプレート52上に設けられているが、
このスクリーンは電子増倍器42の出力側から略々10mmの
ところにある。電子増倍器42とスクリーン50との間には
加速電界が与えられる。
前述の電子増倍器は欧州特許第0070060号に記載された
にうな平らな陰極線管も含めて他のタイプの陰極線管に
もちいることもできる。更にこの電子増倍器は光電陰
極、電子増倍器および出力電極をそなえた光電子増倍管
の電子増倍器として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は公知のダイノードの一部の断面図、 第２図と第３図は本発明の陰極線管に使用するテーパ孔
を有するダイノードの異なる実施例を示す一部の断面
図、 第4A図と第4B図は円筒状孔を有するダイノードの異なる
実施例を示す一部の断面図、 第５図は積層板状電子増倍器の一部の断面図、 第６図は本発明の電子増倍器を有する陰極線管の一実施
例の線図的な断面図である。 12…内曲状の孔 14,16…シート 20…入力部分 22…出力部分 26,28…頚部 30…入力ダイノード 36…出力ダイノード 38…間隔保持材 42…チャネル電子増倍器 44…電子銃 46…電子ビーム 50…陰極螢光スクリーン 52…フェースプレート

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電子発生装置と陰極螢光スクリーンの間に
    配設された板状チャネル電子増倍器を内部に有する容器
    をそなえ、この電子増倍器は孔を有するｎ個の平板のダ
    イノードより成り、これ等のダイノードは、間隔部材に
    よって互いに分離され、隣接ダイノードの孔が一列にそ
    ろったチャネルを形成するように縦続に配設された陰極
    線管において、少なくとも２番目から(n-1)番目のダイ
    ノードにおいては、そこにある孔は夫々該ダイノードの
    厚さの範囲内の内曲部分を有し、この内曲部分の軸方向
    に隔たった両端は入力部分と出力部分とによってダイノ
    ードの夫々の対向表面より離され、前記の入力および出
    力部分とつながる内曲部分の軸方向に隔たった両端の断
    面は夫々この軸方向に隔たった両端の中間に断面よりも
    小さいことを特徴とする電子増倍器をそなえた陰極線
    管。
  2. 【請求項２】各孔の軸方向に隔たった両端の断面は等し
    く、内曲部分の軸方向の長さは前記の隔たった両端の孔
    の直径と等しい特許請求の範囲第１項記載の電子増倍器
    をそなえた陰極線管。
  3. 【請求項３】各孔の入力部分は内曲部分に向って収斂
    し、前記各孔の出力部分は、内曲部分より遠ざかる方向
    に拡散する特許請求の範囲第１項または第２項記載の電
    子増倍器をそなえた陰極線管。
  4. 【請求項４】各孔の入力および出力部分は円筒状である
    特許請求の範囲第１項または第２項記載の電子増倍器を
    そなえた陰極線管。
  5. 【請求項５】各孔の入力および出力部分の軸方向の長さ
    は等しい特許請求の範囲第１項から第４項の何れか１項
    記載の電子増倍器をそなえた陰極線管。
  6. 【請求項６】２番目から(n-1)番目の各ダイノードは、
    物理的および電気的に接触する２つの穿孔シートより成
    る特許請求の範囲第１項から第５項の何れか１項記載の
    電子増倍器をそなえた陰極線管。
  7. 【請求項７】各シートの孔は両側からのエッチングによ
    り形成された特許請求の範囲第６項記載の電子増倍器を
    そなえた陰極線管。
  8. 【請求項８】各孔はその縦軸に対して同軸である特許請
    求の範囲第１項から第７項の何れか１項記載の電子増倍
    器をそなえた陰極線管。
  9. 【請求項９】ダイノードの表面における入力部分と出力
    部分の断面は等しい特許請求の範囲第１項から第８項の
    何れか１項記載の電子増倍器をそなえた陰極線管。
  10. 【請求項１０】２番目から(n-1)番目のダイノードの孔
    は中心横断面に対して対称な特許請求の範囲第１項から
    第９項の何れか１項記載の電子増倍器をそなえた陰極線
    管。
  11. 【請求項１１】孔の断面は円形である特許請求の範囲第
    １項から第10項の何れか１項記載の電子増倍器をそなえ
    た陰極線管。
  12. 【請求項１２】孔の入力、内曲および出力部分は球状ま
    たは楕円体状の形を有する特許請求の範囲第５項または
    第11項記載の電子増倍器をそなえた陰極線管。
  13. 【請求項１３】１番目のダイノードは、２番目のダイノ
    ードの方向に傾斜され且つ収斂された形の孔を有する特
    許請求の範囲第１項から第12項の何れか１項記載の電子
    増倍器をそなえた陰極線管。
  14. 【請求項１４】ｎ番目のダイノードは、(n-1)番目のダ
    イノードから遠ざかる方向に傾斜され且つ拡散された形
    の孔を有する特許請求の範囲第13項記載の電子増倍器を
    そなえた陰極線管。
JP60021594A 1984-02-08 1985-02-06 電子増倍器をそなえた陰極線管 Expired - Lifetime JPH067457B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB08403298A GB2154053A (en) 1984-02-08 1984-02-08 High resolution channel multiplier dynodes
GB8403298 1984-02-08

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Publication Number Publication Date
JPS60182642A JPS60182642A (ja) 1985-09-18
JPH067457B2 true JPH067457B2 (ja) 1994-01-26

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60021594A Expired - Lifetime JPH067457B2 (ja) 1984-02-08 1985-02-06 電子増倍器をそなえた陰極線管

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US (1) US4626736A (ja)
EP (1) EP0151502B1 (ja)
JP (1) JPH067457B2 (ja)
KR (1) KR920003142B1 (ja)
CA (1) CA1232005A (ja)
DD (1) DD232787A5 (ja)
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