(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源であるエミッタと電子を電界放射させるための引き出し電極と引き出された電子を加速するための加速電極を備え、各電極に印加する電圧を高電圧絶縁アンプより制御するように構成した電界放射型電子銃において、電圧を制御するコントロールデータと、電圧のゲインを調整するゲイン調整データと、前記コントロールデータと前記ゲイン調整データとを掛け合わせるマルチプレクサと、前記マルチプレクサの出力データを伝送する光ケーブルと、前記光ケーブルを介して伝送されるデータを受け取って電圧を発生する電圧発生手段と、前記電圧発生手段により発生した電圧を所定のゲインで増幅する増幅手段とを高電圧絶縁アンプに備えたことを特徴とする電界放射型電子銃。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子源であるエミッタと電子を電界放射させるための引き出し電極と引き出された電子を加速するための加速電極を備え、各電極に印加する電圧を高電圧絶縁アンプより制御するように構成した電界放射型電子銃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は電界放射型電子銃の従来の構成例を示す図であり、３０はＦＥＧ用高電圧電源、３１は引き出し電圧用絶縁アンプ、３２は加速電圧発生用絶縁アンプ、３３はコントロールデータ、３４はコントロールデータ受け取り回路、３５はコントロールデータ増幅回路、３６はコントロールデータ伝送用光ケーブル、ＶＲはゲイン調整回路、ＶＲＥＦは加速電圧用リファレンス、４０はＦＥＧ、４１はエミッタ、４２は引き出し電極、４３は加速管を示す。
【０００３】
一般に、電界放射型電子銃ＦＥＧ４０は、図２に示すようにエミッタ４１と呼ばれる電子源、電子を電界放射させるための引き出し電極４２、引き出された電子を加速するための加速電極で構成され、特に、ＤＣ１００ｋＶ以上の高加速の場合には、加速電極が集合した加速管４３が用いられる。かかるＦＥＧ４０の各構成要素であるエミッタ４１、引き出し電極４２は、加速電圧発生用絶縁アンプ３２より加速管４３に印加される加速電圧に重畳しているので、その引き出し電圧のコントロールには、引き出し電圧用絶縁アンプ３１のような高電圧絶縁アンプが必要になる。
【０００４】
引き出し電圧用絶縁アンプ３１は、高電圧絶縁のため、絶縁ガス等が封入された、ＦＥＧ用高電圧電源３０の中に設置される。そして、そのコントロールデータ３３は、コントロールデータ伝送用光ケーブル３６を介してコントロールデータ受け取り回路３４に伝送され、ここで、数Ｖのアナログ電圧に変換され、コントロールデータ増幅回路３５でコントロールデータ３３の値に対応した、例えば０〜８ｋＶの高電圧に増幅される。この高電圧出力の安定化は、最終的にゲイン調整回路ＶＲによるゲイン調整を行って実現している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、引き出し電圧用絶縁アンプ３１は、先に述べたように絶縁ガス等が封入された、ＦＥＧ用高電圧電源３０の中に設置されるため、ゲイン調整回路ＶＲによりゲイン調整を行おうとすると、その都度、ＦＥＧ用高電圧電源３０を開けなければならないという問題がある。ＦＥＧ用高電圧電源３０を開けると、絶縁ガスを用いた場合には真空引きしたり、絶縁油を用いた場合には脱泡処理をしたりしなければならないため、ゲイン調整の都度、手間がかかる。さらには、このような手間だけでなく、加速電圧を印加してしまうというような事故の可能性があるため、安全性に非常に大きな問題を有している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、封入されたＦＥＧ用高電圧電源を開けなくても高電圧絶縁アンプのゲイン調整が行えるようにするものである。そのために本発明は、電子源であるエミッタと電子を電界放射させるための引き出し電極と引き出された電子を加速するための加速電極を備え、各電極に印加する電圧を高電圧絶縁アンプより制御するように構成した電界放射型電子銃において、電圧を制御するコントロールデータと、電圧のゲインを調整するゲイン調整データと、前記コントロールデータと前記ゲイン調整データとを掛け合わせるマルチプレクサと、前記マルチプレクサの出力データを伝送する光ケーブルと、前記光ケーブルを介して伝送されるデータを受け取り電圧を発生する電圧発生手段と、前記電圧発生手段により発生した電圧の所定のゲインで増幅する増幅手段とを高電圧絶縁アンプに備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明に係る電界放射型電子銃の実施の形態を示す図であり、１０はＦＥＧ用高電圧電源、１１は引き出し電圧用絶縁アンプ、１２は加速電圧発生用絶縁アンプ、１３はコントロールデータ、１４はコントロールデータ受け取り回路、１５はコントロールデータ増幅回路、１６はコントロールデータ伝送用光ケーブル、１７はゲイン調整データ、１８はマルチプレクサ、ＶＲＥＦは加速電圧用リファレンス、２０はＦＥＧ、２１はエミッタ、２２は引き出し電極、２３は加速管を示す。
【０００８】
図１において、コントロールデータ１３は、例えば０〜８ｋＶの範囲で引き出し電圧を制御する、１２ビットのデータであり、ゲイン調整データ１７は、コントロールデータ１３で制御される引き出し電圧のゲイン調整を行う、例えば４ビットのデータである。マルチプレクサ１８は、コントロールデータ１３とゲイン調整データ１７とを掛け合わせるための回路であり、この掛け合わせたコントロールデータ（例えば１６ビット）がコントロールデータ伝送用光ケーブル１６を介して高電圧側のコントロールデータ受け取り回路１４に伝送される。
【０００９】
コントロールデータ受け取り回路１４は、コントロールデータ伝送用光ケーブル１６を介して伝送されてきたデジタル値によるコントロールデータを、例えば数Ｖのアナログ電圧に変換（Ｄ／Ａ変換）して出力する電圧発生手段であり、コントロールデータ増幅回路１５は、コントロールデータ受け取り回路１４の出力電圧を数Ｖから引き出し電極２２に印加する数ｋＶの電圧に増幅するものである。
【００１０】
すなわち、マルチプレクサ１８により、引き出し電圧を制御するコントロールデータ１３にゲイン調整データ１７を掛け合わせることにより、例えば０．９〜１．１の範囲でゲイン調整して、コントロールデータ増幅回路１５から最終的に安定化した引き出し電圧を発生させ、引き出し電極２２に印加する。
【００１１】
例えばコントロールデータ１３により引き出し電圧を８ｋＶに制御する場合の動作は、まず、コントロールデータ１３を８ｋＶ、ゲイン調整データ１７を「１．０」に設定して、引き出し電極２２に引き出し電圧を印加する。そして、目標の引き出し電圧の範囲に入らずゲイン調整が必要な場合には、ゲイン調整データを０．９〜１．１の間で調整する。このゲイン調整は、ゲイン調整データをＦＥＧ用高電圧電源１０の外側からツマミやダイヤル等の操作、テンキー入力等で変化させることにより行う。このゲイン調整により、８ｋＶと０．９〜１．１とを掛け合わせたコントロールデータ（例えば１６ビット）がマルチプレクサ１８からコントロールデータ伝送用光ケーブル１６を介して高電圧側のコントロールデータ受け取り回路１４に伝送されるので、従来のゲインコントローラによるゲイン調整と同様に引き出し電圧を目標の範囲に入るように調整することができる。したがって、従来のゲインコントローラが不要となる。
【００１２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、１２ビットの設定データと４ビットのゲイン調整データとを掛け合わせ１６ビットのデータを伝送する例を示したが、このようなデータのビットサイズは設計に応じて適宜選択、設定可能であることはいうまでもない。また、引き出し電圧用絶縁アンプの構成に基づいて説明したが、加速電圧発生用絶縁アンプにも同様の構成を採用してもよい。
【００１３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高電圧絶縁アンプのコントロールデータ伝送用光ケーブルで結合された低圧側でゲイン調整データを変化させ、高電圧側の電圧を調整するので、従来の装置で用いていたゲインコントローラが不要となる。したがって、外部からのゲイン調整データの設定を変更するだけでよく、ゲイン調整の都度、高電圧電源を開ける必要がなくなる。しかも、ゲイン調整の手間を大幅に軽減することができ、加速電圧を印加してしまうような事故を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電界放射型電子銃の実施の形態を示す図である。
【図２】電界放射型電子銃の従来の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０…ＦＥＧ用高電圧電源、１１…引き出し電圧用絶縁アンプ、１２…加速電圧発生用絶縁アンプ、１３…コントロールデータ、１４…コントロールデータ受け取り回路、１５…コントロールデータ増幅回路、１６…コントロールデータ伝送用光ケーブル、１７…ゲイン調整データ、１８…マルチプレクサ、ＶＲＥＦ…加速電圧用リファレンス、２０…ＦＥＧ、２１…エミッタ、２２…引き出し電極、２３…加速管
【図１】
0003542904.tif 000002
【図２】
0003542904.tif 000003