(54) ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА ВЫССЖОГО РАЗРЕШЕНИЯ
Изобретение относитс к оптикоэлектронной технике и может быть использовано , в частности, дл проекцион- ных систем высокого разрешени на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), а такж в устройствах регистрации изображений .СЛюминесцирующих экранов. Известно устройство дл переноса изоб ражени коммутирующего светового п тна с люминесцентного экрана. В указанном устройстве дл уменьшени потерь света при переносе изображени дно электронно-лучевой трубки вы- .полнено в виде набора стекл нных нитевы микросветопроводов, а светочувствительный слой контактирует с внешней поверхностью дна . Недостатком подобных ЭЛТ вл етс невысокий коэффициент передачи контра:ста , обусловленный паразитной световой обратной св зью. при попадании излучающего элемента ломинофора на оболочку оптического волокна. . , Кроме того, разрешаюша способность ЭЛТ с волоконно-оптической планшайбой существенно зависит от положени излучающего элемента люминофора (на оболочке , на волокне или на оболочке и волокне одновременно). К недостаткам известных приборов следует отнести и то обсто тельство, что вьшускаемые в насто щее врем воло-г конно-оптические планшайбы имеют низкое качество, а сварка их со стеклом колбы без нарушени вакуумной плотности планшайбы вл етс сложной технической задачей. Известна также конструкци электрюв- но-лучевой трубки, содержащей электроды, вакуумную колбу, дно которой покрыто люминофором. Экран данной трубки обладает большой информационной емкостью, что имеет преимущество-при проектировании прецизионных сканирующих систем 2. Существенным недостатком изиестной ЭЛТ вл етс наличие паразитной световой обратной св зи в дне колбы и обус ловленное этим снижение коэффициента передачи контраста, что, в свою очеред приводит к снижению разрешающей способности ЭЛТ и не дает возможности полностью использовать информационную емкость экрана. Цель изобретени - повышение коэфф циента передачи контраста изображени Поставленна цель достигаетс тем, что в электронно-лучевой трубке высок го разр жени , содержащей электроды, вакуумную колбу, дно которой покрыто люминафором, наружна поверхность кол бы выполнена сферической с ради,усом, определ емым из соотношени . R|-z (0,-0,&)K где - диаметр,рабочей поверхности экрана; л( требуемый коэффициент переда чи контрастности. Причем, с целью устранени искажений линейных размеров изображени , трубка содержит плоско-вогнутую линзу примыкающую к наружной поверхности колбы и образующую с дном последкГей афокальную систему. На фиг. 1 предста ено схематическое изображение электронно-лучевой ,трубки; на фиг. 2 - схема, по сн юща способ оценки коэффициента передачи контраста в дне..колбы и св занный с этим радиус дна колбы. Электронно-лучева трубка содержит электроды 1, стекл нную колбу 2, с дном, на внутренней поверхности которого нанесен-люминофор 3, просветл ющие покрыти 4, и плоско-вогнутую линзу 5, вогнутой поверхностью обращенную к внещней поверхности дна колбы, выполненной сферической с радиусом R. Электронно-лучева трубка (ЭЛТ) высокого ра ешени работает следуюшим образом. Посредством электрического пол , приложенного к электродам 1, расположенным внутри стекл нной колбы 2, поток электронов, сфокусированный с помощью фокусирующей системы (не обозначенной), возбуждает элементарны участок люминофора 3. В результате этого энерги электронного потока 1фе. образуетс в световую. Считаетс , что лучистость поверхности возбужденного люминофора экрана одинакова/во всех направлени х полуСферы , тогда рас15)еделение силы излучени 3 поверхности подчин етс закону Ламберта. J -З сОб Световой йоток распростран етс из стекла в воздух и на границе раздела в направлени х под углами больщими ifipOlCSin г,подчин етс закону полного внутреннего отражени . В результате этого на изображение на экране ЭЛТ налагаетс световой паразитный фон, уменьшающий коэффициент передами контраста на дне стекл нной колбы ЭЛТ. Выполнение внешней поверхности дна сферической формы с радиусом f и просветл ющее покрытие 4 позвол ют значительно уменьшить долю отраженного на люминофор светового потока, т.е. снизить паразитную обратную световую св зь и повысить коэффициент передачи контраста .. Плоско-вогнута линза 5 совместно с выпуклой сферической поверхностью образует афокальную систему (сумма их оптических сил равна нулю) и позвол ет наблюдать (регистрировать) элементарный свет щийс участок люминофора 3 без увеличени , затрудн ющего создание изображени этого участка возможно минимальных размеров. Известно, что коэффициент контраста определ етс по формуле I/- Emax Emin . 1; Ь пщх ЛЕтах +tmin где Ejy,a и Е - соответственно максимальна и минимальна освещенность экрана. Световой поток с элементарной площадки раадел етс на поток, распростран ющийс в угле 23f(f - Сбб i np)tu, стерадиан и в угле 25Гсо4.пр. Фср стерадиан, где I пр, - угол полного внутреннего отражени равный о5щ- 1 Световой поток, вышедший за границу стекло - воздух и несущий информацию об изображении с злементьфной площадки люминофор § экрана ЭЛТ Ф1д Фи-Г/ где t - коэффициент гфопускани света на границе раздела стекло воздух . Паразитный (фоновый) световой поток, вьпиедший за границу стекло - воздух при первом orpajKteHHH от люминофора экрана . о -фор где ь срп отношение потоков в про (зтранственных углах 2j|( OOS пр.) стерадиан к2Жсо$1(р стерадиан с учетом распределени сипы излучени поверхности люминофора по закону Лам берта . Дл плоской поверхности р 0,4872 Освещенность Еар, создаваемую пара зитным фоновым потоком Фф без учета рассеивани и поглощени света в стекпе , можно огфеделить по формуле . Еф-Emin )4lc )S..( где О - произведение коэффи циет-ов отражени шюминофора экрана I РЭ , отношение светового .потока, остав шегос в стекле Фф и вышедшего из . стекла Фм , и светопропускание на х-ранице стекло - воздух; 5э - площадь люминофора экрана; п - число отражений от люминофор - коэффициент отражени света t на границе раздела, Поскольку точное определение освещенности , создаваемой паразитным фоновым световым потоком, весьма затруднительно из-за недостатка точных данны об индикатрисах излучени элементарной площадки люминофора и отражени света от нее, а также из-за сложности учета поглощени в стекле дна трубки дл отфеделени коэффициента передачи кон-, траста в дне колбы, достаточно учесть два отражени от люминофора экрана. - Тогда Еф E,Y,j определитс : ;Ет1п-())Г( v -г /)()(i-ct)-, , CPu . f - p .. г--Гф так - ; bu ОЭ1, tm«x Kg j . п ,ffi)( -t SzU -с ...0.,872, ,8 . t--0.96 р,2 )o.(2%v м1-0.157--п 0,й672 0,96)О. - Т о;ьЬ7 946 Дл сферической трубки, если прин ть, за коэффициент пропускани , обеспечиваемый просветл ющим покрытием Т О,99ч половину угла выхода светового потока за гранииу раздела, обеспечиваемого соответствующей сферической поверхность 1р. бО, то вычисленный при этом коэффициент 2 О,О67, )P3f(2-ct)-(ir I Г) П)гZ + ) 0|& 0,067 (Z-.08.OS5 -0.067) , и.и , . , . - liOM79SkH0 95M - м - i-uiuu f JOH: 0,00798, был -. о00798Ч Таким образом, предлагаема электронно-лучева трубка Гголеег коэффициент передачи, контраста на тИОТ.% Ц97о выше, чем в известной или вьпие в - 1,9 раза. Применение ЭЛТ при воспроизведении изображений дает возможность наиболее полно использовать информационную емкость экрана аа счет повышени коэффициента передачи контраста в дне колбы, , Определение радиуса сферы, обеспечивающей выход светового потока в заданном угле р (по сн етс на: фвд-|,2): 1% ;-cOS а К-% - 4 Д У ттёл- t , .. .Ч ,Ч..„ .. . (|i-N| R -dVMj ll4MR -c V4)-cos.L(RsinA/oosipyjQz .42, sinjvcosb - o . sininp A)) stninp (fH)f 01 RWj.)(fH}.R3,4 -2iR 7 R -4V-f ч) .- 14 -244)0; . Ч . . 2 in Lco5ip Sininp. Sininp Численный пример расчета сферы дл заданного угла Выхода ta границу раздела излучени при п-1,5, inp arcsinf|-4f Л -БО - Ч tO.Sin 19 - 0,25В; cos60°-0,5, $1пЦГ 0,б5Б1; . «р - 0.5156--Р5 . 2-0.5256-0.5 , п Rf;KU п fiSRi 1 и d j56- П-,7,1 2 .56-0.9 -и.//а .