Способ считывания потенциального рельефа с мишени видикона Советский патент 1984 года по МПК H01J31/38 

Изобретение относится к телевидению, в частности к передающим телевизионным трубкам (ПТТ) типа видикон.

Известно, что такие параметры ПТТ как разрешение, чувствительность, инерционность и др. зависят от эффективности считывания потенциального рельефа. Под эффективностью считывания потенциального рельефа понимается степень (глубина) зарядки мишени коммутирующим пучком. Степень зарядки зависит от ряда факторов и в первую очередь, от характеристик электронного пучка.

Повьшать эффективность считывания потенциального рельефа с мишени видикона можно двумя путями: уменьшением сопротивления считывающего электронного пучка (Rn) и увеличением времени коммутации каждого элемента мишени (tn.). Уменьшения сопротивления Rf можно добиться за счет уменьшения разброса электронов пучка по скоростям, т.е. уменьшения ширины энергетического спектра электронного пучка, что достигается путем оптимизации конструкции и режима работы электронного прожектора. Эта задача практически решается путем совершенствования конструкции электронных прожекторов.

Для видиконов известен также способ, заключающийся в искусственном повьш1ении потенциала мишени путем ее подсветки. Этот способ весьма эффективен для снижения инерционност прибора, однако дополнительная подсветка ухудшает неравномерность сигнала по полю изображения, а также усложняет конструкцию прибора и аппа ратуры, в которой он работает, так как требует введения в прибор оптической системы, дополнительных источников питания.

Известен способ считывания потенц ального рельефа, в котором увеличение времени коммутации элементов мишни достигается дополнительным считыванием остаточного потенциального рельефа на обратном ходу пучка при одновременной его расфокусировке 113

Однако этот способ сложен, так как требует специального типа электронного прожектора и специальной, достаточно сложной схемы управления электронным пучком.

Известен также способ считывания потенциального рельефа с мишени види

кона, в котором увеличено время коммутации каждого элемента мишени. В соответствии с известным способом для быстрого стирания остаточного заряда после каждого цикла- считывания (схема полезного сигнала) следует цикл стирания. При этом время цикла стирания равно времени цикла считывания, сигнал в это время с прибора не снимается, скорость развертки на это время удваивается (т.е. растр сканируется дважды) и увеличивается ток пучка il2l.

Известный способ сложен, так как требует изменения режима работы прибора и сложной специальной схемы управления. Кроме того, часть рабочего времени прибора отводится -на подготовку, что снижает информационную емкость системы.

Целью изобретения является упрощение способа и снижение инерционности считывания потенциального рельефа с мишени видикона.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу считывания потенциального рельефа с мишени видикона, включающему сканирование поверхности мишени электронным пучком с заданным распределением плотности тока по фронту сканирования, пучок электронов в плоскости мишени формируют до сечения, отношение размера проекции которого на направление строчного сканирования к ширине строки 1, а отношение размера проекции на направление кадрового сканирова-; ния к ширине строки находится в пределах 1-10.

Время коммутации увеличивается за счет увеличения размера считывающего пучка при условии сохранения определенного распределения плотности тока в пучке по фронту сканирования. При этом все параметры и прежде всего разрешающая способность, остаются на уровне параметров приборов, работающих в обычном режиме считывания, когда пучок имеет стандартньй размер.

На чертеже представлена коммутация потенциального рельефа в виде линейчатой структуры (где а - детали изображения в виде чередукицихся чернобелых полос, б, в- распределение плотности тока в пучках малого и большого

Распределение плотности тока по фронп сканирования у обоих пучков одинаковое. Как видно из чертеже, плотность тока в стандартном считывающем пучке имеет Гауссово распределение. Пучок с эффективным радиусом г вносит на мишень заряд, равный части заряда пучка увеличенного размера. В увеличенном пучке распределение плотности тока близко к трапецеидальному. Учитывая факт поочередности сканировани деталей, можно предположить, что в случае увеличенного пучка глубина модуляции сигнала не уменьшается. Рассмотрим вначале случай полного считывания стандартным зарядным пучком потенциального рельефа. Пусть, элементарное время коммутации , где dx - размер элемента изображения V - скорость сканирования. За это время пучком вносится заряд j(x,y)ds - .Суммарньй вносимьй заряд q равен интегралу по площади коммутации. При равенстве , где Оо - плотность накопленного заряда, происходит полная коммутация Поскольку небольшая часть пучка увеличенного размера в пределах эффективного размера несет заряд, равный заряду стандартного пучка и также обеспечивает полную коммутацию, то остальная его часть не несет вклада в образование сигнала и не оказывает врияния на глубину модуляции. При этом, например, в случае 2г d глубина модуляции при сканировании увеличенным пучком не уменьшается (d - зффективньй размер пучка увеличенного размера). В случае неполного считывания потенциального рельефа пучком стандарт ного размера требуется многократная коммутация, что реализуется в предлагаемом способе. При коммутации ,пучком увеличенного размера передней частью, как и ранее, снимается сигнал, равньй сигналу при коммутации стандартным пучком. Задняя часть увеличенного пучка оказывается на месте мишени ранее прокоммутированной фронтальной частью и имеющей сниженный потенциал. Вследствие значительного превьшения общего размера пучка по сравнению с элементом изобр жения задняя часть пучка увеличенног размера образует сигнал, соответствующий постоянному току. Таким образом, инерционность прибора с накопительной мишенью значительно снижается, а параметры разрешения прибора сохраняются на уровне приборов, использующих пучок малого размера. Размер увеличенного считывающего пучка в направлении кадрового сканирования определяется исходя из двух факторов. С одной стороны размер пучка должен быть таков, чтобы обеспечить полное считывание положительного рельефа, с другой стороны жел ательно иметь его минимальным, так как увеличение размера пучка по кадру ведет к снижению времени накопления, а значит и чувствительности мишени. Из опыта работы с современными фотослоями известно что в восьмом-десятом кадре коммутационная инерционность снижается практически до нуля. В то же время при размере пучка по кадру в 8-10 строк время накопления снижается на 2%, т.е. уменьшением чувствительности прибора можно пренебречь. Увеличение размера считывающего пуч- ка в направлении строчного сканирования не ведет к нежелательным эффектам. Приведенное теоретическое обоснование полностью подтвердилось экспериментальными исследованиями, проведенными на серийно вьтускаемых видиконах ЛИ-432. Для более кбрректной проверки количественного выигрьш а были изготовлены специальные приборы, в которых была обеспечена возможность изменять размер апертурной диафрагмы. Результаты показаны в таблице. Таким образом, все приведенные данные подтверждают то, что предлагаемый способ позволяет очень просто, по сравнению с известными, повысить эффективность считывания потенциального рельефа (что вьфажается в снижении инерционности) при сохранении разрешающей способности прибора. Способ для реализации не требует изменения в режиме работы прибора, специальной аппаратуры для управления работой прибора. Очень просто в рамках стандартной конструкции прибора путем простого ее изменения - увеличения отверстия в апертурной дифрагме могут быть обеспечены условия для реализации предлагаемого способа. Кроме того, в этом случае упростится

5111243Д6

процесс изготовления прожектора, так считьшания потенциального рельефа как отверстие больших размеров вьтол- широко используется в передающих теняется легче. Предлагаемый способ левизионных трубках типа видиком.

СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО РЕЛЬЕФА С МИШЕНИ ВИДИКОНА, включающий сканирование поверхности мишени электронным пучком с заданным распределинем плотности тока по фронту сканирования, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и снижения инерционности, пучок электронов в плоскости мишени формируют до сечения, отношение размера проекции которого на направление строчного сканирования к ширине строки 1, а отношение размеров проеки.ии на направление кадрового сканирования к ширине строки находится в пределах 1-10. (Л