Излучатель для фотоэкспонирования экранов цветных кинескопов Советский патент 1980 года по МПК H01J9/20 

О|бусловлен необходимостью онижения потерь интенсивности излучения на отражение лучей, идущих от нижлих зон отражателя,/ при этом учитываются только лучи, имеющие выход из выходной поБерхн-ости.

Выбор угла наклона конической отражающей noBeipxHOiCTH Светавода Обусловлен нео1бходимо.стью использоваНия увеличенных отображений дуги источника и авязап с углом наклона доподнительной входной конической иоверхнссти условием выхода лучей из выходной поверхности .по.сле внутреннего отражения от указанных поверхностей.

На фиг. I изображен предлагаемый излучатель, продольный разрез; на фиг. 2 - схема хода лучей и кривая изменения интенсивности излучения в световоде (иродольиый .разрез); на фиг. 3 - график зависимости коэффициента увеличения размера дуги iBO втором фокусе от угла наклона луча к оптической оюи и лрафик зависимости .коэффициента отражения от угла падения луча; на фиг. 4 - схема прокладывания луча в световоде, имеющего двойное -преломление, продольный разрез; на. фиг. 5 - схема к расчету налравлений лучей, имеющих двойное преломление; на фиг. 6 - схема к расчету направлений лучей, имеющих внутреннее отражение.

Излучатель состоит из источника излучения 1, эллипсоидного отражателя 2, контротражателя с коническим держателем 4 и оветовода 5.

В верхней части конического держателя 4 расположено отвер1стие с посадочной поверхностью 6 для установки стакана 7, в котором центруется световод 5, фиксируемый диафрагмой 8.

Конический держатель 4 герметично закреплен на отражателе 2. Последний имеет патрубок 9, на котором крепится устройство юстировки 10 источника излучения /. Устройство юстирОВки имеет держатель :// для К|репления источника излучения /, на который подается напряжение с блока литания (не показан).

На патрубке Р установлен фильтр /2. Конический держатель 4 имеет боковые отверстия 13, которые подсоединяются к системе отсоса (не показана).

Лучи (фиг. 2), излучаемые источникам I, после отражения от поверхности эллипсоидного отражателя 2 падают на входную поверхность и дополнительную входную коническую поверхность овето;вода 5. Последний имеет входную коническую поверхность 19 и дополнительную входную коническую поверхность 20, коничеокую отражающую поверхность 21 и выходную коническую поверхность 22. Лучи 15-18 после двойного преломления .выходят из выходной поверхности 22 и принимают направления 23-26 соответственно. Изменение интенсивности излучения от направления 26 до направления 23 характеризуетсякривой 27 распределения интенсивности излучения.

Источник излучения / устанавливается в излучателе так, чтобы цент-р дуги разряда располагался в первом фокусе эллипсоидного отражателя 2. Это положенне источника излучения обеспечивается юстировочным устройством 10, имеющим четыре степени свободы и держатель 1,1, в котором крепится источник /. На электроды источни1ка подается напряжение с блока питания.

ОсноБаНие выходной конической поверхности 22 световода 5 устанавливается во втором фокусе эллипсоидного отражателя 2 перпендикулярно оптической оси, причем геометрическая ось оветовода 5 совмещается с оптической осью отражателя. Указанное положение световода обеспечивается стаканом 7, имеющим возможность регулировки вдоль оптической оси.

Контротражатель 3 устанавливается на отражателе 2 и крепится болтами так, что

центр его сферической поверхности совмещается с первым фокусом отражателя 2. Лучи излучения, падающие на сферическую поверхность контротражателя 3, возвращаются в центр сферы и увеличивают

яркость свечения дугового разряда источника 1.

Рассмотрим ход части лучей, излучаемых нсточннкам излучения 1 и отражаемых, внутренней поверхностью отражателя 2.

Лучи .14-18, излучаемые источником / и отраженные от внутренней поверхности отражателя 2, падают на входные поверхности световода 5, причем лучи 14-16 падают на входную коническую поверхность

19, а лучи 17 и iM на дополнительную входную коническую поверхность 20. После двойного преломления на входных поверхностях 19 и 20, а также на выходной поверхности 22 лучи 15-IS получают направления 23-26 соответственно. Интенсивность излучения нарастает от направления 26 до направления 23. Если интенсивность излучения в направлении 26 взять за 1,0, то интбнсивность излучения в направленИИ 25 имеет значение 1,2, в направлении 24 - 1,8, а в направлени-и 23 достигает 3,,15.

Кривая 27 получена при расчете величин интенсивностей излучения в направлениях от 26 до 23 с более мелким углом шага, чем показан на фиг. 2.,

Луч 14 после преломления на входной поверхности 19, отражения от поверхности 2-1 и 20 и преломления на выходной поверхности 22 принимает направление 28, увеличивая интенсивность излучения в направлении 23 и бл изком к нему направлении.

Таким образом, в полной мере используются кольцевые зоны ото-бражения дуги

источника света, размер которых больше диаметра основания выходного конуса световода. В предлагаемом излучателе учтены и уменьшены потери излучения источника на отражение «а входной поверхности световода и потери на увеличение отображения дуги источника во втором фокусе отражателя. Для уменьшения потерь на оТ1ражение нведеиа дополнительная входная .коническая noBepxiHocTb, которая снижает потери на отражение лучей, идущих от зон отражателя, а для использования увеличенных отображений дуги источника во втором фокусе введена .коническая отражающая поверхность на световоде. На фиг. 3 дан график зависимости коэффициента увеличения /Сув размера дуги .во втором фокусе от угла наклона луча к оптической 01СИ излучателя 7- Кривая аа показывает эту зависимость. Кривая bed изображает зависимость коэффициента отражения /Сотр от угла падения лучей на входные поверхности световода. Участок кривой cd иллюст рирует изменение коэффищиента отражения «а дополнительной входной коничеакой поверхности и выбор угла иаклоиа этой поверхности к оптической оси излучателя. Кривая bee показывает изменение коэффициента отражения лучей На входной поверхности -светавода аналога изобретения. При нахождении геОМетрических лараметров световода 5 исходным был принят диаметр рав.нояркого изображения дуги источника излучения в плоскости второго фокуса, который равен 6 мм. Этот диаметр определяет диаметр основания выходной конической П01верх.ности 2,2. Из конструктивных соо:бражений был выбран диаметр боль/щего основания усеченного конуса. Далее нз условия максимального использования лучей, идущих от кольцевой зоны отражателя, которая прилегает ..к малой полуоси, по формуле Снелла определяют З-тол наклона, образующей усечениото конуса. Угол наклона ф1 Ф8°|30 (фиг. 4). Затем произ.водят послед о:вательную прокладку лучей, идущих от последующих ЗОН отражателя через световод и вь1ходящих из выходной поверхности 22 световода, определяют углы наклона этих лучей к оптичеокой оси на выходной поверхности, исходя из условия оптического иивариа.нта по формуле I г «3 90° - (p2 + arcsin Ift-sin v., - fj- . /sin a, - arc sin где n - показатель преломления кварца, для длины 1ВОЛНЫ X 365 ПМ п ,1,48 (фиг. 4 и фиг. 5). При прокладке лучей определяется интенсивность излучения в расчетных направлениях, исходя из заданной кривой распределения интенсивности излучения дуги источника. При этом учитываются коэффициенты увеличения зон отражателя и потери на входной и выходной поверхностях световода, которые зависят от угла между падающим лучом и нормалью к поверхности. Для обеспечения величины интенсивности излучения в зоне кривой 27, близкой к оптической оси, входная (рхность снабжена дополнительной конической поверхностью. Кроме того, для более полного использования источника излучения, т. е. для использования кольцевой 301НЫ, диаметр которой превышает диаметр равнояркого изображения дуги всточ.ника в плоскости второго фокуса, было найдено, что эта цель достигается путем введения конической отражающей поверхности 21, которая наклонена к оптической оси под углом 62-67°. Этот предел углов определяется по формулеоз 90° -ф2+ (агс sinlPa- . - arcsin(90°-p,)}. Для обеспечения конкретных значений распределения интенсввности излучения на выходной ловерхности, входная часть юветовода может быть выполнена в 1виде одной многогранной поверхности или поверхности с образующей в виде непрерывной кривой. Предлагаемый излучатель снижает потребление электроэнергии на операции в 8 раз. Формула изобретения Излучатель для фотоэкспонирования экранов Цветных кинескопов, содержащий источник излз чения, отражатель эллипсоидной формы, конт|ротражатель с коническим держателем, световод, расположенный в контротражателе и имеющий входную поверхность в виде усеченного конуса и выходную поверхность в виде конуса, соосно расположенного на большом основании усеченного конуса, отличающийся тем, что, с .целью улучшения светораспределения, световод снабжен дополнительной ВХОДНОЙ конической поверхностью, сопряженной своим основанием с малым основанием усеченного конуса, которая выполнена ПО.Д углом 55-62° к оптической оси, и конической отражающей поверхностью, рас:полол :енной между входной и выходной поверхностями и выполненной под углом 62- 67° к оптической оси. Источники информащии, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США № 3922689, кл. 354-1, олублик. 1976. 2.Патент Великобритании № 1159818, кл. Н1Д. ОПУблдаК. 1964 Сггп.птптг п1

:i,o-3,5

19

20

Фиг. 2. Vc

/ 45 0,5 W 1,2 15

KyS Komp

,0 lPut.3

,

/V

/V

N. .J

А/г

/V