(54) ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА ВЫССЖОГО РАЗРЕШЕНИЯ
Изобретение относится к оптикоэлектронной технике и может быть использовано, в частности, для проекцион- ных систем высокого разрешения на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), а такж в устройствах регистрации изображений .СЛюминесцирующих экранов. Известно устройство для переноса изоб ражения коммутирующего светового пятна с люминесцентного экрана. В указанном устройстве для уменьшения потерь света при переносе изображения дно электронно-лучевой трубки вы- .полнено в виде набора стеклянных нитевы микросветопроводов, а светочувствительный слой контактирует с внешней поверхностью дна . Недостатком подобных ЭЛТ является невысокий коэффициент передачи контра:ста, обусловленный паразитной световой обратной связью. при попадании излучающего элемента ломинофора на оболочку оптического волокна. . , Кроме того, разрешаюшая способность ЭЛТ с волоконно-оптической планшайбой существенно зависит от положения излучающего элемента люминофора (на оболочке, на волокне или на оболочке и волокне одновременно). К недостаткам известных приборов следует отнести и то обстоятельство, что вьшускаемые в настоящее время воло-г конно-оптические планшайбы имеют низкое качество, а сварка их со стеклом колбы без нарушения вакуумной плотности планшайбы является сложной технической задачей. Известна также конструкция 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 является наличие паразитной световой обратной связи 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 изобретения - повышение коэфф циента передачи контраста изображения Поставленная цель достигается тем, что в электронно-лучевой трубке высок го разряжения, содержащей электроды, вакуумную колбу, дно которой покрыто люминафором, наружная поверхность кол бы выполнена сферической с ради,усом, определяемым из соотношения. R|-z(0,-0,&)K где - диаметр,рабочей поверхности экрана; л( требуемый коэффициент переда чи контрастности. Причем, с целью устранения искажений линейных размеров изображения, 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, поясняющая способ оценки коэффициента передачи контраста в дне..колбы и связанный с этим радиус дна колбы. Электронно-лучевая трубка содержит электроды 1, стеклянную колбу 2, с дном, на внутренней поверхности которого нанесен-люминофор 3, просветляющие покрытия 4, и плоско-вогнутую линзу 5, вогнутой поверхностью обращенную к внещней поверхности дна колбы, выполненной сферической с радиусом R. Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) высокого ра ешения работает следуюшим образом. Посредством электрического поля, приложенного к электродам 1, расположенным внутри стеклянной колбы 2, поток электронов, сфокусированный с помощью фокусирующей системы (не обозначенной), возбуждает элементарны участок люминофора 3. В результате этого энергия электронного потока 1фе. образуется в световую. Считается, что лучистость поверхности возбужденного люминофора экрана одинакова/во всех направлениях полуСферы, тогда рас15)еделение силы излучения 3 поверхности подчиняется закону Ламберта. J -З сОб Световой йоток распространяется из стекла в воздух и на границе раздела в направлениях под углами больщими ifipOlCSin г,подчиняется закону полного внутреннего отражения. В результате этого на изображение на экране ЭЛТ налагается световой паразитный фон, уменьшающий коэффициент передами контраста на дне стеклянной колбы ЭЛТ. Выполнение внешней поверхности дна сферической формы с радиусом f и просветляющее покрытие 4 позволяют значительно уменьшить долю отраженного на люминофор светового потока, т.е. снизить паразитную обратную световую связь и повысить коэффициент передачи контраста.. Плоско-вогнутая линза 5 совместно с выпуклой сферической поверхностью образует афокальную систему (сумма их оптических сил равна нулю) и позволяет наблюдать (регистрировать) элементарный светящийся участок люминофора 3 без увеличения, затрудняющего создание изображения этого участка возможно минимальных размеров. Известно, что коэффициент контраста определяется по формуле I/- Emax Emin . 1; Ь пщх ЛЕтах +tmin где Ejy,a и Е - соответственно максимальная и минимальная освещенность экрана. Световой поток с элементарной площадки рааделяется на поток, распространяющийся в угле 23f(f - Сбб i np)tu, стерадиан и в угле 25Гсо4.пр. Фср стерадиан, где I пр, - угол полного внутреннего отражения 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 гфопускания 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 распределения сипы излучения поверхности люминофора по закону Лам берта. Для плоской поверхности р 0,4872 Освещенность Еар, создаваемую пара зитным фоновым потоком Фф без учета рассеивания и поглощения света в стекпе, можно огфеделить по формуле . Еф-Emin )4lc)S..( где О - произведение коэффи циет-ов отражения шюминофора экрана I РЭ , отношение светового .потока, остав шегося 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 отражения света t на границе раздела, Поскольку точное определение освещенности, создаваемой паразитным фоновым световым потоком, весьма затруднительно из-за недостатка точных данны об индикатрисах излучения элементарной площадки люминофора и отражения света от нее, а также из-за сложности учета поглощения в стекле дна трубки для отфеделения коэффициента передачи кон-, траста в дне колбы, достаточно учесть два отражения от люминофора экрана. - Тогда Еф E,Y,j определится: ;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 946Для сферической трубки, если принять, за коэффициент пропускания, обеспечиваемый просветляющим 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, предлагаемая электронно-лучевая 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 повышения коэффициента передачи контраста в дне колбы, , Определение радиуса сферы, обеспечивающей выход светового потока в заданном угле р (поясняется 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 для заданного угла Выхода ta границу раздела излучения 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 .
