Многопучковый электронно-лучевой прибор

 

МНОГОПУЧКОВЫЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ПРИБОР, содержащий электронно-лучевую трубку, внутри оболочки которой последовательно расположены источник электронов, по крайней мере два индивидуальных для каждого из пучков модулятора , общие для всех пучков ускоряющий электрод, фокусирующая и отклоняющая системы , и экран, а также систему управления трубки, имеющую формирователь управляющих сигналов, выходы которого подключены к модуляторам, отличающийся тем, что, с целью повышения яркости свечения экрана при сохранении разрешающей способности, оси соответствующих отверстий модуляторов и ускоряющего электрода параллельны общей оси фокусирующей системы и отстоят от этой оси на расстояние, не превыщающее 0,1 меньшего из диаметров линз фокусирующей системы, а отношение расстояний от центра отклонения отклоняющей системы до экрана и до источника электронов составляет 0,3-0,9 отношения расстояний от фокусирующей системы до экрана и до источника электронов соответственно, а формир о р ватель управляющих сигналов выполнен с возможностью взаимной относительной задержки сигналов на выходах. СЛ 00 00

„„SU„„1115133

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН з(5!) Н 01 1 31/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

54. >

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3455452//! 8-21 (22) 22.06.82 (46) 23.09.84. Бюл. № 35 (72) Н. Г. Румянцев (53) 621.385 (088.8) (56) 1. Шерстнев Л. Б. Электронная оптика и электронно-лучевые приборы. М., «Энергия», 1971, с. 270.

2. Жигарев А. А. Электронная оптика и электронно-лучевые приборы. М., «Высшая школа», 1972, с. 440 (прототип). (54) (57) МНОГОПУЧКОВЫЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ПРИБОР, содержащий электронно-лучевую трубку, внутри оболочки которой последовательно расположены источник электронов, по крайней мере два индивидуальных для каждого из пучков модулятора, общие для всех пучков ускоряющий электрод, фокусирующая и отклоняющая системы, и экран, а также систему управления трубки, имеющую формирователь управляющих сигналов, выходы которого подключены к модуляторам, отличающийся тем, что, с целью повышения яркости свечения экрана при сохранении разрешающей способности, оси соответствующих отверстий модуляторов и ускоряющего электрода параллельны общей оси фокусирующей системы и отстоят от этой оси на расстояние, не превышающее

0,1 меньшего из диаметров линз фокусирующей системы, а отношение расстояний от центра отклонения отклоняющей системы до экрана и до источника электронов составляет 0,3 — 0,9 отношения расстояний от фокусирующей системы до экрана и до источника электронов соответственно, а формирователь управляющих сигналов выполнен ж с возможностью взаимной относительной задержки сигналов на выхрдах.

1115133

1О

40

55

Изобретение относится к электронной

1ехнике и может быть использовано в проекционном телевидении.

Для воспроизведения информации на проекционном экране с размером диагонали около одного метра, как правило, используются однопучковые проекционные электро«Ho-лучевые приборы. Для целого ряда

«римепений требуются проекционные экраны с диагональю два метра и более. Для того, чтооы получить на проекционном экране яркость свечения около 1О кд/м, достаточную для работы проекционного устройства в незатемненном помещении, необходимо повысить яркость свечения экрана самого проекционного прибора.

Известен проекционный электронно-лучевой. прибор, содержащий электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), в которой последовательно расположены источник электронов, модулятор, электромагнитные фокусирующая (ФС) и отклоняющая (ОС) системы и экран, а также система управления. Достигнутая яркость свечения при рабочем потенциале экрана 25 кВ может быть получена путем увеличения рабочего тока пучка на экране (1).

Однако простое увеличение тока пучка приводит к ухудшению разрешающей способности прибора, так как с увеличением тока пучка растет его диаметр в плоскости экрана в основном из-за кулоновСкого отталкивания электронов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многопучковый электронно-лучевой прибор, содержащий

ЭЛТ, внутри оболочки которой последовательно расположены источник электронов по крайней мере два индивидуальных для каждого из пучков модулятора, общие для всех пучков ускоряющий электрод, ФС и ОС и экран, а также систему управления, имеющую формирователь управляющих сигналов, выходы которого подключены к модуляторам.

При использовании монохромного экрана можно повысить яркость свечения экрана, меняя несколько пучков, совмещенных статически в его центре, динамически совмещая их по поверхности экрана при отклонении.

Этот прием позволяет увеличить пучок на экране практически без ухудшения разрешения (2).

Недостатком известного прибора является то, что при увеличении рабочего тока пучков в одной точке на экране наблюдается так называемое температурное гашение люминофора: при определенном токе пучков прекращается рост яркости с увеличением тока, и даже происходит уменьшение яркости свечения.

При этом совмещение пучков по поверхности экрана в приборе с высоким удельным разрешением крайне затруднено и требуетсложных схем динамического совмещения.

Однако даже при наличии указанных схем несовпадение пучков на экране достигает

1 — 3 мм, что снижает качество воспроизводимого изображения. Несовпадение пучков на экране происходит из-за того, что электронные пучки проходят в области отклоняющего поля на значительном расстоянии один от другого (от 4 мм и более), а поскольку реальное отклоняющее поле не является однородным, то пучки этим полем отклоняются на разную угловую величину.

Цель изобретения — повышение яркости свечения экрана при сохранении разрешающей способности.

Указанная цель достигается тем, что в многопучковом электронно-лучевом приборе, содержащем ЭЛТ, внутри оболочки которой последовательно расположены источник электронов, по крайней мере два индивидуальных для каждого из пучков модулятора, общие для всех пучков ускоряющий электрод, ФС и ОС и экран, а также систему управления трубки, имеющую формирователь управляющих сигналов, выходы которого подключены к модуляторам, оси соответствующих отверстий модуляторов и ускоряющего электрода параллельны общей оси ФС и отстоят от этой оси на расстояние, не превышающее 0,1 меньшего из диаметров линз ФС, а отношение расстояний от центра отклонения ОС до экрана и до источника электронов составляет 0,3 — 0,9 отношения расстояний от ФС до экрана и до источника электронов соответственно, а формирователь управляющих сигналов выполнен с возможностью взаимной относительной задержки сигналов на выходах.

На чертеже представлена схема прибора.

ЭЛТ, входящая в состав прибора, содержит источник 1 электронов, индивидуальные модуляторы 2 и 3, в которых выполнены рабочие отверстия для прохождения пучков электронов, ускоряющий электрод 4 с рабочими отверстиями, соосными отверстиям в модуляторе. ФС выполнена в виде электрода 5, объединенного с ускоряющим электродом 4, и высоковольтного электрода 6, соединенного электрически через покрытие на внутренней поверхности вакуумной оболочки 7 с экраном 8. Вне оболочки размещена электромагнитная отклоняющая система 9. Электроды 5 и 6 в составе ФС образуют бипотенциальную линзу. ФС может быть выполнена в виде электромагнитной фокусирующей катушки или постоянного магнита. ОС может быть также электростатической.

Система управления ЭЛТ для управления интенсивностью пучков 10 и !1 содержит в качестве формирователя управляющих сигналов два видеоусилителя 12 и 13, электрически соединенных с модуляторами 2 и 3.

1115133

Возможно управление и по источнику электронов, если он выполнен раздельно. Задержка сигналов на модулятор 2 по выходам формирователя может быть реализована с помощью элемента 14 задержки, включенного перед видеоусилителем 12. Сигнал на модулятор 3 подают без задержки. В качестве элемента 14 задержки может служить линия задержки, электронная вычислительная машина и т. п. ОС запитывается от генератора 15 разверток.

Прибор работает следующим образом.

Два электронных пучка 10 и 11 формируются в индивидуальных формирующих, системах, образованных обшим источником 1 электронов и отверстиями в модуляторах.2 и 3 и электроде 4. На участке до бипотенциальной линзы оси пучков совпадают с осями этих отверстий, параллельны обшей оси ФС и отстоят от этой обшей оси на расстояние 0,1 меньшего из диаметров электродов 5 и 6.

Далее пучки попадают в общую фокусирующую систему. Каждый пучок, представляющий собой конус лучей, фокусируется на экране в пятно малых размеров. Оси пучков также преломляются в ФС, при этом они проходят через второй ее фокус. Поскуольку оси пучков параллельны оси ФС, то на экране изображения кроссоверов отстоят один от другого на расстояние о=

= 1М, где М вЂ” коэффициент линейного увеличения ФС; 1 — расстояние между центрами отверстий в модуляторах. При размещении ОС таким образом, чтобы центр отклонения совпадал с точкой пересечения осей пучков (точкой второго фокуса ФС) либо возможно ближе к ней находился, можно получить практически одинаковые растры на экране ЭЛТ, смешенные один относительно другого на расстояние 1,. С учетом реальных осевых протяженностей ФС и ОС, принятых углов отклонения, размеров экрана

ЭЛТ условие, когда получаются одинаковые растры, соблюдаются, если отношение расстояний от центра отклонения ОС до экрана и до источника электронов составляет 0,3—

0,9 отношения расстояний от ФС до экрана и до источника электронов соответственно.

Если это отношение превышает величину 0,9, то фокусирующее и отклоняющее поля частично налагаются одно на другое, и в этом случае идентичность растров не достигается.

Если же указанное отношение меньше

0,3 отношения расстояний от ОС до экрана и до источника электронов, то точка пересечения осей пучков смещается за ОС к экрану. При этом расстояние между пучками увеличивается, особенно в области ОС между пучками. Таким образом, возникают предпосылки для неодинакового искажения растров на краю экрана.

Экспериментально показано, что параллельное смещение осей пучков с оси ОС

30 гого на половину расстояния между строками одного растра) позволяет при телевизионном способе сканирования использовать увеличенное вдвое расстояние между строками при черезстрочном растре, по сравнению с прогрессивным растром, и тем самым разгрузить люминофор от черезмерных токовых нагрузок и повысить яркость свечения экрана. При этом как бы исключается строчная структура растра и дополнительно улучшается воспроизводимое изображение на экране.

Например, при расстоянии между пучками 3,5 мм в проекционном приборе с высокими токовыми нагрузками, ширине растра

116 мм, величине Т=2,2 мкс порог насыще4s ния люминофора наблюдается при 500 мкА. . Однако сканируя два пучка, можно работать без насышения практически при токе пучка до 1000 мкА, т. е. на предельном режиме моповысить яркость свечения экрана вдвое без изменения разрешающей способности.

50 Кроме того, по сравнению с однопучковыми приборами снижается токовая нагрузка на катод, что увеличивает срок службы прибора.

Изобретение может быть использовано и в других устройствах, например индикаторах, осциллографах, для которых необходимы высокая яркость экрана при высокой разрешающей способности.

1Ñ

20 увеличивает размер пучка за счет внеосевых аберраций не более, чем на величину около

10О/о при смещении на 0,1 диаметра электродов ФС, что практически приемлемо, так как это соответствует точности существующих методов измерения размеров электронных пятен. Смещение осей пучков более чем на

0,1 диаметра электродов ФС от ее оси заметно искажает как форму пятна, так и увеличивает его размеры.

Если развернуть ОС относительно оси

ЭЛТ так, чтобы центр второго пучка 10 следовал за первым пучком 11 (на чертеже— вверх), то пучок 10 будет отставать от пучка 11 на расстояние Р . Видеосигнал подается на модулятор 3 первого пучка 11, а на модулятор 2 второго пучка 10 подается такой же видеосигнал, но задержанный относительно первого на время aT=Q-Ò, где L длина строки развертки; Т вЂ” время прохождения строки пучком. Если ОС развернуть так, чтобы пучки располагались вдоль кадрового сканирования, то 1 будет длиной кадра, а Т вЂ” временем кадра. Если линию центров пучков располагать под углом к строке растра, то для совмещения пятен по экрану необходимо подавать соответствуюшие задержанные как строчные, так и кадровые видеосигналы.

В описанных случаях получается совмещение изображений, создаваемых двумя экранными пучками. Смещение пучков в кадровом направлении (один относительно дру