AT390526B - Bildaufnahmevorrichtung - Google Patents

Description

Nr. 390 526

Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Bildaufnahmeröhre mit einer Signalherleitelektrode, die auf einem Frontplattenglas der Bildaufnahmeröhre befestigt und mit einer durchsichtigen Elektrode verbunden ist, die an der Innenseite der Aufnahmeröhre vorgesehen ist, mit einer in der Bildaufnahmeröhre vorgesehenen Elektronenkanone zur Abtastung der Signalherleitelektrode, einer Zuleitung für die Signalherleitelektrode im Frontplattenglas, und 5 mit einer ersten Verstärkerstufe, welche einen Transistor, einen Lastwiderstand und einen Rückkopplungswiderstand auf weist und mit der Signalherleitelektrode gekoppelt ist.

Der Signalstrom, den man von einer Halbleiter-Bildaufnahmeröhre erhält, ist im allgemeinen sehr klein und liegt auch im weißen Teil des projizierten Bilds in der Größenordnung von 0,3 μΑ. Bei einer Bildaufnahmevorrichtung, die eine Halbleiter-Bildaufnahmeröhre verwendet, ist es daher erforderlich, das 10 Bildausgangssignal der Bildaufnahmeröhre zu verstärken, bevor das Bildausgangssignal verschiedenen Signalaufbereitungsschritten unterworfen wird. Weiters ist bekannt, daß beim Vorverstärker, der das Bildausgangssignal der Bildaufnahmeröhre verstärkt, die erste Stufe den Rauschabstand des gesamten Systems beeinflußt Um den Rauschabstand zu verbessern, ist es notwendig, den Eingangswiderstand zu vergrößern und die Streükapazität, die infolge dar Elektroden und der Zuleitungen der Bildaufnahmeröhre auftritt, zu verkleinern. 15 Die DE-AS 1801247 beschreibt eine Femsehaufnahmeröhre des Typs, bei dem die aus Speicherschicht und Signalelektrode bestehende Speicherelektrodenanordnung direkt auf der für den Lichteintritt vorgesehenen Frontplatte der Röhre angebracht ist und die Signalelektrode praktisch nur so viel über den Rand der rechteckigen Speicherschicht übersteht als zur Kontaktgabe mit der Zuführung zum Eingang des Videoverstärkers erforderlich ist. Bei dieser Anordnung ist für die Signalverbindung eine Metallschicht auf der Frontplatte der Röhre 20 angebracht und die Schaltelemente sind dreidimensional an die Außenseite der Bildröhre angeschlossen. Vorrichtungen dieser Art haben den Nachteil einer extremen labilen Verbindung und eines unzulänglichen Aufbaus. Bei einem Bruch der Metallschicht, beispielsweise durch Überhitzung, wird die ganze Röhre unbrauchbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bildaufnahmeröhre der eingangs angeführten Art zu schaffen, welche die 25 oben beschriebenen Nachteile herkömmlicher Vorrichtungen vermeidet.

Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Bildaufnahmeröhre dadurch gelöst, daß am Frontplattenglas an der Außenseite der Bildaufnahmeröhre eine kreisförmige Schaltungsplatte befestigt ist, die eine Öffnung besitzt, die dem wirksamen Bereich der Bildaufnahmeröhre entspricht, und daß die erste Verstärkerstufe auf der Schaltungsplatte befestigt ist. 30 Eine derartige Anordnung hat den Vorteil eines stabileren und servicefreundlichen Aufbaus, da die Röhre selbst bei defekten Schaltungselementen oder Verbindungen durch Austausch des Substrats weiter verwendbar ist. Durch die Verwendung des nicht genützten Frontplattenbereichs der Bildaufnahmeröhre wird die Streukapazität, die infolge der Verdrahtung in der ersten Verstärkerstufe auftritt, herabgesetzt, und es ergibt sich ein wesendich besserer Rauschabstand. 35 Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:

Die Figur 1 das Schaltbild des grundsätzlichen Aufbaus eines Vorverstärkers in einer Bildaufnahmevonichtung, die eine Halbleiter-Bildaufnahmeröhre gemäß dieser Erfindung verwendet;

Figur 2 einen axialen Teilschritt durch eine erste Ausführungsfoim dieser Erfindung;

Figur 3 eine Teilansicht der Ausführungsform von Figur 2; 40 Figur 4 eine Ansicht der Ausführungsform von Figur 2, in der die gedruckten Leiterbahnen auf einer Leiterplatte dargestellt sind, die bei dieser Ausführungsform Verwendung findet;

Figur 5 einen axialen Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung;

Figur 6 eine Teilansicht der Ausführungsform von Figur 5 und

Figur 7 eine Ansicht der Ausführungsform von Figur 5, in der die gedruckten Leiterbahnen dargestellt sind, 45 die bei dieser Ausführungsform auf einer Leiterplatte ausgebildet werden.

Figur 1 zeigt den allgemeinen Aufbau eines Vorverstärkers. Eine Bildaufnahmeröhre (1) besitzt einen Signalelektrodenring (2), mit dem eine Stufe (3) verbunden ist, die einen Rückkopplungszweig besitzt. Als Verstärkerelement wird ein Feldeffekttransistor (4) verwendet, der eine große Steilheit aufweist. Der Ausgang einer nachfolgenden Verstäikerstufe (9) wird über einen Rückkopplungswiderstand (5) an die Steuerelektrode des 50 Transistors rückgekoppelt. Nach Figur 1 ist ein Widerstand (6) vorgesehen, um eine Fotokathodenspannung (VTT) über den Signalelektrodenring (2) der Bildaufnahmeröhre (1) anzulegen. Zur Gleichstromblockierung ist ein Kondensator (7) vorgesehen. Der Widerstand (6) und der Kondensator (7) können weggelassen werden, wenn die Fotokathodenspannung (VTT) durch das Anlegen einer negativen Spannung an die Kathodenseite der Bildaufnahmeröhre (1) auf Massepotential gehalten wird. 55 Bei dem Vorverstärker nach Fig. 1 kann eine Verkleinerung des Rauschabstands infolge des Eingangswiderstands dadurch ausreichend verhindert werden, daß der erwähnte Rückkopplungswiderstand (5) größer als 1ΜΩ gemacht wird. Bisher wurde der Vorverstärker jedoch auf einer gedruckten Leiterplatte, von der Bildaufnahmeröhre (1) getrennt angeordnet aufgebaut, und mit dieser über Leitungen verbunden. Die Streukapazität (Co) in der ersten Stufe (3) wird jedoch durch die Zuleitungen, insbesonders durch die 60 Masseleitungen vergrößert, so daß der Rauschabstand infolge der Streukapazität (Co) verkleinert wird. In der Praxis treten dadurch beträchtliche Probleme auf.

Figur 2 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform dieser Erfindung. Dabei besitzt eine Halbleiter- -2-

Nr. 390 526

Bildaufnahmeröhre (10) eine Frontplatte (11), die mit zwei symmetrischen Anschlußstiften (12A) und (12B) versehen ist, die symmetrisch den nicht genützten Schirmbereich (M) durchdringen. Die Rückseite der Frontplatte (11) ist mit einer Fotokathode (15) versehen, die aus einer Beschichtung mit einer durchsichtigen Elektrode (13) und einer Halbleiterschicht (14) besteht. Die Fotokathode ist über die beiden oben erwähnten Anschlußstifte (12A) und (12B) mit der äußeren Schaltung verbunden. An der Stirnseite der Frontplatte (11) der Bildaufnahmeröhre (10) ist eine Leiterplatte (20) angeklebt, die eine Öffnung (22) besitzt, die dem wirksamen Schirmbereich (S) der Bildaufnahmeröhre (10) entspricht. Auf der Leiterplatte (20) sind verschiedene Schaltelemente dadurch vorgesehen, daß auf einen scheibenförmigen Träger (21), der aus einem keramischen Werkstoff oder ähnlichem besteht und fast denselben Außendurchmesser wie die Frontplatte (11) besitzt, Leiterbahnen aufgedruckt sind. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Bildaufnahmeröhre ist die durchsichtige Elektrode (13) elektrisch nicht mit dem Elektrodenring (16) verbunden.

Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Anschlußstifte (12A) und (12B) elektrisch mit den entsprechenden Anschlußfeldem (23A) und (23B) auf dem Träger (21) verbunden. Der Anschlußstift (12A) liegt über den Kondensator (37) an der Steuerelektrode (34G) eines Feldeffektransistors (34) und weiters an einem Ende eines Rückkopplungswiderstands (35). Der andere Anschlußstift (12B) ist über einen Lastwiderstand (36) für das Anlegen der Fotokathodenspannung mit einem externen Anschluß (24) verbunden, um die Fotokathodenspannung anzulegen. Die Leiterbahn, mit der Senkenelektrode (34D) des vorher erwähnten Transistors (34) verbunden ist, ist um ein Signal abgeben zu können, mit einem externen Anschluß (25) versehen. Die Senkenelektrode (34D) liegt über eine abgeschirmte Leitung (41), die mit dem externen Anschluß (25) verbunden ist, am Eingang der zweiten Verstärkerstufe im Vorverstärker.

Die Leiterbahn, mit der die Quellenelektrode (34S) des Transistors (34) verbunden ist, bildet eine Masseleitung und ist mit zwei externen Masseanschlüssen (26) und (27) versehen. Weiters ist diese Leiterbahn, mit der das andere Ende des erwähnten Rückkopplungswiderstands (35) verbunden ist, um den Rückkopplungseingang anschließen zu können, mit einem externen Anschluß (28) versehen. Ein Rückkopplungssignal der zweiten Verstärkerstufe (nicht dargestellt) wird über eine abeschirmte Leitung (42), die mit dem Anschluß (28) verbunden ist, angelegt

Bei dieser Ausführungsform wird die erste Stufe des Vorverstärkers von einem Feldeffekttransistor (34) auf der Leiterplatte (20) gebildet die im nicht genützten Schirmbereich der Bildaufnahmeröhre (10) vorgesehen ist. Das Bildausgangssignal der Bildaufnahmeröhre (10), an die über den Anschluß (12B) die Fotokathodenspannung (VTT) gelegt wird, liegt über dem anderen Anschluß (12A) an der Steuerelektrode (34G) des Transistors (34).

Figur 5 bis 7 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist eine Leiterplatte (60), deren Durchmesser dem Außendurchmesser des Strahlabtast- oder Strahlfokussierspulenaufbaus (57) der Bildaufnahmeröhre (50) entspricht, auf einer Frontplatte (51) befestigt. Bei dieser Ausführungsform ist die Halbleiter-Bildaufnahmeröhre (50) wiederum mit zwei Anschlußstiften (52A) und (52B) versehen, die die Frontplatte (51) im nicht genützten Bereich symmetrisch durchdringen. Die Frontplatte (51) ist an der Rückseite mit einer Fotokathode (55) versehen, die aus einer Beschichtung mit einer durchsichtigen Elektrode (53) und einer Halbleiterschicht (54) besteht. Die Fotokathode ist über die beiden Anschlußstifte (52A) und (52B) mit der externen Schaltung elektrisch verbunden. An der Stirnseite der Frontplatte (51) der Bildaufnahmeröhre (50) ist eine Leiterplatte (60) angeklebt, die eine Öffnung (62) besitzt, die dem wirksamen Schirmbereich (S) der Bildaufnahmeröhre (50) entspricht. Auf der Leiterplatte (60) sind ein Feldeffekttransistor (74) und ein Rückkopplungswiderstand (75), welche die erste Stufe des Vorverstärkers bilden, auf einem Träger (61) vorgesehen, der aus einem keramischen Werkstoff (oder ähnlichen Material besteht) und auf den die Leiterbahnen aufgedruckt sind.

Die beiden Anschlußstifte (52A) und (52B) sind elektrisch mit den entsprechenden Anschlußfedem (63A) und (63B) auf dem Träger (61) verbunden. Der Anschlußstift (52A) liegt über das Anschlußfeld (63A) an der Steuerelektrode (74G) des Feldeffekttransistors (74). Der andere Anschlußstift (52B) ist über das Anschlußfeld (63B) mit einem Ende eines Rückkopplungswiderstands (75) verbunden. Die Leiterbahn, mit der das andere Ende des Rückkopplungswiderstands (75) verbunden ist, um den Rückkopplungseingang anschließen zu können, mit einem externen Anschluß (68) versehen. Die Leiterbahn, an der die Senkenelektrode (74D) des erwähnten Transistors (74) anliegt, ist mit einem externen Anschluß (65) versehen, um ein Signal abgeben zu können. Die Leiterbahn, an der die Quellenelektrode (74S) des Transistors (74) liegt, bildet eine Masseleitung, die mit zwei externen Masseanschlüssen (66) und (67) versehen ist. Die Senkenelektrode (74D) des oben erwähnten Transistors (74) liegt über eine abgeschirmte Leitung (nicht dargestellt) zur Signalabgabe, die mit dem oben erwähnten externen Anschluß (65) für die Signalabgabe und einem externen Anschluß (66) für die Masse verbunden ist, am Eingang der zweiten Verstärkerstufe, die als getrennte Stufe vorgesehen ist. Das andere Ende des oben erwähnten Rückkopplungswiderstands (75) liegt über eine abgeschirmte Leitung (nicht daigestellt), die mit dem externen Anschluß (68) für die Rückkopplung und dem externen Anschluß (67) mit Masse verbunden ist, am Ausgang der oben erwähnten zweiten Verstärkerstufe.

Bei dieser Ausführungsform wird an die Kathode der Bildaufnahmeröhre (50) eine negative Spannung angelegt und die Fotokathode (55) auf Massepotential gehalten. Die oben erwähnte Leiterplatte (60) ist an Stellen, die den Anschlußstiften (52A) und (52B) entsprechen, mit entsprechenden Kerben (69a) und (69b) -3-

Claims (1)

1. Nr. 390 526 versehen und besitzt weiters an jener Stelle eine kleine Öffnung (69c), die dem Transistor (74) entspricht. Weiters sind auch am Rand Kerben (69d) ausgebildet, um den Rahmen (59), in dem der Spulenaufbau (57) der Bildaufnahmeröhre (50) befestigt ist, einzustellen. Bei den Ausführungsformen, nach dem oben beschriebenen Aufbau, bei dem die Leiterplatten (20) oder (60), die an den Frontplatten (11) oder (51) der Bildaufnahmeröhre (10) oder (50) befestigt sind, eine Öffnung (22) oder (62) besitzen, die dem wirksamen Schirmbereich entspricht, ist es möglich, die erste Stufe des Vorverstärkers und die Bildaufnahmeröhre (10) oder (50) gemeinsam aufzubauen, um die Größe der Vorrichtung dadurch zu vermindern, daß der nichtgenützte Schirmbereich der Bilaufnahmeröhre (10) oder (50) verwendet wird. Da die Leiterplatte (20) oder (60) auf der Frontplatte (11) oder (51) befestigt ist, kann weiters die Länge jener Leitungen extrem verkürzt werden, die für die elektrische Verbindung der Bildaufnahmeröhre (10) oder (50) mit der Fotokathode (15) oder (55) erforderlich sind, um die Streukapazität herabzusetzen, und den Rauschabstand zu verbessern. Da die beiden Anschlußstifte (12A) und (12B) oder (52A) und (52B) so angebracht sind, daß sie die Frontplatte (11) oder (51) im nicht genützten Schimibereich der Bildaufnahmeröhre (10) oder (50) symmetrisch durchdringen, ist es möglich, Schaltelemente auf der Leiterplatte (20) oder (60) verteilt anzuordnen und damit auch die Länge der erforderlichen Leitungsbahnen zu verkürzen. Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen dieser Erfindung eine Einröhren-Bildaufnahmeröhre betreffen, die eine einzige Halbleiter-Bildaufnahmeröhre verwendet, kann die Bildaufnahmeröhre gemäß dieser Erfindung nicht nur auf Einröhren-Bildaufnahmeröhren sondern auch auf Mehrröhren-Bildaufnahmeröhren angewandt werden, die eine Vielzahl von Halbleiter-Bildaufnahmeröhren verwenden. Im Falle der Mehrröhren-Bildaufhahmeröhre ist es notwendig, den Rauschabstand des Bildausgangssignals zu verbessern, das man von jeder einzelnen Bildaufnahmeröhre erhält, ohne daß dabei Schwankungen auftreten. Dies macht den Aufbau, mit dem eine Verminderung der Streukapazität möglich wird, die infolge der Verdrahtung auftritt, erfindungsgemäß sehr wirkungsvoll. In der obigen Beschreibung der einzelnen Ausführungsformen ist eine Bildaufnahme derart mit zwei Anschlußstiften versehen, daß diese die Frontplatte im nicht genützten Schirmbereich der Halbleiter-Bildaufnahmeröhre symmetrisch durchdringen. Dabei ist eine Leiterplatte, die Bauteile der ersten Stufe des Vorverstärkers besitzt, auf der Grundplatte der Frontplatte vorgesehen und enthält eine Öffnung, die dem wirksamen Schirmbereich der Bildaufnahmeröhre entspricht Da die Fotokathode der Bildaufnahmeröhre über die beiden Anschlußstifte mit der ersten Stufe elektrisch verbunden ist, ist es möglich, die Grundplatte der ersten Stufe des Vorverstärkers und die Bildaufnahmeröhre dadurch gemeinsam aufzubauen, daß der nicht genützte Schirmbereich der Halbleiter-Bildaufnahmeröhre verwendet wird. Weiters kann mit der Leiterplatte, die an der Frontplatte der Bildaufnahmeröhre befestigt ist, die Länge jener Leitungen extrem kurz gemacht werden, die für die Verbindung der Fotokathode der Bildaufnahmeröhre und der ersten Verstärkerstufe des Vorverstärkers erforderlich sind, um den Rauschäbstand zu verbessern. Weiters ist es mit den beiden Anschlußstiften, die in der Frontplatte symmetrisch vorgesehen sind, möglich, die Bauteile der Leiterplatte verteilt anzuordnen, wodurch die Leiterbahnen verkürzt und der Rauschabstand verbessert werden können. PATENTANSPRUCH Halbleiter-Bildaufnahmeröhre mit einer Signalherleitelektrode, die auf einem Frontplattenglas der Bildaufnahmeröhre befestigt und mit einer durchsichtigen Elektrode verbunden ist, die an der Innenseite der Aufnahmeröhre vorgesehen ist, mit einer in der Bildaufnahmeröhre vorgesehenen Elektronenkanone zur Abtastung der Signalherleitelektrode, einer Zuleitung für die Signalherleitelektrode im Frontplattenglas, und mit einer ersten Verstärkerstufe, welche einen Transistor, einen Lastwiderstand und einen Rückkopplungswiderstand aufweist und mit der Signalherleitelektrode gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Frontplattenglas an der Außenseite der Bildaufnahmeröhre eine kreisförmige Schaltungsplatte (20) befestigt ist, die eine Öffnung (22) besitzt, die dem wirksamen Bereich (S) der Bildaufnahmeröhre entspricht, und daß die erste Verstärkerstufe (34, 35, 36) auf der Schaltungsplatte (20) befestigt ist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -4-