DE1020364B

DE1020364B - Fernsehaufnahmekamera mit Temperaturregelung

Info

Publication number: DE1020364B
Application number: DEF17952A
Authority: DE
Inventors: Karl Siepmann; Edgar Lutz
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1955-07-16
Filing date: 1955-07-16
Publication date: 1957-12-05
Also published as: FR1155631A; GB794945A

Description

DEUTSCHES

Die jetzt üblicherweise verwendeten Fernsehaufnahmekameras enthalten eine Aufnahmeröhre, in der das optische Bild in eine Folge elektrischer Signale umgewandelt wird. Hierfür werden häufig die unter dem Namen Image Orthicon bekanntgewordenen Bildaufnahmeröhren verwendet. Diese enthalten als Speicherelektrode eine sehr dünne, über einen Rahmen gespannte Glasfolie, die von dem bildzerlegenden Elektronenstrahl zeilenweise abgetastet wird. Für eine gute Bildübertragung ist es notwendig, daß der vom Elektronenstrahl abgetastete Bereich der Glasfolie eine ganz bestimmte Betriebstemperatur hat, die je nach der verwendeten Röhren type etwa bei + 45 bis +60° C liegt. Ist beim Betrieb der Bildaufnahmeröhre die Temperatur der Glasfolie wesentlich niedriger, dann treten die unter dem Namen Nachzieherscheinungen bekanntgewordenen Bildstörungen auf.

Bei den bisher üblichen Fernsehkameras war es notwendig, diese schon verhältnismäßig lange Zeit vor Beginn der Fernsehübertragung in Betrieb zu nehmen, damit die Glasfolie die vorgeschriebene Temperatur erreicht. Diese lange Anheizzeit der Kamera ist für viele Zwecke, insbesondere bei Fernsehreportagen, bei denen es auf schnelle Betriebsbereitschaft ankommt, sehr nachteilig, außerdem will man aus rein wirtschaftlichen Erwägungen die Betriebszeit der Röhren zum Zweck des Anheizens so kurz wie möglich halten, da der Preis einer derartigen Röhre im Verhältnis zu den übrigen Schaltelementen sehr beträchtlich ist. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, diese Anwärmezeit abzukürzen.

Es ist bekannt, in die Fernsehkamera Heizkörper einzubauen, um eine schnellere Erwärmung der ganzen Kamera zu erzielen, als dies im normalen Betrieb durch die Wärmeverluste in Röhren und Schaltelementen der Fall ist. Um den beabsichtigten Zweck zu erzielen, wären jedoch verhältnismäßig hohe Heizleistungen erforderlich, die über das Kamerakabel normalerweise nicht zugeführt werden können.

Man hat ferner den Teil der Bildaufnahmeröhre, in dem sich die gespannte Glasfolie befindet, mit einer zusätzlichen Heizwicklung umgeben, um die Glaswand der Röhre möglichst schnell auf höhere Temperatur zu bringen und dadurch eine schnellere Erwärmung der im Vakuum befindlichen und daher praktisch nur durch Strahlung zu erwärmenden Glasfolie zu erreichen.

In dieser Weise werden jetzt üblicherweise viele Fernsehkameras gebaut, und es ergibt sich dabei je nach Außentemperatur trotzdem noch eine Anheizzeit von 30 oder mehr Minuten. Außerdem ergab sich im praktischen Betrieb die Notwendigkeit, daß Einstreuungen des magnetischen Feldes der Heizwicklung auf den vom abtastenden Kathodenstrahl durchsetzten Fernsehaufnahm ekamera
mit Temperaturregelung

Anmelder:

Fernseh G.m.b.H.,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Karl Siepmann, Darmstadt,

und Edgar Lutz, Darmstadt,

sind als Erfinder genannt worden

Raum unbedingt vermieden werden müssen, was nur durch sehr sorgfältige bifilare Wicklung und dementsprechend schwierige Fabrikation möglich wurde. Die Erfindung bezweckt, durch eine neuartige konstruktive Ausgestaltung der Fernsehkamera die vorstehend genannten Schwierigkeiten zu vermeiden und eine wesentlich schnellere Betriebsbereitschaft der Fernsehkamera zu erzielen. Diese neue Konstruktion bringt im praktischen Betrieb noch eine Reihe weiterer Vorteile mit sich, die nachstehend noch näher ausgeführt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine temperaturgeregelte Fernsehkamera mit Ventilator und Heizkörper — zur Erzeugung eines die Anheizzeit verringernden heizbaren Luftstromes ■— und mit einem Gebläse zur Kühlung der Kamera während der Aufnahme.

Erfindungsgemäß wird — zur Verringerung der Maße der wärmeaufnehmenden Teile und damit zur weiteren Verringerung der Anheizzeit ·— die Aufnahmeröhre mit einer Hülse umgeben, welche ein Teil eines geschlossenen inneren Luftstromsystems ist, durch das der heizbare Luftstrom zirkuliert.

Es hat sich ganz besonders zweckmäßig erwiesen, wenn Mittel vorgesehen werden, mit denen wahlweise einstellbar entweder nur das innere Luftstromsystem geheizt wird oder nur ein — durch die Außenwandung des inneren Luftstromsystems und das Kameragehäuse begrenztes —· äußeres Luftstromsystem gekühlt wird, oder daß gleichzeitig das innere Luftstromsystem geheizt und das äußere Luftstromsystem gekühlt wird.

Es ist weiterhin zweckmäßig, daß das innere Luftstromsystem zwei Kammern enthält, in deren einer die Bildaufnahmeröhre und in deren anderer der elektrische Heizkörper derart angeordnet ist, daß prak-

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tisch keine Wärmeübertragung vom Heizkörper auf das Aufnahmerohr mittels direkter Strahlung erfolgen kann. Die die Aufnahmeröhre umgebende Hülse kann auch mit der Aufnahmeröhre zu einer Baueinheit vereinigt werden. Die zweite Kammer, in der die elektrischen Heizkörper angeordnet sind, soll sich in zwei Kanäle verzweigen, die eine Öffnung umschließen, durch welche der kühlende äußere Luftstrom geblasen werden soll.

Da der äußere Luftstrom manchmal auch zur Kühlung des inneren Luftstromsystems herangezogen werden soll, ist es günstig, daß der äußere Luftstrom nach Passieren der Öffnung die Außenwände der Hülse umfließt. Aus dem gleichen Grunde soll der äußere Kühlluftstrom zuerst an die Außenwände des inneren Luftstromsystems herangeführt werden und erst dann an die Wärme abgebenden Bauteile (z. B. Röhren, Widerstände), die so eingebaut werden sollen, daß sie dem äußeren Kühlluftstrom eine möglichst große Fläche darbieten.

Es ist zweckmäßig, daß die Stirnfläche der die Aufnahmeröhre umgebenden Hülse lichtdurchlässig ist, und es hat sich besonders bewährt, wenn eine Vorrichtung zur Lichtschwächung den stirnseitigen Abschluß der Hülse bildet, da sich dann zwischen dieser und der Frontplatte der Aufnahmeröhre nur die praktisch staubfreie Luft des inneren Luftstromsystems befindet. Außerdem soll der die Stromzuführungen enthaltende Teil der Bildaufnahmeröhre durch eine Öffnung der Hülse nach außen ragen, wobei die Ränder der öffnung dicht an die Aufnahmeröhre anliegen sollen, um den inneren Luftstrom nicht mit dem äußeren zu vermischen.

Die Heizung des inneren Luftstromes soll nach dem Einschalten der Fernsehkamera die Bildröhre verhältnismäßig schnell erwärmen und soll sich automatisch von Schnellheizung auf eine geringere Heizleistung, nämlich auf Dauerheizung, umschalten. Diese Dauerheizung soll vom Bedienungspult der Kamera aus innerhalb gewisser Grenzen willkürlich regelbar oder auch ganz abschaltbar sein. Dadurch ist es möglich, auch bei Schwankungen der Außentemperatur zwischen —-15 und + 35° C den die Aufnahmeröhre umspülenden inneren Luftstrom auf konstanter Temperatur von etwa + 45° C zu halten. Wenn die Fernsehkamera kurzzeitig außer Betrieb genommen wird, nachdem die notwendige Betriebstemperatur bereits erreicht wurde, dann soll die Schnellheizung nicht neuerlich in Betrieb genommen werden können, da sonst die Photokathode zu heiß werden und eventuell sogar verdampfen würde. Bei einem besonders bevorzugten Baumuster wird die Umschaltung von Schnellauf Dauerheizung mittels Relais vorgenommen, das in Reihe mit einem Kondensator, einem Gleichrichter und einem temperaturabhängigen Schalter liegt, wobei diese Schaltelemente derart bemessen und geschaltet sind, daß das Relais nur dann eine Schaltfunktion ausüben kann, wenn der Kondensator entladen ist. Die Zeitspanne, nach der ein neuerliches Einschalten der Schnellheizung möglich ist, ist also von der Entladezeit des Kondensators abhängig, wobei es zweckmäßig ist, parallel zu dem Kondensator einen Widerstand zu legen, um diese Entladezeit nach Wunsch bemessen zu können.

Da es sehr vorteilhaft ist, wenn man bereits auf der Fahrt zum Reportageplatz eine Vorheizung der Aufnahmeröhre vornehmen kann, ist es zweckmäßig, daß man die Heizung der Kamera und die Ventilation derselben auch unabhängig von der sonstigen Stromversorgung der Kamera einschalten kann.

Die Erfindung wird an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Fig. 1 und 2 näher beschrieben, wobei die einzelnen Schaltelemente in beiden Figuren mit gleichen Ziffern bezeichnet wurden.
Fig. 1 zeigt das Innere des Kameragehäuses 1, in dem sich die Bildaufnahmeröhre 2 mit der Frontplatte 3 und dem zur Strahlablenkung und Fokussierung dienenden Spulensystem 4 befindet. Die Hülse 5 umschließt die eine Kammer des inneren Luftstromsystems, während der Ventilator 6, der die Zirkulation hervorruft, nebst zugehörigem Motor 7 (mit einer Leistung von etwa 10 Watt) und Heizkörper 8 in der anderen Kammer des Systems liegt. Mit einer derartigen Anordnung kann mit geringer Heizleistung (etwa 200 Watt) die Bildröhre 2 sehr schnell und vor allen Dingen auch gleichmäßig erwärmt werden, so daß keine Gefahr besteht, unzulässig hohe Glasspannungen hervorzurufen. Der innere Luftstrom verteilt sich in die Kanäle 9 und umströmt die die Öffnung 10 bildenden Wände. Die Hülse 5 wird stirnseitig mit einer Vorrichtung 11 zur Lichtschwächung abgeschlossen, so daß sich zwischen dieser und der Frontplatte 3 praktisch nur staubfreie Luft des inneren Luftstromsystems befindet. Die durch das in einem Revolverkopf befindliche Objektiv 12 und die Vorrichtung 11 einfallenden Lichtstrahlen werden also im Bereich zwischen der Vorrichtung 11 und der Frontplatte 3 durch keinerlei Staubteilchen gestört.
Sobald die Aufnahmeröhre 2 die notwendige Betriebstemperatur erreicht hat, wird die Heizung 8, die anfangs maximal eingestellt wurde (etwa 200 Watt), auf eine geringere Leistungsstufe (etwa 50 Watt oder weniger) umgeschaltet und bei Bedarf der Motor 13 (Leistung etwa 10 Watt) mit zugehörigem Ventilator 14 eingeschaltet, der durch die öffnung 10 den äußeren Luftstrom in Bewegung setzt und an den äußeren Wänden der Hülse 5 vorbeiführt. Die Temperatur der Aufnahmeröhre 2 wird also von der Wärmeerzeugung des eigenen Systems, von der Heizung 8 und vom äußeren Kühlstrom bestimmt. Nachdem der äußere Kühlstrom die Wände der Hülse 5 umströmt hat, wird er zur Kühlung der Bauelemente 15 (Widerstände, Röhren und andere Wärme erzeugende Elemente, deren Leistung insgesamt etwa 1,4 kW beträgt) herangezogen, die an dem Chassis 16 derart befestigt sind, daß eine bestmögliche Kühlung dieser Bauelemente gewährleistet ist.

Die Fig. 2 zeigt die Schaltung der Heiz- und Motorenstromkreise. Nach Einschaltung des Transformators über den Schalter 17 wird an den Klemmen 18, 19 und 20 ein Wechselstrom induziert. Der Gleichrichter 22 und der in Serie geschaltete Kondensator 21 bewirken, daß nur der Einschaltstromstoß durchgelassen wird, der das Relais 23 zum Ansprechen bringt und das den Schalter 24 aus der voll gezeichneten Ruhestellung in die gestrichelt gezeichnete Stellung bewegt. Hierdurch wird die Heizung 8 über den Widerstand 25 an die Transformatorklemmen 18 und 20 angeschlossen. Der dabei am Widerstand 25 auftretende Spannungsabfall erzeugt einen Wechselstrom, den man über die Gleichrichter 26 a, 26 b, 26 c, 26 d gleichrichtet (Grätzschaltungj und dem Relais 23 zuführt, das damit so lange unter Strom gehalten wird, als der Bimetallschalter 27 geschlossen ist. Wenn die Bildaufnahmeröhre 2 auf Betriebstemperatur erwärmt ist, öffnet sich der Bimetallschalter 27 und macht das Relais 23 stromlos, worauf der Schalter 24 die voll gezeichnete Ruhestellung einnimmt, bei der an den Klemmen der Heizung 8 nunmehr eine verminderte Transformatorspannung (Klemmen 18 und 19) anliegt.

Mittels der Widerstände 29 und des Schalthebels 30 läßt sich die der Heizung 8 zugeführte Spannung und damit auch die Heizung 8 selber regulieren (Dauerheizung) .

Wird die Fernsehkamera kurzzeitig abgeschaltet oder sinkt die Betriebstemperatur kurzzeitig aus anderen Gründen, dann schließt sich der Bimetallschalter 27. Trotzdem schaltet das Relais 23 nicht auf Schnellheizung um, da in Reihe mit dem Relais 23 der Gleichrichter 22 und der noch aufgeladene Kondensator 21 liegen. Erst nach Entladung des Kondensators 21 kann ein Einschaltimpuls den Kondensator passieren und das Relais 23 zum Ansprechen bringen. Die Entladezeit des Kondensators 21 (abhängig vom Widerstand 33) bestimmt also die Zeitspanne, nach der — nach Abschaltung der Schnellheizung ·— diese wieder eingeschaltet werden soll.

Der Motor 7, der mittels Ventilator 6 den inneren Luftstrom zirkulieren läßt, ist immer eingeschaltet, solange der Transformator unter Spannung liegt. Der Motor 13, der mittels Ventilator 14 den äußeren Luftstrom bewegt, läßt sich mittels des Schalters 34 und der. Widerstände 35 stufenweise regulieren. Die mit Ziffer 36 bezeichneten Symbole bedeuten Kabelverbindungen zwischen den in einem Koffer untergebrachten Schaltelementen der Stromversorgung (Transformator, Schalter, Vorwiderstände u. dgl.) und den im Kameragehäuse eingebauten Schaltelementen (Gleichrichter, Relais, Heizung, Motore u. dgl.).

Claims

Patentansprüche:

1. Fernsehkamera mit Temperaturregelung, Ventilator und Heizkörper zur Erzeugung eines die Anheizzeit verringernden heizbaren Luftstromes und mit einem Gebläse zur Kühlung der Kamera während der Aufnahme, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Maße der Wärme aufnehmenden Teile und damit zur weiteren Verringerung der Anheizzeit die Aufnahmeröhre mit einer Hülse (5) umgeben ist, welche ein Teil eines geschlossenen inneren Luftstromsystems ist, durch das der heizbare Luftstrom zirkuliert.

2. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, mit denen wahlweise einstellbar entweder nur das innere Luftstromsystem geheizt bzw. nur ein ■— durch die Außen wandung des inneren Luftstromsystems und das Kameragehäuse begrenztes — äußeres Luftstromsystem gekühlt wird oder womit gleichzeitig das innere Luftstromsystem geheizt und das äußere Luftstromsystem gekühlt wird.

3. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Luftstromsystem zwei Kammern enthält, in deren einer dieBildaufnahmeröhre und in deren anderer der elektrische Heizkörper derart angeordnet sind, daß praktisch keine Wärmeübertragung vom Heizkörper auf das Aufnahmerohr mittels direkter Strahlung erfolgen kann.

4. Fernsehkamera nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer sich in zwei Kanäle verzweigt, die eine öffnung (10) umschließen, durch welche der kühlende Luftstrom geblasen wird.

5. Fernsehkamera nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Luftstrom nach dem Passieren der Öffnung (10) die Außenwände der Hülse (5) umfließt.

6. Fernsehkamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Wärme abgebenden Bauteile (z. B. hochbelastete Röhren, Widerstände) der Fernsehkamera, daß diese vom äußeren Kühlluftstrom gut umspült werden, jedoch erst nachdem dieser die Außenwände des inneren Luftstromsystems umspült hat.

7. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche der in Anspruch 1 genannten Hülse lichtdurchlässig ist und vorzugsweise mit einer Vorrichtung zur Lichtschwächung abgeschlossen ist, so daß sich zwischen dieser und der Frontplatte der Aufnahmeröhre nur die praktisch staubfreie Luft des inneren Luftstromsystems befindet.

8. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Stromzuführungen enthaltende Teil der Bildaufnahmeröhre durch eine Öffnung der Hülse nach außen ragt, wobei die Ränder der Öffnung dicht an die Aufnahmeröhre anliegen.

9. Fernsehkamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, die bei Erreichen der vorgegebenen Betriebstemperatur der Bildaufnahmeröhre automatisch eine Umschaltung der Heizung des inneren Luftstromes von Schnell- auf Dauerheizung, also auf eine geringere Heizleistung bewirken, sowie durch zusätzliche Mittel, die nach kurzzeitiger Abschaltung der Fernsehkamera eine neuerliche Einschaltung der Schnellheizung verhindern.

10. Fernsehkamera nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von Schnell- auf Dauerheizung mittels Relais vorgenommen wird, das sich in Reihe mit einem Kondensator, einem Gleichrichter und einem temperaturabhängigen Schalter (z. B. Bimetallschalter) befindet, wobei diese Schaltelemente derart bemessen und geschaltet sind, daß das Relais nur dann eine Schaltfunktion ausüben kann, wenn der Kondensator entladen ist.

11. Fernsehkamera nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladezeit des Kondensators (21) mittels parallel liegenden Widerstandes (33) bestimmt ist.

12. Fernsehkamera nach Anspruch 1, 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung der Kamera und die Ventilation derselben auch unabhängig von der sonstigen Stromversorgung der Kamera einschaltbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 606 781;
»radio mentor« H. 5, 1955, S. 270 bis 279.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen