DE1803244A1

DE1803244A1 - Arrangement to suppress the dragging in television tubes with slow scanning beam

Info

Publication number: DE1803244A1
Application number: DE19681803244
Authority: DE
Inventors: Dr-Phys Kurt Frank
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1968-10-16
Filing date: 1968-10-16
Publication date: 1970-05-21

Description

Anordnung zur Unterdrüokung des Nachziehens bei Ferensehaufnahmeröhren mit langsamen Abtaststrahl Die Bildaufnahmeröhren mit langsamem Abtaststrahl, wie z.B. dGs Superorthikon , das Plumbleon und das Vidiuron, zeigen bekanntlich bei einer mittleren Leuchtdichte auf der Photokathode ein relativ geringes Nachziehen, was eine störungstreiAe Übertragung von bewegten Gegenständen ohne weiteres zuläßt, Wenn sich die Leuchtdichte jedoch der Grenzempfindlichkeit der betreffenden Röhre nähert, so treten je nach dem verwendeten röhrentyp Störungen der Bildwiedergabe auf, die sich teils in einem vergrößerten Nachziehen, teils in einem stärkeren Itausehen äußern. Bei Superorthikon-Röhren ist im allgemeinen das Rauschen überwiegend; jedoch tritt auch ein deutliches Nachziehen auf. Bei Vidikon- und Plumbicon-Röhren wirkt sich das Nachziehen stärker aus, während das tauschen im wesentlichen auf Verstärkerrauschen beruht. Man hat die Rauscheigenschaften des Eingangsverstärkers heute so weit verbessert, daß sein Einfluß auf die Bildqualität gering ist.Arrangement for suppressing the dragging of TV tubes with slow scanning beam The image tubes with a slow scanning beam, such as dGs Superorthikon, the Plumbleon and the Vidiuron, are known to show a relatively low drag on the photocathode at an average luminance, which allows for interference-free transmission of moving objects without further ado, if the luminance is within the limit sensitivity of the tube in question approaches, depending on the type of tube used, there will be disturbances in the image reproduction, some of which are expressed in an enlarged trailing, and in some cases in a stronger appearance. In general, with Superorthikon tubes, the noise is predominant; however, there is also a noticeable drag. In the case of Vidikon and Plumbicon tubes, the dragging has a stronger effect, while the swapping is essentially based on amplifier noise. The noise properties of the input amplifier have now been improved to such an extent that its influence on the image quality is minimal.

Da das Nachziehen vorwiegend bei Aufnahmeröhren mit Speicherelektroden aus lialbleitermaterial beobachtet wurde, hat man zu seiner Erklärung vor allem die unvermeidlichen Störstellem im Halbleitermaterial vermutet. Es sind aber in jüngster Zeit erfolgreiche Versuche zur Unterdrückung des Naohziehens durchgeführt worden, welche darauf hindeuten, daß der abtasteXnde Elektronenstrahl zu einem wesentlichen Teil zum Nachziehen beiträgt. Dieser Einfluß des Strahles besteht in einer ungenügenden ZuSuhr von Elektronen bei niederigen Targetpotentialen. Bekanntlich variieren die Geschwindigkeit@em der Glühelektronen des Abtaststrahls etwa gemäß einer Maxwellverteilung derart, daß außer der großen Anzahl von Elektronen mit praktisch homogener Geschwindigkeit eine abnehmende Zahl von Elektronen mit größerer Geschwindigkeit vorhanden ist.Since the dragging was mainly observed in the case of pick-up tubes with storage electrodes made of semiconductor material, it was assumed that this was primarily due to the inevitable impurities in the semiconductor material. However, recent successful attempts have been made to suppress the dragging, which indicate that the scanning electron beam contributes to a substantial part of the dragging. This influence of the beam consists in an insufficient supply of electrons at low target potentials. It is known that the speed @ em of the glow electrons of the scanning beam vary roughly according to a Maxwell distribution such that besides the large number of electrons with a practically homogeneous velocity there is a decreasing number of electrons with greater velocity.

In einem Glühkath@@lesytem äußert sich dies durch das Auftreten eines sogenannten Anlaufstroms, wenn die Anode auf Kathodenpotential gelegt ist, bzw. eines gegen die Kathode negantiven Anlaufpotentials, wenn die Anode isoliert ist.In a glow cath @@ lesytem this is expressed by the occurrence of a so-called starting current, when the anode is connected to cathode potential, or a negative starting potential with respect to the cathode when the anode is insulated.

Der Anlaufstrom in Bildaufnahameröhren mit langsamem Abtaststrahl bewirkt, daß das Targetpotential bei unbeleuchtetem Photohalbleiter und Photostrom 0 gegen die Strahlkathode schwach negativ wird. Dieses Potential ist nicht sehr geneu definiert, da es nur von den wenigen sehr schnellen Elektronen des Strahls aufrechterhalten wird. Auf diesem schwach negativen Anlaufpotential baut sich das Bildpotential auf. Bei geringer Belichtung der Photokathode ist zwar die erforderliche Ladungsmenge zur Zurückführung des Targets (auf das Anlauipotential) dem vorllandenen Potentialunterschied proportional: das Angebot an Elektronen, welche vom während èinès Abtästorane-Target aufgenommen werden können, sinkt jedoch bei abnehmenden Potential exponentiell ab, so daß Restladungen übrigbleiben, welche zu Nachzieherscheinigungen Anlaß geben. Eine Erhöhung des Strahlstromes durch Änderung der ltehneltspannung ändert an diesem Verhalten wenig, da die Stromdichte/qcm davon praktisch unbeeinfluBt bleibt.The starting current in picture tubes with a slow scanning beam causes the target potential with unlit photo semiconductors and photocurrent 0 becomes weakly negative towards the beam cathode. That potential is not great redefined as there are only a few very fast electrons in the beam is maintained. This builds on this weakly negative start-up potential Image potential. In the case of low exposure of the photocathode, the necessary Amount of charge to return the target (to the starting potential) to the one in front of it Proportional potential difference: the supply of electrons, which from during èinès Abtästorane-Target can be included, but decreases with decreasing Potential exponentially, so that residual charges remain, which lead to trailing effects To give reason. An increase in the beam current by changing the tension voltage changes little in this behavior, since the current density / qcm is practically unaffected by it remain.

Es wurde nun gefunden, daß man den Einfluß des Anlaufpotentials wesentlich verringern kann, wenn man den Arbeitspunkt ähnlich wie bei Glühkathoden-Röhren verschiebt. Unter Arbeitspunkt sei hier der Schwarzwert verstanden. Die Diode, deren Arbeitspunkt beeinflußt werden soll, besteht dabei aus der Raumladung der Elektronen des Strallls, vor der Syeicherelektrode und dem betreffenden Speicherelement. Die zur Verschiebung des Arbeitpunktes erforderliche Vorspannung erhält man in einfacher Weise dadurch,daß man das Target vorbeliclltet. Dann werden wenigstens bis zu dem Potential der Vorbelichtung alle Elektronen aufgenommen, die Entladung der Speicherkapazitüt ist bis dahin zeitli@ar. Zur Unterdrückung des von der Vorbolichtung herrührenden Signalstroms schneidet man die unterhalb des Vorbelichtugspegels liegenden Signale ab, indem man den Schwarzpegel auf den Vorbelichtungspegel einstellt.It has now been found that the influence of the starting potential is essential can be reduced if the operating point is shifted similarly to hot cathode tubes. The working point is understood here to be the black level. The diode, its working point is to be influenced, consists of the space charge of the electrons of the Strallls, in front of the Syeicherelectrode and the relevant storage element. The one to postpone The preload required for the working point is obtained in a simple manner in that the target is pre-exposed. Then at least up to the potential of the pre-exposure all electrons taken up, the discharge of the storage capacity is temporal until then. To suppress the signal current resulting from the pre-exposure cuts the signals lying below the pre-exposure level can be obtained by adjusting the black level set to the pre-exposure level.

Durch die Vorbelichtung des Targets wird allerdings ein zusutzlicher Dunkelstrom hervorgerufen, der einen Beitrag zum Rauschpegel beitrügt und daher unerwünscht ist.The pre-exposure of the target, however, makes an additional one Caused dark current, which contributes to the noise level and therefore is undesirable.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, die von den schnellen Elektronon des Abtaststrahles herrührenden Störungen auf andere Weiso, d.Ii. olive Verwendung einer Lichtquelle zu erreichen.The invention has for its object that of the fast electron of the scanning beam resulting interference in a different way, i.e. olive usage to achieve a light source.

Erfindungsgemäß werden die selinellen Elektronen aus dem Geschwindigkeitsspektrum des Abtaststrahls dadurch beseitigt, daß der Wbtaststrahl vor seiner Ablenkung an einer Fläche von solchem Potential gesiegelt wird, daß die Anteile der schnellen Blektronen von dieser Fläche aufgenommen und damit entfernt werden, während die langsamen Elektronen an Potentialilächen vor dieser Spiegelfläche umkehren. Vorteilhaft wird für die Spiegelfläche ein Material hoher Austrittsarbeit, z.13. Platin verwendet. Die Oberfläche soll möglichst glatt und homogen sein. Ferner ist es für die Erzeugung des gewünschten Effektes wesentlich, daß die Elektronen möglichst unter gleichem Winkel auf die Spiegelfläclie treffen. Daher wird die Elektronenquelle zweckmäßig vor dem Auftreffen durcll eine Kollimatorlinse auf unendlich abgebildet, oder es wird bei Verwendung eines divergentem Strahlenbündels eine derart gewölbte Spiegelfläche verwendet, daß die einzelnen Strahlen des Bündels unter gleichem Winkel auf die Spiegelelekc trode auftreffen.According to the invention, the selective electrons are removed from the speed spectrum of the scanning beam is eliminated by the fact that the scanning beam stops before it is deflected an area of such potential is sealed that the proportions of the fast Tin electrons are absorbed by this surface and thus removed, while the reverse slow electrons on potential surfaces in front of this mirror surface. Advantageous a material with a high work function is used for the mirror surface, e.g. 13. Used platinum. The surface should be as smooth and homogeneous as possible. It is also used for generation the desired effect is essential that the electrons as possible under the same Meet the angle on the mirror surface. Therefore, the electron source becomes useful imaged at infinity by a collimator lens before impact, or it When using a divergent bundle of rays, such a curved mirror surface becomes used that the individual rays of the bundle hit the same angle at the same angle Hit the mirror electrode.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Von diesen zeigt Figur l ein Stromspannungsdiagramm, welches den Verlauf der Stromaufnahme einer Spiegelfiäche als Funktion ihres Oberflächenpotentials wiedergibt und Figur 2 eine Elektrodenanordnung zur Entfernung der schnellen Elektronen des Strahls.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Of these, FIG. 1 shows a current-voltage diagram which shows the course of the current consumption of a mirror surface as a function of its surface potential and figure 2 shows an electrode arrangement for removing the fast electrons of the beam.

Figur l zeigt den bekannten Verlauf der Stromaufnahme einer Speichelektrode als Funktion ihrer Oberflächenpotentials entsprechend der Kennlinien des Anlaufstroms einer Glühkathode.FIG. 1 shows the known profile of the current consumption of a storage electrode as a function of their surface potential according to the characteristics of the starting current a hot cathode.

Wenn das Target bei dieser geringen Belichtung einen hohen Widerstand hat, so ladet sich die Targetoberfläche durch den Elektronenstrahl relativ langsam, erst nach viren Abtastungen auf ein Potential U1 auf, welches negativ gegen Erde ist Dieses Potential kann z.B. 0,5 bis 2 Volt betragen. Die Zeit bis zur Erreichung eines Endpotentials U1 ist um so länger, je grö Ber .die Speicherkapazität der Fläche ist. Beseitigt mancher den schnellen Anteil aus dem Spektrum der Geschwindigkeitsverteilung der Elektronen, so erreicht man einen relativ steilen Abfall bei der Spannung U2 . Das neue Gleichgewichtspotential U2 kann daher wesentlich rascher erreicht werden.If the target has high resistance at this low exposure the target surface is charged relatively slowly by the electron beam, only after virus scans to a potential U1, which is negative to earth This potential can be, for example, 0.5 to 2 volts. The time to achieve of an end potential U1 is the longer, the greater the storage capacity of the surface is. Some people eliminate the fast component from the spectrum of the speed distribution of electrons, a relatively steep drop in voltage U2 is achieved . The new equilibrium potential U2 can therefore be reached much more quickly.

Eine Konstruktion mittels derer dieses Abschneiden erzielt werden kann, wird an Hand der Figur 2 näher erläutert. In Figur 2 ist l eine Glüllkathode, welche sich auf dem Endpotential befindet. Der von der Glühkathode ausgehende Strom wird mit IIilfe einer Wehnelt-Elektrode in an sich bekannter leise eingestellt.A construction by means of which this cutting can be achieved can, is explained in more detail with reference to FIG. In Figure 2, l is a glow cathode, which is at the end potential. The current from the hot cathode is adjusted with the help of a Wehnelt electrode in a known manner.

Hinter der Wehnelt-Elektrode befindet sich eine Elektronenlinse, welche aus den Blenden 3 und 4, sowie der Linsenelektrode 5 besteht. Mit Hilfe dieser Linse kann aus dem divergenten Strahlenbündel, welches von der Kathode l ausgeht, zu einem Parallelstrahlbündel gemacht werden. Dieses Bündel trifft nun auf eine in gewisser Entfernung aufgestellte Spiegelelektrode 6 auf, die sich vorzugsweise auf dem Potential der Kathode 1 befindet, und eine Oberfläche aus einem Material geringen Widerstandes und hoher Austriftsarbeit z.B. Platin besteht. An dieser Elektrode werden die langsamen Elektronen gespiegelt, während die schnellen Elektronen absorbiert werden. Der vom Spiegel zurückkehrende Strahl 7 kann nun noch durch die Blende 8 auf Hildpunktgrdße gebracht w@rden. Diese Anordnung erlaubt es, die Temperatur der Kathode höher zu wählen, als es sonst mit ilUcksicht auf den Anteil an zu schnellen elektronen üblich ist. Hierdurch kann auch die Stromdichte des Strahls erhöht und der Anteil von Elektronen, die an der Blende 8 verloren gehen, ausgeglichen werden.There is an electron lens behind the Wehnelt electrode, which consists of the diaphragms 3 and 4, as well as the lens electrode 5. With the help of this lens can from the divergent bundle of rays, which emanates from the cathode l, to one Parallel beam be made. This bundle now meets one that has been set up at a certain distance Mirror electrode 6, which is preferably at the potential of the cathode 1, and a surface made of a low resistance, high work function material E.g. platinum exists. The slow electrons are reflected at this electrode, while the fast electrons are absorbed. The one returning from the mirror Beam 7 can now still be brought to the size of a dot by the diaphragm 8. These Arrangement allows to choose the temperature of the cathode higher than it would otherwise with Consideration of the proportion of electrons that are too fast is common. This can also increases the current density of the beam and the proportion of electrons participating in the Aperture 8 is lost, must be compensated.

Claims

1. Arrangement for reducing the speed spread of the scanning beam (5) of an image recording tube emanating from a hot cathode characterized in that the tin electron beam, after exiting the hot cathode, is connected to an electrode which is at about cathode potential and the surface of which is made of a material with a high work function, e.g. I3. W.

or platinum is mirrored.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that daD between Mirror electrode and hot cathode a focus'iersystem is arranged, which the Hot cathode or a point of intersection (aossover) in front of the hot cathode maps infinitely.

3. Arrangement according to claim i, characterized in that the mirror cathode is so curved that the electrons of the beam are at the same angle hit the mirror electrode.

4. Arrangement according to claim 1 to 2, characterized in that the at the mirror electrode, electrons reflected a beam limiting diaphragm push through.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the hot cathode is operated at an elevated temperature.