DE1890246U

DE1890246U - HEATED CATHODE FOR PICTURE RECORDING EARS.

Info

Publication number: DE1890246U
Application number: DEG29253U
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1963-01-02
Filing date: 1963-12-31
Publication date: 1964-04-02
Also published as: GB1074537A; US3249790A

Description

RAJU 203*31.12.63RAJU 203 * 12/31/63

37123712

G-eneral Electric öompany, Schenectady, F.X. ,USAGeneral Electric Company, Schenectady, F.X. ,UNITED STATES

Beheizte Kathode für BildaufnahmeröhrenHeated cathode for image pickup tubes

Die !Teuerung bezieht sich auf Bildauf nahnier öhr en wie beispielsweise auf Orthikons und im besonderen auf den .aufbau einer Elektronenkanone für solche Orthikons oder ähnliche Röhren, der dazu dient, die Belichtung der photoempfindlichen Schicht solcher Röhren durch Stör- oder Streustrahlung zu vermindern.The price increase relates to picture recording ears such as on orthicons and in particular on the structure of an electron gun for such orthicons or similar tubes, which serve to expose the photosensitive layer of such tubes to be reduced by interference or scattered radiation.

Sine Bildaufnahmeröhre, wie beispielsweise ein linage-Orthikon, ist miteiner photoempfindliohen Kathode ausgerüstet, die dazu dient, ein Bild aus einer optischen Strahlung oder aus licht, dem diese Photokathode ausgesetzt ist, in eine Verteilung elektrischer ladungen umzuwandeln, aus der ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt werden kann. ^v:Iemi man nun solche Bildaufnahmeröhren optimal aufbauen will, so treten besonders bei solchen Röhren, die bei niedrigen Beleuchtungsstärken eine erhöhte Empfindlichkeit aufweisen sollen oder deren Empfindlichkeit besonders im infraroten Seil des Spektrums hoch sein soll, dadurch Schwierigkeiten auf, daß die G-lühkathoden solcher Röhren innerhalb des Röhrenkolbens selbst Streustrahlung emittieren, die auf die Photokathoden oder auf die lichtempfindlichen Elemente solcher Möhren auffallen und dort die Erzeugung falscher Signale oder elektrischer Störsignale hervorrufen. Sine solche Streustrahlung hat im allgemeinen die Wirkung, daß das elektrische Ausgangsrauschen der Photokathode relativ zu dem elektrischen ETutzsignal von der Photokathode anwächst. Dadurch werden die Eigenschaften der Röhren verschlechtert, schwache Signale nachzuweisen und aufzulösen, wie sie beispielsweise bei der Aufnahme und Wiedergabe von einzelnen Szenen unter schwacher Beleuchtung auf-1jeten können. /His image pickup tube, such as a linage orthicon, is equipped with a photosensitive cathode which is used to convert an image from optical radiation or from light to which this photocathode is exposed into a distribution of electrical charges from which an electrical output signal is generated can. ^v : If one wants to optimally set up such image pick-up tubes, difficulties arise especially with tubes that are supposed to have increased sensitivity at low illuminance levels or whose sensitivity is supposed to be high, especially in the infrared spectrum, because the G-glow cathodes of this type Tubes within the tube flask themselves emit scattered radiation that falls on the photocathodes or on the light-sensitive elements of such carrots and cause false signals or electrical interference signals to be generated there. Such scattered radiation generally has the effect that the electrical output noise of the photocathode increases relative to the useful electrical signal from the photocathode. This worsens the properties of the tubes to detect and resolve weak signals, such as those that can appear when recording and playing back individual scenes under weak lighting. /

Man hat gefunden, daß der größte Seil der Streustrahlen aus der Glühkathode die Photokathode ifber Reflexionen erreicht, die innerhalb des Söhrenkolbens an solchen Seilen stattfinden, die unmittelbar neben der Glühkathode liegen, nachdem die Strahlung aus der Glühkathode durch die keramische Halterung des Heizelementes hindurchgetreten ist. Die Keramiken für diese Heizelementhalterungen sind nach ihren mechanischen und elektrischen Eigenschaften ausgewählt und sind häufig aus einem lichtdurchlässigen Material, wie beispielsweise aus Aluminiumoxid hergestellt. Man hat zwar versucht, die Photokathode gegenüber dieser Streustrahlung aus der Glühkathode dadurch abzuschirmen, daß man eine weniger lichtdurchlässige Keramik für die Halterung des Heizelementes verwendet hat, und zwar dadurch, daß man der Keramik ein dunkles Material, wie beispielsweise Kohlenstoff, beimischte. Diese Versuche konnten aber nicht zufriedenstellen, da Beimischungen wie Kohlenstoff die elektrischen Eigenschaften solcher keramischen Massen nachteilig beeinflussen.It has been found that the largest rope of scattered rays from the hot cathode reaches the photocathode through reflections, which take place inside the Söhrenkolbens on such ropes that are immediately next to the hot cathode after the radiation has passed from the hot cathode through the ceramic holder of the heating element. The ceramics for this Heating element holders are selected for their mechanical and electrical properties and are often made of one translucent material such as made from alumina. They tried the photocathode in relation to this scattered radiation from the hot cathode shield that you have used a less translucent ceramic for holding the heating element, namely by adding a dark material such as carbon to the ceramic. These attempts could but not satisfactory, since admixtures such as carbon adversely affect the electrical properties of such ceramic masses influence.

Ziel der Neuerung ist daher der Aufbau einer Kathodenheizung für Bildaufnahmeröhren, wie beispielsweise für Orthikons oder Vidikons, der den Einfall von innerer Streustrahlung auf die Photokathode auf ein Mindestmaß herabmindert, ohne die elektrischen Eigenschaften der Kathodenanordnung nachteilig zu beeinflussen. The aim of the innovation is therefore to set up a cathode heater for image pick-up tubes, such as for Orthikons or Vidikons, which reduces the incidence of internal scattered radiation on the photocathode to a minimum, without the electrical ones Adversely affecting properties of the cathode assembly.

Fun soll die !Teuerung in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden.The price increase in connection with the drawings in detail should be fun to be discribed.

'fig. 1 ist ein teilweise weggebrochener fragmentarischer Längsschnitt durch eine Bildaufnahmeröhre nach der Art eines Image-Orthikons, die nach der Erfindung aufgebaut ist.'fig. 1 is a fragmentary longitudinal section, partially broken away by an image pickup tube in the manner of an image orthicon, which is constructed according to the invention.

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Pig. 2 ist ein vergrößerter fragmentarischer Längsschnitt durch die Kathodengruppe der Röhre nach Pig. 1, die nach der !Teuerung aufgebaut ist.Pig. 2 is an enlarged fragmentary longitudinal section through the cathode group of the Pig tube. 1, which is built up after the inflation.

In der Fig. 1 ist ein Image-Orthikon gezeigt, das einen evakuierten Kolben 2 aufweist. Dieser Kolben ist an einem Ende durch einen !Röhrenfuß aus einem Sockel 4 mit äußeren Anschlußstiften 6 verschlossen. Der Kolben 2 weist noch einen Bildteil 8 mit einem Bildfenster 10 auf, an dessen Innenseite eine Photokathode 12 angebracht ist, die ein Bild aus einer optischen Strahlung in eine elektrische Ladungsverteiluiig umsetzt, die von der Rückseite der Schicht 12 emittiert wird und auf einer Ladungsspeicherlektrode 14 ein gespeichertes Ladungsbild herstellt, wie es dem Durchschnittsfachmann geläufig ist. Die Ladung, die auf der Elektrode 14 gespeichert ist, wird mit Hilfe eines Elektronenstrahles elektrisch ausgelesen, der von der Glühkathode 16 emittiert wird. Dazu wird der Elektronenstrahl von außen fokussiert und abgelenkt (nicht gezeigt), und diejenigen Strahlelektronen, die von der Elektrode wieder umkehren, werden in einem Elektronenvervielfacher 18 vervielfacht.In Fig. 1, an image orthicon is shown that an evacuated Has piston 2. This piston is at one end through a tube foot from a base 4 with external connecting pins 6 locked. The piston 2 also has an image part 8 with an image window 10, on the inside of which there is a photocathode 12 is attached, which converts an image from an optical radiation into an electrical charge distributing that of the back of the layer 12 is emitted and on a charge storage electrode 14 produces a stored charge image as will be understood by those of ordinary skill in the art. The charge that is on of the electrode 14 is stored, is read out electrically with the aid of an electron beam which is emitted by the hot cathode 16 is emitted. For this purpose, the electron beam is focused and deflected from the outside (not shown), and those beam electrons which reverse from the electrode are multiplied in an electron multiplier 18.

7ie man am besten der fig. 2 entnehmen kann, ist das emittierende Material der Glühkathode 16 auf der metallischen Endfläche einer zylindrischen Kathodenhülse 22 aufgebracht. Diese Kathodenhülse sitzt ihrerseits in einem ringförmigen keramischen Isolator 24, der innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 28 gehaltert ist. Das Gehäuse 28 dient zur Unterbringung der Kathode und des Heizelementes. IJm einen Teil des Slektronenvervielfachers 18 haltern zu können, ist das Gehäuse 28 mit einem zylindrischen Ansatz 29 versehen. Die Hülse 22, der Isolator 24 sowie das Gehäuse 28 sind so angeordnet, daß sie innerhalb des Röhrenk&bens 2 koaxial zur Kolbenachse 30 montiert werden können. Das rückwärtige Ende der Kathodenhülse 22, das heißt das Ende, das auf den Röhrenfuß hinblickt, ist offen, um eine Heizspule 32 aufnehmen zu können. Die Heizspule 32 ist mit Hilfe zweier verhält-7ie best of the fig. 2 is the emitting one Material of the hot cathode 16 is applied to the metallic end face of a cylindrical cathode sleeve 22. This cathode sleeve sits in turn in an annular ceramic insulator 24, which is held within a cylindrical housing 28 is. The housing 28 is used to accommodate the cathode and the heating element. Hold a part of the slectron multiplier 18 To be able to, the housing 28 is provided with a cylindrical extension 29. The sleeve 22, the insulator 24 and the housing 28 are arranged so that they can be mounted coaxially to the piston axis 30 inside the tube tube 2. The rear The end of the cathode sleeve 22, that is to say the end that faces the tube foot, is open in order to receive a heating coil 32 to be able to. The heating coil 32 is behaved with the help of two

nismäßig starker Heizleitungen % gehaltert und erstreckt sich von diesen Heizleitungen aus in die Hülse 22 hinein. Die beiden Heizleitungen 36 gehen in einem geiwissen Abstand voneinander durch eine quer angeordnete keramische Isolierscheibe 40 hindurch und sind an ihr gehaltert. Die Isolierscheibe 40 selbst sitzt in dem rückwärtigen Ende des Gehäuses 28 und schließt es ab.moderately strong heating lines % and extends from these heating lines into the sleeve 22. The two heating lines 36 go at a certain distance from one another through a transversely arranged ceramic insulating disk 40 and are held on it. The insulating disk 40 itself sits in the rear end of the housing 28 and closes it off.

Das vordere Ende des Gehäuses 28 ist durch eine quer angeordnete Metallelektrode 50 und ein Steuergitter 52 bis auf die Mittelöffnungen 54 und 56 in den beiden Elektroden 50 und 52 vollständig abgeschlossen. Die beiden öffnungen 54 und 56 dienen dazu, Elektronen, die von der Kathode 16 emittiert werden, hindurchtreten zu lassen.The front end of the housing 28 is through a transversely arranged metal electrode 50 and a control grid 52 except for the central openings 54 and 56 in the two electrodes 50 and 52 completely closed. The two openings 54 and 56 serve to Electrons emitted from the cathode 16 pass through allow.

'uewi auch das vordere Ende des G-ehäuses 28 durch die Elektroden 50 und 52 gegenüber Streustrahlung wirksam abgedeckt ist, die aus dem Heizelement 32 stammt und die Photokathode 12 erreichen kann, sieht man doch, daß der Hauptanteil der Streustrahlung, die von der Glühkathode 32 herkommt 'und auf die die Photokathode der Rohre anspricht, derjenige Strahlungsanteil ist, der aus dem rückwärtigen Ende des Gehäuses 28 (oder des Ansatzes 29) austritt und an der inneren Oberfläche des Höhrenfußes Lind an anderen reflektierenden Oberflächenteilen innerhalb der liöhre derart zurückreflektiert wird, daß er auf die Photokathode 12 auffallen kann, lach der !Teuerung wird nun die Isolierscheibe 40 dadurch lichtundurchlässig gemacht, ohne ihre elektrischen Eigenschaften zu beeinträchtigen, daß man die keramische Masse für die Scheibe 40 aus einer Verbindung aus Aluminiumoxid und etwa 10-15 Gewichtsprozent Chromoxid, Kobaltoxid oder Magnesiumoxid herstellt. Die dabei entstehende keramische Masse hat eine dunkel-purpurrote farbe und läßt aus dem sichtbaren Bereich des Spektrums praktisch kein licht hindurch und nur sehr wenig im infraroten Spektralbereich. 'uewi the front end of the housing 28 is effectively covered by the electrodes 50 and 52 against scattered radiation that originates from the heating element 32 and can reach the photocathode 12, since it can be seen that the main portion of the scattered radiation emitted by the hot cathode 32 comes from 'and to which the photocathode of the tubes responds, is that part of the radiation which emerges from the rear end of the housing 28 (or the extension 29) and is reflected back on the inner surface of the foot and on other reflective surface parts within the tube, that it can fall on the photocathode 12, laughing at the price increase, the insulating disk 40 is now made opaque without impairing its electrical properties, that the ceramic mass for the disk 40 is made of a compound of aluminum oxide and about 10-15 percent by weight of chromium oxide , Cobalt oxide or magnesium oxide. The resulting ceramic mass has a dark purple color and lets practically no light through from the visible range of the spectrum and only very little in the infrared spectral range.

die Herstellung solcher keramischer Scheiben 40 wird eine homogene Mischung aus 85 - 90 Gewichtsprozent Aluminiumoxid und 10-15 Gewichtsprozent Chromoxid, Kobaltoxid oder Magnesiumoxid oder auch einer Mischung aus diesen Oxiden hergestellt. Diese homogene Mischung wird zusammen mit einem Bindemittel wie beispielsweise Karbowachs in Form gepreßt und bei einer temperatur von etwa 1400 - 1500⁰O 24 Stunden lang gebrannt. Die dabei entstehende Keramik hat zufriedenstellende mechanische und ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und ist gegenüber einer störenden Streustrahlung aus einer Quelle wie beispielsweise aus dem Heizelement 32 praktisch völlig lichtundurchlässig. line gehdlezte Kathodenanordnung, wie sie beispielsweise in der Mg. 2 gezeigt ist, und die mit einer solchen Keramik 40 ausgerüstet ist, ist eine sehr wirksame Maßnahme, um störende Streustrahlungen aus dem Heizelement 32 daran zu hindern, die Photokathode 12 zu erreichen und damit die Erzeugung von elektrischen Störsignalen auf ein Mindestmaß herabzusetzen, dievon solchen Strahlungen hervorgerufen werden.the production of such ceramic disks 40 is a homogeneous mixture of 85-90 percent by weight aluminum oxide and 10-15 percent by weight chromium oxide, cobalt oxide or magnesium oxide or a mixture of these oxides. This homogeneous mixture is pressed into shape together with a binding agent such as, for example, carbow wax and ^{fired at a temperature of about 1400-1500 0} O for 24 hours. The resulting ceramic has satisfactory mechanical and excellent electrical properties and is practically completely opaque to interfering scattered radiation from a source such as, for example, from the heating element 32. line cored cathode arrangement, as it is shown, for example, in Mg To minimize the generation of electrical interference signals caused by such radiation.

Claims

-S- protection claims

1. Heated cathode assembly for an image pickup tube with a photocathode, which is a container for a cathode heating element at a certain distance from the photocathode is arranged and has an opening which faces the photocathode, in the case of the inside of this container a cathode is arranged opposite the opening in such a way that it leases the electrons through this opening Can emit photocathode, and in which a heating element is arranged within this container close to the cathode, the holding and power supply lines, which extend through an opening in this container, the on the other hand as the first-mentioned opening is arranged, characterized in that the second opening is closed by a ceramic disc (40) through which the power supply lines are passed, and that this ceramic disk is made from a ceramic hatch which consists essentially of a mixture of aluminum oxide and about 10-15 weight percent cobalt oxide, chromium oxide or magnesium oxide or a mixture of these oxides, so that this disc (40) against scattered radiation, which arises in the heating element and can escape from the container, is opaque and prevents such radiation from escaping prevents.

2. Heated cathode arrangement according to claim 1, characterized characterized in that a cylindrical metal housing is provided, which is arranged with its axis perpendicular to the photocathode a, that devices in which an "electrode with a central opening are provided to close off that image of the housing which is on the photocathode looks out that the housing is also closed by a transversely arranged ceramic disc at a point that is shown in

axial alignment of the one provided with a central opening H electrode has a certain distance, and that within the Housing between the electrode provided with an opening and a heating element is arranged on the ceramic disc for the cathode, the support and power supply lines which extend through the ceramic disc.