DE1905332B2

DE1905332B2 - Vorrichtung mit einer fernsehkameraroehre und fernsehkameraroehre zur anwendung in einer solchen vorrichtung

Info

Publication number: DE1905332B2
Application number: DE19691905332
Authority: DE
Inventors: Johannes Hendrikus Theodorus; Vermulst Joannes Cornells; Eindhoven Roosmalen (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-02-13
Filing date: 1969-02-04
Publication date: 1976-06-24
Also published as: GB1190186A; CS162667B2; BE728253A; FR2001832A1; NL160428C; NL6802062A; DE1905332A1; YU33365B; NO125792B; US3548250A; AT284925B; YU31869A; RO58522A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einer Fernsehkameraröhre, die eine Auf treffplatte zum Integrieren der Bildinformation eines aufzunehmenden Bildes und ein Strahlerzeugungssystem zum Erzeugen eines auf die Auftreffplane gerichteten

Elektronenstrahls enthält, welches Strahlerzeugungssystems eine Kathode, ein Steuerghter und eine Besch'eunigungsanode enthält, während zwischen dem Steuergitter und der Auftreffplatte eine Blende zur Begrenzung des Elektronenstrahls vorgesehen ist,

wobei die Fernsehkameraröhre mit einer Fokussierungslinse zur Fokussierung des Elektronenstrahls auf die Auftreffplatte und mit Ablenkmitteln zur Erzeugung einer periodischen Abtastung der Auftreffplatte durch den von der erwähnten Blende begrenzten Elektronenstrahl versehen ist, damit das Potential der Auftreffplatte zur Lieferung von der integrierten Bildinformation entsprechenden Ausgangssignalen auf nahezu das Kathodenpotential stabilisiert wird, welche Ablenkmittel ein Ablenkelement für Zeilenhinlauf und Zeilenrücklauf und ein Ablenkelement für Bildhinlauf und Bildrücklauf enthalten.

Di° erwähnte Stabilisierung ist erreicht, wenn die pro Zeiteinheit durch den Elektronenstrahl auf Oberflächenelemente der Auftreffplatte übertragene Ladungsmenge gleich der infolge der Bildinformation abgeführten Ladungsmenge ist, derart, daß das Potential dieser Oberflächenelemente periodisch auf nahezu das Kathodenpotential herabgesetzt ist.

Es ist üblich, bei einer derartigen Vorrichtung den Elektronenstrahl in dem Strahlerzeugungssystem während der Rücklaufzeit völlig zu unterdrücken, so daß nur während der nicht in einer Bildrücklaufperiode liegenden Zeilenhinlaufperioden Elektronen die Auftreffplatte erreichen können. Während der Abta-

stung der Auftreffplatte wird der Elektronenstrahl größtenteils von der Blende begrenzt, so daß nur ein mittlerer Teil der Elektronenstrahls die Auftreffplatte erreichen kann. Dies ist erforderlich zum Erzielen eines Strahls mit genügender Stromdichte und mit geringem Durchmesser an der Stelle der Auftreffplatte damit ein befriedigendes Auflösungsvermögen gesichert ist.

In einer bekannten Vorrichtung der im ersten Ab satz erwähnten Art ist die Fernsehkameraröhre eir »Plumbikon«. Die Auftreffplatte besteht dann aus ei ncr photoleitenden Schicht aus wenigstens hauptsäch lieh Bleimonoxyd, die auf einer durchsichtigen Signal platte angebracht ist. Die Signalplatte ist über einer

DD/ί

analwiderstand _mit (J₆₁- Klemme einer Spannunis- erhöhten Potential stammenden Elektronen in einem

ilp verbunden. Diese Klemme hat gegenüber der Knoten nahezu an der Stelle der Blende eine Vielzahl

! Aode ein positives Potential. Die freie Oberfläche Elektronen zur Verfügung zur HUfsstabilisation von

Ii Auftreffplatte ist dem Strahlerzeugungssystem durch Licht zu großer Intensität getroffenen Stellen

kehrt. Das aufzunehmende Bild wird durch die 5 der Auftreffplatte, welche während Zeilenhinlaufpe-

f^alolatte hindurch auf die Auftreffplatte projiziert rioden durch die dann zur Verfügung stehende, ver-

H^rzeuet in »Elementargebieten« der Auftreff- hältnismäßig geringe Anzahl Elektronen nicht stabüi-

"Trte einen Photostrom, dessen Größe von der Inten- siert werden können. Die HilfsStabilisierung ist eine

^P-*t des auffallenden Lichtes abhängig ist, wodurch Stabilisierung auf ein erhöhtes Kathodenpotential, so

j Potential der freien Oberfläche der »Elementar- 1° daß sie nur die von Licht zu großer Intensität getroff e-

hete« in Abhängigkeit von der Intensität des auf- nen Stellen beeinflußt, d. h. daß die an nicht von Licht

ffii den Lichtes zunimmt. Die Abtastung durch den zu großer Intensität getroffenen Stellen integrierte

ei ktronenstrahl stabilisiert dieses Potential auf das Bildinformation während der Rücklaufperioden nicht

ν thndenootential, wobei die resultierendem Poten- gelöscht wird, sondern während der Zeilenhmlaufpe-

M rhwankungen als Ausgangssignale über dem Si- ¹S rioden richtige der integrierten Bildinformation ent-

iwiderstand auftreten. Die Kennlinie des Photo- sprechende Ausgangssignale liefert. In dieser■ vor-

⁸¹¹ es als Funktion des auffallenden Lichtstromes richtung kann ein befriedigenderer Aufprall der

t°?^npn nahzu linearen Verlauf. Dies hat den Vor- Elektronen des Elektronenstrahls auf die Auftrett-

*ί Zt bei normaler Beleuchtung linear von der Be- platte und somit eine höhere Ansprechgeschwmdig-

JÄgsstärkeabhängigeAusgangssignaleerhalten - ^^^^^^SS^SS^

ifLinearität der erwähnten Kennlinie bringt je- Hinlaufperioden zum Löschen der durch em be

Λ auch Nachteile mit sich. Eine zu große Lichtin- stimmtes Übermaß an Lichtintensität herbeigeführten

inSerureacht unstabilisierte Stellen auf der Auf- Information wird nämlich nicht benotig . Weiterhm

Satte der Fernsehkameraröhre, weil der Elektro- '5 kann der störende Einfluß des Potentials der freien

^tt TihfS: eine genügende Menge Elektronen zur Oberfläche des während der Hinlaufpenoden nicht

S<5S?SteUen liefern kann. Ein sich be- abgetasteten Randes der Atf treffplatte auf die.au! m

helles Licht, wie Glimmlicht, Blitzlicht und der Nähe dieses Randes hegende Stellen_Rge™*«*e

n führt besonders störende Effekte, wie Elektronen dadurch verringert werden, daß der Rand

g n tunrt ο _3o Rücklaufperioden abgetastet wird

*SeSAS^können a^e _{uch bei} anderen Vorrich- Es se, bemerkt, daß eine Vprrkhmng^tannng

_t,_m ^D _genderim ersten Absatz erwähnten Art auftreten, (GB-PS 795627), in der in einem ElektronenstraW

'Τ bei eZr Vorrichtung, bei der das aufzuneh- zum Abtasten eines Schirmes zeitlich ein Knoten .η

BiS auf eine aus einer Anzahl Siliziumdioden der Nähe einer Strahlbegrenzungsb ende= herbeige

auuj Auftreffplatte projiz.ert wird und diese 35 f ührt wird, damit eine^große Stromstark und em bra

SS5Sr.S: S

Weise aus einem zur Verfugung stehenden Impuls gemacht. _us._ps

z.B. aus einem Ablenkrucklauf.mpuls, einen Impuls ^Weiter '^^^^,^^^enoptischen Achse eines

^S^VorrichtungnachderErfindungstehenwäh- ^

rend Rücklaufperioden durch Konzentration von aus ein g

der Kathode mit einem in bezug auf die Auf treffplatte schieben.

In der Vorrichtung nach der Erfindung kann ein dritter Impulserzeuger mit dem Steuergitter verbunden sein, der Impulse zur Anpassung des Steuergitterpotentials beim Auftreten des erhöhten Kathodenpotentials liefert. Auf diese Weise kann die Einstellung des Strahlerzeugungssystems auf einen nicht geeigneten Arbeitspunkt während der HilfsStabilisierung vermieden werden und kann während der Hilfsstabilisierung ein optimaler Stromdurchgang durch die Blende erzielt werden.

Die erwähnten Impulserzeuger können zur Lieferung von Impulsen während Bildrücklaufperioden eingerichtet sein. Dabei werden an die Steilheit der Impulsflanken keine strengen Anforderungen gestellt.

Die erwähnten Impulserzeuger können auch zur Lieferung von Impulsen während Zeilenrücklaufperioden eingerichtet sein. Dabei werden an die Steilheit der Impulsflanken strengere Anforderungen gestellt, aber dann ergibt sich der Vorteil, daß sämtlichen Stellen der Auftreffplatte ein Strom nahezu der gleichen Dichte angeboten werden kann.

Die erwähnten Impulserzeuger können auch derart eingerichtet sein, daß sie während Zeilenrücklaufperioden und während Bildrücklaufperioden Impulse liefern. Dann kann eine besonders große Anzahl Elektronen für die HilfsStabilisierung angewandt werden.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung mit einem mit der Fokussierungslinse verbundenen vierten Impulserzeuger versehen, die Impulse zur Änderung der Stärke der Fokussierungslinse während der Rücklaufperioden liefert, so daß während der HilfsStabilisierung eine günstige Stromdichteverteilung erzielt und z.B. der Durchmesser des auf den Rand der Auftreffplatte gerichteten Strahls optimal gewählt werden kann, damit Strahlbiegungseffekte am Rande während des Hinlaufens verringert werden.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Fernsehkameraröhre zur Anwendung in einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art, vorzugsweise eine derartige Fernsehkameraröhre vom Typ »Plumbikon«, in der die Auftreffplatte eine auf einer durchsichtigen Signalplatte angebrachte photoleitende Schicht aus wenigstens hauptsächlich Bleimonoxyd ist.

Eine Linsenelektrode in der Fernsehkameraröhre dient vorzugsweise als das erwähnte Linsenelement. In der Vorrichtung kann das mit dem ersten Impulserzeuger verbundene Linsenelement auch ein elektromagnetisches Linsenelement sein, aber eine elektrostatische Linsenelektrode ist vorzuziehen, weil ein magnetisches Linsenelement verhältnismäßig schwer ist und im Betrieb verhältnismäßig viel Energie erfordert.

Die erwähnte Linsenelektrode kann eine zwischen dem Steuergitter und der Blende innerhalb einer zylindrischen Elektrode angebrachte röhrenförmige Linsenelektrode sein. Diese Kondstruktion läßt sich leicht durch Einbau einer zusätzlichen röhrenförmigen Linsenelektrode in eine Zylinderelektrode üblicher Bauart erzielen. Eine große Genauigkeit ist dabei nicht erforderlich. Beim Betrieb brauchen der Linsenelektrode nur verhältnismäßig kleine Impulse zugeführt werden, wenn bereits ein erheblicher Unterschied zwischen dem Gleichspannungspotential der röhrenförmigen Linsenelektrode und dem Gleichspannungspotential der zylindrischen Elektrode besteht.

Die röhrenförmige Linsenelektrode ist vorzugsweise eine sich in Richtung auf die Blende erweiternde kegelige Elektrode, damit verhindert wird, daß Strahlelektronen die röhrenförmige Linsenelektrode treffen.

Die röhrenförmige Linsenelektrode enthält ferner vorzugsweise sich in axialer Richtung erstreckende elektrisch getrennte Sektoren. Diese können an veränderliche Spannungen gelegt werden, so daß die röhrenförmige Linsenselektrode zugleich als Zentriervorrichtung wirken kann.

Um Schwierigkeiten bei der Montage zu vermeiden, wird die Linsenelektrode vorzugsweise durch einen leitenden Überzug einer Wand einer Bohrung in einem eng passenden in der zylindrischen Elektrode

•5 angebrachten isolierenden Träger gebildet. Eine derartige Linsenelektrode läßt sich besonders einfach in Form gegenseitig getrennter Sektoren ausbilden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, in der die Fernsehkameraröhre ein im Längsschnitt dargestelltes »Plumbikon« ist,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II der Fi g. 1

*5 Fig. 3 einen perspektivischen Schnitt durch eine Linsenkonstruktion einer Fernsehkameraröhre nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Kameraröhre hat eine evakuierte zylindrische Umhüllung 1 aus Glas. Die Röhre

enthält eine Auftreffplatte 2, die aus einer Schicht aus hauptsächlich Bleimonoxyd besteht, die auf eine Signalplatte 3 aufgedampft ist, welche aus einer sehr dünnen Schicht gut leitenden Zinnoxyds besteht, die auf der Innenseite des durch ein Ende der Umhüllung

gebildeten Fensters 4 angebracht ist. Innerhalb der Umhüllung 1 an ihrem anderen Ende befindet sich das zu dieser Umhüllung koaxiale rotationssymmetrische Strahlerzeugungssystem, das aus einer Kathode 5, einem Steuergitter 6 und einer zylindrischen

Beschleunigungsanode 7 besteht. Zwischen der Beschleunigungsanode 7 und der Auftreffplatte 2 liegen eine zweite zylindrische Anode 8 und eine auf einer zylindrischen Elektrode 9 angebrachte elektrisch leitende Gaze 10. Innerhalb der zweiten zylindrischen

♦5 Anode 8 Hegt die mit der zylindrischen Anode 8 elektrisch leitend verbundene Blende 11, die mit einer Öffnung 12 mit einem Durchmesser von 250 μ versehen ist. Weiterhin befindet sich innerhalb der zweiten zylindrischen Anode eine Fokussierungselektrode 13,

die zusammen mit der sweiten zylindrischen Anode 8 eine Fokussierungslinie bildet Innerhalb der zylindrischen Anode 7 liegt eine röhrenförmige Linsenelektrode 14, die eine kegelige Gestalt aufweist und sich in Richtung auf die Blende 11 erweitert. Die Befestigungsmittel der Elektroden und unterschiedliche Zufuhrleitungen zu den Elektroden sind in der Figur nicht dargestellt.

Die Röhre wird zum Teil von Zeilen- und Bildablenkspulen umgeben, die gemeinsam durch 15 be-

zeichnet sind. Die Signalplatte 3 ist über eine durch die Umhüllung hindurchgeführte Zufuhrleitung 16 und den Signalwiderstand 17 mit einer Klemme einer Spannungsquelle 18 verbunden, deren andere Klemme geerdet ist. Schematisch sind Impulserzeuger

19,20,21 und 22 mit Zufuhrleitungen 119,120,121 und 122 angedeutet.

Beim Betrieb haben die Elektroden folgende Gleichspannungspotentiale

Kathode (5):
Steuergitter (6):
erste Anode (7):
zweite Anode (8):
Elektroden (9) und (10):
Signalelektrode (3):
Fokussierungselektrode (13):

zwischen - 100 V und 0 V 300 V 300 V 600 V 45 V 100 V

Elektrode (14) (durchschnittlich): 100 V

Das aufzunehmende Bild wird mittels eines schematisch durch eine Linse 26 angedeuteten optischen Systems durch das Fenster 4 und die Signalplatte 3 hin auf der Auftreffplatte 2 der Röhre abgebildet. Während der Zeilenhinlaufperioden wird die freie Oberfläche der Auftreffplatte 2 von dem von dem Strahlerzeugungssystem erzeugten Elektronenstrahl längs eines rechteckigen Rasters abgetastet. Dabei wird die Oberfläche nahezu auf das Kathodenpotential stabilisiert, wobei elektrische Signale erzeugt werden, die über den Kondensator 27 dem Signalwiderstand 17 entnommen werden. Der Elektronenstrom zwischen der Kathode 5 und der Blende 11, dessen Verlauf durch die volle Linie 28 angegeben wird, wird dabei größtenteils von der Blende 11 aufgefangen. Nur der mittlere durch die vollen Linien 29 angedeutete Teil des Strahls wird für diese Abtastung verwendet.

Während Rücklaufperioden liefert der Impulserzeuger 19 der Kathode 5 z.B. einen positiven Impuls von 5 V. Zugleich liefert der Impulserzeuger 20 z.B. der Elektrode 14 einen negativen Impuls von 80 V. Dadurch wird an der Stelle der Öffnung 11 der Blende 12 ein Strahlknoten des mit den gestrichelten Linien 30 angedeuteten Strahls erzielt und steht ein großer Strom zur Stabilisierung auf 5 V zur Verfugung. Der Impulserzeuger 21 kann dabei Impulse zur Nacheinstellung der Fokussierungslinse liefern. Der Impulserzeuger 22 kann dabei Impulse zur optimalen Einstellung des Arbeitspunktes des Strahlerzeugungssystems liefern.

Es dürfte einleuchten, daß die Impulserzeuger 19, 20. 21 und 22 für in dieser Beschreibung angeführte und andere besondere Zwecke auf bekannte Weise geeignet gewählt sein können.

Das Linsenelement 14 besteht aus vier in axialer Richtung elektrisch getrennten Sektoren 31, 32, 33 und 34, wie in dem Schnitt der Fig. 2 dargestellt ist. Die Sektoren 31 und 33 werden an die Klemmen einer nicht dargestellten veränderlichen Gleichspannungsquelle angeschlossen. Auch die Sektoren 32 und 34 werden an die Klemmen einer nicht dargestellten veränderlichen Gleichspannungsquelle angeschlossen. Der Elektronenstrahl kann durch Einstellung der veränderlichen Spannung der Gleichspannungsquellen zentriert werden.

Inder in Fig. 3 im Detail dargestellten Linsenkonstruktion einer Fernsehkameraröhre nach der Erfindung sind die den Elementen der Fig. 1 und 2 entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugsziffern

»5 bezeichnet. Fig. 3 zeigt eine Beschleunigungsanode 7, die mit einer leitenden Öffnung 39 aufweisenden Folie 38 und mit einem Linsenelement 14 versehen ist, das durch einen elektrisch leitenden aus vier Sektoren bestehenden z.B. aus Molybdän und

Mangan hergestellten Überzug gebildet wird, der auf der Wand einer zentralen kegeligen Bohrung 40 eines eng passend in der Beschleunigungsanode 7 angebrachten keramischen Trägers 35 angeordnet ist. Die vier Sektoren des leitenden Überzugs, von denen in

*5 Fig. 3 nurdie Sektoren31,32 und 33 dargestellt sind, haben je einen durch eine Öffnung in der Beschleunigungsanode 7 und durch den Träger 35 hindurchgeführten elektrischen Zufuhrleiter. In der Figur sind der Zufuhrleiter 36 des Sektors 31 und der Zufuhrleiter 37 des Sektors 33 dargestellt. Bei der Bauart nach Fig. 3 läßt sich oirsc besonders genaue, aber auch besonders einfache Montage erzielen.

Auszug

Die Vorrichtung enthält ein Linsenelement unc Impulserzeuger zum Erzielen eines Strahlknoteni (cross-over) an der Stelle einer Strahlbegrenzungsblende sowie eines erhöhten Kathodenpotential! während Rüeklaufperioden, so daß während Rück

♦o laufperioden eine Vielzahl Elektronen zur Hilfsstabi lisierung von von Licht zu großer Intensität getroffe neu Stellen auf der Auftreffplatte der Fernsehkame raröhre zur Verfügung steht.

Hierzu 2 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung mit einer Fernsehkameraröhre, die eine Auftreffplatte zum Integrieren der Bildinformation eines aufzunehmenden Bildes und ein Strahlerzeugungssystem zum Erzeugen eines aut die Auftreffplatte gerichteten Elektronenstrahls enthält, welches Strahlerzeugungssystem eine Kathode, ein Steuergitter und einen Beschleunigungsanode enthält, während zwischen dem Steuergitter und der Auftreffplatte eine Blende zur Begrenzung des Elektronenstrahls vorgesehen ist, wobei die Fernsehkameraröhre mit einer Fokussierungslinse zur Fokussierung des Elektronenstrahls auf die Auftreffplatte und mit Ablenkmitteln zur Erzeugung einer periodischen Abtastung der Auftreffplatte durch den von der erwähnten Blende begrenzten Elektronenstrahl versehen ist, damit das Potential der Auftreffplatte zur Lieferung von der integrierten Bildinformation entsprechenden Ausgangssignalen auf nahezu das Kathodenpotential stabilisiert wird, welche Ablenkmittel ein Ablenkelement für Zeilenhinlauf und Zeilenrücklauf und ein Ablenkelement für Bildhinlauf und Bildrücklauf enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem mit einem ersten Impulserzeuger zum Erzeugen eines Strahlknotens während der Rücklaufperioden nahezu an der Stelle der Blende verbundenen Linsenelement und mit einem zweiten Impulserzeuger zum gleichzeitigen Erzielen eines in bezug auf das Potential der Auftreffplatte erhöhten Kathodenpotentials versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen dritten mit dem Steuergitter verbundenen Impulserzeuger zur Anpassung des Steuergitterpotentials beim Auftreten des erhöhten Kathodenpotentials enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Impulserzeuger zur Lieferung von Impulsen während Bildrücklaufperioden eingerichtet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Impulserzeuger zur Lieferung von Impulsen während Zeilenrücklaufperioden eingerichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem mit der Fokussierungslinse verbundenen vierten Impulserzeuger versehen ist, der Impulse zur Änderung der Stärke der Fokussierungslinse während der Rücklaufperioden liefert.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftreffplatte eine auf einer durchsichtigen Signalplatte angebrachte, photoleitende Schicht aus wenigstens hauptsächlich Bleimonoxyd ist.

7. Fernsehkameraröhre zur Anwendung in einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Linsenelement eine Linsenclcktrode innerhalb der Röhre ist.

8. Fernsehkameraröhre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenelektrode eine zwischen dem Steuergittcr und der Blende innerhalb einer zylindrischen Elektrode angebrachte röhrenförmige Linsenclektrodc ist.

9. Fernsehkameraröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmige Linsenelektrode eine sich in Richtung auf die Blende erweiternde kegelige Elektrode ist.

10. Fernsehkameraröhre nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmige Linsenelektrode sich in axialer Richtung erstrekkende, elektrisch getrennte Sektoren enthält.

11. Fernsehkameraröhre nach Anspruchs, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenelektrode durch einen leitenden Überzug der Wand einer Bohrung in einem eng passend in der zylindrischen Elektrode angebrachten isolierenden Träger gebildet wird.