DE2144268A1 - Farbfernsehkamera - Google Patents

Description

Dipl.-lng. H. MITSCHERLICH 8 MÖNCHEN 22, Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN rZT-Tu " »

Dr. rer. not. W. KÖRBER """JJT^ "4'2β PATENTANWÄLTE

3. September 1971

SOMY CORPORATION
7-35 Kitashinagawa-6,
Shinagawa-ku
Tokyo / Japan

Patentanmeldung Farbfernsehkamera

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 20 46 026.8)

Die Erfindung betrifft eine Farbfernsehkamera mit einer einzigen Bildaufnahmeröhre, welche Farbsignale erzeugt, die frei von Übersprech-Störungen sind.

In der US-Patentschrift 2 446 249 ist bereits eine Bildaufnahmeröhre beschrieben, welche ein Target mit einer Vielzahl von Farbfiltern und Signalplatten aufweist, die sich quer zur Zeilenrichtung erstrecken. Bei dieser Bildaufnahmeröhre sind die den Farbfiltern entsprechenden Signalplatten mit Sammelschienen verbunden, wobei die jeweiligen Primärfarbvideosignale von drei Signalausgangsklemmen abgeleitet werden, die mit den Sammelschienen verbunden sind. Diese Bildaufnahmeröhre ist jedoch mangelhaft, da jedes Primärfarbvideosignal mit anderen Primärfarbvideosignalen gemischt wird, und zwar infolge der elektrostatischen Kapazitäts-

209813/1566

2H4268

kupplung zwischen den jeweiligen Signalelektroden. Dies führt zu einem Übersprechen, welches die Farbreinheit des Farbvideosignales beeinträchtigt.

In der US-Patentschrift 3 502 799 ist ferner ein System vorgeschlagen worden, bei welchem eine Vielzahl von Indexsignalbildern und streifenförmigen Farbkomponentenbildern auf dem Target einer Vidiconröhre abgebildet werden, um ein zusammengesetztes Farbvideosignal zu erzeugen, das ein Indexsignal enthält. Bei diesem System ist jedoch das Verhältnis zwischen dem Farbkomponenten-Bildbereich und der effektiv abgetasteten Fläche des Vidicons um einen Betrag herabgesetzt, der der von den Indexsignalen eingenommenen Fläche entspricht. Die Folge davon ist eine verringerte Auflösung. Ferner erfordert di es es bekannte System eine komplizierte und teuere Einrichtung, um die Indexsignalbilder auf dem larget abzubilden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Farbfernsehkamera mit einer einzigen Bildaufnahmeröhre so zugestalten, dass die bei den bekannten Kameras auftretenden Nachteile vermieden werden.

In dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 20 4-6 026.8)

ist bereits eine Farbfernsehkamera mit einer einzigen Bildaufnahmeröhre beschrieben, welche die erwähnten Nachteile der bekannten Farbfernsehkameras im wesentlichen vermeidet. Die im Hauptpatent beschriebene Farbfernsehkamera weist eine photoleitende Schicht auf, auf welche ein farbsepariertes Bild eines zu reproduzierenden Objektes projiziert wird. Ferner ist die Bildaufnahmeröhre der Farbfernsehkamera nach dem Hauptpatent mit Indexelektroden versehen, welche in unmittelbarer Nähe der photoleitenden Schicht angeordnet sind und zur elektrischen Erzeugung eines Indexbildes auf der photoleitenden Schicht in Abhängigkeit von unterschiedlichen Spannungen dient, die an die Indexelektroden angelegt werden»

209813/1566

_ ,, 2U4268

Auf diese Weise kann man der.photoleitenden Schicht ein elektrisches Ausgangssignal entnehmen, welches ein zusammengesetztes Signal ist und ein dem farbseparierten Bild entsprechendes Farbvideosignal sowie ein dem Indexbild entsprechendes Indexsignal enthält. Aus dem Farbvideosignal können dann die einzelnen Farbkomponentensignale separiert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Bildaufnahmeröhre für eine Farbfernsehkamera) wie sie im Hauptpatent beschrieben ist, so auszubilden, dass die Zuführung der verschiedenen Spannungen zu den Indexelektroden vereinfacht und verbessert wirdo Die erfindungsgemässe Bildaufnahmeröhre soll sich durch eine einfachere Herstellung und Abdichtung auszeichnen, insbesondere im Hinblick auf die erwähnte Zuführung der Spannungen zu den Indexelektroden der Röhre.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Bildaufnahmeröhre photoelektrische Wandler, wie Photowiderstandszellen, Photodioden, Photoschalter, Phototransistoren oder Photosperrschichtzellen vorgesehen sind, welche Teil einer Schaltung sind, mit Hilfe der den Indexelektroden die verschiedenen Spannungen zugeführt werden, und dass die photoelektrischen Wandler von ausserhalb der Bildaufnahmeröhre selektriv mit geeigneten, Strahlungsenergie emittierenden Vorrichtungen aktiviert werden, welche beispielsweise Leuchtdioden sind, die unsichtbares Licht, wie infrarotes Licht, emittieren, gegenüber dem die photoleitende Schicht unempfindlich ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.

Ss zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Farbfernsehkamera mit einer einzigen Bildaufnahmeröhre gemäss der vorliegenden Erfindung}

209813/1566

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, der wesentlichen Teile der in der in Fig. 1 dargestellten Farbfernsehkamera verwendeten Bildaufnahmeröhre j

Fig. 3 und 4 Impulsdiagramme zur Erklärung der Betriebsweise der in Fig. 1 und 2 dargestellten Kamera;

Fig. 5 eine graphische Darstellung eines möglichen Frequenzspektrums eines von der in Fig. 1 und 2 dargestellten Farbfernsehkamera erzeugten Farbvideosignalesj

Fig. 6 eine -Ansicht von oben auf eine Indexelektroden-Anordnung in einer Bildaufnahmeröhre, die in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Kamera verwendet ist;

Fig. 7 eine vergrösserte, fragmentarische, teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 6, welche die Struktur zeigt, mit Hilfe welcher jede der Indexelektroden der bereits im Hauptpatent vorgeschlagenen Bildaufnahmeröhre mit der entsprechenden elektrischen Schaltung verbunden ist;

Fig. 8 und 9 ähnliche Ansichten wie die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ansichten, wobei jedoch eine modifizierte Bildaufnahmeröhre verwendet ist;

Fig.10 eine weitere vergrösserte Schnittansicht eines Details einer der photoelektrischen Zellen, die als photoelektrische Wandler in der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Ausf uhrungsform verwendet sind;

Fig.11 die elektrischen Schaltungsäquivalente der in den Fig. 8 bis 10 gezeigten Anordnung;

Fig.12 bis 15 Schaltungen, die der in Fig. 11 dargestellten Schaltung ähnlich sind, die sich jedoch auf entsprechende andere Ausführungsformen der Erfindung beziehen;

Fig.16 ein Blockschaltbild eines Teiles einer anderen Farbfernsehkamera type, in der eine Bildaufnahmeröhre ent- ' sprechend der vorliegenden Erfindung verwendet ist;

Fig.17 eine vergrösserte Ansicht von oben auf Teile der in Fig. 16 dargestellten Bildaufnahmeröhre;

Fig.18 einen Querschnitt durch den in Fig. 17 dargestellten Teil der Bildaufnahmeröhre}

209813/1

"B¹Ig. 19A und 19B Impulsdiagramme zur Erklärung der Betriebsweise der in Fig. 17 und. 18 dargestellten Bildaufnahmeröhre;

Fig. 20 die elektrischen Schaltungsäquivalente einer entsprechend der Erfindung ausgebildeten Bildaufnahmeröhre, deren Verwendung bei einer Farbfernsehkamera beabsichtigt ist, wie sie in Fig. 16 dargestellt ist.

Um der Erklärung der vorliegenden Erfindung einen passenden Hintergrund zu geben, wird zuächst eine Farbfernsehkamera beschrieben, bei welcher die erfindungsgemässe Bildaufnahmeröhre verwendet ist. ι

Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Bildaufnahmeröhre sind I zwei Paar Indexelektroden A (zusammengesetzt aus den Elementen A_x., JU, ... A. , ... A) und B (zusammengesetzt aus den Elementen B^, Bp ... B. , ... B) vorgesehen, welche nächst der photoleitenden Schicht 1 einer Bildaufnahmeröhre 2 angeordnet sind. Die photoleitende Schicht 1 besteht beispielsweise aus Materialien, wie Antimontrisulfid oder Bleioxid. Die Elektroden A und B sind transparente leitende Schichten aus Zinnoxid, in dem Antimon enthalten ist. Die Elemente der Elektroden A und B sind wechselweise angeordnet, beispielsweise in der Reihenfolge A«., B^, Ap, Bp, ... A^, B^, ... A^,B_n. Die Elektroden A und B sind mit den -!Anschlüssen T^ und Ί?_Β verbunden, welche zu äusseren Schaltungen führen. In diesem Fall sind die Elektroden A und B so angeordnet, dass die Längsrichtungen der länglichen Elemente quer zur horizontalen Abtastrichtung eines Elektronenstrahles liegen.

Die Elektroden A und B befinden sich auf einer Seite einer Glasplatte J. Auf der anderen Seite der Glasplatte befindet sich ein optisches Filter F, das aus roten, grünen und blauen Filterelementen F^, Fv, und F-g besteht. Die Filterelemente sind in einer wiederholten Folge Ft,, F^, F-g, F^, F^, S'-g-,,. angeordnet und erstrecken sich mit ihren Längsabi'iessungen parallel zu den Elementen der Elektroden A and E. Die Filterelemente

20981 3/ 1 See

sind ferner so angeordnet, dass je ein Tripel aus einem roten, grünen und blauen Filterelement F_R, F^ und F-g einem Paar von nächst liegenden Elektrodenelementen A. und B- zugeordnet ist und gegenüberliegt. So lange wie die Elemente der Elektroden A und B und des optischen Filters F mit ihren Längsabmessungen zueinander ausgerichtet sind, ist ihre relative Anordnung frei wählbar. Das optische Filter F ist durch eine Frontplatte 4- bedeckt, welche sich an einem Ende des Röhrenkolbens 5 befindet, so dass die photoleitende Schicht, die Elektroden A und B, die Glasplatte 3 und das optische Filter F in dem Röhrenkolben 5 eingeschlossen sind. Um die Bildaufnahmeröhre 2 sind eine Ablenkspule 6, eine Fokussierspule 7 und eine Ausricht spule 8 angeordnet. Die Bezugs ziffer 9 bezeichnet eine Bildlinse, mit welcher das Bild eines Objektes 10 durch die Frontplatte 4· hindurch auf die photoleitende Schicht 1 fokussiert wird. Die Bezugsziffer 11 bezeichnet eine Elektronenkanone, welche einen Elektronenstrahl emittiert, der durch die Ablenkspule 6 so abgelenkt wird, dass er die photoleitende Schicht 1 abtastet.

Ein Transformator 12 besteht aus einer Primärwicklung 12a und einer Sekundärwicklung 12b. Die Sekundärwicklung 12b ist mit einer Mittelanzapfung t_Q versehen. Die Endanschlüsse t- und t₂ der Sekundärwicklung sind mit den Anschlüssen T^ und T-Q der Bildaufnahmeröhre 2 verbunden. Die Primärwicklung 12a ist mit einer Signalquelle 13 verbunden, welche ein Wechselstromsignal S,- (Fig. 3) erzeugt, dessen· Frequenz auf die Zeilenabtastfrequenz der Bildaufnahmeröhre 2 synchronisiert ist. Das Wechselstromsignal S- hat eine Rechteckwellenform, wobei die Impulsbreite gleich der horizontalen Abtastperiode H des Elektronenstrahles ist. Die Impulsbreite ist demnach beispielsweise 63,5 MikroSekunden. Die Impulsfolgefrequenz ist gleich der halben Horizontalabtastfrequenz, also 15>75/2 EHz. Die Mittelanzapfung t der Sekundärwicklung 12b ist mit dem Eingang eines Vorverstärkers 15 über einen Kondensator 14- verbunden. Ausserdem wird die Mittelan&apfung

203813/1568

Ausserdem wird die Hittelanzapfung über einen Widerstand E von einer Stromquelle B+ mit einer Gleichstromvorspannung von 10 bis 50 Volt "beaufschlagt.

Die Elektroden A und B werden für Jede neue Horizontalabtastperiode wechselweise mit Spannungen beaufschlagt, die höher und niedriger als die Wechselstromvorspannung ist. Dadurch entsteht auf der Oberfläche der photoleitenden Schicht ein streifenförmigen Potentialmuster, das.den Elektroden A und B entspricht. Wenn die Bildaufnahmeröhre 2 keiner Belichtung ausgesetzt wird, so führt die Abtastung der photoleitenden Schicht 1 durch einen Elektronenstrahl in einer Abtastperiode H₄,. zu einem Signal Sj, das die in !"ig. 4A dargestellte Eechteckwellenform hat. Dieses Signal kann an der Mittelanzapfung t der Sekundärwicklung 12b abgenommen werden. Wenn der Mittelanzapfung t der Sekundärwicklung 12b eine Gleichstromvorspannung von etwa JO Volt zugeführt wird, und wenn ausserdem die Anschlüsse T^ und Tg mit einer Wechselspannung von 0,5 Volt beaufschlagt werden, so variiert der durch den Widerstand E fliessende Strom um 0,05 Mikroampere. Dieser Strom kann als Indexsignal verwendet werden. Die Frequenz dieses Indexsignales Sj wird erst unter Berücksichtigung der Breite und der Wiederholungsfolge der Elemente der Elektroden A und B und unter Berücksichtigung einer horizontalen Abtastperiode des Elektronenstrahles frei wählbar; sie kann beispielsweise 3»58 MHz sein. Wenn auf die photoleitende Schicht 1 mit Hilfe der Linse 9 und des Filters F ein farbsepariertes Bild des Objektes 10 fokussiert wird, so werden der Lichtintensität der gefilterten roten, grünen und blauen Komponenten entsprechende Signale erzeugt, welche sich mit dem Indexsignal Sj als Folge der Abtastung der Schicht überlappen, wodurch ein zusammengesetztes Signal Sp erzeugt wird, das in Fig. 4-B dargestellt ist. Die Bezugsziffern E, G und B in Fig. 4 bezeichnen die Anteile der roten, grünen und · blauen Farbkomponenten an dem zusammengesetzten Signal S₂« Das zusammengesetzte Signal Sp ist die Summe aus dem Luminanzsignal S^, dem Ohroninanzsignal S_Q und dem Indexsignal

209813/156$'

Sj, nämlich Sp»«Sy+S₀+Sj. Das Frequenzspektrum des zusammengesetzten Signales S2, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, bestimmt sich nach der Breite der-Elemente der Elektroden A und B und des optischen Filters F sowie nach der horizontalen Abtastperiode. Das zusammengesetzte Signal hat eine Gesamtbandbreite von 6 MHz, wobei sich das Luminanz signal Sy im unteren Bandbereich und das Chrominanz signal S^ im oberen Bandbereich befindet. Es ist zweckmässig, die Überlappung des Luminanz signal es Sy und des Chrominanz signal es Sq möglichst gering zu halten. Wenn es gewünscht ist, ist es möglich, vor der Bildaufnahmeröhre 2 eine Sammellinse anzuord- | nen. Dadurch wird die Auflösung vermindert und die Luminanzsignalbandbreite verringert.

Während der nächsten Horizontalabtastperiode H. ^. wird die den Elektroden A und B zugeführte Spannung (diese ist ein" Wechselstromsignal) in ihrer Phase umgekehrt. Dadurch wird ein Indexsignal -S₁ erzeugt, das in Fig. 4-A¹ dargestellt ist Die Phase des Indexsignales -Sj ist der Phase des Indexsignales Sj (siehe Fig. 4A) entgegengesetzt. Dementsprechend wird dem Eingang des Vorverstärkers 15 nunmehr ein zusammengesetztes Signal S£' zugeführt, das in Fig. 4-B¹ dargestellt ist. Dieses Signal S' ist gleich Sp^·»Sy+S_c-Sj.

P Nachdem das zusammengesetzte Signal S~ (oder Sp¹) in dem Vor verstärker 15 verstärkt worden ist, wird es einem Verstärker 16 zugeführt, der die Amplituden kappt und/oder eine Gamma-Korrektur ausführt. Danach wird das Signal einem Tiefpassfilter 17 und einem Bandpassfilter 18 zugeführt. Dem Tiefpassfilter wird dann das Luminanzsignal Sy entnommen und dem Bandpassfilter 18 wird ein Signal ^S3""^sol^+SIL (^Fi6· ^ ^oder ein Signal ^S3'"⁸CL^-8IL ^^S" ^C¹) entnommen. In den zuvor angeführten Gleichungen für S, und S · ist S_GL die Grundfrequenzkomponente des Chrominanzsignales, und SjJ₁ ist die Grundfrequenzkomponente des Indexsignales

09813/1866

Da die Wiederholungsfrequenzen des Indexsignales Sj und des Chrominanzsignales Sq gleich sind, kann die Trennung dieser Signale ohne die Verwendung eines Filter in folgender Weise erfolgen.

Mit der Bezugsziffer 19 ist eine Verzögerungsschaltung bezeichnet, welche beispielsweise eine Ultraschall-Verzögerungsleitung sein kann.-Mit dieser wird das von dem Bandpassfilter 18 abgeleitete Signal S^-Spy+ST-,· (oder S,

um eine Horizontalabtastperiode 1H verzögert. Die von der Verzögerungsschaltung 19 und dem Bandpassfilter 18 während einer Horizontalabtastperiode H. abgeleiteten Signale S,¹« S^T+S-r-r (oder 3,'"S_nT-S_x-,-) und die während der darauf folgen-

^Jj AJj O w Jj JL Jj

den Horizontalabtastperiode H. ... abgeleiteten Signale S, * S^-r-S-rT (oder S^-S^-r+S-,-,-) werden einer Addier schaltung 20

v/Jj JL-Li \) OJj JLJj

zugeführt und in dieser addiert. Das -Ausgangsprodukt der Addier schaltung ist ein Chrominanz signal 2SqJ₁, das in Fig. 4D dargestellt ist. Im vorliegenden Fall sind die Signalinhalte von Chrominanzsignalen aufeinanderfolgender Horizontalabtastperioden so ähnlich, dass sie nahezu als gleich betrachtet werden können. Es ist auch möglich, das von dem Bandpassfilter 18 abgeleitete Signal um drei oder fünf Horizontalabtastperioden zu verzögern, da auch hier noch eine sehr grosse .Ähnlichkeit besteht.

Die Signale S^-Sqj+Sjj, (oder β^-Β^-β^) und S_$'-Sq_L-S_il

^ (oder ^S3"ⁱ³oii⁺'^SIlP ^^{n άβη Ho:cizon}'^fcalat)'^bastperioden H^ und * werden einefSubtrahierschaltung 21 zugeführt, welche die folgende Subtraktion durchführt (SQj_|-Sjj_/)-(S_Cj₍+Sjj_j)/öder (SqJ₁H-SjJ₁)-(SqJ₁-SjJ^. Auf diese Weise wird ein Indexsignal -2S'j_L (Fig. 4E) oder 2S¹Jj₁ (nicht dargestellt) erzeugt. Das resultierende Indexsignal -2S¹Jj₁ oder 2S¹Jj₁ wird einem Begrenzer 22 zugeführt, welcher die Amplituden gleichmacht. Dadurch wird ein Indexsignal -2Sj (oder 2Sj) erzeugt, das in Pig. 4F dargestellt ist.

ORIGINAL INSPECTBD

209813/1566

- 1C -

• Das Indexsignal -2Sj (oder 2S₁) wird daher bei jeder neuen Horizontalabtastperiode in seiner Phase umgekehrt, so dass das Signal -2Sj durch die Verwendung einer Schalteranordnung 23 (welcher in der Praxis ein elektronischer Schalter ist) in seiner Phase korrigiert wird. Der Schalter 23 hat feste Eontakte 23a und 23b sowie einen beweglichen Eontakt 23c. Der Ausgang des Begrenzers 22 ist direkt mit dem einen festen Eontakt 23a der Schalteranordnung 23 und über einen Inverter 24 mit dem anderen festen Eontakt 23b verbunden. Die Schalteranordnung 23 ist so ausgebildet, dass ihr beweglicher Eontakt 23c synchron mit dem Wechselstromsignal Sj, mit welchem die Primärwicklung 12a des Transformators 12 beaufschlagt wird, bei jeder neuen Horizontalabtastperiode von dem festen Eontakt 23a auf den festen Eontakt 23b bzw. umgekehrt umgeschaltet wird. Dadurch kann von dem beweglichen Eontakt 23c ständig das Indexsignal 2S-r abgenommen werden.

Das Chrominanz signal Sqt , das von der .Addierschaltung 20 abgeleitet wird, wird Synchrondetektoren 25> 26 und 27 zugeführt. Das Indexsignal Sj_L wird dem Synchrondetektor 25 über einen Phasenschieber 28 zugeführt, welcher die Phase des Indexsignales auf die Phase des roten Signales ausrichtet, um ein Farbdifferenzsignal R-Y am Ausgang des Detektors 25 zu erzeugen. In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal des Phasenschiebers 28 dem Synchrondetektor 26 über einen Phasenschieber 29 zugeführt, um ein Farbdifferenzsignal G-Y am .Ausgang des Detektors 26 zu erzeugen. Das -Ausgangssignal des

Phasenschiebers 29 wird dem Synchrondetektor 27 über einen Phasenschieber 30 zugeführt, um ein Farbdifferenzsignal B-Y am Ausgang des Detektors 27 zu erzeugen. Die Phasenschieber 29 und 30 verschieben jeweils die Phase des ihnen zugeführten Signales um 120°. Die Farbdifferenzsignale und das Luminanzsignal Sy werden einer Matrixschaltung 31 zugeführt, an deren Ausgangsanschlüssen T_R, I_& und T-g die Farbsignale S^, S_& und Sg entnommen werden können. Die Farbsignale können nun in ge-

ORIGINAL. INSPECTiD

209813/1566

eigneter Veise weiter verwertet werden, um Farbfernsehsignale für das NTSC-System oder andere Farbfernsehsysterne zu erzeugen.

Wenn man den Elektroden A und B der zuvorbeschriebenen Farbfernsehkamera eine Wechselspannung zufüh rt, so wird auf der Oberfläche der photoleitenden Schicht ein bestimmtes Muster von Potentialänderungen erzeugt. Dieses Muster oder Indexbild wird als Indexsignal reproduziert. Auf diese Weise verringert das Indexsignal den dynamischen Bereich der Bildaufnahmeröhre nicht, und auch die Auflösung des Farbvideosignales wird nicht herabgesetzt. Da das Indexsignal, das Luminenzsignal und das Chrominanzsignal nicht von einzelnen Elektroden abgeleitet, sondern in Form eines zusammengesetzten Signales gewonnen werden, können daraus in einfacher Weise mit Hilfe einer Demodulatorschaltung Farbdifferenzsignale erzeugt werden, sogar dann, wenn zwischen den Elektroden ein Übersprechen vorliegt. Man erhält dadurch ein Farbvideosignal mit einem guten Weiss-JUisgleich.

Da man das Indexsignal am Ausgang der Bildaufnahmeröhre dadurch erhält, dass man den Elektroden A und B synchron mit der Zeilenabtastperiode der Bildaufnahmeröhre eine Wechselspannung zuführt, lässt sich die Demodulation des Farbvideosignales leicht durchführen. Wenn ausserdem das Farbvideosignal ohne das Chrominanzsignal reproduziert wird, kann das Indexsignal in einfacher Weise dadurch gewonnen werden, dass dem Ausgangssignal der Bildaufnahmeröhre ein Signal hinzuaddiert wird, das durch Verzögerung des Ausgangssignales der Bildaufnahmeröhre um eine Horizontalabtastperiode gewonnen wird. Auf diese Weise besteht keine Möglichkeit, dass sich das Indexsignal mit dem demodulierten Farbvideosignal vermischt. Bei der beschriebenen Farbfernsehkamera liegen ausserdem das Indexsignal und das Chrominanzsignal in dem gleichen Band. Dadurch kann die Bandbreite für das Luminanzsignal und das Chroninanzsignal erweitert werden, wodurch die

2098 1 3/ 1 SSS' original

Auflösung eines Farbvideosignales verbessert wird. Da das Indexsignal und das Chrominanzsignal einen gemeinsamen "Vorverstärker und ein gemeinsames Filter durchlaufen, kann auch kein Laufzeitunterschied bei diesen Signalen auftreten. Dadurch erhält das Bild einen ausgezeichneten Weiss-Ausgleich. Schiiesslich interferiert das Indexsignal auch nicht mit dem Chrominanz signal, so dass auch dadurch eine Beeinträchtigung der Bildqualität nicht erfolgen kann.

Die Abbildung der farbseparierten Bilder auf der photoleitenden Schicht der Bildaufnahmeröhre kann in herkömmlicher Weise erfolgen. Wie dargestellt, kann das Bild des zu übertragenden Objektes mit Hilfe einer Objektivlinse auf die photoleitende Schicht durch· ein Farbfilter F fokussiert werden, das an der Innenseite der Bildaufnahmeröhre in unmittelbarer Nähe der photoleitenden Schicht angeordnet ist. In diesem Fall ist das optische System von einer ausserordentlich einfachen Konstruktion und braucht nicht justiert*zu werden, so dass die Farbfernsehkamera billig hergestellt werden kann. Alternativ dazu kann ein aus vielen Sammellinsen bestehender Linsenschirm (nicht gezeigt) an der Aussenseite der Frontplatte 4 der Bildaufnahmeröhre angeordnet und das Bild eines Farbfilters, welches aus einer Vielzahl von Paaren von streifenförmigen Farbfilterelementen besteht und zwischen dem Objekt und dem Linsenschirm angeordnet ist, mit Hilfe des Linsenschirmes auf die photoleitende Schicht projiziert werden, wobei eine Überlappung mit dem Bild des zu übertragenden Objektes entsteht.

Ss soll nunmehr Bezug genommen werden auf di© Fig. 6 und 7· Diese zeigen eine vorgeschlagene !Konstruktion der Bildaufnahmeröhre 2, weiche in der in den Fig» 1 und 2 dargestellten Farbfernsehkamera verwendet werden kann. Die Bildaufnahmeröhre 2 enthält eine transparente leitende Schicht, die "beispielsweise aus Zinaosid lieoteiit. Biese transparente leitende Selii^lit übsrdt^c'kt di^ geaaste O'b«i^fläcIiG einer Seite der dünnen ti-läßj>latt€- 5. Yor. ä€z photoieitosidsn. Schicht sind durch

*> Π » P i - Ί S £ g OfliGJNAL INSPECTSD

ein Photoätzverfahren "bestimmte Teile entfernt, derart, dass die verbleibenden Teile zwei verzahnte, kammförmige Index-Elektroden A und B sowie eine Einfassungselektrode C (SIg. 6) bilden. Auf diejenige Seitenfläche der Platte 3, welche von den Elektroden A, B und C wegweist, ist eine G-lasfrontplatte 4 mit Hilfe eines Klebemittels aufgeklebt. Die Glasfrontplatte 4 ist mit einem streifenförmigen Farbfilter F versehen. Durch die Platten 3 und. 4 sind Löcher 32 (Fig. 6) an Stellen gebohrt, welche innerhalb des Rück->enbereiches oder der Zuleitungsbereiche der Elektroden A und B liegen. In Jedem Loch 32 befindet sich ein leitender Stift 33 0?ig. 7)> der beispielsweise aus Kupfer besteht. Jeder Stift 33 ist durch eine Indium-Hülse in dem entsprechenden Loch 32 abgedichtet. Die Indium-Hülse sorgtausserdem für einen elektrischen Kontakt zwischen dem jeweiligen Stift 33 u^-d der entsprechenden Index-Elektrode A oder B. Die leitende Schicht 1 erstreckt sich über die gesamte Fläche der Platte 3j welche die Elektroden A, B und 0 trägt.

Die Frontplattenanordnung wird dann an dem Frontende des Röhrenkolbens 5 mi* Hilfe eines leitenden Hinges 35 und einer Zwischendichtung 36 aus Indium befestigt, wobei sich die Indium-Dichtung auf die Elektrode 0 erstreckt und für einen elektrischen Kontakt der Elektrode 0 mit dem leitenden Ring 35 sorgt. Da der Widerstand der photoleitenden Schicht 1 sehr hoch ist, kann die photoleitende Schicht sich, wie gezeigt, bis auf die Elektrode 0 ex'strecken, ohne dass dabei Störungen beim Betrieb der Bildaufnahmeröhre auftreten.

Bei Verwendung der im Zusammenhang mit den ELg. 6 und 7 beschriebenen Bildaufnahmeröhre in einem Farbfernsehkameraßystem gemäße Fig. 1 sind die den Elektroden A bzw. B zugeordneten Stifte 33 mit den Anschlüssen T^ und Ü?_B in Fig. 1 verbunden. Venn es gewünscht ist, kann die Elektrode C mit Masse verbunden oder mit einem Vorspannungspotential beaufschlagt werden, das gleich dem Potential ist, welches den

>ΟΘ81ί/18Μ

_₁₄_ 2H4268

Elektroden A und B über den leitenden Ring 35 zugeführt wird. Dadurch wird das unerwünschte Aufladen der Frontplattenanordnung infolge des Auftreffens des Elektronenstrahles vermieden. Selbstverständlich kann die unerwünschte Aufladung auch dadurch vermieden werden, dass die Ladungsträger sich von der Elektrode 0 zu den Elektroden A und B entladen, wenn die photoleitende Schicht 1 sich, wie dargestellt, bis auf die Elektrode 0 erstrecken.

Die Konstruktion der im Zusammenhang mit den Fig. 6 und 7 beschriebenen Bildaufnahmeröhre vergrössert die Probleme bei der Herstellung der Röhre, insbesondere in Bezug auf die Stifte 33» welche sich durch die Frontplatte erstrecken, damit die Elektroden A und B mit den in EIg. 1 dargestellten Schaltungen verbunden werden können. Solche Stifte 33 machen die Struktur der Röhre kompliziert und die Herstellung teuer. Obwohl die Frontplatteneinheit am vorderen Ende des Röhrenkolbens mit Hilfe des Ringes 35 und der Indium-Dichtung J>6 unter Anwendung der herkömmlichen Technik wirksam als eine Einheit abgedichtet werden kann, haben sich doch Schwierigkeiten mit einer beständigen hermetischen Abdichtung der Stifte 33 in der Frontplattenanordnung ergeben.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden nun die sich durch die Frontplatte erstreckenden leitenden Stifte 33 eli— miniert. Den Index-Elektroden A und B werden die verschiedenen Spannungen statt über die leitenden Stifte 33 nunmehr über photoelektrische Wandler zugeführt, welche Teil der Frontplattenanordnung sind. Die Einheitlichkeit der Frontplattenanordnung bleibt dabei unberührt, d. h. in der Frontplattenanordnung werden keine Löcher vorgesehen. Betrachtet man "beispielsweise die Fig. 8 und 9» so erkennt man_s dass die ©rfindungsgemässe Bildaufnahmeröhre 102 eine Frontpla aufweist, welche ähnlich derjenigen ist, die zu derschriebenen Bohre 2 gehört. Die Frontpiattenanorammg der Bildaufnahmeröhre 102 enthält eine Glasfr-ontplatte 104 mit

_₁₅- 2144269

einem streifenförmigen Farbfilter F. Auf dem streifenförmigen Farbfilter F befindet sich eine dünne Glasplatte 103. Auf der Glasplatte 103 wiederum sind die Index-Elektroden A und B und eine Einfassungselektrode C angeordnet. Die dargestellte Frontplattenanordnung ist am vorderen Ende des Röhrenkolbens IO5 befestigt und mit Hilfe eines leitenden Ringes und einer Indium-Dichtung I36 abgedichtet, welche den Ring elektrisch mit der Elektrode C verbindet..

Erfindungsgemässe enthält die Frontplattenanordnung der Röhre 102 ferner photoelektrische Wandler 1J7A und 137^» welche sich zwischen den Elektroden A und 0 und zwischen den Elektroden B und 0 erstrecken. Wie man der Fig. 10 in Bezug auf den Wandler 137*· entnehmen kann, kann jeder der photoelektrischen Wandler 137^A und 137B von einer Silicium-Sperrschichtzelle gebildet sein, die einen P-Bereich 138> einen N-Bereich I39 sowie metallische Elektroden 140 und 14-1 aufweist. Die Elektroden 140 und 141 sind mit der Elektrode C bzw. mit den Elektroden A oder B über Lötschichten 142 und 143 sowie über metallische Kontaktschichten 144 und 145 verbunden. Die metallischen Kontaktschi^.^'»ϊι 144 und 145 befinden sich auf der Elektrode G bzw. auf der Elektrode A oder B. Wie auch be:³ der zuvorbeschriebenen Bildaufnahmeröhre erstreckt sich die photoleitende Schicht 101 über die Elektroden A, B und C und kann ausserdem, wie dargestellt, die photoelektrischen Wandler I37A und I37B bedecken.

Aus Fig. 9 kann man entnehmen, dass die photoelektrischen Wandler 137A und 137B von separaten Strahl atigsquell en 146A bzw, 146B bestrahlt werden können, welche ssi vorderen Ende der Frontplatte 104 angeordnet sind. Die Strahlungsquellen 146A und 146B emittieren Licht» welches durch die Frontplatte 104 fällt und die entsprechenden Wandler 137A und 137B an der Rückseite der Frontplatte aktiviert. Jede der Strahlungs-* gnel'.lan 146A und 146B besteht aus einer Leuchtdiode 147 un& ei U'iv Linse 148, welche das von der Leuchtdiode emittierte

209813/ISee

-.-ie- 2H4268

Licht fokussiert. Die Leuchtdioden 147 sind GaAs-Dioden (Gallium-Arsen-Dioden), welche Infrarotstrahlen auf die photoleitende Schicht 101 emittieren. Die photoleitende Schicht wird dadurch unempfindlich. Es ist keine Abschirmung erforderlich, um zu verhindern, dass die Schicht 101 dem Licht der Dioden 147 ausgesetzt wird.

Es soll nunmehr Bezug genommen werden auf Fig. 11, die die äquivalente elektrische Schaltung der erfindungsgemässen Bildaufnahmeröhre 102 zeigt. Mit E_Q ist ein hoher Widerstand zwischen den Index-Elektroden A und B bezeichnet, der von | der photoleitenden Schicht 101 gebildet ist.' E_a und E^ sind Entladungswiderstände, die beispielsweise von Streifen gebildet werden, welche die Elektroden A und C und die Elektroden B und 0 (Fig. 8) überbrücken und dazu dienen, die Ladung, welche die von den beiden Elektroden Δ und B gebildete Kapazität aufnimmt, zu entladen. Die erwähnten Streifen werden mit Hilfe eines Anstriches aus Widerstandsmaterial hergestellt.

Bei Verwendung der Eöhre 102 in einem System gemäss Fig. 1 wird der Irans forma tor 12 weggelassen und der leitende Hing 1J5 wird mit dem ITerbindungspunkt 149 zwischen dem Widerstand R und der Kapazität verbunden, Ausserdem ist die Sig-P nalquelle 13 aus Fig. 1 durch eine ähnliche Wechselstromsignalguelle 113 C^ig· 11) ersetzt worden, welche auf die Zeilenabtastfrequens des Elektronenstrahles synchronisiert und mit den Leuchtdiodsn 147 der Strahllingsquellen 146A und 146B über Sslmtzwiderstände iVi verbunden ist, Die Schutewiderstände s?,.- begrensen dar, durch die Bio&ea. 147 fliessenden Strom»

Sei der· in lig* "11 largest oll-*; 221 Sslialtung wird den Indeie-Elefetroden A und 3 rib$r üi·.·; Kiekvvo&® ö, wslclie auch-als Ausgaiigneler/lv.x&e fmüvLS-a^ier. ictj ύο?ι des? Tsrbiadioig gwiselien cleri ΙωΛνύΐα,^ι Han; '!>;^;ι im-l deü. %rM,natag3püiikij 14-9 di© ¥o^-

ή '5 ' i ; ^:l tH; S

ORIGINAL mSPB^B

spannung B+ zugeführt. Das. von der Wechselstromquelle kommende Wechselstromsignal trägt die Leuchtdioden 14-7 der Strahlungsquellen 146A und 146B zum Leuchten an. Das von den Strahlungsquellen 146A und 146B emittierte Licht fällt durch die Frontplatte 104 und aktiviert wechselweise die entsprechenden photoelektrischen Wandler 137A und~i37B. Die den Elektroden A und B zugeführten Spannungen weichen "bei jeder horizontalen Abtastperiode abwechselnd von der Vorspannung ab, derart, dass sich auf der Oberfläche der photoleitenden Schicht 101 ein den verzahnten kammförmigen Elektroden A und B entsprechendes streifenförmiges Potentialmuster oder Indexbild ausbildet und der Köhre ein zusammengesetztes Signal entnommen werden kann, welches ein entsprechendes Indexsignal enthält. Die Phase des Indexsignales wird in den aufeinanderfolgenden Abtastperioden in der Weise umgekehrt, wie es bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben wurde. Das zusammengesetzte Ausgangssignal wird von dem leitenden Ring der Elektrode C abgenommen und dem Verbindungspunkt 149 in Fig. 1 zugeführt. Damit gelangt das zusammengesetzte Ausgangssignal zu dem Vorverstärker 15· Die weitere Schaltung ist die gleiche wie sie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde.

Es soll nunmehr Bezug genommen werden auf Fig. 12, in der eine Modifikation der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform gezeigt ist. Die in Fig. 12 dargestellte äquivalente Schaltung enthält zwei Photosperrschichtzellen 137·^· und 137¹A, welche der Lichtquelle 146A zugeordnet sind. Zwei weitere Photosperrschichtzellen 137^ ancL 137¹B sind der Lichtquelle 146B zugeordnet. Die Photosperrscniehtzellen 137^· und 137¹A sind mit den Elektroden A bzw. B verbunden, so dass wenn die entsprechende Lichtquelle 146A angeregt ist - das Potential der Elektrode A erhöht und das Potential der Elektrode B in Bezug auf die den Index-Elektroden zugeführte Vorspannung erniedrigt wird. In der gleichen Weise sind die

Photosperrschichtzellen 137^B und 137'B mit den Elektroden B "bzw. A verbunden, so dass - wenn die entsprechende Lichtquelle 14-6B angeregt ist - das Potential der Elektrode B erhöht und das Potential der Elektrode A in Bezug auf das Vorspannungspotential erniedrigt wird. Dementsprechend erhöht sich der Potentialunterschied zwischen den Elektroden A und B und damit auch die Amplitude des Indexsignales.

Es soll nunmehr Bezug genommen werden auf Fig. 13· Diese betrifft eine andere Ausfuhrungsform der Erfindung, bei welcher die Sperrschichtphotozellen 137^A und 137B der Fig. 11 durch Phototransistoren 237A und 237B ersetzt sind. Um die Phototransistoren 237A und 237B mit der erforderlichen Vorspannung zu beaufschlagen, sind in der Frontplattenanordnung der Bildaufnahmeröhre mehrere Photosperrschichtzellen 210 vorgesehen. Die Sperrschichtzellen 210 werden kontinuierlich durch Licht aktiviert, das von einer Lichtquelle 211 ausgestrahlt wird und durch die Frontplatte fällt. Die Lichtquelle 211 wird von einer Batterie 212 oder einer anderen Gleichstromquelle gespeist. Zwei in Serie liegende Widerstände E„. sind parallel zu dem Widerstand E der photoleitenden Schicht geschaltet, und die PhotoSperrschichtzellen 210 sind zwischen die Elektrode 0 und dem Verbindungspunkt 213 zwischen den Widerständen R^ geschaltet. Die Phototransistoren 237-A· und 237^ werden wechselweise durch das Licht der entsprechenden Lichtquellen 146A und 146B aktiviert, wodurch die den entsprechenden Index-Elektroden A und B zugeführte Spannung in der dadurch-bedingten Weise reduziert wird. Auf diese Weise wird eine Potentialdifferenz zwischen den Index-Elektroden erzeugt, welche die Gewinnung des Indexsignales in der zuvorbeschriebenen Weise ermöglicht.

Es soll nunmehr Bezug genommen werden auf lig. 14, Bise® betrifft eine weitere Ausführungsfonader Erfindung,; &'clcfe© ähnlich der in ELg. 13 dargestellten Jliigführungsform ist. Bis Phototransißtoren 237A und 23?B der in Fig. 13 dargestellten

Ausführungsform sind hier durch. Photowiderstandszellen 237-A- und 237B ersetzt. Es kann sich hierbei beispielsweise um Cadmiumsulfid-Zellen (CdS-Zellen) handeln. .Auch hier sind wiederum Photosperrschichtzellen 210 verwendet, welche !eile der ffrontplattenanordnung sind und kontinuierlich durch äuseere Lichtquellen 211 aktiviert werden. Die Lichtquellen werden von einer Gleichstromquelle 212 erregt. Die Photowiderstandszellen 337A und 337B werden wechselweise durch die entsprechenden Lichtquellen 14-6A und 146B aktiviert. Dadurch führt jede der Photowidcrstandszellen 337-A- und 337B der betreffenden Index-Elektrode A oder B eine Spannung zu, welche gegenüber der normalen Vorspannung, welche von der Ringelektrode 135 über die Elektrode 0 und die Widerstände 3L-, eingespeist wird, um die Spannung erhöht ist, welche die Photosperrschichtzellen 210 liefern. Auf diese Weise werden zwischen den Index-Elektroden A und B Spannungsdifferenzen erzeugt, welche zur Bildung eines Indexsignales führen, dessen Phase bei den aufeinanderfolgenden Abtastperioden umgekehrt wird.

2<h soll nunmehr Bezug geno^-e:· ',/erden auf 2?ig. I5. Biese Detrifft eine weitere Ausführungsform der Erfindung-mit einem einzigen photoelektrischen Wandler 437, &£ beispielsweise eine Photodiode sein kann. Die Photodiode ist Teil der Frontplattenanordnung und wird intermittierend mit Licht bestrahlt, das durch die Frontplatte fällt und von einer Lichtquelle kommt, die mit der Weehselstroinquelle II3 verbunden ist. Die Photodiode 437 ist mit einer Kapazität410 und mit eiiiem Entladungswiderstand U₇. verbunden, so dass -· wenn die Photodiode 437 mit Licht bestrahlt wird - die dadurch erzeugte Spannung die der Elektrode A zugeführte Spannung gegenüber /) der Spannung erhöht, mit welcher die Elektrode 3 und die / Ladungskapazität 410 beaufschlagt werden. Wenn die Photodiode dagegen nicht bestrahlt wird, so vergrössert die Ladung der Kapazität 410 die Spannung, mit welcher die Elektrode B bep.': 1.v;hlagt wird, im Vergleich zu der an der Elektrode A an-

209813/1586

liegenden Spannung. Das "bedeutet also, dass als Folge der Aktivierung der Lichtquelle 14-5 während nur jeder zweiten Abtastperiode das von dem Ring 135 abgeleitete zusammengesetzte Ausgnagssignal ein Indexsignal enthält, dessen Phase bei den aufeinanderfolgenden Abtastperioden umgekehrt wird.

Bei den aurvorbeschriebenen Bildaufnahmeröhren, die in dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Farbfernsehkamerasystem eingesetzt werden sollen, dienen die Elektroden A und B zur Erzeugung eines Indexsignales. Das Indexsignal ist in dem von den Elektroden A und B abgeleiteten zusammengesetzten Signal enthalten und dem Farbvideosignal überlagert. Bei einem anderen Farbfernsehkamerasystem, das auf die erfindungsgemässen Bildaufnahmeröhren verwendet, kann jedoch auch eine separate Signalelektrode in der Bildaufnahmeröhre vorgesehen sein, von der das zusammengesetzte Aasgangssignal abgeleitet wird. Betrachtet man beispielsweise die .Fig» 16, 17 und 18, so erkennt man, dass die Index-Elektroden A und B sich an der Rückseite einer transparenten Isolierschicht 503 befinden, die beispielsweise aus Glas bestehen kann. Die Isolierschicht 503 ist mit ihrer Frontseite an der Glasfrontplatte 504- befestigt, welche an ihrer Rückseite ein streifenförmiges Farbfilter aufweist. Zwischen die Indexelektroden A und B und eine transparente Signal elektrode 506 ist eine dünne transparente Isolierschicht 505 eingesetzt, welche beispielsweise aus Glas besteht. Die Signalelektrode 506 hat, wie man der Fig. I7 entnehmen kann, eine netzförmige Struktur, über die gesamte Signalelektrode 506 erstreckt sich eine photoleitends Schicht 5°1 und bildet die der Elektronenkanone 511 zugewandte Oberfläche der Frontplattenanordnung. Die Elektronenkanone 51Ί emittiert einen Elektronenstrahl, der die Schicht 5OI abtastet.

Bei den früher vorgeschlagenen Bildaufnaiaaeröhren. mit einer separaten Signa !,elektrode %Q& wlar-d letztere mit einem Anschluss 5*!G» Yerbmide.?!., Der Anaclilusn 5Ί0 ist iioer ©inen Wider-

ν ti ·;■> I -J / S Θ θ a?

BAD ORIGINAL

stand 512 mit einer Stromquelle B+ undiiber einen Kondensator mit einem Vorverstärker' 515 verbunden. Ausserdem sind

die Index-Elektroden A und B mitden Anschlüssen Ϊ, und Ϊ_Ώ

it J3

verbunden, welche ein Wechselstromsignal von einer Quelle 513 empfangen. Der Rest des Systems ist ähnlich dem in Fig. dargestellten System. Das in den Fig. 16 bis 18 gezeigte Farbfernsehkamerasystem arbeitet wie folgt:

Das von der Signalquelle 515 kommende Wechselstromsignal ist auf die Horizontalabtastperiode des Elektronenstrahles synchronisiert und wird den Anschlüssen (D. und T-r, zugeführt. Von hier aus wird das Wechselstromsignal den Elektroden A und B zugeleitet. Die den Elektroden A und B zugeführten unterschiedlichen Potentiale werden über die dünne Isolierschicht 505 und die Signalelektroden 5Ο6 auf die photoleitende Schicht 501 übertragen. Wenn auf die photoleitende Schicht 501 kein Licht fällt, so bildet sich auf der photoleitenden Schicht 501 ein Potentialmuster in Form einer aus Punkten bestehendenldnie aus, wie es in Fig. 19A dargestellt ist. In Fig. 19A ist während einer gewissen Horizontalabtastperiode das Potential an den der Elektrode A entsprechenden Bereichen hoch und an den der Elektrode B entsprechenden Bereichen niedrig. Während der darauffolgenden Horizontalabtastperiode wird ein Potentialmuster erzeugt, das ebenfalls die Form einer aus Punkten bestehenden Linie hat und in Fig. 19B gezeigt ist. Dieses Potentialmuster ist gerade umgekehrt wie das in Fig. I9A dargestellte Potentialmuster. Das bedeutet, dass - wenn kein Licht auf die photoleitende Schicht fällt - ein Rechteckwellensignal Sj bzw. -Sj, wie es in den Fig. 4-A und 4A¹ gezeigt ist, von der in unmittelbarer Nähe der photoleitenden Schicht angeordneten Signalelektrode 506 in zwei aufeinanderfolgenden I^orizontalabtastperioden abgeleitet werden kann. Insofern sind also die Verhältnisse gleich wie bei dem in Fig. 1 beschriebenen Beispiel. Diese Rechteckwellen-Indexsignale werden vom Ausgangsanschluss 510 über den Kondensator 514 abgenommen. Es versteht sich, dass - wenn ein färb separiert es Bild eines Objektes 10 mit Hilfe der Linse 9 des

2Of 8 f 27ISII ^BAD

und des Farbfilters F auf die Schicht 501 projiziert wird die Indexsignale den Färbvideosignalen überlagert sind, so dass an dem Ausgangsanschluss 510 ein zusammengesetztes Signal entnommen werden kann. Die einzelnen Farbkomponentensignale können von dem zusammengesetzten Aus gangs signal durch die Verwendung der in Fig. 1 beschriebenen Schaltung separiert werden.

Bei den Bildaufnahmeröhren, die zur Verwendung in dem in den Fig. 16 bis 18 dargestellten System vorgesehen sind, hat die zur Zuführung des von der Quelle 513 kommenden Wechselstrom- w signal es dienende Verbindung der Elektroden A und B mit den Anschlüssen T^ und T-g zu den im Zusammenhang mit den Fig„ 6 und 7 beschriebenen Schwierigkeiten geführt. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten kann eine Bildaufnahmeröhre für das in Fig. 16 dargestellte System verwendet werden, deren Konstruktion ähnlich derjenigen ist, die in den Fig. 8 bis 11 gezeigt ist. Dabei ist jedoch zusätzlich die Signalelektrode 506 und eine dünne Glasschicht 505 vorgesehen, welche zwischen die Signalelektrode und die Indexelektroden A und B eingesetzt ist.

In Fig. 20 ist eine nach der Erfindung ausgebildete Bildauffc nahmeröhre gezeigt, welche in dem in Fig. 16 dargestellten System verwendet werden kann. Diese Bildaufnahmeröhre enthält Photosperrschichtzellen 137 A und 13?B, die Teile der Frontplattenanordnung sind. Die Photosperrschichtzellen 15?A und I37B erstrecken sich zwischen der Elektrode 0 und, den Elektrode: A bzw. B und werden durch entsprschende Lichtquellen 146A und 146B bestrahlt. Die Lichtquellen 146A und 146B sind Leuchtdioden 147, welche von einer Wechselstromsignalquelle 513 3®~ speist werden. Die zusätzliche Signalelektrode ^QS ist mit der Elektrode 0 verbunden, welche die Index-Blektrodea L imd 3 umgibt. Die leitende Ringelektrode-155 ist mit dem Anschluss 510 aus Fig. 16 verbunden· Die von der Quelle B+ gelieferte Vorspannung wird der Signalelektrode 506 zugeführt« Das von

der Signalelektrode 506 abgeleitete .zusammengesetzte Ausgangssignal wird von dem Anschluss 510 über die Kapazität 514- dem Vorverstärker 515 zugeführt. Das zusammengesetzte Signal enthält das Farbvideosignal und das Indexsignal, welches dem Färbvideosignal überlagert ist. Das Indexsignal ergibt sich durch die Spannungsdifferenzen zwischen den Elektroden A und B als Folge der wechselnden Bestrahlung der Photosperrschichtzellen 137A und 137B.

Man erkennt, dass der in Fig, 20 dargestellten Ausfuhrungsform sowie bei allen anderen ^usfülirungsformen der Erfindung die Spannungsdifferenz zwischen den Indexelektroden A und B zur Erzeugung eines Indexsignales in dem zusammengesetzten Signal ausgenutzt wird, ohne dass sich dabei Anschlusstifte durch die Frontplattenanordnung erstrecken müssen, wie es die Anschlusstifte 33 in Fig. 7 tun» Die erfindungsgemässsn Bildaufnahmeröhren können daher hermetisch abgedichtet werden, so dass sie eine hohe Lebensdauer haben und ihre Herstellung sich ausserdem vereinfacht.

209813/1506

Claims (22)

1. - 24 -

   Ansprüche

   Farbfernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre, die eine photoleitende Schicht zum Umwandeln eines auf sie projezierten Bildes in ein elektrisches Ausgangssignal aufweist, welche ferner ein Paar von Indexelektroden aufweist, die in unmittelbarer Hahe der photoleitenden Schicht angeordnet sind, und welche schliesslich mit einer Schaltungsanordnung versehen ist, mit Hilfe welcher auf der photoleitenden Schicht ein elektrisches Indexbild erzeugt wird, das sich mit dem auf die photoleitende

   " Schicht projezierten Bild überlappt.nach Patent

   I"

   (Patentanmeldung P 20 46 026.8), dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einen photo elektrischen Wandlerteil (137A, 137Bi 237A, 237Bj 337A, 337Bi 4-37)-enthält, welcher den Indexelektroden (A, B) unterschiedliche Spannungen zuführt, derart, dass diese auf der photoleitenden Schicht (1; 1015 501) das Indexbild erzeugen, das dann als Indexsignal dem elektrischen Ausgang der Bildaufnahmeröhre entnehmbar ist.
2. 2. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines farbseparierten Bildes des zu reproduzierenden Objektes auf der photoleitenden Schicht (1} 101} 501) ein Farbfilter (F) vorgesehen ist, durch dessen Wirkung das elektrische Ausgangssignal ein zusammengesetztes Signal ist, das neben dem Indexsignal ein dem farbseparierten Bild entsprechendes Farbvideosignal enthält.
3. 3· Farbfernsehkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltungsteil zur Trennung des Farbvideosignales und des Indexsignales von dem zusammengesetzten Signal vorgesehen ist, und dass ferner ein von dem Indexsignal gesteuerter Schaltungsteil vorgesehen ist, der zur Trennung der einzelnen Farbkomponentensignale von dem

   209313/1566

   Farbvideosignal dient/
4. 4. Farbfernsehkamera nach -Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die photoleitende Schicht (1; 101; 501) j die Indexelektroden (A, B), der photoelektrische Wandlerteil (137A, 137B; 237A, 237Bj 537A, 337B; ^37) miteinander zu einer einheitlichen Struktur verbunden sind, welche die Frontplattenanordnung der Bildaufnahmeröhre (2j 5°2) bildet.
5. 5. Farbfernsehröhre nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass die photoleitende Schicht (1 j 101 j 501), die Indexelektroden (A, B) und der photoelektrische Wandlerteil (I37A, I37B; 237A, 237B; 337A, 337BJ 437) zn einer einheitlichen Struktur zusammengefasst sind, welche die Frontplattenanordnung der Bildaufnahmeröhre (2j 502) bildet.
6. 6. Farbfernsehkamera nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Teil des Schaltungsanordnung, der dazu dient, den Indexelektroden (A, B) unterschiedliche Spannungen zuzuführen, einen Beieuchtungsteil (14-6A, 146B) enthält, der an der Aussenseite der Frontplattenanordnung angeordnet ist und Lichtstrahlen emittiert, die den photoelektrischen Wandlerteil (I37A, 137B; 237A, 237B; 337A, 337Bj 437) aktivieren.
7. 7· Farbfernsehkamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Beleuchtungsteil (146Δ, 146B) emittierte Licht ein Spektrum hat, gegenüber dem die photoleitende Schicht (1j 101 j 501) unempfindlich ist.
8. 8. Farbfernsehkamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektronenkanone (11} 511) zur Erzeugung eines Elektronenstrahles vorgesehen ist, der die photoleitende Schicht (1} 1O1|5O1) mit einer bestimmten Abtastperiode

   209813/1566

   abtastet, dass jede der Indexelektroden (A, b) eine Vielzahl von länglichen parallelen Elementen aufweist, die sich rechtwinklig zur -Abtastrichtung des Elektronenstrahles erstrecken, wobei die Elemente der einen Indexelektrode mit den Elementen der anderen Indexelektrode verzahnt angeordnet sind, so dass das in dem Ausgangssignal enthaltene Indexsignal eine Wechselspannung ist, und dass die Schaltungsanordnung ferner eine Wechselstrom-Signalquelle (I3i 113» 513) enthält, welche auf die Abtastperiode des Elektronenstrahles synchronisiert und mit dem Beieuchtungsteil (146A; 146B) verbunden ist, ψ so dass der photo elektrische Wandlerteil (137-k, 137^B» 237A, 237Bj 337A, 337B} 437) die den Indexelektroden (A, B) in den aufeinanderfolgenden Abtastperioden zugeführten unterschiedlichen Spannungen wechselt, wodurch sich die Phase des Indexsignales in den aufeinanderfolgenden Abtastperioden umkehrt.
9. 9· Farbfernsehkamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungsteil (146A, 146B) mindestens eine Leuchtdiode (147) enthält, welche - wenn sie mit Strom gespeist wird - die erwähnten Lichtstrahlen emittiert.

   *
10. 10. Farbfernsehkamera nach Einspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Irontplattenanordnung an einem Ende des Kolbens (5 J 105) der Bildaufnahmeröhre angeordnet ist, dass dieses Ende des Röhrenkolbens sowie die Peripherie der Frontplattenanordnung von einem leitenden King (35i 135) umgeben ist, dass sich zwischen dem leitenden Ring (355 135) und der Frontplattenanordnung sowie dem Röhrenkolben (5* 105) ein elektrisch leitendes Dichtungsteil (36J 136) befindet, welches das erwähnte Ende des Röhrenkolbens hermetisch abdichtet, und dass zwischen dem Dichtungsteil (36j I36) und den Indexelektroden (A, B) an der Frontplattenanordnung ein Zuleitungsteils vorgesehen ist, welcher dazu dient, den Indexelektroden (A, B)

    20 98Ί 3/1

    von dem leitenden Ring· (35 J 135) aus eine Vorspannung zuzuführen.
11. 11. Farbfernsehkamera nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Indexelektroden (A, B) in Kontakt mit der photoleitenden Schicht (1| 101) sind, welche einen hohen Widerstand (E ) hat, so dass das von den Indexelektroden ! (A, B) erzeugte elektrische Ausgangssignal von dem leitenden Ring (35» 135) abgenommen werden kann.
12. 12. Farbfernsehkamera nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalelektrode (506) vorgesehen ist, welche mit der photoleitenden Schicht (501) in Eontakt steht und elektrisch mit dem leitenden Ring (135) verbunden ist, so dass der Signalelektrode eine an den leitenden Ring (135) angelegte Vorspannung zugeführt wird, und dass zwischen den Indexelektroden (A, B) und der Signalelektrode (506) eine transparente Isolierschicht (503) angeordnet ist, so dass das an der Signalelektrode (5Ο6) entstehende elektrische Ausgangssignal von dem leitenden Ring (135) abgenommen werden kann. (Fig. 18, 20).
13. 13. Farbfernsehkamera nach -Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalelektrode (506) die Form eines Netzes hat (Fig. 17).
14. 14. Farbfernsehkamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der photoelektrische Wandlerteil mindestens eine Photosperrschichtzelle (137A, 137B) enthält, welche ■ wenn sie von dem Licht des Beieuchtungsteils (146A, 146B) bestrahlt wird - die der einen der Indexelektroden (A, B) zugeführte Spannung in Bezug auf die der anderen Indexelektrode zugeführte Spannung erhöht.
15. 15· Farbfernsehkamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der photoelektrische Wandlerteil mindestens

    209813/1568*

    eine erste und eine zweite Photozelle (I37A, 137^B) enthält, welche mit den Indexelektroden (A, B) verbunden sind, um als Folge einer Bestrahlung durch den Beleuchtungsteil (14-6A, 146B) wechselweise die den Indexelektroden zugeführten Spannungen zu erhöhen, und dass der Beleuchtungsteil (146A, 14-6B) eine erste und eine zweite Lichtquelle (147) enthält, welche wechselweise in Betrieb gesetzt werden, damit die erste und die zweite Photosperrschichtzelle (137A, I37B) entsprechend wechselweise bestrahlt werden (ELg. 11)=
16. 16. Farbfernsehkamera nach Anspruch 15» dadurch gekennzeich- W net, dass der photoelektrische Wandlerteil eine dritte und eine vierte Sperrschichtphotozelle (137¹^₅ 157¹S) enthält, welche durch das Licht der ersten bzw. der zweiten Lichtquelle (147) aktiviert werden, dass die dritte und die vierte Photosperrschichtzelle (137¹A, 137¹B) mit den Indexelektroden (Jl, B) verbunden sind, um die Jeweils der einen der Indexelektroden zugeführte Spannung zum gleichen Zeitpunkt zu erniedrigen, wenn die der entsprechend anderen der Indexelektroden zugeführte Spannung durch die Aktivierung einer bestimmten aus der ersten und zweiten Sperrschichtphotozelle (137-A-, I37B) erhöht wird (Fig. 12).
17. 17· Farbfernsehkamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einen Schaltungsteil enthält, mit dem den 'Indexelektroden (A, B) eine Vorspannung zugeführt wird, dass der photoelektrische Vandlerteil einen ersten und einen zweiten Phototransistor (237A, 237B) enthält, welche mit den Indexelektroden (A, B) verbunden sind, um die den Indexelektroden zugeführte Spannung als Folge der Aktivierung des ersten und zweiten Phototransistros (237-A-, 237*0 wechselweise au vermindern, und dass der Beleuchtungsteil (146A, 146B) eine erste und eine zweite Lichtquelle (147) enthält, welche wechselweise in Betrieb gesetzt werden, um den ersten und

    209813/1568

    zweiten Phototransistor (237·^j 237^0 entsprechend wechselweise zu aktivieren (RLg. 13)·
18. 18. Farbfernsehkamera nach -Anspruch 17> dadurch gekennzeich-■ net, dass der Schaltungsteil, welcher zum Zuführen der Vorspannung dient, mindestens eine Photosperrschichtzelle (210) enthält, die ÜJeil der Frontplattenanordnung ist, und dass an der Aussenseite der Frontplattenanordnung eine Lichtquelle (211) angeordnet ist, welche die Photosperrschichtzelle (210) kontinuierlich bestrahlt. Oi¹Ig. 13)
19. 19« farbfernsehkamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einen Schaltungsteil enthält, mit dem den Indexelektroden (A, B) eine Vorspannung zugeführt wird, dass der photoelektrische Wandlerteil eine erste und eine zweite Photowiderstandszelle (337A, 337^0 enthält, mittels welchen den entsprechenden Indexelektroden (A, B) als Folge einer selektiven Aktivierung dieser ersten und zweiten Photowiderstandszelle (337-Aj 337^B) eine Vorspannung zugeführt wird, und dass der Beleuchtungsteil (145A, 146B) eine erste und eine zweite lichtquelle (147) enthält, welche wechselweise in Betrieb gesetzt werden, damit die erste und die zweite Photowiderstandszelle (337·^·, 337^) entsprechend wechselweise aktiviert werden (Fig. 14).
20. 20. Farbfernsehkamera nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsteil zum Zuführen einer Vorspannung mindestens eine Photosperrschichtzelle (210) enhält, die Teile der Frontplattenanordnung ist, und dass an der .Aussenseite der Frontplattenanordnung eine Lichtquelle (211) angeordnet ist, die die Photosperrschichtzelle (210) kontinuierlich bestrahlt (Fig. 14).

    2 0981371566

    -30- 2UA268
21. 21. Farbfernsehröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung eine Kapazität (4-10) enthält, welche mit den'Indexelektroden (A, B) und dem photoelektrischen Wandlerteil (4-37) verbunden ist, derart, dass sich die Kapazität (4-10) bei einer Aktivierung des photoelektrischen Wandlerteiles (4-37) auflädt, und das Potential der einen der Indexelektroden (A, B) relativ

    zu der anderen der Indexelektroden (A, B) erhöht wird und dass die Ladung der Kapazität (4-10) bei einer Deaktivierung des photoelektrischen Wandlerteiles (4-37) eine Erhöhung des Potentiales der anderen der Index-" elektroden (A, B) relativ zu der einen der Indexelektroden (A, B) bewirkt, und dass der Beleuchtung st eil (14-6) intermittierend betrieben wird.
22. 22. Farbfernsehröhre nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der photo elektrische Wandlerteil (4-37) von einer einzigen Photodiode gebildet ist.

    Derf Pat entanwalt

    sst ■

    20981371

    Leerseife