DE2230529A1

DE2230529A1 - Fernsehkameraroehre (vidikon), in der der nachteilige effekt eines rueckstrahls unterdrueckt wird

Info

Publication number: DE2230529A1
Application number: DE2230529A
Authority: DE
Inventors: Theodoor Geert Schut
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-07-02
Filing date: 1972-06-22
Publication date: 1973-01-11
Also published as: DE2230529C2; FR2144742B1; AU4400572A; NL7109140A; US3866079A; AU463685B2; GB1336970A; FR2144742A1; CA950954A

Description

GÜNTHER M. DAVID ™

Pctcnfassessor
Anmelder: N. V. PHILIPS' GLOEIUMPEIiFABRIEKEM

Akte* PHN- 5726
Anmeldung vom· 16,- Juni 1972

Fernsehkameraröhre (Vidikon), in der der nachteilige Effekt eines Ruckstrahls unterdrückt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsehkameraröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem und einer auf einer durchsichtigen leitenden Signalschicht angebrachten Schicht, die längs einer Achse zentriert sind, wobei auf der Oberfläche dieser photoleitenden Schicht, die nicht mit der Signalschicht in Kontakt ist, eine Potentialverteilung dadurch erhalten wird, dass ein optisches Bild auf die photoleitende Schicht projiziert wird, welche Potentialverteilung durch Abtastung der photoleitenden Schicht mit einem vom Elektronenstrahlerzeugungssystem erzeugten Elektronenstrahl periodisch auf das Potential der Kathode herabgesetzt wird, welche Röhre ferner mit einer hohlen zylindrischen Elektrode versehen ist, in der eine Blende mit einer letzten, von dem Elektronenstrahlerzeugungssystem zu der photoleitenden Schicht den Querschnitt des Elektronenstrahls begrenzenden Oeffnung angebracht ist.

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Eine derartige Fernsehkameraröhre ist allgemein bekannt und wird als "Vidikon" bezeichnet. Die Wirkungsweise einer "Vidikon"-Röhre ist folgende. Ein Elektronenstrahl genügender Stromstärke tastet unter der Einwirkung der Ablenkfeldern die freie Oberfläche der photoleitenden Schicht gemäss einem bestimmten Raster ab und bringt diese Oberfläche Punkt für Punkt auf das Potential der Kathode, das annahmeweise O V ist. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen steigt das Potential jedes Punktes der freien Oberfläche der photoleitenden Schicht unter der Einwirkung eines positiven an die Signalschicht angelegten Potentials und unter der Einwirkung der in der photoleitenden Schicht durch das darauf projizierte optische Bild erzeugten Photoleitung an. Jeder Pur.kt, oder besser gesagt, jedas elementare Oberflächenelement, der photcleitenden Schicht bildet zusammen mit der Signalschicht einen Kondensator. Die Ladung dieses Kondensators wird von dem abtastenden Elektronenstrahl periodisch ergänzt, was mehr Ladung erfordert, je nachdemmehr Licht auf den betreffenden Punkt auffällt. Der demzufolge den Anschluss der Signalschicht durchfliessende Strom enthält als Funktion der Zeit die Information des projizierten Bildes.

Die Stromstärke des Elektronenstrahls muss genügend gross sein, um elementare Kondensatoren, die sich infolge grosser Lichtstärke erheblich entladen haben, in ausreichendem Masse aufzuladen. Sobald die freie Oberfläche der photoempfindlichen Schicht in einein bestimmten Punkt auf O V herabgesetzt ist, können die Elektronen des Elektronenstrahls diesen Punkt weiter nicht mehr erreichen. Ihre Geschwindigkeit wird gleich Null und dann werden sie in umgekehrter Richtung beschleunig und bilden den sogenannten Rückstrahl. Dieser Rückstrahl wird auch von den Abienkfeldern beeinflusst und tastet die der photoleitenden Schicht

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zugekehrte Oberfläche der Blende ab. Ein Teil der auf der Blende erzeugten SekundärelektiOnen weist nahezu die gleiche kinetisehe Energie wie die Elektronen des Rückstrahls auf und bildet einen sekundären Strahl, der zusammen mit dem ursprünglichen (primären) Elektronenstrahl die photoleitende Schicht abtastet, jedoch an einer anderen Stelle als der primäre Elektronenstrahl, weil der sekundäre Strahl durch Elektronen gebildet wird, die statt einmal die Ablenkfelder dreimal durchlaufen haben. Dadurch wird ein Störsignal erhalten, das in dem wiederzugebenden Bild sichtbar ist.

Nach der Erfindung schliesst in einer Fernsehkameraröhre der im ersten Absatz erwähnten Art zi?r Vermeidung des nachteiligan Effekts des Rückstrahls die der photoleitenden Schicht zugekehrte Oberfläche ,der Blende, insofern sie nicht in der unmittelbaren Nähe der Achse der Röhre liegt, einen scharfen Winkel mit der Richtung dieser Achse ein. Dies wird vorzugsweise dadurch erzielt, dass die Blende in Form nines Kegelstumpfes gestaltet wird, in dessen enger Seite die Oeffnung angebracht ist.

Durch die Anwendung der Erfindung ist der sekundäre Strahl im wesentlichen nicht zu der photoempfindlichen Schicht hin "gerichtet, weil ein sehr grosser Teil der erzeugten Sekundärelektronen eine Richtung aufweist, die auf gleiche Weise vie bei Reflexion von Lichtstrahlen mit der Richtung der Primärelektronen und wit der Normale zu der Ober-.flache der Blende zusammenhängt (der Einfallswinkel ist gleich dem Reflexionswinkel).

Die Erfindung wird nachstehend für ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die dargestellte Fernsehkameraröhre ist mit einer evakuier-

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ten Glasumhüllung 1 mit Anschlusstiften 2, einem Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 mit einer Kathode 4» einem Gitter 5 und. einer Anode 6, sowie einer aus zylindrischen Elektroden 8, 9 und 10 bestehenden Fokussierlinse 7» einer gazeformigen Elektrode 11 und einer photoleitenden Schicht 12 versehen_f die auf einer durchsichtigen leitenden Signalschichi 13 angebracht ist, die ihrereseits auf dem Fenster I4 der Röhre angebracht ist. In der zylindrischen Elektrode 8 befindet sich eine Blende 15 mit einer Oeffnung 16, die den Querschnitt des vom Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 erzeugten Elektronenstrahls beschränkt. Dadurch werden Aberrationen des Elektronenstrahls infolge der Fokussierlinse herabgesetzt und tastet der Elektronenstrahl die lichtempfindliche Schicht 12 mit einem sehr kleinen Auitrief fleck ab. Diese Abtastung erfolgt unter der Einwirkung von nicht dargestellten rings um die Umhüllung 1 angebrachten Ablenkspulen. Die Abstützungen der Elektroden in der Röhre und ihre Verbindungen mit den Anschlusstiften 2 sind ebenfalls nicht dargestellt. Eine senkrechte Landung des Elektronenstrahls auf der photoleitenden Schicht 12 erfolgt unter der Einwirkung des elektrischen Feldes zwischen der zylindrischen Elektrode 10 und der gazeförmigen Elektrode 11. Die Blende I5 ist kegelig gestaltet, abgesehen von einem kleinen Teil 17» der die Ooffnung 16 enthält. Der Rückstrahl, der von der photoleitenden Schicht 12 zurückkehrt und durch Elektronen gebildet wird, die diese Schicht nicht mehr erreichen konnten, tastet ebenfalls unter der Einwirkung der Ablenkspulen die Blende 15 ab, was mit dem Pfeil 18 angedeutet ist. Infolge der kegeligen Form der Blende 15 weist der Sekundäre tr aiii eine Hauptrichtung auf, die z.B. mit dem Pfeil 19 angedeutet wird.

Beim Betrieb der Röhre lassen sich folgende Spannungen

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verwenden:

Kathode 4: :0V

Gitter 5 (während der Abtastung) : : -40 V

Anode 6 und

Elektrode 8: : 300 V

Elektrode 9: : 75 V

Elektrode 10: : 300 V

Gazeelektrode 11: : 575 V Signalschicht I3: : 45 V.

Das Potential der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 12, die von dem Elektronenstrahl abgotastet wird, wird periodisch auf 0 V herabgesetzt. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen steigt dieses Potential infolge von Photöleltung in der Schicht 12 an, welche Photoleitang von einem auf diese Schicht projizierten Bild und von dem Potential von 45 V der Signalschicht I.3 erzeugt wird. Die Teile der freien Oberfläche der photoleitenden Schicht 12, die nicht abgetastet werden, weil sie ausserhalb des rechteckigen Rasters fallen, weisen ein Potential von nahezu 45 V auf. Dadurch kann der Sekundärstrahl auf diese: Teilen leicht landen. Das Störsignal infolge des Sekundäretrahls wird also insbesondere zu denjenigen Zeitpunkten erzeugt, zu denen der Sekundärstrahl die nicht gebrauchten Teile der photoleitenden Schicht passiert, Da d?e photoleitende Schicht 12 kreisförmig und das Raster rechteckig gestaltet ist, weisen diese Teile die Form von vier Kreissegmenten auf. Der Sekundärstrahl hat dreimal die Ablenkfelder durchlaufen, während der Primärstrahl diese Felder nur einmal durchlaufen hat. Das Raster des Sekundärstrahls ist daher etwa dreimal grosser als das Raster des Primärstrahls. Dies hat zur Folge, dass, insbesondere

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bei gleichmässig und schwach beleuchteten Szenen, in dem wiedergegebenen Fernsehbild ein dunkles Rechteck mit einer Grosse gleich einem Drittel des Bildes sichtbar ist, welches Rechteck von vier helleren Kreissegmenten umgeben ist. Mit einer Fernsehkameraröhre nach der Erfindung wird dieser störende Effekt vermieden.

Da der Rückstrahl zweimal die Ablenkfelder durchlaufen

hat, wird die Blende 15 vom Rückstrahl gemäss einem Raster abgetastet, das zweimal grosser als das Raster des Primärstrahls auf der photoleitenden Schicht 12 ist. Der Teil 17 der Blende 15 ruft aber ncch einen Sekundäretrahl mit einer Hauptrichtung zu der photoleitenden Schicht 12 hervor und muss derart klein gewählt werden, dass dieser Sekundärstrahl innerhalb des von dem Primärstrahl abgetasteten Teiles der photoleitende: Schicht 12 bleibt, weil dieser Teil ein Potential in der Nähe von 0 V aufweist, so dass der Sekundärstrahl dort schwer landen kann. In der dargestellten Röhre weist die photolnitende Schicht 12 einen Durchmesser von-etwa 10 mm auf und bildet das Raster des Primärstrahls ein Rechteck von 6x8 mm. Der Durchmesser des Teiles 17 der Blende muss dann beträchtlich kleiner als zwei Drittel der Kindestabmessung des von den Primärstrahlabgetasteten Rasters und somit beträchtlich kleiner als 4 mm sein und ist im dargestellten Beispiel 2 mra.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE :

VJj/ Fernsehkameraröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem und einer auf einer durchsichtigen leitenden Signalschicht angebrachten photoleitenden Schicht, die längs einer Achse zentriert sind, wobei auf der Oberfläche dieser photoleitenden Schicht, die nicht mit der Signalschicht in Kontakt ist, eine Potentialverteilung dadurch erhalten wird, dass ein optisches Bild auf die photoleitende Schicht projiziert wird, welche Potentialverteilung drrch Abtastung der photoleitenden Schicht mit einem von dem Elektronenstrahlerzeugungssystem erzeugten Elektronenstrahl periodisch auf das Potential der Kathode herabgesetzt wird, welche Röhre ferner mit einer hohlen zylindrischen Elektrode versehen ist, in der eine Blende mit einer~letzten, von dem Elektronenstrahl

erzeugungssystem zu der photoleitenden Schicht den Querschnitt des Elektronenstrahls begrenzenden Oeffnung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die der photoleitenden Schicht zugekehrte Oberfläche der Blende, insofern sie nicht in der unmittelbaren Nähe der Achse der Röhre liegt, einen scharfen Winkel mit der Richtung dieser Achse einschliesst.
2. Fernsehkameraröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Blende die Form eines Kegelstumpfes aufweist, in dessen enger Seite die Oeffnung angebracht ist.

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