DE2257046A1

DE2257046A1 - Restlichtkamera

Info

Publication number: DE2257046A1
Application number: DE2257046A
Authority: DE
Inventors: William Geddes Barnes; Michael Albert Bedgood; Essex Harlow; Melvin Murray Ramsay
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1971-11-23
Filing date: 1972-11-21
Publication date: 1973-05-24
Also published as: US3813489A; JPS4860816A; FR2160997A1; NL7215541A; JPS5118769B2; GB1345005A; FR2160997B1; IT971082B

Description

Dipl. -Phys. Leo Thul

Stuttgart

M. M. Ramsay et al 9-6-2

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Restlichtkamera

Die Erfindung betrifft eine Restlichtkamera, insbesondere eine solche, bei der die photoleitende Elektrode fiberoptisch mit der Leuchtschicht eines Bildverstärkers verbunden ist.

Die Verbindung des Lichtausganges der Leuchtschicht einer Bildverstärkerstufe mit der photoempfindlichen Schicht der Elektrode einer Fernsehkameraröhre, z.B. eines Vidikons, wird mit besonderer Wirksamkeit fiberoptisch erreicht. Normalerweise sind fiberoptische Platten äusserst empfindlich gegen große Potentialdifferenz.en zwischen ihren Enden; daher ist es allgemein üblich, die Speisung des Bildverstärkers so anzuschliessen, daß die Ausgangsleuchtschicht an Erdpotential liegt, während die Photokathode auf hohem, negativem Potential gehalten wird.

Es wurde jedoch festgestellt, daß bei einem Bildverstärker, dessen Leuchtschicht auf Erdpotential gehalten wird und der fiberoptisch an die photoleitende Elektrode einer Fernsehkameraröhre gekoppelt ist, die Arbeitsweise der Kameraröhre negativ beeinflußt wird. Ein Grund dafür ist, daß durch die Ankopplung des Erdpotentials in kurzer Distanz von der Elektrode deren Kapazität gegen Erde sehr stark vergrößert ist, wodurch die Empfindlichkeit für hohe Frequenzen begrenzt wird. Ein zweiter Grund ist, daß durch die enge Verbindung mit dem Bildverstärker, der von einem

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Oszillator über einen Spannungsvervielfacher gespeist wird, Ansprechprobleme entstehen.

Das Problem der ungenügenden Auflösung, das durch die erhebliche Erdkapazität der Elektrode entsteht, ist bereits bei Kameras ohne Bildverstärker aufgetreten. Es gibt bisher zwei erprobte Techniken um dieses Problem zu beheben.

Eine der bekannten Techniken besteht darin, daß die Elektrodenkapazität und die Eingangskapazität des Bildverstärkers nach Art eines^T-Filters mit einer kleinen Induktivität gekoppelt werden. Bei geeigneter Abstimmung der Bauelementwerte kann mit Hilfe eines solchen Filters die Empfindlichkeit für hohe Frequenzen beträchtlich erhöht werden. Natürlich könnte ein solches Filter so umgestaltet werden, daß die vergrößerte Kapazität als Folge der engen Verbindung zwischen Bildverstärker und der Elektrode berücksichtigt ist. Dennoch wird durch diese Technik nicht das Ansprechproblem gelöst.

Die andere bekannte Technik wird vorzugsweise bei Fernsehkameras benutzt, die keinen Bildverstärker haben und die besteht in der Anwendung des sogenannten "Schutz-Ring-Prinzips". Die Elektrode der Kameraröhre ist von einem Schutzring umgeben, dessen Potential an einem solchen Punkt der Schaltung abgegriffen wird, dessen Signal spannung in Größe und Phase mit der Signal spannung an der Elektrode übereinstimmt. Auf diese Weise ist eine Entkopplung der Elektrode von Erde erreicht. Die Erdkapazität ist ersetzt durch die zwischen der Elektrode und dem Schutzring.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in Verbindung mit dem Schutzringprinzip die Kapazitätsprobleme zu beseitigen, die durch die enge

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räumliche Verbindung zwischen dem Bildverstärker und der Elektrode der Fernsehkameraröhre entstehen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kamera einen Videoverstärker aufweist, daß die Fernsehkameraröhre eine photoleitende Elektrode besitzt, deren Ausgangs signal an den Videoverstärker angeschaltet ist, daß die Bildverstärker röhre am Ausgang einen Leuchtschirm besitzt, daß zur Verbindung der Elektrode und des Leuchtschirms eine Fiberoptik dient, daß die Leuchtschicht mit einem solchen Punkt in der Schaltung des Videoverstärkers verbunden ist, dessen Spannung in Größe und Phase dem Aus gangs signal der Elektrode entspricht.

Die Verstärkung feines Bildverstärkers ist abhängig von der angelegten Spannung. Wenn das Potential der Leuchtschicht schwankt, so muß bemerkt werden, daß die Speisequelle für den Bildverstärker mit diesem Potential verbunden sein muß. Trotzdem, ist es nicht notwenig, daß die Speisespannung verändert wird, da die normalen Schwankungen des Elektrodenpotentials der Kameraröhre sehr gering sind (unter 1 Volt) vor allem im Vergleich zur Spannung am Bildverstärker, die je nach Anzahl der Stufen etwa 5-45 kV beträgt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.

In Fig. 1 ist ein einstufiger Bildverstärker 1 gezeigt, der eine Photokathode 2 und eine Leuchtschicht 3 besitzt und mittels einer fiber optisch en Platte 3a an die photoleitende Elektrode 4 der Fernsehkameraröhre 5 angekoppelt ist, die eine fiberoptische Frontplatte 6 hat. Die Elektrode sei von einem Schutzring 7 umgeben, wobei dieser Schutzrieht 7 und die Leuchtschicht 3 elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

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Die Photokathode 2 ist an hohes negatives Potential gelegt und zwar über einen Spannungsvervielfacher 8, der von einem Oszillator 9 gespeist wird. Gegebenenfalls kann der Bildverstärker mit einer Einrichtung zur automatischen Helligkeitssteuerung versehen werden und zwar in der Weise, daß dem Oszillator 9 eine Strombegrenzungsschaltung vorgeschaltet wird.

Die Elektrode 4 der Kamera wird durch eine hier nicht dargestellte Spannungequelle auf negativem Potential gehalten. Das Aus gangs signal der Elektrode 4, das durch die bekannte Abtastung mit einem Elektronenstrahl entsteht, wird wechselstrommäßig an eine Verstärker stufe 10 weitergegeben und zwar an einen FET mit einem nachgeschalteten Transistor 11. Dieser Verstärker stufe 10 ist eine übliche Transistorstufe 12 nachgeschaltet. Durch Einschaltung eines aus den Widerständen 13 und 14 bestehenden Spannungsteilers wird ein Teil des Ausgangssignals der zweiten Verteilerstufe 12 zu dem Schutzring 7 und der Leuchtschicht 3 geleitet. Das Ausgangs signal der Verstärkerstufe befindet sich in Phase mit dem Ausgangs signal der Elektrode, die Werte der Widerstände 13 und 14 sind so gewählt, daß das Ausgangssignal der Elektrode einerseits und das dem Schutzring 7 und der Leuchtschicht 3 zugeleitete Signal gleich groß sind.

Es sei aber darauf verwiesen, daß eine dauernde Komponente des an dem Schutzring 7 und der Leuchtschicht 3 anstehenden Potentials vorhanden ist, die nicht die gleiche ist wie diejenige, die an der Elektrode ansteht.

Bei solchen Kameras, deren Gamma den Weft eins hat, besteht keine Möglichkeit, die Speisespannung für die Elektrode zu verändern, weswegen auch die Potentialdifferenz zwischen der Leuchtschicht 3 und der Elektrode 4 fest liegt.

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Bei anderen Kameras, deren Gamma vom Wert eins abweicht, sind normalerweise Möglichkeiten vorgesehen, die Speisespannung für die Elektrode zu ändern, sei es von Hand oder automatisch, und zwar zu dem Zweck, den Verstärkungsgrad der Kamera den Wechseln der Beleuchtungsstärke anzupassen. In dem Fall, in dem die Speisespannung für die Elektrode einstellbar ist, ist es weder üblich noch notwendig, daß das Leuchtschichtpotential diesen Änderungen folgt.

In dem oben beschriebenen Schaltkreis schwankt die Spannung zwischen der Leuchtschicht und der Elektrode nicht mit dem Signal der Elektrode, vielmehr schwankt sie mit der viel langsameren Rate, mit der die Speisespannung für die Elektrode geändert wird.

Die beschriebene Anordnung wird prinzipiell nicht dadurch geändert, daß der einstufige Verstärker durch einen zwei- oder dreistufigen Verstärker ersetzt wird. Die Verbindungen zu dazwischenliegenden Photokathoden und Leuchtschichten in solchen Bildverstärkern werden in üblicher Weise zu Zwischenabgriffen des Spannungsvervielfacher s hergestellt. Dazu muß der Spannungsvervielfacher natürlich aus entsprechend vielen Abschnitten bestehen. Die automatische Helligkeitssteuerung kann in der bereits beschriebenen Weise durch Begrenzung des Stromes des Oszillators erreicht werden. Eine andere Möglichkeit ist in der US-PS 3 694 659 beschrieben.

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Claims

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Patentansprüche

O Restlichtkamera, insbesondere für Fernsehen, dadurch gekenn -zeichnet , daß die Kamera einen Videoverstärker aufweist, daß die Fernsehkameraröhre eine photoleitende Elektrode besitzt, deren Aus gangs signal an den Videoverstärker angeschaltet ist, daß die Bildverstärkerröhre am Ausgang einen Leuchtschirm besitzt, daß zur Verbindung der Elektrode und des Leuchtschirms eine Fiberoptik dient, daß die Leuchtschicht mit einem solchen Punkt in der Schaltung des Videoverstärkers verbunden ist, dessen Spannung in Größe und Phase dem Ausgangs signal der Elektrode entspricht.
2. Restlichtkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Elektrode der Kameraröhre ein Schutzring vorgesehen ist, daß dieser Schutzring an ein Potential angeschaltet ist, das in Größe und Phase dem Aus gangs signal der Elektrode entspricht und daß die Leuchtschicht an ein festes Potential gegenüber dem Schutzring angeschlossen ist.
3. Restlichtkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzring und die Leuchtschicht auf gleichem Potential liegen.

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