DE2528582A1

DE2528582A1 - Farbfernseh-aufnahmeroehre

Info

Publication number: DE2528582A1
Application number: DE19752528582
Authority: DE
Inventors: Shusaku Nagahara; Takeo Nishimura; Akira Sasano; Kazuhiro Sato
Original assignee: Hitachi Denshi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Denshi KK; Hitachi Ltd
Priority date: 1974-06-26
Filing date: 1975-06-26
Publication date: 1976-01-29
Also published as: US3984721A; JPS513127A; DE2528582B2; DE2528582C3

Description

(Priorität: 26. Juni 1974, Japan, Nr. 72 346)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbfernseh-Aufnahmeröhre für Farbfernseh-Kameras, insbesondere auf die Fotokathode einer Aufnahmeröhre zur Erzeugung mehrerer Farbkomponenten.

Es wurden bereits Farbfernseh-Kameras mit einer einzigen Aufnahmeröhre vorgeschlagen. Diese enthält eine Reihe unterschiedlicher optischer Filterstreifen, die in wiederkehrender Folge angeordnet sind. Sie dienen zur Trennung des Lichts eines Subjektbildes, das auf die Fotokathode trifft, in seine Farbkomponenten.

Bei dieser Art von Farbfernseh-AufnahmerÖhren enthält die Fotokathode ein transparentes Substrat oder eine transparente Frontplatte, mehrere darauf aufgelegte und in einer vorherbestimmten Folge angeordnete rote, grüne und blaue optische Filterstreifen, mehrere optisch transparente, elektrisch leitende Streifen entsprechend jedem Filterstreifen, eine zwischen die optischen Filterstreifen und die elektrisch leitenden Streifen eingelegte dünne Glasschicht, eine im wesentlichen durchgehende Schicht aus bei Einfall von Licht leitendem Material, die die leitenden Streifen abdeckt, und Leitun-

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gen oder Sammelschiene!!, die leitfähige Streifen mit gleichem Farbansprechvermögen miteinander verbinden.

Bei der vorstehend beschriebenen Fotokathode muß zur Herstellung und für den wirksamen Betrieb der Farbfernseh-Aufnahmerönre die dünne transparente Glasschicht zwischen die optischen Filterstreifen und die leitfähigen Streifen (oder Elektroden) eingelegt werden.

Die dünne Glasschicht führt jedoch zu der ernsten Schwierigkeit, daß ein optisches Farb-Übersprechen oder eine unerwünschte Farbmischung auftritt.

Diese Schwierigkeit wurde bei herkömmlichen Farbfernseh-Aufnahmeröhren durch die Verwendung eines teuren optischen Linsensystems oder komplizierter Schaltungsanordnungen vermieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbfernseh-AufnahmerShre zu schaffen, mit der mehrere gleichzeitige Farbkomponenten-Signale erzeugt werden können, bei der das optische Neben- oder Übersprechen vermieden ist und die preiswert hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abmessungen der Breite F der optischen Filter streif en, der Breite N der transparenten leitenden Streifen, die Stärke T der Glasschicht zwischen den optischen Filterstreifen und den transparenten leitfähigen Streifen und des Auffallwinkels θ des Lichtstrahls in der Glasschicht entsprechend folgender Gleichung gewählt werden:

F-N _Λ

oder N ^ F - 2T tan θ ... (1)

2tanQ

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 das Blockschaltbild einer Farbfernseh-Auf nahmeröhre, bei der die Erfindung angewendet wird;

Fig. 2 eine Teildraufsicht der Fotokathode der Röhre der Fig. 1; und

Fig. 3 einen Teilquerschnitt der Fotokathode der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Farbfernseh-Kamera, bei der die Erfindung angewendet ist. Die Farbfernseh-Aufnahmeröhre enthält eine Fotokathode der beschriebenen Art (Halbleiterfotoschicht-Fernsehkameraröhre) mit einem transparenten Substrat oder einer transparenten Frontplatte 1, abwechselnd angeordnete rote, grüne und blaue optische Filterstreifen 3R, 3G und 3B, optisch transparente und elektrisch leitfähige Streifen 4R, 4G und 4B, entsprechend den optischen FiIterstreifen 3R, 3G bzw. 3B, eine dünne Glasschicht 5, eine im wesentlichen durchgehende Schicht 6 aus bei Einfall von Licht leitendem Material, die über den leitfähigen Streifen liegt, und Leiter oder Sammelschienen 7R» 7G und 7B, die die zur gleichen Farbe gehörenden Farbfilter miteinander verbinden.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Fotokathode.

Die Farbfernseh-AufnahmerÖhre ist weiter mit einer herkömmlichen Elektronenkanone 8 versehen, die die übliche Kathode, Steuerelektrode und eine oder mehrere Elektroden enthält, die in der üblichen Weise an die Betriebspotentialquellen angeschlossen sind.

Weiter sind Einrichtungen zur Fokussierung des von der Elektronenkanone 8 erzeugten Elektronenstrahls und zur Ablenkung des Strahls gemäß einem herkömmlichen Abtastraster an der Fotokathode 1 vorgesehen. Diese Einrichtungen können eine Fokussierspule 9, ein Ablenkjoch 10 und eine Endbeschleunigungselektrode 11 enthalten, die auf die Innenseite des Röhrenmantels aufgetragen ist.

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Die Sammelschiene!! 7R, 7G und 7B der Fotokathode 1 sind an Vorverstärker 12R, 12G bzw. 12B angeschlossen, die je ein elektrisches Signal von der Fotokathode verstärken.

Die Ausgangssignale der Vorverstärker werden je Prozeßverstärkern 13Rf 13G bzw. 13B zugeführt und darin geformt bzw. zurückgeformt.

Die Ausgangssignale der Prozeßverstärker werden einem Codierer 14 zugeführt, in dem sie zusammengesetzt und in ein Farbfernseh-Signal, beispielsweise ein NTSC-Signal, umgeformt werden. Aufbau und Wirkungsweise des Codierers Bind bekannt.

Die dünne Glasschicht der beschriebenen Fotokathode hat eine Stärke von etwa 5 bis 30 μ. Bei dieser Glasschicht besteht die Schwierigkeit des optischen Farbübersprechens. Der Grund hierfür wird anhand Fig. 3 erläutert.

Nach Fig. 3 tritt der auftreffende Lichtstrahl 0* durch einen der optischen Filterstreifen, beispielsweise 3G, hindurch, der eine Farbkomponente des Lichts, beispielsweise die grüne, hindurchläßt. Er trifft weiter auf den zugehörigen leitfähigen Streifen, z.B. 4G. Die Farbkomponente wird dann in einen Fotostrom umgewandelt, d.h. im vorliegenden Beispiel in ein Signal für die grüne Farbkomponente.

Ist aber der auftreffende Lichtstrahl geneigt, wie der gezeigte Lichtstrahl 02» so kann eine unerwünschte optische Farbkomponente, die durch einen angrenzenden optischen Filterstreifen gefiltert wurde, beispielsweise 3B, der die blaue Farbkomponente hindurchläßt, den leitfähigen Streifen 4G erreichen, der der grünen Komponente entspricht. Hierdurch wird er vom leitfähigen Streifen 4g nicht nur durch die grüne Komponente beeinflußt, die durch den Filter*3G hindurchtritt, sondern auch durch die

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unerwünschte blaue Komponente, die durch den Filter 3B hindurchtritt. Mit anderen Worten, es entsteht ein optisches Farbübersprechen.

Der Einfallwinkel Θ des Farbkomponentenstrahls von den Filtern 3R, 3G und 3B zu den Streifen 4R, 4G und 4B wird durch die Linse (nicht gezeigt) vor der Fotokathode, die Brennweite der Linse und/oder die Einfallstelle des Lichtstrahls auf die Fotokathode bestimmt.

Erfindungsgemäß wird die obige Schwierigkeit dadurch beseitigt, daß die Stärke T der Glasschicht 5 und die Breiten F und N der optischen Streifen bzw. der leitfähigen Streifen nach der Gleichung (1) gewählt werden.

Werden gemäß Fig. 3 die Werte von T und N so gewählt, daß sie folgende Gleichung befriedigen

N=F- 2·T tan© ... (2),

dann können die vom angrenzenden Filterstreifen 3R und 3B gefilterten Farbkomponenten den dem Filterstreifen 3G entsprechenden leitfähigen Streifen 4G nicht erreichen. Ist nämlich der Einfallwinkel kleiner als ein bestimmter maximaler Einfallwinkel und genügen die Werte von T und N der obigen Gleichung (2), so tritt kein Farbübersprechen auf.

Weiter kann leicht gezeigt werden, daß kein Farbübersprechen auftritt, wenn die Werte von T und N folgender Gleichung genügen

F-N

N^F - 2·Τ tan0 oder T< (3).

2tan0

Es sind verschiedene Arten von Objektivlinsen für Fernsehkameras, insbesondere die Zoom-Linsen, bekannt.

Bei Fernsehkameras mit Zoom-Linsen beträgt der maximale

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Einfallwinkel des Objektlichtstrahls gegenüber der Oberfläche der Fotokathode etwa 18°. Ein auf die Oberfläche des Substrats einfallender Lichtstrahl wird in das Substratmedium gebrochen.

Nimmt man an, daß der Einfallwinkel des Objektlichtstrahls zur Oberfläche des Substrats 18° und die Brechungsindizes des Substratmediums und der Glasschicht 1,5 betragen, so beträgt der maximale Einfallwinkel Θ einer durch einen optischen Filter gefilterten Farbkomponente etwa 12 . Die obige Gleichung (1) kann daher für tan0 = tan12° =0,21 wie folgt umgeschrieben werden:

Ti 2,4 (F-N) (4).

Im folgenden sei ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Fotokathode angegeben:

Die Breite F des optischen Filterstreifens beträgt 20 μ, die Breite N des leitfähigen Streifens 12 ji und die Stärke T der Glasschicht 19,2^. Die Brechungsindizes des Substratmediums und der Glasschicht betragen 1,5 . Der maximale Einfallwinkel eines Objektlichtstrahls zur Oberfläche des Substrats beträgt 18°. Bei einer Farbfernseh-Aufnahmeröhre mit einer solchen Fotokathode tritt kein Farbübersprechen im Ausgangssignal der Aufnahmeröhre auf.

Das am besten geeignete Verfahren zur Herstellung der Fotokathode, insbesondere zur Befestigung der Glasschicht mit der gewünschten Stärke T auf den optischen Filterstreifen, verläuft folgendermaßen:

Zunächst wird nach dem herkömmlichen Verfahren zur Ausbildung der Glasschicht auf den optischen Filterstreifen auf einer Oberfläche des Glassubstrats eine Anzahl leitfähiger Streifen befestigt. Darauf wird die andere Oberfläche des Glassubstrats mechanisch geschliffen, so daß die Stärke des Glassubstrats oder der Schicht vermindert

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wird. Schließlich wird die bearbeitete oder geschliffene Fläche unter Verwendung eines Epoxyharzes auf den optischen Filterstreifen befestigt, die an dem anderen Glassubstrat angebracht sind. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch schwere Nachteile. Es ist sehr schwierig, eine Glasschicht mit einer Stärke in der Größenordnung von einigen ja herzustellen, und die Produktionsausbeute ist dabei sehr gering.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Glasschicht in der erfindungsgemäßen Fotokathode wird das Auftrag- oder Ablagerungsverfahren angewendet. Hierbei wird eine gewünschte Schicht aus einem Medium dadurch gebildet, daß feine Teilchen eines geeigneten Materials abgelagert werden. Dies kann beispielsweise durch Aufstäuben, chemische Dampfablagerung oder Aufdampfen geschehen, Verfahren, die aus der Halbleitertechnik bekannt sind.

Zunächst werden mehrere rote, grüne und blaue optische Filterstreifen abwechselnd und in vorherbestimmter Folge nach einem bekannten Verfahren, beispielsweise auf ' fotografischem Wege, auf einer Oberfläche eines Glassubstrats ausgebildet. Darauf wird nach dem beschriebenen Ablagerungsverfahren auf der Oberfläche der optischen Filterstreifen eine dünne Glasschicht aufgetragen, und zwar in einer Stärke, die die obige Gleichung (1) erfüllt.

Die Stärke wird durch die Ablagerungszeit, die Temperatur, Dichte des Mediums und so weiter bestimmt. Ist die Stärke der im zweiten Schritt abgelagerten Glasschicht größer als die durch die Gleichung (1) bestimmt Größe T, so kann die abgelagerte Glasschicht zur Verminderung ihrer Stärke geschliffen werden. Hierbei ist das Abschleifen leichter als bei dem bekannten Verfahren, da die dünne Glasschicht auf einem dicken Substratmedium

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befestigt ist.

Drittens werden mehrere optisch transparente, elektrisch leitende Streifen mit der oben erwähnten Breite N auf der dünnen Glasschicht ausgebildet, und zwar derart, daß Jeder leitfähige Streifen einem optischen Filterstreifen entspricht.

Schließlich wird nach einem bekannten Aufdampfungsverfahren die durchgehende Schicht aus lichtempfindlichem Material auf den leitfähigen Streifen aufgetragen. Dieses Material besteht beispielsweise aus Antimonsulfid (Sb₂S,), Arsenselemid (ASpSe^) oder Bleioxid (PbO).

Bei einer mit der erfindungsgemäßen Kathode versehenen Farbfernseh-Aufnahmeröhre tritt kein Farbübersprechen auf, und zwar unabhängig von der Stellung in der Zielebene. Dabei kann eine Objektivlinse mit kurzer Brennweite verwendet werden. Dies trägt wesentlich zur Herstellung einer billigen Farbfernseh-Auf nahmeröhre bei.

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Claims

f(iy Farbf ems eh-Aufnahmeröhre mit einer Fotokathode, die'folgende Bestandteile enthält: ein transparentes Substrat, mehrere rote, grüne und blaue optische Filterstreifen der Breite F, die je abwechselnd auf einer Oberfläche des Substrats befestigt sind, eine dünne Glasschicht der Stärke T, die auf den optischen Filterstreifen befestigt ist, und mehrere optisch transparente, elektrisch leitfähige Streifen der Breite N, die auf der dünnen Glasschicht so angebracht sind, daß jeder leitfähige Streifen je einem unterschiedlichen optischen Filterstreifen entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Abmessungen entsprechend folgender Gleichung gewählt sind:

F-N

T ~

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worin 0 der maximale Einfallwinkel eines Lichtstrahls auf die leitfähigen Streifen (4R, 4G, 4B) ist.
2. Farbfernseh-AufnahmerÖhre nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß der Einfallwinkel 12° beträgt.
3. Farbfernseh-AufnahmerÖhre nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß die Glasschicht (5) nach einem Ablagerungsverfahren auf den optischen Filterstreifen (3R, 3G, 3B) aufgebracht ist.

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