DE2722861C3 - Farbfernsehkamera mit wenigstens einer Bildaufnahmeröhre - Google Patents

Description

(a) mehrere Ausgangssignale erzeugende Elektroden,

(b) wobei der wenigstens einfach vorhandene Sigrral-Dividierer (11) ein Ausgangssignal proportional dem Kathodenstrom der Bildaufnahmeröhre (1) abgibt,

(c) einen Signal-Umsetzer (6-1), der ein Ausgangssignal aus den mehreren Ausgangssignalen von den mehreren Ausgangssignale erzeugenden Elektroden und dem Ausgangssignal des Signal-Dividierers (1 i) erzeugt.

(d) einen Differenzverstärker (9), der ein Differenzsignal zwischen dem Ausgangssignal des Signal-Umsetzers (6-1) und dem Signal von der Bezugssignaiquelle (8) bildet, und

(e) ein Steuerglied für die Spannung an die Strahlsirom-Steuerelektroden (3) der Bildaufnahmeröhren (1) durch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers (9) (F i g. 3).

2. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die mehreren Ausgangs^ignale erzeugenden Elektroden die Signalerztuper-EIektroden von Bildaufnahmeröhren (1) mit jewt Is einer einzigen Signalerzeuger-Elektrode sind.

3. Farbfernsehkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Signal-Umsetzer aufweist:
einen Fühler (bzw. Verarbeitungsglied) (6-1), der aus den Signalen der mehreren Signalerzeuger-Elektroden das größte auswählt oder deren Summe bildet, und

einen Subtrahierer (7), der ein Differenzsignal zwischen dem Ausgangssignal des Signal-Dividierers (11) und dem Ausgangssignal des Fühlers (6-1) bildet.

4. Farbfernsehkamera nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kennlinien der Bildaufnahmeröhren (1) ähnlich sind,

daß der Signal-Dividierer (11) für die Kathoden-Schaltung' lediglich einer der Bildaufnahmeröhren (1) Vorgesehen ist, und

daß das Steuerglied die Steuerspannung jeweils an die Strahlstrom-Steuerelektroden (3) der Bildaufnahmeröhren (1) anlegt.

5. Farbfernsehkamera nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verhältnisse a. des Kathodenstromes zum Abtaststrahlstrom der Bildaufnahmeröhren (1) einander gleich sind,

daß die Steilheiten g„ der Bildaufnahmeröhren (1) verschieden voneinander sind, und
daß der Signal-Dividierer (11) aus Signal-Verteilern für die Kathodenschaltungen der jeweiligen Bildaufnahmeröhren (1) und einem Fühler (22) für das kleinste Signal besteht, um von den Ausgangssigna· !en der Signal-Verteiler das kleinste Signal abzugeben.

6. Farbfernsehkamera nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verhältnisse α des Kathodenstromes zum Abtaststrahlstrom und die Steilheiten g_m der Bildaufnahmeröhren (1) verschieden voneinander sind, und

daß der Signal-Dividierer (11) aufweist:
Signal-Verteiler für die Kathodenschaltungen der Bildaufnahmeröhren (1),

Signal-Verstärker zum Verstärken der Ausgangssignale der Signal-Verteiler, und
einen Fühler (22) für das kleinste Signal, um aus den Ausgangssignalen der Signal-Verstärker das Ideinste Signal abzugeben.

7. Farbfernsehkamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Strahlstrom-Steuereinrichtung jeweils zwischen dem Steuerglied und der Strahlstrom-Steuerelektrode (3) Dämpfungsglieder (24) aufweist

8. Farbfernsehkamera nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kennlinien der Bildaufnahmeröhren (1) verschieden sind,

daß der Signal-Dividierer (11) für die Kathodenschaltung von lediglich einer Bildaufnahmeröhre (1) vorgesehen ist,

daß zwischen dem Signal-Dividierer (11) und dem Subtrahierer (7) ein Signal-Verstärker (23) vorgesehen ist, und

daß Dämpfungsglieder (24) mit verschiedenen Dämpfungsfaktoren zwischen dem Steuerglied und den Strahlstrom-Steuerelektroden (3) der Bildaufnahmeröhrenil) vorgesehen sind.

9. Farbfernsehkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet.

daß Signal-Verteiler für die Kathodenschaltungen der Bildaufnahmeröhren (1) vorgesehen sind, und
daß der Signal- Umsetzer (6-1) aufweist:
Subtrahierer, deren jeder ein Differenzsignal zwischen dem Ausgangssignal jedes Signa!-Verteilers und dem Signal der zugeordneten Signalerzeuger-Elektrode bildet, und

einen Fühler fi'ir das kleinste Signal, um aus den Ausgangssignalen der Subtrahierer das kleinste Signal abzugeben.

10. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausgangssignale erzeugenden Elektroden getrennte Elektroden in einer einzigen Bildaufnahmeröhre (1) sind, und

daß der Signal-Umsetzer (6-1) aus den Ausgangssignalen der Ausgangssignale erzeugenden Elektroden entweder das größte Signal abgibt oder deren Summe bildet.

Die Erfindung betrifft eine Farbfernsehkamera mit wenigstens einer Bildaufnahmeröhre nach dem Oberbe* griff des Patentanspruches 1.

Es gibt bereits ein Verfahren zum Betrieb einer Fernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre vom Vidikontyp (DE-PS i 1 98 409), bei dem aus dem verstärkten Signal der Bildaufnahmeröhre durch Gleichrichten eine Regelspannung abgeleitet wird»

welche unabhängig von der Szenenhelljgkeii den Signalstrom im Sinne einer Konstanthaltung regelt, wobei die Regelspannung aus einen vorgegebenen Grenzwert überschreitenden Signalanteilen abgeleitet wird, welcher derart eingestellt wird, daß die für einen Bildpunkt maximaler Helligkeit umzuladende Elektrizitätsmenge einen der Stromstärke des Abtaststrahls zugeordneten Höchstwert nicht übersteigt

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Anordnung mit einer Abschneidestufe für das von der Bildaufnahmeröhre erzeugte, im Videoverstärker verstärkte und mittels einer Klemmschaltung schwarzgesteuerte Videosignal, bestehend aus einer mittels eines Spannungsteilers einstellbar vorgespannten Diode, der das Videosignal über eine als Impedanzwandler dienende Kathodenstufe zugeführt wird, und einem Gleichrichter für die von der Diode hindurchgelassenen, gegebenenfalls durch den Verstärker verstärkten Signalanteile.

Damit ist allenfalls eine automatische Steuerung der Empfind'ichkeit einer Bildaufnahme! öhre, wie z. B. eines Vidikons, möglich, mit der Kometenschweife aufgrund einer Überbelichtung verhindert werden sollen, indem eine Vorgleichspannung der Speicherelektrode verringert wird, um einen Signalstrom abzugreifen, wenn dieser einen bestimmten festen Pegel überschreitet.

Es ist weiterhin eine Farbfernsehkamera mit mehreren Kameraröhren bekannt (US-PS 36 10 823), von denen eine eine höhere Strahlstromstärke als die übrigen Bildaufnahmeröhren hat. Das Ausgangssignal der einen Bildaufnahmeröhre über einem gegebenen Schwellenwert dient zur Erzeugung eines Steuersignals, das an den Steuerelektroden der anderen Bildaufnahmeröhren liegt, um das Potential auf der Speicherelektrode und damit den Strahlstrom der anderen Bildaufnahmeröhren zu stabilisieren.

Auch mit dieser bekannten Anordnung soll eine Fernsehkamera ermöglicht werden, bei der ein Kometenschweif ohne Schwingung verhindert wird.

Für Fernsehkameras vorgesehene photoleitende Bildaufnahmeröhren, wie z. B. vom Vidikon- und Plumbikon-Typ, haben im allgemeinen einen schmalen dynamischen Bereich und sind nicht zur Bildaufnahme eines Gegenstandes mit hohem Kotrast geeignet, wie z. B. im Freien. Da die Auflösung dierer Bildaufnahmeröhren mit zunehmendem Strahlstrom nämlich schlechter wird, kann dieser nicht ausreichend erzeugt werden und ist insbesondere bei einem aufzunehmenden hellen Gegenstand oft niedrig.

Um dieses Problem zu lösen, haben die Erfinder eine Schaltung τ-um Erzeugen eines Stromes gleich dem Rückstrahlstrom (d. h. dem Abtaststrahlstrom weniger dem als Video-lnformationssignal-Strom durch die photoleitende Schicht absorbierten Strom) entwickelt und eine Bildaufnahmevorrichtung mit einem breiteren dynamischen Bereich als bei einer herkömmlichen Bildaufnahmeröhre mit festem Strahlstrom gebaut. Diese Bildaufnahmevorrichtung wird im folgenden zum besseren Verständnis der Erfindung näher erläutert

Eine Strahlström-Steuereinriehtung für jede Bildaufnahmeröhre besteht aus:

eineitt Dividierer für den Kathodenstrom der Bildaufnahmeröhre,

einer« Glied, das den Signalstrom von der Speicher· oder Targe'.elektrode entnimmt, d. h. von einer phoWleitenden Schicht, einem Subtrahierer, der die Differenz zwischen dem Kathodenstrom und dem Signalstrom bildet, einem Differenzverstärker zum Vergleichen des, Ausgangssignales des Subtrahierers mit einem Bezugsstrom, und

einem Glied, das das Ausgangssignal des Verstärkers in die Strahlstrom-Steuerelektrode speist

Im allgemeinen werden mehrere Bildaufnahmeröhren

in zur Erzeugung von Farbfernsehsignal benötigt, oder es müssen mehrere Signale von der Speicherelektrode der Röhre erhalten werden, um Farbfernsehsignale mit einer Bildaufnahmeröhre zu erzielen. Daher müssen für die oben beschriebene Strahlstrom-Steuerung getrennte Steuereinrichtungen in gleicher Anzahl wie die Bildaufnahmeröhren verwendet werden. Damit wird aber keine Bildaufnahmevorrichtung mit verringerten Abmessungen und einfachem Aufbau erreicht Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute Farbfernsehkamera ohne Einengung des dynamischen Bereiches anzugeben, l~ der eine einzige Strahl-Steuereinrichtung die Strahlström,.· von mehreren Bildaufnahmeröhren oder den Strahlstrom einer Bildaufnahmeröhre mit mehreren Signal-Ausgang^relek·

j) troden steuern kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Farbfernsehkamera nach dem Oberbegriff de^c Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die Merkmale von dessen kennzeichnendem Teil gelöst.

ίο Bei der Erfindung wird der dynamische Bereich der Bildaufnahmeröhre vergrößert, d. h. fehlender Strahlstrom in der Bildaufnahmeröhre aufgrund steigenden einfallenden Lichtflusses wird durch die Strahlstrom-Steuereinrichtung verhindert, die die Strahlströme von

r> mehreren Bildaufnahmeröhren oder den Strahlstrom einer Bildaufnahmeröhre mit mehreren Signal-Ausgangselektroden steuern kann, was die Herstellung einer Farbfernsehkamera ohne Kometenschweife im Bild und mit hoher Auflösung wesentlich vereinfach Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnune näher erläutert. Es zeigen

F ι g. 1 und 2 Blockschaltbilder von Strahlstrom-Steuereinrichtungen für eine Bildaufnahmeröhre, die von den Erfindern bereits entwickelt wurde,

4> Fig. 3, 7, 9 und 11 bis 15 Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung,

F i g. 4 und 5 Stromsignale zur Erläuterung des Betriebs eines bei den Ausführungsbeispielen der

v> Erfindung verwendeten Fühlers für maximalen Signalstrom.

F i g. 6 ein Schaltbild des Fühlers für maximalen Signalstrom.

F i fc. 8 ein Schaltbild eines bei dem Ausführungsbei-

Y, spiel der Erfindung verwendeten Kathodenstrom-Dividierers, und

Fig. 10 eine Draufsicht eines Hauptteiles einer Aufnahmeröhre mit drei Arten von Signal-Ausgangselektroden zur Erläuterung der photoleitenden Schicht.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst die von den Erfindern bereits entwickelte Strahlstrom-Sleuereinrichtung für eine Bildauftiahmevorrichtung mit einer einzigen photoleitenden Aufnahmeröhre näher beschrieben (vgl. DE-AS 24 11 162).

F i g. 1 zeigt ein Beispiel dieser herkömmlichen Steuereinrichtung, die insbesondere zur Erweiterung des dynamischen Bereiches der photoleitenden Bildaufnahmeröhre geeignet ist. Der von der Kathode 4 einer

Bildaufnahmeröhre 1 emittierte Strahlstrom wird durch eine Beschleunigungselektrode 2 beschleunigt. Der Strahlstrom wird im wesentlichen durch die Beschleunigungselektrode 2 absorbiert, wobei jedoch der übrige Teil des Strahlstromes einen Abtraststrahlstrom I/, bildet, der zu einer Speicherelektrode oder photoleitenden Schicht 5 führt. Ein Teil des AbtaslStrühlslromes I^ der die Speicherelektrode 5 erreicht hat, wird als Signalstrom durch die Speicherelektrode 5 absorbiert, während der übrige Teil des Abtast-Slrahistromes /j, einen Rückstrahl bildet, der zurück zur Beschleunigungselektrode 2 führt. Der Rückstrahlstrom wird durch eine Elektrode 6' abgesaugt, die zur Erfassung des Rückstrahles dient, mit einem Bezugsstrom 8 verglichen sowie durch einen Differenzverstärker 9 verstärkt, durch einen Widerstand 10 in eine Spannung umgewandelt und an die Strahlstrom-Steuerelektrode 3 abgegeben.

Um diese Forderung zu erfüllen, muB die Aufnahmeröhre mit einer Fühlerelektrode zum Erfassen des Rückstrahles ausgestattet sein; jedoch macht die Anordnung der Fühlerelektrode den Elektrodenaufbau komplizierter und erhöht daher den Aufwand für die Aufnahmeföhre. Daher wird bei der oben beschriebenen Möglichkeit ein Strom gleich dem Rückstfahlstrom aus dem Signalstrom Is und dem Kathodenstrom /<■ erzeugt, ohne auf eine Rückstrahl-Fühlerelektrode zurückzugreifen. Die Erzeugung dieses gleichwertigen Stromes wird durch die folgende Gleichung (6) gewährleistet, die aus den Gleichungen (3) und (4) erhalten ist:

(fi)

Insbesondere (vgl. Fig. 2) wird die GröOe IJa. aus dem Strom /_rdurch die Kathode 4 der Aufnahmeröhre 1

Dip nhpn nrläillprli* Riipkknnninncr ti/irH rlnrph Hin Hlirph pinp-n SlrnmHiviHif»rpr 11 prhnltpn \xr\A riann ii/irrl

folgendenGleichungeniObispJbcschrieben: 20 _das Differenzsignal - /_r - h durch Subtrahieren des

von der Speicherelektrode 5 durch einen Vorverstärker 6" herausgegriffenen Signalstromes /.svon - /_rin einem

Er.

Sm

'„=

(3)

mit
A

/o =

Ir -R

Eg\ =

gm =

Ic =

h =

Is -

Verstärkungsfaktor oder Verstärkung des Differenzverstärkers 9,

Bezugsstrom,

Rückstrahlstrom,

Widerstandswert des Widerstandes 10,

Spannung an Strahlstrom-Steuerelektrode 3,

Steilheit der Bildaufnahmeröhre,

Kathodenstrom,

Abtaststrahlstrom, und

Signalstrom.

40

Zusätzlich zu den Gleichungen (1) bis (3) haben Versuche gezeigt, daß die folgende Gleichung (4) gilt, welche den Kathodenstrom I_c mit dem Abtast-Strahlstrom Ib verknüpft:

mit \ = Konstante.
Aus den Gleichungen (1) bis (4) folgt:

G l_

^R~l+G° 1+G^S

(5)

mit G= g_n

Andererseits ist der Signalstrom I_s einem endlichen Wert /₅A/ gleich, der durch die Eigenschaften der verwendeten Aufnahmeröhre bestimmt ist, und wenn G so eingestellt wird, daß 1 ·< G und /W(I + G) ausreichend klein ist, dann kann der Rückstrahlstrom Ir nahezu gleich dem konstanten Wert I₀ gemacht werden. Folglich wird die Steuereinrichtung so betrieben, daß der Rückstrahlstrom konstant gegenüber Änderungen des Bildes eines Gegenstandes gehalten wird, und daher ist der dynamische Bereich der Bildaufnahmeröhre breiter als bei einer herkömmlichen Bildaufnahmeröhre mit festem Strahlstrom, so daß ein zu kleiner Strahlstrom wirksam verhindert wird.

Subtrahierer 7 erhalten. Das Differenzsignal - /<■ - Is

OC

ist gleich dem Rückstrahlstrom /«, wie aus Gleichung (6) folgt, l'rn die Strahlströme von mehreren Aufnahmeröhren oder den Strahlstrom einer einzigen Aufnahmeröhre in einer Farbkamera mit mehreren Signalströmen zu steuern, muß jede Aufnahmeröhre mit der oben erläuterten Steuereinrichtung versehen sein. Dadurch wird jedoch der Aufwand der gesamten Schaltungsanc Inung erhöht, was für die Praxis wenig vorteilhaft ist.

F i g. 3 is. p-in Blockschaltbild einer Bildaufnahmevorrichtung naci. einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit drei Aufnahmeröhren und einer erfindungsgemäßen Strahlstrom-Steuereinrichtung. Zur Vereinfachung von Zeichnung und Beschreibung sind in der Zeichnung die herkömmlichen Einrichtungen zur Verarbeitung der Ausgangsinformationssignale weggelassen.

In Fig.3 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in den F i g. 1 und 2. Um die parallelen Kanäle für den Rot-, Grün- und Blau-Lichtanteil festzulegen, sind die Bezugszeichen 1 bis 5 für die Bildaufnahmeröhren, die Beschleunigungselektroden, die Strahlstrom-Steuerelektroden, die Kathoden bzw. die photoleitenden Schichten jeweils mit R, G und B versehen.

Wie in F i g. 3 dargestellt, werden Signalströme I_Sr, Isg und Isb von den photoleitenden Schichten S>?, 5G und 5B der Aufnahmeröhren \R, \G und \B aufgenommen, und der Maximalwert Ism der Signalströme wird durch einen Höchststrom-Fühler 6-1 erfaßt. Insbesondere sind in F i g. 4 die Signalströme /5a Isg und Isb entsprechend dem Rot-, Grün- und Blau-Lichtanteil von den photoleitenden Schichten 5R, 5G und SB der Aufnahmeröhren \R, \G und Iß, z.B. durch eine Strichlinie, eine Vollinie und eine Strichpunktlinie dargestellt Der Höchststrom-Fühler 6-1 erzeugt den größten von mehreren gleichzeitig eingespeisten Eingangssignalströmen. Wenn dann der Fühler 6-1 die in Fig.4 dargestellten Ströme empfängt, gibt er die Ströme IsR, Isg und Isb jeweils für Zeiten tu h und h ab, so daß das gesamte Ausgangssignal des Fühlers 6-1 einen Verlauf hat, wie dieser durch ein Signal I_Su in F i g. 5 dargestellt ist Der Höchststrom-Fühler 6-1 kann ζ. B. hergestellt werden, indem Reihenschaltungen aus

jeweils einer Reihenschaltung eines Klemmgliedes 25 und eines Transistors 26 mit geerdetem Transistor parallel geschaltet werden und die Ausgänge der Reihenschaltungen über einen weiteren Transistor 27 mit geerdetem Emitter herausgeführt werden. Der Subtrahierer 7 erhält einen dem Rückstrahl äquivalenten Strom, d. h. einen äquivalenten Strom Irn vom Maxvnalstrom Ism und dem Strom Ijoi, der durch den Stromdividierer 11 in der Kathodenschaltung einer der Aufnahmeröhren \R, \G und Iß erhalten ist. Der

äquivalente Strom /rv beträgt - I, - Ism- Da der

äquivalente Strom Ir\ der kleinste Rückstrahlstrom in den jeweiligen Aufnahmeröhren ist. kann das Problem eines nicht ausreichenden Strahlstromes in jeder Aufnahmeröhre gelöst werden, indem der äquivalente Strom /«/ν mit dem Strom von der Bezugsstromquelle 8 verglichen und im Differenzverstärker 9 verstärkt wird, ifiucfn ucf rtüsg3ri|;55iröi7i ucä τ£Γ5ίΗΓΚΕΓ5 zj in GiüC Spannung durch den Widerstand 10 umgewandelt wird und indem die umgewandelte Spannung an die Strahlstrom-Steuerelektroden 3/?, 3G und 3ß der Aufnahmeröhren 1/?, 1G und 1B gelegt wird, wie dies in der F i g. 2 dargestellt ist.

Beim obigen Ausführungsbeispiel wird der Kathodenstrom lediglich einer Aufnahmeröhre erfaßt. Da die gleiche Spannung an den drei Strahlstrom-Steuerelektroden der drei Aufnahmeröhren liegt, sind die Kathodenströme der Aufnahmeröhren gleich, wenn die Steilheiten g_mund die Konstante α der Aufnahmeröhren gleic. sind. Es ist daher möglich, den äquivalenten Strom Irn zu erzeugen, indem lediglich der Kathodenstrom nur einer Aufnahmeröhre erfaßt wird. Wenn die Steilheiten der Aufnahmeröhren verschieden sind, muß der Kathodenstrom der Aufnahmeröhre mit der kleinsten Steilheit erfaßt werden. Ein in Fig.8 dargestelltes Potentiometer kann für den Stromdividierer 11 verwendet werden.

F i g. 7 zeigt in einem Blockschaltbild eine Farbaufnahmevorrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Vorrichtung in Fig.7 gleicht der Vorrichtung in F is. 3. wobei lediglich anstelle des Höchststrom-Fühlers 6-1 ein Addierer 6-2 zum Addieren der drei Signalströme von den photoleitenden Schichten der Bildaufnahmeröhren vorgesehen ist.

F i g. 9 zeigt ein Blockschaltbild einer Bildaufnahmevorrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei diese Vorrichtung eine einzige Aufnahmeröhre zusammen mit mehreren Signalausgangselektroden hat von denen mehrere Farbsignale abgegeben werden. Zunächst wird der Aufbau des Schirmträgers und der Signalerzeugerabschnitte darin von einer Aufnahmeröhre mit drei Arten getrennter Elektroden erläutert, die in einer einzigen Aufnahmeröhren-Farbkamera verwendet sind.

Fig. 10 zeigt eine teilweise geschnittene und vergrößerte Draufsicht des oben erläuterten Schirmträgers. Auf Streifen-Farbfiltern 18/?, 18G und 18ß, die jeweils für Rot-, Grün- und Blau-Licht durchlässig sind, sind streifenförmige transparente Signalelektroden 19/?, 19G und 195 angeordnet Die jeweiligen Folgen der transparenten Signalelektroden 19R, 19(7 und 195 sind gemeinsam mit Strom- oder Sammelschienen 20/?, 20G und 2OB verbunden. Eine photoleitende Schicht 21 liegt in der Nähe der Signalelektroden. Eine Aufnahmeröhre 1 ist mit dem so aufgebauten Schirmträger vorgesehen. Die Signalströme werden von den Sammelschienen 2OR. 20Gund20ßder Aufnahmeröhre i erhalten und als Spannungssignale von Vorverstärkern 17/?, 17G und 17ß herausgeführt, die mit den Sammelschienen 20/?, 2OG und 20ß verbunden sind. Um den Strahlstrom der

j Aufnahmeröhre zu steuern, muß der RückstrahNStrom genau erfaßt werden, wie dies oben erläutert wurde.

Obwohl die Signalströme tsR, tsc und lsi> entsprechend Rot-, Grün- und Blau-Licht von einem Gegenstand durch die drei Sammelschienen 20/?, 2OG und 20ß

ίο der in Fig.9 dargestellten Aufnahmeröhre 1 erhalten werden können, ist der von der Aufnahmeröhre 1 erzeugte gesamte Signalstrom die Summe der jeweiligen Signalströme, d. h. Isr + lsi; + ha- Bei einer Farbkamera mit nur einer Aufnahmeröhre wird der Abtaststrahlstrom 4 von der einzigen Aufnahmeröhre herausgeführt, und der Rückstrahlstrom Ir, der ein Teil vom Strom /j, ist, der nicht als der in der photoleitenden Schicht 5 oder 21 absorbierte Signalstrom dient, ist

gCgCLTCIl UUI 1.11 UIC IUIgCIIUC VJlCIUlIUIIg.

Ir = h-U sr + /«, + 's

Mit der Bc7ichunsi l_h = - /, aus Gleichung (4) IbIcI: ^α

I Ή= _λ /. - U_SR + /

/se) ■

Die drei von den drei Sammelschienen 20/?, 2OG und 20ßerhaltene Signale werden jeweils durch Vorverstärjo ker 17/?, I7G und 17ß verstärkt, und dann wird ein Signal als die Summe der Ausgangssignale der Vorverstärker durch einen Addierer 6-3 erzeugt. Andererseits wird ein weiteres Signal, d. h. der mit - multiplizierte Kathodenstrom, vom Stromdividierer

11 zwischen Erde und Kathode 4 der Aufnahmeröhre 1 erzeugt. Demgemäß bildet das Differenzsignal zwischen

dem Summensignal und dem Signal des mit -

w zierten Kathodenstromes durch den Subtrahierer 7 und den Strom Ir äquivalent dem Rückstrahlstrom, der durch Gleichung (8) gegeben ist.

Der Differenzverstärker 9 vergleicht den äquivalenten Strom Ir mit dem Strom von der Bezugsstromquelle

8. Der Ausgangsstrom des Verstärkers 9 wird durch den Widerstand 10 in eine Spannung umgewandelt, und die Spannung wird an die Strahlstrom-Steuerelektrode 3 gelegt. Die oben beschriebene Vorrichtung bildet eine Strahlstrom-Steuereinrichtung für eine Farbkamera mit nur einer Aufnahmeröhre äquivalent zur Vorrichtung der F i g. 2.

In der obigen Beschreibung wird eine Bildaufnahmeröhre mit drei Gruppen getrennter Signalelektroden als Beispiel genommen. Selbstverständlich ist eine ähnliche Steuerung des Strahlstromes bei jeder Aufnahmeröhre mit mehreren Gruppen getrennter Elektroden möglich.

Die obigen Ausführungsbeispiele sind insbesondere

vorteilhaft, wenn die Konstanten « und die Steilheiten g_m der zu verwendenden Aufnahmeröhren ungefähr gleich sind. Im folgenden wird auch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, das vorteilhaft ist, wenn die Werte von ä und g_m verschieden sind. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichwertiger Funktion und gleichwertigem Aufbau mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Beispiele, in denen drei Aufnahmeröhren \R, IG und Iß verwendet sind. Die Steilheiten und die Konstanten der jeweiligen Aufnahmeröhren 1/?, IG

und 1B betragen g_mR, g_mG bzw. g_mB und <x.r, «_c bzw. ccg. Dann sind die zu den Rückstrahlströmen äquivalenten Ströme, d. h, die äquivalenten Ströme Irr, Irc und Irb bezüglich der Aufnahmeröhren IR, IG und Iß gegeben durch:

SmR

E - f ,„

/ η mG r· j

RO = ■■-■'*- 'SG
V.

, _ RmB r .

¹ RH ~ ^r- '.SB ■

(9)

(10)

(ID

Hier wird vorausgesetzt, daß die Abweichung des einzelnen Kathodenstromes von der Aufnahmeröhre 1B der Substitution von gmn/θίΒ für g_mRf«R und gmcJoic, in den Gleichungen (9) und (10) entspricht. Wenn demgemäß die Werte von gjot. bezüglich der Aufnahmeröhren \R, IG und Iß verschieden voneinander sind, können die tatsächlichen äquivalenten Ströme für die Aufnahmeröhren \R und IG nicht genau erfaßt werden, so daß leicht kein ausreichender Strahlstrom in den Aufnahmeröhren 1R und 1G auftritt.

In F i g. 11 ist ein Blockschaltbild einer Bildaufnahmevorrichtung nach einem Ausführuiigsbeispiel der Erfindung dargestellt. Diese Aufnahmevorrichtung hat eine Strahlstrom-Steuereinrichtung, die vorteilhaft verwendbar ist, wenn die Werte von <x der jeweiligen Aufnahmeröhren gleich und die Werte von g_m der Aufnahmeröhren verschieden voneinander sind.

Wie in Fig. il dargestellt ist, werden die Signalströme Is*, Isg und he, die von den photoleitenden Schichten SR, 5Gund 5Bder drei Aufnahmeröhren 1/?, tGund Iß mit dem gleichen Verhältnis « des Kathodenstromes I_c zum Abtaststrahlstrom h (vgl. Gleichung (4)) erzeugt sind, zum Höchststrom-Fühler 6-1 gespeist, der seinerseits ein Maximalwert-Signal abgibt, d. h. ein Höchststrom-Signal Ism- Drei von den Kathoden 4R, 4G und 4ß der Aufnahmeröhren 1Λ, IG und Iß durch jeweilige Stromdividierer UR, HG und llß erhaltene

Signale - I_cr, - Lc. up4 - he werden zu einem

IX Λ Λ

Mindesstrom-Fühler 22 gespeist, der ein Minimalwert-Signal abgibt, d. h. ein Minimalstrom-Signal - /_cm- Die

Ot

Signale Ism und - /_cro werden zum Subtrahierer 7

CL

gespeist, und der Subtrahierer 7 gibt ein Differenzsignal

¹RE

⁼ \Vg ' ^/o ~

1 +G

(12)

Π = Λ · ί? ■ σ /ν iinrl ^ν ·■ ■* bmm ~ —™

Smm = kleinste Steilheit
nahmeröhren.

ab. Das Differenzsignal wird mit dem im Differenzverstärker 9 verstärkten Strom von der BezugsstromqueUe 8 verglichen. Der Ausgangsstrom des Differenzverstärkers 9 wird in eine Spannung Edurch den Widerstand 10 umgewandelt, und die Spannung E liegt an den Strahlstrom-Steuerelektroden 3R, 3G und 3ß. Ähnlich der Rückkopplung in Fig.7, der Gleichung (5) zugeordnet ist, führt die oben erläuterte Rückkopplung zum folgenden Ausdruck:

der Steilheiten der AufIO

Wenn wie oben bei F i g. 7 G > \ in diesem Fall vorliegt, dann is¹ Ire « /o. Dann wählt der Mindeststrom-Fühler 22 eine der Aufnahmeröhren, die den kleinsten Kathoelenslrom aufnimmt, wenn die gleiche Steuerspannung an den Strahlstrom-Steuerelektroden der Aufnahmeröhren liegt. Die Steuereinrichtung arbeitet dabei so, daß der äquivalente Strom mit dem Strom /o zusammenfällt, selbst wenn der Signalstrom der gewählten Aufnahmeröhre gleich ist Ism. Folglich tritt unzureichender Strahlstrom auf keinen Fall in den anderen, d. h. nicht gewählten, Aufnahmeröhren auf.

Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild einer Bildaufnahmevorrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Strahlstrom-Steuereinrichtung, die vorteilhaft ist, wenn die Werte_>von cc sowie die Werte von g_m verschieden voneinander sind.

In Fig. 12 werden die von den photoleitenden Schichten 5R, 5Gund 5ßder drei Aufnahmeröhren \R, IG und Iß erhaltenen Signalströme Isr, ha und /se zum Höchststrom-Fühler 6-1 gespeist, um ein Höchststrom-Signal /sAfZU erhalten.

Andererseits werden drei von den Kathoden 4Ä, 4G und 4ß der Aufnahmeröhren \R, IG und Iß über die zugeordneten Stromdividierer WR, MG und llß erhaltene Signale- I_cr, - I_cc, und- I_cb durch Verstärker

Λ (χ «

23Λ, 23G und 23ß verstärkt und dann an den Mindeststrom-Fühler 22 abgegeben, der seinerseits ein Minimalstrom-Signal hm erzeugt. Die Signale Ism und I_cm werden zum Subtrahierer 7 gespeist. Der Subtrahierer 7 erzeugt ein Differenzsignal (hm — Ism), und das Differenzsignal wird durch den Differenzverstärker 9 mit dem Strom von der BezugsstromqueUe 8 verglichen und verstärkt. Der Ausgangsstrom des Verstärkers 9 wird in eine Spannung E durch den Widerstand 10 umgewandelt, und die Spannung E liegt an den Strahlstrom-Steuerelektroden 3Λ, 3G und 3ß. Damit führt die oben erläuterte Rückkopplung zur folgenden Gleichung:

G I

R^-I₊G " ~ 1 + G ^s"
mit
G ₌ A-R-g_mx_t und

\, = größtes \ der Aufnahmerühren \ RAG und 1B.

In diesem Fall sind die Verstärkungsfaktoren Ar, Ag

und Λ β der Verstärker 23 Λ, 23 G und 23ß und die Werte von oc, d. h. kr, ac und «b der Aufnahmeröhren 1R, 1G und Iß so bestimmt, daß die folgenden Gleichungen erfüllt sind:

= V,

(14)

Demgemäß ist der Ausgangsstrom /_0Rvonz. B. dem Verstärker 23 R durch die folgende Gleichung (15) segeben:

— A_R·— I

(15)

Aus Gleichung (14) und der Beziehung I_B= folgt: *

^0R — A_R ■ · /_gR .

Aus Gleichungen (!4) und (15) folgt:

(16)

Auf ähnliche Weise werden die folgenden Gleichungen für die Ausgangsströme t_0G und /_nn der Verstärker 23G und 23B erhalten:

'bg ⁼ Og l'&)

hm ⁼ 'ob ■ ('")

Dabei bedeuten Ibr, Ibg und Ibb jeweils die Abtaststrahlströme der Aufnahmeröhren 1/?, IG und 15. Daraus folgt, daß die Ausgangsströme der Verstärker 23/?, 23G, 235 jeweils gleich den Strahlströmen Ir, Ig und Ib sind. Demgemäß ist der Abtaststrahlstrom Ibm, der aus dem Mindeststrom-Fühler 22 erzeugt ist, immer kleiner als Ibr, Ibg und Ibb- Die Strahlstrorri-Steüereinrichtung wird durch den Abtaststrahlstrom Ism so betrieben, daß nicht ausreichender Strahlstrom auf keinen Fall in einer Aufnahmeröhre auftritt

Fig. 13 zeigt in einem Blockschaltbild eine Strahlstrom-Steuereinrichtung für eine Bildaufnahmevorrichtung mit drei Aufnahmeröhren nach einem Ausführungsbeispiel ^er Erfindung, das besonders vorteilhaft ist, um zu verhindern, daß der Abtaststrahlstrom in einer Aufnahmeröhre mit kleinerem Wert von cc oder größerem Wert von g_m zu groß wird. Der einzige Unterschied der Schaltung in F i g. 13 von der Schaltung in Fig. 12 liegt in der Anordnung von Dämpfungsgliedern oder Abschwächern 24/?, 24G und 245, durch die die Spannung E, die aus der Umwandlung des Ausgangsstromes des Differenzverstärkers 9 durch den Widerstand 10 erhalten ist, an die Strahlstrom-Steuerelektrode 3/?, 3G und 35 der Aufnahmeröhren XR, XG und 15 gelegt wird. Die Dämpfungsfaktoren a«, ac und Zb der Dämpfungsglieder 24/?, 24G und 245 werden wie folgt angenommen:

(20)

gmR \

,, gmm ^G

U_G —

AmG V

dp =

Smm SmB

(21) (22)

10

15

40

mit

g_mm = kleinste Steilheit der Aufnahmeröhren. und

\ = Maximum der Werte \_R. \_G und \_B der Aufnahmeröhren.

Wenn demgemäß die Steuerspannung E z.B. am Dämpfungsglied 24Λ liegt, ist die Spannung E_R an der Strahlstrom-Steuerelektrode 3R gegeben durch:

und /_)m, die bei angelegter Steuerspannung E an den Strahlstrom-Steuerelcktrodcn 3 C und 35 der Aufnahmeröhren 1 G und 1 B fließen, gegeben durch:

/ gmm

' BG ⁼

τ gmm r
'BB ⁼ - - " C .

Als Ergebnis können die Werte

g,„R gmG _und gm«

¹S V; ^λΒ

der Aufnahmeröhren I R, 1 G und 1 B gleich

angesehen werden. Daher stimmen die Abtaststrahlströme der Aufnahmeröhren, die bei gleicher Spannung an den Dämpfungsgliedern fließen, miteinander überein. In diesem Fall führt die Rückkopplung der Fig. 13 zur folgenden Gleichung:

25

30

35 1 +G

1 +G

mit G = A · R ■ g„„ \.

Wenn G > !, ist Ire « /o, so daß bei jeder Aufnahmeröhre ein unzureichender Strahlstrom wie bei der Rückkopplung der F i g. 12 verhindert werden kann.

Da die Abtaststrahlströme der Aufnahmeröhren in der Rückkopplung der Fig. 13 zueinander gleich werden, ändern sich die Kathodenströme der Aufnahmeröhren abhängig von den «-Werten der Röhren. Daher kann z. B. durch Verstärken des von der Kathode 45 der Röhre 15 über den Stromdividierer 115 erhaltenen Signals durch einen Vorverstärker 235 und durch Einspeisen des Ausgangssignals des Vorverstärkers 235 in den Subtrahierer 7 der Mindeststrom-Fühler 22 zusammen mit den Dividierern XXR und XXG sowie den Vorverstärkern 23R und 25G weggelassen werden, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist In einem derartiger Fall muß der Verstärkungsfaktor A_ßdes Vorverstärkers 235 lediglich -o bestimmt werden, daß folgende Beziehung gilt:

V^b = \. (28)

E_R = a_R-E.

Die Gleichung (23) und die Beziehungen
IcR — gmR " Er und I_BR = — - I_cR

^XR

führen zum folgenden Ausdruck:

¹BR = -'SmR '"Κ' Ε .

Aus den Gleichungen (20) und (24) folgt:

Auf ähnliche Weise sind die Abtaststrahlströme /„ so mit a_c= größter α-Wert der Aufnahmeröhren.

F i g. 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der (23) Erfindung, bei dem die äquivalenten Ströme Irr, Irg und

Irb, die den Aufnahmeröhren 1R, 1G und 15 zugeordnet sind, jeweils durch die Subtrahierer TR, TG und 75 erfaßt werden, so daß der kleinste Strom der äquivalenten Ströme Irr, Irg und Irb, d.h. das Minimalstrom-Signal hm, durch den Mindeststrom-Fühler 22-1 erhalten wird. Das Minimalstrom-Signal I_Rm wird mit dem Strom von der Bezugsstromquelle 8 verglichen und dann durch den Differenzverstärker 9 verstärkt Der Ausgangsstrom des Verstärkers 9 wird durch den Widerstand 10 in eine Spannung E umgewandelt und die Spannung E wird an die Dämpfungsglieder 24/?, 24Ο und 245 gelegt Die Dämpfungsfaktoren a/?, aG und as der Dämpfungsglieder 24/t, 24G und 245 in der Schaltung der F i g. 15 sind auch jeweils durch die Gleichungen (20), (21) und (22) wie bei den Schaltungen der F i g. 13 und 14 gegeben.

(24)

(25)

Wenn demgemäß folgende Umgleichungen gelten: Irr S I ro und I_RR < /_Rft (29)

wird die Rückkopplung des Ausführungsbeispiels der Fig. 15 durch die folgende Gleichung beschrieben:

f 1

^{Irr =} ι"+g"^!°~ Y+g'^{Isr (30)}

mit G = A ■ R ■ gmjcic.

Andererseits folgt aus der Gleichung (1). daß die Eingangsspannungen £ri, Eg\ und Em an den Dämpfungsgliedern 24Λ, 24G und 24S durch die folgenden Gleichungen gegeben sind, um die Rückstrahlströme fier Aufnahmeröhren Iß, IG und Iß gleich zum Strom /₀ zu machen:

E_Rl=A-R-[I_a-I_RR) (31)

E₀, = A-R-U₀-I_RG) '(32)

E_m=AR[l₀-I_RII) (33)

Aus den Gleichungen (29). (31). (32) und (33) folgt: E_m 2: E_C1 und E_Rl > E_m . (34)

Da insbesondere die Eingangsanschlüsse der Dämpfungsglieder 24G bzw. 24ß Spannungen höher als die Spannungen empfangen, die erforderlich sind, damit die Rückstrahlströme k durch die Aufnahmeröhren 1G und lßflieBen, liegt in keiner Aufnahmeröhre IGund lßein unzureichender Strahlstrom vor.

Die Strahlstrom-Steuereinrichtung verhindert ungenügenden Strahlstrom auch im folgenden Fall:

ho < IRR und I Ru < ι RH

oder /_RB < I_RR und I_R„ < I_RC .

Wie oben erläutert wurde, wird bei der Erfindung der dynamische Bereich der photoleitenden Bildaufnahmeröhre vergrößert, d.h. fehlender Strahlstrom in der Aufnahmeröhre aufgrund steigenden einfallenden Lichtflusses wird durch Anordnung der Strahlstrom-Steuereinrichtung verhindert, und weiterhin wird die Steuereinrichtung für eine Bildaufnahmevorrichtung mit mehreren Aufnahmeröhren oder einer einzigen Aufnahmeröhre mit mehreren Signaleiektröden vereinfacht, was die Fertigung der Fernsehaufnahmekamera insgesamt wesentlich vereinfacht.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

97 99 «fi1 Patentansprüche:

1. Farbfernsehkamera mit wenigstens einer Bildaufnahmeröhre zur Strahlslrom-Begrenzung einschließlich einer Strahlstrom-Steuereinrichtung, die einen Signal-Dividierer und eine Bezugssignalquelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlstrom-Steuereinrichtung ferner aufweist: to