DE2853456A1

DE2853456A1 - Steuerschaltung fuer eine bildaufnahmeroehre

Info

Publication number: DE2853456A1
Application number: DE19782853456
Authority: DE
Inventors: Hisashi Ushijima
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-12-12
Filing date: 1978-12-11
Publication date: 1979-06-13
Also published as: CA1128650A; FR2411522B1; NL7811911A; US4206480A; AU516660B2; DE2853456C2; AT375515B; ATA885378A; FR2411522A1; GB2010648A; AU4212478A; GB2010648B

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Elektronenstrahlsteuerung für eine Bildaufnahmeröhre und betrifft insbesondere eine Steuerschaltung der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art.

Bekanntlich muß der Elektronenstrahlstrom einer Bildaufnahmeröhre während der Horizontal- und der Vertikal-Rücklauf Intervalle unterbrochen werden. Eine konventionelle Strahlausblendschaltung enthält eine Serienschaltung aus einem Widerstand und einem Transistor, deren Verknüpfungspunkt· an die Kathode der Aufnahmeröhre angeschlossen ist. Bei der bekannten Schaltung besteht sowohl während des Strahldurchlauf-Intervalls als auch während des Strahlrücklauf-Intervalls ein Gleichstrompfad durch die aus Widerstand und Transistor gebildete Serienschaltung. Dieser Umstand führt zu einem relativ hohen Energieverbrauch und ist besonders bei batteriegespeisten tragbaren Aufnähmekameras von Nachteil. Außerdem sind beim Stand der Technik andere Widerstandselemente erforderlich, um einen Kathodenstrom zu ermitteln und danach den Elektronenstrahlstrom zu steuern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dem zuvor erläuterten Stand der Technik überlegene und unter anderem zu einem geringeren Energieverbrauch führende Steuerschaltung der eingangs genannten Art aufzuzeigen.

Die erfindungsgeaAfle Lösung ist im Patentanspruch 1 enthalten, vorteilhafte Heiterbildungen sind den Unteran-Sprüchen entnehwbar.

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Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwei Schaltstufen zwischen den Bezugspotentialen in Serie geschaltet sind. Auf diese Weise läßt sich der Energieverbrauch wesentlich reduzieren.

Die erfindungsgemäße Steuerschaltung hat ferner den Vorteil, daß unabhängig von Helligkeitsänderungen des einfallenden Lichtes stets ein angemessener Elektronenstrahlstrom aufrechterhalten werden kann.

In der erfindungsgemäßen Strahl- Steuerschaltung werden die beiden Schaltstufen komplementär bzw. gegenphasig ein- und abgeschaltet. Der Verknüpfungspunkt der ersten mit der zweiten Schaltstufe ist mit der Kathode der Bildaufnahmeröhre verbunden. Die erste Schaltstufe enthält vorzugsweise einen bipolaren Transistor und die zweite Schaltstufe einen Feldeffekttransistor. In dem Source-Anschluß des Feldeffekttransistors liegt vorzugsweise ein Widerstand, an dem sich ein Signal abnehmen laßt, welches in einer Beziehung zu dem Gesamtstrahlstrom der Aufnahmeröhre steht. Ein anderes, dem Ausgangssignal von der Target-Elektrode der Bildaufnahmeröhre entsprechendes Signal wird von dem vorgenannten, dem gesamten Strahlstrom entsprechenden Signal subtrahiert.

Das so durch die Subtraktion ,gewonnen· Differenzsignal repräsentiert einen überschuö-Strahlbetrag oder Rücklauf-Strahlstrom und wird auf ein Steuergitter der BiIaufnahmeröhre rückgekoppelt, so dafl der Gesamt-Strahlstrom auf einem Optimalwert gehalten wird, ohne Rücksicht auf Helligkeitsänderungen eines aufzunehmenden Objektes.

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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann ferner zwecks optimaler Strahlbetrageinstellung eine dritte Schaltstufe in einen Signalpfad des Ausgangssignals von der Target-Elektrode zur Subtraktions-Schaltung eingefügt werden. Diese dritte Schaltstufe ist bei optimaler Strahlbetrageinstellung abgeschaltet, dagegen im normalen Betrieb eingeschaltet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können der nachstehenden Beschreibung eines die Merkmale der Erfindung enthaltenden Ausführungsbeispiels entnommen werden.

Nachstehend wird das die Merkmale der Erfindung enthaitende Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur ein schematisches Schaltbild einer Strahlsteuerschaltung für eine Bildaufnahmeröhre enthält.

Eine in der Zeichnung dargestellte Bildaufnahmeröhre 1 enthält eine Target-Elektrode 2, ein Steuergitter 3 und eine Kathode 4.

An die Kathode 4 ist eine Strahlausblendschaltung 5 angeschlossen, in der zwischen einer Gleichspannungsquelle von etwa +30 Volt und Masse eine erste Schaltstufe 6 und eine aweite Schaltstufe 7 in Serie geschaltet sind. Der Verknüpfungspunkt zwischen beiden Schaltstufen 6 und 7 ist mit der Kathode 4 der Bildaufnahmeröhre 1 verbunden. Die erste Schaltstufe 6 ist eine invertierende Schaltung und enthält Widerstände I, 9, einen Kondensator 10 und einen bipolaren pnp-Transistor 11. Die zweite Schaltstufe 7 enthält einen Kondensator 12, «ine Diode 13 und einen n-Kanal-Feldeffekttranaistor 14.

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Der Kollektor von Transistor 11 in der Schaltstufe 6 ist im vorliegenden Falle über eine Diode 25a an die Kathode 4 der Bildaufnahmeröhre 1 angeschlossen. Falls es sich um eine Kamera mit einer einzigen Bildaufnahmeröhre handelt, kann diese Diode 25a entfallen. Im vorliegenden Falle sind jedoch mehrere Bildaufnahmeröhren in der Kamera vorgesehen, und deshalb ist mit dem Kollektor von Transistor 11 über eine Diode 25b die Kathode einer nicht dargestellten weiteren Bildaufnahmeröhre angeschlossen.

Diese Dioden 25a und 25b dienen zur gegenseitigen Trennung der Kathoden einer Farbfernseh-Kamera mit zwei oder mehr Bildaufnahmeröhren. Die erste Schaltstufe 6 kann, wenn zwei öder mehr Bildaufnahmeröhren mit den zwischengeschalteten Dioden 25a, 25b ... vorhanden sind, von allen vorhandenen Strahlausblendschaltungen gemeinsam benutzt werden.

Der Source-Anschluß von Transistor 14 der zweiten Schaltstufe 7 ist über einen veränderlichen Widerstand 15 mit Masse verbunden. Am Schleifer dieses veränderlichen Widerstands 15 kann ein Käthodenstrahlstrom-Ermittlungssignal abgenommen werden, welches in eine nachfolgende automatische Strahlsteuerschaltung 16 (ABC) eingespeist wird.

Die Strahlsteuerschaltung (ABC) 16 enthält einen Verstärker 17 zur Verstärkung ein·· Video-Signals von der Tarfet-Elektrode 2, der eine Vorspannung von etwa +50 Volt zugeführt wird, und einen Differentialverstärker 18, welchem der Ausgang des Verstärkers 17 und das Kathodenstron-Abtastsignal von dem veränderlichen Widerstand 13 lüge führt werden. Das Ausgangssignal des Differentialver stärkers 18 wird verstärkt und auf das Steuergitter 3 der Bildaufnahmeröhre 1 rückgekoppelt.

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Nachstehend wird die Betriebsweise der Strahlausblendschaltung 5 erläutert. Über einen Anschluß 19 erhalten die erste Schaltstufe 6 und die zweite Schaltstufe 7 ein Horizontal- und Vertikal-Ausblendimpulse mit negativer Polarität enthaltendes zusammengesetztes Ausblendimpulssignal BLK zugeführt. In der ersten Schaltstufe 6 gelangt dieses Ausblendimpulssignal BLK über den Widerstand 8 und den Kondensator 10 an die Basis von Transistor 11. Der Kondensator 10 ist ein Beschleunigungskondensator zur Verbesserung der Front- und Rückflanken des Ausblendsignals . In der zweiten Schaltstufe 7 geht das Ausblendimpulssignal BLK an das Gate von Transistor 14 und wird über die Diode 13 mit Massepotential verbunden.

Wenn das Ausblendimpulssignal BLK während des Horizontal- und Vertikal-Rücksprungintervalls abgesenkt wird, schaltet Transistor 11 durch, während Transistor 14 sperrt. Folglich erhält die Kathode 4 der Bildaufnahmeröhre 1 über die Diode 25a eine Ausblendvorspannung von etwa +30 Volt geliefert, und der Elektronenstrahl der Bildaufnahmeröhre 1 wird dadurch abgeschnitten. Solange der Transistor 14 in diesem Zustand gesperrt bleibt, ist der Kollektorstrom von Transistor 11, welcher die Ausblendvorspannung liefert, annähernd gleich Null.

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Wenn während der Horizontal-Abtastperiode das Ausblendimpulssignal BLK hoch geht, wird Transistor 11 gesperrt und Transistor 14 durchgeschaltet. Dadurch fließt ein Kathodenstrahl in Abhängigkeit von einem durch die Kathode 4 abgegebenen Strahlbetrag, der durch die Source-Drain-Strecke des Transistors 14 fließt. Ein dem durch den veränderlichen Widerstand 15 abgetasteten Kathodenstrom entsprechendes Abtastsignal wird in die Strahlsteuerschaltung 16 eingespeist. Einer Signalver-909824/0893

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schlechterung an der Rückflanke der Ausblendimpulse aufgrund einer Kollektorkapazität Cob des Transistors 11 kann man dadurch entgegenwirken, daß man dem veränderlichen Widerstand 15 einen kleineren Widerstandswert verleiht.

Da die Schaltstufen in der Strahlausblendschaltung 5 in der Abtastperiode und in der Sperrperiode komplementär arbeiten, kann man die Schaltungsimpedanz reduzieren und dadurch eine schnelle Strahlumschaltung erzielen. Weil ferner ein Feldeffekttransistor (FET) bessere Schalteigenschaften für Analogsignale als ein in der zweiten Schaltstufe 7 verwendeter bipolarer Transistor hat, wird der Schaltzustand der Schaltung durch den Kathodenstrom-Ermittlungswiderstand in der Source-Verbindung des FET nicht sonderlich beeinträchtigt.

Nachstehend wird die Strahlsteuerschaltung (ABC) 16 beschrieben. Die Strahlsteuerschaltung 16 enthält in dem Differentialverstärker 18 Transistoren 20 und 21. Ein dem Kathodenstrom der Bildaufnahmeröhre 1 entsprechendes Signal I. wird der Basis von Transistor 20, und ein dem Ausgangssignal der Bildaufnahmeröhre 1 entsprechendes Signal I wird über einen veränderlichen Widerstand 36 und einen Feldeffekttransistor 22 der Basis von Transistor 21 zugeführt. Somit ist ein der Differenz (I^-I ) ent-

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sprechendes Signal I an einem Verknüpfungspunkt abgreifbar, wo der Kollektor von Transistor 21 mit einem Widerstand 23 verbunden ist. Mittels eines Schalters 24 ist selektiv eine Vorspannung von -9 Volt oder das Potential 0 Volt an die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors anlegbar. Bei Bildaufzeichnungsbetrieb liegt die 0-Volt-Vorspannung am Gate von Transistor 22, so daß dieser durchgeschaltet ist.

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Das Signal I entspricht einem Überschuß-Strahlbetrag bei der Entladung positiver Ladungen, die sich in Abhängigkeit von dem Bild der Lichtwandlerschicht angesammelt haben. Das Signal I wird über einen Puffertransistor 25, einen Clamping-Kondensator 26 und einen Clamping-Transistor 27 an einen nicht-invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 28 geführt. Über einen Anschluß 35 wird der Basis des Clamping-Transistors 27 ein negativ gerichtetes Horizontal-Synchronisiersignal HD zugeführt, so daß der Ausgang des Puffertransistors 25 bei jedem horizontalen Ausblendintervall mit Massepotential verklammert ist.

Über ein Potentiometer 29 erhält ein invertierender Eingang von Operationsverstärker 28 eine justierbare Vorspannung, mit deren Hilfe der Strahlbetrag der Bildaufnahmeröhre 1 eingestellt werden kann. Der Ausgang des Operationsverstärkers 28 gelangt durch eine Diode 30 und über einen Clamping-Transistor 31 in einen Ausgangsverstärker 32, der eine Trennschaltung bzw. SEPP-Schaltung enthält. Der Ausgangsanschluß des Ausgangsverstärkers 32 ist mit dem Steuergitter 3 der Bildaufnahmeröhre 1 verbunden.

Die ABC- bzw. Strahlsteuerschaltung 16 steuert den Strom bzw. Betrag des Elektronenstrahls so, daß das Signal I konstant bleibt. Insbesondere hält die Strahlsteuerschaltung 16 den Betrag des RücklaufStrahls, insbesondere des Überschußstrahls, konstant. Das Potential des Steuergitters 3 wird so kontrolliert, daß die Lichtwandlerschicht mit einem Elektronenstrahl abgetastet wird, dessen Strom um einen vorbestimmten Anteil größer als der zur Entladung der Lichtwandlerschicht notwendige Strom ist. Somit wird der Gesamt-Strahlstrom so ge-909824/0893

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steuert, daß er den Helligkeitsänderungen eines gerade aufgenommenen Objektes folgt. Dementsprechend wird ein stabiles Video-Signal an einem Ausgangsanschluß 37 abgegeben .

Beim Setzen des Rücklauf-Strahlbetrages in der ABC- bzw. Strahlsteuerschaltung 16 wird über den Schalter 24 dem Transistor 22 eine Vorspannung von -9 Volt zugeführt, die den Transistor 22 sperrt. Währenddessen wird der 0 Lichtwandlerschicht der Bildaufnahmeröhre ein Referenzlicht zugeführt, dessen Helligkeit dreimal so groß wie die Helligkeit unter einem Standard-Belichtungszustand ist. Unter diesen Bedingungen wird das Potentiometer 29 so verstellt, daß der Betrag des Elektronenstrahlstromes erhöht wird. Während dieser Operation beobachtet man das Signal I mit Hilfe eines Oszilloskops oder dergleichen. Das Potentiometer 29 wird auf diesen Wert einjustiert, kurz bevor der Elektronenstrahlstrom zu einer Sättigung des Signals I führt.

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Somit wird die Lichtwandlerschicht in der Röhre durch einen Elektronenstrahl entladen, dessen Strombetrag dreimal so groß wie jener Betrag ist, der notwendig ist, um die entsprechend der Helligkeit des Objektes auf der Lichtwandlerschicht gebildete positive Ladung zu entladen.

Auf diese Weise wird immer eine ausreichende Entladung erzielt. Da ferner der Strombetrag des Strahles abgesenkt wird, wenn das Objekt eine geringe Helligkeit aufweise, wird die Bildauflösung nicht verschlechtert.

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Entsprechend dieser Erfindung wird der Strombetrag in Abhängigkeit von der Helligkeit gesteuert, so daß die Bildaufnahmeoperation vorzugsweise nach dem Setzen bzw. Einstellen des optimalen Strahlbetrags durchgeführt wird, Da ferner das Signal I nach der Einstellung des optimalen Strahlbetrages durch den Feldeffekttransistor 22 abgeschnitten wird, hängt die Änderung des Strahlenstromes direkt von der veränderlichen Einstellung des Potentiometers 29 ab. Somit wird die optimale Strahlbetrag-Einstellung sehr vereinfacht.

Das gleiche zusammengesetzte Ausblendimpulssignal BLK₇ wie es am Anschluß 19 eingegegen wird, erhält auch die Basis des Clamping-Transistors 31, so daß während des Ausblend-Invervalls das Steuergitter 3 eine Ausblendvorspannung von etwa -150 Volt erhält.

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Claims

PATE NTANW AI. ΙΈ TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8000 München 22 D-48OO Bielefeld 2853456

Triftstraße 4 Siekerwall 7

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Mü/Gdt/hm ¹¹· Dezember 1978

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

Steuerschaltung für eine Bildaufnahmeröhre.

Prioritäten: 12. Dezember 1977, Japan, No. 149101/1977 25. März 1978, Japan, No. 34358/1978

PATENTANSPRÜCHE

AJ Steuerschaltung für eine Bildaufnahmeröhre zur Steuerung des Betrages eines von einer Kathode in Richtung auf eine Lichtwandlerschicht, auf die ein Objektbild projiziert wird, emittierten Elektronenstrahls, mit Einrichtungen zum Anlegen eines Vorspannungspotentials an die Lichtwandlerschicht. Einrichtungen zum Anlegen eines weiteren Vorspannungspotentials an ein Steuergitter der Bildaufnahmeröhre, und Einrichtungen zum Zuführen einer periodischen Strahlausblendvorspannung an die Kathode, dadurch gekennzeichnet.

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ORIGINAL INSPECTED

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daß die Zuführeinrichtung für die Strahlausblendvorspannung zwischen Bezugspotentialen (+V; Masse) in Serie geschaltete erste und zweite Schaltstufen (6, 7) aufweist;

daß ein gemeinsamer Verknüpfungspunkt (25a - 14) der Schaltstufen-Serienschaltung (6, 7) mit der Kathode (4) der Bildaufnahmeröhre (1) verbunden ist; und daß ein Anschluß (19), der ein Ausblend-Impulssignal (BLK) führt, mit je einem Steuereingang (Basis; Gate) der Schaltstufen (6, 7) in der Weise verbunden ist, daß die Schaltzustände der Stufen in Abhängigkeit von dem Ausblend-Impulssignal· komplementär gesteuert werden.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltstufe (6) einen pnp-Transistor (11), und die zweite Schaltstufe (7) einen η-Kanal-Feldeffekttransistor (14) enthält.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Strahlausblendvorspannung auf die Kathode (4) durch schaltbar ist, wenn der pnp-Transistor (11) durchgeschaltet ist, während der Feldeffekttransistor (14) gesperrt ist.
4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einen Bezugspotential und dem Feldeffekttransistor (14) ein Widerstand (15) angeordnet ist, von dem ein in einer Beziehung zu dem Betrag des von der Kathode (4) emittierten Elektronenstrahls stehendes Signal (I_fc) abnehmbar ist, wenn sich der pnp-Transistor (11) im gesperrten und der Feldeffekttransistor (14) im durchgeschalteten Zustand befindet.

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5. Steuerschaltung nach Anspruch 4,

gekennzeichnet durch eine Subtraktionseinrichtung (18) zum Subtrahieren eines in einer Beziehung zu einem von der Lichtwandlerschicht (2) gewonnenen Ausgangssignal stehenden Signals (I ) von dem auf den Elektronenstrahl bezogenen Signal (I_k), und durch eine Einrichtung (29) zum Justieren des dem Steuergitter (3) zuzuführenden Vorspannungspotentials in Verbindung mit einem durch die Subtraktion gewonnenen Differenzsingal (I,-I).

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6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß in einen Signalpfad des auf die Subtraktionseinrichtung (18) gelangenden Signals (I) eine dritte Schaltstufe (22) eingefügt ist, und daß die Justiereinrichtung (29) manuell betätigbar ist, während diese Schaltstufe abgeschaltet ist.

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