DE3203560A1

DE3203560A1 - Fernsehkamera mit einer regelschaltung fuer die elektronenstrahlstromstaerke in mindestens einer aufnahmeroehre

Info

Publication number: DE3203560A1
Application number: DE19823203560
Authority: DE
Inventors: Louis Maarten 5621 Eindhoven Swart
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1981-02-09
Filing date: 1982-02-03
Publication date: 1982-09-09
Also published as: FR2499797A1; JPS57152283A; GB2096437A; NL8100600A; FR2499797B1; GB2096437B; US4441122A

Description

PHN 9^53 "*" 28.7. 1981

Fernsehkamera mit einer Regelschaltung für die Elektronenstrahlstromstärke in mindestens einer Aufnahmeröhre

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsehkamera mit einer Regelschaltung für die Elektronenstrahlstromstärke in mindestens einer Aufnahmeröhre, welche Aufnahmeröhre mit

einem stromgeregelten Elektronenstrahlerzeugungssystem versehen ist, das mit' wenigstens einer mit einer Spannungsklemrnö verbundenen Kathode und einer Regelelektrode ausgebildet ist, wobei die Regelschaltung eine regelbare Stromquelle aufweist, von der ein Ausgang mit der RegeleleKtrodß verbunden ist und ein Regeleingang mit einem

^ Aufnahmeröhrenausgang zum Abgeben eines Bildsignals verbunden ist.

Eine derartige Fernsehkamera ist in der niederländischen Patentanmledung Nr. 8001703 beschrieben, wobei die Regelschaltung eine grössere Strahlstro.mstarke.ver~ .

.^⁵ sorgt bei einem vergrösserten Bildsignalwert, insbesondere •nach einer Signalschwellenüberschreitung durch das Bildsignal. Die Regelschaltung ist dabei bei einer Aufnahmeröhre wirksam, die mit einem als Diode ausgebildeten Elektronenstrahlerzeugungssystem versehen ist, wobei die Regelelektrode die Anode der Diode bildet. Ausser an die Diodenausbildung des stromgeregelten ElektronenstrahlöTzeugungssystems kann weiterhin an eine Triodenausbildung gedacht werden, wobei die Regelelektrode das Gitter der Triode bildet und das Triodenelektronenstrahlerzeugungssystem für· die Elektronenstrahlerzeugung in einem Zustand eingestellt ist, in dem das Gitter Strom führt. Unabhängig' von der spezifischen Ausbildung des stromgeregelten Elektronenstrahlerzeugungssystems gilt, dass dieses gegenüber spannungsgeregelten Elektronenstrahlerzeugungssystemen' den Vorteil einer stabileren Wirkung der Regelschaltung bietet, welche Schaltungsanordnung in einen'positiven Rückkoppluhgskreis aufgenommen ist. Es gibt nämlich zwischen der Stärke des Regelstromes, den die Regelelektrode

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führt, und der des von dem Elektronenstrahlerzeugungssystem abgegebenen Elektronenstrahles einen mehr .oder weniger linearen Zusammenhang; dies im Gegensatz zu dem nicht linearen Zusammenhang zwischen einer Regelspannung für die Regelelektrode eines spannungsgeregelten Elektronenstrahlerzeuguiigssystems und der Stärke des abgegebenen Elektronenstrahles, was eine vergrösserte Gefahr von Schwingungen in dem positiven Rückkopplungskreis ex'gibt. Unabhängig von der Verwendung eines strom- oder sparuiuiige^erggul t«n ICl ölt fcx'oiien» ■ fcrahlerse&Uifui-jfyMeyw Lums {.;,'-''^J (, es nach wie vor das Problem, dass eine dynamisch vergrös-. serte Strahlstromstärke mit einem Defokussierungseffekt bei dem Elektronenstrahl einhergeht. Diese Defokussierung bei der Aufnahme kann.bei Wiedergabe durch störende Streifeneffekte in·dem wiedergegebenen Bild zum Ausdruck kommen. Bei elektromagnetischer Fokussierung bei der Aufnahmeröhre tritt die Defokussierung weniger stark auf als bei Anwendung elektrostatische Fokussierung bei der "Aufnahmeröhre . .·_■■■-.

' Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Fernsehkamera zu schaffen, bei der eine dynamische Strahls tronistärkevergrösserung nicht mit einem störenden Defokuasiorungseffekt einhergeht. Eine erfindungsgemässe Fernsehkamera weist dazu nach der Erfindung das Kennzeichen auf, _ 25 dass bei Verwendung eines elektrostatischen Fokussiermittels bei der Aufnahmeröhre die Kathode des.Elektronenstrahlerzeugungssystems über einen Widerstand mit der Spannungsklemme verbunden ist. .

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass bei der Verwendung in der Aufnahmeröhre.eines stromgeregelten Elektr.onenstrahlerzeugungssysteins und eines elektrostatischen Fokussiermittels die Defokussierung auf einfache Weise dadurch ausgeglichen werden kann, dass der geregelte, durch die Kathode fliessende Strom die Kabhodenspannung und damit· die Spannung des Elektronen s tr allies beeinflusst. Diese Beeinflussung erfolgt durch den Widerstand in' der Kathodenleitung. Die Kathodenspannungsänderung abhängig von der Strahlstromstärkenänderung ändert auf

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dynamische Weise die Stärke der elektrostatischen Fokussierung derart, dass der Defokussierungseffekt ausgeglichen wird. Eine dynamische Nachfokussierung tritt auf. Eine Fernsehkamera, bei der der Defokussierungsausgleich an die spezifischen Röhrenparameter angepasst werden, die innerhalb gewisser Grenzen für jede Aufnahmeröhre verschieden sind, weist das Kennzeichen auf, dass der genannte Widerstand als einstellbarer Widerstand ausgebildet ist.

. Daraus geht hervor, dass in der Praxis ein ausreichend grosser Einstellbereich des Widerstandes auftritt bei einer Fernsehkamera, die das Kennzeichen aufweist, dass der einstellbare Widerstand zwischen etwa 50 Ohm und etwa 2000 Ohm einstellbar ist. '

^ Es sei bemerkt, dass es an sich bekannt ist, in

die Kathodenleitung eines Elektronenstrahlerzeugungssy'stems 0 i.noji Widerstand aufzunehmen, wie u,a· in der niederländischen Patentanmeldung 7k O67k6 (Fig. 3) beschrieben ist. Dabei ist das Elektronenstrahlerzeugungssystem ein • spannungsgeregeltes System und. es wird nichts erwähnt in bezug auf die Art und Weise der Fokussierung. Dagegen ist es für die vorliegende Anmeldung wesentlich, dass ein stromgeregeltes Elektronenstrahlerzeugungssystem und elektrostatische Fokussierung·zusammen angewandt werden, wobei der

25
. Widerstand Defokussierung ausgleicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

In der Zeichnung ist 1 eine Fernsehaufriahmeröhre. 30

Von der /Vusnahmeröhre 1 sind nur diejenigen Teile darge-.

stellt, die zur Erläuterung der Erfindung von· Bedeutung ■ sind. In der Aufnahmeröhre 1 sind eine Kathode 2, eine

Regelelektrode 3, eine Fokuselektrode k, eine Anodenelek-,,_r trode 5» oine Gaze-Elektrode 6, eine durchsichtige Signalelektrode 7 und eine daraufliegende Halbleiterschient 8 dargestellt. Die Kathode 2 und die Regelelektrode 3 bilden

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ein Elektrodenstrahlerzeugungssystem (S₁ 3), das beispielsweise als Diodenelektronenstrahlerzeugungssystem ausgebildet ist, wobei die Regelelektrode 3 ala Anode der Diode wirksam ist. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem (2, 3) gibt einen durch 9 bezeichneten Elektronenstrahl ab. Die Fokuselektrode H bildet zusammen mit der Anodenelektrode ein Pokussiermittel (^, 5), das eine Fokussierlinse zwischen den genannten Elektroden ergibt,.welche Fokussierlinse bei dem Elektronenstrahl 9 wirksam ist. Unter dem Einfluss nicht dargestellter Ablenkmittel tastet auf die bei Fernsehen übliche Weise der Elektronenstrahl 9 die Schicht 8 zeilen- und bildweise ab, wodurch ein darauf gebildetes Potentialbild, das einer aufzunehmenden Szene

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on liHprichfc, in ein Bildsignal umgewandelt wird, das der SLfvim I ο I uk Lrodti entnommen wird.

In der Zeichnung ist als Beispiel angegeben, dass die Gaze-Elektrode 6 mit einer Spannungsklemme 10 verbunden ist, an der eine Spannung von +750 V vorhanden ist. Die Anodenelektrode 5 liegt an einer Spannungsklemme mit einer Spannung von +300 V. Die Fokuselektrode k- liegt an einer Spannungsklemme 12, die eine.Spannung von +30 V führt. Die Kathode 2 ist nach einem Aspekt der Erfindung über einen einstellbaren Widerstand 13 mi.t einer Spannungsklemme 14 verbunden, an der eine Spannung entsprechend beispielsweise -25 V liegt. Die Signalelektrode 7 liegt ^"^/ über einen Widerstand IS an einer Spannungsklemme 16, die mi.t Masse verbunden ist. Die genannten Spannungen sind

^1!l a Lm UoJ. »pi e.l a gewählt worden und kUnnen einer· nicht dargestellten Spannungsquelle entnommen werden. Statt dessen, dass die Klemme 16 an Masse und die Klemme 14 an der. negativen Spannung liegt, kann die Klemme ~\h mit Masse und die Klemme 16 mit einer positiven Spannung verbunden sein,

^2tl wobei die Klemmen 10, 11 und 12 angepasste Spannungen führen.

Das von der Aufnahmeröhre 1 erzeugte Bildsignal, das an dem Widerstand 15 verfügbar ist, wird einem Vorverstärker 17 zugeführt.. Der Verstärker 17 gibt das verstärkte Bildsignal an einer Ausgangsklemme 18 ab. Das Bildsignal

W sen der Klemme 18 kann auf übliche Weiterhin nicht näher dargestellte Weise in der Fernsehkamera verarbeitet werden. WoJ. terhin" ist der Au.ißang des Verstärkers 17 mit einer Rogolachaitung 19 verbunden und liegt darin an dem Eingang einer Schwellenschaltung 20. Der Ausgang der Schwellenschaltung 20 ist mit einem Regeleingang einer regelbaren Stromquelle 21 verbunden. Die Stromquelle 21 hat einen Ausgang, der mit der Regelelektrode 3 verbunden ist.

Die Regelschaltung 19 ist in einen positiven Rückkopplungskreis (1, 17, 19), der weiterhin die Aufnahmeröhre 1 und den Verstärker I7 umfasst, aufgenommen. In dem Rückkopplungskreis (1, 17, 19) sorgt die Regelschaltung 19 dafür, dass, ausgehend von einer optimalen Stromstärke des Elektronenstrahles 9 für normale Leucht-

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dichteverh'ältnisse ,· diese Stromstärke augenblicklich vergrössert wird, wenn durch eine örtlich stark erhöhte Leuchtdichte das Bildsignal den Schwellenwert der Schwellenspannung 20 überschreitet. Dabei gibt es einen linearen Zusammenhang, zwischen den augenblicklichen Vergrösserungen . des.Bildsignalwertes und der Strahlstromstärke. Die erhaltene dynamische Strahlregelung ergibt, dass hinter lichtstarken, sich bewegenden Teilen des Bildes keine Kometenschweife auftreten.

In einer Farbfernsehkamera mit mehreren Aiifnahmeröhren ist es möglich, eine einzige Regelsciuil l.uiifj 19 J'ür alle Röhren zu verwenden, wobei das Eingangssignal Tür die Regelschaltung 19 derjenigen Aufnahmeröhre entnommen·wird, die das Bildsignal mit dem grossten augenblicklichen Wert liefert.

Auf die Verwendung der Schwellenschaltung 20 in der Regelschaltung 19 kann verzichtet werden, und wesentlich ist nur die Verwendung der regelbaren Stromquelle 21, die mit dem Regeleingang mit dem Ausgang der Aufnahmeröhre verbunden ist zürn Abgeben des Bildsignals. Weiterhin ist wesentlich, dass das Elektronenstrahlerzeugungssystem (2,3) als stromgesteuertes Elektronenstrahlerzeugungssystem wirksam ist und dazu als Diodenelektronenstrahlerzeuguiiivssystem odei- als Triödeiielektronenstrahlerzeugurigssya l.etri ausgebildet sein kann, wobei das Gitter bis in einen stromführenden Zustand eingestellt 1st. Dabei ist wesentlich, dass die Aufnahmeröhre 1 mit einem elektrostatischen Fokussiermittel (4, 5) ausgebildet ist. -

Ohne die erfindungsgemässe Verwendung des Wider-Standes 13 stellt es sich in der Praxis heraus, dass bei' Wiedergabe des durch die Aufnahmeröhre 1 erzeugten Bildsignals Streifen und Fransen hinter lichtstarken sich' bewegenden Teilen in dem Bild auftreten. Es ist eine Erkenntnis, dass die Bildstörung durch die Defokussierung verursacht wird, die bei der dynamisch vergrösserten StrahlStromstärke auftritt. Diese Defokussierung führt zu einer unzulässigen Bildqualitätsverringuruiiy, elektrostatische Fokussierung angewandt wird.

ζ :

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Nach der Erfindung kann die Defokussierung durch Verwendung des Widerstandes 13 in der Kathodenleitung (·2, 13» 1'+) ausgeglichen werden. Zur Erläuterung gilt folgendes: Es wird vorausgesetzt, dass wenn die Regelschaltung 19 kein Regelsignal abgibt, die Aufnahmeröhre 1 derart eingestellt ist, dass bei 200 nA für den Strahlstrom (9) das Bildsignal für den sogenannten Maximal-Weisswert 100 nA entspricht und der Strom durch den Widerstand 13» der beispielsweise 125 0hm hat, vier mA beträgt. Dabei führt di.e Kathode 2 eine Spannung entsprechend -24/5 V. Die IClok l.i'oüoi) 'l und 5 mit den Sptvnnungen +30 V bzw. +300 V sind gegenüber dem Elektronenstrahl 9 wirksam, der von der Kathode 2 mit der Spannung gleich -2k, 5 V abgegeben wird. Zwischen den Elektroden 4 und 5 wird die Fokussierlinse

^¹ gebildet, wobei die Stärke der Fokussierung auf den Quotienten der Spannungsunterschiede zwischen dem Elektronen- ' strahl 9 und der Elektrode 5 bzw. 4 bezogen wird. Für dieses Beispiel folgt: 324,5 : 45,5 = 5,954. Dieser Ouotient ist ein Mass für die Stärke der Fokussierlinse, und

*" bei einem' höheren bzw. niedrigeren Wert tritt eine stärkere, bzw. schwächere Fokussierung auf.

Weiterhin sei vorausgesetizt, dass die Regelschaltung 19 den maximalen Strom abgibt, wobei ein 600 nA-Strahl-H l.j'oin (9) auftritt, der dann dem Maximal-Weiss-.Wert für das Bildsignal entspricht, während der Widerstand 13 (125 0hm) einen Strom- gleich 12 mA führt. Dabei hat die Kathode 2 eine. Spannung gleich -23,5 V. Der Effekt auf die Fokussierlinse ist nun, dass diese gegenüber den Elektroden 4 (+30 V) und 5 (+300 V) einen Quotienten gleich 323,5 : 53,5 = 6,047 entspricht. Es stellt sich heraus, dass durch die Verwendung des Widerstandes 13 die Fokussierung stärker geworden ist, es gibt eine Zusatzfokussierung, so dass die Defokussierung, die automatisch aus der · verfvrössur ten Stralilstromstärke hervorgeht, durch die .

" /usal/J'okuMSiorung ausgeglichen wird.

Der optimale Wert des Widerstandes 13 muss an die 10i.f,o]i.scJiar ten, die aus der spezifischen Ausbildung der. Aufnahmeröhre 1 hervorgehen, angepasst werden. Innerhalb

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einer bestimmten Ausbildung der Aufnahmeröhre 1 treten bei den jeweiligen Röhren unterschiedliche Parameter innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen auf. Dazu iat es günstig, den Widerstand 13 einstellbar auszubilden, so dass bei jeder Aufnahmeröhre 1 eine optimale Einstellung der dynamischen Zusatzfokussierung erreicht werden kann. Als Beispiel für eine Einstellung ist der Wert von I23 Ohm für den Widerstand- 13 genannt worden;· dabei ist eine Änderung der Kathodenspannung gleich 1 .V vorhanden {k getiemibo 12 iiiA-Sti'om) . Ausgehend von möglichen Auaf Uliruii(;nToniiuii für Aufnahmeröhre (i) wird als kleinster Wert für den Widerstand 13 etwa 50 Ohm. und als üöch-ster Wert etwa 2000

Ohm. Die Verwendung eines einstellbaren Widerstandes 13 > ' einstellbar zwischen etwa 50 und 2000 0hm, gewährleistet, dass unabhängig von der spezifischen Röhrenausbildung jeweils eine optimale Einstellung der dynamischen Zusatzfokussierung erreicht werden kann.

40 . Leerseite

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PATENTANSPRÜCHE ·

Fernseilkamera mit einer Regelschaltung¹ i'ilv die Elektronenstrahlstromstärke in mindestens einer Aufnahmeröhre , welche Aufnahmeröhre mit einem stromgeregelten Elektronenstrahlerzeugungssystem versehen ist, das mit wenigstens einer mit einer Spannungsklemme verbundenen Kathode und einer Regelelektrode ausgebildet ist, wobei die Regelschaltung eine regelbare Stromquelle aufweist, ■ von der ein Ausgang mit der Regelelektrode verbunden ist .und ein Regeleingang mit einem Auf nahmer öhrenaus,gang zum Abgeben eines Bildsignals verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines elektrostatischen Fokussiermittels' {k, 5) bei dor AuX'iiahmeröhre ( 1 ) die Kabhodu {l!) des Elektronenstrahlerzeugungssystems "(2, 3) über eiuuii Widerstand (13) mit der Spannungsklemme (14) verbunden ist.
2. ' Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Widerstand (13) als einstellbarer Widerstand ausgebildet ist.
3. Fernsehkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einstellbare Widerstand (13) zwischen etwa 50 Ohm und etwa 2000 Ohm einstellbar i@t.

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