DE3209990A1

DE3209990A1 - Bildaufnahmegeraet mit photoelektrischer bildaufnahmeroehre

Info

Publication number: DE3209990A1
Application number: DE19823209990
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Morioka; Takashi Nakamura; Hiroyuki Atsugi Kanagawa Sugimoto
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-03-31
Filing date: 1982-03-18
Publication date: 1982-10-07
Also published as: CA1173951A; JPH0241815Y2; JPS57158156U; GB2106310A; FR2503503A1; AU8151982A; AU554613B2; ATA127382A; FR2503503B1; GB2106310B; NL8201206A; AT390526B; US4488085A

Description

TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER s.Qny borp.-^ - F82F3S

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildaufnahmegerät mit einer photoelektrischen Bildaufnahmeröhre.

Photoelektrische Bildaufnahmeröhren wie vom Typ Plumbicon oder Saticon geben selbst im weißen Bereich eines aufprojizierten Bildes nur einen sehr geringen Signalstrom von etwa 0,3 μΑ ab, so daß vor jeglicher Signal-Weiterverarbeitung eine Verstärkung des Bildausgangssignals einer derartigen Bildaufnahmeröhre zwingend notwendig ist. Wie bekannt,hat ein die erste Schaltungsstufe bildender zu diesem Zweck eingesetzter Vorverstärker großen Einfluß auf das Nutz/Störverhältnis bzw. auf den Signal-Rauschabstand des gesamten Systems, Zur Erzielung eines möglichst guten Signal-Rauschabstands müssen der Eingangswiderstand möglichst groß, aber die Streukapazitäten der Elektroden und der Verdrahtung der Aufnahmeröhre möglichst klein gehalten werden.

Eine in Fig. 1 der anliegenden Zeichnung dargestellte übliche Vorverstärkerschaltung enthält als Verstärkerelement einer an den Signalelektrodenring 2 einer Bildaufnahmeröhre 1 angeschlossenen Eingangsstufenschaltung 3 einen Feldeffekttransistor 4 mit hoher wechselseitiger Konduktanz, dessen Ausgang mit einer nächsten Verstärkerstufe 9 verbunden ist, welche über einen Rückkoppelwiderstand 5 auf das Gate dieses Transistors 4 rückgekoppelt ist. Ein in Fig. 1 noch vorhandener Widerstand 6 zur übertragung einer Target-Spannung V_TT auf den Elektrodenring 2 und ein Gleichstrom-Sperrkondensator können entfallen, falls die Target-Spannung V_TT auf Massepotential liegt und die Kathode der Aufnahmeröhre 1 eine negative Spannung erhält.

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Bei dieser üblichen Vorverstärkerschaltung ist nur die eine Voraussetzung für einen ausreichenden Signal-Rauschabstand, nämlich die Erhaltung eines hohen Eingangswiderstands durch Verwendung eines Rückkoppelwiderstands 5 von >1 MÖ, erfüllbar. Durch Verwendung einer separaten sowie mit der Aufnahmeröhre durch Drahtleitungen und insbesondere Masseleitungen verbundenen gedruckten Leiterplatte für die Vorverstärkerschaltung wird aber eine so hohe Streukapazität C erzeugt, daß zwangsläufig eine zu erheblichen Problemen führende Verschlechterung des Signal-Rauschabstands eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Signal-Rauschabstand bei Bildaufnahmegeräten der angegebenen Art zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz gefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, die erste Stufe einer Vorverstärkerschaltung für das Bildsignal der Aufnahmeröhre vor

der Stirnplatte der Röhre auf einer besonderen Leiterplatte, 20

die eine den wirksamen Bildröhrenbereich freilassende öffnung hat, anzuordnen und diese erste Verstärkerstufe über kurze Elektrodenstifte durch den unwirksamen Bildröhrenbereich hindurch mit einer transparenten Elektrode im Röhreninnern zu verbinden.

Die symmetrisch positionierten Elektrodenstifte ergeben zusammen mit einer günstigen Verteilung der Verstärkerelemente auf der Leiterplatte sehr kurze Leitungswege und eine so geringe Streukapazität, daß ein Bildsignal der Röhre mit sehr günstigern Signal-Rauschabstand gewonnen werden kann.

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Nachstehend werden die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten unter Bezug auf eine Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert..Es zeigen:

Fig. 1 das schematische Schaltbild der bereits in der Einleitung erläuterten Vorverstärker-Eingangsstufe

für eine photoelektrische Bildaufnahmeröhre,

Fig. 2,3 und 4 eine Schnitt- und zwei Vorderansichten mit einer zu einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehörenden gedruckten Leiterplatte, und

Fig. 5, 6 und 7 ähnliche Darstellungen mit einer zu einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehörenden gedruckten Leiterplatte.

Die in Fig. 2 in einem abgebrochenen Axialschnitt dargestellte photoelektrische Bildaufnahmeröhre 10 hat eine Stirnplatte 11, die in einem unwirksamen Bildschirmbereich M symmetrisch mit zwei Elektrodenstiften 12A, 12B durchsetzt ist und rückseitig im Bereich des wirksamen Bildschirmbereichs S ein als Laminat aus einer transparenten Elektrode 13 und einer Halbleiterphotoschicht 14 ausgebildetes Target 15 trägt, welches über die Elektrodenstifte 12A und 12B mit einer äußeren Schaltung verbunden ist. Auf der Vorderseite der Stirnplatte 11 der Aufnahmeröhre 10 ist eine aus einem scheibenförmigen Substrat 21 aus Keramik o. dgl. hergestellte sowie mit einer zu dem wirksamen Bildschirmbereich S der Röhre 10 passenden öffnung 22 versehene gedruckte Leiterplatte 20 festgeklebt oder in anderer Weise befestigt, auf deren freiliegender Oberfläche die in Fig. 4 dargestellten Leiterbahn-Konturen als gedruckte Schaltung ausgebildet sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bildaufnahmeröhren ist die transparente Elektrode 13 hier nicht an einen Elektrodenring 16 angeschlossen.

Gemäß Fig. 3 ist der Elektrodenstift 12A elektrisch mit einem

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Leiterbahn-Anschlußfeld 23A, und über dasselbe mit einem Kondensator 37 verbunden, der andererseits mit dem Gate 34G eines Feldeffekttransistors 34 (nachstehend kurz "FET"34 gen.) und einem Rückkoppelwiderstand 35 verbunden ist. Der mit einem anderen Anschlußfeld 23B elektrisch verbundene zweite Elektrodenstift 12B ist so über einen Lastwiderstand 36 mit einer Anschlußstelle 24 für die Targetspannung verbunden. Ein Drain-Anschluß 34D des FET 34 ist mit einer Anschlußstelle 25 der Leiterbahn verbunden, um darüber und eine damit verbundene abgeschirmte Leitung 41 ein Ausgangssignal an den Eingang der zweiten Verstärkerstufe des Vorverstärkers abzugeben.

Ein mit dem Source-Anschluß 34S des FETs 34 verbundener Leiterbahnabschnitt auf der Leiterplatte 20 bildet eine zwei Masseanschlußstellen 26 und 27 aufweisende Masseleitung, und ein mit dem anderen Ende des Rückkoppelwiderstands verbundener anderer Leiterbahnabschnitt umfaßt eine Anschlußstelle 28, an der ein Rückführsignal von einer zweiten Stufe (nicht dargestellt) der Verstärkerschaltung über eine hier angeschlossene abgeschirmte Leitung 42 eingespeist wird.

Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel bildet der Feldeffekttransistor 34 auf der Leiterplatte 20, die auf dem unwirksamen Bildbereich M der Bildaufnahmeröhre 10 befestigt ist, eine erste Stufe der Vorverstärkerschaltung und nimmt an seinem Gate-Anschluß 34G das Bild-Ausgangssignal der Röhre 10 über den Elektrodenstift 12A auf. Über den anderen Elektrodenstift 12B erhält die Aufnahmeröhre 10 eine Targetspannung ν_ττ

Das in Fig. 5 bis 7 in einem abgebrochenen Axialschnitt und zwei Draufsichten auf das Leiterbahn-Muster der hier mit 60 bezeichneten gedruckten Leiterplatte auf einem Substrat 61 aus

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Keramikmaterial o. dgl. dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dem zuvor erläuterten ersten Ausführungsbeispiel in einigen Einzelheiten ähnlich. Auch die Stirnplatte 51 dieser photoelektrischen Bildaufnahmeröhre 50 ist außen mit der Leiterplatte 60 bedeckt. Im Bereich des wirksamen Bildschirmbereichs S hat die Leiterplatte 60 eine entsprechende öffnung 62. Zwei. d.azu symmetrisch sowie in. dem unwirksamen Bildschirmbereich durch Leiter- und Stirnplatte 60, 51 hindurchgeführte Elektrodenstifte 52A und 52B dienen der elektrischen Verbindung der äußeren Schaltung auf der Leiterplatte 60 mit^uf der Innenseite der Stirnplatte 51 angebrachten und als Laminat aus einer transparenten Elektrode 53 und einer Halbleiterphotoschicht 54 ausgebildeten Target 55. Auf der gedruckten Leiterplatte sind außen ein Feldeffekttransistor (kurz "FET") 74 und ein Rückkoppelwiderstand 75, welche die erste Stufe der Vorverstärkerschaltung bilden, angebracht.

Die Elektrodenstifte 52A und 52B sind jeweils mit einer zugeordneten Leiterbahn-Anschlußstelle 63A bzw. 63B auf dem Substrat 61 elektrisch verbunden, so daß auf diesem Wege der Stift 52A mit dem Gate 74G des FET 74 und der andere Stift 52B mit einem Ende des Rückkoppelwiderstands 75 verbunden ist. Das andere Ende des Widerstands 75 ist an eine Anschlußstelle 68 für den Rückkopplungseingang, der Drain-Anschluß 7 4D des FETs 74 an eine Anschlußstelle 65 für das Ausgangssignal, und der Source-Anschluß 74S des FETs 74 an eine durch einen anderen gedruckten Leiterbahnabschnitt gebildete Masseleitung mit zwei Masse-Anschlußstellen 66 und 67 angeschlossen. Der Drain-Anschluß 74D, welcher das Ausgangssignal des FETs 74 liefert, ist über eine mit der Anschlußstelle 65 sowie zur Erdung mit 66 verbundene abgeschirmte Leitung (nicht dargestellt) an den

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Eingang, und das zweite Ende des Pückkoppelwiderstands 75 über eine mit der Anschlußstelle 68 sowie zur Erdung mit 67 verbundenen andere abgeschirmte Leitung (nicht dargestellt) an den Ausgang einer zweiten, als separate Baugruppe vorgesehenen Verstärkerstufe angeschlossen.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten die Kathode der Bildaufnahmeröhre 50 eine negative Spannung und das Target 55 Massepotential. Der in Relation zu der Stirnplatte vergrößerte Außendurchmesser der Leiterplatte 60 ist in einer

einer

runden Ausnehmungyaer Strahlfokussierung dienenden Spulenanordnung 57 der Bildaufnahmeröhre 50 aufgenommen. Ferner besitzt die Leiterplatte an den Elektrodenstiften 52A, 52B zugeordneten Stellen Aussparungen 69a und 69b, ein rundes Loch 69c zur Aufnahme des FETs 74 und an ihrem Umfang einige Kerben 69d zur Aufnahme in der Spulenanordnung 57 der Aufnahmeröhre 50.

Durch die erfindungsqemäße Anbringung der mit einer entsprechenden öffnung 22 bzw. 62 für den wirksamen Bildschirmbereich S versehenen Leiterplatte 20 bzw. 60 vor der Stirnplatte 11 bzw. 51 der Bildaufnahmeröhre 10 bzw. 50 ist es bei beiden Ausführungsbeispielen möglich, die erste Stufe der Vorverstärkerschaltung integral mit der Aufnahmeröhre zu verbinden und unter Ausnutzung des unwirksamen Bildschirmbereichs M die Gesamtabmessungen des Bildaufnahmegerätes wesentlich zu reduzieren. Diese sandwichartige Befestigung der Leiterplatte 20/60 an der Stirnplatte 11/51 ermöglicht eine so kurze elektrische Leitungsverbindung zum Target 15 bzw. 55 der Röhre 10/50, daß durch weitgehende Ausschaltung von Streukapazitäten ein günstiger Signal-Rauschabstand gegeben ist. Die durch die Stirnplatte 11/51 hindurchgeführten Elektrodenstifte 12A,12B / 52A,52B sind symmetrisch und so in dem unwirksamen Bildschirmbereich M verteilt angeordnet,

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daß eine günstige Plazierung der Bauelemente auf der Leiterplatte 20 bzw. 60 gewählt und auch in diesem Bereich sehr kurze Verbindungsleitungs-Längen erreicht werden können.

Wenn auch die erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung aus dem Gebiet der Bildaufnahmegeräte mit einer einzigen Bildaufnahmeröhre ausgewählt sind, so sei hiermit festgestellt, daß die Erfindung auch auf Mehrröhren-Bildaufnahmegeräte anwendbar ist. Da in diesem Fall von sämtlichen photoelektrischen Bildaufnahmeröhren die Abgabe von schwankungsfreien Bildausgangssignalen mit gutem Signal-Rauschabstand gefordert werden muß, ist die erfindungsgemäße kurze Leitungsführung mit reduzierter Streukapazität ein vorteilhaftes Mittel zur Erfüllung dieser Forderung.

Die elektrischen Leitungsverbindungen zwischen den Bauelementen der ersten Vorverstärkerstufe, die auf der vor der Glas-Stirnplatte der Bildaufnahmeröhre befestigten durchbrochenen Leiterplatte befestigt sind, und dem Target der Aufnahmeröhre beschränken sich die zwei symmetrisch und im unwirksamen Bildschirmbereich durch die Stirnplatte hindurchgeführten Elektrodenstifte und die sehr kurzen gedruckten Leiterbahnabschnitte der Leiterplatte. Diese neuartigen Merkmale ergeben in Verbindung mit einer günstigen Bauelemente-Verteilung auf der Leiterplatte einen sehr günstigen Signal-Rauschabstand.

AO

Leerseite

Claims

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PATENTANWÄLTE *

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Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatalres agrees pres !'Office european des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. tar Μθθγ Dipl.-lng. H. Steinmeister

iSäSe· ί ^MÜIIer Artur-Ladebeck-Strasse «

D-8000 MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

Case: S82P36

Mü/Gdt/b 18. März 1982

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

Bildaufnahmegerät mit photoelektrischer Bildaufnahmeröhre Priorität: 31. März 1981, Japan, Ser.No. 45506/1981

PATENTANSPRÜCHE

Bildaufnahmegerät mit einer photoelektrischen Bildaufnahmeröhre und einer Bildsignal-Verstärkerschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß

- an einer Glas-Stirnplatte (11;51) der Bildaufnahmeröhre (10; 50) mindestens eine mit einer transparenten Elektrode (13; 53) im Innern der Röhre verbundene Signal-Anschlußelektrode (12A, 12B; 52A, 52B) befestigt,

- auf der Stirnplatte (11,51) eine Leiterplatte (20,60) mit einer öffnung (22,62) , welche einem wirksamen Bereich (S) der Aufnahmeröhre zugeordnet ist, angebracht und

- auf der Leiterplatte (20;60) Elemente wie zumindest ein aktives Transistorelement (34;74), ein Lastwiderstand (36) und ein Rückkoppelwiderstand (35;75) einer ersten Verstärkerstufe befestigt sind.

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2. Bildaufnahmegerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (20; 60) die Form einer kreisrunden Scheibe mit im wesentlichen im Zentrum liegender öffnung (22; 62) hat.
3. Bildaufnahmegerät nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektrodenstifte (12A, 12B; 52A, 52B) an der Stirnplatte (11; 51) angeordnet und symmetrisch zu sowie außerhalb von dem wirksamen Bereich (S) der· Aufnahmeröhre positioniert sind.
4. Bildaufnahmegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-Anschlußelektrodenstifte (12...; 52...) an verlängerten Anschlußfeldern (23A, 23B; 63A, 63B) gedruckter Leiterbahnabschnitte auf der Leiterplatte (20; 60) angelötet sind.
5. Bildaufnahmegerät nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Anschlußelektrodenstifte (52A, 52B) mit dem Lastwiderstand und der andere mit einem Koppelkondensator verbunden ist.