FR2510306A1

FR2510306A1 - Tube for TV camera with charge sensitive targets - has supplementary cathode and associated heating filament juxtaposed with main cathode for scanning between lines

Info

Publication number: FR2510306A1
Application number: FR8114169A
Authority: FR
Inventors: Michel Favreau
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1981-07-21
Filing date: 1981-07-21
Publication date: 1983-01-28
Also published as: FR2510306B1

Abstract

The tube is applicable to television camera tubes designed for 625 line operation but run on 312.5 line systems. The design removes the problem of local build-up of potential in the inter-line spaces in the target. The camera tube is a glass cylinder with a thin metallic layer constituting the signal plate and a photoconducting layer deposited on top of it. The electron beam is focussed by a shaped electrode of cylindrical form and two externally mounted concentric coils. A fine mesh, situated at the end of the focussing electrode, causes the electrons to slow down and to strike the target normally. The electron gun has two cathodes and two heating filaments. Either a single filament, or both can be switched on. The filaments are juxtaposed so that, in conjunction with the geometry of the beam optics, the target can either by fully scanned and/or simply have the principal lines scanned as in a 312.5 line system.

Description

TUBE ANALYSEUR A CIBLE A ACCUMULATION
ET CAMERA COMPORTANT UN TEL TUBE
La présente invention concerne les tubes analyseurs munis d'une cible photoconductrice à accumulation stoclxant une quantité de charges électriques fonction de l'intensité du flux lumineux reçu et du temps d'accumulation, et les caméras comportant de tels tubes.ACCUMULATION TARGET ANALYZER TUBE
AND CAMERA COMPRISING SUCH A TUBE
The present invention relates to analyzer tubes provided with a photoconductive accumulation target stoclxing an amount of electrical charges as a function of the intensity of the light flux received and of the accumulation time, and cameras comprising such tubes.

Les tubes analyseurs actuels équipés d'un photosenseur à accumulation sont fréquemment l'objet de phénomènes de scintillement. Current analyzer tubes equipped with an accumulation photosensor are frequently subject to flickering phenomena.

Ces phénomènes se produisent systématiquement lorsque le diamètre du pinceau d'électrons balayant la cible photoconductrice est inférieur à la distance qui sépare deux lignes consécutives. C'est le cas en particulier des tubes analyseurs destinés aux systèmes de télévision dont le nombre de lignes d'analyse est 625 par image, et que l'on utilise pour un système de télévision dont le nombre de lignes d'analyse est 312,5 lignes par image. L'explication de ces phénomènes de scintillement est la suivante:
La cible est formée par une couche conductrice transparente constituant la plaque de signal sur laquelle est déposé un matériau photoconducteur, cette plaque de signal est portée à un potentiel positif par rapport à la cathode du canon du tube.These phenomena occur systematically when the diameter of the electron brush sweeping the photoconductive target is less than the distance between two consecutive lines. This is the case in particular of the analyzer tubes intended for television systems whose number of analysis lines is 625 per image, and which is used for a television system whose number of analysis lines is 312, 5 lines per image. The explanation for these flickering phenomena is as follows:
The target is formed by a transparent conductive layer constituting the signal plate on which a photoconductive material is deposited, this signal plate is brought to a positive potential with respect to the cathode of the barrel of the tube.

L'image optique est focalisée sur la couche photoconductrice. La conductivité de chaque point de cette dernière varie avec intensité lumineuse reçue, les charges positives dues au potentiel positif appliqué à la plaque de signal diffusent plus ou moins rapidement à travers la couche, en sorte que l'on obtient sur la face arrière de la cible un relief de charges positives constituant une image électrique, fidèle reflet de l'image optique projetée. Lors du passage du faisceau analyseur, chaque point de la cible capte la quantité d'électrons nécessaire pour ramener son potentiel à celui de la cathode du canon.Les divers courants correspondants aux apports d'électrons du faisceau, qui annulent les charges positives de la cible, traversent la résistance de charge placée dans le circuit de la plaque du signal, et créent à ses bornes des variations de potentiel qui constituent le signal vidéofréquence. The optical image is focused on the photoconductive layer. The conductivity of each point of the latter varies with light intensity received, the positive charges due to the positive potential applied to the signal plate diffuse more or less quickly through the layer, so that one obtains on the rear face of the targets a relief of positive charges constituting an electric image, a true reflection of the projected optical image. During the passage of the analyzer beam, each point of the target captures the quantity of electrons necessary to return its potential to that of the cathode of the gun. The various currents corresponding to the electron contributions of the beam, which cancel the positive charges of the target, cross the load resistance placed in the circuit of the signal plate, and create at its terminals potential variations which constitute the video signal.

Le faiseau d'électrons généré par la cathode du tube est destiné à balayer la cible selon des lignes d'analyse principales. Entre deux passages successifs du faisceau, les éléments illuminés de la couche photoconductrice de la cible reprennent peu à peu le potentiel d'alimentation de la cible, c'est ce qu'on appelle l'accumulation. Ce potentiel positif est d'autant plus élevé que l'illumination est intense et que la durée entre deux passages successifs du faisceau est importante. The electron beam generated by the cathode of the tube is intended to scan the target along main lines of analysis. Between two successive passages of the beam, the illuminated elements of the photoconductive layer of the target gradually take up the power supply potential of the target, this is called accumulation. This positive potential is higher the higher the illumination and the longer the time between two successive passages of the beam.

Lorsque le faisceau est d'un diamètre trop petit par rapport à la distance qui sépare deux lignes d'analyse principales, certaines zones situées entre les lignes ne sont pas balayées. C'est en particulier ce qui arrive lorsqu'il est appliqué un balayage 312,5 lignes par image à un tube analyseur conçu pour un balayage 625 lignes par image. Le potentiel de ces zones non balayées ne peut donc pas rejoindre celui de la cathode. When the beam is too small in diameter with respect to the distance which separates two main analysis lines, certain zones situated between the lines are not scanned. This is in particular what happens when a 312.5 lines per image scan is applied to an analyzer tube designed for a 625 lines per image scan. The potential of these unswept areas cannot therefore reach that of the cathode.

Etant donné que ces zones sont illuminées, elles atteignent rapidement le potentiel d'alimentation de la cible.Since these areas are illuminated, they quickly reach the target's feeding potential.

Les phénomènes de scintillement sont liés à la différence de potentiel localisée ainsi créée entre les lignes balayées et les zones non balayées. En effet, au moment de son "atterrissage" sur la cible, le faisceau d'électrons, au lieu de balayer à nouveau les lignes principales précédemment analysées, est dévié vers les zones contigües non balayées précédemment et qui sont polarisées plus positivement que les lignes principales. Une décharge s'opère alors, engendrant un signal parasite important qui est le plus souvent périodique. Flickering phenomena are linked to the localized potential difference thus created between the scanned lines and the unscanned areas. Indeed, at the time of its "landing" on the target, the electron beam, instead of scanning again the main lines previously analyzed, is deflected towards the contiguous areas not scanned previously and which are more positively polarized than the lines main. A discharge then takes place, generating an important parasitic signal which is most often periodic.

Pour obvier à cet inconvénient il est nécessaire de balayer toutes les zones de la cible. To overcome this drawback it is necessary to scan all areas of the target.

Une solution consiste à faire varier la distance focale des lentilles électrostatiques qui permettent de concentrer le faisceau d'électrons. Ce moyen permet d'augmenter la grosseur du faisceau d'électrons sur la cible mais, dans ce cas, la résolution horizontale (dans la direction des lignes principales) est diminuée. One solution is to vary the focal length of the electrostatic lenses which allow the electron beam to be concentrated. This means increases the size of the electron beam on the target, but in this case the horizontal resolution (in the direction of the main lines) is reduced.

Une autre solution consiste à réaliser un pinceau d'électrons à section elliptique. Ceci a déjà été réalisé pour des tubes de réception, précisément pour combler l'intervalle entre les lignes au moment de la reproduction des images. Pour mettre en oeuvre cette méthode, il suffit de réaliser une cathode elliptique. Cette dernière solution relativement simple résoud bien le problème, mais une fois la cathode modifiée, il n'est plus possible avec le même tube de réaliser soit un balayage aux normes conventionnelles 625 lignes, soit un balayage aux normes 312,5 lignes. Another solution is to make an electron brush with an elliptical section. This has already been done for reception tubes, precisely to bridge the gap between the lines when the images are reproduced. To implement this method, it suffices to produce an elliptical cathode. The latter relatively simple solution solves the problem well, but once the cathode has been modified, it is no longer possible with the same tube to carry out either a scanning at conventional 625 line standards or a scanning at 312.5 line standards.

Une autre solution consiste à réaliser une modulation du balayage de la cible, soit en modulant le signal de balayage vertical par un signal périodique d'amplitude égal à un demi intervalle de ligne et de fréquence au moins égale à deux fois la fréquence maximale, soit en utilisant des bobines de déflexion cornplémentaires. Cette méthode est connue sous le nom de "wobulation du faisceau d'analyse" et a déjà été mise en oeuvre pour la reproduction d'images sur tubes récepteurs. Mais la "wobulation" magnétique est difficile à réaliser sur un tube analyseur, car quantités de blindages protègent le tube contre les actions du champ terrestre. Ainsi, le champ magnétique qui.produit la déviation verticale est difficilement modulable par un signal de fréquence élevée, du fait qu'il faudrait utiliser des bobines ayant des coefficients d'auto-induction trop importants.En outre, I'utilisation de bobines complémentaires est difficile à cause du problème de couplage avec les bobines principales. Another solution consists in modulating the scanning of the target, either by modulating the vertical scanning signal by a periodic signal of amplitude equal to half a line interval and of frequency at least equal to twice the maximum frequency, or using additional deflection coils. This method is known under the name of "wobulation of the analysis beam" and has already been implemented for the reproduction of images on receiving tubes. However, magnetic "wobulation" is difficult to carry out on an analyzer tube, because many shields protect the tube against the actions of the earth's field. Thus, the magnetic field which produces the vertical deflection is difficult to modulate by a high frequency signal, because it would be necessary to use coils having too high self-induction coefficients. In addition, the use of complementary coils is difficult because of the coupling problem with the main coils.

La présente invention a pour objet un tube analyseur évitant le phénomène de scintillement et les inconvénients précités, par modification controlée de la hauteur du pinceau d'analyse au niveau de la cible balayée à l'aide de moyens simples. The present invention relates to an analyzer tube avoiding the flickering phenomenon and the aforementioned drawbacks, by controlled modification of the height of the analysis brush at the level of the target scanned using simple means.

Selon l'invention, un tube analyseur à cible photoconductrice comportant une cathode principale chauffée par un filament principal et permettant le balayage de la cible par un faisceau d'électrons - selon n lignes d'analyse (n entier positif), est caractérisé en ce qu'il comporte une cathode supplémentaire chauffée par un filament supplémentaire et juxtaposée à la cathode principale de façon à permettre le balayage des interlignes. According to the invention, a photoconductive target analyzer tube comprising a main cathode heated by a main filament and allowing scanning of the target by an electron beam - according to n lines of analysis (n positive integer), is characterized in that that it comprises an additional cathode heated by an additional filament and juxtaposed with the main cathode so as to allow the scanning of the lines.

Selon l'invention, il est également prévu une caméra comportant un tel dispositif. According to the invention, there is also provided a camera comprising such a device.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques appa raîtront à l'aide de la description ci-après et du dessin s'y rapportant sur lequel est représenté une coupe schématique d'un exemple de réalisation du tube analyseur selon l'invention;
Le tube analyseur représenté sur la figure unique se présente sous la forme d'un cylindre de verre V dont une première extrémité en verre optique porte la cible photoconductrice. A la deuxième extrémité se
trouve le canon électronique dont le faisceau est focalisé par une bobine de concentration B1 disposée autour du cylindre de verre V, et dévié par des bobines de déflexion B2 et 83 disposées autour du cylindre de verre V.The invention will be better understood and other characteristics will appear with the aid of the description below and the related drawing in which a schematic section is shown of an exemplary embodiment of the analyzer tube according to the invention. ;
The analyzer tube shown in the single figure is in the form of a glass cylinder V, a first end of optical glass carrying the photoconductive target. At the second end is
finds the electron gun whose beam is focused by a concentration coil B1 arranged around the glass cylinder V, and deflected by deflection coils B2 and 83 arranged around the glass cylinder V.

la cible est formée par une couche métallique assez fine pour être transparente constituant une plaque de signal P. Sur cette couche métallique est déposée un matériau photoconducteur C. Les électrons générés par le canon à électrons sont accélérés par une électrode d'accélération Gl et focalisés sur la couche photoconductrice C par une électrode de focalisation G2, qui permet d'obtenir conjointement avec la bobine de focalisation B1 une parfaite concentration du faisceau.the target is formed by a metal layer thin enough to be transparent constituting a signal plate P. On this metal layer is deposited a photoconductive material C. The electrons generated by the electron gun are accelerated by an acceleration electrode Gl and focused on the photoconductive layer C by a focusing electrode G2, which makes it possible to obtain jointly with the focusing coil B1 a perfect concentration of the beam.

Une grille G3 à fines mailles est placée à faible distance de la couche photoconductrice C de façon à provoquer un ralentissement des électrons entre cette grille G3 et la surface sensible C, de manière que le faisceau électronique frappe la couche photosensible suivant une de ses normales. A grid G3 with fine meshes is placed at a short distance from the photoconductive layer C so as to cause a slowing down of the electrons between this grid G3 and the sensitive surface C, so that the electron beam strikes the photosensitive layer according to one of its normals.

Une embase cylindrique E placée à la seconde extrémité du cylindre de verre V est munie de quatre bornes de connexion Al, A2, A3,
A4 qui permettent d'assurer la mise sous tension des différents éléments internes du tube analyseur.A cylindrical base E placed at the second end of the glass cylinder V is provided with four connection terminals A1, A2, A3,
A4 which ensure that the various internal elements of the analyzer tube are energized.

Le canon à électrons de ce tube analyseur comporte une cathode principale K1 chauffée par un filament principal F1, et une grille de contrôle W (appelée "wehnelt" en littérature anglaise) .La cathode principale Kl émet un faisceau d'électrons qui est utilisé pour balayer la cible selon n lignes d'analyse principales. Le canon à électrons comporte en outre une cathode supplémentaire K2 chauffée par un filament supplé
mentaire F2. Cette cathode supplémentaire K2 est juxtaposée à la cathode principale K1 de façon à permettre le balayage des interlignes (c'est-à-dire des zones non balayées par le faisceau issu de la cathode principale Kil). Les filaments F1 et F2 sont destinés à être connectés par l'intermédiaire des bornes de connexion à un dispositif d'alimentation
commandé par un commutateur à deux positions. Lorsque ce commutateur
est placé sur sa première position, seul le filament F1 est alimenté, par
conséquent seule la cathode K1 émet des électrons. Lorsque le commu
tateur est placé sur sa deuxième position, les deux filaments F1 et F2 sont chauffés, de sorte que les deux cathodes K1 et K2 émettent des électrons.The electron gun of this analyzer tube comprises a main cathode K1 heated by a main filament F1, and a control grid W (called "wehnelt" in English literature). The main cathode Kl emits an electron beam which is used for scan the target along n main lines of analysis. The electron gun also has an additional cathode K2 heated by an additional filament
mental F2. This additional cathode K2 is juxtaposed with the main cathode K1 so as to allow the scanning of the line spaces (that is to say areas not scanned by the beam coming from the main cathode Kil). The filaments F1 and F2 are intended to be connected via the connection terminals to a supply device
controlled by a two position switch. When this switch
is placed in its first position, only the F1 filament is supplied, by
therefore only the cathode K1 emits electrons. When the commu
tator is placed in its second position, the two filaments F1 and F2 are heated, so that the two cathodes K1 and K2 emit electrons.

il s'ensuit que le tube analyseur ainsi constitué peut être utilisé soit pour un système de télévision 625 lignes, soit pour un système de télévision 312,5 lignes. Pour un système de télévision 625 lignes, il suffira de n'utiliser que la cathode K1 en plaçant le commutateur sur sa première position; pour un système de télévision à 312,5 lignes, il suffira d'utiliser les deux cathodes K1 et K2 en plaçant le commutateur sur sa deuxième position, de façon à éliminer les phénomènes de scintillement. it follows that the analyzer tube thus formed can be used either for a 625 line television system, or for a 312.5 line television system. For a 625 line television system, it will suffice to use only the cathode K1 by placing the switch in its first position; for a 312.5-line television system, it will suffice to use the two cathodes K1 and K2 by placing the switch in its second position, so as to eliminate flickering phenomena.

Claims

I. Accumulation target analyzer tube comprising a main cathode (K1) heated by a main filament (F1) and allowing scanning of the target by an electron beam along n lines of analysis (n positive integer), characterized in that 'It comprises an additional cathode (K2) heated by an additional filament (F2) and juxtaposed with the main cathode (K1) so as to allow the scanning of the lines.

2. Analyzer tube according to claim 1, characterized in that the supply of the filament (Fl) is independent of the supply of the filament (F2).

3. Camera characterized in that it comprises an analyzer tube according to one of claims 1 and 2.