NL8200253A - Televisiekamerabuis. - Google Patents

Description

'f ‘ i ma 10.245 1 N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN TE EINDHOVEN.

"Televisiekamerabuis "

De uitvinding heeft betrekking op een televisiekamerabuis bevattende in een geëvacueerde omhulling, een elektronenkanon voor het opwekken van een elektronenbundel welke gedurende het bedrijven van de buis tot een trefvlek op een fotogevoelige trefplaat wordt gefocusseerd 5 en welke deze trefplaat aftast, welk elektronenkanon in de voortplan-tingsrichting van de elektronenbundel gezien achtereenvolgens een kathode, een rooster, een anode en een cilindervormige elektrode met een diafragma bevat, tussen welke kathode en anode een bundelknoop (crossover) in de elektronenbundel wordt gevormd, van welke anode zich een 10 deel in hoofdzaak loodrecht op de elektronenbundel uitstrekt, welk deel van een opening is voorzien welke aan de trefplaatzijde met een eerste metaalfolie is af gedekt, welk metaalfolie ter plaatse van de elektronenbundel van een opening is voorzien, welke opening in het folie een diameter heeft die maximaal 0,15 irm en minimaal gelijk aan de elektronen-15 bundeldiameter ter plaatse is.

Een dergelijke televisiekamerabuis is bekend uit het Amerikaans octrooischrift 3.928.784 (PHN 5925), dat als hierin opgenamen kan worden beschouwd. Op de trefplaat ontstaat een potentiaalverdeling door er een optisch beeld qp te projëkteren. Door aftasting met de elektronenbundel 20 levert de trefplaat signalen overeenkomend met het genoemd optisch beeld.

De fotogevoelige trefplaat bestaat veelal uit een fotogeleidende laag welke op een signaalplaat is aangebracht. De genoemde potentiaalverdeling, ook wel potentiaalbeeld genoemd, ontstaat doordat de fotogeleidende laag kan worden beschouwd als te zijn samengesteld uit een groot aan-25 tal beeldelementen. Elk beeldelement kan wederom als een kondensator worden beschouwd waaraan een stroombron is parallel geschakeld, waarvan de strocmsterkte nagenoeg evenredig is met de lichtsterkte op het beeldelement. De lading van elke kondensator neemt bij konstante lichtsterkte dus lineair met de tijd af. Tengevolge van de aftasting passeert de elek-30 tronenbundel elk beeldelement periodiek en laadt de kondensator weer op, hetgeen wil zeggen dat elk beeldelement periodiek op de potentiaal van de kathode wordt gebracht. De hoeveelheid lading die periodiek nodig is om 8200253 EHN 10.245 2 ' i * -% een kondensator op te laden is evenredig met de lichtsterkte op het desbetreffende beeldelement. De hiermee gepaard gaande laad-rstroom vloeit via de signaalweerstand naar de signaalplaat die alle beeldelementen gemeenschappelijk hebben. Over de signaalweerstand ontstaat daardoor een 5 spanningsvariatie welke als funktie van de tijd de lichtsterkte van het optisch beeld als funktie van de plaats weergeeft. Een televisiekamara-buis met de beschreven werking wordt een vidicon genoemd. Zoals reeds gezegd, wordt elk beeldelement periodiek op de kathodepotentiaal gebracht (nul volt). Zodra deze potentiaal bij een beeldelement is bereikt 10 kunnen de elektronen van de elektronenbundel dat beeldelement verder niet meer bereiken. Hun snelheid wordt tot nul gereduceerd, waarna ze in omgekeerde richting worden versneld. Een aantal dezer elektronen vormt de zogenaamde retour bundel die net als de primaire (aftastende) elektronenbundel wordt afgebogen. Het is gebleken dat deze retourbundel op zékere 15 tijdstippen de openingen in alle elektroden van het elektronenkanan kan passeren en de ruimte tussen de kathode en de anode kan bereiken. Vele elektronen hebben daarbij net niet voldoende energie om de kathode te bereiken, die immers een potentiaal van nul volt heeft, en worden vervolgens nog een keer in de omgekeerde richting versneld. Deze elektronen 20 vormen samen een secundaire elektronenbundel, welke samen met de primaire elektronenbundel de fotogeleidende laag aftast, echter ten dele op een andere plaats dan de oorspronkelijke elektronenbundel onder andere afhankelijk van de afstand tussen de primaire en de secundaire bundel in de opening in de anode. Hierdoor ontstaat een storend signaal dat in het 25 veer te geven beeld zichtbaar is.

In het genoemde Amerikaanse octrooischrift 3.928.784 wordt teneinde het nadelig effekt van de retourbundel te verminderen, de anode van een ne-taalfolie voorzien, dat ter plaatse van de elektronenbundel van een opening is voorzien, welke opening een diameter heeft die· maximaal 0,150 30 irm is en die minimaal gelijk is aan de diameter van de elektronenbundel ter plaatse. De diameter van de elektrcnenbundel is de diameter van de kleinste bundeldoorsnede ter plaatse. Door de opening in de anode zo klein mogelijk te kiezen, wordt een belangrijk gedeelte van de retour-bundel door de anode opgevangen, zonder de primaire elektronenbundel te 35 onderscheppen. De anode heeft dus geen diafragmafunktie voor de primaire eléktronenbundel. In de praktijk is gebleken dat de in het Amerikaanse octrooischrift beschreven maatregel de storingen ten gevolge van de retourbundel wel vermindert, echter in onvoldoende mate.

8200253 I ** PHN 10.245 3

De uitvinding beoogt dan ook een televis iekamerabuis aan te geven, waarin maatregelen genomen zijn cm de storingen ten gevolge van de retour handel nog meer te onderdrukken.

Volgens de uitvinding wordt een televis iekamerabuis van de in 5 de eerste alinea genoemde soort gekenmerkt doordat de opening aan de ka-thodezijde met een tweede metaalfolie is afgedekt dat van een opening ter plaatse van de elektronenbundel is voorzien, welke opening in het tweede metaalfolie een diameter heeft welke kleiner is dan de diameter van de opening in het genoemde eerste metaalfolie en welke minimaal ge-10 lijk aan de elektronenbundeldiameter ter plaatse is, waarbij de bundel-diameter de diameter van de kleinste bundeldoorsnede ter plaatse is. Omdat het tweede metaalfolie dichter bij de elektronenbundelknoop is gelegen dan het eerste metaalfolie, kan de opening in dit tweede metaalfolie kleiner zijn dan de opening in het eerste metaalfolie. Daardoor 15 wordt een nog groter deel van de retour bundel door de anode opgevangen. Een groot deel van de retour bundel valt echter min of meer gefocusseerd op de anode en wekt door secundaire emissie secundaire elektronen op.

Als het eerste metaalfolie nu zou worden weggelaten, zouden er door aftasting van de anode met de retour bundel secundaire elektronen met een 20 bepaalde intensiteit en richting in het deel van de anode dat zich in hoofdzaak loodrecht op de primaire eléktronenbundel uitstrékt warden opgewekt en secundaire elektronen met een andere intensiteit ei richting in het dieper gelegen tweede metaalfolie worden opgewekt. Daar een deel van de opgewekte secundaire elektronen nagenoeg dezelfde kinetische energie 25 heeft als de elektronen van de retourbundel, vormen deze een secundaire bundel welke samen roet de oorspronkelijke (primaire) elektronenbundel de fotogeleidende laag aftast, echter op een andere plaats dan de primaire eléktronenbundel, omdat de secundaire elektronenbundel wordt gevormd door elektronen die driemaal in plaats van éénmaal de deflektievelden 30 hebben doorlopen. Door de verschillen in secundaire emissie van delen van de anode ontstaat een storend signaal dat in het weer te geven beeld zichtbaar is. Door het blijven toepassen van het eerste metaalfolie worden de secundaire elektronen slechts in een nagenoeg plat vlak opgewekt, waardoor deze^ storing in de praktijk veel minder is dan bij weglating 35 van het eerste iretaalfolie.

De uitvinding wordt nu bij wijze van voorbeeld nader toegelicht aan de hand van een tekening waarin: 8200253 r .< PHN 10.245 4

Figuur 1 een langsdoorsnede van een televisiekamerabuis volgens de uitvinding weergeeft,

Figuur 2 een eléktronenkanan in een langsdoorsnede toont voer een televis iekamerabuis volgens de stand van de techniek en 5 Figuur 3 een eléktronenkanan in een langsdoorsnede weergeeft voor een televisiekamerabuis volgens de uitvinding.

De in figuur 1 weergegeven televisiekamerabuis volgens de uitvinding bevat een glazen omhulling 1, met aan êên zijde een venster 2 waarop aan de binnenzijde de fotogevoelige tref plaat 3 is aangebracht. 10 Deze trefplaat bestaat uit een fotogeleidende laag en een doorzichtige geleidende signaalplaat tussen de lichtgevoelige laag en het venster.

De fotogevoelige laag bestaat voornamelijk uit speciaal geaktiveerd loodmonooxyde en de signaalplaat uit geleidend tinoxyde. Aan de andere zijde van de glazen omhulling 1 bevinden zich de aansluitpennen 4 van 15 de huis. Langs een as 5 -gecentreerd bevat de buis een elektronenkanon 6. Bovendien bevat de buis een gaasvormige elektrode 7 cm een loodrechte landing van de elektronenbundel op de trefplaat 3 te bewerkstelligen.

De afhuigspoelen 8 dienen om de door het elektronenkanon 6 opgewekte elektronenbundel in twee onderling loodrechte richtingen af te buigen 20 en een raster op de trefplaat 3 te laten beschrijven. De focusseerspoel 9 focusseert de elektronenbundel pp de trefplaat 3. Het eléktronenkanan 6 wordt aan de hand van figuur 3 nader toegelicht.

Figuur 2 geeft een langsdoorsnede van een elektronenkanon volgens de stand van de techniek weer (US-Octrooi. 3.928.784). Dit elektro-25 nenkanon bevat een kathode 20, een rooster 21 en een anode 22.

Het rooster 21 is voorzien van een opening 23 met een diameter Van 0,6 mm. De anode 22 is voorzien van een opening 24 met een diameter van 0,6 nm. Het elektronenkanon bevat verder een cilindrische elektrode 25 voorzien van een diafragma 26 met een opening 27 met een diameter van 0,6 mm. 30 De elektronenbundel 28 uitgaande van de kathode 20 vormt onder de invloed van de elektrische spanningen op de kathode 20, het rooster 21, de anode 22 en de elektrode 25 een bundelknoop 29. De bundelknoop 29 wordt door een focusseerlens, bijvoorbeeld een focusseerspoel (zie fig.

1, focusseerspoel 9), op de trefplaat van de televisiékanerabuis gefo-35 cusseerd. Aangezien de diameter van de bundelknoop 29, die schematisch met een punt is aangegeven, veel groter is dan gewenst, moet de doorsnede van de elektronenbundel 30 worden begrensd. Hiervoor dient de ope- 8200253 * FHN 10.245 5 ning 27 in het diafragma 26 welke slechts de elektronenbandel 31 laat passeren. Ten einde zoveel mogelijk van de retourbundels 32 te onderscheppen is de anode 22 voorzien van een folie 33 met een opening 34.

De diameter van de opening 34 is 0/1 irm en zodanig gekozen dat zoveel S mogelijk van de retourbundels 32 wordt onderschept/ maar de gehele bundel 28 wordt doorgelaten. Toch blijken er in de praktijk nog retourbundels 32 door de opening 34 te vallen. Het kleiner maken van de opening 34 is niet mogelijk, daar dan de elektronenbundel 28 gedeeltelijk wordt onderschept.

10 In figuur 3 is een elektronenkanon 6_ volgens de uitvinding in een langsdoorsnede weergegeven. Dit elektronenkanon bevat een kathode 40, een rooster 41 en een anode 42. Het rooster 41 is voorzien van een opening 43 met een diameter van 0,6 irm. De anode 42 is voorzien van een opening 44 met een diameter van 0,6 mm. Het elektronenkanan bevat yerder 15 een cilindrische elektrode 45 voorzien van een diafragma 46 met een opening 47 met een diameter van 0,6 irm. De elektronenbundel 48 uitgaande van de kathode 40 vormt onder invloed van de elektrische spanningen op de kathode 40, het rooster 41, de anode 42 en de elektrode 45 een bun-delknoop 49. De bundelknoop 49 wordt door de focusseerlens, bijvoorbeeld 20 een focusseerspoel (zie figuur 1 focusseerspoel 9) op de trefplaat van de televisiekamerabuis gefocusseerd. Aangezien de diameter van de bundelknoop 49, die schematisch met een punt is aangegeven, veel groter is dan gewenst, moet de doorsnede van de elektronenbundel 50 worden begrensd. Hiervoor dient opening 47 in het diafragma 46 welke slechts de eléktro-25 nenhundel 5T laat passeren. Volgens de uitvinding is de anode 42 voorzien Van een folie 53 met een opening 54 en met een folie 55 met een opening 56. De diameter van de opening 54 is 0,12 mm en de diameter van de opening 56 is 0,08 mm. Gndat de oppervlakte van de opening 56 veel v. kleiner is dan de oppervlakte van de opening 34 in figuur 2, wordt een 30 groter deel van de elektronen van de retourbundel onderschept dan in het kanon volgens figuur 2. Het weglaten van folie 53 is niet mogelijk, omdat in dat geval de anode van de trefplaat uit gezien niet meer vlak is en bij aftasting van de anode met de gefocusseerde retourbundel er een sprong in de secundaire emissie ontstaat daar waar de opening 44 be-35 gint. Dit heeft een storing in het beeld tot gevolg. De afstand tussen de kathode 40 en rooster 41 is 0,1 rem. De dikte van de folies 53 en 55 is 0,05 mm. De dikte van rooster 41 is 0,2 mm. De afstand tussen rooster 8200253 PHN 10.245 6

V

41 en anode 42 is 0,25 rein· De dikte van de anode 42 is 0,2 mm. De inwen-dige diameter van de elektrode 45 is 10 irm. De afstand tassen de openin» gen 54 en 47 is 12 mm. Tijdens de aftasting van de fotogeleidende laag door de elektronenbandel zijn de spanningen op de elektroden als volgt.

5 kathode 40 0 V.

rooster 41 -40 V.

anode 42 . 300 V.

elektrode 45 300 V.· 10 15 20 25 30 35 8200253

Claims (1)

1. t v EHN 10.245 7 CCMXOSIEï Televis iekamerabuis bevattende in een geëvacueerde omhulling een elektronenkanon voor het opwekken van een elektronenbundel welke gedurende het bedrijven van de buis tot een trefvlek qp een fotogevoe-lige tref plaat wordt gefocusseerd en welke deze tref plaat aftast, welk 5 elektronenkanon in de voortplantingsrichting van de elektronenbundel gezien achtereenvolgens een kathode, een rooster, een anode en een ci-lindervormige elektrode met een diafragma bevat, tussen welke kathode en anode een bundelknoop in de elektronenbundel wordt gevormd, van welke anode zich een deel in hoofdzaak loodrecht op de elektronenbundel uit-W strekt, welk deel van een opening is voorzien welke aan de tref plaat-zijde met een eerste metaalfolie is af gedekt, welk metaalfolie ter plaatse van de elektronenbundel van een opening is voorzien, welke opening in het folie een diameter heeft die maximaal 0,15 ran en minimaal gelijk aan de elektronenbundeldiameter ter plaatse is, met het kenmerk, 15 dat de opening aan de kathodezijde met een tweede n^taalfolie is afgedekt dat van een opening ter plaatse van de elektronenbundel is voorzien, welke opening in het tweede metaalfolie een diameter heeft welke kleiner is dan de diameter van de opening in het genoemde eerste metaal- en folie^/welke minimaal gelijk aan de elektronenbundeldiameter ter plaatse 20 is, waarbij de bundeldiameter de diameter van de kleinste bundeldoor-snede ter plaatse is. 25 30 35 8200253