NL8401824A

NL8401824A - Televisiekamerabuis.

Info

Publication number: NL8401824A
Application number: NL8401824A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1986-01-02
Also published as: ES543926A0; JPS614138A; EP0168079A1; KR860000691A; ES8608228A1

Description

#> PHN 11.055 1 N.V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

"Televisiekanerabuis "

De uitvinding heeft betrekking qp een televis iekamerabuis bevattende in een geëvacueerde omhulling een diode-elektronenkanon voor het opwekken van een elektronenbundel, bevattende langs een as gecentreerd achtereenvolgens een kathode voorzien van een zich in 5 hoofdzaak loodrecht op deze as uitstrekkend emitterend oppervlak, een anode voorzien van een zich in hoofdzaak loodrecht qp de as uitstrekkend vlak deel net in het centrum een zich in de richting van de kathode uitstrekkend deel waarvan de binnen- en buitenwand in de richting van de kathode naar de as convergeren, welke buitenwand cvergaat in een in hoofdig zaak aan het emitterend oppervlak evenwijdig topoppervlak dat van een centrale opening is voorzien.

Een dergelijke televisiekamerabuis is bekend uit het Amerikaans octrooischrift 4.376.907 (PHN 9526) dat als hierin opgenomen kan worden beschouwd.

15 Een dergelijke televisiekamerabuis bevat verder een tref plaat, bijvoorbeeld bestaande uit een signaallaag met daarop een fotogeleidende laag, voor het vastleggen van de informatie van het op te nemen beeld. Tussen deze trefplaat en het diode-elektronenkanon is een focusseerlens voor het focusseren van de elektronenbundel op de trefplaat en een 2Q diafragma aangebracht voor het begrenzen van de elektronenbundel.

In de ter inzage gelegde Duitse octrooiaanvrage 29 42 063 is een soortgelijke televisiekamerabuis beschreven met een diode-elektronenkanon. Het deel van de anode dat zich in de richting van de kathode uitstrekt heeft een in de richting van de kathode naar de as convergerende 25 buitenwand. De binnenwand van dit deel en de rest van de anode is buisvormig en strekt zich coaxiaal rond de as uit. Vlak tegen de anode aan de van de kathode afgekeerde zijde is een plaat bevestigd met daartegen aan de kathoöezijde een tweede gouden diafragmaplaatje met een bundel-beperkende opening. De afstand van het topoppervlak tot dit plaatje 3Q bedraagt volgens de in deze octrooiaanvrage getoonde figuur ongeveer 1,5 maal de afstand van het emitterend oppervlak tot het topoppervlak.

Dergelijke televisiekamerabuizen zoals in het voorgaande beschreven zijn algemeen bekend en worden ook wel vidicon genoemd. De 3401824 ΡΗΝ 11.055 2

Pi, -¾ werking van een vidicon is als volgt. Een elektronenbundel van voldoende stroomsterkte tast, onder de invloed van de deflektievelden, het vrije oppervlak van de fotogeleidende laag van de trefplaat af volgens een bepaald raster en brengt dit oppervlak puntsgewijs op de potentiaal van 5 de kathode, welke nul volt wordt genoemd. Tussen twee opeenvolgende aftastingen stijgt de potentiaal van elk punt van het vrije oppervlak van de fotogeleidende laag onder de invloed van een positieve potentiaal die wordt aangelegd aan de signaallaag en onder invloed van fotogeleiding die in de fotogeleidende laag wordt opgewekt door het erop geprojekteerde 10 optische beeld. Elk punt, of exakter elk elementair oppervlakte-element, van de fotogeleidende laag vormt samen met de daaronder liggende signaallaag een kondensator. De lading van deze kondensator wordt door de aftastende elektronenbundel periodiek aangevuld, waarvoor meer lading nodig is naarmate er meer licht op het betreffende punt valt. De stroom die dien-15 tengevolge door de aansluiting van de signaallaag vloeit bevat als funktie van de tijd de informatie van het geprojekteerde beeld. De stroomsterkte van de elektronenbundel moet groot genoeg zijn om elementaire konden-satoren welke tengevolge van grote lichtsterkte sterk ontladen zijn van voldoende lading te voorzien. Zodra het vrije oppervlak van de lichtge-20 voelige laag in een bepaald punt tot nul volt is gereduceerd, kunnen de elektronen van de elektronenbundel dat punt verder niet neer bereiken.

Hun snelheid wordt nul en daarna worden zij in omgekeerde richting versneld en vormen de zogenaamde retourbundel. Deze retourbundel ondervindt ook de invloed van de deflektievelden en tast het naar de fotogeleidende 25 laag gekeerde oppervlak van het diafragma af. Een gedeelte van de op het diafragma opgewekte sekundaire elektronen heeft nagenoeg dezelfde kinetische energie als de elektronen van de retourbundel en vormt een sekundaire bundel welke samen met de oorspronkelijke (primaire) elektronenbundel de fotogeleidende laag aftast echter op een andere plaats 30 dan de primaire elektronenbundel omdat de secundaire bundel op een andere plaats door de deflectievelden gaat. Hierdoor ontstaat een storend signaal dat in het weer te geven beeld zichtbaar is.

Teneinde het nadelig effekt van de retourbundel grotendeels te voorkomen wordt in de ter inzage gelegde Duitse octrooiaanvrage 35 2230529 (PHN 5726) voorgesteld het naar de fotogeleidende laag gekeerde oppervlak van het diafragma, voor zover dat niet in de naaste omgeving van de as van de buis is gelegen, een scherpe hoek met de richting van deze as te laten maken. Dit wordt bij voorkeur verwezenlijkt door het 1401824 PHN 11.055 3 diafragma de vorm te geven van een afgeknotte kegel, die zich in de richting van de trefplaat uitstrekt en waarbij in het topvlak de opening is aangebracht. Daardoor heeft de sekundaire bundel een hoofdrichting welke niet naar de trefplaat is gericht, omdat een zeer groot 5 gedeelte van de opgewekte sekundaire elektronen een richting heeft welke op dezelfde wijze samenhangt met de richting van de primaire (invallende) elektronen en met de normaal op het oppervlak van het diafragma als dat het geval is bij reflektie van lichtstralen (de hoek van inval is gelijk aan de hoek van weerkaatsing).

10 In de Duitse openbaargemaakte octrooiaanvrage 24 34 139 wordt een andere oplossing gegeven. Voorgesteld wordt een vlak diafragma aan de trefplaatzijde van een laag van een materiaal met een geringe secundaire emissieooëfficiënt te voorzien. Als bijzonder geschikt wordt chroom voorgesteld, waarop zich aan lucht spoedig een ozydehuid vormt.

15 Chrocmoxyde is, zoals bekend, uit het Duitse octrooi 587.386, een zeer goede onderdrukker van secundaire emissie.

Bij huizen met vlakke, bolle of kegelvormige diafragma's waarbij de bovengenoemde maatregelen getroffen zijn, treedt echter het volgende probleem op. Bij kleine afbuighoeken van de primaire elektronen-20 bundel treedt er toch nog een stoorsignaal ten gevolge van secundaire elektronen in het opgenomen beeld op.

De uitvinding beoogt dan ook een televisiekamer abuis aan te geven waarin deze stoorsignalen zijn geminimaliseerd.

Een tele vis iekamsrabuis van de in de eerste alinea beschreven 25 soort wordt daartoe volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat op een afstand d van het oppervlak aan de van de kathode afgekeerde zijde van de anode een elektrisch met de anode verbonden vlakke elektrode is aangebracht, waarbij d gelegen is tussen 4 en 25 maal de afstand van het tqpoppervlak tot het emitterend oppervlak, welke vlakke elektrode van 30 een centrale opening is voorzien, die een diameter heeft die in hoofdzaak gelijk is aan de diameter van de elektronenbundel ter plaatse van de elektrode.

De herkomst van de secundaire elektronen die aanleiding geven tot het stoorsignaal was aanvankelijk niet duidelijk. Door toepassing 35 van de uitvinding wordt het inzicht verkregen dat er bij kleine afbuighoeken van de elektronenbundel toch nog een deel van de retourbundel door de diafragmaopening valt. Dit deel van de retourbundel wordt bij buizen met een diode-elektronenkanon door de focusseerlens op de anode gefocus- 8401324 CS. « PHN 11.055 4 seerd en wekt daarbij secundaire elektronen op die weer opnieuw de trefplaat kunnen bereiken en aldaar aanleiding kunnen geven tot stoor-signalen. Tijdens de aftasting van de trefplaat door de elektronenbundel wordt ook de anode afgetast door de daarop gefocusseerde retourbundel.

5 Ctndat het centrale deel van de anode aan de van de kathode afgekeerde zijde bij de bekende diode-kanonnen waarvan wordt uitgegaan een naar de as convergerende wand heeft zoals beschreven in het Amerikaans octrooi 4.376.907 of, zoals in de Duitse octrooiaanvrage 29 42 063 beschreven, uit twee platen op een verschillende plaats langs 10 de as en uit twee materiaalsoorten bestaat, en de retourbundel op deze anode is gefocusseerd, treden er door deze onregelmatige vormgeving en/of verschillen in materiaal snelle veranderingen op van het aantal opgewekte secundaire elektronen, waardoor de waarneembaarheid van het stoorsignaal wordt bevorderd.

15 Door toepassing van een geheel vlakke elektrode op een voldoen de grote afstand d van het vlakke topgedeelte van de anode valt de retourbundel op deze elektrode. Doordat deze retourbundel ter plaatse van deze elektrode minder gefocusseerd is en de elektrode vlak is, zal het aantal opgewekte secundaire elektronen relatief langzaam variëren, 20 zodat het hierdoor veroorzaakte signaal in aanzienlijk mindere mate zichtbaar wordt.

De opening in de vlakke elektrode heeft een zodanige diameter, dat het passeren van het nuttig gedeelte van de elektronenbundel niet wordt belemmerd. Deze diameter is bij voorkeur gelijk aan de diameter 25 van de eléktronenbundel ter plaatse van de vlakke elektrode of ten hoogste 25% groter.

Als de vlakke elektrode met behulp van een zich in de richting van de vlakke elektrode verwijdend metalen komvormig afstandselement aan de anode is bevestigd, kan de vlakke elektrode op eenvoudige wijze 30 worden ingebouwd in tekende dicdekanonnen. Een dergelijk diode -elektronenkanon is beschreven in het Europese octrooi nr. 0048510 (PHN 9840), dat als hierin opgenomen kan worden beschouwd.

Als de vlakke elektrode tenminste aan de van de kathode afgekeerde zijde uit een materiaal bestaat dat een secundaire emissiecoëffi-35 ciënt heeft die kleiner is dan 1, wordt de totale hoeveelheid aan de anode opgewekte secundaire elektronen nog verminderd.

8401824 W £*ί EHN 11.055 5

De uitvinding wordt nu bij wijze van voorbeeld nader toegelicht aan de hand van een tekening waarin: figuur 1 een kathodes traalbuis volgens de uitvinding in een langsdoorsnede toont, 5 figuur 2 een deel van figuur 1 in aanzicht en figuur 3 een deel van figuur 1 in doorsnede toont»

Figuur 1 toont een televis iekamerabuis volgens de uitvinding in een langsdoorsnede. Deze buis bevat een cilindrische glazen omhulling 1, welke een getrapte vorm heeft welke is verkregen door het aanzuigen 10 van een door verhitting wede gemaakte glazen buis op een getrapte doom.

Deze buis is aan één zijde afgesloten door een venster 2, waarop aan de binnenzijde de fotogevoelige trefplaat 3 is aangebracht. Het venster 2 ligt op rand 4, welke evenwijdig is aan de trapoppervlakken 5, 6 en 7 waartegen respectievelijk een gaaselektrode 8, een diafragma 9 en een 15 anode 10 rusten. Cp deze wijze zijn de genoemde onderdelen nauwkeurig ten opzichte van elkaar gepositioneerd. Op de binnenwand van de cilindrische omhulling zijn op de gebruikelijke wijze wandelektrcdes aangebracht, welke in deze figuur niet zijn getoond. Tegen een eerste elektrode, de anode 10, is een kathodedrager 11 bevestigd. De glazen 20 omhulling 1 is aan de tegenover het venster gelegen zijde afgesloten met een kapje 12, dat met behulp van een emaille 13 tegen de buis is bevestigd. Vanaf de kathodedrager 11 strekken zich aansluitstrippen 14 uit, welke door de emaillenaad worden geveerd en tevens de aansluitingen voor de anode, de kathode en de kathodegloeistroom vormen. De trefplaat 25 3 bestaat veelal uit een fotogeleidende laag welke op een doorzichtige signaalplaat is aangebracht. De trefplaat kan echter ook. een warmte-gevoelige laag bevatten. De van de trefplaat terugkerende retourbundel 100 (met een streeplijn met pijl aangegeven) treedt bij kleine afbuig-hoeken van de primaire elektronenbundel door opening 101 in het diafragma 30 9· Ctndat de tapstoelopende anode (zie figuren 2 en 3) van een vlakke plaatvormige elektrode 102 met een centrale opening 103 is voorzien, zullen vanwege deze vlakheid en omdat de retour elektronenbundel daar niet gefocusserd is, geen snelle veranderingen in de hoeveelheid opgewekte secundaire elektronen optreden.

35 Figuur 2 toont een aanzicht van een deel van figuur 1. Cp het trapoppervlak 7, dat een deel van de binnenwand van de omhulling vormt dat loodrecht op de as 20 van de omhulling staat, ligt de anode 10, welke van een trechtervormige opening 21 is voorzien. Deze anode is uitvoerig 8401824 PHN 11.055 6 beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.376.907. Tegen de anode 10 is de kathodedrager 11 bevestigd. Deze drager bevat een eerste plaatvormig metalen deel 22, dat elektrisch contact met de anode maakt.

Tegen dit eerste plaatvormig deel zijn met behulp van een elektrisch 5 isolerend soldeerglas 23 het in één vlak gelegen tweede plaatvormige metalen deel 24 en derde plaatvormige metalen deel 25 bevestigd. Deze twee delen vormen via de contactveren 26, de staafjes 27 en de metalen vanen 28 de aansluitingen voor de kathodegloeidraad 29, Tegen deze twee plaatvormige delen 24 en 25 is weer met een elektrisch isolerend soldeer-10 glas 23 een vierde plaatvormig metalen deel 30 bevestigd. Dit vierde plaatvormige deel is van strippen 31 voorzien, welke zich evenwijdig aan de as 20 in de buis uitstrekken. Aan deze strippen is een metalen tussenplaat 32 bevestigd waaraan de kathodeschacht 33, voorzien van het emitterend oppervlak 37, met behulp van bandjes 34 is opgehangen. De ^ metalen tussenplaat is van een centrale opening voorzien, waarin een warmtereflectiescherm 35 coaxiaal rond de kathodeschacht 33 is aangebracht. Deze in een warmtereflectiescherm aangebrachte kathodeschacht vormt het onderwerp van de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 8002343 (PHN 9733) welke als hierin opgenomen kan worden beschouwd. Via 2Q de vier plaatvormige delen, die samen de kathodedrager 11 vormen, strekken zich aansluitstrippen 36 uit welke via het emaille 13 naar de buitenzijde van de buis worden gevoerd en de elektrische aansluitingen voor de anode, de kathode en de kathodegloe is troom vormen. De staafjes 27 zijn met behulp van een soldeerglas 23 in de tussenplaat 32 aangebracht. De anode 25 10 bevat verder een zich in de richting van de vlakke elektrode 102 ver wijdend metalen komvormig afstandselement 104. De van opening 103 voorziene elektrode 102 is aan de van de kathode afgekeerde zijde met een laagje goud bedekt cm secundaire emissie en oppervlakteoplading zo veel mogelijk te voorkomen.

30 Figuur 3 toont een doorsnede van het in figuur 2 getoonde deel.

De anode 10 is voorzien van een zich loodrecht op de as 20 uitstrékkend vlak deel 105 met in het centrum een zich in de richting van de kathode uitstrekkend deel 106 waarvan de binnen- en buitenwand 107,108 in de richting van de kathode naar de as 20 convergeren. De buitenwand 108 35 gaat over in het topoppervlak 109 dat van een centrale opening 110 is voorzien. Op een afstand d van het topoppervlak 109 aan de van de kathode af gekeerde zijde van de anode 10 is een elektrisch met de anode verbonden vlakke elektrode 102 aangebracht. De afstand d is gelegen tussen 8401824 EHN 11.055 7 4 en 25 maal de afstand van het topoppervlak 109 tot het emitterend oppervlak 37 zodat de retourbundel niet op elektrode 102 gefocusseerd is. De vlakke elektrode 102 is van een centrale opening 103 voorzien die een diameter heeft die ongeveer gelijk is aan de diameter van de 5 elektronenbundel ter plaatse van de elektrode 102.

io 15 20 25 30 35 8401824

Claims

1. Televisiekamerabuis bevattende in een geëvacueerde omhulling een diode-elektronenkanon voor het opwekken van een elektronenbundel, bevattende langs een as gecentreerd achtereenvolgens een kathode voorzien van een zich in hoofdzaak loodrecht op deze as uitstrekkend emit- 5 terend oppervlak, een anode voorzien van een zich in hoofdzaak loodrecht op de as uitstrekkend vlak deel met in het centrum een zich in de richting van de kathode uitstrekkend deel waarvan de binnen- en buitenwand in de richting van de kathode naar de as convergeren, welke buitenwand overgaat in een in hoofdzaak aan het emitterend oppervlak evenwijdig 10 topoppervlak dat van een centrale opening is voorzien, met het kenmerk, dat op een afstand d van het topoppervlak aan de van de kathode afgekeerde zijde van de anode een elektrisch met de anode verbonden vlakke elektrode is aangebracht, waarbij d gelegen is tussen 4 en 25 maal de afstand van het topoppervlak tot het emitterend oppervlak, welke vlakke 15 elektrode van een centrale opening is voorzien, die een diameter heeft die in hoofdzaak gelijk is aan de diameter van de elektronenbundel ter plaatse van de elektrode.

2. Televisiekameratuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de diameter van de opening in de vlakke elektrode nagenoeg gelijk is 20 aan de diameter van de elektronenbundel ter plaatse van de vlakke elektrode of ten hoogste 25% groter is.

3. Televisiekamerabuis volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de vlakke elektrode met behulp van een zich in de richting van de vlakke elektrode verwijdend metalen kcmvormig afstandselement aan de 25 anode is bevestigd.

4. Televisiekamerabuis volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vlakke elektrode tenminste aan de van de kathode af gekeerde zijde uit een materiaal bestaat dat een secundaire emissie-coëfficiënt heeft die kleiner is dan 1, 30 35 8401824