DE4113579A1

DE4113579A1 - TV camera with pick=up tube electron beam deflector - which broadens beam for complete coverage of target including residual electric charges between lines of scan

Info

Publication number: DE4113579A1
Application number: DE4113579A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Sklebitz; Raimund Dipl Phys Dr Barden
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1991-04-25
Filing date: 1991-04-25
Publication date: 1992-10-29

Abstract

Deflection and focussing coils (10,11) are wound on the glass envelope (12) of a vidicon tube in which a Wehnelt cylinder (16) surrounds the cathode (15). A vapour-deposited metallic electrode (18) has built-in components (21) for superposition of a small HF deflection voltage on the vertical deflection signal from the external coil (10). The electron beam path (20) from the grid (17) to the target (13) through a mesh (19) is broadened to complete the target scan. ADVANTAGE - Electron beam scans entire target including charges remaining between individual lines to eliminate noise, flicker and inertia.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernsehkamera mit einer Fernseh aufnahmeröhre, die ein Erzeugungssystem für einen Elektronen strahl und ein Target aufweist, mit einer Ablenkvorrichtung und Ablenkschaltungen. Derartige Fernsehkameras dienen bei spielsweise als Fernsehaufnahmevorrichtungen in Röntgendiagno stikeinrichtungen zur Erfassung des auf dem Ausgangsleucht schirm des Röntgenbildverstärkers wiedergegebenen Röntgenbil des.The invention relates to a television camera with a television receiving tube, which is a generation system for an electron beam and has a target with a deflection device and deflection circuits. Such television cameras serve for example as television recording devices in x-ray diagnosis Stikeinrichtung for detecting the on the exit light screen of the X-ray image intensifier reproduced X-ray image of.

In der EP-A-02 80 987 ist eine derartige Fernsehkamera mit Fernsehaufnahmeröhre beschrieben. Der Fernsehaufnahmeröhre sind in bekannter Weise Ablenkvorrichtungen zugeordnet. Das Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers wird erfaßt und in eine elektrische Signalfolge, das Videosignal, umgesetzt. Die ses Videosignal wird anschließend verarbeitet und als analoges Signal auf einem Monitor wiedergegeben.Such a television camera is in EP-A-02 80 987 TV recording tube described. The television recording tube are associated with deflectors in a known manner. The Output image of the X-ray image intensifier is captured and in an electrical signal sequence, the video signal, implemented. The This video signal is then processed and as an analog Played signal on a monitor.

Durch die Ablenkvorrichtung wird der Elektronenstrahl über das Target abgelenkt, der dieses zeilenförmig abtastet. Zwischen den einzelnen Zeilen können jedoch unabgetastete Ladungsinseln auf dem Target zurückbleiben, die Störeffekte, Flackern und erhöhte Trägheit, bewirken.The electron beam is deflected by the deflection device Target distracted, which scans it in a line. Between However, the individual lines can contain unsampled charge islands remain on the target, the interference effects, flickering and increased inertia.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Fernsehkamera der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Target voll ständig abgetastet wird, so daß auch die zwischen den einzel nen Zeilen verbleibenden Ladungen abgetastet werden.The invention is based on the task of a television camera to create the type mentioned, in which the target is full is constantly scanned so that the between the individual remaining lines can be scanned.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ab lenkvorrichtung derart ausgebildet ist, daß eine Überlagerung der vertikalen Ablenkamplitude des Elektronenstrahles mit ei ner hochfrequenten niedrigen Ablenkamplitude des Elektronen strahles erfolgt, so daß der von dem Elektronenstrahl auf dem Target beschriebene Pfad verbreitert wird. Dadurch wird be wirkt, daß der Strahl in seiner langsamen, vertikalen Abtast richtung sehr schnell, d. h. deutlich höher als eine eventuelle Digitalisierungsrate der Bildinformation mit sehr kleiner Am plitude auf- und abbewegt wird. Die Amplitude für eine derar tige Wobblung muß jedoch so groß sein, daß ein Zurückbleiben der Ladungen und damit verbundenen Störeffekte unterbunden wird.The object is achieved in that the Ab Steering device is designed such that an overlay the vertical deflection amplitude of the electron beam with ei ner high-frequency low deflection amplitude of the electron beam takes place so that the electron beam on the Target described path is widened. This will be affects the beam in its slow, vertical scan direction very quickly, d. H. significantly higher than a possible one Digitization rate of the image information with a very small Am plitude is moved up and down. The amplitude for a derar However, the wobble must be large enough to be left behind of the charges and the associated disruptive effects becomes.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die hochfrequente Ablenkamplitude eine Frequenz im Bereich der doppelten bis 10-fachen Frequenz der maximal genutzten Videofrequenz aufweist. Dadurch ist die Frequenz auch gegenüber einer eventuellen Di gitalisierungsrate hoch genug, so daß dadurch bedingt keine Störeinflüsse erzeugt werden.It has proven advantageous if the high frequency Deflection amplitude a frequency in the range of double to 10 times the frequency of the maximum video frequency used. This means that the frequency is also opposite to a possible Di gitalization rate high enough so that none Interference are generated.

Die Erfindung kann bei einer magnetisch abgelenkten Fernseh aufnahmeröhre, die eine Elektrode aus aufgedampftem Metall besitzt, eingesetzt werden, wenn in der Elektrode Elektroden eingearbeitet sind, an die eine vertikale Ablenkschaltung zur Erzeugung der hochfrequenten Ablenkamplitude angeschlossen ist. Eine zweckmäßige Ausführung der Elektrode wird erreicht, wenn sie eine große Fläche aufweisen und durch einen schmalen Steg mit dem übrigen Teil der Elektrode verbunden sind. Dabei kann der Steg kurz, lang und schmal oder mäanderförmig ausge bildet sein. Der Vorteil des langen Steges ist, daß ein Ohm′ scher Widerstand eingearbeitet ist, so daß sich die Steuerlei stung zum Wobbeln des Strahles verringert. Bei der mäanderför migen Ausbildung des Steges weist diese Zuleitung zusätzlich noch eine Induktivität auf, so daß sich die Steuerleistung weiterhin verringert. Die Einkopplung der Hochfrequenz in die Elektroden kann erreicht werden, wenn auf der Außenseite des Glaskolbens der Fernsehaufnahmeröhre im Bereich dieser Elek trode eine weitere Elektrode aufgebracht ist, die mit einer Schaltung zur HF-Einkopplung verbunden ist.The invention can be used in a magnetically deflected television tube, which is an electrode made of evaporated metal has to be used if electrodes are in the electrode are incorporated, to which a vertical deflection circuit for Generation of the high-frequency deflection amplitude connected is. An appropriate design of the electrode is achieved if they have a large area and a narrow one Web are connected to the rest of the electrode. Here the bridge can be short, long and narrow or meandering be educated. The advantage of the long bridge is that an ohm ′ shear resistance is incorporated, so that the Steuerlei Reduced power to sweep the beam. At the mäanderför This lead also has a moderate design of the web still an inductor so that the control power further decreased. The coupling of the high frequency into the Electrodes can be reached if on the outside of the Glass bulb of the television recording tube in the area of this elec trode another electrode is applied, which with a Circuit for RF coupling is connected.

Die Erfindung läßt sich bei einer elektrostatisch abgelenkten Aufnahmeröhre einsetzen, wenn die vertikale Ablenkschaltung derart ausgebildet ist, daß der normalen Vertikal-Ablenkspan nung eine hochfrequente Spannung überlagert wird.The invention can be used in an electrostatically deflected Insert the pick-up tube when the vertical deflection circuit is designed such that the normal vertical deflection chip high-frequency voltage is superimposed.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below in the drawing presented embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Fernsehka mera, Fig. 1 is an X-ray diagnostic device with a ra Fernsehka,

Fig. 2 eine Fernsehaufnahmeröhre mit elektromagnetischer Ab lenkvorrichtung, Fig. 2 steering apparatus a television pick-up tube with electromagnetic Ab,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Teiles der G3- Elektrode mit den erfindungsgemäßen eingearbeiteten Elektroden, Fig. 3 is a perspective view of a portion of the G3 electrode with the invention incorporated electrode,

Fig. 4 und 5 mögliche Ausführungsformen der Elektroden, FIGS. 4 and 5 show possible embodiments of the electrodes,

Fig. 6 eine Schaltung zur HF-Einkopplung und Fig. 6 shows a circuit for RF coupling and

Fig. 7 eine Schaltungsanordnung für eine elektrostatische Röhre. Fig. 7 shows a circuit arrangement for an electrostatic tube.

In Fig. 1 ist eine von einem Hochspannungsgenerator 1 betrie bene Röntgenröhre 2 dargestellt, die ein Strahlenbündel aus sendet, das einen Patienten 3 durchdringt und auf den Eingangs leuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers 4 ein Strahlenbild wirft. Das Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers 4 wird von einer Fernsehkamera 5 aufgenommen, deren Ausgangssignal einer Verarbeitungsschaltung 6 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung 6 wird auf einem Monitor 7 darge stellt. Eine Zentraleinheit 8 steuert den synchronen Ablauf der Signalerzeugung und -verarbeitung der Fernsehkamera 5, der Verarbeitungsschaltung 6 und des Monitors 7.In Fig. 1 is operated by a high-voltage generator 1 bene X-ray tube 2 , which sends a beam of rays that penetrates a patient 3 and on the input screen of an X-ray image intensifier 4 throws a radiation image. The output image of the X-ray image intensifier 4 is recorded by a television camera 5 , the output signal of which is fed to a processing circuit 6 . The output signal of the processing circuit 6 is shown on a monitor 7 Darge. A central unit 8 controls the synchronous sequence of the signal generation and processing of the television camera 5 , the processing circuit 6 and the monitor 7 .

In der Fig. 2 ist eine Fernsehaufnahmeröhre 9 vom Vidikontyp dargestellt, deren Glaskolben 12 von Ablenkspulen 10 und einer Fokussierspule 11 koaxial umfaßt wird. Auf der einen Seite des Glaskolbens 12 ist in seinem Innenraum ein Target 13 aufgebracht, das aus einer Signalplatte mit Photohalbleiter besteht. Auf der gegenüberliegenden Seite des Glaskolbens 12 sind Anschlußstifte 14 herausgeführt. Auf dieser Seite ist eine Kathode 15 angeord net, die von einem Wehnelt-Zylinder 16 umgeben ist. Davor sind weitere Elektroden angebracht, die aus einer G2-Elektrode 17 mit Aperturblende, einer auf dem Glaskolben 12 aufgedampften G3-Elektrode 18 und einer maschenförmigen Elektrode 19 beste hen. Durch diese Anordnung wird ein Elektrodenstrahl 20 er zeugt, der von der Kathode 15 ausgeht und durch die Ablenkvor richtung, bestehend aus den Ablenkspulen 10 und Ablenkschal tungen, über dem Target 13 abgelenkt wird.In FIG. 2, a television pick-up tube 9 is shown by Vidikontyp whose glass bulb 12 of deflection coils 10 and a focusing coil 11 includes coaxial. On one side of the glass bulb 12 , a target 13 is applied in its interior, which consists of a signal plate with a photo semiconductor. On the opposite side of the glass bulb 12 , pins 14 are led out. On this side, a cathode 15 is net angeord, which is surrounded by a Wehnelt cylinder 16 . Before that, further electrodes are attached, which consist of a G2 electrode 17 with an aperture diaphragm, a G3 electrode 18 vapor-deposited on the glass bulb 12 and a mesh-shaped electrode 19 . With this arrangement, an electrode beam 20 is generated, which emanates from the cathode 15 and is deflected by the deflecting device, consisting of the deflecting coils 10 and deflecting circuits, over the target 13 .

Dabei kann zwischen den einzelnen Zeilen ein Abstand verblei ben, so daß unabgetastete Ladungen als Inseln zwischen den Zeilen übrigbleiben, die Störeffekte, unter anderem Flackern und eine hohe Trägheit, bewirken.There may be a gap between the individual lines ben, so that unsampled charges as islands between the Lines remain, the disturbing effects, including flickering and high inertia.

Erfindungsgemäß ist nun bei einer derartigen Fernsehaufnahme röhre 9 die G3-Elektrode 18 gemäß Fig. 3 mit Elektroden 21 ausgebildet, die durch einen Steg 22 mit dem übrigen Teil der G3-Elektrode 18 verbunden sind. Diese Elektroden 21 können dabei derart hergestellt werden, daß aus der G3-Elektrode 18 mittels eines Laser wie bei der Herstellung des Deflektrons von elektrostatisch abgelenkten Bildaufnahmeröhren die Elek trode 21 eingearbeitet wird. Durch den Laser wird das auf gedampfte Metall entfernt, so daß die Elektrode 21 nur über den Steg 22 mit dem restlichen Teil der G3-Elektrode 18 ver bunden ist. According to the invention, with such a television recording tube 9, the G3 electrode 18 according to FIG. 3 is formed with electrodes 21 , which are connected by a web 22 to the rest of the G3 electrode 18 . These electrodes 21 can thereby be made such that is incorporated from the G3 electrode 18 by means of a laser such as in the preparation of Deflektrons electrostatically deflected image pickup tubes, the elec trode 21st The vaporized metal is removed by the laser, so that the electrode 21 is connected only via the web 22 to the remaining part of the G3 electrode 18 .

Die Elektrode 21 kann aber auch, wie Fig. 4 zeigt, durch einen langen Steg 23 verbunden sein. Diese Anordnung hat den Vor teil, daß in dem langen Zuleitungsabschnitt ein Ohm′scher Wi derstand enthalten ist, der durch die Breite und Länge des Steges 23 einstellbar ist. Dadurch wird erreicht, daß sich die Steuerleistung zum Wobbeln des Strahles verringert.However, as shown in FIG. 4, the electrode 21 can also be connected by a long web 23 . This arrangement has the part before that in the long lead section an ohmic Wi resistance is included, which is adjustable by the width and length of the web 23 . It is thereby achieved that the control power for wobbling the beam is reduced.

Die Elektrode 21 kann aber auch gemäß Fig. 5 durch einen mäan derförmig ausgebildeten Steg 24 mit dem übrigen Teil der G3- Elektrode 18 verbunden sein. Eine derartige Anordnung bietet die Vorteile, daß diese Zuleitung zusätzlich noch mit einer Induktivität versehen ist, so daß sich die Steuerleistung wei terhin verringert.However, the electrode 21 may also be shown in FIG. 5 by a mäan derförmig formed web 24 with the remaining portion of the G3 electrode to be connected to the eighteenth Such an arrangement offers the advantages that this feed line is additionally provided with an inductance, so that the control power is further reduced.

In beiden Fällen ist es wegen der Fokussierung des Elektronen strahles unabdingbar, daß das Potential der G3-Elektrode 18 auch an den Elektroden 21 im Mittel vorhanden ist. Dies wird durch die relativ hochohmigen und ggfs. mit einer Induktivität versehenen Zuleitungen durch die Stege 22 bis 24 gewährleistet.In both cases, because of the focusing of the electron beam, it is essential that the potential of the G3 electrode 18 is also present on the electrodes 21 on average. This is ensured by the relatively high-resistance feed lines through the webs 22 to 24 , which may be provided with an inductance.

Die Einkopplung des hochfrequenten Signales bei einer derarti gen Fernsehaufnahmeröhre 9 wird anhand der Fig. 6 gezeigt. Im Bereich der großflächigen Elektroden 21 sind auf der Außensei te des Glaskolbens 12 der Fernsehaufnahmeröhre 9 weitere Elek troden 25 aufgedampft, aufgeklebt oder mit Leitlack aufgestri chen. Diese Elektroden 25 sind mit einer Schaltung 26 zur HF- Einkopplung verbunden. Beide Elektroden 25 sind über Kondensa toren 27 mit den Enden der in ihrer Mitte auf Masse gelegten Sekundärwicklung eines Übertragers 28 verbunden. In die Mit telanzapfung der Primärwicklung des Übertragers 28 wird das HF-Signal eingespeist. Auf diese Weise wird bei einer magne tisch abgelenkten Fernsehaufnahmeröhre 9 das HF-Signal auf die Elektroden 21 eingekoppelt.The coupling of the high-frequency signal in such a gene television recording tube 9 is shown with reference to FIG. 6. In the area of the large-area electrodes 21 , on the outside of the glass bulb 12 of the television tube 9 further electrodes 25 are evaporated, glued on or coated with conductive lacquer. These electrodes 25 are connected to a circuit 26 for RF coupling. Both electrodes 25 are connected via capacitors 27 to the ends of the secondary winding of a transformer 28, which is connected to ground in its center. In the mid-tap with the primary winding of the transmitter 28 , the RF signal is fed. In this way, the RF signal is coupled to the electrodes 21 at a magnetically deflected television recording tube 9 .

Bei einer elektrostatisch abgelenkten Fernsehaufnahmeröhre sind zusätzliche Elektroden überflüssig. Zumindest der erste, der Kathode am nächsten liegende Teil des Deflektrons ist auch für die hochfrequente Ablenkung eines Elektrodenstrahles 20 geeignet. Eine mögliche Schaltungsausführung zeigt die Fig. 7, bei dem das Deflektron 29 über je zwei Sekundärwindun gen eines Übertragers 30 mit der Ablenkschaltung 31 verbunden ist, die zwei vertikale Ablenkverstärker 32 aufweist. Die Aus gänge der Ablenkverstärker 32 sind über Kondensatoren 33 für hohe Frequenzen auf Masse gelegt. Die Sekundärwindungen des Übertragers 30 sind dabei gegenphasig mit den Ablenkverstär kern 32 bzw. dem Deflektron 29 verbunden. Den Ablenkverstär kern 32 werden gegenphasig Sägezahnspannungen mit einer rela tiv hohen Amplitude und niedriger Frequenz (50 Hz) zugeführt. Die einzig geerdete Primärwicklung des Übertragers 30 wird mit einer Spannung mit niedriger Amplitude und hoher Frequenz (bei spielsweise die doppelte bis 10-fache Frequenz der maximal ge nutzten Videofrequenz) beaufschlagt, so daß diese Frequenz der normalen vertikalen Ablenkfrequenz überlagert wird.With an electrostatically deflected television tube, additional electrodes are unnecessary. At least the first part of the deflector closest to the cathode is also suitable for the high-frequency deflection of an electrode beam 20 . A possible circuit design is shown in FIG. 7, in which the deflector 29 is connected via two secondary windings of a transformer 30 to the deflection circuit 31 , which has two vertical deflection amplifiers 32 . The outputs from the deflection amplifiers 32 are connected to ground via capacitors 33 for high frequencies. The secondary windings of the transformer 30 are connected in phase opposition to the deflection amplifiers 32 and the deflector 29 . The deflection amplifiers 32 are supplied in opposite phase sawtooth voltages with a rela tively high amplitude and low frequency (50 Hz). The only grounded primary winding of the transformer 30 is applied to a voltage with a low amplitude and high frequency (for example twice to 10 times the frequency of the maximum video frequency used), so that this frequency is superimposed on the normal vertical deflection frequency.

Dadurch wird erreicht, daß der Elektronenstrahl 20 auf dem Target 13 in vertikaler Richtung sehr schnell auf- und abbe wegt wird, so daß sich der Pfad des Elektrodenstrahles 20 pro Zeile verbreitert, so daß die einzelnen Zeilen ohne Abstand nebeneinander liegen. Dies ermöglicht also eine vollständige Abtastung des Targets 13, so daß zwischen den einzelnen Zeilen keine Ladungen mehr übrigbleiben.It is thereby achieved that the electron beam 20 on the target 13 very quickly erected in the vertical direction and is moved abbe, so that the path of the electrode beam 20 widens per line, so that the individual row without spacing adjacent to each other. This therefore enables the target 13 to be scanned completely, so that no more charges remain between the individual lines.

Zusätzlich bei allen diskutierten Verfahren zur Wobblung des Elektronenstrahles 20 ist zu beachten, daß Wobbelfrequenzen in den Videoverstärker der Fernsehkamera 5 übersprechen können. Obwohl die Übertragungsdämpfung für den verwendeten Frequenz bereich sicher sehr hoch ist, kann es trotzdem zu Störungen kommen. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, für beide Ver fahren Vorrichtungen zur Minimisierung des auf das Target über tragenen Wobbelsignales vorzusehen. Dazu muß die Amplituden symmetrie der beiden Wobbelelektroden zueinander einstellbar gehalten werden. Außerdem ist es vorteilhaft, die Phasenlage der Wobbelamplituden der beiden Elektroden 21 so lange gegen einander zu verstellen, bis zusammen mit der Amplitudenein stellung keinerlei Wobbeleinkopplung auf dem Target 13 bemerk bar ist.In addition, in all of the methods discussed for wobbling the electron beam 20 , it should be noted that wobble frequencies in the video amplifier of the television camera 5 can crosstalk. Although the transmission loss for the frequency range used is certainly very high, interference can still occur. For this reason it is proposed to provide devices for minimizing the wobble signals transmitted to the target for both processes. For this purpose, the amplitude symmetry of the two wobble electrodes must be kept adjustable. In addition, it is advantageous to adjust the phase position of the wobble amplitudes of the two electrodes 21 against one another until, together with the amplitude setting, no wobble coupling on the target 13 is noticeable.

Claims

1. TV camera with a television recording tube ( 9 ), which has a generation system ( 15 to 19 ) for an electron beam ( 20 ) and a target ( 13 ), with a deflection device ( 10 , 21 , 29 ) and deflection circuits ( 25 to 28 , 31 ), characterized in that the deflection device ( 10 , 21 , 29 ) is designed such that a superposition of the vertical deflection amplitude of the electron beam ( 20 ) with a high-frequency low deflection amplitude of the electron beam ( 20 ) takes place, so that that of the electron beam ( 20 ) on the target ( 13 ) path is broadened.

2. TV camera according to claim 1, characterized ge indicates that the high-frequency deflection amplitude a frequency in the range from double to 10 times the frequency of the maximum video frequency used.

3. TV camera with a magnetically deflected Fernsehauf recording tube ( 9 ) which has an electrode ( 18 ) on the glass bulb ( 12 ) of the television recording tube ( 9 ) evaporated metal according to claim 1 or 2, characterized in that in the electrode ( 18th ) Electrodes ( 21 ) are incorporated, to which a vertical deflection circuit ( 25 to 28 ) for generating the high-frequency deflection amplitude is connected.

4. TV camera according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrodes ( 21 ) have a large area and are connected by a narrow web ( 22 to 24 ) to the rest of the electrode ( 18 ).

5. TV camera according to claim 4, characterized by a long narrow web ( 23 ).

6. TV camera according to claim 4, characterized in that the web ( 24 ) is meandering.

7. TV camera according to claim 1 to 7, characterized in that on the outside of the glass bulb ( 12 ) of the television receiving tube ( 9 ) in the region of the electrode ( 21 ), another electrode ( 25 ) is applied, which with a circuit ( 26 ) for RF coupling is connected.

8. TV camera according to claim 1 or 2 with an electrostatically deflected television recording tube ( 9 ), characterized in that the vertical deflection circuit ( 31 ) is designed such that the normal Ver tikal deflection voltage is superimposed on a high-frequency voltage.