DE1937032A1 - Device for lighting up a light tube - Google Patents
Device for lighting up a light tubeInfo
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Description
21, Juli i960July 21, 1960
ELECTiIIG INDUSTRIAL CO.·, LTD. Osaka, JapanELECTiIIG INDUSTRIAL CO. ·, LTD. Osaka, Japan
Vorrichtung zuη Aufleuchtenlassen_einer_LeuchtröhreDevice to light up a fluorescent tube
Me Erfindung besieht sich auf eine Vorrichtung zum Auf-13U3r.tsiils ssen von Entladungslampen und insbesondere auf eine solche Vorrichtung dieser Art, 7/elche die gewähr für eine unverzüglicheMy invention relates to a device for on-13U3r.tsiils ssen of discharge lamps and in particular on such Device of this type, 7 / which guarantee an immediate
w ' - ■ 7 w '- ■ 7
&)' ti vie rung· und eine einfache Helligkeit ssteixerung einer Entladungs- &) 'Ti vie tion · and a simple brightness ssteixerung a discharge
leucj:tröhre bietet. ". J _leucj: tube offers. ". J _
Es sind bislang-verschiedene Systeme zur momentanen. "Aktivierung einer Entladungslampe, insbesondere, aber einer Entladungsleuchtröhre, entwickelt und der praktischen Verwendung zugeführt woidü:.. Alle diese bekannten Systeme erfordern jedoch zur Aktivierung einer dazugehörigen Leuchte eine- Zeitspanne von einigen Sekunden ois zu einigen hundert IsIi 111 Sekunden. Zirr Helligkeitsregulierung einer Entladungslampe der erv/ähnten Art hat man weiterhin eine An- . Ordnung vorgesehen, zu der ein Transistor oder eine Vi'erschichtschaltdiode gehört, doch haben diese Anordnungen den K'achteil, keine F.shr raschen Helligkeitsänderungen zu erlauben. Dies ist der Grund, vvesi-'lb 2.1s Lichtquelle für Sichteinrichtungen, untei" anderem auch far Rüklameanls-fj-en, keine Entladungslampen verwendet werden.There are so far-different systems to the current one. "Activation a discharge lamp, in particular, but a discharge tube, developed and put to practical use woidü: .. However, all these known systems require activation an associated luminaire a period of time from a few seconds to a few hundred isIi 111 seconds. Zirr brightness control a discharge lamp of the type mentioned is still available. Order provided to which a transistor or a four-layer switching diode heard, but these arrangements have the disadvantage, none F. to allow very rapid changes in brightness. This is the reason, vvesi-'lb 2.1s light source for viewing devices, among other things too Far Rüklameanls-fj-en, no discharge lamps are used.
Die Erfindung hat zur Hauptaufgabe, eine Vorrichtung zumThe main object of the invention is to provide a device for
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-Aufleuchtenlassen einer Entladungslampe zu schaffen, die geeignet _ 'ist:, deren Helligkeit intermittierend mit hoher- Geschwindigkeit zu steuern. : .-.-■■ : ; ; -To create lighting of a discharge lamp which is suitable: to control its brightness intermittently at high-speed. :.-.- ■■:; ;
V/eiterhin hat die Erfindung zur Aufgabe, eine Lichtu-iellenvorrichtung für große Sichteinrichtungen einschließlich von Rekla meanlagen im Freien zu: schaffen.Another object of the invention is to provide a lighting device for large viewing facilities including from Rekla outdoor facilities to: create.
Im Rahmen der Erfindung findet eine Entladungslampe 7erwendung, die eine negative Glühelektrode und zwei positive Elektroden aufweist, wobei zwischen der negativen Glühelektrode und der einen der positiven Elektroden ei.ne anomale Glimmentladung oder eine äußerst sanfte Entladung hervorgerufen wird, um so die gasförmige Füllung der Röhre in einem teilvei sen Joni sations5;ustand zu halten, was eine Verkürzung der Aktivierungszeit der Röhre "bis- -auf etwa, ".-■ einige iuikro Sekunden ermöglicht, so,daß die Aktivierung unverzüglich erfolgen kaunund weiterhin der Entlade strom oder die Leuchtdauer bei jeder Aktivierung der Röhre geregelt werden i:snii*: In the context of the invention, a discharge lamp is used which has a negative glow electrode and two positive electrodes, an abnormal glow discharge or an extremely gentle discharge being produced between the negative glow electrode and one of the positive electrodes, thus filling the tube with gaseous form to be kept in a partially white ionization state, which enables a shortening of the activation time of the tube "to - to about," - a few micro seconds so that the activation can take place immediately and the discharge current or the lighting time continues every time the tube is activated i: snii * :
Weitere Ziele, kerkmale und Torteile der Erfindung ergeben sich aus dem Zusammenhang dsr nachfolgenden eingehenden Beschrei bung in vrerbindung mit den beigegebenen Zeichnungen.: In .-.den Zeichnungen zeigen: ■ . ■ ■■.-..'"■ : ; . ". " "Other objects, kerkmale and gate members of the invention will become apparent from the following detailed connection dsr Descripti in v r Getting Connected with the accompanying drawings .: In .- show the drawings. ■. ■ ■■ .- .. '"■: ; .". ""
Figur 1 eine schematische Bar Stellung' des AuiT^aus einerden Erfindungsgedanken verkörpernden Anordnung^ .. . . 'Figure 1 is a schematic bar position 'of the AuiT ^ from one Arrangement embodying ideas of the invention ^ ... . '
Figur 2 eine graphische Darstellung dar im; Betrieb der ■;-Anordnung auftretenden Wellenformen?FIG. 2 is a graphical representation; Operation of the ■; arrangement occurring waveforms?
Figur 5- eine schemata sehe Darstellung einer Ausfuhrung s-'■ " form der Schaltaiaordnurig des erfindungsgemäßen Geräts;Figure 5- see a schematic representation of an embodiment s- '■ " form of Schaltaiaordnurig the device according to the invention;
Figur 4 eine graphische Darstellung der im Betrieb der in Figur 5 gezeigten Anordnung auftretenden 7/'e 11 enfornen;FIG. 4 shows a graphic representation of the operation of the in Figure 5 shown arrangement occurring 7 / 'e 11 enfornen;
Figur 5 eine scheinatische Darstellung einer anderen Aus-führungsform der Schaltanordnung des erfindungsg-emäßen Geräts;FIG. 5 shows a schematic representation of another embodiment the switching arrangement of the device according to the invention;
Figur6 eine graphische Darstellung der im Betrieb der . in Figur 5 gezeigten Anordnung auftretenden V/ellenformen;Figure 6 is a graphical representation of the operation of the. In the arrangement shown in FIG. 5, waveforms occurring;
■-. Figur 7 eine schematisehe Darstellung noch einer weite-■ -. Figure 7 is a schematic representation of yet another
009809/1Ö87009809 / 1Ö87
"ί'ϊ" V*"ί'ϊ" V *
, - 3 - ....■■" 1937Ü32, - 3 - .... ■■ "1937Ü32
ren Ausführungsform der Schaltanordnung des erfindungsgemäßen Gerät s i und .Ren embodiment of the switching arrangement of the invention Device s i and.
Figur 8 eine graphische Darstellung der im Betrieb derin Figur 7 gezeigten Anordnung auftretenden Wellenformen.FIG. 8 is a graphical representation of the in operation Figure 7 shown arrangement waveforms.
Es sei zunächst auf Figur 1 Bezug genommen, in der das. Aufbauprinzip des duroh die Erfindung geschaffenen Geräts veranschaulicht ist, wobei eine Entladungslampe 1, beispielsweise eine Fluoreszenzlampe, an dem einen Ende eine negative, spulenförmig ausgebildete Glühelektrode' 2- und an dem anderen Ende zwei positive Elektroden, nämlich e;Lne positive Hauptelektrode 3 und eine positive Hilfselektrode 4 aufweist. Derjnegativen Glühelektrode 2 der Leuchtröhre 1 wird aus einer Stromquelle 5 ein Heizstrom zugeführt, und außerdem wird der negativen Glühelektrode 2 und der positiven Hilf s-» elektrode 4 auch eine Gleichspannung aufgedrückt, um zwischen die*- sen beiden Elektroden eine anomale Glimmentladung hervorzurufen. Zusätzlich wird aus der Stromquelle 5 über eine Helligkeitsmodulationsschaltung 6 der negativen Glühelektrode 2 und der positiven* Hauptelektrode J eine Gleichspannung aufgedrückt, um zwischen diesen Elektroden 2 und 3 eine Bogenentladung zu erzeugen. Die Helligkeitsmodulätionsschaltung 6 "bewirkt unter Ansprechen auf ein über einen Anschluß 7 züge führte s Signal ein Rückstellen der Leuchtröhre 1: und dient gleichfalls auch zum Anschalten der Leuchtröhre und zur Helligkeitssteuerung unter Ansprechen auf ein Signal aus einem Anschluß 8. . -.--.." Reference is first made to Figure 1, in which the. Construction principle of the device created by the invention illustrated is, wherein a discharge lamp 1, for example a Fluorescent lamp, at one end a negative, coil-shaped formed glow electrode '2- and at the other end two positive Electrodes, namely e; Lne positive main electrode 3 and a positive one Has auxiliary electrode 4. The negative glow electrode 2 of the arc tube 1, a heating current is supplied from a current source 5, and in addition, the negative glow electrode 2 and the positive auxiliary s- » Electrode 4 a DC voltage is also applied in order to switch between the * - cause an abnormal glow discharge with both electrodes. In addition, a brightness modulation circuit is used from the current source 5 6 a DC voltage is applied to the negative glow electrode 2 and the positive * main electrode J in order to generate an arc discharge between these electrodes 2 and 3. The brightness modulation circuit 6 "causes responding to an about a connection 7 trains led s signal to reset the fluorescent tube 1: and also serves to switch on the fluorescent tube and to control the brightness in response to a signal from a terminal 8.. -.-- .. "
Die Betätigung des Geräts mit dem obenbeschriebenen Aufbau soll· anhand der Figur 2. erläutert werden« Den Anschlüssen 7 und 8 der Helligkeitsmodulationsschaltung 6 wird einEingangssignal a beziehung-sweise ein Eingangssignal b aufgedrückt. Das Signal a wird erhalten durch Verschieben eines Signals c auf der Basis einer vorbestimmten Amplitude, wobei dieses Signal c durch Abtasten des Horizön-talsynciironimpulsea, eines Videosignals ν nach Verstreichen einer Zeit ti erhalten ist. Das Signal b wird dem Eingangsanschluß 8 der Helligkeitsaodulatiottsschaltung 6 aufgedrückt, bevor das-Signal a dem.Anschluß 7 aufgedruckt wird. Bei dem Signal h handelt es sich um eine V/elle.ifojai mit einer vorbestimmten Impulsbreite W zu einem .-■-The operation of the device with the structure described above is to be explained with reference to FIG. 2. An input signal a or an input signal b is impressed on the connections 7 and 8 of the brightness modulation circuit 6. The signal a is obtained by shifting a signal c on the basis of a predetermined amplitude, this signal c being obtained by sampling the horizontal synchronization pulse a, a video signal ν after a lapse of a time ti. The signal b is applied to the input terminal 8 of the brightness module circuit 6 before the signal a dem.Anschluss 7 is printed. The signal h is a V / elle.ifojai with a predetermined pulse width W to a .- ■ -
Zeitpunkttime
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Zeitpunkt (ti-- W) nach dem Erlöschen des Horizontalsynchronimpülses. Die Entladungslampe 1 wird beim Eingehen des Signals b at geschaltet und beim Eingehen des Signals a angeschaltet, und ihre Helligkeit wird durch die Höhe oder Breite der Welle des Signals a gesteuert« ' '"-" Time (ti-- W) after the horizontal sync pulse has expired. The discharge lamp 1 is switched on when the signal b at is received and switched on when the signal a comes in, and its brightness is controlled by the height or width of the wave of the signal a «''" - "
Vor dem Anschalten der Leuchtröhre 1 wird unter dem Einfluß der aus der Stromquelle 5 angelegten Gleichspannung über die negative Glühelektrode 2 und die positive Hilfselektrode 4 eine anomale Glimmentladung hervorgerufen, um so die gasförmige Füllung der Rohre in einem teilweise ionisierten Zustand zu halten. Beim Aufdrücken des Signals a über die negative Glühelektrode 1 und die positive Hauptelektrode J wird unter diesen Bedingungen mit einer f Verzögerung von nur einigen MikroSekunden oder weniger eine Bogenentladung erzeugt und die Entladungslampe 1 wird somit momentan angeschaltet« Bei einem der Anordnung der Figur 1 zugeführten Signal muß es sich nicht notwendigerweise um ein Videosignal ν handeln, sondern es kann dies auch ein Signal mit großem Wiederholungszyklus sein* ■;■'.- -" : ::. " : ■ .-' Before the fluorescent tube 1 is switched on, an abnormal glow discharge is produced under the influence of the direct voltage applied from the power source 5 via the negative glow electrode 2 and the positive auxiliary electrode 4 in order to keep the gaseous filling of the tubes in a partially ionized state. When pressing of the signal a on the negative glow electrode 1 and the positive main electrode J is generated under these conditions with a f delay of only a few microseconds or less, an arc discharge and the discharge lamp 1 is therefore currently turned "If the arrangement of Figure 1 supplied signal it must not necessarily ν be a video signal, but this can also be a signal with a large repeat cycle be * ■; ■ '.- - ":::." ■ .-'
Eine praktische Ausführungsform der Schaltanordnung des Geräts ist in Figur J gezeigt und dient zur Aüfleuchtsteuerung einer Leuchtröhre. In der Darstellung der Figur 5 ist mit der Bezugszahl 11 eine Fluoreszenzlampe von ähnlichem Aufbau wie dem der in Figur gezeigten bezeichnet, die eine spulenförmig ausgebildete negative Glühelektrode 12, eine positive Hauptelektrode IJ und eine positive Hilfselektrode I4 aufweist. Zwischen die negative Glühelektrode 12 , und die positive Hilfselektrode I4 sind in Reihenschaltung ein Hilfsentladungs-Stabilisierwiderstand 15 und eine Gleichstromquelle für die Hilfeentladung gelegt. Andererseits sind zwischen die negative Glühelektrode 12 und die positive Hauptelektrode 13 ebenfalls in Reihenschaltung ein Röhrenstrororegel?;iderstand 18, ein IJnidirel-tional-Thyristor I9 , so beispielsweise eine Vierschicht.schaltdiode mit einer Steuerelektrode, ein Schalttransistor 20 und eine Gleichstromquelle 21 gelegt, wobei diese Schaltmittel einen Hauptentladungskreis bilden. Ein Impulsgenerator 22 ist zwischen die Steuerelektrode und die Katode der Vierschi eh ^schaltdiode 15 gelegt, um das Erregen der Vierschichtschaltdiode zu steuern. Zum ErregenA practical embodiment of the switching arrangement of the device is shown in Figure J and is used for Aüfleuchtsteuer a Fluorescent tube. In the illustration of FIG. 5, the reference number 11 shows a fluorescent lamp of a construction similar to that in FIG denotes a coil-shaped negative glow electrode 12, a positive main electrode IJ and a positive Having auxiliary electrode I4. Between the negative glow electrode 12 , and the auxiliary positive electrode I4 are connected in series Auxiliary discharge stabilizing resistor 15 and a DC power source laid for the relief discharge. On the other hand, there are also between the negative glow electrode 12 and the positive main electrode 13 A tube current control in series connection?; resistor 18, an Inidirel-tional thyristor I9, for example a four-layer switching diode placed with a control electrode, a switching transistor 20 and a direct current source 21, these switching means having a main discharge circuit form. A pulse generator 22 is placed between the control electrode and the cathode of the four-layer switching diode 15, to control the energization of the four-layer switching diode. To excite
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und Aberregen des Schalttransistors 20 ist ein Steuersignalgenerator 23 vorgesehen. Mit der Bezugszahl 24 ist eine Gleichstromquelle sum Aufheizen der negativen Glühelektrode 1-2 der Leuchtröhre 11 "bezeichnet. and de-energizing the switching transistor 20 is a control signal generator 23 provided. Reference numeral 24 denotes a DC power source sum heating of the negative glow electrode 1-2 of the fluorescent tube 11 "denotes.
Bei der obenbeschriebenen Anordnung wird unter dem Einfluß einer aus der Gleichstromquelle 16 herrührendem Spannung über die negative Glühelektrode 12 und die positive Hilfselektrode I4 der Leuchtröhre 11 im voraus eine gemäßigte Hilfsentladung (anomale Glimmentladung) erzeugt. Der Entladungsstrom wird in diesem Fall durch den Hilfsentladungs-Stabilisierwiderstand 15 gesteuert. Der Hilfsentladungs-Stabilisierwiderstand-15 hat einen so hohen.Widerstandswert, daß der negativen Glühelektrode 12 und der positiven Hilfselektrode 14 nur eine vorbe.stimmte Spannung aufgedrückt werden kann. Die Quecksilberdampffüllung der Leuchtröhre 11 wird durch die über die positive Hilfselektrode I4 und die negative Glühelektrode 12 hervorgerufene gemäßigte Hilfsentladung in einen Zustand teilweiser Ionisierung überführt. In diesem Zustand wird nun der Schalttransistor 20 durch den Steuersignalgenerator 25 erregt, und sodann wird die Vierschichtschaltdinde I9 durch den Steuerimpulsgenerator 22 erregt, worauf ein Teilbetrag der Spannung der Gleichstromquelle 21 der positiven Hauptelektrode 13 und der negativen Glühelektrode 12 der Leuchtröhre 11 aufgedrückt wird^ Da in der Röhrenfüllung der Leuchtröhre 11 ionisierte Atomö und Elektronen vorhanden sind, kommt es hierbei unverzüglich zu einer Bogenentladung zwischen den Elektroden 12 und IJ, und die Leuchtröhre 11 wird also angeschaltet-V Die Helligkeit .der Leuchtröhre 11 kann durch eine Steuerung des Entladungsstroms durch Einstellen des RegelwiderStandes 18 verändert v/erden.With the arrangement described above, is under the influence a voltage originating from the direct current source 16 across the negative glow electrode 12 and the positive auxiliary electrode I4 of the fluorescent tube 11 in advance a moderate auxiliary discharge (abnormal Glow discharge) generated. The discharge current is controlled by the auxiliary discharge stabilizing resistor 15 in this case. Of the Auxiliary discharge stabilizing resistor-15 has such a high resistance value, that the negative glow electrode 12 and the positive auxiliary electrode 14 only a vorbe.stimmte voltage are impressed can. The mercury vapor filling of the arc tube 11 is through the via the positive auxiliary electrode I4 and the negative glow electrode 12 induced moderate auxiliary discharge into a state of partial Ionization transferred. The switching transistor is now in this state 20 excited by the control signal generator 25, and then the four-shift switchdinde I9 is controlled by the control pulse generator 22 energized, whereupon a partial amount of the voltage of the direct current source 21 of the positive main electrode 13 and the negative glow electrode 12 of the fluorescent tube 11 is pressed ^ As in the tube filling of the Light tube 11 ionized atoms and electrons are present This immediately leads to an arc discharge between the electrodes 12 and IJ, and the fluorescent tube 11 is switched on-V Die Brightness .the fluorescent tube 11 can be controlled by controlling the discharge current changed by setting the control resistor 18 v / earth.
Wird die Zuführung des Steuersignals zu dem Schalttransistor 20 bei angeschalteter Leuchtröhre 11 für kurze Zeit unterbrochen, so -wird die an der Anode und der Katode der Vierschichtsohaltdiode 19 anliegende Spannung Null, so daß die Vierschichtschaltdiode 19 ihr Ausschaltvermögen wiedererlangt, und der Zustand der Unterbrechung der Steuersignalzuführung wird auch dann im Sinne eines Abschaltens der Leuchtröhre 11 aufrechterhalten, wenn der Schalttransistor 20 danach erregt wird. Die Vierschichtschaltdiode 19 und If the supply of the control signal to the switching transistor 20 is interrupted for a short time with the fluorescent tube 11 switched on, so -will the at the anode and the cathode of the four-layer solenoid diode 19 applied voltage zero, so that the four-layer switching diode 19 regained its breaking capacity, and the state of the interruption the control signal supply is then also in the sense of a Turning off the fluorescent tube 11 maintained when the switching transistor 20 is then energized. The four-layer switching diode 19 and
ebenso - as well -
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BADBATH
ebenso die Leuchtröhre 11 werden wi.eder angeschaltet, sobald der Vierschichtschaltdiode von dem Steuerimpulsgenerator--22 der Steuerimpuls zugeführt wird. ■ 'likewise the fluorescent tube 11 are switched on as soon as the Four-layer switching diode from the control pulse generator - 22 the control pulse is fed. ■ '
Wie in Figur 4 gezeigt wird, schneidet der Impulsgenerator 22 für die Vierschichtschaltdiode 19 die Amplitudenspitzen eines Videosignals ν in einer vorbestimmten Amplitude E = S ab und tastet das Signal mit einer Verzögerung ti gegenüber dem..Horizontal synch ronimpuls H.ab, wobei die Abtastwellenform in Figur 4 bei a gezeigt ist. Bei b ist in Figur 4 die Wellenform des durch den Steuer-signalgenerator 23 erzeugten Impulses wiedergegeben. Der von der positiven Hauptelektrode 13 zur negativen Glühelektrode 12 der Leuchtröhre.11 fließende Strom wird daher durch das Signal c unterbrochen, wie dies in Figur 4 "bei d gezeigt ist, und durch das Signal a wiederherge stellt. Falls auf das Signal b kein Signal a folgt, so fließt kein Strom durch die Leuchtröhre 11 und diese bleibt daher abgeschaltet. - . .As shown in Figure 4, the pulse generator intersects 22 for the four-layer switching diode 19, the amplitude peaks of a Video signal ν in a predetermined amplitude E = S and samples the signal with a delay ti compared to the .. Horizontal synch ronimpuls H.ab, the sampling waveform shown in Figure 4 at a is. At b in Figure 4 is the waveform of the by the control signal generator 23 generated pulse reproduced. The one from the positive main electrode 13 to the negative glow electrode 12 of the Fluorescent tube. 11 current flowing is therefore interrupted by the signal c, as shown in Figure 4 "at d, and by the signal a restored. If the signal b is not followed by a signal a, so no current flows through the fluorescent tube 11 and this therefore remains switched off. -. .
In dieser V/eise kann die Leuchtröhre 11 in Intervallen von einigen zehn l.iikro Sekunden bis zu einigen hundert Ivlikro Sekunden an- und ausgeschaltet warden, indem man eine ständige anomale Glimmentladung unterhalt, und es ist für das menschliche Auge gänzlich: unmöglich, etwa ein Flackern der Leuchtröhre.festzustellen.In this way, the fluorescent tube 11 can be at intervals from a few tens of 1 micro seconds to a few hundred 1 micro seconds switched on and off by creating a constant abnormal glow discharge entertain, and it is entirely to the human eye: impossible to detect a flickering of the fluorescent tube.
Faßt man mindestens drei Leuchtröhren; mit dem beschriebe-neη Aufbau, die ein buntfarbiges Licht der Farben Egt, Grün, Slau beziehungsweise Weiß erzeugen, zu einer Einheit zusammen, so kann eine Vielfalt chromatischer Lichteffekte in unterschiedlichen Farben erzeugt-werden, indem man diese Leuchtröhren selektiv an- und abschaltet und die von den einzelnen Leuchtröhren erzeugten Farblichter unter Zuhilfenahme eines licht streuenden Reflektors miteinander misahtvSs" kann ferner eine Vielzahl solcher Einheiten au einem Sichtgerät zusammengestellt werden, bei dem ein auf einer Bildfläche erscheinendes Bild verändert werden kann, ohne daß der Betrachter den Eindruck eines Flackerns der Lichtquellen oder einer Unstetigkeit der von der Bildfläche ausgehenden Lichteindrücke hätte. Es bedarf im übrigen für den Fachmann keiner Erwähnung, daß anstelle des Schalttransistors 20 und des Steuersignalgenerators'23 auch andere schnellarbeitende Schaltmittel vorgesehen sein könr.en.If you hold at least three fluorescent tubes; with the descriptive neη Structure that emits a brightly colored light of the colors Egt, Green, Slau or produce white, together to form a unity, so can A variety of chromatic light effects in different colors can be generated by switching these fluorescent tubes selectively on and off and the colored lights generated by the individual fluorescent tubes with the help of a light-scattering reflector MisahtvSs "can also contain a large number of such units on one Viewing device can be put together, in which one on a picture surface appearing image can be changed without the viewer having the impression of a flickering of the light sources or a discontinuity that would have light impressions emanating from the picture surface. In addition, it does not need to be mentioned by the person skilled in the art that instead of the Switching transistor 20 and the control signal generator 23 also others high-speed switching means can be provided.
'-' ' ''-' '' ■..■■■'■ . . Pas ■ .. ■■■ '■. . Pas
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Das durch die Erfindung geschaffene Gerät ermöglicht -ein Aufleuchtenlassen einer !leuchtröhre in äußerst rascher !Folge, was "bislang nicht möglich war, wobei zudem in sehr einfacher Weise erreicht wird, daß der Torgang des Ein- und Ausschaltens des Lichts der menschlichen Sinneswahrnehmung verborgen bleibt. Bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Geräts als Lichtquelle für eine Sichteinrichtung, in der eine große Zahl von Einsellichtquellen zusammengefaßt ist, zu denen jeweils eine ein rotes, grünes, "blaues chromatisches oder weißes Licht aussendende Leuchtröhre gehört, ist es daher möglich, dem Betrachter die gewünschten Lichteindrücke zu vermi tteln. '" ■ The device created by the invention enables a fluorescent tube to light up in extremely rapid succession, which "was not previously possible, and it is also achieved in a very simple manner that the doorway of switching the light on and off remains hidden from human sensory perception When using the device according to the invention as a light source for a viewing device in which a large number of single light sources is combined, each of which includes a fluorescent tube emitting a red, green, "blue chromatic or white light", it is therefore possible to the viewer the to convey the desired light impressions. '"■
Eine andere Ausführungsform der Schaltanordnung des erfindungsgemäßen Geräts ist in Figur 5 dargestellt, wobei in diesem-Falle vorgesehen ist, daß man sich zu einer antermittierenden und mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Helligkeitssteuerung einer dazugehörigen Leuchtröhre der Methode der Amplitudenmodulation bedient. In Figur 5 ist mi-t der Bezugszahl Jl eine Leuchtröhre he--.' zeichnet, die eine negative Glühelektrode 32» eine positive Hauptelektrode 35 und eine positive Hilfselektrode 34 aufweist; mit den Bezugszahlen 35 und J6 sind Transistoren zur Stromverstärkung einer Wellenform bezeichnet, bei der es eich um einen Eingang für die Leuchtröhre 31 handelt und die durch Impülsamplitudenmodulation moduliert worden ist; die Bezugszahl 37 bezeichnet eine Diode, welche die modulierte Wellenform durchläßt, jedoch verhindert, daß beim Entladen eines Kondensators der Entladungsetrom dieses Kondensators nach der Signalseite fließt; mit de.r Bezugszahl 3B ist ein Kondensator aum Halten eines durch Impulsamplitudenmodulation modulierten Eingangssignals a bezeichnet; Mt der Bezugszahl 39 eine Vierschichtschaltdiqde zum zwangsläufigen Entladen des Kondensators 38·, mit den Bezu^saahlen 40 und 4I ein Kondensator beziehungsweise eiii Widerstand zum Triggern der Steuerelektrode der Vierschichtschal tdiode 39ϊ und mit der Bezug-szähr 42 ein. Widerstand* Die im obigen erwähnten Bauelemente 35 bis 42 stellen einen Helligkeit«- modulator für die Leuchtröhre 31 dar. Mit der Bezugszahl 44 ist ein Regelwiderstand teseichnet, der zum Einstellen des die Leuchtröhre 3.1 durchfließenden Stroms dient, mit der Bezugszahl 45 eine Gleichstromquelle Another embodiment of the switching arrangement of the device according to the invention is shown in FIG. 5, in which case it is provided that the amplitude modulation method is used for an antermitting and high-speed brightness control of an associated fluorescent tube. In Figure 5, with the reference number Jl is a fluorescent tube he--. ' draws which has a negative glow electrode 32 »a positive main electrode 35 and a positive auxiliary electrode 34; denoted by reference numerals 35 and J6 are transistors for amplifying the current of a waveform which is an input for the fluorescent tube 31 and which has been modulated by pulse amplitude modulation; reference numeral 37 denotes a diode which transmits the modulated waveform but prevents, when a capacitor is discharged, the discharge current of that capacitor from flowing to the signal side; with de.r reference numeral 3B denotes a capacitor aum holding an input signal a modulated by pulse amplitude modulation; With the reference number 39 a four-layer switching diode for the unavoidable discharge of the capacitor 38, with the numbers 40 and 4I a capacitor or a resistor for triggering the control electrode of the four-layer switching diode 39ϊ and with the reference number 42 on. Resistance * The components 35 to 42 mentioned above represent a brightness modulator for the fluorescent tube 31. The reference number 44 is a control resistor which is used to set the current flowing through the fluorescent tube 3.1, and the reference number 45 is a direct current source
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stromquelle hoher Spannung zum Aufdrücken einer Spannung über die positive HilfselektrodV 34 und die negative Glühelektrode 32 der Leuchtröhre 31 auf dem Wege über einen Widerstand 46 von hohem Wi de rs tandswert, mit der Bezugszahl 47 eine Heizlei stungBquelle für. "die negative Glühelektrode 32 und mit der Bezugszahl 49 eine Hauptgleichstromquelle, aus welcher der Leuchtröhre 31 über den Helligkeit smodulator 43 Strom zugeführt wird* Die Bezugszahl 48 bezeichnet eine Videosignaleingangsschaltung zum Aufdrücken eines Videosignals über einen Anschluß 49 des Helligkeitsmodulators 43» ■ -high voltage power source for impressing a voltage across the positive auxiliary electrode 34 and the negative glow electrode 32 of Fluorescent tube 31 on the way across a resistor 46 of high Resistance value, with the reference number 47 a heating power source for. "the negative glow electrode 32 and with the reference number 49 a main direct current source, from which the fluorescent tube 31 is supplied with electricity via the brightness modulator 43 * The reference number 48 denotes a video signal input circuit for impressing a video signal via a connection 49 of the brightness modulator 43 »■ -
Die Betriebsweise der Anordnung mit dem obenbeschriebenen Aufbau ist die folgendes Es wird voraufgehend in der Leuchtröhre 31 durch Aufdrücken einer .hohen Spannung.auf die.positive Hilfselektrode 34 aus der zur Erzeugung einer hohen Spannung geeigneten Span-nungsquelle 45 über den Widerstand 46 zunächst eine Hilfsentladung hervorgerufen, während auf die negative Glühelektrode 32 aus der Hei-zleistungsquelle 47 eine Heizspannung aufgedrückt.wird. Wird dem Eingangsanschluß 49 des Helligkeitsmodulators 43 ein durch. Impulsamplitudenmodulation modulierter Ausgang der Videosignaleingangs- » schaltung 48 aufgedrückt, so wird der Signaleingang über die Diode 37 in dem Kondensator 38 gespeichert. Beim unterbrechen des dem An-Schluß 49 zugeführten Signals beginnt der Kondensator JS seine gespeicherte Stromleistung zu entladen, doch da der Widerstandswert der Diode 37, der Vierschichtschaltdiode 39, der Transistoren 35 und 36 und der Leuchtröhre 31 hoch ist, wird die Eingangssignalleistung in dem Kondensator 38 festgehalten. Der Steuerelektrode der Vierpohiclxtschaltdiode 39 wird durch die aus dem Kondensator 40 und dem Widerstand 4I bestehende Triggerschaltung mit einer Verzögerung gegenüber dem vorerwähnten Eingängesignal ein Steuersignal zugeführt, worauf-die Vierschichtschaltdiode 39 angeschaltet und die in dem Kondensator 38 festgehaltene Eingangssignalleistung zur Gänze entladen wird.' .The operation of the arrangement with that described above The structure is as follows by applying a high voltage to the positive auxiliary electrode 34 from the voltage source suitable for generating a high voltage 45 initially caused an auxiliary discharge via the resistor 46, while the negative glow electrode 32 from the Heating power source 47 a heating voltage is applied. Will the Input terminal 49 of the brightness modulator 43 through. Pulse amplitude modulation modulated output of the video signal input » circuit 48 is pressed, the signal input is via the diode 37 stored in the capacitor 38. When interrupting the connection 49 applied signal, the capacitor JS begins its stored To discharge current power, but since the resistance value of the diode 37, the four-layer switching diode 39, the transistors 35 and 36 and the arc tube 31 is high, the input signal power becomes held in the capacitor 38. The control electrode of the Vierpohiclxtschaltdiode 39 is made by the capacitor 40 and the resistor 4I existing trigger circuit with a delay a control signal is supplied to the aforementioned input signal, whereupon the four-layer switching diode 39 is switched on and the in the input signal power captured by the capacitor 38 in its entirety is discharged. ' .
- Die Transistoren 35 und 36 bilden mit'dem Widerstand 42The transistors 35 and 36 form with the resistor 42
eine Verstärkerschaltung zum Verstärken des Eingangssignals durch Stromverstärkung, fird der Steuerelektrode der Vierschioh tschalt- / diode 39 kein Steuersignal zugeführt, so fließt durch die Leucht-an amplifier circuit for amplifying the input signal Current amplification, fird of the control electrode of the four-layer switching / diode 39 no control signal is supplied, so flows through the light
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röhre 31 ein durch, den Helligkeitsstellwiderstand 44 regulierter Strom, so daß es in der Leuchtröhre zwischen der positiven Hauptelektrode 33 und der negativen Glühelektrode 32 zu einer Bogenent-: ladung kommt und "die Leuchtröhre somit angeschaltet wird.a tube 31 by the brightness variable resistor 44 of regulated current so that it in the arc tube between the main positive electrode 33 and the negative glow electrode 32 to a Bogenent-: charge comes and "the arc tube is thus turned on.
Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, dauert die .-Hauptentladung zwischen der positiven Hauptelektrode 33 und der negativen Glühelektrode 32 an, sofern der Steuerelektrode der Tierschi chtschaltdiode kein Steuersignal zugeführt wird, und die Leuchtröhre 31 strahlt ein helles Licht aus. Die Hilfsentladung bleibt während dieser Zeitspanne natürlich aufrechterhalten.As can be seen from the above, the main discharge lasts between the positive main electrode 33 and the negative glow electrode 32, provided that the control electrode of the Tierschi chtschaltdiode no control signal is fed, and the fluorescent tube 31 emits a bright light. The auxiliary discharge remains during this period of time is of course maintained.
Wird nun das Steuersignal zugeführt, so ändert sich der Betriebszustand der Leuchtröhre Jl von dem einer Bogenentladung zu dem einer Glimmentladung, wobei im wesentlichen kein Strom die Rohre durchfließt und diese daher dunkel wird.If the control signal is now supplied, the changes Operating state of the fluorescent tube Jl from that of an arc discharge that of a glow discharge with essentially no current flowing through the tubes flows through and it therefore becomes dark.
Die beim Betrieb der vorbeschriebenen Schaltung auftretenden Vfellenformen sollen anhand der Figur 6 erläutert werden. In der Darstellung der Figur 6 ist mit dem Bezugszeichen a das Eingangssignal bezeichnet,- also der Ausgang der Videosignal eingangsschaltung 43. Wird dem Helligkeitsmodulator eine pulsamplitudenmojiulierte Wellenform mit einer Impulswiederholungszeit T, einer Impulsbreite .' t und einer Amplitude -r V zugeführt, so wird dem Kondensator 38The ones that occur when operating the circuit described above Wave shapes are to be explained with reference to FIG. In the Representation in FIG. 6 is the input signal with the reference character a - the output of the video signal input circuit 43. If the brightness modulator is a pulse amplitude modulated Waveform with a pulse repetition time T, a pulse width. ' t and an amplitude -r V, the capacitor 38
X 1 " ■" " X 1 "■""
eine Spannung der Amplitude -^ Y ausgedruckt und darin festgehalten, bis vom Zeitpunkt der Zuführung· des Eingangssignals a eine Zeit-spaane j_T-(t+t )] verstrichen ist, worauf die Entladung durch den Steuerimpuls erfolgt. Das Steuersignal b wird zu einem Zeitpunkt [T-(t+t )] nach dem "Zeitpunkt des-Anstiegs des Eingangssignals a zugeführt und stellt sich als ein Signal mit einer Impulsbreite ta voltage of amplitude - ^ Y is printed out and held there until a time span j_T- (t + t)] has elapsed from the point in time when the input signal a is supplied, whereupon the control pulse discharges. The control signal b is supplied at a point of time [T- (t + t)] after the "point of time of the rise of the input signal a and turns out to be a signal having a pulse width t
und einer Vliederholungszeit T dar. In diesem i'all fließt durch die ^ Leuchtröhre 3I von dem Emitter des Transistors 36 ein Strom i. and a repetition time T. In this i'all flows through the ^ Fluorescent tube 3I from the emitter of transistor 36 a current i.
Sodann wird das Eingangssignal a "mit einer Impulsbreite Y de.'-i Helligkeitsmodulator zugeführt, worauf sich zwischen den Anschlüssen des Haltekondensators 3_8 eine Spannung V aufbaut und der Ausgangsstrom des Transistors 36 die Größe 2i annimmt. In der vorbeschriebenen, Weise fließt der Ausgangsstrom des Helligkeitsmodula-., tors 43 proportional der Impulsgröße des Eingangssignals a, und derThen the input signal becomes a "with a pulse width of Y de .'- i brightness modulator supplied, whereupon between the connections of the holding capacitor 3_8 builds up a voltage V and the output current of the transistor 36 assumes the size 2i. In the above, Way, the output current of the brightness module flows., gate 43 proportional to the pulse size of the input signal a, and the
StromflußCurrent flow
009809/1067 - : >-009809/1067 -:> -
Stromfluß zwischen der positiven Hauptelektrode 33 und der negativen Glühe'lektrode 32 der Leuchtröhre 31 tritt jedesmal dann auf, wenn -.., die Leuchtröhre aus dem Betriebszustand der Hilfsentladung in den -; der Hauptentladung übergeht. .Verwendet man einen Impuls der Zeitdauer t als Horizontal Synchronsignal eines Videosignals, so kann das Videosignal auch als Eingangssignal benutzt werden.Current flow between the positive main electrode 33 and the negative Glühe'lektrode 32 of the fluorescent tube 31 occurs every time - .., the fluorescent tube from the operating state of the auxiliary discharge into the -; the main discharge passes. .Using a pulse of duration t as a horizontal sync signal of a video signal, so can the video signal can also be used as an input signal.
Wie aus den obigen Erläuterungen zu entnehmen ist, läßt sich die Helligkeitssteuerung einer Leuchtröhre mittels des Eingangssignals, einer sogenannten Impulsamplitudenmodulationswelle mit variabler Amplitude, und des der Steuerelektrode der Vierschichtschaltdiode aufgedrückten Steuersignals b bewerkstelligen. Da zuvor in der Leuchtröhre die Hilf sentladung hervorgerufen 7/ird, sind weiterhin die: Vorteile zu verbuchen, daß die Steuerelektrode in : As can be seen from the above explanations, the brightness control of a fluorescent tube can be accomplished by means of the input signal, a so-called pulse amplitude modulation wave with variable amplitude, and the control signal b impressed on the control electrode of the four-layer switching diode. Since the auxiliary discharge was previously caused in the fluorescent tube, the following advantages are still to be booked that the control electrode is in :
rascher Folge durch das Eingangssignal a und das Steuersignal b gesteuert werden kann und daß der Röhrenstrom duroh. den Jiegelwiderstand'44 in seiner relativen Stäi-ke gesteuert-werden kann. - rapid sequence can be controlled by the input signal a and the control signal b and that the tube current duroh. the Jiegelwiderstand'44 i n its relative Stäi-ke-can be controlled. -
Figur 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Sehaltanordnung des erfindungsgemäßen Geräts,; deren Aufbau ein solcher ist daß nicht, wie. im obigen beschrieben, der v/ert des Entladungsstroms gesteuert wird, sondern daß die Zeitdauer der Entladung gesteuert v/ird. In Figur 7 sind mit den Bezugszahlen 51 und 52 Eingangsanschlüsse bezeichnet, während die Bezugszahl 53 eine Diode bezeichnet, die katodenseitig mit einer Zeitkonstantenschaltung zur Erzeugung einer Dreieckwelle und mit der Basis eines Äinitterfolgertran- ' sistors 56 verbunden ist, wobei diese Zeitkonstantenachaltung aus einem Kondensator 54 und einem Widerstand 55 besteht. Ein Regelwider stand 57 liegt an der Emitterseite: des Transistors 5.6. und dient zur Steuerung des Verstärkungsgrades des Transistors, und ein Gleitstück des Regelwider stände s ist mit der Basisseite eines Transistors 59 verbunden. Emitterseitig ist der Transistor 59 mit "einem Widerstand 60 verbunden, während an seiner Kollektorseite eine Yfellenformerschaltung und die Basis eines Emitterfolgertransistors 63 liegen, wobei die Wellenformerschaltung aus einem Widerstand 6l und einer Zenerdiode 62 besteht. An die Emitterseite des Transistors 6j> sind ein Widerstand 64 und die Basis eines zurSteuerung"der Leuchtröhre dienenden Transistors 65 angeschlossen. Die 3ezu;g3t,ahlen 66 undFIG. 7 shows yet another embodiment of the holding arrangement of the device according to the invention; whose structure is such that not how. described in the above, the value of the discharge current is controlled, but that the duration of the discharge is controlled. In Figure 7, the reference numerals 51 and 52 designate input connections, while the reference number 53 designates a diode, which is connected on the cathode side to a time constant circuit for generating a triangular wave and to the base of an average follower transistor 56, this time constant circuit from a capacitor 54 and a resistor 55 consists. A rheostat was 57 on the emitter side: the transistor 5.6. and is used to control the gain of the transistor, and a slider of the regulating resistor s is connected to the base side of a transistor 59. The emitter side of the transistor 59 is connected to "a resistance 60, while a Yfellenformerschaltung and the base of an emitter follower transistor be due to its collector side 63, wherein the waveform shaping circuit of a resistor 6l and a Zener diode 62 is formed. On the emitter side of the transistor 6y> are a resistor 64 and the base of a transistor 65 used to control the arc tube. The 3ezu; g3t, ahlen 66 and
■ bezeichnen ■ mark
009809/106 7 .;009809/106 7th;
BADBATH
bezeichnen Stromquellen zum Erregen der Transistoren 56, 59 und 63. Die Yerbindungsleitung zwischen den Stromquellen 66 und 67 ist geerdet. An die Emitterseite des Transistors 65 ist ein Widerstand 68 angeschlossen und an seine Kollektorseite ist die positive Haupt-" elektrode einer Leuchtröhre 69 gelegt. Die Leuchtröhre 69 hat den gleichen Aufbau, wie er sohon weiter oben beschrieben wurde. Die Bezugszahl 70. bezeichnet einen Widerstand, über den der positiven Hilfselektrode der Leuchtröhre aus einer TorSpannungsquelle 71 eine Spannung aufgedrückt wird, die Bezugszahl 72 bezeichnet eine Heizleistungsquelle für die Leuchtröhre 69 und die Bezugszahl 73 eine Stromquelle für den Transistor 65 zur Stromzuführung zu der Leuchtröhre 69. denote current sources for exciting the transistors 56, 59 and 63. The connection line between power sources 66 and 67 is grounded. A resistor 68 is attached to the emitter side of transistor 65 connected and on its collector side is the positive main " electrode of a fluorescent tube 69 placed. The fluorescent tube 69 has the same structure as described above. Reference numeral 70. denotes a resistor across which the positive Auxiliary electrode of the fluorescent tube from a gate voltage source 71 a Voltage is impressed, reference numeral 72 denotes a heating power source for the arc tube 69 and reference numeral 73 a Current source for the transistor 65 for supplying current to the fluorescent tube 69.
Die Betriebsweise der Anordnung mit dem im obigen beschriebenen Aufbau soll anhand der Figur 8 erläutert werden. Wird über die Eingangsanschlüsse" 51 und 52 ein durch 'Abtasten eines Videosignals erhaltener Impuls von hoher Grundfrequenz (a in Figur 8) aufgedrückt, so wird der aus dem Kondensator 54 und dem Widerstand 55 bestehenden Zeitkonstantenschaltung über die Diode 55 eine Spännung aufgedrückt und man erhält enteprechend dem Eingangsimpuls a eine Zeitkonstantenwellenform (b in Figur 8). In diesem Fall ist die Breite des E±n-gangsimp'Ulses a gering, wohingegen für den Transistor 63 eine Impulsbreite von einigen Millisekunden erforderlich ist, so daß der Widerstand swert des Widerstandes 55 hinreichend ho<Jh sein muß. Das Eingangssignal kann als solohes nioht al β Steuersignal Verwendung finden. Zur Impedanzanpassung' ist daher der Emitterforgertransistor 56 vorgesehen und der Emitterausgang des Transistors 56 wird durch den folgenden Transistor 59 verstärkt. Die durch den Transistor 59 verstärkte Dreieckwelle wird duroh die an die Kollektorseite des Transistors 59 gelegte Zenerdiode 62 beschnitten. Dies hat den "Zweck, der Basis des Transistors 65 eine konstante, stabile Spannung aufzudrücken, um hierdurch einen stabilen Betrieb dieses Transistors unabhängig von Pe ge lande runge η des Eingangsimpulses a zu gewährleisten. Die resultierende Trapezwelle wird dem Transistor 63 zugeführt und eine Spannung nit einer Wellenform gemäß der in Figur 8 bei C gezeigten wird der Basis des Transistors 65 aufgedrückt. Durch den Tran sistör 65 fließt demzufolge ein Strom der in Figur 8 bei d gezeigtenThe mode of operation of the arrangement with the structure described above will be explained with reference to FIG. If a pulse of high fundamental frequency (a in FIG. 8) obtained by sampling a video signal is impressed via the input connections 51 and 52, a voltage is impressed on the time constant circuit consisting of the capacitor 54 and the resistor 55 via the diode 55 and is obtained enteprechend the input pulse a is a time constant waveform (b in Figure 8). in this case, the width of the e ± n- gangsimp'Ulses a is low, whereas for the transistor 63, a pulse width of a few milliseconds is required, so that the resistance swert of resistance 55 must be sufficiently ho <Jh. The input signal can be used as a solohes nioht as β control signal. For impedance matching, the emitter former transistor 56 is provided and the emitter output of the transistor 56 is amplified by the following transistor 59. The triangular wave amplified by the transistor 59 is duroh the placed on the collector side of the transistor 59 Zener diode 62 besc cut. This has the "purpose of applying a constant, stable voltage to the base of transistor 65 in order to ensure stable operation of this transistor independently of the input pulse a. The resulting trapezoidal wave is fed to transistor 63 and a voltage nit 8, at C, the base of the transistor 65 is pressed on, and a current of the type shown at d in FIG
O098O9/1O61?O098O9 / 1O6 1 ?
; v ·■' -12 - : ■;- 1937Ό32; v · ■ '-12 -: ■; - 1937Ό32
Wellenform, und dieser Strom läßtydie Leuchtröhre 69 aufleuchten,Waveform, and this current makes the fluorescent tube 69 light up,
die an die JCollek;torseite des Transistors 65 gelegt ist. . ^which is connected to the collector side of the transistor 65. . ^
Eine Pegeländerung des Eingangs führt Jnämiich zu einer Modulation der Impulstreite und folglich zu einer Änderung der Eriagungsdauer des Transistors 65. Der.Strom wird daher verstärkt und die Helligkeit der Leuchtröhre erfährt eine Einstellung. -A change in the level of the input leads to a Modulation of the impulse strife and consequently a change in the duration of the experience of the transistor 65. Der.Strom is therefore amplified and the brightness of the fluorescent tube is adjusted. -
Da der Eingangspegel, also die Impulsbreite des abgetastetenVideosignals, durch die Schaltung wie im obigen beschrieben hinreichend groß bemessen.wird und da der AuBgang der Schaltung als Eingang der Leuchtröhre dient, kann in einer kurzen Zeitspanne eine gewünschte Helligkeit des ausgestrahlten Lichts herbeigeführt werden.Since the input level, i.e. the pulse width of the sampled video signal, is dimensioned sufficiently large by the circuit as described above and since the output of the circuit as The input of the fluorescent tube can be used in a short period of time desired brightness of the emitted light can be brought about.
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