DE2643915C2

DE2643915C2 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2643915C2
Application number: DE2643915A
Authority: DE
Inventors: David Walter Dr. 8520 Erlangen Branston
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1983-10-06
Also published as: JPS5342674A; JPS6237502B2; DE2643915A1; US4130778A

Description

nach Hauptpatent 24 12869, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

f) die Gasentladungskathode (5) ist in Teilkathoden (Ku K₂,K₃,...K_n)aufgeteilt,

g) jeder Teilkathode (K₁, K₂, K₃,... K_n) ist jeweils eine bestimmte Gruppe (A\ bis A]₀ bzw. An bis A₂₀ bzw. Λ21 bis Λ30 bzw. Ai_0n-S bis Ai_0n) von Gasentladungsanoden (3) zugeordnet.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen jeweils aus mindestens drei Gasentladungsanoden (3) bestehen.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine der Gasentladungsanoden (A_u A_u, A₂) ...) aller Gruppen (A\ bis Ai₀, An bis A₂₀, A₂\ bis A 30, Aionsbis Ai_0n) durch Parallelschaltung eine gemeinsame Phase bilden, der eine gemeinsame Steuerung (50, 60; 51, 61; 52,62...) zugeordnet ist.

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Anzeigevorrichtung ist aus der DE-PS 24 12 869 (Hauptpatent zur vorliegenden Anmeldung) bekannt.

Die in der zeilenweise gesteuerten Gasentladung entstehenden und zur Gasentladungsanode hin bewegten Elektronen werden in der nachgeschalteten Beschleunigungsstrecke hoher Feldstärke durch die entsprechend in Spaltenleiter aufgeteilte Steuerelektrode punktweise gesteuert, auf die Nachbeschleunigungsanode, die vorzugsweise als zusammenhängende Elektrode gestaltet sein kann, beschleunigt und dort als definierte Bildpunkte abgebildet Es muß jedoch sichergestellt werden, daß mit der Aussteuerung einer Zeile der Gasentladungsanoden die Entladung gleichmäßig längs der gesamten Gasentladungsanode brennt, während das negative Glimmlicht ein Gebiet bedeckt, ίο dessen Fläche durch die bekannte Abhängigkeit der Stromdichte an der Kathode vom Gasdruck bestimmt wird. Besonders günstig für die Gesamtanordnung ist eine keilförmige Entladungsform, bei der die gesamte Kathode vom negativen Glimmlicht bedeckt ist Um dies bei einer Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art zu erreichen, könnte man zwar den Strom so weit erhöhen, daß die gesamte Kathode vom negativen Glimmlicht bedeckt ist Dies bedeutet jedoch eine entsprechend erhöhte Leistungsaufnahme und zusätzliche Erwärmung und somit einen entsprechend verminderten Wirkungsgrad.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, in einer Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art in jedem Betriebszustand die keilförmige Entladung auch ohne Stromerhöhung sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß selöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Dann fließt auf jede Teilkathode nur Strom von einer begrenzten Zahl von Gasentladungsanoden, nämlich den Gasentladungsanoden der zugeordneten Gruppe. Die Anzahl hängt unter anderem ab von der gewählten Gasart und dem Druck.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren F i g. 1 der Aufbau einer Anzeigevorrichtung nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist.

F i g. 2 zeigt ein mit der Gestaltung nach der Erfindung ausführbares Abtastsystem. In

Fig.3 ist die Wirkungsweise der Schaltung nach ■»o F i g. 2 in einem Diagramm veranschaulicht.

In der Anordnung nach Fig. ί ist eine Lochplatte 1 aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Quarz, Glas, Keramik oder auch Kunststoff, mit einer Matrix von Löchern 2 versehen, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Diese Lochplatte 1 ist auf der unteren Flachseite mit Gasentladungsanoden 3 versehen, die streifenförmig ausgebildet, als Zeilenleiter parallel zueinander angeordnet und mit Ai, A₂ und A3 bezeichnet sind. Auf der oberen Flachseite ist die so Lochplatte 1 mit Steuerelektroden 4 versehen, die in gleicher Weise streifenförmig gestaltet, als Spaltenleiter gegenüber den Gasentladungsanoden 3 gekreuzt sind und zur Helligkeitssteuerung der Entladungsstrecken dienen. Die in der praktischen Ausführungsform der Anordnung nach F i g. 1 etwa als Sandwich aneinander anliegenden bzw. mit geringem Abstand einander zugeordneten Einzelteile sind in der F i g. 1 zur Verdeutlichung auseinandergezogen dargestellt.

Die Gasentladungsanoden 3 bilden jeweils mit dem bo zugeordneten Teil einer Kathode 5 eine Hilfsgasentladungsstrecke. Die Kathode 5 ist deshalb in einem verhältnismäßig großen Abstand, der beispielsweise wenigstens 10 mm betragen kann, von den Gasentladungsanoden 3 angeordnet. Demgegenüber ist der Abstand der Steuerelektroden 4 von einer Nachbeschleunigungsanode 6, welche die Leuchtschirmelektrode bildet, verhältnismäßig gering, er kann beispielsweise etwa 1 mm betragen. Die Nachbeschleunigungsanode

ist mit einer Abdeckung 26 versehen, die aus optisch transparentem Material, beispielsweise aus Glas, besteht und hinter der die Bildpunkte entsprechend den Zeilen und Spalten der Bohrungen der Lochplatte 1 sichtbar sind. Die Steuereiektroden 4 bilden mit der Nachbeschleunigungsanode 6 eine Beschleunigungsstrecke. Zwischen diesen Elektroden liegt deshalb eine hohe Beschleunigungsspannung von beispielsweise 5 kV.

An der Gasentladungsstrecke liegt demgegenüber eine verhältnismäßig niedrige Schaltspannung, die beispielsweise 300 V betragen kann. Zur Zeilen- und Spaltensteuerung dienen elektronische Schalter, die in der Figur nicht dargestellt sind. Über eine besondere Spannungsquelle kann vorzugsweise eine Vorspannung von beispielsweise 50 V über jeweils einen Widerstand an die Gasentladungsanoden A\ bis A3 gelegt werden.

Werden die Gasentladungsanoden A, bis A₃ mittels einer in der Figur nicht dargestellten Steuereinrichtung gesteuert, so erhält man keilförmige Entladungen zu einer Teilkathode K₁, deren Begrenzungen in der Figur gestrichelt angedeutet sind. Es sind nun weitere Teilkathoden vorgesehen, von denen in der Figur lediglich die zweite angedeutet und mit K₂ bezeichnet ist.

Nach Fig.2 sind Gasentladungsanoden Ai bis Aw_n Gruppen zu jeweils 10 Anoden A\ bis A\o, Au bisA2ound -421 bis Λ30 sowie Λ|_0π-9 bis Aw_n eingeteilt. Von diesen Gruppen bildet jeweils eine Hilfsanode durch Parallelschaltung mit jeweils einer Hilfsanode aller weiteren Gruppen eine gemeinsame Phase, beispielsweise die Anoden Au An, Ai\ und Awn-9- Diese Phasen sind dann jeweils über einen elektronischen Schalter zwischen Nullpotential und die Spannung U\ geschaltet; die Gasentladungsanoden A\ bis Aio_n können somit Nullpotential oder die Spannung U] annehmen. Die elektronischen Schalter sind in der Figur mit 50 bis 59 bezeichnet. Diesen Schaltern ist eine Steuereinrichtung 40 mit der Funktion eines Ringzählers zugeordnet, deren Ausgänge in der Figur mit 60 bis 69 bezeichnet sind. Die Steuereinrichtung 40 erhält eine Impulsfolge von einem Taktgeber 80. der beispielsweise ein Oszillator sein kann. Mit jedem Eingangsimpuls wird ein Ausgangssignal von einem der Ausgänge 60 bis 69 auf den nächstfolgenden weitergeschaltet. Das Ausgangssignal des letzten Ausgangs 69 wird mit dem folgenden Taktimpuls wieder auf den ersten Ausgang 60 weitergeschaltet.

Den einzelnen Gruppen von Gasentladungsanoden ist jeweils eine Teilkathode zugeordnet, die in der Figur mit K], K2, Ki und K_n bezeichnet ist. Jede Anodengmppe, beispielsweise die Gasentladungsanoden A\ bis A]o, die einer Teilkathode, beispielsweise der Teilkathode Ao, zugeordnet sind, enthält vorzugsweise mindestens 3 Gasentladungsanoden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig.2 enthält jede Gruppe 10Gasentladungsanoden. Die einzelnen Phasen der Gasentladungsanoden sind jeweils über einen Begrenzungswiderstand an eine Anodenspannung U\ gegen Masse angeschlossen.

Die Begrenzungswiderstände sind in der Figur mit 70 bis 79 bezeichnet. Die Teilkathoden sind jeweils abwechselnd parallelgeschaltet, d. h. die Teilkathode K\ ist parallelgeschaltet mit der Teilkathode K₃ sowie allen weiteren ungeraden Teilkathoden und liegt über einen Begrenzungswiderstand 81 an einer Kathodenspannung U2 gegen Masse. In gleicher Weise liegt die Teilkathode K2 mit weiteren in der Figur nicht dargestellten Teilkathoden sowie der Teilkathode K_n über einen Begrenzungswiderstand 82 an der Kathodenspannung U₂.

Den Gasentladungsanoden A\ bis A_n ist zur Vorionisierung noch eine Rückstelleritladungsstrecke A_rK_r zugeordnet Die Rückstellanode A_r ist über einen elektronischen Schalter 84 an Nullpotential gelegt und über einen Begrenzungswiderstand 85 an die Anodenspannung U] angeschlossen. In gleicher Weise ist die Rückstellkathode K_r über einen Abfall widerstand 86 und einen elektronischen Schalter 88 an eine Kathodenspannung {/4 angeschlossen.

Die Schalter 84 und 88 erhalten ihre Steuerimpulse vom Taktgeber 80 vorzugsweise über einen Zeilenzähler 92. Den ersten Taktimpuls erhalten nur die Steuerelemente 84 und 88, während die übrigen Taktimpulse zugleich auch der Steuereinrichtung 40 zugeführt werden. Das Signal am Ausgang 60 der Steuereinrichtung 40 wird auch einem Impulsgeber 94 mit symmetrischem Ausgang zugeführt, der beispiels-■?o weise ein elektronischer bistabiler Kippschalter sein kann, dessen Ausgänge die Schalter 96 und 97 steuern. Über den Schalter 96 liegt die Teilkathode K] in Reihe mit einem Abfallwiderstand 98 an einer Kathodenspannung L/3. In gleicher Weise ist die Teilkaihode K2 über einen Abfallwiderstand 99 und den Schalter 97 an die Kathodenspannung {/3 gelegt. Durch die Ausgangsimpulse des Impulsgebers 94 werden die beiden Schalter 96 und 97 jeweils abwechselnd ein- und ausgeschaltet und damit werden die angeschlossenen Teilkathoden JO jeweils abwechselnd auf die Kathodenspannung i/3 und die Kathodenspannung Ui geschaltet.

In der praktischen Ausführung der Schaltung nach Fig. 2 sollen beispielsweise 10Gruppen von Gasentladungsanoden gebildet sein, von denen in der Figur J5 lediglich die ersten drei Anodengruppen und die letzte dargestellt sind. Diesen Anodengruppen ist jeweils eine der Teilkathoden Ku Ki, Kt, bis K_n zugeordnet. Da benachbarte Teilkathoden nicht auf gleicher Spannung liegen dürfen, sind jeweils die ungeraden Kathoden K\, •Ό Ki und die in der Figur nicht dargestellten weiteren ungeraden Teilkathoden parallelgeschaltet. In gleicher Weise sind die geraden Teilkathoden, von denen in der Figur lediglich die Teilkathode ΑΓ2 und die letzte Kathode K_n angedeutet sind, paralielgeschaltet. Zum Zurückschalten nach einem Durchlauf bis zur Anode Aw_n ist eine Vorionisation für die erste Anode A] der ersten Gruppe der Gasentladungsanoden A] bis Aio vorgesehen. Die Rückstellanode Ar und die Rückstellkathode Kr haben entweder eine etwas höhere Zündspannung oder einen etwas geringeren Abstand.

In den Fig.3a bis 3d ist jeweils der Verlauf verschiedener Spannungen bzw. Impulse der Schaltung nach F i g. 2 über der Zeit t in einem Diagramm aufgetragen. Alle Schalter sollen zunächst gesperrt sein. Zur Zeit ίο werden nach F i g. 3a vom Taktgeber 80 über den Zeilenzähler 92 die Schalter 84 und 88 gesteuert, während der Ausgang zur Steuereinrichtung 40 durch eine in der Figur nicht dargestellte Elektronik gesperrt ist. Die Spannung LWan der Rückstellanode A_rgeht von der Spannung U_t auf Nullpotential und die Spannung UKr an der zugeordneten Rückstellkathode K_r versucht nach F i g. 3b die Schaltspannung L/4 anzunehmen. Schon bei einem Spannungsunterschied von \U_Z„\<\U^\ zwischen der Rückstellanode A_r und der Rückstellkathode K_r zündet die Entladungsstrecke durch und brennt anschließend mit der Brennspannung Ub, bis die Schalter 84 und 98 wieder gesperrt werden. Zur Zeit U wird nach Fie. 3e der 7wpitp Taiitimn.iiü J« x™L·»™-

bers 80 auf beiden Ausgangsleitungen sowohl über die Steuereinrichtung 40 auf den Schalter 50 als auch über die Steuereinrichtung 94 auf den Schalter 96 gegeben. Die Spannung U_A / an der Anode A\ wird Null. Die Spannung Uk ι an den Teilkathoden Ki und Ki nähert sich nach Fig.3c der Kathodenspannung U₃. Wegen der Vorionisation zündet die Strecke A\K\ aber schon bei der Spannung U₂₁ durch. Die Spannung zwischen der Gasentladungsanode Λ21 und der Teilkathode K₃ wird dadurch auf die Brennspannung Ub begrenzt, so daß diese Strecken nicht durchzünden. Das Potential Uman der Teilkathode K2 bleibt nach F i g. 3d auf der Kathodenspannung Ui. Deshalb ist der Spannungsunterschied zwischen der Gasentladungsanode Λ21 und der Teükathode AT; zu klein, um die Strecke durchzuzünden. Die Entladung brennt somit nur zwischen der Gasentladungsanode A\ und der Teükathode K\. Die Stromstärke wird so eingestellt, daß die Entladung die Teükathode K\ völlig bedeckt, d. h. diese Entladung brennt anomal.

Beim dritten Taktimpuls zur Zeit h bleibt der Schalter % offen, während der Schalter 50 gesperrt wird und der Schalter 51 über den Ausgang 61 einen Steuerimpuls erhält, so daß nunmehr die Entladung zwischen der Gasentladungsanode Ai und der Teükathode K\ brennt und die Anodenspannung Ua 2 an der Gasentladungsanode Αι Null wird. Beim vierten Taktimpuls zur Zeit f3 und den folgenden Taktimpulsen springt die Entladung jeweils auf die nächstfolgende Gasentladungsanode über. Dementsprechend werden nacheinander die Anodenspannungen fAjbis Ua /oNull. Nach dem elften Taktimpuls brennt somit zur Zeit iio die Entladung zwischen der letzten Gasentladungsanode Λ10 der ersten Gruppe und der Teükathode K\. Beim zwölften Impuls zur Zeit t\\ wird der Schalter 59 gesperrt und der Schalter 50 wieder geöffnet. Zugleich wird aber der Schalter 96 gesperrt und der Schalter 97 leitend. Es ist somit die zweite Gruppe bereits vorionisiert und die erste Gasentladungsanode An der zweiten Anodengruppe (Aw, An, .... Λ20) zündet nach Fig.3d zur zweiten Teükathode K₂ durch. Die folgenden Taktimpulse zünden jeweils nacheinander die folgenden Gasentladungsanoden der zweiten Gruppe und die Entladung brennt jeweils zwischen diesen Gasentladungsanoden und der Teükathode K₂. In gleicher Weise werden die Gasentladungsanoden der folgenden Anodengruppen nacheinander gezündet. Wenn die Entladung die letzte Gasentladungsanode A^_n der letzten Gruppe erreicht hat, ist es notwendig, die Rückstellanode Arund die zugehörige Rückstellkathode /C_rzu zünden und den Entladungsablauf erneut einzuleiten.

Die üblichen Fernsehbilder werden bekanntlich dadurch zusammengesetzt, daß der Kathodenstrahl zunächst einzelne Zeilen und anschließend die dazwischenliegenden Zeilen durchläuft. Bei einem Bildschirm mit beispielsweise 625 Zeilen werden dann die den Bildzeilen entsprechenden Anoden in der Reihenfolge 1, 3,5... bis 625 und dann die fehlenden Zeilen 2,4,6... bis 624 angesteuert. Auch für eine derartige Bildwiedergabe ist das Abtastsystem einer Wiedergabeeinrichtung nach der Erfindung geeignet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anzeigevorrichtung mit einem Gasentladungsraum als Elektronenquelle, mit einem Elektronenbeschleunigungsraum und mit einem Leuchtschirm, die folgende Merkmale hat:

a) eine gasgefüllte gasdichte Hülle,

b) eine das Hülleninnere in den Gasentladungsund den Nachbeschleunigungsraum unterteilende Lochplatte aus isolierendem Material mit einer Anzahl von regelmäßig angeordneten Löchern,

c) je eine Anzahl zueinander paralleler Zeilenleiter und dazu senkrechter Spaltenleiter, wobei die Zeilenleiter auf der einen und die Spaltenleiter auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Lochplatte angeordnet und den öffnungen in der Lochplatte zugeordnet sind,

d) einen mit einer Flächenelektrode, der Nachbeschleunigungsanode, versehenen Leuchtschirm im Nachbeschleunigungsraum, wobei die Nachbeschleunigungsanode zu den ihr benachbarten Leitern auf der Lochplatte einen entsprechend der anliegenden Nachbeschleunigungsspannung von einigen kV derart bemessenen Abstand einhält, daß eine Gasentladung im Nachbeschleunigungsraum sicher ausgeschlossen ist,

e) eine im Gasentladungsraum angeordnete Gasentladungskathode sowie eine durch die der Gasentladungskathode zugewandten Leiter (Zeilenleiter) gebildete Gasentladungsanode, die zueinander in einem eine normale Glimmentladung ermöglichenden Abstand liegen,