DE2745029A1

DE2745029A1 - Vakuumfluoreszenz-darstellungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2745029A1
Application number: DE19772745029
Authority: DE
Inventors: Richard Dubois
Original assignee: Wagner Electric Corp
Current assignee: Wagner Electric Corp
Priority date: 1976-10-14
Filing date: 1977-10-06
Publication date: 1978-04-27
Also published as: FR2368107B1; US4100455A; DE7730946U1; JPS5348663A; GB1555385A; JPS5725455U; IT1090158B; CA1093627A; FR2368107A1; JPS55163592A

Description

DR. ERICH NEUGEBAUER

PATE NTANWALT β MÜNCHEN 2β - POSTFACH 31 ZWEIBRÜCKKNSTKASSE IO

(NEBEN DKM DStTTCCBKN PATERTAlI T)

8 MÜNCHEN

TKLKFON (Ο811) ΖΪ4337 r. ZOZSSl TELEGRAMMADRESSE: BAVARIAPATENT MÜNCHEN TELEX 6-Ϊ4477

6. Oktober 1977

lA-3846

Patentanmeldung

WAGNER ELECTRIC CORPORATION Parsippany, New Jersey 07054» U.S.A.

Vakuumfluoreszenz-Jarstellungsvorrichtung

DB. EBICH NEUGEBAUEB PATENTANWALT

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1A-3846

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Vakuumfluoreszenz-Darstellungs- bzw. Anzeigevorrichtungen.

In neuerer Zeit werden in zunehmendem Umfang Darstellungsvorrichtungen verwendet, die nach Bedarf zum Aufleuchten gebracht werden können, um sich ändernde Informationen darzustellen. Bei den ersten bekannt gewordenen beleuchteten Darstellungsvorrichtungen handelte es sich um solche, die dazu dienten, eine bestimmte Aussage zu machen, und die z.B. die Beschriftung "Ausgang¹¹, "Rauchen verboten" od.dgl. zeigten; bei diesen Vorrichtungen war jeweils eine ein- und ausschaltbare Lichtquelle vorhanden, die hinter einer mit der Beschriftung versehenen, teilweise durchscheinenden Deckplatte angeordnet war. Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß die Beschriftung bei starker Beleuchtung der Vorderseite der Vorrichtung nur schwer zu erkennen ist. In der US-PS 3 682 531 1st eine Lichtfalle beschrieben, zu der ein Kreispolarisator gehört, und bei der ggf. außerdem ein spiegelndes gelochtes Gitter vorhanden ist, um zu verhindern, daß Licht

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aus der Umgebung in die Vorderseite der Vorrichtung eintritt.

In Verbindung mit der Erfindung elektronischer Rechner hat sich die Verwendung elektronisch steuerbarer Darstellungsvorrichtungen in großem Umfang eingeführt. Beispielsweise werden seit vielen Jahren Gasentladungsvorrichtungen verwendet, in denen sich jeweils ein Stapel aus durchsichtigen Platten befindet, die mit die gewünschte Form aufweisenden Entladungsbereichen versehen sind. Jede der durchsichtigen Platten ist mit einem solchen Entladungsbereich versehen, der z.B. die Form eines der Zahlzeichen O bis 9 aufweist. Werden die Entladungsbereiche einer dieser Platten elektrisch erregt, führt das charakteristische Glimmen der Gasentladungsbereiche dazu, daß eines der Zahlzeichen sichtbar wird. Wenn die betreffende Platte dem Auge des Betrachters nicht am nächsten benachbart ist, muß natürlich das zum Aufleuchten gebrachte Zahlzeichen durch eine oder mehrere durchsichtige, nicht erregte Platten hindurch betrachtet werden. Wird eine Anordnung solcher Gasentladu-ngsvorrichtungen verwendet, um mehrstellige Zahlen darzustellen, führen die unterschiedlichen Abstände der beleuchteten Platten vom Auge des Betrachters zu einer störenden paralaxen Wirkung.

Um bei einer Gasentladungs-Darstellungsvorrichtung die Wirkung der Paralaxe auszuschalten, wurde in der US-PS 3 418 509 eine flache Gasentladungsröhre beschrieben, die einzeln einschaltbare Segmente enthält, welche in einem Abstand von einer Gegen-

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elektrode aus einem durchsichtigen leitfähigen Material oder einem feinmaschigen Drahtgitter angeordnet sind, durch das der Betrachter die Segmente sehen kann. Hierbei wird die Gasentladung zwischen der Gegenelektrode und den jeweils eingeschalteten Segmenten hervorgerufen. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es jedoch ebenso wie bei allen anderen Gasentladungsvorrichtungen erforderlich, mit hohen Spannungen zu arbeiten und das Auftreten duktiler Ströme zu begrenzen. Daher erweist es sich als unmöglich, Gasentladungs-Darstellungsvorrichtungen auf direktem Wege mit Hilfe neuzeitlicher elektronischer Festkörperschaltungen zu betreiben.

Neuere Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der Vakuumfluoreszenz-Darstellungsvorrichtungen haben bei den Gasentladungs-Darstellungsvorrichtungen zur Beseitigung der auf die Paralaxe und die hohen Spannungen zurückzuführenden Probleme geführt, doch sind bis jetzt immer noch verschiedene Probleme ungelöst geblieben.

Bei einer Vakuumfluoreszenz-Darstellungsvorrichtung wird ein Heizdraht verwendet, der bis unterhalb seiner Glühtemperatur aufgezeizt wird und eine Quelle für thermionische Elektronen bildet, die dann in Richtung auf eine Anode beschleunigt werden, welche mit einem Leuchtstoff überzogen ist, der fluoresziert, wenn er von.Elektronen mit geringer Energie getroffen wird*. Die Beschleunigungsspannung kann zwischen einigen wenigen Volt und mehreren hundert Volt liegen, doch wird vorzugsweise

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JO

mit einer Spannung im Bereich von 10 - 30 V gearbeitet. Wenn man nach Bedarf thermionische Elektronen in Richtung auf bestimmte Bereiche einer mit einem Leuchtstoff überzogenen Anode beschleunigt, ist es möglich, eine hell leuchtende veränderbare ebene Darstellung zu erzeugen.

Von R. DuBois wurde die Tatsache entdeckt, daß natürliche elektrostatische Ladungen, wie sie z.B. entstehen, wenn sich jemand die Haare kämmt, dann, wenn sie in die Nähe einer Vakuumfluoreszenz-Darstellungsvorrichtung der vorstehend geschilderten Art gebracht werden, zu einer vollständigen Auslöschung der Darstellung auf längere Zeit führen können. Um hier Abhilfe zu schaffen, schlug DuBois in der US-PS 3 584 252 vor, die Rückseite und die seitlichen Teile der Anode mit einer leitfähigen elektrostatischen Abschirmung zu versehen.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Anode durch Thermoelektronen ungleichmäßig beleuchtet wird; auch auf diesem Gebiet wurden verschiedene Vorschläge zur Abhilfe gemacht. Dieses Problem ergibt sich daraus, daß es bei einem bekannten Herstellungsverfahren üblich ist, eine isolierende Unterlage zu verwenden, die gewöhnlich aus Glas besteht, und die hinter den Anoden angeordnet ist, oder in welche die Anoden eingebettet sind. Jedoch führen in einer solchen isolierenden Unterlage gespeicherte Ladungen dazu, daß das elektrische Feld innerhalb der Vakuumfluoreszenzvorrichtung

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derart verzerrt wird, daß sich eine stark unterschiedliche Leuchtkraft des Leuchtstoffs ergibt. In den US-PSen 4 780 und 3 668 466 wurde die Verwendung einer Hilfselektrode vorgeschlagen, die im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet ist wie die Anoden. Durch Anlegen der richtigen Spannungen an die Hilfselektrode würde es möglich sein, das elektrostatische Feld so einzustellen, daß ein gleichmäßiges Aufleuchten erreicht bzw. daß die Vorrichtung gelöscht wird. In der US-PS 3 688 147 wurde vorgeschlagen, das Problem auf andere Weise zu lösen, und zwar dadurch, daß die Anodensegmente durch freitragende Elemente in einem solchen Abstand von der Vorderseite der isolierenden Unterlage gehalten werden, daß eine Verzerrung des elektrostatischen Feldes durch in dem Isolator gespeicherte Ladungen vermieden wird. Ferner wurde in den US-PSen 3 619 694, 3 508 101 und 3 566 187 auf unterschiedliche Weise vorgeschlagen, zwischen dem Heizfaden und den Anoden ein Gitter oder Geflecht anzuordnen, das auf ähnliche Weise zur Wirkung kommt wie das Schirmgitter einer normalen Elektronenröhre, um Elektronen in Richtung auf die Anode zu beschleunigen; hierbei wird mit einer positiven Spannung gearbeitet, und der Elektronenfluß zu der Anode kann mit Hilfe einer negativen Spannung unterbrochen werden. Durch richtiges Einstellen der positiven Spannung an dem Gitter war es möglich, die Wirkung der in der isolierenden Unterlage gespeicherten Ladungen auszuschalten. Außerdem ermöglicht es das Gitter, die Anoden gegen äußere elektrostatische Störungen abzuschirmen. Jedoch bewirkt die Anordnung

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des Gitters zwischen dem Heizfaden und den Anoden nicht, daß der Heizfaden gegen Störungen durch äußere elektrostatische Felder geschützt wird. Außerdem zieht das Gitter selbst, das positiv ist, Elektronen an. Daher fließt durch die Vorrichtung ein starker Strom, der nicht zu der gewünschten Darstellung beiträgt, und der zu einer unnötigen Aufheizung und Energievergeudung führt.

Durch die Erfindung ist nunmehr eine Vakuumfluoreszenz-Darstellungsvorrichtung geschaffen worden, die einen thermionischen Heizfaden enthält, welcher bis zu einer Temperatur unterhalb der Glühtemperatür aufgeheizt wird und in einem Abstand von mindestens einer mit einem Leuchtstoff überzogenen Anode angeordnet ist, die aufleuchtet, wenn sie von Elektronen getroffen wird. Auf der von der Anode abgewandten Seite des thermionischen Heizfadens ist eine durchlässige bzw. gelochte elektrostatische Linse zum Regeln der Ladung angeordnet. Der Leuchtstoffüberzug leuchtet auf, wenn er von thermionischen Elektronen getroffen wird, die in Richtung auf den Überzug durch eine positive Vorspannung gegenüber dem Heizfaden beschleunigt werden. Die an eine Quelle für ein positives Potential angeschlossene durchlässige elektrostatische Linse zum Regeln der Ladung ermöglicht es, das elektrostatische Feld innerhalb der Darstellungsvorrichtung so einzustellen, daß ein gleichmäßiges Aufleuchten der Anode erzielt wird. Da die Linse nicht zwischen der Kathode und den Anoden angeordnet ist, erübrigt sich die Verwendung

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starker Gitterströme, wie sie bei den bis jetzt bekannten Vorrichtungen erforderlich ist. Die glimmende Anode wird durch die Öffnungen der gelochten elektrostatischen Linse hindurch betrachtet. Bei einer Ausführungsform der Erfindung führt die gelochte elektrostatische Linse eine Spiegelreflexion herbei, und sie ist von einem Kreispolarisator bedeckt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schrägansicht einer Ausführungsform einer Vakuumfluoreszenz-Darstellungsvorrichtung in Verbindung mit einem Blockschaltbild der Einrichtungen für die Stromvers orgung;

Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Einrichtung zur Kontrastverstärkung;

Fig. 3 die Draufsicht eines Teils einer Ausführungsform eines gelochten Gitters im Bereich der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Aus führungs form der Erfindung, die insbesondere zur Benutzung als Anzeigevorrichtung mit einer linearen Skala geeignet ist; und

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Fig. 5 das Schaltbild einer Stromversorgungseinrichtung für eine Vorrichtung der in Fig. 4 dargestellten Art.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vakuumfluoreszenz-Darstellungsvorrichtung 10 gezeigt, zu der eine Unterlage 12 aus isolierendem Material, z.B. Glas oder einem keramischen Material, gehört, welche mit einer die gewünschte Form aufweisenden leitfähigen Anode 14 mit einem Leuchtstoffüberzug versehen ist, die auf der Unterlage angeordnet oder in sie eingebettet ist. Zur Herstellung von eine bestimmte Form aufweisenden leitfähigen Flächen, die auf einem Isoliermaterial angeordnet oder darin eingebettet sind, können bekannte Verfahren dienen, die nicht einen Gegenstand der Erfindung bilden. Der Leuchtstoffüberzug wird auf die leitfähige Anode 14 auf beliebige bekannte Weise aufgebracht, z.B. durch Aufspritzen unter Benutzung einer Schablone oder durch Aufstreichen. Die leitfähige Anode 14 kann jede beliebige ebene Form haben und einen einzigen leitfähigen Bereich aufweisen oder in unabhängig voneinander steuerbare Teilbereiche von beliebiger Form unterteilt sein. In Fig. 1 hat die Anode 14 beispielsweise die Form eines Pluszeichens mit einem waagerechten Abschnitt 16 und zwei senkrechten Teilabschnitten 18 und 18a. Jeder der senkrechten Teilabschnitte 18 und 18a ist von dem waagerechten Abschnitt 16 durch einen isolierenden Spalt 19 bzw. 19a getrennt. Durch die Unterlage 12 erstreckt sich ein ihr gegenüber abgedichteter elektrischer Leiter 20, um den waagerechten Abschnitt 16 mit einem Ausgang einer Anodenspeise-

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einrichtung 22 zu verbinden. Ferner erstrecken sich durch die Unterlage 12 ihr gegenüber abgedichtete elektrische Leiter 24 und 24a, um die senkrechten Teilabschnitte 18 und 18a mit der Anodenspeiseeinrichtung 22 zu verbinden. Natürlich könnte man auch jedes beliebige andere Anodenmuster vorsehen und seine verschiedenen Teile unabhängig voneinander mit der Anodenspeiseeinrichtung 22 verbinden, die es ermöglicht, die Zufuhr von Beschleunigungsspannungen zu den verschiedenen Abschnitten der Anode 14 in Abhängigkeit von Anodensteuersignalen 26 zu steuern, welche der Einrichtung 22 von einer nicht dargestellten äußeren Quelle aus zugeführt werden. Mit Hilfe der Anodensteuersignale 26 ist es somit möglich, die Anodenabschnitte 16, 18 und 18a auf jede gewünschte Weise einzuschalten.

Gemäß Fig. 1 sind ein oder mehrere Heizfäden 28 vorhanden, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist; diese Heizfäden, die vorzugsweise als feine Drähte ausgebildet sind, sind oberhalb der Anode 14 an zwei Unterstützungen 30 und 30a aufgehängt. Der Heizfaden 28 ist mit einem überzug aus einem Oxid aus einer Seltenen Erde versehen oder unter Anwendung eines anderen bekannten Verfahrens so behandelt worden, daß er Thermoelektronen aussendet, wenn er auf Dunkelrotglut oder eine niedrigere Temperatur gebracht wird. Gemäß Fig. 1 sind in die Unterlage 12 mit abdichtender Wirkung Zuleitungen 32 und 32a eingebettet, um die Heizfadenunterstützungen 30 und 30a mit einer Stromquelle 34 zu verbinden.

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Gemäß Fig. 1 wird von der Heizf adenzuleitung 32 aus ein Bezugssignal 36 der Anodenspeiseeinrichtung 22 zugeführt. Wird eine gegenüber dem Bezugssignal 36 positive Spannung an einen oder mehrere Abschnitt der Anode 14 angelegt, werden Thermoelektronen in Richtung auf diese Abschnitte der Anode beschleunigt. Wird an bestimmte Abschnitte der Anode 14 eine negative oder neutrale Spannung angelegt, erfolgt keine Beschleunigung von Thermoelektronen in Richtung auf die betreffenden Anodenabschnitte. Unter der Einwirkung der Thermoelektronen leuchtet der Leuchtstoffüberzug auf den positiv vorgespannten Abschnitten der Anode 14 auf _t während die negativ vorgespannten Abschnitte dunkel bleiben. Somit kann man die Abschnitte der Anode 14 auf unterschiedliche Weise zum Aufleuchten bringen, indem man jeweils diejenigen Abschnitte entsprechend wählt, welche positiv bzw. negativ vorgespannt werden.

Da sich in der Unterlage 12 elektrostatische Ladungen verteilen, und da außerdem äußere elektrostatische Felder zur Wirkung kommen können, nehmen bei der bis jetzt beschriebenen Vorrichtung, zu der nur die genannten Teile gehören, die Anodenabschnitte eine unterschiedliche Helligkeit an, und die Darstellung kann durch elektrostatische Ladungen gestört werden. Gemäß der Erfindung ist jedoch eine elektrostatische Linse 38 vorhanden, die an eine Spannungsquelle 40 angeschlossen ist und dazu dient, das elektrostatische Feld innerhalb der Vorrichtung 10 so einzustellen, daß die Wirkung

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der ixmeren Verteilung jelektrostatischer Ladungen aufgehoben wird, wobei gleichzeitig der Heizfaden 28 und die Anode 14 gegen äußere elektrostatische Störungen abgeschirmt werden. Bei der elektrostatischen Linse 38 handelt es sich um eine durchsichtige leitfähige Fläche ^>der ein Gitter, das In der in Fig. 1 durch den Pfeil 42 bezeichneten Betrachtungsrichtung zwischen dem Auge des Betrachters und den zum Aufleuchten gebrachten Abschnitten der Anode 14 angeordnet ist.

Gemäß Fig. 1 ist mit der Unterlage 12 mit abdichtender Wirkung eine Abdeckung 44 verbunden, die mindestens in der Betrachtungsrichtung 42 einen durchsichtigen Teil aufweist. Die Abdeckung 44 und die Unterlage 12 bilden zusammen eine hermetisch abgedichtete Umschließung für die Anode 14 und den Heizfaden 28 sowie die zugehörigen Teile. Die elektrostatische Linse 38 ist innerhalb der Abdeckung 44 angeordnet, um Störungen auszuschalten, die auftreten könnten, wenn längs der Abdeckung ein Ladungsgradient entsteht. Die hermetisch abgedichtete Umschließung wird mit Hilfe eines bekannten Verfahrens auf ein hohes Vakuum zwischen 10 und 10"" Torr evakuiert.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der bezogen auf die Betrachtungsrichtung entsprechend dem Pfeil 42 auf der Oberseite ein Kreispolarisator 46 angeordnet ist. Wie in der US-PS 3 682 53I, auf die hier Bezug genommen wird, erläutert, führt die Anordnung eines

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Kre ispolarisa to rs auf der Außenseite einer von innen beleuchteten Darstellungsvorrichtung zu einer Verstärkung der Kontrastwirkung der Darstellung, da einfallendes Licht zurückgehalten wird, während das im Inneren der Vorrichtung erzeugte Licht relativ ungedämpft aus der Vorrichtung austreten kann.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer elektrostatischen Linse 38, die sich auf vorteilhafte Weise mit dem Kreispolarisator 46 nach Fig. 2 kombinieren läßt, um eine weitere Verstärkung des Kontrastes herbeizuführen. Bei der elektrostatischen Linse 38 nach Fig. 3 handelt es sich um ein Gitter oder Sieb mit zahlreichen Öffnungen 48, die jede beliebige Form haben und regelmäßig angeordnet sein können; der Flächeninhalt der öffnungen 48 soll etwa 10% bis etwa 7O?6 der Gesamtfläche entsprechen; jedoch wird eine optimale Kontrastverstärkung erzielt, wenn der gesamte Flächeninhalt der öffnungen etwa 2O?o bis etwa 50Sa der gesamten Fläche der elektrostatischen Linse entspricht. Die Anzahl der Reihen von öffnungen 48 beträgt vorzugsweise etwa 40 bis etwa 300 Reihen je Zentimeter. Die Öffnungen können gemäß Fig. 3 an den Ecken von Quadraten oder aber auch auf geneigten oder gekrümmten Linien angeordnet sein. Um den Kontrast bei der Verwendung des Kreispolarisators 46 weiter zu verstärken, ist die dem Betrachter zugewandte Seite des Siebes 38 so ausgebildet, daß sie eine Spiegelreflexion herbeiführt. Die Theorie, nach welcher eine solche Spiegelreflexion bei dem Sieb 38 zu einer Steigerung des optischen Kontrastes führt, ist in der US-PS 3 682 531

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ja

erläutert. Das Sieb 58 wird aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt und an die in Fig. 1 gezeigte Spannungsquelle 40 für die elektrostatische Linse angeschlossen.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsfora der Erfindung, die insbesondere geeignet ist, als Anzeigevorrichtung mit einer linearen Skala verwendet zu werden. Solche Vorrichtungen lassen sich auf vorteilhafte Weise in Flugzeugen, Kraftfahrzeugen sowie in anderen Fällen verwenden, um den jeweiligen Wert eines gemessenen Parameters durch die Länge einer leuchtenden Linie anzuzeigen.

Die Unterlage 12 hat die Form einer rechteckigen Platte, die aus einem geeigneten Glas oder einem keramischen Material besteht, jedoch vorzugsweise aus schwarzem Glas hergestellt ist, damit sie einfallendes Licht absorbiert» Durch die Unterlage 12 erstreckt sich eine Evakuierungsoffnung 50, die es während der Herstellung ermöglicht, die Vorrichtung auf bekannte Weise zu evakuieren. Auf der Unterlage 12 sind mehrere stabförmige Anoden 14a, 14b usw., die sich parallel zueinander erstrecken, nebeneinander angeordnet. Jede Anode ist teilweise in die Unterlage 12 aus Glas eingebettet und wird außerdem dadurch in ihrer Lage gehalten, daß die zugehörigen elektrischen Anschlüsse 20a, 20b usw. durch die Unterlage 12 ragen. Die Zuleitungen 20a, 20b usw. sind an ihren äußeren Enden so geformt, daß sie sich in elektrische Anschlußbuchsen bekannter Art einführen lassen. Alternativ können die Zuleitungen aus Draht be-

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ίο

stehen oder mit Lötanschlüssen versehen sein, um mit Hilfe entsprechender bekannter Verfahren angeschlossen werden zu können.

Die Heizfadenunterstützungen 30 (nicht sichtbar) und 30a zum Zuführen von Strom werden durch Heizfadenzuleitungen 32 (nicht sichtbar) und 32a unterstützt. Gemäß Fig. 4 wird der Heizfaden 28 durch eine flache Feder 52 gespannt gehalten, um ein Durchhängen zu verhindern. Zwischen seinen Enden kann der Heizfaden 28 außerdem durch einen Draht 54 abgestützt sein, der sich quer zu dem Heizfaden zwischen Halteteilen 56 und 56a erstreckt. Das gelochte Sieb 38 wird über dem Heizfaden 28 durch Stützen 58a in seiner Lage gehalten» von denen in Fig. nur eine zu erkennen ist. Mindestens eine der Stützen 58a ragt nach unten durch die Unterlage 12, damit ein äußerer Anschluß für die Steuerspannung vorhanden ist. Wird die Steuerspannung an das gelochte Sieb 38 angelegt, kommt das Sieb in der beschriebenen Weise als elektrostatische Linse zur Wirkung.

Gemäß Fig. 4 wird innerhalb der Umschließung der Vorrichtung eine nicht leuchtende oder leuchtende Getterstange 6θ (nonflashing or flashing getter bar 6o) durch zwei Füße 62 und 62a unterstützt, mit denen nicht dargestellte äußere Anschlüsse verbunden werden. Die nicht leuchtende bzw. nicht blinkende (non-flashing) Getterstange 6o wird während des letzten Stadiums der Evakuierung der Umschließung auf bekannte V/eise benutzt,

Gemäß Fig. 4 ist eine vorzugsweise aus Glas hergestellte kastenförmige Abdeckung 44 mit abdichtender Wirkung mit dem oberen Rand der Unterlage 12 verbunden, um zusammen mit letz-

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terer eine hermetisch abgedichtete Umschließung zu bilden. Die äußeren Bereiche 64 und 64a der Abdeckung 44 können ggf. geschwärzt sein, um ein seitliches Eintreten von Außenlicht zu verhindern· Ein rechteckiger durchsichtiger Abschnitt 66 in der Mitte der Abdeckung 44 ermöglicht eine Betrachtung der zum Aufleuchten gebrachten Anoden 14a, T4b usw. durch die Öffnungen des Siebes 38.

Statt ein Sieb 38 zu verwenden, das von den beschriebenen Füßen 58a getragen wird, könnte man ein solches Sieb auch auf photochemischem Wege auf der Innenfläche der Abdeckung 44 erzeugen und es auf bekannte Weise mit nach außen führenden elektrischen Anschlüssen versehen.

Gemäß Fig. 4 kann man einen Kreispolarisator 46 auf der Ober-

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seite der Abdeckung 44 so anordnen, daß er mindestens den durchsichtigen Bereich 66 der Abdeckung überdeckt. Alternativ könnte man die Abdeckung 44 selbst so ausbilden, daß sie als Kreispolarisator zur Wirkung kommt. Wenn optimale Ergebnisse erzielt werden sollen, ist es bei der Kontrastverstärkungseinrichtung nach der US-PS 3 682 531 erforderlich, daß das Sieb 38 auf seiner dem Kreispolarisator 46 zugewandten Seite eine Spiegelreflexion hervorruft, und daß dazwischen keine Einrichtungen vorhanden sind, die eine Diffusion oder eine Verzögerung des Lichtes herbeiführen. Zwar führt das Vorhandensein des aus Glas bestehenden durchsichtigen Abschnitts 66 zwischen dem Kreispolarisator 46 und dem Sieb 38 bei der An-

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Ordnung nach Fig. 4 zu einer geringen Verschlechterung der Kontraststeige rungs wirkung, doch hat es sich gezeigt, daß eine solche begrenzte Verringerung toleriert werden kann.

In Fig. 5 ist ein Teil einer Analog-Digital-Anodenspeiseeinrichtung 22 dargestellt. Zur Vereinfachung der Beschreibung zeigt Fig. 5 nur zwei Anoden 14a und 14b in Verbindung mit den zugehörigen Teilen. Natürlich könnte man eine große Zahl von Anoden vorsehen; hierbei wird für jede zusätzliche Anode ein modularer Satz von Teilen benötigt, wie er in Fig. 5 dargestellt ist. Ein Spannungsteiler, der sich aus Widerständen R1, R2 und R3 zwischen der positiven Klemme einer Spannungsquelle und einem Masseanschluß zusammensetzt, liefert die Eingangssignale für die negativen Eingangs-klemmen zweier Spannungs komparatoren A1 und A2. Die zweiten Eingangssignale für die Spannungskomparatoren A1 und A2 werden parallel einer Einrichtung entnommen, die eine gemessene Spannung erzeugt, welche durch die Darstellungsvorrichtung angezeigt werden soll. Im vorliegenden Fall ist die Einrichtung zum Erzeugen der gemessenen Spannung als Regelwiderstand R4 dargestellt. Widerstände R5 und R6, die zwischen den Ausgängen der Komparatoren A1 und A2 einerseits und der positiven Klemme der Spannungsquelle andererseits angeordnet sind, ermöglichen es, mit Hilfe der Nullausgangssignale der Komparatoren die Spannung an den Anoden 14a und 14b auf dem Erdpotential zu halten. Nimmt man an, daß sich der Schleifkontakt des Regelwiderstandes R4 am geerdeten Ende dieses Widerstandes

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befindet, ist die Spannung, die dem Eingang des !Comparators A1 von dem Regelwiderstand R4 aus zugeführt wird, weniger positiv als die Spannung, welche an dem Knotenpunkt zwischen den Widerständen RI und R2 des Spannungsteilers erscheint. Daher führt der Spannungskomparator A1 der Anode 14a das Spannungssignal Null zu. Entsprechend führt der Spannungskomparator A2 der Anode 14b das Spannungssignal Null zu. Wird der Schleifkontakt des Regelwiderstandes R4 gemäß Fig. 5 in Richtung auf die positive Klemme bewegt, und überschreitet hierbei die dem Spannungskomparator A1 zugeführteSpannung gerade die Spannung am Knotenpunkt zwischen den Widerständen R1 und R2, geht das Ausgangssignal des Spannungskomparators A1 plötzlich von NuIL auf eine positive Spannung über. Daraufhin wird die Anode 14a positiv, so daß sie von dem Heizfaden ausgesandte thermische Elektronen anzieht und zu leuchten beginnt. Da die positive Spannung am Eingang des Spannungskomparators A2, die am Knotenpunkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen R2 und R3 erscheint, stärker positiv ist als die dem Spannungskomparator Al zugeführte Spannung, wird der Spannungskomparator A2 im abgeschalteten Zustand gehalten, so daß der Anode 14b das Ausgangssignal Null zugeführt wird. Wird der Schleifkontakt des Regelwiderstandes R4 gemäß Fig. 5 weiter in Richtung auf die positive Klemme bewegt, und überschreitet die hierbei dem Spannungskomparator A2 zugeführte Spannung die Spannung am Knotenpunkt zwischen den Spannungsteiler widerständen R2 und R3, geht das Ausgangssignal des Spannungskomparators A2 plötzlich von dem Wert Null auf einen positiven Viert über, wodurch die Anode 14b zum Aufleuchten gebracht wird.

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Natürlich könnte man weitere Anoden 14c, I4d usw. verwenden, wenn man für jede zusätzliche Anode einen weiteren Spannungsteilerwiderstand, einen Spannungskomparator und einen Widerstand auf der Ausgangsseite des Komparators vorsieht. Wenn alle einander entsprechenden Widerstände den gleichen Widerstandswert haben, entspricht die Spannungsauflösung der Anzeigevorrichtung der durch die Anzahl der Anodenabschnitte geteilten Gesamtspannung. Es ist auch möglich, die Widerstandswerte der Spannungsteilerwiderstände so zu wählen, daß die Anzeigevorrichtung schrittweise nichtlinear arbeitet, um eine Annäherung an eine beliebige gewünschte mathematische Kurve zu erreichen.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

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Claims

ANSPRÜCHE

Vakuumfluoreszenz-Darstellungsvorrichtung mit mindestens einem auf eine unterhalb der Dunkelrotgluttemperatur liegende Temperatur elektrisch beheizbaren Heizfaden zum Aussenden von Thermoelektronen und mindestens einer mit einem Leuchtstoff überzogenen Anode, bei welcher der Heizfaden und die Anode mit abdichtender Wirkung in eine Umschließung eingeschlossen sind, in der ein hohes Vakuum vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zu betrachtenden Seite der Vorrichtung und dem Heizfaden (28) eine elektrostatische Linse (38) angeordnet ist, die mindestens teilweise durchsichtig ist, und an die sich eine gegenüber dem Heizfaden positive Spannung anlegen läßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatische Linse (38) aus einem zusammenhängenden, durchsichtigen leitfähigen Material besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatische Linse (38) als gelochtes Sieb aus Metall ausgebildet ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (48) des Siebes (38) etwa 10% bis etwa 70% der Gesamtfläche des Siebes einnehmen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (48) des Siebes (38) etwa 20% bis etwa 50% der Gesamtfläche des Siebes einnehmen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zu betrachtenden Seite der Vorrichtung und der elektrostatischen Linse (38) ein Kreispolarisator (46) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatische Linse als gelochtes Sieb (38) aus Metall ausgebildet ist, daß die Gesamtfläche der Öffnungen (48) des Siebes etwa 20% bis etwa 50% der Gesamtfläche des Siebes entspricht, und daß die dem Kreispolarisator (46) zugewandte Seite des Siebes so ausgebildet ist, daß sie eine Spiegelreflexion hervorruft.
8. Vakuumfluoreszenz-Darstellungsvorrichtung mit mindestens einem Thermoelektronen aussendenden Heizfaden, der elektrisch auf eine Temperatur unterhalb der Dunkelrotgluttemperatur aufheizbar ist, sowie mit mindestens einer mit einem Leuchtstoff überzogenen Anode, bei welcher der Heizfaden und die Anode mit abdichtender Wirkung in eine Umschließung einge-

schlossen sind, in der ein hohes Vakuum vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der zu betrachtenden Seite der Vorrichtung und dem Heizfaden (28) ein gelochtes Sieb (38) aus Metall angeordnet ist, daß sich an das Sieb eine gegenüber dem Heizfaden positive Spannung anlegen läßt, und daß der Flächeninhelt der Öffnungen (48) des Siebes etwa 2096 bis etwa 50% der gesamten Siebfläche entspricht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zu betrachtenden Seite der Vorrichtung und dem gelochten Sieb (38) ein Kreispolarisator (46) angeordnet ist, und daß die dem Kreispolarisator zugewandte Seite des Siebes so ausgebildet ist, daß sie eine Spiegelreflexion hervorruft.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (48) des Siebes (38) ein regelmäßiges Muster bilden und in Reihen so angeordnet sind, daß etwa 40 bis etwa 300 Reihen je Zentimeter vorhanden sind.
11. Vakuumfluoreszenz-Anzeigevorrichtung mit einer geradlinigen Skala, einer isolierenden Unterlage, mindestens zwei mit einem Leuchtstoff überzogenen Anoden, mindestens einem Thermoelektronen aussendenden Heizfaden, der auf eine Temperatur unterhalb der Dunkelrotgluttemperatur beheizbar ist, um die Aussendung von Thermoelektronen zu bewirken, sowie mit

einem gelochten Sieb, bei dem die Gesamtfläche der Öffnungen etwa 10?S bis etwa 70# der Gesamtfläche des Siebes entspricht, dadurch gekennzeichnet , daß das Sieb (38) zwischen der zu betrachtenden Seite der Vorrichtung einerseits und dem Heizfaden (28) und den Anoden (14) andererseits angeordnet ist, daß eine Abdeckung (44) vorhanden ist, die mit abdichtender Wirkung mit der Unterlage (12) verbunden ist, um zusammen mit ihr eine hermetisch abgeschlossene Umschliessung zu bilden, in der die Anoden, der Heizfaden und das Sieb angeordnet sind, daß die Umschließung so evakuiert ist, daß in ihr ein hohes Vakuum herrscht, und daß mindestens ein Teil (66) der Abdeckung zwischen der zu betrachtenden Seite der Vorrichtung und den Anoden durchsichtig ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zu betrachtenden Seite der Vorrichtung und dem Sieb (38) ein Kreispolarisator (46) angeordnet ist, und daß die dem Kreispolarisator zugewandte Seite des Siebes so ausgebildet ist, daß sie eine Spiegelreflexion hervorruft.
13. Vakuumfluoreszenz-Anzeigevorrichtung mit einer geradlinigen Skala zum Erzeugen einer hellen Linie, die in einer schrittweise abgestuften Beziehung zur Amplitude einer gemessenen Spannung steht, mit einer Analog-Digital-Spannungszuführungseinrichtung, einer isolierenden Unterlage, mindestens zwei mit einem Leuchtstoff überzogenen Anoden, mindestens einem Thermoelektronen aussendenden Heizfaden, der Thermoelektronen dann aussendet, wenn er auf eine Temperatur unterhalb der Dun-

kelrotgluttemperatur aufgeheizt wird, sowie mit einem gelochten Sieb, bei dem der Flächeninhalt der Öffnungen etwa 1O?S bis etwa 7OJ6 der Gesamtfläche des Siebes entspricht, dadurch gekennzeichnet , daß das Sieb (38) zwischen der zu betrachtenden Seite der Vorrichtung einerseits und dem Heizfaden (28) und den Anoden (14) andererseits angeordnet ist, daß eine Abdeckung (44) vorhanden ist, die mit abdichtender Wirkung an der Unterlage (12) befestigt ist und zusammen mit ihr eine hermetisch abgedichtete Umschließung bildet, welche die Anoden, den Heizfaden und das Sieb enthält, daß die Umschließung so evakuiert ist, daß in ihr ein hohes Vakuum vorhanden ist, daß mindestens ein Teil (66) der Abdeckung zwischen der zu betrachtenden Seite der Vorrichtung und den Anoden durchsichtig ist, daß ein aus Widerständen (R1, R2, R3) bestehender Spannungsteiler vorhanden ist, der an seinen Knotenpunkten mindestens zwei positive Bezugsspannungen erscheinen läßt, daß mindestens zwei Spannungskomparatoren (A1, A2) mit positiven und negativen Eingängen vorhanden sind, daß der negative Eingang Jedes dieser Spannungskomparatoren mit einem der Knotenpunkte des Spannungsteilers verbunden ist, daß die positiven Eingänge sämtlicher Spannungskomparatoren so geschaltet sind, daß ihnen eine gemessene Spannung durch eine Parallelschaltung zugeführt wird, daß die Ausgänge der Spannungskomparatoren Jeweils mit einer zugehörigen Anode (14a, 14b) verbunden sind, und daß zwischen dem Ausgang jedes Spannungskomparators und einer Quelle für eine positive Spannung jeweils ein Widerstand (R5, R6) vorhanden ist.

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