DE2653623A1 - Adressierbarer bildzeilengenerator - Google Patents

Description

U.S.Serial

Filed: November 28, 1975

U.S.Serial No: 636,042 2653623

RGA Gorporation New York, N.Y., V.St.v.A.

Adressierbarer Bildzeilengenerator

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Erzeugen von Bildzeilen und bezieht sich speziell auf Zeilengeneratoren für Bildwiedergabegeräte in Flachbauweise, bei denen die einzelnen Bildzeilen in wahlfreier Weise oder der Reihe nach adressiert werden können.

Bildwiedergabegeräte in Flachbauweise haben mehrere Vorteile gegenüber den bekannten mit Elektronenstrahlabtastung arbeitenden Geräten wie z.B. den Kathodenstrahlröhren. Ein wichtiger Vorzug der flachen Bildwiedergabegeräte ist deren relativ gedrungener Bau.

Herkömmliche Fernsehbildröhren bestehen aus einem länglichen Glaskolben, der an einem Ende eine mit Leuchtstoff beschichtete Front-

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platte und am anderen Ende ein Elektronenstrahlsystem aufweist, um einen gebündelten Strahl von Elektronen zum Leuchtstoffschirm zu senden. Das Strahlerzeugungs- und das Ablenksystem machen eine langgestreckte Struktur erforderlich. Je größer man den Bildschirm auslegt, desto größer muß daher auch die Tiefenabmessung der Röhre werden, damit die Linearität und die Schärfe des Bildes erhalten bleiben. Mit einem großen Bildschirm von beispielsweise 90 χ 120 cm würde eine durch Elektronenstrahlen abgetastete Bildröhre so sperrig werden, daß sie für die meisten praktischen Zwecke zu unhandlich ist.

Außerdem lassen sich bekannte Kathodenstrahlgeräte im Grunde nur in Folgeabtastung betreiben, d.h. die wahlfreie Adressierung einer ganzen Zeile zu einem beliebigen Zeitpunkt (Parallel- oder Vollzeilenadressierung) ist bei ihnen nicht möglich. Dies beeinträchtigt sowohl die Vielseitigkeit solcher Geräte als auch ihre Effektivität bei Ansteuerung durch wahlfrei oder unregelmäßig adressierte Eingangssignale, wie sie beim Einsatz des Geräts als Speicherröhre oder bei speziellen Wiedergabetechniken vorkommen können.

Ein wesentlicher Nachteil bei Bildwiedergabegeräten in Flachbauweise sind jedoch andere Probleme, die mit der Adressierbarkeit oder Abtastbarkeit zusammenhängen. Bei gewöhnlichen Fernsehröhren mit Strahlabtastung kann die Vertikalabtastung des Zeilenrasters (z.B. 525 Zeilen beim NTSC-System) mit Hilfe nur weniger an das Ablenksystem angeschlossener Leitungen erreicht werden. Bei flachen Bildwiedergabegeräten, die mit linien- oder flächenartigen Kathoden arbeiten, braucht man jedoch für die Vertikalabtastung eine mindestens der Zeilenanzahl entsprechende Zahl von Zuleitungen, beim NTSC-System also 525 Leitungen. Dies wird problematisch, da es nicht einfach ist, mindestens 525 Zuleitungen durch eine Vakuumdichtung hindurch nach außen zu führen.

Eine Möglichkeit, die Anzahl der erforderlichen Zuleitungen zur Vollzeilen-Adressierung eines flachen Bildwiedergabegeräts zu reduzieren, ist die Verwendung von Dynoden (Sekundäremissionskathoden), die eine

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digitalcodierte Anordnung von Elektroden zum Anlegen von Beschleunigungs- und Bremspotentialen für Elektronen aufweisen (vgl. z.B. USA-Reissue Patent No. 27,520). Diese Lösung hat u.a. den Nachteil, daß die Digitalcodierung jedes Dynodenglied zu einem einzigartigen Exemplar macht, so daß man für ein Gerät zum Abtasten von beispielsweise 5Ί2 Zeilen sehr viele verschiedenartige Dynodenglieder benötigt. Die Folge ist, daß in den meisten praktischen Fällen die Mindestanzahl der Dynodenglieder durch die Digitalcodierung und nicht durch die Elektronenemissionseigenschaften der ausgewählten Materialien vorgeschrieben wird.

Die Erfindung geht aus von einem adressierbaren Bildzeilengenerator für ein Bildwiedergabegerät in Flachbauweise, der ein Substrat enthält, auf dessen einer Oberfläche sich eine ebene Elektronenquelle befindet. Auf der besagten einen Oberfläche des Substrats ist ferner eine Vielzahl im wesentlichen paralleler ebenflächiger Elektronenvervielfacher angeordnet, die im wesentlichen rechtwinklig beabstandet zu den ebenen Elektronenquellen verlaufen.

Diese Anordnung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vervielfacher eine im wesentlichen linienförmige Ausgangsöffnung und eine Vielzahl von Dynodengliedern aufweist, von denen mindestens eines adressierbar ist und die zwischen der Elektronenquelle und der Ausgangsöffnung liegen, um eine im wesentlichen geradlinig zwischen ihnen hindurchlaufende Elektronenströmung zu vervielfachen und zu steuern. Erfindungsgemäß sind ferner digitale Steuereinrichtungen vorgesehen, um abhängig von einem Steuersignal an jedes adressierbare Dynodenglied eine beschleunigende oder, hemmende Spannung und an die übrigen Dynodenglieder beschleunigende Spannungen anzulegen.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen adressierbaren Bildzeilengenerators ;

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Fig. 2 zeigt perspektivisch und vergrößert einen Ausschnitt des Gegenstands der Fig. 1, bei dem gemäß der Linie 2-2 Teile von fünf Dynodenträgern fortgebrochen sind, um die Sicht auf einen Teil des auf dem Substrat befindlichen Codemusters elektrischer Leiter freizugeben;

Fig. 3 zeigt vergrößert einen Schnitt durch drei Elektronenvervielfacher ;

Fig. 4 zeigt das Blockschema der Adressierung und Dynodensteuerung des erfindungsgemäßen Geräts;

Fig. 5 zeigt in Blockdarstellung schematisch eine Ausführungsform der Einrichtung zur Adressierung und Dynodensteuerung des Geräts, mit der eine sequentielle Erzeugung von Bildzeilen möglich ist;

Fig. 6 ist die Draufsicht auf einen Teil des Substrats des erfindungsgemäßen Geräts und zeigt einen Teil des auf dem Substrat befindlichen Leitermusters;

Fig. 7 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform eines Bildwiedergabegeräts in Flachbauweise, welches einen erfindungsgemäßen adressierbaren Bildzeilengenerator enthält;

Fig. 8 ist eine andere perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Bildwiedergabegeräts in Flachbauweise, welches einen erfindungsgemäßen adressierbaren Bildzeilengenerator enthält.

In der Fig. 1 ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete Ausführungsform eines erfindungsgemäßen adressierbaren Bildzeilengenerators dargestellt. Der Generator 10 hat ein Substrat 12, welches auf seiner einen Oberfläche eine ebene Elektronenquelle 14 trägt. Das Substrat ist eine im wesentlichen ebene Platte aus einem elektrisch isolierenden Material wie z.B. Glas. In bevorzugter Ausführungsform

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des Geräts seien die Ge samt abmessungen des Substrats 84- cm in der Höhe, 112 cm in der Breite und 0,63 cm in der Dicke. Die ebene Elektronenquelle 14- ist eine Schicht aus einem Material, welches bei Beschüß mit Ionen oder Photonen Elektronen emittiert. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform bedeckt die ebene Elektronenquelle 14 eine Fläche des Substrats von 76 cm in der Höhe und 102 cm in der Breite.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, sind auf dem Substrat 12 neben der Elektronenquelle 14- mehrere elektrische Leiter 16 in einem vorbestimmten Codemuster aufgebracht. Diese Leiter seien in der bekannten Technik gedruckter Schaltungen gebildet, etwa durch Auftragen einer elektrisch leitenden Tusche. Die Fig. 2 zeigt als Beispiel insgesamt 18 solcher Substratleiter in einem bestimmten Codemuster, die tatsächliche Anzahl der Substratleiter und auch die Ausbildung des Codemusters hängen jedoch von der Anzahl der adressierbaren Dynodenglieder je Elektronenvervielfacher ab. Der Zusammenhang zwischen der Menge der adressierbaren Dynodenglieder, der benötigten Anzahl der Substratleiter und der Bildungsart des codierten Leitermusters wird weiter unten ausführlicher erläutert.

Auf dem Substrat 12 sind parallel und im Abstand zueinander eine Vielzahl von Dynodenträgern 18 befestigt, die im wesentlichen senkrecht auf der ebenen Elektronenquelle 14 stehen. Jeder Dynodenträger 18 besteht aus einem im wesentlichen ebenen Streifen eines elektrisch isolierenden Materials wie z.B. Glas und trägt mindestens ein streifenförmiges Dynodenglied 20. Die Dynodenglieder 20 bestehen vorzugsweise jeweils aus einem Streifen 21 (vgl. Fig. 3) aus einem elektrisch leitenden Material wie z.B. Kupfer, auf dem sich eine Schicht 22 aus einer elektronenemittierenden Substanz wie z.B. Magnesiumoxid befindet.

Wie in den Figuren 1 und 3 zu erkennen ist, bilden jeweils zwei benachbarte parallele Dynodenträger 18 mit den darauf befindlichen Dynodengliedern 20 einen ebenflächigen Elektronenvervielfacher 24, der eine im wesentlichen linienförmige Ausgangsöffnung 26 hat. Da

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' SO*

bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform jeweils zwei benachbarte Elektronenvervielfacher 24· einen gemeinsamen Dynodenträger 18 haben, ist jeder dieser Dynodenträger 18 auf seinen beiden gegenüberliegenden Hauptflächen mit Dynodengliedern versehen. Wie in Fig. 3 gezeigt, befinden sich im vorliegenden Fall auf der einen Hauptfläche jedes Dynodenträgers 18 jeweils fünf parallele Dynodenglieder 20, während sich auf der gegenüberliegenden Hauptfläche jeweils vier parallele Jynodenglieder 20 befinden.

Um auf einfache Weise eine elektrische "Verbindung zu jedem Dynodenglied herzustellen, führt von jedem dieser Glieder 20 ein auf dem jeweiligen Träger 18 verlaufender elektrischer Leiter 34- zu einem Anschlußpunkt an einem Rand 32 (vgl. Fig. 3) des betreffenden Dynodenträgers 18. Jedes Dynodenglied 20 hat also einen elektrischen Anschluß 36 an einem Rand 32 des Dynodenträgers 18. Da die Dynodenglieder selbst elektrisch leitend sind, erscheint eine dem elektrischen Anschluß 36 zugeführte Spannung auf der gesamten Länge des Dynodenglieds 20. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Dynodenträger 18 auf dem Substrat 12 im wesentlichen gleichmäßig beabstandet und parallel zueinander angeordnet. Wie in Fig. 2 zuerkennen ist, sind die Anschlüsse 36 der Dynodenglieder 20 jeweils mit zugeordneten Leitern 16 auf dem Substrat 12 elektrisch verbunden.

Die Arbeitsweise des dargestellten Geräts sei nun anhand der Fig. erläutert. Die Elektronenquelle 14- besteht aus einem Material, dessen Sekundärelektronen-Emissionskoeffizient größer als 1 ist. Der Betrieb des Elektronenvervielfachers 24- setzt ein, wenn ein Elektron 37 von der Elektronenquelle 14- emittiert wird und am nächstliegenden Dynodenglied 20a des Elektronenvervielfacher aufschlägt. Dieses Elektron bewirkt daraufhin eine Sekundäremission und wird dadurch um den Verstärkungsfaktor des Dynodenglieds vervielfacht, so daß eine Vielzahl von Elektronen das besagte nächstliegende Dynodenglied verläßt und auf dem nächstfolgenden Dynodenglied 20b aufschlägt. An jedem folgenden Dynodenglied vervielfachen sich die Elektronen in ähnlicher Weise weiter, bis eine große Anzahl von Elektronen das letzte Dynodenglied 2Oi verläßt. Wegen der großen

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-ΛΑ,

Vervielfachung der Elektronen darf die von der Elektronenquelle 14- ausgehende Primäremission extrem niedrig sein.

Der Gebrauch des erfindungsgemäßen Geräts beruht auf dem Prinzip, daß der Elektronenfluß durch einen eine Vielzahl von Dynodengliedern enthaltenden Elektronenvervielfacher gesperrt oder gehemmt werden kann, indem man an ein einziges Dynodenglied des betreffenden Vervielfachers eine elektronenzurückstoßende Spannung legt. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird einer logischen Adressierschaltung des Geräts ein Steuersignal angelegt. Das Steuersignal enthält Informationen über den Ort und die Folge der zu erzeugenden Bildzeilen. Die Adressierlogik wandelt diese Information in ein digitales Adressensignal um. Das digitale Adressensignal besteht bei der vorliegenden Ausführungsform aus einer binärcodierten Adresse, die über neun Leitungen parallel in die Dynodensteuerschaltung gegeben wird. Das auf den neun Leitungen erscheinende Binärsignal kann eine von

2⁷ oder 512 Zeilen eindeutig auswählen. Die Dynodensteuerschaltung setzt die binärcodierte Adresse in eine eindeutige Kombination von 18 elektronenbeschleunigenden und -rückstoßenden (hemmenden) Spannungen um, die dann über die 18 Substratleiter 16 an die Dynodenglieder gelegt werden.

Die Fig. 5 zeigt in einem Blockschema den Einsatz des erfindungsgemäßen Geräts als sequentiell arbeitenden Bildzeilengenerator. Die in einem ankommenden Bild- oder Videosignal enthaltenen Synchronkomponenten werden herausgezogen und in Horizontal- und Vertikalsynchronsignale getrennt. Das Horizontalsynchronsignal wirkt als Taktgeber, um einen aus Flipflops FF1 bis FF9 gebildeten Binärzähler fortzuschalten. Jedes Flipflop bewirkt, daß an jeden der Substratleiter 16 eine beschleunigende Spannung (A) oder eine hemmende Spannung (R) angelegt wird. Das Vertikalsynchronsignal dient zur Rückstellung, d.h. es setzt die Flipflops vor dem Beginn jedes neuen Vollbildes jeweils in deren Anfangszustand.

Wie in den Figuren 2 und 6 zu erkennen ist, bilden die Substratleiter 16 ein Muster, worin jedes Leiterpaar, welches über die elektri-

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- er -

sehen Anschlüsse 36 und die auf den Dynodenträgern angeordneten Leiter 34 jeweils Dynodenglieder in derselben relativen Lage der Elektronenvervielfacher miteinander verbindet, bezüglich jedem anderen Leiterpaar digitalcodiert ist· Das heißt, bei der hier beschriebenen Ausführungsform verbindet ein Leiter jedes Paars die eine Hälfte der in gleicher relativer Position angeordneten Dynodenglieder miteinander, während der andere Leiter die andere Hälfte dieser Glieder miteinander verbindet. Wie in Fig. 6 gezeigt, sind bei dem in der hier beschriebenen Ausführungsform vorgesehenen Muster die Dynodenglieder, welche die 9. Position im ersten, dritten, fünften usw., Vervielfacher einnehmen, über einen ersten elektrischen Leiter 48 miteinander verbunden, wobei die Verbindungen zwischen diesem ersten Leiter 48 und den zugeordneten Leitern auf den Dynodenträgern an den elektrischen Anschlüssen 36a erfolgt. Diejenigen Dynodenglieder, welche die 9· Position in den dazwischenliegenden Vervielfachern (also im zweiten, vierten, sechsten, usw., Vervielfacher) einnehmen, sind an den Anschlußpunkten 36b mit einem zweiten elektrischen Leiter 50 verbunden. In ähnlicher Weise sind die Dynodenglieder, welche die 8. Position in den Vervielfachern Nr. 1, Nr. 2, Nr. 5» Nr. 6, Nr. 9» Nr. 10 usw. einnehmen, jeweils an den Anschlußpunkten 36c über einen dritten elektrischen Leiter 52 miteinander verbunden, während die Dynodenglieder an der 8. Position in den Vervielfachern Nr. 3, Nr. 4, Nr. 7, Nr. 8, Nr. 11, Nr. 12 usw. an jeweils den Anschlußpunkten 36d über einen vierten elektrischen Leiter 54 miteinander verbunden sind. In entsprechender Fortsetzung dieses Verteilungsmusters sind als nächstes Dynodenglieder abwechselnder Vierergruppen von Vervielfachern, dann Dynodenglieder abwechselnder Achtergruppen von Vervielfachern, uws., jeweils zusammengeschaltet, und zwar so, daß es für jede der restlichen Positionen in den Vervielfachern immer zwei Hälften von untereinander Terbundenen Dynodengliedern gibt. Wenn nun bei dieser Anordnung eine hemmende Spannung an den einen Leiter eines Leiterpaars und eine beschleunigende Spannung an den anderen Leiter gelegt wird, dann liegt die eine Hälfte aller Dynoden, welche die dem betreffenden Leiterpaar zugeordnete Position in den Vervielfachern einnehmen, auf einer hemmenden Spannung und die andere Hälf-

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te dieser Dynoden auf einer Beschleunigungsspannung.

Nachstehend sei ein einzelnes Beispiel betrachtet, um die Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform des Geräts zu verdeutlichen. Die Fig. 6 zeigt einen Teil des Musters der Substratleiter 16,der mit den Elektronenvervielfachern Nr. 1 bis Nr. 11 zusammenwirkt. Als Beispiel soll nun an der Ausgangsöffnung des Elektronenvervielfachers Nr. 5 ein im wesentlichen linienartiges Elektronenbündel erscheinen. Als Antwort auf das zugehörige Steuersignal sendet die Adressenlogik ein binärcodiertes 9-Bit-Adressenwort, z.B. 001000000. Die Dynodensteuerschaltung wandelt dieses Adressenwort in eine Kombination aus neun hemmenden Spannungen (R) und neun beschleunigenden Spannungen (A) um, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn diese hemmenden und beschleunigenden Spannungen (R und A) so angelegt werden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, dann liegen nur beim Elektronenvervielfacher Nr. 5 alle an den Positionen 1 bis 9 sitzenden Dynodenglieder auf einer Beschleunigungsspannung. Beim Elektronenvervielfacher Nr. 4 beispielsweise liegen die an den Positionen 1 bis 6 sitzenden Dynodenglieder auf Beschleunigungsspannung (A), während die an den Positionen 7, 8 und 9 sitzenden Dynodenglieder jeweils hemmende Spannung (R) empfangen. In ähnlicher Weise liegen im Elektronenvervielfacher Nr. 6 die an den Positionen 1 bis 8 sitzenden Dynodenglieder auf Beschleunigungsspannung (A), während das an der Position 9 sitzende Dynodenglied auf hemmender Spannung (R) liegt.

In Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Elektronenvervielfacher Nr. 4, Nr. 5 und Nr. 6 dargestellt, die mit den Bezugszahlen 43, 45 und 4-7 bezeichnet sind. Wie oben erwähnt, liegt beim gewählten Beispiel jedes Dynodenglied des Elektronenvervielfachers 45 (d.h. des Vervielfachers Nr. 5) auf elektronenbeschleunigendem Potential. Daher werden die Elektronen 46 im Vervielfacher Nr. 5 vervielfacht und beschleunigt. Beim Elektronenvervielfacher 43 (d.h. beim Vervielfacher Nr. 4) hingegen bewirkt das hemmende Potential an dem an 9· Position sitzenden Dynodenglied 20a, daß die von der Elektronenquelle 14 ausgehenden Elektronen zurückgestoßen

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werden, wodurch der Elektronenfluß im Vervielfacher Nr. 4 unterbrochen wird. In ähnlicher Weise bewirkt im Elektronenvervielfacher 47 (Vervielfacher Nr. 6) die hemmende Spannung an dem an 9· Position sitzenden Dynodenglied 20a, daß der Elektronenfluß auch in diesem Vervielfacher unterbrochen wird. Nur der Elektronenvervielfacher Nr. 5 erlaubt also einen ungehemmten Elektronenfluß. Daher erscheint nur an der Ausgangsöffnung 26 dieses Vervielfachers Nr. ein Elektronenbündel.

Vorstehend wurde der Fall beschrieben, daß jeder Elektronenvervielfacher neun Dynodenglieder enthält, die alle adressierbar sind. Praktisch sind jedoch die verschiedenartigsten Kombinationen von adressierbaren und nicht-adressierbaren Dynodengliedern möglich. Wie oben bereits erwähnt wurde, braucht in jedem Elektronenvervielfacher nur eines aller darin enthaltenen Dynodenglieder adressierbar zu sein, um den Elektronenfluß durch diesen Vervielfacher zu unterbrechen. Das heißt, mindestens ein Dynodenglied jedes Elektronenvervielfachers muß adressierbar sein. Die Gesamtanzahl von Dynodengliedern pro Vervielfacher wird durch die gewünschte Elektronenverstärkung bestimmt. Die Anzahl der adressierbaren Dynodenglieder hängt von der Zahl der zur Bilddarstellung benötigten Vervielfacher und auch von der gewünschten Mindestanzahl der Substratleiter ab. Dieser Zusammenhang wird in den nachfolgenden Abschnitten ausführlich behandelt.

Die wichtigste Aufgabe der Erfindung besteht darin, die zur selektiven Erzeugung einer Bildzeile erforderliche Anzahl von Leitungen möglichst gering zu halten. Bei dem hier beschriebenen Gerät ist die Anzahl η dieser Leitungen bestimmt durch folgende Gleichung:

η = (m-j) +

wobei m die Gesamtanzahl der Dynodenglieder pro Vervielfacher und j die Anzahl der adressierbaren Dynodenglieder pro Vervielfacher ist, 0<j^m ist und N die Anzahl der Vervielfacher ist. Zur Fernsehwiedergabe sind im Normalfall mindestens 500 Zeilen erforderlich, was

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für das hier beschriebene Gerät 500 Vervielfacher bedeutet· Daher muß der Ausdruck N in der obigen Gleichung den Wert einer ganzen Zahl größer als oder gleich 500 annehmen. Die folgende Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen der Anzahl j der adressierbaren Dynodenglieder und der erforderlichen Anzahl η von Leitungen, um eine Bildzeile aus einer Gesamtzahl von N Bildzeilen eindeutig auszuwählen, wobei für N_Q eine Zahl größer als oder gleich 500 genommen wird.

	23	TABELLE I	Νο
CJ.	8	η ο	529
2	5	4-6	512
3	4-	24-	625
4-	3	20	1024-
5	3	20	729
6	3	18	2187
7	2	21	6561
8	24-	512
9	18

Wie diese Tabelle ausweist, benötigt man im Falle, daß zwei adressierbare Dynodenglieder je Elektronenvervielfacher vorgesehen sind, 46 Leitungen, um aus einer Gesamtzahl von 529 Elektronenvervielfachem einen Vervielfacher eindeutig auszuwählen· Hat man drei adressierbare Dynodenglieder je Vervielfacher, dann werden 24· Leitungen benötigt, um aus einer Gesamtzahl von 512 Elektronenvervielfachem einen Vervielfacher eindeutig auszuwählen, usw. Die letzte Eintragung in der Tabelle zeigt die Verhältnisse für die vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform, d.h· beim Vorhandensein von neun adressierbaren Dynodengliedern benötigt man 18 Leitungen, um aus einer Gesamtzahl von 512 Elektronenvervielfachem einen Vervielfacher eindeutig auszuwählen.

Die Tabelle I gibt die erforderliche Mindestanzahl (n) von Leitungen zur eindeutigen Adressierung eines von N Vervielfachern an, wenn eine bestimmte Zahl (j) adressierbarer Dynodenglieder gegeben ist.

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In jedem einzelnen Pall wird ein anderer Code verwendet, um die jeweils an gleicher relativer Position (x = 1, 2, ...,j) der Ή verschiedenen Elektronenvervielfacher sitzenden adressierbaren Dynodenglieder untereinander zu verbinden.

Allgemein sind alle adressierbaren Dynodenglieder, welche in den verschiedenen Vervielfachern jeweils die gleiche relative Position einnehmen, in k Gruppen (k = Ή '") untereinander verbunden, womit man nur k elektrische Verbindungen zu Adressierungszwecken benötigt. Nur an eine jeder Gruppen von k Verbindungen wird ein Beschleunigungspotential ("ein") gelegt, während an die anderen Verbindungen ein Bremspotential ("aus") gelegt wird. Daraus folgt also, daß eine

1/n
Gesamtzahl von k»j = j·Ν₀ elektrischer Verbindungen erforderlich

ist, um aus N Vervielfachern einen eindeutig auszuwählen.

Bei einem Gerät mit nur drei adressierbaren Dynodengliedern in jedem von insgesamt 512 Elektronenvervielfachern beispielsweise (Ö = 3; N₀ = 512) gibt es acht (k = N₀ ¹^⁵ = 8) Untergruppen für jede der drei Gruppen adressierbarer Dynoden, und 3*8 = 24· Adressenleitungen. Die an der dritten Position (x = 3) in jedem Vervielfacher sitzenden Dynoden sind abwechselnd mit jeder der dieser dritten Dynodengruppe zugeordneten acht Adressenleitungen verbunden. Das heißt, die Dynoden der Vervielfacher Wr. 1, 9» 17,...505 sind gemeinsam mit der ersten Leitung verbunden. In ähnlicher Weise sind die Dynoden der Vervielfacher Nr. 2, 10,18,...506 gemeinsam mit der zweiten Leitung verbunden, usw. Auf diese Weise werden acht Gruppen von jeweils 64- Vervielfachern gebildet. Man. kann leicht einsehen, daß wenn ein Beschleunigungspotential nur an eine dieser acht Gruppen gelegt wird, nur ein zu dieser Gruppe gehörender Vervielfacher "einschalten" kann.

Die an den anderen beiden Positionen (x = 2 und χ = 1) sitzenden Dynoden sind ebenfalls jeweils in acht Gruppen miteinander verbunden, jedoch sieht das Verbindungsmuster in jedem Fall anders aus. Das Verbindungsmuster ist praktisch so angelegt, daß niemals zwei Vervielfacher mit allen ihren Dynoden an gemeinsame Leitungen angegeschlossen sind. Dies stellt sicher, daß jeweils nur ein Verviel-

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■Λ-

fächer "einschalten" kann, wenn nur einer Adressenleitung in jeder Dynodenposxtipnsgruppe eine Beschleunigungsspannung angelegt wird. Jeder andere Vervielfacher der N Vervielfacher liegt mit einer oder mehreren Dynoden an einem Bremspotential, so daß er "ausgeschaltet" ist.

Bei dem hier beschriebenen Beispiel sind die an der zweiten Position (x = 2) sitzenden Dynoden zunächst in Achtergruppen zusammengeschaltet. Das heißt, die an zweiter Position in den Vervielfachern Nr. 1 bis Kr. 8 sitzenden Dynoden sind zusammengeschaltet, ebenso wie die Dynoden der Vervielfacher Nr. 9 bis Nr. 16, Nr. 17 "bis Nr. 24, ..., Nr. 505 "bis Nr. 512. In dieser Hinsicht bestehen also 64 Untergruppen von jeweils acht Vervielfachern. Diese Untergruppen sind dann wiederum wechselweise mit den der besagten Dynodenposition entsprechenden acht Adressenleitungen verbunden. Das heißt, Dynoden der Vervielfacher Nr. 1 bis Nr. 8 sind mit der Leitung 1, Dynoden der Vervielfacher Nr. 9 bis Nr. 16 sind mit der Leitung 2, ..., und Dynoden der Vervielfacher Nr. 57 "bis Nr. 64 sind mit der Leitung 8 verbunden. Dieser Zyklus setzt sich'dann weiter fort, indem Dynoden der Vervielfacher Nr. 65 bis Nr. 72 wieder mit der Leitung 1, Dynoden der Vervielfacher Nr. 73 bis Nr. 80 mit der Leitung 2 verbunden sind, usw., bis alle 512 Dynoden der besagten Position mit einer der acht Adressenleitungen verbunden sind. Somit sind an jede Leitung 64 Dynoden angeschlossen. Die an der ersten Position (x = 1) sitzenden Dynoden werden ebenfalls mit acht Adressenleitungen verbunden. Hier sind jedoch Dynoden der Vervielfacher Nr. 1 bis Nr. 64 mit der Leitung 1, Dynoden der Vervielfacher Nr. 65 bis Nr. 128 mit der Leitung 2, ..., und Dynoden der Vervielfacher Nr. 44-9 bis Nr. mit der Leitung 8 verbunden.

Bei der weiter oben beschriebenen speziellen Ausführungsform, wo N = 512 Vervielfacher vorgesehen sind und jeder Vervielfacher neun adressierbare Dynoden (j = 9) enthält, sind für jede Dynodenposition

1 /Q
zwei Adressenleitungen (512 = 2) bei einer Gesamtzahl von 18 Leitungen (2*9 = 18) erforderlich. In diesem Fall sind die an neunter Position (x = 9) sitzenden Dynoden abwechselnd mit den beiden

.''■;■. - 14 -

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Adressenleitungen verbunden. Das heißt, die Dynoden sLler Vervielfacher ungerader Ordnungszahl sind mit der Leitung 1 und die Dynoden aller Vervielfacher gerader Ordnungszahl sind mit der Leitung verbunden. An der achten Position sind die Dynoden immer zweier benachbarter Vervielfacher in Paaren zusammengefaßt, und diese Paare sind abwechselnd mit den beiden dieser Dynodenposition zugeordneten Adressenleitungen verbunden. Das heißt, Dynoden der Vervielfacher 1, 2; 5i 6; 9* 10;...; 509₅ 510 sind mit der einen Leitung und Dynoden der Vervielfacher Nr. J, 4-; 7,8; 11, 12; ·..; 511, 512 sind mit der anderen Leitung verbunden. An der siebten Position sind die Dynoden von immer vier benachbarten Vervielfachern in Vierergruppen zusammengefaßt, und diese Vierergruppen sind abwechselnd mit zwei weiteren Adressenleitungen verbunden. In ähnlicher Weise bilden die an der sechsten Position sitzenden Dynoden Achtergruppen aus jeweils acht benachbarten Vervielfachern, usw.. Die Tabelle 2 zeigt in einer Übersicht, welche der an den Positionen 1 bis 9 sitzenden Dynoden jeweils an eine gemeinsame Adressenleitung angeschlossen sind. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß zu den Dynodengruppen verschiedener Positionen jeweils verschiedene Adressenleitungen gehören.

- 15 -708823/Π7"?

TABELLE 2

Verbindungsmuster der Dynoden bei 512 Vervielfachern mit jeweils

9 adressierbaren Dynoden

CO OO ro to

CD

cn

	1	2	128	1	3	64	1	DYNODENPOSITION	32	224	1	5	16	1	6	8	1	7	4	8	9
Mit der					bis		65	4	96	288	33	bis	48	17	bis	24	9	bis	12	1,2	1
				129		192	129	bis	bis160	352	65	bis	80	33	bis	40	17	bis	20	5,6	3
Leitung			384		bis		193	bis	bis	416	97	bis	112	49	bis	56	25	bis	28	9,10	5
Nr. 1	1	1 bis		257		320	257		bis	480		bis			bis			bis		13,14	7
					bis		321	bis			#			#
verbun	bis			385		448	385	bis		385		400	449	m	456				•
dene		257 bis			bis		449	bis		417	bis	432	465	bis	472	481		484	•
	256								64	449	bis	464	481	bis	488	489	bis	492	497^498	505 ·
Dynoden									128	481	bis	496	497	bis	504	497	bis	5OO	501,502	507 i
			256						192		bis			bis		505	bis	5O8	505,506	509 .
				65		128	33	bis	256	17		32	9		16	5	bis	8	509,510	511
Mit der					bis		97	bis	320 384	49	bis	64	25	bis	32	13	bis	16	3,4	2
			512	193		256	161	bis	448	81	bis	96	41	bis	48	21	bis	24	7,8	4
Leitung	257	129 bis			bis		225	bis	512	113	bis	128	57	bis	64	29	bis	32	11,12	6
Nr. 2				321		384	CO IA OJKN	bis bis			bis			bis			bis		15,16	8
verbun	bis			449	bis	512	417	bis			•			•			•			•
dene	512	385 bis			bis		481	bis		401		416	457	#	464	485	#	488	#
										433	bis	448	473	bis	480	493	bis	496	499,500	506
Dynoden									565	bis	480	489	bis	496	501	bis	504	503,504	508
								497	bis	512	505	bis	512	509	bis.	512	507,508	510
						bis			"bis			bis		511,512	512

CD cn CO CO ro co

ANMERKUNG: Die in der Tabelle eingetragenen Zahlen sind die Nummern (Ordnungszahlen)der Vervielfacher, Das heißt z.B., die an der Position 1 in den Vervielfachern Nr. 1 bis Nr. 256 sitzenden Dynoden sind alle mit der Leitung Nr. 1 verbunden, und die an der gleichen Position in den Vervielfachern Nr. 257 bis 512 sitzenden Dynoden sind alle mit der Leitung Nr. 2 verbunden,

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Da die Substratleiter 16 auf dem Substrat 12 in einem vorbestimmten Codemuster angeordnet sind und der elektrische Anschluß 36 für jede Dynode auf jedem Dynodenträger 18 jeweils die gleiche relative Position hat, braucht man einfach den Dynodenträger an der richtigen Stelle am Substrat anzubringen, um die elektrischen Verbindungen zu den jeweiligen Dynodengliedern in der vorgeschriebenen Weise zu gewährleisten. Bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform sind es die auf dem Substrat 12 befindlichen elektrischen Leiter 16, die ein codiertes Muster bilden. Die erforderliche Codierung kann jedoch auch dadurch erreicht werden, daß man die elektrischen Leiter 34 auf den Dynodenträgern 18 in bestimmten Mustern anordnet und die elektrischen Leiter 16 auf dem Substrat uncodiert läßt, oder daß man Codierungen auf dem Substrat 12 und auf den Dynodenträgern 18 in irgend einer Weise kombiniert. Alle diese Ausführungsformen liegen ebenfalls im Bereich der Erfindung.

In der Fig. 7 ist eine Ausführungsform eines Bildwiedergabegeräts in Flachbauweise dargestellt, bei dem ein erfindungsgemäßer adressierbarer Bildzeilengenerator verwendet wird. Das dargestellte Gerät besteht aus einer Gruppe paralleler Rippen 60, die zwischen einer den Bildschirm bildenden Frontplatte 62 und den Dynodenträgern 18 liegen und sich im wesentlichen senkrecht zu den Dynodenträgern 18 erstrecken. Die eigentliche Sichtfläche der Frontplatte 62 hat im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie die Fläche der weiter oben beschriebenen ebenen Elektronenquelle 14. Jede Rippe 60 ist mit einer Vielzahl streifenförmiger Elektroden beschichtet, und zwar einer Modulationselektrode 64 und mehreren Beschleunigungsund Fokussierungselektroden 66. Der Schirm besteht aus einer Vielzahl paralleler vertikaler Leuchtstoffstreifen 68, die auf der Innenfläche der Frontplatte 62 aufgebracht sind und deren jeder zwischen zwei benachbarten Rippen 60 liegt. Im Falle eines Wiedergabegeräts für farbige Bilder sind die Leuchtstoffstreifen 68 zur Emission unterschiedlicher Farben ausgelegt und bilden ein Muster in Form einer sich horizontal über die Frontplatte wiederholenden Folge von rot-, grün- und blau-emittierenden Streifen. Jede horizontale Bildzeile des Geräts wird durch einen Elektronenvervielfacher

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definiert, der durch ein Paar benachbarter Dynodenträger 18 gebildet ist. Im Falle der in den USA geltenden Fernsehnorm sind also 483 benachbarte Paare von Dynodenträgern vorhanden, die 483 Elektronenvervielfacher bilden, deren jeder sich über die Breite der Schirmfläche erstreckt. Ein Bildpunkt 70 (vgl. Fig. 8) ist begrenzt durch die Projektion des senkrechten Schnitts zweier benachbarter Rippen 60 und zweier benachbarter Dynodenträger 18 auf einen zugehörigen Leuchtstoffstreifen 68. Im Falle eines Wiedergabegeräts für farbige Fernsehbilder mögen 2100 Bildpunkte 70 längs jeder Bildzeile quer über die Breite der Schirmfläche vorgesehen sein. Hiermit liegt die Gesamtanzahl von Bildpunkten bei der Ausführungsform als Farbfernseh-Wiedergabegerät über einer Million. Das Bildwiedergabegerät wird evakuiert und mittels einer Dichtung 72 dicht abgeschlossen, wie es in Fig. 8 gezeigt ist.

Zum Betrieb des in Fig. 7 dargestellten Geräts wird ein ausgewählter Elektronenvervielfacher in der weiter oben beschriebenen Weise adressiert. Der adressierte Elektronenvervielfacher erzeugt ein linienartiges Elektronenbündel entsprechend einer horizontalen Bildzeile · Das linienförmige Elektronenbündel verläßt die Ausgangsöffnung 26 des Vervielfachers in Richtung auf die Frontplatte 62. Die Modulationsstreifen 64 steuern die Menge der Elektronen, die zu den vertikalen Leuchtstoffstreifen 68 weiterfliegen sollen. Die von den Modulationsstreifen 64 vorbeigelassenen Elektronen werden dann mit Hilfe der an jeder Rippe 60 angeordneten Beschleunigungs- und Fokussierungsstreifen 66 in Richtung auf die vertikalen Leuchtstoffstreifen 68 beschleunigt und fokussiert, so daß jeder Leuchtstoff Licht seiner charakteristischen Farbe im Maße der Anzahl der auf ihn treffenden Elektronen emittiert.

Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Geräts gegenüber den bekannten Einrichtungen besteht darin, daß die Codierung jedes Dynodenträgers automatisch abhängig davon erreicht wird, welche Position dieser Dynodenträger an den Substratleitern einnimmt. Außerdem erlaubt die Anwendung von Permutationstechniken eine wesentliche Verminderung der Anzahl von Leitungen, die für eine wahlfreie Adres—

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sierung der relativ großen Anzahl von Bildzeilen erforderlich sind. Bei dem vorstehend ausführlich beschriebenen Beispiel lassen sich 512 Bildzeilen mit nur 18 Leitungen sequentiell oder wahlfrei adressieren.

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Leerse ite

Claims (1)

1. Patentansprüche

   '. 1y Adressierbarer Bildzeilengenerator für ein Bildwiedergabegerät in Flachbauweise, mit einem Substrat, auf dessen einer Oberfläche eine ebene Elektronenquelle vorgesehen und eine Vielzahl im wesentlichen paralleler ebenflächiger Elektronenvervielfacher angeordnet ist, die im A.bstand zueinander im wesentlichen senkrecht zur ebenen Elektronenquelle verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vervielfacher (24, 43, 45, 47) eine im wesentlichen linienförmige Ausgangsöffnung (26) hat und zwischen der Elektronenquelle (14) und dieser Ausgangsöffnung eine Vielzahl von Dynodengliedern (20) enthält, um den Fluß eines im wesentlichen linienförmigen Bündels von Elektronen zwischen der Elektronenquelle und der Ausgangsöffnung zu vervielfachen und zu steuern, wobei mindestens eines dieser Dynodenglieder adressierbar ist, und daß eine Steuereinrichtung (Figuren 4, 5j 6) vorgesehen ist, um abhängig von einem Steuersignal an jedes adressierbare Dynodenglied eine beschleunigende Spannung (A) oder eine hemmende Spannung (R) und an die übrigen Dynodenglieder beschleunigende Spannungen (A) zu legen.

   Adressierbarer Bildzeilengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung folgendes enthält: eine Adressiereinrichtung, die abhängig vom besagten Steuersignal ein Adressensignal erzeugt; eine Dynodensteuerschaltung (FF1-FF9), die abhängig vom Adressensignal eine Vielzahl von beschleunigenden und hemmenden Spannungen bereitstellt; eine Verteilungsanordnung (16, 50» 52, 54), welche die hemmenden Spannungen und mindestens eine der beschleunigenden Spannungen an die passenden Dynodenglieder und die übrigen Beschleunigungsspannungen an die übrigen Dynodenglieder legt·

   Adressierbarer Bildzeilengenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsanordnung aus einer Vielzahl

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   elektrischer Leiter besteht, deren Anzahl gleich (m-j) + j-τ/IT ist, wobei m gleich der Ge samt ansah! der Dynodenglieder je Vervielfacher ist, j gleich der Anzahl der adressierbaren Dynodenglieder ge Vervi
   Anzahl der Vervielfacher ist.

   baren Dynodenglieder ge Vervielfacher ist und N gleich der

   4-, Adressierbarer Bildzeilengenerator nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter Dynodenglieder miteinander verbinden, die jeweils die gleiche relative Position χ in verschiedenen Vervielfachern haben; daß die adressierbaren Dynodenglieder in k GrupOen von jeweils 1 Dynoden

   untereinander verbunden sind, wobei k, gleich N ' ^d ist und

   IT
   1 gleich __o ist; daß diese Gruppen zueinander in einer derart co- χ dierten Beziehung stehen, daß jede Kombination von an die elektrischen Leiter gelegten beschleunigenden und hemmenden Spannungen die Erzeugung eines linienartigen Elektronenbündels durch mindestens einen Elektronenvervielfacher bewirkt.

   5. Adressierbarer Bildzeilengenerator nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter auf der einen Oberfläche des Substrats (12) neben der Elektronenquelle (14-) in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind und daß die Dynodenglieder der Vervielfacher an vorbestimmten Stellen (36)

   des Leitermusters angeschlossen sind.

   6. Adressierbarer Bildzeilengenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektronenvervielfacher zwei ebene Dynodenträger (18) aufweist, deren jeder aus einem Streifen elektrisch isolierenden Materials besteht und auf dem Substrat so angeordnet ist, daß eine Hauptfläche des einen der beiden Dynodenträger einer Hauptfläche des jeweils anderen Dynodenträgers gegenübersteht, wobei die sich gegenüberstehenden Flächen in gegenseitigem Abstand im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und im wesentlichen senkrecht auf der ebenen Elektronenquelle (14-) stehen, und daß auf jeder der sich ge-

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   genüberstehenden Flächen mindestens ein Dynodenglied (20) angeordnet ist.

   7. Adressierbarer Bildzeilengenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß immer zwei benachbarte Elektronenvervielfacher einen Dynodenträger (18) gemeinsam haben und daß jeder dieser gemeinsamen Dynodenträger aus einem Streifen eines elektrisch isolierenden Materials besteht, der zwei entgegengesetzte Hauptflächen hat, auf denen sich jeweils mindestens ein Dynodenglied befindet.

   8. Adressierbarer Bildzeilengenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dynodenglied (z.B. 2Oi) einen Streifen aus einem elektrisch leitenden Material aufweist, dessen Sekundärelektronen-Emissionskoeffizient größer als 1 ist, und daß dieser Streifen auf dem zugeordneten Dynodenträger (18) im wesentlichen parallel und im Abstand zur ebenen Elektronenquelle

   verläuft.

   9. Bildwiedergabegerät in Flachbauweise mit einem adressierbaren Bildzeilengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Anordnung (64) zur Modulation der von jedem der Vervielfacher kommenden Elektronenbündel; eine Anordnung (66) zum Beschleunigen der modulierten Elektronenbündel; einen Kathodolumineszenzschirm (68), der durch die beschleunigten und modulierten Elektronenbündel anregbar ist.

   10. Bildwiedergabegerät in Flachbauweise nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch eine Matrix aus Kathodolumineszenzzellen (70), deren jede durch einen im wesentlichen senkrechten Schnitt eines Elektronenvervxelfachers mit einem Paar paralleler Rippen (60) gebildet ist, an denen sich die Modulations- und Beschleunigungseinrichtungen (64-, 66) befinden.

   11. Bildwiedergabegerät in Flachbauweise nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodolumineszentschirm aus einer Viel

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   zahl von Leuchtstoffbelägen gebildet ist, deren jeder einer der Zellen der Matrix zugeordnet ist, und daß die Leuchtstoff beläge mindestens zwei verschiedenfarbig emittierende Leuchtstoffe enthalten.

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