Chromatron

редактировать

Chromatron - это цветной телевизор электронно-лучевой трубки, изобретенный Нобелем. приз -победитель Эрнест Лоуренс и коммерчески разработано Paramount Pictures, Sony, Litton Industries и другими. Chromatron предлагал более яркие изображения, чем обычные системы цветного телевидения, использующие теневую маску, но множество проблем не позволили широко использовать его, несмотря на годы разработки. В конце концов Sony отказалась от него в пользу своей знаменитой системы Trinitron, в которой использовалась апертурная решетка .

Содержание

  • 1 История
    • 1.1 Цветной телевизор
    • 1.2 Теневые маски
    • 1.3 Хроматрон
    • 1.4 Коммерческие разработки
    • 1.5 Попытка Sony
    • 1.6 Ограниченные продажи
  • 2 Описание
  • 3 См. Также
  • 4 Примечания
  • 5 Ссылки
    • 5.1 Цитирование
    • 5.2 Библиография
    • 5.3 Патенты
    • 5.4 Дополнительная литература

История

Цветное телевидение

Цветное телевидение изучалось еще до того, как коммерческое вещание стало обычным явлением, но только в конце 1940-х гг. проблема серьезно рассматривалась. В то время предлагалось несколько систем, которые использовали отдельные красный, зеленый и синий сигналы (RGB), транслируемые последовательно. Большинство систем транслируют целые кадры последовательно с цветным фильтром (или «гель »), который вращается перед обычной черно-белой телевизионной трубкой. Поскольку они транслируют отдельные сигналы для разных цветов, все эти системы были несовместимы с существующими черно-белыми наборами. Другая проблема заключалась в том, что механический фильтр заставлял их мерцать, если не использовались очень высокие частоты обновления. Несмотря на эти проблемы, Федеральная комиссия по связи (FCC) США выбрала стандарт последовательного кадра 144 кадра / с из CBS в качестве стандарта цветного вещания в 1950 году.

RCA работал полностью по разным направлениям, используя систему яркости-цветности. Эта система не кодировала и не передавала сигналы RGB напрямую; вместо этого он объединил эти цвета в один общий показатель яркости, «яркость ». Яркость близко соответствовала черно-белому сигналу существующих трансляций, что позволяло отображать его на существующих телевизорах. Это было главным преимуществом перед механическими системами, предлагаемыми другими группами. Затем информация о цвете отдельно кодировалась и складывалась в сигнал как высокочастотная модификация для создания сигнала композитного видео - на черно-белом телевизоре эта дополнительная информация будет рассматриваться как небольшая рандомизация интенсивности изображения. и просто кажутся размытыми, но ограниченное разрешение существующих наборов делало это невидимым на практике. В наборах цветов сигнал будет извлечен, декодирован обратно в RGB и отображен.

Хотя система RCA имела огромные преимущества, она не была успешно разработана, поскольку было трудно производить подходящие дисплейные трубки. Черно-белые телевизоры использовали непрерывный сигнал, и на трубку можно было нанести ровный люминофор. В системе RCA цвет постоянно менялся вдоль линии, что было слишком быстро для любого механического фильтра. Вместо этого люминофор пришлось разбить на дискретный узор из цветных пятен. Сфокусировать правильный сигнал на каждом из этих крошечных пятен было недоступно для электронных пушек того времени. В ранних экспериментах RCA использовались трехламповые проекторы или системы на основе зеркал, известные как «Triniscope ".

Теневые маски

. RCA в конечном итоге решила проблему отображения цветных изображений с их введением Теневая маска. Теневая маска состоит из тонкого листа алюминия с крошечными отверстиями , вытравленными на нем фотографиями и помещенных сразу за передней поверхностью кинескопа. Три пистолета, расположенные в треугольнике, были все были нацелены на отверстия. Блуждающие электроны на краю луча отсекались маской, создавая четко сфокусированное пятно, которое было достаточно маленьким, чтобы поразить одноцветный люминофор на экране. Поскольку каждое из орудий нацеливалось на отверстие из немного под другим углом, пятна люминофора на трубке можно было немного разделить, чтобы предотвратить перекрытие.

Недостатком этого подхода было то, что при любом заданном уровне мощности пушки теневая маска отфильтровывала большую часть сигнал. Чтобы сигнал на экране не перекрывался, точки h объявление должно быть отделено и покрыто примерно 25% его поверхности. Это приводило к очень тусклым изображениям, требующим гораздо большей мощности для получения полезного изображения. Более того, система сильно зависела от относительных углов лучей между тремя орудиями, что требовало постоянной регулировки пользователем, чтобы гарантировать, что орудия поражают правильные цвета. Несмотря на это, техническое превосходство системы RCA было подавляющим по сравнению с системой CBS, и она была выбрана в качестве нового стандарта NTSC в 1953 году. Первая трансляция с использованием нового стандарта состоялась в первый день Нового года в США. 1954 год, когда NBC транслировала Турнир парада роз.

. Несмотря на такое раннее начало, всего через несколько лет после начала регулярных телетрансляций, потребительский спрос на цветные телевизоры начался очень медленно. Тусклые изображения, постоянные корректировки и высокие затраты удерживали их в собственной нише. Низкое признание потребителями привело к отсутствию программирования цвета, что еще больше снизило спрос на наборы в ситуации курица или яйцо. В Соединенных Штатах в 1960 году на каждые 50 проданных наборов продавался только 1 цветной набор.

Chromatron

В 1951 Эрнест Лоуренс, лауреат Нобелевской премии 1939 года. и профессор Калифорнийского университета в Беркли, наиболее известный как отец циклотрона, запатентовал новое решение проблемы декодирования цвета. Эта система, «Хроматрон» или просто «Трубка Лоуренса», использовала электронную систему фокусировки вместо механического решения RCA. Система состояла из ряда тонких металлических проволок или пластин, размещенных на расстоянии около ⁄ 2 дюйма за люминофорным экраном. Проволока использовалась для электрической фокусировки лучей и изгиба их на правильные люминофоры, которые располагались в виде вертикальных полос. Люминофор покрывает более 50% площади экрана, тогда как современные теневые маски покрывают около 25%. Это привело к получению гораздо более ярких изображений при том же уровне мощности.

Каждый фокусирующий элемент состоял из пары проводов и проводящего алюминиевого покрытия на обратной стороне люминофоров. Экран обычно заряжался потенциалом от 3000 до 4500 В между проводами и алюминием, что приводило к искривленному электрическому полю между сеткой и экраном. Когда электронный луч из пушки попадал в область между сеткой и экраном, он ускорялся и фокусировался в крошечное пятно, обычно падая на зеленый люминофор. Изменяя относительное напряжение между двумя проводами в каждой паре, луч будет изгибаться в одном или другом направлении, что позволяет контролировать цвет. В отличие от теневой маски, весь сигнал в конечном итоге достигал экрана, что еще больше снижало требования к мощности.

Если сигнал цветности отсутствовал или был намеренно проигнорирован, система фокусировки отключалась, а мощность добавлялась к пушке. В результате получился немного более сильный и несфокусированный луч, который попал во все три цветные полосы и дал черно-белое изображение. Пространство между полосами означало, что общее изображение будет примерно таким же ярким, как у обычного черно-белого набора. Набор теневых масок требовал, чтобы все три пушки были включены для получения черно-белого изображения, а поскольку цветные пятна были небольшими, их мощность должна была быть очень высокой.

Еще одним преимуществом фокусировки около экрана было то, что электронный луч изгибался, чтобы попадать на люминофоры на лицевой пластине трубки под прямым углом, независимо от того, под каким углом пучок находился за фокусером. Это позволило изготавливать трубки с гораздо более высокими углами отклонения, чем у обычных трубок - 72 градуса в отличие от более типичных 45. Таким образом, хроматронные трубки имели гораздо меньшую глубину для любого заданного горизонтального размера.

У Chromatron также было несколько недостатки. Во-первых, существует фундаментальное соотношение между ускорением, обеспечиваемым сеткой и электронной пушкой в ​​задней части трубки; Для того, чтобы сеть могла успешно управлять лучом, она должна была иметь значительную долю от общей мощности. К сожалению, механическое расположение сети ограничивало ее напряжением около 5000 В или меньше, что, в свою очередь, ограничивало электронную пушку относительно низким напряжением около 8000 В. Таким образом, общая мощность в Chromatron была меньше, чем в обычных лампах, что компенсировало ее естественную мощность. до некоторой степени яркости.

Более насущной проблемой была механическая структура сетки. Обеспечение того, чтобы тонкие проволоки оставались выровненными с цветными полосками на экране, оказалось ахиллесовой пятой.

Коммерческие разработки

Калифорнийский университет в Беркли создал "Chromatic Television Laboratories" для коммерческого развития системы в партнерстве с Paramount Pictures, которая предоставила финансирование разработки. Они начали производство 22-дюймовых пробных образцов PDF 22-4 в 1952 и 1953 годах с площадью дисплея 14 на 11 дюймов.

На практике с конструкцией возникли серьезные проблемы. Поскольку система фокусировки должна была быстро перемещать луч для получения правильных цветов, приходилось использовать очень высокие напряжения и мощности, что приводило к проблемам дугообразования и радиочастотному (RF) шуму. На провода необходимо было подать около 50 Вт радиочастотной мощности, чтобы отклонить электронный луч и направить его на полосу правильного цвета. Последний особенно раздражал при использовании в качестве основы для телевизора, поскольку шум мешал радиоприемникам, принимавшим передачи. В конечном итоге университет отказался от интереса к Chromatron, но Paramount продолжила разработку как системы для отображения пленки во время монтажа, что означало, что радиочастотный шум не представлял проблемы. Разработка все еще продолжалась в начале 1960-х годов, когда их работы были куплены Sony.

Несмотря на эти проблемы, перспективы системы Chromatron были настолько велики, что ряд компаний продолжали разработку системы на протяжении 1950-х годов. Дизайн Chromatron был также лицензирован для множества других целей; Litton Industries использовала Chromatron с двухцветным дисплеем (сине-красный) в качестве основы для системы Идентификация друга или врага.

Попытка Sony

К 1961 году Sony была крупным японским производителем черно-белых телевизоров, но у нее вообще не было технологии цветного телевидения. Дилеры Sony спрашивали, когда они могут рассчитывать на набор цветов, и отдел продаж начал оказывать давление на инженеров, чтобы просто лицензировать дизайн теневой маски у другого производителя и начать производство. Масару Ибука отказался, явно выражая сильное личное ощущение, что дизайн теневой маски был в корне ошибочным.

В марте 1961 года Ибука, Акио Морита и Нобутоши Кихара присутствовал на выставке IEEE в New York Coliseum. Это был первый визит Кихары в США, и он провел много времени, блуждая по выставочной площадке. В маленькой будке Autometric он увидел, как демонстрируется Хроматрон, и поспешил найти Мориту и Ибуку, чтобы показать им. Когда Морита увидел дисплей, он сразу же начал договариваться о встрече на следующее утро, чтобы посетить лаборатории Chromatic на Манхэттене. К концу встречи на следующий день Морита получил лицензию на производство «трубки Chromatron и цветного телевизионного приемника с ее использованием».

В начале 1963 года Сэнри Мияока был отправлен в лабораторию Chromatic для организации передачи. технологии Sony, что приведет к закрытию Chromatic. Его не впечатлили лаборатории, и он назвал подвал без окон "убожеством". Американская команда поспешила указать на недостатки конструкции Chromatron, сказав Мияоке, что конструкция безнадежна. К сентябрю 1964 года в Японии был построен 17-дюймовый прототип, но серийные испытания показали серьезные проблемы.

Ибука оставался стойким сторонником этой технологии и продолжал строительство нового завода по их производству возле станции Осаки в Токио. Это оказалось неразумным; в ранних сериях можно было бы использовать от 1 до 3 пробирок из каждой 1000 произведенных труб. Остальные страдали от проблем с выравниванием, когда цвета переходили от одного к другому на экране, что было невозможно исправить после того, как трубка была закрыта. Пригодные к употреблению лампы были быстро отправлены в демонстрационные залы Sony, несмотря на низкий объем выпуска, и Ибука сделал этот продукт главным приоритетом продаж для Sony. Это тоже оказалось неразумным; низкая урожайность означала, что стоимость производства составила около 400 000 иен, но Sony была вынуждена продавать их по 198 000 иен (500 долларов США), чтобы оставаться конкурентоспособными.

Производственные проблемы так и не были решены, что привело к усилению напряженности. между Ибукой и Моритой. В ноябре 1966 года Кадзуо Ивама сказал, что компания близка к разорению и что команде необходимо повысить урожайность к концу года, иначе продукт будет отменен. Между тем, RCA добивалась больших успехов в совершенствовании своей технологии теневых масок, а новые участники, такие как «Porta-Color » компании General Electric, предлагали другие преимущества. Sony явно отставала от остального рынка, следуя подходу Chromatron.

Ибука наконец объявил, что он лично возглавит поиск альтернативной системы. Его команда из 30 инженеров и физиков исследовала широкий спектр подходов в поисках уникальной системы Sony. Прочитав несколько отчетов, Ибука вызвал 29-летнего физика Мияока к себе в кабинет вместе с Ёсидой и спросил его, можно ли заставить работать его подход с использованием одного пистолета. Мияока пытался оставить работу ради репетиции виолончели и опрометчиво заявила, что это сработает. Результатом стала знаменитая система Trinitron, которая поступила в продажу в 1968 году и получила широкое признание.

Ограниченные продажи

До продажи первых телевизоров Trinitron в США. ограниченное количество 7-дюймовых хроматронов было построено и выставлено на продажу в США, начиная с апреля 1968 года как KV 7010U. Примерно через три месяца они были заменены трубкой Trinitron KV 7010UA. [1]

В ЭЛТ Sony KV 7010U использовалась недавно изобретенная пушка Trinitron в сочетании с проволочной сеткой Chromatron PDA вместо теневой маски или апертурной решетки.

Описание

Основной концепцией, определяющей Chromatron, была система фокусировки около экрана, которая обеспечивала разрешение луча, необходимое для точного попадания в отдельные цветные полосы люминофора. Сетка как фокусировала сигнал, так и направляла его к правильным цветам.

Люминофоры были нанесены методом шелкографии на заднюю часть трубки полосами шириной 2 мил с зазорами шириной 2 мил между ними, а затем покрыты алюминием, чтобы сделать экран проводящим. Поскольку сетку приходилось заряжать до относительно высокого напряжения, алюминиевое покрытие было довольно толстым, что в некоторой степени затемняло изображение.

Люминофоры имели узор RGB-BGR-RGB. Сетка фокусировки была выровнена таким образом, чтобы луч обычно фокусировался на зеленых полосках в середине каждой пары проводов. Чтобы получить разные цвета, например синий, луч нужно было бы потянуть вправо для одного пикселя, а затем влево для следующего. Поскольку соседние полосы люминофоров были общими для одного из проводов, это означало, что одна установка напряжения будет давать синий цвет на двух соседних пикселях. Поскольку один кадр цветного телевидения не состоит из одного цвета, систему отклонения приходилось постоянно изменять по мере того, как луч перемещался по экрану.

См. Также

Примечания

[1]

Ссылки

Цитаты

Библиография

Патенты

Дополнительная литература

Последняя правка сделана 2021-05-15 06:03:40
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте