Rurka Geera

Lampa Geera była wczesną pojedynczą lampą kineskopową do telewizji kolorowej , opracowaną przez Willarda Geera. Rura Geera wykorzystywała wzór małych, pokrytych luminoforem trójbocznych piramid po wewnętrznej stronie płyty czołowej CRT, aby mieszać oddzielne sygnały czerwony, zielony i niebieski z trzech dział elektronowych . Lampa Geera miała wiele wad i nigdy nie była używana komercyjnie ze względu na znacznie lepsze obrazy generowane przez maskę cienia RCA system. Niemniej jednak patent Geera został przyznany jako pierwszy, a RCA kupiło na nim opcję na wypadek, gdyby ich własne prace się nie powiodły.

Historia

Telewizja kolorowa

Telewizję kolorową badano jeszcze zanim nadawanie komercyjne stało się powszechne, ale dopiero pod koniec lat czterdziestych XX wieku poważnie rozważono ten problem. W tamtym czasie proponowano szereg systemów wykorzystujących oddzielne sygnały czerwone, zielone i niebieskie (RGB), nadawane kolejno. Większość systemów eksperymentalnych nadaje sekwencyjnie całe klatki z kolorowym filtrem (lub „ gel ”), który obracał się przed skądinąd konwencjonalną czarno-białą lampą telewizyjną. Każda klatka zakodowała jeden kolor obrazu, a koło obracało się zsynchronizowane z sygnałem, tak że właściwy żel znajdował się przed ekranem, gdy ta kolorowa ramka była wyświetlana wyświetlane. Ponieważ emitowały oddzielne sygnały dla różnych kolorów, wszystkie te systemy były niekompatybilne z istniejącymi zestawami czarno-białymi. Innym problemem było to, że filtr mechaniczny powodował migotanie, chyba że zastosowano bardzo wysokie częstotliwości odświeżania.

RCA działało całkowicie na innych liniach, używając systemu luminancji i chrominancji. Ten system nie kodował ani nie przesyłał bezpośrednio sygnałów RGB; zamiast tego połączył te kolory w jedną ogólną wartość jasności, „ luminancję ”. Luminancja ściśle odpowiadała czarno-białemu sygnałowi istniejących programów, umożliwiając wyświetlanie go na czarno-białych telewizorach. Była to główna zaleta w porównaniu z systemami mechanicznymi proponowanymi przez inne grupy. Informacje o kolorze zostały następnie oddzielnie zakodowane i złożone w sygnale jako modyfikacja o wysokiej częstotliwości w celu wytworzenia kompozytowego wideo sygnał – na telewizorze czarno-białym te dodatkowe informacje byłyby postrzegane jako nieznaczna losowość intensywności obrazu, ale ograniczona rozdzielczość istniejących zestawów sprawiała, że ​​​​w praktyce było to niewidoczne. W przypadku zestawów kolorów sygnał byłby filtrowany i dodawany do luminancji w celu odtworzenia oryginalnego RGB do wyświetlenia.

Chociaż system RCA miał ogromne zalety, nie został pomyślnie opracowany, ponieważ trudno było wyprodukować kineskopy. Czarno-białe telewizory wykorzystywały ciągły sygnał, a tubę można było pokryć równomierną warstwą luminoforu. Dzięki koncepcji luminancji kolor zmieniał się w sposób ciągły wzdłuż linii, co było o wiele za szybkie, aby nadążyć za nim jakikolwiek filtr mechaniczny. Zamiast tego luminofor musiał zostać rozbity na dyskretny wzór kolorowych plam. Skupienie odpowiedniego sygnału na każdym z tych maleńkich punktów przekraczało możliwości ówczesnych dział elektronowych.

Rozwiązanie Geera

Charles Willard Geer, wtedy [ kiedy? ], adiunkt na Uniwersytecie Południowej Kalifornii , prowadził wykłady na temat mechanicznych metod produkcji telewizji kolorowej, z którymi eksperymentowano w latach czterdziestych XX wieku, i zdecydował, że system skanowany elektronicznie byłby lepszy, gdyby tylko ktoś go wynalazł. Wspominając o tym później jego żonie, odpowiedziała: „Lepiej zajmij się sobą i sam to wymyśl”.

Geer rozwiązał problem z wyświetlaniem dzięki nowatorskiemu zastosowaniu optyki. Zamiast próbować skupić wiązki elektronów na maleńkich plamkach, zamiast tego skupił je na większych obszarach i użył prostej optyki, aby ponownie połączyć każdy pojedynczy kolor podstawowy w dowolnym miejscu na ekranie w pojedynczy piksel . Rura została ułożona z trzema oddzielnymi działami elektronowymi, po jednym dla czerwieni, zieleni i błękitu (RGB), rozmieszczonymi wokół zewnętrznej części obszaru obrazu. To sprawiło, że rura Geera była dość duża; „szyjki” rur zwykle leżą za obszarem wyświetlania i nadają telewizorowi głębokość, podczas gdy w lampie Geera szyjki wystają na zewnątrz obszaru wyświetlania, czyniąc go znacznie większym.

Tylna strona ekranu była pokryta serią maleńkich trójkątnych piramid odciśniętych na aluminiowej blasze, pokrytych od wewnątrz kolorowym luminoforem. Odpowiednio ustawiona wiązka elektronów mogła dotrzeć tylko do jednej ściany piramidy, uderzając w nią i przechodząc przez cienki metal do grubszej warstwy luminoforu wewnątrz. Kiedy wszystkie trzy pistolety trafiły w swoje twarze, kolorowe światło zostało utworzone we wnętrzu piramidy, gdzie się zmieszało, tworząc odpowiedni kolorowy wyświetlacz na otwartej podstawie, która była zwrócona w stronę użytkownika.

Ogromną zaletą systemu Geer jest to, że może być używany z dowolnym z proponowanych systemów nadawania telewizji kolorowej. CBS promowało system „ sekwencyjnego pola ” przy 144 klatkach na sekundę, który zamierzali wyświetlać za pomocą mechanicznego koła filtrów kolorów. Ten sam sygnał można wyświetlić na rurze Geera, wysyłając po kolei każdą kolejną klatkę do innego działa. RCA System „sekwencyjnej kropki” można również pokazać, demultipleksując sygnały i wysyłając wszystkie trzy kolorowe sygnały do ​​każdego z odpowiednich pistoletów w tym samym czasie. Sygnały czarno-białe można było wyświetlać, wysyłając ten sam sygnał, wyciszony o 1/3, również do wszystkich trzech dział jednocześnie.

Doprowadzenie wiązki elektronów do właściwej piramidy, a nie do otaczających ją piramid, było głównym problemem podczas projektowania. Wiązka z działa elektronowego jest zwykle okrągła, więc kiedy była skierowana na trójkątny cel, część wiązki zwykle przechodziła obok piramidy celu i uderzała w inne na ekranie. Powoduje to overscan , powodując rozmycie i rozmycie obrazu. Problem był szczególnie trudny do rozwiązania, ponieważ kąt między wiązką a twarzami zmieniał się, gdy wiązki skanowały rurę - piramidy w pobliżu działa byłyby uderzane pod kątem zbliżonym do prostego, ale te po przeciwnej stronie rury były pod ostrym kątem kąt. Biorąc pod uwagę, że każde działo było przesunięte względem głównej osi kineskopu, podczas skanowania konieczne było dokonanie znacznych korekt geometrycznych geometrii rastra.

Konkurencyjne systemy

Geer złożył wniosek o patent na swój projekt 11 lipca 1944 r. Technicolor zakupił prawa patentowe i rozpoczął opracowywanie prototypowych jednostek we współpracy z Instytutem Badawczym Stanforda , wydając 500 000 USD w 1950 r. (W przybliżeniu równowartość 4 mln USD w 2005 r.) na rozwój. W tamtym czasie system był szeroko komentowany, w tym wzmianki w Time , Popular Science , Popular Mechanics , Radio Electronics i innych.

Wiele innych firm również pracowało nad systemami telewizji kolorowej, w szczególności RCA . Zgłosili patent na swój masek cienia zaledwie kilka tygodni po Geer. Kiedy Geer i Technicolor poinformowali RCA o swoim patencie, RCA wykupiła licencje i dodała dalsze fundusze do projektu jako „drugie żelazo w ogniu”, na wypadek gdyby żaden z ich wewnętrznych rozwiązań nie zadziałał.

W bezpośrednich testach z innymi systemami telewizji kolorowej w ramach wysiłków na rzecz standaryzacji kolorów NTSC , które rozpoczęły się w listopadzie 1949 r., Lampa Geera nie wypadła szczególnie dobrze. Overscan rozlał kolory na sąsiednie piksele i doprowadził do miękkich kolorów oraz słabej rejestracji kolorów i kontrastu. Ten problem nie ograniczał się w żaden sposób do lampy Geera; na wystawie zademonstrowano kilka różnych technologii i tylko system mechaniczny CBS okazał się w stanie stworzyć obraz, który zadowolił sędziów. W 1950 roku system CBS został przyjęty jako standard NTSC.

Geer kontynuował pracę nad problemami overscan w późnych latach czterdziestych i pięćdziesiątych XX wieku, składając dodatkowe patenty na różne poprawki mające na celu ulepszenie systemu. Inni dostawcy robili podobne postępy w swoich własnych technologiach, aw 1953 roku NTSC ponownie zwołał panel w celu rozważenia kwestii kolorów. Tym razem maski cieni RCA szybko okazał się lepszy od wszystkich innych systemów, w tym Geera. Maska cienia pozostawała podstawową metodą budowania kolorowych telewizorów, z Sony Trinitron na odległym drugim miejscu, aż do wczesnych lat 2000, kiedy LCD technologia zastąpiła kineskopy. W tym samym czasie przyjęto również wersję kodowania kolorów RCA do sygnału, która była kompatybilna z istniejącymi zestawami czarno-białymi, z modyfikacjami i pozostała głównym standardem telewizji amerykańskiej do 2009 roku, kiedy to wyłączono telewizję analogową .

Po NTSC

Geer przez jakiś czas kontynuował pracę nad swoją podstawową koncepcją, a także nad innymi koncepcjami związanymi z telewizją. W 1955 roku złożył patent na płaską tubę telewizyjną, w której zastosowano pistolet ustawiony obok obszaru obrazu, który strzelał w górę w kierunku góry. Wiązka została odchylona o 90 stopni przez serię naładowanych drutów, więc wiązka poruszała się teraz poziomo przez tylną część obszaru obrazu. Druga siatka, umieszczona obok pierwszej, wyginała następnie wiązki pod niewielkim kątem, tak aby trafiały w tył ekranu.

Wygląda na to, że urządzenie to nie zostało kiedykolwiek skonstruowane, a rozmieszczenie elementów celowniczych sugeruje, że ustawienie ostrości byłoby poważnym problemem. Dwóch innych wynalazców pracowało nad tym problemem, Dennis Gabor w Anglii (lepiej znany z rozwoju hologramów ) i William Aiken w USA. Oba ich patenty zostały złożone przed Geer's, a rura Aiken została pomyślnie zbudowana w małych ilościach. Niedawno zastosowano podobne koncepcje w połączeniu ze sterowanymi komputerowo systemami konwergencji w celu wytworzenia „bardziej płaskich” systemów, zwykle dla monitorów komputerowych używać. Sony sprzedawało monochromatyczne telewizory z małym ekranem, wykorzystujące zasadniczo podobne, prawie płaskie kineskopy; były również używane w zewnętrznych monitorach nadawczych. Zostały one jednak szybko wyparte przez LCD .

W 1960 roku złożył wniosek o patent na trójwymiarowy system telewizyjny, który wykorzystywał dwie kolorowe tuby i dwuwymiarową wersję jego piramid. [ potrzebne wyjaśnienie ] Pionowe kanały odbijały światło w dwóch kierunkach, zapewniając różne obrazy dla każdego oka.

Patenty

  • Patent US 2 480 848 , „Color Television Device”, Charles Willard Geer/Technicolor Motion Picture Corporation, złożony 11 lipca 1944 r., wydany 6 września 1949 r.
  • Patent US 2,622,220 , „Kolorowy ekran telewizyjny”, Charles Willard Geer/Technicolor Motion Picture Corporation, złożony 22 marca 1949 r., wydany 16 grudnia 1952 r.
  • Patent USA 2 850 669 , „Television Picture Tube or the Like”, Charles Willard Geer, złożony 26 kwietnia 1955 r., Wydany 2 września 1958 r.
  • Patent USA 3,184,630 , „Trójwymiarowy wyświetlacz”, Charles Willard Geer, złożony 12 lipca 1960 r., wydany 18 maja 1960 r.

Zobacz też

Cytaty

Bibliografia

  • Edward W. Herold, „Historia i rozwój kineskopu kolorowego”, Proceedings of the Society of Information Display , tom 15, wydanie 4 (sierpień 1974), s. 141–149.
  • „Rura nauczyciela” , Czas , 20 marca 1950 r.

Dalsza lektura

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Geer_tube&oldid=1085362297 ”