Почему ЭЛТ имеют 3 электронных пушки?

Некоторое время я размышлял об этом:

Поскольку люминофор будет оставаться возбужденным в течение определенного периода времени, я мог бы предположить, что одна электронная пушка может нацеливаться на красный, зеленый и синий люминофоры последовательно, вместо этого имея 3 параллельных пучка. Это также решило бы все проблемы сходимости.

Поскольку индустрия шла с 3 лучами, а трубы разработаны людьми, намного более знающими меня, у них, очевидно, есть веская причина использовать 3 луча, и я хотел бы знать, в чем заключается недостаток моего мышления.

Первые цветные телевизоры были построены полностью из аналоговых компонентов. Было бы чрезвычайно трудно объединить три цвета в единую электронную пушку с технологией, доступной в то время.

Кроме того, отдельные пистолеты позволяют отдельное возбуждение соответствующих наборов люминофорных точек через теневую маску именно потому, что они находятся в физически различных местах. Это четкий угол прихода, который гарантирует, что каждый электронный луч возбуждает только тот цвет, который должен.

Помните, что люминофорные точки НАМНОГО меньше диаметра электронного луча, когда он достигает экрана. Если бы у вас была одиночная электронная пушка и не использовалась теневая маска, точки люминофора должны были бы быть несколько больше диаметра луча, чтобы предотвратить «кровотечение» среди цветов, что сделало бы их нежелательно большими («зернистыми») при просмотре.

Тем не менее, был по крайней мере один экспериментальный дизайн, который действительно использовал единственное оружие и мультиплексирование цветов с временным разделением. В нем использовались вертикальные полосы люминофора, с дополнительной полосой, обращенной внутрь, включенной в каждую группу. Эта направленная внутрь полоса производила вспышки света, которые улавливались фотоумножителем, встроенным в ЭЛТ, и эти импульсы использовались для синхронизации схемы мультиплексирования цвета с фактическим положением луча.

Само собой разумеется, это никогда не завоевывало популярность.

Монохромный телевизор имеет только один пистолет, который рисует линии на экране. Цветной телевизор должен раскрасить три цвета на экране.

Классический телевизионный сигнал состоит из трех цветовых каналов, смешанных в один сигнал и мультиплексированных по времени. Эта информация отделяется, чтобы генерировать уровни интенсивности красного, зеленого и синего для луча при его прохождении.

К сожалению, для того, чтобы цвета оставались четкими, вы не хотите, чтобы красная информация красилась поверх зеленого и синего, и наоборот.

Чтобы сделать это, изобретатели цветного телевидения придумали хитрый трюк, состоящий в том, чтобы три орудия стреляли по экрану под небольшим углом. Лучи тогда должны пройти через экран отверстий. Экран эффективно создает тень повсюду, за исключением того, где находится соответствующий цветной люминофор. То есть красный пистолет может светить только красным люминофором, зеленый - зеленым, а синий - синим.

Обратите внимание, что пистолет не рисует пикселей. Луч больше, чем отверстия на экране. На самом деле телевизор не знает, сколько пикселей на экране.

Может ли это быть сделано сегодня с помощью единственной пушки и высокочастотного контроля над одним очень сильно сфокусированным электронным пучком, возможно, но это не будет простым делом. Без обратной связи о том, где луч на самом деле попадает на люминофор, вы чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры в трубке, электронике и механическим изменениям.

Вы должны помнить, что в то время, когда был изобретен цветной телевизор, вакуумные трубки были нормой, а транзисторные телевизоры были несбыточной мечтой. На самом деле весьма примечательно, что им удалось сделать ЭЛТ такими же хорошими, как и они.

Конечно, современные телевизоры без ЭЛТ не работают таким образом и на самом деле управляются пикселями.

Не все цветные телевизоры имеют 3 электронных пушки!

Я мог предположить, что единственная электронная пушка могла бы предназначаться для красных, зеленых и синих люминофоров последовательно вместо 3 параллельных лучей. Это также решило бы все проблемы сходимости.

Вы описываете, как работает кинескоп Trinitron от Sony . Он использует только одну электронную пушку!

Цитата со страницы Википедии :

Конструкция Trinitron включает в себя две уникальные особенности: одноручную трехкатодную кинескоп и решетку с апертурой в вертикальном положении.

Посмотрите это превосходное видео от Technology Connections для объяснения тринитронной трубки.

Не по теме: видел один раз телевизор Тринитрон, купил его, когда я мог себе это позволить, больше никогда не возвращался. Также моим первым монитором для ПК был маленький тринитрон.

Попытка написания 3-х цветов одним лучом была опробована, это называется «трубка указателя луча». Используя информацию обратной связи по положению, можно сделать узкий электронный пучок для сканирования по 1 полосе люминофора. Повторите 3 раза для 3 цветов.

https://en.wikipedia.org/wiki/Beam-index_tube

Преимущества:

• Эффективность в 3 раза выше из-за отсутствия теневой маски.

• Более тонкий пистолет (всего 1 катод), более тонкая шейка, меньший объем магнитного поля, более эффективное отклонение.
• Возможности для плоской лицевой панели и / или мелкого конуса.

Недостатки:

• Электронный пучок принципиально не может быть узким при высоком токе из-за отталкивания электронов.
• Где взять информацию об индексации? Датчик тока в аноде на 30 кВ? Датчик света, использующий невидимый свет?
• Как точно направить луч? Магнитное отклонение относительно медленно.
• Вы также должны направить луч в почти черный цвет. Готовы ли вы отказаться от глубокого черного цвета для более сильного сигнала обратной связи?
• Требуется тройная полоса пропускания видеосигнала. Проблематично для HDTV.

Это была неудачная попытка продлить жизненный цикл ЭЛТ, когда плазма и ЖК-дисплеи уже были на горизонте. Теневая маска со всеми ее сложностями проще.

Подумайте об этом: цветные фильтры на ЖК-панели эквивалентны теневой маске, они также поглощают 2/3 света. Решение этого должно быть намного проще, чем индексирование ЭЛТ, но никто, кажется, не делает этого. Индустрия отображения очень инертна. Стоимость изменений очень высока.

PS У пистолета Sony Trinitron есть 3 катода в 3 пистолетах, которые имеют одну большую основную линзу. 3 линейных пистолета не являются уникальными для Trinitron, но они позволяют использовать теневую маску «апертурную сетку», состоящую только из вертикальных проводов. Для практических целей это просто еще одна теневая маска, с некоторыми + и -.

PPS Вы также можете использовать 1 черно-белый дисплей с циклическим цветным фильтром вне его, это дает вам «последовательный цвет поля». Большинство проекторов DLP (от TI) делают это. Это экономит вам 2 дополнительных сканера, и они достаточно быстры, чтобы справиться с этим.

ЭЛТ с теневой маской, вместо использования одной электронной пушки, использует 3 разных пушки, размещенных одна за другой, чтобы сформировать треугольник или «дельту». Каждая точка пикселя на экране также состоит из 3 типов люминофоров, чтобы производят красный, синий и зеленый цвета. На этой пластине расположены отверстия, расположенные стратегически, поэтому, когда лучи трех электронных пушек фокусируются на определенном пикселе, они фокусируются только на конкретном цветообразующем пикселе.

Эти дисплеи также называются обновлениями при рисовании линий, поскольку изображение исчезает (как правило, примерно через 100 миллисекунд), и изображения должны постоянно обновляться, чтобы человеческое постоянство зрения заставляло их восприниматься как статичные изображения. Они дорогостоящие с одной стороны, а также имеют тенденцию мерцать при отображении сложных изображений

Я нахожу забавным, что ваш вопрос гласит: «Это также решило бы все проблемы конвергенции». удалив механизм цветоделения и конвергенции. Разрешение цветовой маски оказывается полуортогональным к разрешению телевизионного изображения (которое, строго говоря, определяется точно только по вертикали, поскольку по горизонтали луч изменяется вместе с аналоговым сигналом): одна «точка» нечетко ограничена и представлена несколько красных, зеленых и синих люминофорных зон. Регулировка цвета гарантирует, что пистолеты, маска и люминофоры взаимодействуют таким образом, что загораются только цветные точки правильного вида.

Тринитон заменяет шестиугольную сетку цветными полосами, уменьшая необходимое количество черного между цветами: «маска» состоит из вертикальных проводов. Чтобы стабилизировать их, есть два горизонтальных переплетенных провода, которые выглядят как слегка темные линии на экране.

В любом случае фокус луча достаточно широк, чтобы различные линии на экране покрывали достаточно смежные области, и это значительно меньше, чем размер цветных точек или полос. Разница подтверждается цветовой маской и может быть откалибрована независимо от общей геометрии изображения, которая является менее точной.