Perché i CRT hanno 3 pistole elettroniche?

Mi chiedo questo da un po ':

Dato che il fosforo rimarrà eccitato per un certo periodo di tempo, immagino che un singolo cannone elettronico possa colpire i fosfori rosso, verde e blu in sequenza invece di avere 3 raggi paralleli. Ciò risolverebbe anche tutti i problemi di convergenza.

Poiché l'industria è andata con 3 raggi e i tubi sono progettati da persone molto più competenti di me, ovviamente hanno una buona ragione per usare 3 raggi e vorrei sapere dove sta il difetto nel mio pensiero.

I primi televisori a colori sono stati realizzati interamente con componenti analogici. Sarebbe stato estremamente difficile mettere in sequenza tre colori attraverso un singolo cannone elettronico con la tecnologia disponibile al momento.

Inoltre, le pistole separate consentono l'eccitazione separata dei corrispondenti set di punti di fosforo attraverso la maschera d'ombra proprio perché si trovano in posizioni fisicamente distinte. È l'angolo di arrivo distinto che assicura che ogni raggio di elettroni ecciti solo il colore che dovrebbe.

Ricorda che i punti di fosforo sono MOLTO più piccoli del diametro del fascio di elettroni quando raggiunge lo schermo. Se avessi una sola pistola elettronica e nessuna maschera d'ombra, i punti di fosforo dovrebbero essere leggermente più grandi del diametro del raggio al fine di prevenire il "sanguinamento" tra i colori, che li renderebbe discutibilmente grandi ("granulosi") se visti.

Detto questo, c'era almeno un disegno sperimentale che utilizzava una sola pistola e il multiplexing dei colori della divisione del tempo. Ha usato strisce verticali di fosforo, con una striscia extra rivolta verso l'interno inclusa in ciascun gruppo. Questa striscia rivolta verso l'interno produceva esplosioni di luce catturate da un fotomoltiplicatore incorporato nel CRT, e questi impulsi venivano usati per mantenere il circuito di multiplexing del colore in sincronia con la posizione effettiva del fascio.

Inutile dire che non ha mai preso piede.

Una TV monocromatica ha solo una pistola che dipinge le linee attraverso lo schermo. Una TV a colori deve dipingere tre colori sullo schermo.

Un segnale TV classico ha i tre canali di colore miscelati in un singolo segnale e il tempo è multiplexato. Queste informazioni sono separate per generare i livelli di intensità rosso, verde e blu per il raggio mentre traccia.

Sfortunatamente per mantenere i colori nitidi non vuoi che le informazioni rosse dipingano sul verde e sul blu e viceversa.

Per fare ciò gli inventori della televisione a colori hanno escogitato un trucco intelligente per far sparare tre pistole allo schermo con una leggera angolazione. Le travi devono quindi passare attraverso uno schermo di fori. Lo schermo crea effettivamente un'ombra ovunque, tranne dove si trova il fosforo colorato appropriato. Cioè, la pistola rossa può brillare solo sul fosforo rosso, verde su verde e blu su blu.

Nota che la pistola non sta disegnando pixel. Il raggio è più grande dei fori sullo schermo. In effetti la TV non ha idea di quanti pixel siano sullo schermo.

Potrebbe essere fatto oggi con una sola pistola e controllo ad alta frequenza su un singolo raggio di elettroni molto focalizzato, forse, ma non sarebbe una questione semplice. Senza alcun feedback su dove il raggio stia effettivamente colpendo il fosforo, sei estremamente sensibile alle variazioni di temperatura nel tubo, all'elettronica e alle variazioni meccaniche.

Bisogna ricordare che al tempo in cui è stata inventata la TV a colori i tubi a vuoto erano ancora la norma e i TV a transistor erano ancora un sogno irrealizzabile. In effetti è abbastanza straordinario che siano riusciti a rendere i CRT buoni come loro.

Ovviamente i moderni televisori non CRT non funzionano in questo modo e in realtà sono guidati da pixel.

Non tutti i televisori a colori hanno 3 pistole elettroniche!

Immaginavo che un singolo cannone elettronico potesse colpire i fosfori rosso, verde e blu in sequenza invece di avere 3 raggi paralleli. Ciò risolverebbe anche tutti i problemi di convergenza.

Stai descrivendo come funziona il tubo per foto Trinitron di Sony . Usa solo una pistola elettronica!

Citazione dalla pagina di Wikipedia :

Il design Trinitron incorpora due caratteristiche uniche: il tubo per foto a tre catodi a pistola singola e la griglia di apertura allineata verticalmente.

Guarda questo eccellente video di Technology Connections per una spiegazione del tubo Trinitron.

Fuori tema: ho visto una TV Trinitron una volta, ne ho comprata una quando me lo sarei potuto permettere, non sono mai tornata indietro. Anche il mio primo monitor per PC era un piccolo Trinitron.

È stata provata la scrittura di 3 colori con 1 raggio, questo si chiama "tubo di indice del fascio". Utilizzando le informazioni di feedback sulla posizione, è possibile creare un fascio di elettroni stretto per scansionare 1 striscia di fosforo. Ripeti 3 volte per 3 colori.

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

I vantaggi sono:

• Efficienza 3 volte superiore a causa dell'assenza di maschera d'ombra.

• Pistola più sottile (solo 1 catodo), collo più sottile, volume inferiore di campo magnetico, deflessione più efficiente.
• Opportunità per faceflate piatto e / o cono poco profondo.

Gli svantaggi sono:

• Fondamentalmente un fascio di elettroni non può essere stretto ad alta corrente, a causa della repulsione elettronica.
• Da dove ottenere le informazioni di indicizzazione? Un sensore di corrente nell'anodo a 30 kV? Un sensore di luce, usando la luce invisibile?
• Come orientare con precisione il raggio? La deflessione magnetica è relativamente lenta.
• Devi anche orientare il raggio quasi nero. Sei disposto a rinunciare a un nero profondo per un segnale di feedback più forte?
• Necessaria tripla larghezza di banda del segnale video. Problematico per HDTV.

È stato un tentativo fallito di estendere il ciclo di vita dei CRT quando plasma e LCD erano già all'orizzonte. Una maschera d'ombra con tutte le sue complicazioni è più semplice.

Pensa a questo: i filtri colorati su un pannello LCD sono l'equivalente di una maschera d'ombra, assorbono anche 2/3 della luce. Risolvere questo dovrebbe essere molto più semplice che indicizzare un CRT, ma nessuno sembra farlo. L'industria del display è molto inerte. Il costo del cambiamento è così alto.

PS La pistola Sony Trinitron ha 3 catodi in 3 pistole, che condividono un unico grande obiettivo principale. 3 pistole in linea non sono esclusive di Trinitron, ma consentono una maschera d'ombra "griglia di apertura" costituita solo da fili verticali. Ai fini pratici è solo un'altra maschera d'ombra, con alcuni + e -.

PPS È inoltre possibile utilizzare 1 display B / N con un filtro colore ciclico all'esterno, in questo modo si ottiene un "colore sequenziale di campo". La maggior parte dei proiettori DLP (by TI) lo fa. Ti fa risparmiare i 2 imager extra e sono abbastanza veloci da gestirlo.

La maschera ombra CRT, invece di usare una pistola elettronica, utilizza 3 pistole diverse posizionate una accanto all'altra per formare un triangolo o un "Delta". Ogni punto pixel sullo schermo è anche composto da 3 tipi di fosfori per produce colori rosso, blu e verde Questa piastra ha dei fori posizionati strategicamente, in modo tale che quando i raggi delle tre pistole elettroniche sono focalizzati su un particolare pixel, si concentrano solo su pixel che producono colori particolari.

Questi display sono anche chiamati display di disegno delle linee di aggiornamento, poiché l'immagine scompare (in genere in circa 100 Milli secondi) e le immagini devono essere continuamente aggiornate in modo che la persistenza umana della visione le faccia vedere come immagini statiche. Sono costosi da un lato e tendono anche a sfarfallare quando vengono visualizzate immagini complesse

Trovo divertente che la tua domanda affermi "Ciò risolverebbe anche tutti i problemi di convergenza". rimuovendo il meccanismo di separazione e convergenza dei colori. La risoluzione della maschera di colore sembra essere semi-ortogonale alla risoluzione dell'immagine TV (che in senso stretto è definita esattamente solo verticalmente poiché orizzontalmente il raggio cambia insieme al segnale analogico): un "punto" è confuso e rappresentato da diverse aree di fosforo rosso, verde e blu. La regolazione del colore assicura che pistole, maschera e fosfori cooperino in modo da illuminare solo punti colorati del giusto tipo.

Triniton sostituisce la griglia esagonale con strisce colorate, riducendo la quantità necessaria di nero tra i colori: la "maschera" è costituita da fili verticali. Per stabilizzarli, ci sono due fili orizzontali intrecciati che appaiono come linee leggermente scure sullo schermo.

In entrambi i casi, la messa a fuoco del raggio è sufficientemente ampia da rendere le varie linee sullo schermo coprire un'area ragionevolmente contigua e che è piuttosto più piccola della dimensione dei punti o delle strisce di colore. La differenza è confermata dalla maschera di colore e può essere calibrata indipendentemente dalla geometria generale dell'immagine che è abbastanza meno precisa.