Eu estive pensando sobre isso por um tempo:
Como o fósforo permanecerá excitado por um certo período de tempo, eu poderia imaginar que uma única pistola de elétrons pudesse atingir os fósforos vermelho, verde e azul sequencialmente, em vez de ter três feixes paralelos. Isso também resolveria todos os problemas de convergência.
Como a indústria utilizou três feixes e os tubos foram projetados por pessoas com muito mais conhecimento do que eu, eles obviamente têm um bom motivo para usar três feixes e eu gostaria de saber onde está a falha no meu pensamento.
Respostas:
As primeiras TVs em cores foram construídas inteiramente a partir de componentes analógicos. Teria sido extremamente difícil sequenciar três cores através de uma única pistola de elétrons com a tecnologia disponível na época.
Além disso, os canhões separados permitem a excitação separada dos conjuntos correspondentes de pontos de fósforo através da máscara de sombra precisamente porque estão em locais fisicamente distintos. É o ângulo de chegada distinto que garante que cada feixe de elétrons excite apenas a cor que deveria.
Lembre-se de que os pontos de fósforo são MUITO menores que o diâmetro do feixe de elétrons quando atingem a tela. Se você tivesse uma única pistola de elétrons e nenhuma máscara de sombra, os pontos de fósforo teriam que ser um pouco maiores que o diâmetro do feixe para evitar "sangramento" entre as cores, o que as tornaria objetivamente grandes ("granuladas") quando vistas.
Dito isto, havia pelo menos um projeto experimental que usou uma única pistola e multiplexação por divisão de tempo das cores. Usava faixas verticais de fósforo, com uma faixa extra voltada para dentro incluída em cada grupo. Essa faixa voltada para dentro produzia rajadas de luz capturadas por um fotomultiplicador incorporado ao CRT, e esses pulsos eram usados para manter o circuito de multiplexação de cores sincronizado com a posição real do feixe.
Escusado será dizer que nunca pegou.
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Uma TV monocromática possui apenas uma arma que pinta linhas na tela. Uma TV em cores precisa pintar três cores na tela.
Um sinal de TV clássico possui os três canais de cores misturados em um único sinal e o tempo é multiplexado. Essas informações são separadas para gerar os níveis de intensidade vermelho, verde e azul para o feixe conforme ele se aproxima.
Infelizmente, para manter as cores nítidas, você não deseja que as informações em vermelho pintem sobre o verde e o azul e vice-versa.
Para fazer isso, os inventores da televisão em cores inventaram um truque inteligente de fazer três armas dispararem contra a tela em um ligeiro ângulo. As vigas devem passar através de uma tela de furos. A tela cria efetivamente uma sombra em todos os lugares, exceto onde está o fósforo colorido apropriado. Ou seja, a pistola vermelha só pode brilhar em fósforo vermelho, verde em verde e azul em azul.
Observe que a arma não está pintando pixels. O feixe é maior que os furos na tela. De fato, a TV não tem idéia de quantos pixels existem na tela.
Isso poderia ser feito hoje com uma única pistola e controle de alta frequência sobre um único feixe de elétrons muito bem focado, possivelmente, mas não seria uma questão simples. Sem feedback de onde o feixe está atingindo o fósforo, você é extremamente sensível às mudanças de temperatura no tubo e às variações eletrônicas e mecânicas.
Você deve se lembrar que, na época em que a TV em cores foi inventada, os tubos de vácuo ainda eram a norma e as TVs transistorizadas ainda eram um sonho. De fato, é notável que eles conseguiram tornar os CRTs tão bons quanto eles.
É claro que as TVs não CRT modernas não funcionam dessa maneira e são realmente orientadas a pixels.
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Nem todas as TVs em cores possuem 3 pistões de elétron!
Eu poderia imaginar que uma única pistola de elétrons pudesse atingir os fósforos vermelho, verde e azul sequencialmente, em vez de ter três feixes paralelos. Isso também resolveria todos os problemas de convergência.
Você está descrevendo como o tubo de imagem Trinitron da Sony funciona. Ele usa apenas uma pistola de elétrons!
Citações da página da Wikipedia :
O design Trinitron incorpora dois recursos exclusivos: o tubo de imagem de três cátodos de uma pistola e a grade de abertura alinhada verticalmente.
Veja este excelente vídeo da Technology Connections para obter uma explicação sobre o tubo Trinitron.
Fora do tópico: vi uma TV Trinitron uma vez, comprei uma quando eu podia pagar, nunca mais voltei. Além disso, meu primeiro monitor de PC foi um pequeno Trinitron.
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Tentou-se escrever 3 cores com 1 feixe, isso é chamado de "tubo de índice de feixe". Usando informações de feedback de posição, um feixe de elétrons estreito pode ser feito para varrer mais de 1 faixa de fósforo. Repita 3 vezes para 3 cores.
https://en.wikipedia.org/wiki/Beam-index_tube
As vantagens são:
Desvantagens são:
Foi uma tentativa fracassada de estender o ciclo de vida dos CRTs quando o plasma e o LCD já estavam no horizonte. Uma máscara de sombra com todas as suas complicações é mais simples.
Pense nisso: os filtros de cores em um painel LCD são equivalentes a uma máscara de sombra, eles também absorvem 2/3 da luz. Resolver isso deve ser muito mais fácil do que indexar um CRT, mas ninguém parece estar fazendo isso. A indústria de displays é muito inerte. O custo da mudança é tão alto.
PS A pistola Sony Trinitron possui 3 cátodos em 3 pistolas, compartilhando uma única lente principal grande. As três pistolas em linha não são exclusivas do Trinitron, mas permitem uma "grade de abertura" de máscara de sombra composta apenas por fios verticais. Para fins práticos, é apenas mais uma máscara de sombra, com alguns + e -.
PPS Você também pode usar a tela 1 P / B com um filtro de cores cíclico fora dela, fornecendo "cores sequenciais de campo". A maioria dos transmissores DLP (da TI) faz isso. Ele economiza os 2 imagers extras e eles são rápidos o suficiente para lidar com isso.
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A máscara de sombra CRT, em vez de usar uma pistola de elétrons, usa três pistolas diferentes colocadas uma ao lado da outra para formar um triângulo ou um "Delta". Cada ponto de pixel na tela também é composto de 3 tipos de fósforo para produza cores vermelha, azul e verde Essa placa possui orifícios estrategicamente posicionados, de modo que, quando os raios das três pistolas eletrônicas são focados em um pixel específico, eles se concentram apenas em pixels produtores de cores específicas.
Essas telas também são chamadas de telas de atualização de desenho de linha, porque a imagem desaparece (normalmente em cerca de 100 mili segundos) e as imagens precisam ser atualizadas continuamente para que a persistência da visão humana as faça ver como imagens estáticas. Eles são caros, por um lado, e também tendem a tremer quando imagens complexas são exibidas
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Acho divertido que sua pergunta afirme "Isso também resolveria todos os problemas de convergência". removendo o mecanismo de separação e convergência de cores. A resolução da máscara colorida é semi-ortogonal à resolução da imagem da TV (que, estritamente falando, é definida exatamente apenas verticalmente, pois horizontalmente o feixe muda junto com o sinal analógico): um "ponto" é confuso e delimitado e representado por várias áreas de fósforo vermelho, verde e azul. O ajuste de cores garante que armas, máscaras e fósforos cooperem de uma maneira em que apenas pontos coloridos do tipo certo acendam.
Triniton substitui a grade hexagonal por listras coloridas, reduzindo a quantidade necessária de preto entre as cores: a "máscara" consiste em fios verticais. Para estabilizá-los, existem dois fios horizontais que aparecem como linhas ligeiramente escuras na tela.
De qualquer forma, o foco do feixe é amplo o suficiente para fazer com que as várias linhas da tela cubram uma área razoavelmente contígua, e isso é bem menor que o tamanho dos pontos ou listras coloridas. A diferença é confirmada pela máscara colorida e pode ser calibrada independentemente da geometria geral da imagem, que é bem menos precisa.
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