El Chromatron es una televisión en color tubo de rayos catódicos diseño inventado por el premio Nobel de la -ganador Ernest Lawrence y desarrollado comercialmente por Paramount Pictures , Sony , Litton Industries y otros. El Chromatron ofrecía imágenes más brillantes que los sistemas de televisión en color convencionales que usaban una máscara de sombra , pero una serie de problemas de desarrollo impidieron que se usara ampliamente a pesar de años de desarrollo. Sony finalmente lo abandonó en favor de su famoso sistema Trinitron que usaba una rejilla de apertura .
Historia
Televisión en color
La televisión en color se había estudiado incluso antes de que la radiodifusión comercial se hiciera común, pero no fue hasta finales de la década de 1940 que se consideró seriamente el problema. En ese momento, se estaban proponiendo varios sistemas que utilizaban señales rojas, verdes y azules (RGB) separadas, transmitidas en sucesión. La mayoría de los sistemas transmiten cuadros completos en secuencia, con un filtro de color (o " gel ") que gira frente a un tubo de televisión en blanco y negro convencional. Debido a que transmiten señales separadas para los diferentes colores, todos estos sistemas eran incompatibles con los conjuntos existentes en blanco y negro. Otro problema fue que el filtro mecánico los hacía parpadear a menos que se usaran frecuencias de actualización muy altas. A pesar de estos problemas, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU . Seleccionó un estándar de 144 cuadros / s de cuadro secuencial de CBS como su estándar de transmisión en color en 1950. [1]
RCA trabajó en diferentes líneas por completo, utilizando el sistema de luminancia-crominancia. Este sistema no codificó ni transmitió directamente las señales RGB; en cambio, combinó estos colores en una cifra de brillo general, la " luminancia ". La luminancia coincidía estrechamente con la señal en blanco y negro de las transmisiones existentes, lo que permite que se muestre en los televisores existentes. Esta fue una gran ventaja sobre los sistemas mecánicos propuestos por otros grupos. Luego, la información de color se codificó por separado y se incorporó a la señal como una modificación de alta frecuencia para producir una señal de video compuesta ; en un televisor en blanco y negro, esta información adicional se vería como una ligera aleatorización de la intensidad de la imagen y simplemente aparecería borrosa, pero la resolución limitada de los conjuntos existentes hizo esto invisible en la práctica. En los conjuntos de colores, la señal se extrae, se decodifica de nuevo en RGB y se muestra.
Aunque el sistema de RCA tenía enormes beneficios, no se había desarrollado con éxito porque era difícil producir tubos de visualización adecuados. Los televisores en blanco y negro utilizaban una señal continua y el tubo podía recubrirse con una pintura uniforme de fósforo. Con el sistema de RCA, el color cambiaba continuamente a lo largo de la línea, lo que era demasiado rápido para que lo siguiera cualquier tipo de filtro mecánico. En cambio, el fósforo tuvo que descomponerse en un patrón discreto de manchas de colores. Enfocar la señal correcta en cada uno de estos pequeños puntos estaba más allá de la capacidad de los cañones de electrones de la época. Los primeros experimentos de RCA utilizaron proyectores de tres tubos o sistemas basados en espejos conocidos como " Triniscope ". [2]
Máscaras de sombras
RCA finalmente resolvió el problema de mostrar las imágenes en color con la introducción de la máscara de sombra . La máscara de sombra consiste en una hoja delgada de aluminio con pequeños agujeros fotograbados en ella, colocada justo detrás de la superficie frontal del tubo de imagen. Tres cañones, dispuestos en triángulo, apuntaban a los agujeros. La máscara cortó los electrones perdidos en el borde del haz, creando un punto claramente enfocado que era lo suficientemente pequeño como para golpear un fósforo de un solo color en la pantalla. Dado que cada una de las pistolas apuntaba al agujero desde un ángulo ligeramente diferente, las manchas de fósforo en el tubo podrían separarse ligeramente para evitar superposiciones.
La desventaja de este enfoque era que para cualquier cantidad de potencia de arma, la máscara de sombra filtraba la mayor parte de la señal. Para asegurarse de que no hubo superposición de la señal en la pantalla, los puntos tuvieron que separarse y cubrirse quizás el 25% de su superficie. Esto dio lugar a imágenes muy tenues, que requerían mucha más potencia para proporcionar una imagen útil. Además, el sistema dependía en gran medida de los ángulos relativos de los rayos entre las tres pistolas, lo que requería un ajuste constante por parte del usuario para garantizar que las pistolas alcanzaran los colores correctos. A pesar de esto, la superioridad técnica del sistema RCA fue abrumadora en comparación con el sistema CBS, y fue seleccionado como el nuevo estándar NTSC en 1953. La primera transmisión usando el nuevo estándar ocurrió el día de Año Nuevo en 1954, cuando NBC transmitió el Desfile Torneo de Rosas . [3]
A pesar de este comienzo temprano, solo unos pocos años después de que comenzara la transmisión de televisión programada regularmente, la adopción de los televisores en color por parte de los consumidores fue muy lenta en comenzar. Las imágenes tenues, los ajustes constantes y los altos costos los habían mantenido en un nicho propio. La baja aceptación por parte del consumidor condujo a una falta de programación de colores, lo que redujo aún más la demanda de juegos en una situación de pollo o huevo . En los Estados Unidos en 1960, solo se vendía 1 juego de colores por cada 50 juegos vendidos en total. [4]
Chromatron
En 1951 Ernest Lawrence , ganador del Premio Nobel de 1939 y profesor de la Universidad de California, Berkeley mejor conocido como el padre del ciclotrón , patentó una nueva solución al problema de la decodificación del color. Este sistema, el "Chromatron" o simplemente "Lawrence Tube", utilizó un sistema de enfoque electrónico en lugar de la solución mecánica de RCA. [5] El sistema consistía en una serie de alambres o placas de metal delgados colocados aproximadamente 1 ⁄ 2 pulgadas detrás de la pantalla de fósforo. Los cables se utilizaron para enfocar eléctricamente los haces y doblarlos sobre los fósforos correctos, que estaban dispuestos en franjas verticales. El fósforo cubría más del 50% del área de la pantalla, mientras que las máscaras de sombras contemporáneas cubrían aproximadamente el 25%. Esto llevó a imágenes mucho más brillantes usando la misma cantidad de energía.
Cada elemento de enfoque constaba de un par de cables y un revestimiento de aluminio conductor en la parte posterior de los fósforos. La pantalla se cargaba normalmente con un potencial de 3000 a 4500 V entre los cables y el aluminio, lo que resultaba en un campo eléctrico curvo entre la rejilla y la pantalla. Cuando el haz de electrones de la pistola entró en la región entre la rejilla y la pantalla, se aceleró y se enfocó hacia un punto diminuto, que normalmente incide en el fósforo verde. Al variar el voltaje relativo entre los dos cables de cada par, el rayo se doblaría en una dirección u otra, lo que permitiría controlar el color. A diferencia de una máscara de sombra, toda la señal finalmente llegó a la pantalla, lo que redujo aún más los requisitos de energía. [6]
Si faltaba la señal de crominancia, o se ignoraba deliberadamente, el sistema de enfoque se desconectaba y se agregaba energía a la pistola. Esto produjo un haz ligeramente más fuerte y desenfocado, que golpeó las tres tiras de colores y produjo una imagen en blanco y negro. [6] Los espacios entre las rayas significaban que la imagen general sería tan brillante como un conjunto en blanco y negro convencional. Un conjunto de máscaras de sombra requería que las tres pistolas estuvieran alimentadas para producir una imagen en blanco y negro, y dado que las manchas de color eran pequeñas, su poder tenía que ser muy alto.
Otra ventaja más del enfoque cerca de la pantalla era que el haz de electrones se doblaba para golpear los fósforos en la placa frontal del tubo en ángulos rectos, sin importar cuál fuera el ángulo del haz detrás del enfocador. Esto permitió que los tubos se construyeran con ángulos de deflexión mucho más altos que los tubos convencionales: 72 grados en comparación con los típicos 45. Por lo tanto, los tubos Chromatron tenían mucha menos profundidad para cualquier tamaño horizontal dado. [6]
El Chromatron también tenía varias desventajas. Una era que había una relación fundamental entre la aceleración proporcionada por la rejilla y el cañón de electrones en la parte posterior del tubo; Para garantizar que la red pudiera controlar con éxito el haz, tenía que tener una proporción significativa de la potencia total. Desafortunadamente, el diseño mecánico de la rejilla lo limitaba a voltajes de aproximadamente 5000 V o menos, lo que a su vez limitaba el cañón de electrones a voltajes relativamente bajos alrededor de 8000 V.Por lo tanto, la potencia general en el Chromatron era menor que en los tubos convencionales, compensando su natural brillo hasta cierto punto. [7]
La preocupación más apremiante fue el diseño mecánico de la rejilla. Conseguir que los cables finos se mantuvieran alineados con las tiras de color en la pantalla resultó ser el talón de Aquiles del diseño .
Desarrollos comerciales
La Universidad de California, Berkeley estableció "Laboratorios de Televisión Cromática" para desarrollar comercialmente el sistema, en asociación con Paramount Pictures, quien proporcionó fondos para el desarrollo. Comenzaron a producir los tubos prototipo PDF 22-4 de 22 pulgadas en 1952 y 1953, con un área de visualización de 14 por 11 pulgadas.
En la práctica, el diseño demostró tener serios problemas. Dado que el sistema de enfoque tenía que mover rápidamente el haz para generar los colores correctos, muy altas tensiones y potencias tuvo que ser utilizado, lo que lleva a la formación de arcos y problemas de radiofrecuencia ruido (RF). Se tuvieron que aplicar alrededor de 50 vatios de potencia de RF a los cables para desviar el haz de electrones y dirigirlo hacia la franja de color correcta. [8] Este último era particularmente molesto cuando se usaba como base de un televisor, ya que el ruido interfería con los receptores de radio que captaban las transmisiones. La Universidad finalmente abandonó su interés en Chromatron, pero Paramount continuó desarrollándose como un sistema para mostrar películas durante la edición, lo que significaba que el ruido de RF no presentaba ningún problema. El desarrollo aún continuaba a principios de la década de 1960 cuando Sony compró su trabajo.
A pesar de estos problemas, la promesa del sistema Chromatron era tan grande que varias empresas continuaron desarrollando el sistema a lo largo de la década de 1950. El diseño Chromatron también se autorizó para una variedad de otros usos; Litton Industries utilizó Chromatron con una pantalla de dos colores (azul-rojo) como base para un sistema de identificación amigo o enemigo .
El intento de Sony
En 1961, Sony era un importante fabricante japonés de aparatos en blanco y negro, pero no tenía ninguna tecnología de televisión en color. Los distribuidores de Sony preguntaban cuándo podían esperar un conjunto de colores, y la división de ventas comenzó a presionar a la ingeniería para que simplemente licenciara un diseño de máscara de sombra de otro fabricante y comenzara la producción. Masaru Ibuka se negó, aparentemente mostrando un intenso sentimiento personal de que el diseño de la máscara de sombra era fundamentalmente defectuoso. [4]
En marzo de 1961, Ibuka, Akio Morita y Nobutoshi Kihara asistieron a la feria comercial IEEE en el New York Coliseum . Esta fue la primera visita de Kihara a los EE. UU. Y pasó un tiempo considerable deambulando por el piso de exhibición. En la pequeña cabina de Autometric vio que se exhibía el Chromatron y se apresuró a encontrar a Morita e Ibuka para mostrárselos. Cuando Morita vio la pantalla, inmediatamente comenzó a negociar una reunión para la mañana siguiente para visitar los laboratorios cromáticos en Manhattan. [9] Al final de la reunión del día siguiente, Morita había obtenido una licencia para producir "un tubo Chromatron y un receptor de televisión en color utilizándolo". [10]
A principios de 1963, Senri Miyaoka fue enviado a los laboratorios de Chromatic para organizar la transferencia de la tecnología a Sony, lo que llevaría al cierre de Chromatic. No estaba impresionado con los laboratorios, describiendo el sótano sin ventanas como "miseria". [11] El equipo estadounidense se apresuró a señalar las fallas en el diseño de Chromatron, diciéndole a Miyaoka que el diseño era inútil. En septiembre de 1964, se había construido un prototipo de 17 pulgadas en Japón, pero las pruebas de producción en masa demostraban serios problemas.
Ibuka siguió siendo un firme partidario de la tecnología y siguió adelante con la construcción de una nueva fábrica para producirlos cerca de la estación Ōsaki en Tokio . Esto resultó imprudente; en las primeras pruebas, sólo se utilizarían de 1 a 3 tubos de cada 1.000 producidos. El resto sufrió problemas de alineación, con colores que se desvanecieron de uno a otro en la pantalla, imposibles de arreglar después de sellar el tubo. Los tubos utilizables se llevaron rápidamente a las salas de exposición de Sony a pesar de los bajos rendimientos, e Ibuka convirtió al producto en la principal prioridad de ventas de Sony. Esto también resultó imprudente; los bajos rendimientos significaban que el costo de producción era de unos 400.000 yenes, pero Sony se vio obligada a venderlos a 198.000 yenes (500 dólares) para ser competitivo. [11]
Los problemas de producción nunca se resolvieron y llevaron a una tensión creciente entre Ibuka y Morita. En noviembre de 1966, Kazuo Iwama le dijo a Susumu Yoshida que la empresa estaba al borde de la ruina y que el equipo tenía que mejorar los rendimientos antes de fin de año, o el producto tendría que ser cancelado. Mientras tanto, RCA estaba haciendo un gran progreso mejorando su tecnología de máscara de sombra, y los nuevos participantes como " Porta-Color " de General Electric ofrecían otras ventajas. Sony claramente se estaba quedando atrás del resto del mercado al seguir el enfoque de Chromatron. [12]
Ibuka finalmente anunció que él personalmente lideraría la búsqueda de un sistema alternativo. Su equipo de 30 ingenieros y físicos exploró una amplia variedad de enfoques en la búsqueda de un sistema exclusivo de Sony. Después de leer varios de los informes, Ibuka llamó al físico Miyaoka, de 29 años, a su oficina junto con Yoshida, y le preguntó si su enfoque de pistola única podía funcionar. Miyaoka estaba intentando dejar el trabajo para un ensayo de violonchelo, y apresuradamente declaró que funcionaría. El resultado fue el famoso sistema Trinitron , que salió a la venta en 1968 con gran éxito. [13]
Ventas limitadas
Antes de la venta de los primeros televisores Trinitron en los Estados Unidos, se construyó un número limitado de Chromatrons de 7 pulgadas y se puso a la venta en los Estados Unidos a partir de abril de 1968 como KV 7010U. Estos fueron reemplazados aproximadamente tres meses después por el tubo Trinitron KV 7010UA . [1]
El Sony KV 7010U CRT utilizó la pistola Trinitron recién inventada combinada con la rejilla de alambre Chromatron PDA en lugar de una máscara de sombra o una rejilla de apertura.
Descripción
El concepto básico que definió el Chromatron fue el sistema de enfoque cerca de la pantalla, que proporcionó la resolución del haz necesaria para golpear con precisión las tiras de fósforo de colores individuales. La cuadrícula enfocó la señal y la guió hacia los colores correctos.
Los fósforos se filtraron con seda en la parte posterior del tubo en tiras de 2 milésimas de pulgada de ancho con espacios de 2 milésimas de pulgada de ancho entre ellos, y luego se recubrieron con aluminio para hacer la pantalla conductora. Dado que la rejilla tuvo que cargarse a voltajes relativamente altos, el revestimiento de aluminio era bastante grueso, lo que atenuó la imagen hasta cierto punto.
Los fósforos se modelaron en un patrón RGB-BGR-RGB. La cuadrícula de enfoque se alineó para que el rayo normalmente se enfocara hacia las franjas verdes en el medio de cada par de cables. Para producir diferentes colores, digamos azul, el rayo tendría que desplazarse hacia la derecha durante un píxel y luego hacia la izquierda para el siguiente. Dado que las franjas adyacentes de fósforos compartían uno de los cables, esto significaba que una sola configuración de voltaje produciría el color azul en dos píxeles adyacentes. Dado que un solo cuadro de televisión en color no consta de un solo color, el sistema de deflexión tuvo que variarse continuamente a medida que el rayo se movía a través de la pantalla.
Ver también
- Geer tube , otro CRT de televisión en color temprano que ya no se usa
- Máscara de sombra
- Rejilla de apertura
Notas
[1]
Referencias
Citas
- ^ Ed Reitan, "CBS Field Sequential Color System" Archivado el 5de enero de 2010en la Wayback Machine , 24 de agosto de 1997
- ^ Ed Reitan, "RCA Dot Sequential Color System" Archivado el 7de enero de 2010en la Wayback Machine , el 28 de agosto de 1997
- ^ Jack Gould, "Televisión en revisión: NBC Color", The New York Times , 4 de enero de 1954
- ^ a b Sony , pág. 42.
- ^ Patente de rayos catódicos .
- ^ a b c Resumen .
- ^ Historia
- ^ https://www.earlytelevision.org/chromatron.html
- ^ Sony se refiere a la televisión cromática con el nombre de "Autometric Laboratories", aunque ninguna otra referencia menciona este nombre.
- ^ Sony , pág. 43
- ^ a b Sony , pág. 44.
- ^ Sony , pág. 45
- ^ Sony , pág. 48
Bibliografía
- John Nathan, "Sony: La vida privada", Houghton Mifflin Harcourt, 2001, ISBN 0-618-12694-5
- Sergey Shewchuck, "Resumen de la reunión sobre el progreso de la investigación del 27 de septiembre de 1951" , UCRL-1563 , Radiation Laboratory, Universidad de California, 14 de noviembre de 1951, págs. 2-4
- Milton Kaufman y Harry Thomas, "Introducción a la televisión en color", Taylor & Francis
- Edward W. Herold, "Historia y desarrollo del tubo de imagen en color", Actas de la Sociedad de Exhibición de Información , Volumen 15 Número 4 (agosto de 1974), págs. 141-149
Patentes
- Patente de EE.UU. 2.692.532 Aparato de enfoque de rayos catódicos ", Ernst O. Lawrence,
Universidad de California / Laboratorios de televisión cromática (patente original de Chromatron) - Patente de EE.UU. 2.866.094 "Circuito de conversión de señal simétrica a asimétrica", Hoffman Electronics
- Patente de EE.UU. 3.368.105 "Sistema de suministro de energía de alto voltaje para tubos de rayos catódicos que emplean medios de retardo de tiempo de protección", Sony
Otras lecturas
- "Esto es TV en color: una mirada al récord para ver lo que se avecina", Guía de TV , del 26 de junio al 2 de julio de 1953, págs. 5-7
- Mark Heyer y Al Pinsky, "Entrevista con Harold B. Law" , IEEE History Center, 15 de julio de 1975
- Sony Chromatron KV 7010U
- "Modelo PDF-22-4" , folleto de Chromatic Labs
- "Lawrence Experimental type CH-22" , folleto de Thomas Electronics (también tiene el 15GP22)
- "Modelo PDF-10-1X" , folleto de Litton Industries