El tubo Geer fue uno de los primeros tubos de rayos catódicos de televisión en color de un solo tubo , desarrollado por Willard Geer. El tubo Geer utilizó un patrón de pequeñas pirámides de tres lados cubiertas de fósforo en el interior de la placa frontal del CRT para mezclar señales separadas de rojo, verde y azul de tres cañones de electrones . El tubo Geer tenía una serie de desventajas, y nunca fue utilizado comercialmente debido a las mucho mejores imágenes generadas por RCA 's máscara de sombra sistema. Sin embargo, la patente de Geer se otorgó primero y RCA compró una opción en caso de que sus propios desarrollos no tuvieran éxito.
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 experimentales 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. Cada cuadro codificaba un color de la imagen y la rueda giraba en sincronía con la señal para que el gel correcto estuviera frente a la pantalla cuando se mostraba ese cuadro de color. 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. [1]
RCA trabajó en diferentes líneas por completo, utilizando un sistema de luminancia-crominancia. Este sistema no codificó ni transmitió directamente las señales RGB; en su lugar, combinó estos colores en una figura 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 televisores en blanco y negro. 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, pero la resolución limitada de los conjuntos existentes hicieron esto invisible en la práctica. En los conjuntos de colores, la señal se filtraría y se agregaría a la luminancia para recrear el RGB original para su visualización.
Aunque el sistema de RCA tenía enormes beneficios, no se había desarrollado con éxito porque era difícil producir los tubos de visualización. Los televisores en blanco y negro utilizaban una señal continua y el tubo podía recubrirse con un depósito uniforme de fósforo. Con el concepto de luminancia, 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. [2]
La solución de Geer
Charles Willard Geer, entonces [ ¿cuándo? ] , profesor asistente en la Universidad del Sur de California , estaba dando una conferencia sobre los métodos mecánicos para producir televisión en color con los que se estaba experimentando en la década de 1940, y decidió que un sistema escaneado electrónicamente sería superior, si alguien tan solo inventara uno. Mencionándolo más tarde a su esposa, ella respondió: "Será mejor que te pongas a trabajar y lo inventes tú mismo". [3]
Geer resolvió el problema de la pantalla con la novedosa aplicación de la óptica. En lugar de tratar de enfocar los haces de electrones en puntos diminutos, los enfocó en áreas más grandes y usó una óptica simple para volver a combinar cada color primario individual en cualquier lugar de la pantalla en un solo píxel . El tubo se dispuso con tres cañones de electrones separados, uno para rojo, verde y azul (RGB), dispuestos alrededor del exterior del área de la imagen. Esto hizo que un tubo Geer fuera bastante grande; los "cuellos" de los tubos normalmente se encuentran detrás del área de visualización y le dan al televisor su profundidad, mientras que en el tubo Geer los cuellos se proyectan alrededor del exterior del área de visualización, haciéndolo mucho más grande. [4]
La cara posterior de la pantalla estaba cubierta con una serie de pequeñas pirámides triangulares impresas en una hoja de aluminio, recubiertas en el interior de cada cara con fósforo de colores. Correctamente alineado, un haz de electrones dado solo podría alcanzar una cara de las pirámides, golpeándola y viajando a través del metal delgado hacia la capa de fósforo más gruesa en el interior. Cuando las tres pistolas golpearon sus respectivas caras, la luz de color se creó en el interior de la pirámide donde se mezcló, produciendo una visualización de color adecuada en la base abierta, que miraba al usuario. [4]
Una enorme ventaja del sistema Geer es que podría usarse con cualquiera de los sistemas de transmisión de televisión en color propuestos. CBS estaba promoviendo un sistema " secuencial de campo " a 144 fotogramas por segundo que pretendían mostrar con una rueda de filtro de color mecánico. Esta misma señal podría mostrarse en un tubo Geer enviando cada fotograma sucesivo a un arma diferente, a su vez. El sistema de "secuencia de puntos" de RCA también podría mostrarse demultiplexando las señales y enviando las tres señales de color a cada una de las pistolas apropiadas al mismo tiempo. Las señales en blanco y negro se pueden mostrar enviando la misma señal, silenciada en 1/3, también a las tres pistolas al mismo tiempo. [5]
Lograr que el haz de electrones golpeara la pirámide correcta, y no las circundantes, fue un problema importante para el diseño. El rayo de un cañón de electrones es normalmente circular, por lo que cuando apuntaba a un objetivo triangular, una parte del rayo normalmente pasaba por la pirámide del objetivo y golpeaba a otros en la pantalla. Esto da como resultado una sobreexploración , lo que hace que la imagen se vea borrosa y descolorida. El problema fue particularmente difícil de resolver porque el ángulo entre el rayo y las caras cambiaba a medida que los rayos escaneaban el tubo: las pirámides cercanas al cañón serían golpeadas casi en ángulo recto, pero las del lado opuesto del tubo tenían un ángulo agudo. ángulo. [6] Teniendo en cuenta que cada arma estaba desplazada del eje principal del CRT, fue necesario realizar importantes correcciones geométricas a la geometría de la trama durante el escaneo.
Sistemas competidores
Geer solicitó una patente sobre su diseño el 11 de julio de 1944. [4] Technicolor compró los derechos de patente y comenzó el desarrollo de unidades prototipo en concierto con el Instituto de Investigación de Stanford , gastando $ 500,000 reportados en 1950 (aproximadamente el equivalente, $ 4 millones, en 2005) sobre desarrollo. [7] El sistema fue ampliamente reportado en ese momento, incluyendo menciones en Time Magazine , [3] Popular Science , [5] Popular Mechanics , [8] Radio Electronics , [9] y otros.
Muchas otras empresas también estaban trabajando en sistemas de televisión en color, sobre todo RCA . Habían presentado una patente sobre su sistema de máscara de sombra solo unas semanas después de Geer. Cuando Geer y Technicolor informaron a RCA de su patente, RCA sacó licencias y agregó más fondos al proyecto como "segundo hierro en el fuego" en caso de que ninguno de sus desarrollos internos funcionara.
En las pruebas cara a cara con otros sistemas de televisión en color para los esfuerzos de estandarización del color NTSC que comenzaron en noviembre de 1949, el tubo de Geer no funcionó particularmente bien. Overscan sangró los colores en píxeles vecinos y dio lugar a colores suaves y un registro y contraste de color deficiente. Este problema no se limitó de ninguna manera al tubo Geer; En la feria se demostraron varias tecnologías diferentes, y solo el sistema mecánico de CBS demostró ser capaz de producir una imagen que satisfizo a los jueces. En 1950, se adoptó el sistema CBS como estándar NTSC. [1]
Geer continuó trabajando en los problemas de sobreexploración a fines de la década de 1940 y hasta la década de 1950, presentando patentes adicionales sobre varias correcciones para mejorar el sistema. [6] Otros proveedores estaban haciendo avances similares con sus propias tecnologías, y en 1953 la NTSC volvió a convocar un panel para considerar la cuestión del color. Esta vez , el sistema de máscara de sombra de RCA se demostró rápidamente como superior a todos los demás sistemas, incluido el de Geer. La máscara de sombra siguió siendo el método principal para construir televisores en color, con Sony Trinitron en un distante segundo lugar, hasta principios de la década de 2000, cuando la tecnología LCD reemplazó a los CRT. Al mismo tiempo, también se adoptó, con modificaciones, la versión de RCA de codificación de color en una señal que era compatible con los equipos en blanco y negro existentes, y siguió siendo el principal estándar de televisión de EE. UU. Hasta 2009, cuando se apagó la televisión analógica .
Después de NTSC
Geer continuó trabajando en su concepto básico durante algún tiempo, así como en otros conceptos relacionados con la televisión. En 1955, presentó una patente sobre un tubo de TV plano que usaba una pistola dispuesta al lado del área de la imagen que disparaba hacia arriba, hacia la parte superior. El rayo se desvió 90 grados mediante una serie de cables cargados, por lo que el rayo ahora viajaba horizontalmente a través de la parte posterior del área de la imagen. Una segunda cuadrícula, ubicada al lado de la primera, luego doblaba las vigas en un ángulo pequeño para que golpearan la parte posterior de la pantalla. [10]
No parece que este dispositivo se haya construido nunca, y la disposición de los elementos de puntería sugiere que enfocar la imagen sería un problema grave. Otros dos inventores habían estado trabajando en este problema, Dennis Gabor en Inglaterra (más conocido por el desarrollo de hologramas ) y William Aiken en Estados Unidos. Ambas patentes se presentaron antes que la de Geer, y el tubo Aiken se construyó con éxito en pequeñas cantidades. Más recientemente, se utilizaron conceptos similares, combinados con sistemas de convergencia controlados por computadora, para producir sistemas "más planos", generalmente para uso en monitores de computadora . Sony vendió televisores monocromáticos de pantalla pequeña utilizando CRT prácticamente planos similares; también se utilizaron para monitores de transmisión externa. Sin embargo, estos fueron reemplazados rápidamente por los sistemas basados en LCD .
En 1960 solicitó una patente sobre un sistema de televisión tridimensional que usaba tubos de dos colores y una versión bidimensional de sus pirámides. [ aclaración necesaria ] Los canales verticales reflejaban la luz en dos direcciones, proporcionando imágenes diferentes para cada ojo. [11]
Patentes
- Patente estadounidense 2.480.848 , "Dispositivo de televisión en color", Charles Willard Geer / Technicolor Motion Picture Corporation, presentada el 11 de julio de 1944, expedida el 6 de septiembre de 1949
- Patente estadounidense 2.622.220 , "Pantalla de televisión en color", Charles Willard Geer / Technicolor Motion Picture Corporation, presentada el 22 de marzo de 1949, expedida el 16 de diciembre de 1952
- Patente estadounidense 2.850.669 , "Television Picture Tube o similar", Charles Willard Geer, presentada el 26 de abril de 1955, expedida el 2 de septiembre de 1958
- Patente estadounidense 3.184.630 , "Aparato de visualización tridimensional", Charles Willard Geer, presentada el 12 de julio de 1960, expedida el 18 de mayo de 1960
Ver también
- Chromatron , otro CRT de televisión en color temprano que ya no se usa
- Tubo de índice de haz
- Máscara de sombra
- Rejilla de apertura
Referencias
Citas
- ^ a b Ed Reitan, "CBS Field Sequential Color System" Archivado el 5 de enero de 2010 en 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
- ^ a b Maestro
- ^ a b c Dispositivo de televisión en color
- ^ a b "Tube Shows TV in Color", Popular Science , marzo de 1949, pág. 118
- ^ a b Pantalla a color de televisión
- ^ "La revista de investigación y educación sobre patentes, marcas comerciales y derechos de autor", Universidad George Washington, primavera de 1960
- ^ "Arco iris en la pantalla de TV", Popular Mechanics , enero de 1950, págs. 97-103
- ^ Fred Shunaman, "Sistemas de televisión en color", Radio-electrónica , Volumen 22, 1950, pág. 20
- ^ Imagen de televisión
- ^ Tridimensional
Bibliografía
- 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
- "Teacher's Tube" , Revista Time , 20 de marzo de 1950
Otras lecturas
- Mark Heyer y Al Pinsky, "Entrevista con Harold B. Law" , IEEE History Center, 15 de julio de 1975