Pourquoi les tubes cathodiques ont-ils 3 canons à électrons?

Je m'interroge depuis un moment sur ce sujet:

Étant donné que le luminophore restera excité pendant un certain temps, j'imagine qu'un seul canon à électrons pourrait cibler les luminophores rouge, vert et bleu de manière séquentielle, au lieu de 3 faisceaux parallèles. Cela résoudrait également tous les problèmes de convergence.

Alors que l'industrie utilisait 3 faisceaux et que les tubes sont conçus par des personnes beaucoup plus informées que moi, ils ont évidemment une bonne raison d'utiliser 3 faisceaux et j'aimerais savoir où se situe le défaut dans ma pensée.

Les premiers téléviseurs couleur ont été entièrement construits à partir de composants analogiques. Il aurait été extrêmement difficile de séquencer trois couleurs dans un seul canon à électrons avec la technologie disponible à l'époque.

De plus, les pistolets séparés permettent l’excitation séparée des ensembles correspondants de points luminescents à travers le masque perforé précisément parce qu’ils se trouvent dans des emplacements physiquement distincts. C’est l’angle d’arrivée distinct qui permet de s’assurer que chaque faisceau d’électrons n’excite que la couleur qu’il est censé produire.

N'oubliez pas que les points de phosphore sont BEAUCOUP plus petits que le diamètre du faisceau d'électrons lorsqu'il atteint l'écran. Si vous aviez un seul canon à électrons et pas de masque perforé, les points de phosphore devraient être un peu plus grands que le diamètre du faisceau pour éviter les "saignements" parmi les couleurs, ce qui les rendrait excessivement grandes ("granuleuses").

Cela dit, au moins un modèle expérimental utilisait un seul pistolet et un multiplexage temporel des couleurs. Il utilisait des bandes verticales de phosphore, avec une bande supplémentaire tournée vers l’intérieur incluse dans chaque groupe. Cette bande tournée vers l'intérieur produisait des éclats de lumière capturés par un photomultiplicateur intégré au tube cathodique. Ces impulsions étaient utilisées pour maintenir le circuit de multiplexage couleur en phase avec la position réelle du faisceau.

Inutile de dire que cela n'a jamais marché.

Un téléviseur monochrome n'a qu'un seul pistolet qui trace des lignes sur l'écran. Un téléviseur couleur doit peindre trois couleurs à l'écran.

Un signal de télévision classique a les trois canaux de couleur mélangés en un seul signal multiplexé dans le temps. Ces informations sont séparées pour générer les niveaux d'intensité rouge, vert et bleu du faisceau lorsqu'il se déplace.

Malheureusement, afin de conserver des couleurs nettes, vous ne souhaitez pas que les informations rouges peignent sur le vert et le bleu, et inversement.

Pour ce faire, les inventeurs de la télévision couleur ont mis au point une astuce astucieuse consistant à faire tirer trois canons sur l’écran sous un léger angle. Les faisceaux doivent ensuite passer à travers un écran de trous. L’écran crée effectivement une ombre partout sauf là où se trouve le phosphore coloré approprié. Autrement dit, le pistolet rouge ne peut briller que sur le phosphore rouge, vert sur vert et bleu sur bleu.

Notez que le pistolet ne peint pas de pixels. Le faisceau est plus large que les trous de l'écran. En fait, le téléviseur n'a aucune idée du nombre de pixels à l'écran.

Cela pourrait-il être fait aujourd'hui avec un seul canon et un contrôle haute fréquence sur un seul faisceau d'électrons très étroitement focalisé, mais ce ne serait pas une mince affaire. Sans indication de l'endroit où le faisceau frappe réellement le luminophore, vous êtes extrêmement sensible aux changements de température dans le tube et aux variations électroniques et mécaniques.

Vous devez vous rappeler qu'au moment où la télévision couleur a été inventée, les tubes à vide étaient encore la norme et les téléviseurs à transistors n'étaient encore qu'un rêve. En fait, il est tout à fait remarquable qu’ils aient réussi à fabriquer des tubes cathodiques aussi bons qu’ils l’ont fait.

Bien sûr, les téléviseurs modernes à tube cathodique ne fonctionnent pas de cette manière et sont en réalité gérés par pixel.

Tous les téléviseurs couleur ne disposent pas de 3 canons à électrons!

J'imagine qu'un seul canon à électrons pourrait cibler les luminophores rouge, vert et bleu de manière séquentielle, au lieu de 3 faisceaux parallèles. Cela résoudrait également tous les problèmes de convergence.

Vous décrivez le fonctionnement du tube image Trinitron de Sony . Il utilise un seul canon à électrons!

Citation de la page Wikipedia :

La conception Trinitron intègre deux caractéristiques uniques: le tube image à trois cathodes à un pistolet et la grille d'ouverture alignée verticalement.

Regardez cette excellente vidéo de Technology Connections pour une explication du tube Trinitron.

Hors sujet: J'ai vu une télévision Trinitron une fois, j'en ai acheté une lorsque je pouvais me le permettre, je n'y suis jamais retournée. Aussi mon premier moniteur PC était un petit Trinitron.

L'écriture de 3 couleurs avec 1 faisceau a été essayée, on parle de "tube à indice de faisceau". En utilisant les informations de retour de position, un faisceau d'électrons étroit peut être utilisé pour balayer plus d'une bande de phosphore. Répétez 3 fois pour 3 couleurs.

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

Les avantages sont:

• Efficacité 3 fois supérieure en raison de l'absence de masque d'ombre.

• Pistolet plus mince (seulement 1 cathode), cou plus mince, volume de champ magnétique réduit, déviation plus efficace.
• Possibilités de cônes plats et / ou peu profonds.

Les inconvénients sont:

• Un faisceau d'électrons ne peut fondamentalement pas être étroit à un courant élevé, en raison de la répulsion des électrons.
• Où trouver les informations d'indexation? Un capteur de courant dans l'anode à 30 kV? Un capteur de lumière utilisant une lumière invisible?
• Comment diriger avec précision le faisceau? La déviation magnétique est relativement lente.
• Vous devez également diriger le faisceau presque noir. Êtes-vous disposé à renoncer à un noir profond pour un signal de retour plus fort?
• Triple bande passante du signal vidéo nécessaire. Problématique pour la TVHD.

C'était une tentative infructueuse de prolonger le cycle de vie des tubes cathodiques alors que les écrans plasma et LCD étaient déjà à l'horizon. Un masque d'ombre avec toutes ses complications est plus simple.

Pensez-y: les filtres de couleur sur un écran LCD sont l'équivalent d'un masque d'ombre, ils absorbent également les 2/3 de la lumière. Résoudre ce problème devrait être beaucoup plus facile que d’indexer un tube cathodique, mais personne ne semble le faire. L'industrie de l'affichage est très inerte. Le coût du changement est si élevé.

PS Le pistolet Sony Trinitron dispose de 3 cathodes dans 3 pistolets, partageant un seul grand objectif principal. 3 pistolets en ligne n’est pas propre à Trinitron, mais il permet de créer une "grille d’ouverture" à masque fictif constituée uniquement de fils verticaux. Pour des raisons pratiques, il ne s'agit que d'un autre masque d'ombre, avec quelques + et -.

PPS Vous pouvez également utiliser un écran noir et blanc avec un filtre de couleur cyclique en dehors de celui-ci, ce qui vous donne la "couleur séquentielle par trame". La plupart des projecteurs DLP (par TI) le font. Cela vous évite les 2 imageurs supplémentaires, et ils sont assez rapides pour le gérer.

Le masque CRT, au lieu d’utiliser un canon à électrons, utilise 3 canons différents placés l’un à côté de l’autre pour former un triangle ou un "Delta" .Chaque pixel sur l’écran est également composé de 3 types de luminophores produire des couleurs rouge, bleue et verte Cette plaque comporte des trous placés de manière stratégique. Ainsi, lorsque les faisceaux des trois canons à électrons sont focalisés sur un pixel particulier, ils ne sont focalisés que sur des pixels produisant des couleurs particulières.

Ces affichages sont également appelés affichages de rafraîchissement des dessins au trait, car l'image disparaît (généralement au bout de 100 millions de secondes) et les images doivent être actualisées en permanence pour que la persistance humaine de la vision leur permette de voir des images statiques. Elles sont coûteuses d’une part et tendent également à scintiller lorsque des images complexes sont affichées.

Je trouve amusant que votre question dise "Cela résoudrait également tous les problèmes de convergence". en supprimant le mécanisme de séparation des couleurs et de convergence. La résolution du masque de couleur se trouve être semi-orthogonale à la résolution de l’image de télévision (elle est définie strictement exactement verticalement puisque horizontalement, le faisceau change en même temps que le signal analogique): un "point" est flou et représenté par plusieurs zones de phosphore rouge, vert et bleu. Le réglage de la couleur permet de faire en sorte que les armes à feu, le masque et les luminophores coopèrent de manière à ce que seuls des points colorés du bon type s’illuminent.

Triniton remplace la grille hexagonale par des rayures colorées, réduisant ainsi la quantité de noir nécessaire entre les couleurs: le "masque" est constitué de fils verticaux. Pour les stabiliser, deux fils horizontaux tissés apparaissent sous forme de lignes légèrement sombres sur l’écran.

Dans les deux cas, la focalisation du faisceau est suffisamment large pour que les différentes lignes de l’écran couvrent une zone raisonnablement contiguë, ce qui est nettement inférieur à la taille des points ou des bandes de couleur. La différence est confirmée par le masque de couleur et peut être calibrée indépendamment de la géométrie générale de l’image, qui est bien moins précise.