관입자

침투관은 침투관의 줄임말로서 일부 군사용에 사용되는 제한된 색상의 텔레비전의 일종이다. 기존의 컬러 텔레비전과는 달리 침투자는 제한된 컬러 게이머트(일반적으로 두 가지 컬러와 그 조합)를 생산한다. 침투관과 기타 군사 전용 브라운관(CRT)은 현대적인 디자인에서 LCD로 대체되었다.

역사

기본 텔레비전

기존의 흑백 텔레비전(B&W)은 안면에 인광으로 균일하게 코팅된 관을 사용한다. 고속 전자에 의해 흥분하면 인광은 빛을 발산하는데, 일반적으로 흰색이지만 다른 색들도 특정한 상황에서 사용된다. 관 뒤쪽에 있는 전자총은 고속전자의 빔을 제공하며, 총 근처에 배열된 전자석 세트를 통해 빔이 디스플레이를 중심으로 움직일 수 있다. 텔레비전 신호는 일련의 줄무늬로 보내지며, 각각의 줄무늬는 디스플레이에 별도의 선으로 표시된다. 신호의 강도는 빔의 전류를 증가시키거나 감소시켜 빔이 튜브를 가로질러 스위프할 때 디스플레이에 밝은 점 또는 어두운 점을 생성한다.

컬러 디스플레이에서는 백색 인광의 균일한 코팅이 세 색 인광의 점이나 선으로 대체되어 흥분하면 적색, 녹색 또는 청색 광선(RGB)이 생성된다. 이 원색들은 인간의 눈에 섞여 하나의 뚜렷한 색을 만들어낸다. 이것은 훨씬 더 작은 개별 패턴을 타격할 수 있을 만큼 충분히 초점을 맞추거나 정확하게 배치할 수 없는 기존의 전자 총에 문제를 제기한다. 많은 회사들이 1940년대 후반에 이 문제에 대한 다양한 해결책을 강구하고 있었는데, 3개의 분리된 튜브나 그 앞에 색칠된 필터가 달린 단일 화이트 아웃풋을 사용하고 있었다. 이 중 실용성이 입증된 것은 하나도 없었고 이는 상당한 발전적 관심을 가진 분야였다.

관입자

침투체는 콜러와 윌리엄스가 제너럴 일렉트릭(GE)에서 근무하면서 독창적으로 설계한 것이다.^[1] 처음에는 종래의 B&W 세트의 단순함을 가지고 단총 컬러 텔레비전을 제작하는 참신한 방법으로 개발되었다. B&W관처럼 전광판에 인광의 균일한 코팅막을 사용했고, 후면에 전자총 1개가 달려 있었다. 그러나 인광 코팅은 총에 가장 가까운 안쪽에는 붉은색을, 튜브의 앞면에 가장 가까운 바깥쪽에는 초록색을, 그리고 바깥쪽에는 푸른색을 세 겹으로 입힌다. 색은 전자빔의 힘을 증가시켜 선택되었는데, 이것은 전자가 적절한 색에 도달할 수 있도록 어떤 하층층을 통해서도 흐를 수 있게 했다.

기존 세트에서는 전압이 새로운 디자인도 달성해야 했던 이미지 색상이 아닌 이미지의 밝기를 조절하는 데 사용된다. 침투자에서는 색상을 선택하는 데도 전압이 사용된다. 이러한 경쟁적 요구를 해결하기 위해 색상 선택은 외부 메커니즘에 의해 제공되었다. 그 총은 B&W 세트에 있을 때처럼 전압에 의해 변조되었고, 점점 더 많은 전력이 화면에 더 밝은 지점을 만들어냈다. 화면 뒤에 배치된 일련의 미세한 전선들은 특정한 색층을 선택하는데 필요한 여분의 에너지를 제공했다. 인광은 상대적으로 불투명했기 때문에 시스템은 25~40kV 사이의 매우 높은 가속 전압을 필요로 했다. 투명한 인광 층과 그 사이에 필요한 전압을 줄이는 얇은 단열 층을 사용하는 개선된 버전이 도입되었다.^[2] 유전체는 총에서 나오는 오프 전압이나 인광 자체에서 나오는 이차 방출인 표유 전자가 스크린에 도달하기 전에 정지되도록 했다.

침투자는 색 정보를 세 개의 별도 순차 프레임으로 전송하는 초기 CBS 방송 시스템에 이상적으로 적합했다. CBS의 실험용 텔레비전은 B&W 튜브 앞에서 회전하는 세 가지 컬러 섹션의 기계 필터를 사용했다. 동일한 타이밍 신호가 침투관에 사용되어 색상 선택 그리드의 전압을 동일한 단부로 변경하였다. 초속 144회라는 낮은 스위칭률은 변화하는 고전압이 고주파 소음을 일으키는 주요 소스가 아니라는 것을 의미했다. 기계식 CBS 시스템과 달리 관통부는 움직이는 부품이 없었고 (디스크로 하기 어려운) 어떤 크기에서도 제작할 수 있었고 깜박임에도 문제가 없었다. 그것은 디스플레이 기술의 큰 발전을 상징했다.

NTSC

결국 승리한 RCA가 새로운 시스템을 도입한 것은 CBS의 제도 도입 후 얼마 지나지 않아였다. CBS의 현장순차 시스템과 달리 RCA는 화면의 모든 지점에 대해 색상을 직접 인코딩했는데, '점순차'로 알려진 시스템이다. RCA 시스템의 장점은 신호의 주요 구성요소가 기존 세트에 사용되는 B&W 신호와 매우 유사하다는 점이었는데, 이는 추가 신호가 제공될 경우 새로운 컬러 세트가 B&W 또는 컬러로 이를 볼 수 있는 반면 수백만 대의 B&W 텔레비전이 새로운 신호를 수신할 수 있다는 것을 의미했다. 이는 CBS 시스템에 비해 큰 장점이었으며, 1953년 NTSC가 새로운 색채 표준으로 수정한 버전이 선정되었다.

가장 큰 단점은 정확한 색상에 빔을 정확히 집중시키는 것이 어렵다는 점이었는데, 이는 RCA가 섀도우 마스크 시스템으로 해결한 문제였다. 섀도마스크는 작은 구멍이 광택 처리된 얇은 금속 호일로, 구멍들이 3중으로 된 컬러 인광 점 위에 바로 놓이도록 배치되어 있다. 세 개의 분리된 전자총이 개별적으로 마스크에 집중되어 평상시처럼 화면을 쓸고 있다. 빔이 구멍 중 하나를 통과하면 빔이 그 구멍으로 이동하는데, 총은 관 뒤쪽에서 서로 작은 거리에 의해 분리되기 때문에 각 빔은 구멍을 통해 이동하면서 약간의 각도를 가진다. 인광 점들은 빔들이 정확한 인광만을 맞도록 화면에 배열되어 있다. 구멍들이 점과 일직선을 이루도록 하기 위해 마스크는 감광성 물질을 사용하여 점을 만드는 데 사용된다.

새로운 방송 체계는 침투자에게 심각한 문제를 제시했다. 신호는 빔이 화면을 가로질러 그려지고 있을 때 고속 "이동 중"에서 색상을 선택해야 했다. 이는 고전압 색상 선택 그리드를 신속하게 사이클링해야 한다는 것을 의미했으며, 이는 특히 튜브 내부를 채우고 수신기 전자장치를 방해하는 고주파 소음을 비롯한 수많은 문제를 야기했다. 이 문제를 해결하기 위해 3개의 별도 총을 사용했으며 각 포는 층 중 하나를 치도록 튜닝된 다른 기본 전압을 공급했다. 이 버전에서는 고주파 노이즈를 제거하면서 전환이 필요하지 않았다.

이러한 시스템을 제작하는 것은 실제로 어려운 것으로 판명되었고, 가정용 TV에서는 GE를 대신하여 RCA의 섀도 마스크 시스템을 극적으로 개선한 "포르타 컬러" 시스템을 도입했다. 다른 개발자들은 고주파수 전환 문제를 해결하기 위한 방법을 찾기 위해 기본 시스템과 계속 협력했지만, 이들 중 어느 것도 상업적 생산에 들어가지 않았다.

항전술에 사용

그러나 다른 용도에서는 침투성의 장점이 그대로 남아 있었다. 컬러 방송의 도트 시퀀셜 방식에는 잘 맞지 않았지만, 공중파 방송을 받는 경우에만 그게 중요했다. 컴퓨터 디스플레이와 같이 신호가 필요한 형식으로 제공될 수 있는 용도의 경우 침투자는 유용하게 유지되었다. 풀 컬러의 가무트가 필요하지 않을 때는 침투체의 복잡성이 더욱 줄어들어 매우 매력적으로 되었다. 이것은 그것을 군사 항전술과 같은 맞춤형 어플리케이션에 빌려주었는데, 입력 신호의 성질은 중요하지 않았고 개발자는 그들이 원하는 신호 방식을 자유롭게 사용할 수 있었다.^[3]

항전 역할에서 침투자는 다른 장점도 있었다. 줄무늬 대신 층에 인광을 사용한 것은 RCA 시스템의 3배에 달하는 높은 해상도를 가지고 있다는 것을 의미했다. 이것은 레이더 디스플레이와 IFF 시스템에 매우 유용했는데, 이 시스템에서는 고해상도 판독이 용이하도록 요구되는 텍스트 단서가 영상에 중첩되는 경우가 많았다. 또한 모든 신호가 섀도 마스크 튜브에서 15%가 아니라 침투기로 스크린에 도달했기 때문에 주어진 전력량에서 침투자는 훨씬 더 밝았다. 이것은 항전 역할에서 큰 장점이었다. 전력예산은 상당히 제한되었지만 디스플레이는 종종 직사광선을 맞았고 매우 밝아야 했다. 섀도마스크가 없다는 것은 침투자가 기계적으로 훨씬 튼튼하다는 뜻이기도 했고, g-하중 하에서는 색의 변화에도 시달리지 않았다.^[3]

침투성은 1960년대 후반부터 1980년대 중반까지 주로 2색 표시장치(녹색/빨간색/노란색)를 사용하는 레이더나 IFF 시스템에 사용되었다. 기존 섀도마스크의 개선으로 이 기간 동안 장점들이 대부분 사라졌다. 초점을 더 잘 맞추면 섀도마스크의 구멍 크기가 불투명한 영역에 비례해 커지게 돼 디스플레이 밝기가 개선됐다. 새로운 인광의 도입으로 밝기가 더욱 향상되었다. 도밍 문제는 기계적으로 견고하고 튼튼한 금속 프레임을 사용하여 튜브에 부착된 인바어 섀도우 마스크의 사용을 통해 해결되었다.^[4]

기타 용도

고속 컬러 스위칭이 필요하지 않고 침투자의 제한된 게이머트가 문제가 되지 않는 일부 그래픽 단자에서는 침투론 디스플레이도 옵션으로 제공되었다. IDI는 그들의 IDI그래프와 IDIIOM 시리즈 단말기에 8,000달러의 옵션과 같은 디스플레이를 제공했다.^[5]

주요 오실로스코프 제조업체인 Tektronix는 일부 CRT 오실로스코프에서 Perverron형 기술을 사용하여 제한된 범위의 색상을 제공했다.

설명

대부분의 버전의 침투자에서 튜브는 얇은 유전체 층으로 분리된 빨간색과 녹색의 외부 층의 내부 층을 가지고 있다. 한 번은 총이 적층부에서 정지된 낮은 전력으로 설정되고, 그 다음에는 적층을 통과하여 녹색으로 이동하는 더 높은 전력으로 두 번 스캔함으로써 완전한 이미지가 생성된다. 노란색은 양쪽 스위프에서 동일한 위치를 타격하여 만들 수 있다.

색상이 켜지거나 꺼지고 다양한 밝기 레벨이 생성될 필요가 없는 디스플레이에서는 색 선택 그리드를 제거하고 전자총 자체의 전압을 변조하여 시스템을 더욱 단순화할 수 있다. 그러나 이것은 또한 높은 전압으로 가속할 때 전자가 더 빨리 스크린에 도달하기 때문에 문제를 일으키는데, 이것은 스캐닝이 양쪽 패스에서 동일한 스크린 크기와 라인 폭을 만들도록 하기 위해 편향 시스템도 힘을 증가시켜야 한다는 것을 의미한다.

이 문제를 해결하기 위해 침투자의 몇 가지 대체 배치를 실험했다. 하나의 일반적인 시도는 선택 그리드 대신 튜브 면에 전자 증배기를 사용했다. 이 시스템에서는 저에너지 스캐닝 빔을 사용하였고, 자석을 설치하여 전자가 승수의 측면을 치게 하였다. 그런 다음 고에너지 전자의 샤워기가 방출되어 정상적인 침투자 배열의 레이어드 인광으로 이동하게 된다. 이후 승수기에서 뿜어져 나오는 빔이 고리로 착지해 층 대신 동심원 링에 인광을 새로 배열할 수 있다는 사실이 알려졌다.^[6]

침투자의 주요 장점은 섀도마스크 텔레비전의 기계적 초점 시스템이 부족하다는 점인데, 이는 모든 빔 에너지가 화면에 도달한다는 것을 의미한다. 주어진 전력량의 경우 침투체는 훨씬 더 밝을 것이며, 일반적으로 85% 더 밝을 것이다. 이는 전력 공급이 제한되지만 디스플레이가 햇빛에 직접 비춰도 쉽게 읽을 수 있을 정도로 밝아야 하는 항공기 설정에서 큰 장점이다. 이 시스템은 항공 환경에서 매우 중요한 품질인 외부 간섭이나 조작의 g-강력에도 불구하고 정확한 색상을 생산할 수 있도록 보장된다. 침투자는 또한 그림자 마스크 시스템의 작은 점과는 반대로 인광체가 연속적이기 때문에 더 높은 해상도를 제공했다. 게다가 섀도마스크가 부족하여 침투자가 기계적으로 훨씬 튼튼하게 된다.

참조

인용구

참고 문헌 목록

특허

참고 항목

• 보-인덱스 튜브
• 크로마트론