Telechrom - Telechrome

Telechrome war das erste vollelektronische Einröhren - Farbfernsehsystem . Es wurde vom bekannten schottischen Fernsehingenieur John Logie Baird erfunden , der zuvor die erste öffentlich-rechtliche Fernsehübertragung sowie die erste Farbübertragung mit einem Pre-Telechrome-System gemacht hatte.

Telechrome verwendet zwei Elektronenkanonen, die auf beide Seiten einer dünnen, halbtransparenten Glimmerfolie gerichtet sind. Eine der Seiten war mit Cyan- Phosphor bedeckt und die andere mit Rot-Orange, was einen begrenzten Farbraum erzeugte , aber gut geeignet war, Hauttöne darzustellen. Mit geringfügigen Modifikationen könnte das System auch zur Erzeugung von 3D-Bildern verwendet werden. Telechrome wurde 1944 von einem Komitee als Grundlage für einen britischen Fernsehstandard ausgewählt, aber die schwierige Aufgabe, das Zweifarbensystem in Dreifarben- RGB umzuwandeln, war noch im Gange, als Baird 1946 starb.

Mit der Einführung des Schattenmasken- Designs von RCA entstand eine praktikable Lösung für das Farbfernsehen, wenn auch mit deutlich geringerer Bildhelligkeit. Das Interesse an alternativen Systemen wie der Telechrome- oder Geer-Röhre schwand Ende der 1950er Jahre. Die einzigen weit verbreiteten Alternativen waren die Slot-Maske von General Electric und die Trinitron von Sony , beides Modifikationen des RCA-Konzepts. Alle CRT-basierten Verfahren wurden seit den 1990er Jahren fast vollständig durch LCD-Fernseher ersetzt .

Hintergrund

Mechanische und Hybridfarbe

Baird führte am 3. Juli 1928 eine der frühesten öffentlichen Vorführungen eines Farbfernsehsystems durch, bei der ein rein mechanisches System mit drei Nipkow-Scheibenscannern, die mit einer einzigen Scheibe auf der Empfangsseite synchronisiert waren, und drei farbigen Lichtern, die synchron mit dem Sender. Das gleiche Grundsystem wurde am 4. Februar 1938 verwendet, um die ersten Farbübertragungen vom Crystal Palace zum Dominion Theatre in London zu erstellen . Baird war nicht der einzige, der mit mechanischem Farbfernsehen experimentierte, und während dieser Zeit wurden eine Reihe ähnlicher Geräte vorgeführt, aber Baird wird als erster aufgezeichnet, der eine echte Over-the-Air-Übertragung in einer öffentlichen Demonstration zeigte.

1940 führte er eine viel bessere Lösung mit einem System ein, das heute als Hybridfarbe bekannt ist. Dies verwendete eine traditionelle Schwarz-Weiß-CRT mit einem rotierenden Farbfilter davor. Drei Bilder, die nacheinander in einem als Sequential Scan bekannten System gesendet wurden, wurden auf der CRT angezeigt, während das Farbrad synchron gedreht wurde. Dieses Design war physikalisch sehr lang, was zu tiefen Empfängerchassis führte, aber spätere Versionen falteten den optischen Pfad mit Spiegeln, um ein etwas praktischeres System zu erzeugen. Auch hier war Baird nicht der einzige, der ein solches System produzierte, denn CBS zeigte fast gleichzeitig ein sehr ähnliches System. Baird war jedoch mit dem Design nicht zufrieden und erklärte später, dass ein vollelektronisches Gerät besser wäre.

Vollelektronische Systeme

Dieses Live-Bild von Paddy Naismith wurde verwendet, um Bairds erstes vollelektronisches Farbfernsehsystem zu demonstrieren, das zwei Projektions-CRTs verwendet. Das zweifarbige Bild würde dem grundlegenden Telechromsystem ähnlich sein. Beachten Sie, dass das Grün in Paddys Bluse sehr schlecht als dunkles, gräuliches Cyan reproduziert wird. Die Zweifarbenmethode von Baird kann keine echten Grün- oder Blautöne wiedergeben.

Das Grundproblem, mit dem Entwickler von Farbfernsehern konfrontiert waren, war folgendes: Das Senden jedes Frames des bewegten Bildes bedeutete das Senden von drei vollständigen Bildern, jeweils eines für Rot, Grün und Blau. Sequentielle Systeme, wie Bairds frühere Versuche, schickten die drei Bilder nacheinander. Damit Bewegungen flüssig erscheinen, müssen sich die Bilder mindestens 16-mal pro Sekunde ändern. Um Flimmern zu reduzieren, sind über 40 Bilder pro Sekunde (fps) zwingend erforderlich. Aus diesem Grund waren sehr hohe Refresh-(Field-)Raten notwendig. Das CBS-System wurde mit 144 fps aktualisiert, 48 fps für jede einzelne Farbe. (Das CBS-Team von Peter Goldmark probierte mehrere Halbbildraten aus. Innerhalb der zulässigen Kanalbandbreite von 6 MHz war die am besten akzeptable Rate 144 fps. Diese Rate machte Bilder inkompatibel mit bestehenden Systemen, die mit 50 oder 60 Hz arbeiteten.

Ein System, das alle drei Signale gleichzeitig mit einer herkömmlichen Bildwiederholfrequenz sendet, wäre sehr vorzuziehen. Die Übertragung eines solchen Signals könnte durch die Verwendung von drei Kameraröhren mit jeweils einem Farbfilter vor ihnen erreicht werden, wobei Spiegel oder Prismen verwendet werden, um dieselbe Szene durch ein einzelnes Objektiv zu zielen. Jedes Signal würde dann separat unter Verwendung von drei herkömmlichen Fernsehkanälen ausgestrahlt, und unter Verwendung des Luminanzkonzepts könnte eines davon auf einem herkömmlichen Schwarzweißgerät empfangen werden. Dies würde eine beträchtliche Menge an Bandbreite verbrauchen , aber dies war in der Ära einiger weniger Fernsehsender ein geringer Kostenfaktor.

Das Problem bestand jedoch darin, die drei separaten Signale wieder zu einer einzigen Anzeige zu kombinieren. Das in den Kameras verwendete System mit drei separaten optisch miteinander verbundenen Röhren war aufgrund der Kosten eines Empfängersets mit drei CRTs sowie des unhandlichen Gehäuses, das zu ihrer Aufnahme erforderlich war, nicht praktikabel. Ein solches Beispiel war das RCA Triniscope , das nützliche Bilder erzeugte, aber äußerst komplex war, eine ständige Anpassung erforderte und die Größe eines modernen Kühlschranks hatte, um ein 10 Zoll (250 mm) Display zu produzieren. Eine Reihe von Experimenten wurden mit konventionelleren Röhren und anschließender Filterung durchgeführt, aber die geringe Leistung der CRTs erzeugte sehr dunkle Bilder, die als unpraktisch abgetan wurden.

Baird hatte zuvor an einem hochintensiven CRT-System gearbeitet, das als "Teekannenröhre" bekannt ist und in Großbritannien und den USA als Projektionssystem in Theatern verwendet wurde. Diese wurden normalerweise mit zwei solchen CRTs nebeneinander gebaut, wobei einer als Hot-Backup diente, falls die Primärröhre ausfallen sollte. 1941 baute Baird einen Teekannenprojektor um, um ein zweifarbiges Bild zu erzeugen, indem er Filter vor die beiden Röhren setzte und sie auf eine kleinere Leinwand projizierte, um die effektive Intensität zu verbessern. Er zeigte dies erstmals 1941, und 1942 beschrieb die BBC das resultierende Farbbild als "völlig natürlich". Das Bild von Paddy Naismith ist das erste bekannte Bild des Farbfernsehens, das veröffentlicht wird.

Ein Projektionssystem mit zwei CRTs war besser als drei, aber immer noch nicht praktikabel für einen Heimempfänger. Baird zog weiterhin andere Lösungen in Betracht. Eine verwendete eine einzelne herkömmliche Kathodenstrahlröhre, wobei die beiden Bilder in einem einzigen Rahmen angezeigt wurden, wobei die obere Hälfte des Bildes das Bild für eine Farbe enthielt und die untere die andere. Auf das Display fokussierte Linsensysteme wurden so positioniert, dass sie nur das obere oder untere Bild sehen, sie durch Filter geleitet und dann auf einem Bildschirm neu kombiniert. Es gab Zeichnungen, die ein ähnliches System mit drei Rahmen zeigten. Wie viele ähnliche Versuche anderer Experimentatoren hat Baird diesen Ansatz aufgegeben.

Telechrom mit zwei Pistolen

Immer noch auf der Suche nach einer Einröhrenlösung, die hell genug für die direkte Betrachtung war, stieß Baird 1942 auf das Telechrome-Konzept. Seine Lösung bestand im Wesentlichen darin, zwei Röhren zu einem großen kugelförmigen Gehäuse zu kombinieren. In der Mitte des Gehäuses befand sich eine durchscheinende Glimmerfolie , die das Display bildete, auf einer Seite mit Cyan- Phosphor bedeckt, auf der anderen mit einer orange-roten Farbe, was eine begrenzte, aber nützliche Farbskala erzeugte . Zwei auf beiden Seiten des Bildschirms angeordnete Elektronenkanonen feuerten darauf und erzeugten die beiden Farben. Das Bild wurde von einer Seite betrachtet, wobei eine der Farben direkt zu sehen war und die andere von der anderen Seite durch den Bildschirm übertragen wurde. Dies war das erste Einröhren-Farbfernsehsystem.

Die frühesten Testmodelle verwendeten Bildschirme mit nur wenigen Zoll Durchmesser und hatten die Kanonen fast im rechten Winkel dazu angeordnet, was eine sehr große Röhre ergab. Spätere Modelle wurden in sehr große Einbauhackbridge-Hewittic (HH) Vakuumröhren, die das Unternehmen ursprünglich für die Verwendung als Hochleistung ausgelegt Gleichrichter in Stromversorgungen . Arthur Johnson, ein Glasbläser, der zuvor sowohl für Baird als auch für HH gearbeitet hatte, produzierte die neuen Modelle. Diese hatten Bildschirme von zehn Zoll Durchmesser, vergleichbar mit monochromen Bildschirmen der Ära. Die Kanonen feuerten in einem Winkel von etwa 45 Grad nach oben, sodass sie unter dem Display im Gehäuse sitzen konnten. Wie bei der Teekannenröhre waren die Hälse sehr lang.

Baird demonstrierte auch die Verwendung der Röhre mit zwei Kanonen als Grundlage für das stereoskopische 3D-Fernsehen. Bairds Bildaufnahme war ein Flying-Spot-Scanner. Dieser Scanner erzeugte abwechselnd blau-grüne und orange-rote Abtaststrahlen. Die Strahltrennung lieferte die notwendige Parallaxe für anaglyphische Stereobilder. Die Zuschauer trugen farbige Brillen. Die Brille lenkte die Bilder: Ein Auge sah nur das orange-rote Bild. Das andere Auge sah nur das blaugrüne Bild. Diese stereoskopische Betrachtungsmethode ist identisch mit dem Verfahren in Anaglyph 3D- Filmen.

Drei-Kanonen-Telechrom

Die Farbskala des Zwei-Kanonen-Systems war begrenzt und konnte keine starken Grün- oder Blautöne erzeugen. Um einen breiteren Farbraum zu erzeugen, wäre ein System erforderlich, das die drei Primärfarben verwendet. Für zwei Farben kann man auf beide Seiten des Bildschirms zielen, aber für drei gibt es keine "dritte Seite", die verwendet werden kann. Bairds Lösung verwendete eine Variation seines Zweifarbensystems, wobei eine Seite des Bildschirms unverändert verwendet und die andere Seite mit einer Reihe horizontaler dreieckiger Rippen gemustert wurde. Eine Waffe, normalerweise in den meisten Diagrammen rot dargestellt, feuerte auf die flache Seite des Bildschirms, wie beim zweifarbigen Modell. Die anderen beiden Geschütze waren ober- und unterhalb der geriffelten Seite des Schirms angeordnet, so dass sie auf die eine oder andere Seite der Grate feuerten. Diese waren grün und blau gefärbt. Wenn alle drei Geschütze abgefeuert wurden, wurde das Bild zu einer einzigen Anzeige kombiniert.

Das Problem bei diesem Ansatz bestand darin, dass es sehr schwierig war, die Elektronenkanonen auf die Rippen zu fokussieren, ohne dass das Signal zu den Rippen auf beiden Seiten überging. Dieses Problem wurde durch den sich ändernden Winkel zwischen der Kanone und den Rippen verschlimmert, während das Signal über den Bildschirm fortschritt. Ähnliche Designs wurden von einer Reihe von Forschern versucht, das bekannteste war die Geer-Röhre , die pyramidenförmige Muster mit drei um den Rücken herum angeordneten Kanonen verwendete. Keines dieser Systeme konnte jemals zuverlässig funktionieren, wobei Fokussierung und Ausrichtung ständige Probleme darstellen.

Es gibt keine dokumentarischen Beweise dafür, dass jemals eine erfolgreiche Version der Telechrome-Röhre mit drei Kanonen gebaut wurde, obwohl Bilder von Baird, der einen angeblichen Prototyp hält, weit verbreitet sind. Das Bild zeigt ein Dreihalsrohr, aber der dritte Hals ist der ursprüngliche Hewittic-Port, der jetzt zum Halten des internen Bildschirms verwendet wird. Burns veröffentlichte ein typisches Foto des Zwei-Kanonen-Dreihals-Rohrs.

Baird beschrieb auch ein 3D-System, das das geriffelte Rohr verwendet, das die Notwendigkeit einer Brille überflüssig macht. In diesem Fall wurde das Rohr gedreht, sodass die Spitzen vertikal statt horizontal verliefen und die rote Kanone wurde entfernt. Die früher für Grün und Blau verwendeten Kanonen wurden jetzt für linke und rechte Bilder verwendet. Das Grundkonzept ist identisch mit dem Lentikulardrucksystem , das in Zeitschriften und anderen gedruckten Materialien zur Herstellung von 3D-Bildern verwendet wird. Es gibt jedoch keine Beweise dafür, dass ein solches System jemals getestet wurde.

Öffentliche Demonstrationen

Baird gab während des gesamten Krieges eine Reihe von Demonstrationen des Zweifarbensystems und hielt am 12. August 1944 eine vollständige Pressedemonstration ab. Diese wurden im Allgemeinen in glühenden Worten berichtet, insbesondere ein Bericht vom Oktober 1944 in Electronics , der die Bilder als hell und 3D-Effekt "ausgezeichnet".

Nicht alle Berichte waren so positiv. Einer kam zu dem Schluss, dass Baird "einen echten Dienst geleistet habe, indem er den Wert des Farbfernsehens demonstrierte", schlug jedoch vor, dass das Zweifarbensystem letztendlich durch ein Dreifarbensystem ersetzt werden müsste. Sie fuhren fort zu notieren:

Abgesehen von der beschichteten Glimmerscheibe glauben wir, dass keine neue Erfindung demonstriert wurde, und wir sind der Meinung, dass eine Entwicklung in einem Ausmaß erforderlich ist, das weit über die Fähigkeiten von Herrn Bairds derzeitigem Unternehmen hinausgeht, um erfolgreiche Ergebnisse zu erzielen.

Auch die 3D-Arbeit, die Baird zu diesem Zeitpunkt offenbar beendet hatte, taten sie als "Stunt" ab.

Telechrome und das Hankey-Komitee

Im Jahr 1943, als sich der Krieg eindeutig zugunsten der Alliierten entwickelte, bildete Winston Churchill eine Reihe von Komitees, um die Nachkriegssanierung zu prüfen. Dazu gehörten Pläne zur Wiedereröffnung des Senders Alexandra Palace und im weiteren Sinne des landesweiten Fernsehens. Um dies zu bedenken, gründete Churchill im September 1943 das Television Committee, besser bekannt als Hankey Committee.

Der Ausschuss trat im nächsten Jahr mehrmals zusammen und bat Baird, eine Reihe von Papieren zum Thema Nachkriegsrundfunk vorzubereiten. Unter seinen Vorschlägen führte er an, dass das Monopol der BBC beendet und unabhängige Sender lizenziert werden sollten, was zusammen mit der Aufforderung zur Aufnahme eines solchen Dienstes übermittelt wurde. Der Ausschuss stimmte dieser Position zu. Er beschrieb auch das Telechrome-System, und dies scheint einen großen Einfluss auf den Ausschuss gehabt zu haben.

In seinen Kommentaren vor dem Hankey Television Committee schlug Baird zweifarbige Bilder mit 1.000 Zeilen vor. Solche Bilder hätten eine beträchtliche Funkbandbreite erfordert. Die Bilder wären mit dem Vorkriegs-EMI/BBC-System mit 405 Zeilen nicht kompatibel. Vor dem Hankey-Komitee erwog Baird auch die Möglichkeit kompatibler Farbsysteme. Im Dezember 1944 legte der Ausschuss seinen vorläufigen Bericht vor. Der Bericht forderte ein System mit einer Auflösung von "in der Größenordnung von 1.000 Zeilen". Optional wäre das System zu Farb- und 3D-Darstellungen fähig. Das System kann auch neben dem Vorkriegs-405-Linien-System von Marconi und EMI betrieben werden.

Baird wurde zu einem Treffen von Cable and Wireless (C&W) am 29. Februar 1944 berufen , um die Gründung eines Farbfernsehstudios zu besprechen. Nach einigen Diskussionen stellte der Vorsitzende von C&W, Edward Wilshaw, fest, dass eine Vereinbarung getroffen wurde, die Marconi bis 1949 vom Markteintritt abhielt, was ihnen gegenüber anderen Unternehmen einen erheblichen Nachteil verschaffen würde. Er schlug vor, die Angelegenheit zurückzustellen, da alle sofortigen Änderungen zu Spannungen zwischen C&W, dem General Post Office und der BBC führen würden. Die Angelegenheit wurde fallen gelassen, und erst im Fernsehgesetz von 1954 wurde die Möglichkeit erneut in Betracht gezogen.

Telechrom endet

Ab 1944 litt Baird an einem immer schlechter werdenden Gesundheitszustand, und Ende des Jahres erlitt er einen Fieberanfall, der ihn fast arbeitsunfähig machte. Trotzdem gründete er eine neue Firma, John Logie Baird Ltd., mit Büros und Labors in einem Haus in der Innenstadt von London. Baird besuchte das Labor im Laufe der Zeit immer seltener, und seine Frau bemerkte dies bei einem Besuch im November 1945, als er jede Treppe des vierstöckigen Gebäudes hinaufsteigen und keuchen musste. Über Weihnachten 1945 erkrankte er an einer Erkältung und erlitt im Februar 1946 einen Schlaganfall. Er wurde bettlägerig, weigerte sich jedoch, dort zu bleiben, und es ging ihm bis zu seinem Tod am 14. Juni weiter.

Telechrome starb mit Baird, aber das Unternehmen hatte zu diesem Zeitpunkt sein erstes wirklich erfolgreiches Produkt eingeführt. Dieser vereinte einen 27 Zoll (690 mm) großen Schwarz-Weiß-Fernseher, einen Radioempfänger und einen plattenwechselnden Plattenspieler in einem einzigen großen Gehäuse. Das Unternehmen wurde 1948 gekauft und wechselte mehrmals den Besitzer und wurde schließlich eine Zeit lang als Markenname von Thorn Electrical Industries verwendet .

Telechrom und Trinitron

Viele Jahre später wurde der ehemalige Baird-Mitarbeiter Edward Anderson mit den Worten zitiert, sie hätten "das Äquivalent der Sony Trinitron-Röhre auf dem Reißbrett". Dies wurde von einer Reihe nicht-technischer Autoren verwendet, um darauf hinzuweisen , dass das Trinitron in irgendeiner Weise technisch mit dem Telechrome verwandt ist, obwohl die beiden Systeme nichts gemeinsam haben.

Patente

  • UK 562168 , John Logie Baird, "Improvements in Color Television", herausgegeben 1944-06-21 

Verweise

Zitate

Literaturverzeichnis

Externe Links

  • Telechrome-Röhre , das einzige verbliebene Telechrome, das ursprüngliche 4-Zoll-Modell.