CRT 시대의 비디오 녹화: 비디오 카메라 튜브

우리 모두는 1950년대로 거슬러 올라가는 콘서트와 이벤트에 대한 비디오를 시청했지만 아마도 이것이 어떻게 이루어졌는지 전혀 궁금해하지 않았을 것입니다. 결국 영화에 동영상을 기록하는 일은 19세기 후반부터 이루어졌다. 확실히 이것이 1980년대 CCD 이미지 센서가 발명될 때까지 계속된 방식입니까? 아니요.

영화는 1980년대까지 일반적으로 사용되었지만 영화와 심지어 Star Trek: The Next Generation과 같은 전체 TV 시리즈도 필름에 녹화되었지만, 필름의 가장 큰 약점은 실제 필름을 옮겨야 한다는 것입니다. 영화 기반 비디오 레코더만 있었다면 1969년 달에서 보낸 라이브 비디오 피드를 상상해 보십시오.

방송 산업을 가능하게 한 거의 잊혀진 기술인 비디오 카메라 튜브를 살펴보겠습니다.

필름에 기록하는 원리는 사진의 원리와 크게 다르지 않습니다. 빛의 강도는 필름 유형에 따라 하나 이상의 레이어에 기록됩니다. 사진용 발색(컬러) 필름은 일반적으로 빨간색, 녹색, 파란색의 3개 층으로 구성됩니다. 스펙트럼의 해당 부분에 있는 빛의 강도에 따라 해당 레이어에 더 많은 영향을 미치며 이는 필름이 현상될 때 나타납니다. 이 원리를 사용하는 매우 친숙한 유형의 필름은 Kodachrome입니다.

영화는 스틸 사진과 영화관에 탁월했지만, 텔레비전이라는 개념에는 맞지 않았습니다. 간단히 말해서, 영화는 방송되지 않습니다. 생방송은 라디오에서 매우 인기가 높았으며 텔레비전은 필름 스풀이 전국이나 전 세계로 배송되는 것보다 더 빠르게 동영상 이미지를 배포할 수 있어야 했습니다.

20세기 첫 10년 동안의 전자 기술의 상태를 고려하면, 어떤 형태의 음극선관이 어떻게든 광자를 해석, 방송 및 저장이 가능한 전류로 변환할 수 있는 확실한 솔루션이었습니다. 소위 비디오 카메라 튜브에 대한 이 아이디어는 지난 수십 년 동안 많은 연구의 초점이 되었으며, 1920년대에 이미지 해부기의 발명으로 이어졌습니다.

이미지 해부기는 렌즈를 사용하여 광자 수의 강도에 비례하는 양으로 광전자를 방출하는 감광성 물질(예: 산화 세슘) 층에 이미지의 초점을 맞췄습니다. 그런 다음 작은 영역의 광전자는 전자 증배기로 조작되어 감광성 물질에 닿는 이미지 부분에서 판독값을 얻습니다.

이미지 해부기는 기본적으로 의도한 대로 작동했지만 장치의 낮은 광 감도로 인해 이미지 품질이 좋지 않았습니다. 극도의 조명을 통해서만 장면을 식별할 수 있으므로 대부분의 장면에서 사용할 수 없게 됩니다. 이 문제는 전하 저장판 개념을 사용한 아이콘스코프가 발명될 때까지 해결되지 않았습니다.

iconscope는 운모를 감광성 물질로 덮인 작은 은구체와 운모 판 뒷면의 은층 사이의 절연층으로 사용하여 감광성 층에 은 기반 축전기를 추가했습니다. 결과적으로, 은 소구체는 광전자로 충전되며, 그 후 각 소구체 '픽셀'은 음극선에 의해 개별적으로 스캔될 수 있습니다. 이러한 하전된 요소를 스캔함으로써 결과적인 출력 신호는 이미지 해부기에 비해 훨씬 향상되었으며, 1930년대 초 출시 당시 최초의 실용적인 비디오 카메라가 되었습니다.

그러나 여전히 다소 시끄러운 출력이 있었지만 EMI 분석에 따르면 2차 전자가 스캔 중에 저장판에 저장된 전하를 방해하고 중화시켰기 때문에 효율이 약 5%에 불과한 것으로 나타났습니다. 해결책은 광 방출 기능에서 전하 저장을 분리하여 본질적으로 이미지 해부기와 아이콘스코프의 조합을 만드는 것이었습니다.

슈퍼 에미트론이라고도 불리는 이 '이미지 아이콘스코프'에서는 광전 음극이 이미지에서 광자를 포착하고, 생성된 광전자는 2차 전자를 생성하고 신호를 증폭시키는 타겟을 향하게 됩니다. 영국의 Super-Emitron의 타겟 플레이트는 아이콘스코프의 전하 저장 플레이트와 구성이 유사하며, 2차 전자를 방지하기 위해 저속 전자 빔이 저장된 전하를 스캔합니다. 슈퍼 에미트론은 1937년 BBC가 휴전일에 국왕이 놓는 화환을 촬영하는 동안 야외 행사를 위해 처음으로 사용되었습니다.