Владимир Козьмич Зворыкин - [5]
Электрические сигналы от каждого фотоэлемента передавались по проводам к приемному устройству. Изображение картинки воспроизводилось с помощью газовых светильников. Электрический импульс посредством заслонки ограничивал количество поступающего газа и соответственно интенсивность света газовой горелки. Свет от горелки проецировался на матовое стекло, выполняющее роль экрана.
Одной из основных проблем в разработке подобных проектов являлось последовательное разложение изображения на отдельные элементы. В 1883 г. простой способ развертки изображения был предложен немецким студентом Паулем Нипковым.
Рис. 2. Диск Нипкова
Главной деталью устройства механической развертки П. Нипкова являлся светонепроницаемый диск (рис. 2). Вблизи наружной окружности диска были просверлены сквозные отверстия. Каждое последующее отверстие было смещено по отношению к предыдущему к центру диска на небольшое, строго определенное расстояние. Такой диск помещался между передаваемой картинкой и фотоэлементом. Изображение картинки фокусировалось объективом на плоскость диска.
Рис. 3. Передача изображения на расстояние с помощью диска Нипкова
При вращении диска свет от изображения "засвечивал" на фотоэлементе одну за другой строчку, каждая из которых была смещена по отношению к предыдущей на заданную величину (рис. 3).
Диск Нипкова позволял превращать освещенное изображение в последовательность электрических сигналов, передаваемых от фотоэлемента по проводам на приемную станцию, где с помощью сигналов создавалось модулированное световое излучение. Яркость источника света меняется в зависимости от освещенности отдельного элемента передаваемой картинки. Теперь, если между этим источником света и зрителем устанавливался аналогичный, вращающийся синхронно диск Нипкова, зритель видел на крошечном экране изображение, посылаемое от удаленного передатчика. Диск Нипкова в разных модификациях стал почти непременным элементом систем механического телевидения, разрабатывавшихся в последующие полвека. Оптико-механическим телевизионным системам были присущи "врожденные" недостатки: маленький размер экрана и невозможность получения четкой картинки (увеличение числа строк требовало значительной освещенности).
Идея передачи цветного телевизионного изображения возникла сразу у нескольких изобретателей в конце XIX в. Одним из первых техническую реализацию такой идеи предложил русский инженер А.А. По л у мордвинов. Разработанное им устройство основывалось на теории трехкомпонентного цветового зрения Ломоносова-Юнга-Гельмгольца. Задачу разложения изображения в аппарате Полумордвинова выполняли два диска, вращающиеся на параллельных осях с разной скоростью. Щели в дисках имели различную форму (см. рис. 4), ромбическое отверстие, которое образовывалось при их пересечении, служило развертывающим элементом.
Рис. 4. Светораспределитель А.А. Полумордвинова
Цветоделение сигнала происходило в результате наложения на щели в одном из дисков красного, зеленого и фиолетового светофильтра. Каждые три последовательные строки в устройстве Полумордвинова отличались, таким образом, по цвету. Аналогичные развертывающие диски устанавливались перед фотоэлементом на передающей стороне и перед источником света в приемнике.
Заявка А.А. Полумордвинова на изобретение "светораспределителя для аппарата, служащего для передачи изображений на расстояние" была подана им в Департамент торговли и мануфактур Министерства финансов России 23 декабря 1899 г. Через несколько дней (27 декабря) автор заявки участвовал в I Всероссийском электротехническом съезде в Петербурге, где имел возможность прослушать доклад А.С. Попова "Телеграфирование без проводов".
При всем разнообразии идей и проектов в течение полувека после появления брошюры де Пайвы телевидение оставалось лишь объектом для экспериментов в условиях лаборатории.
В 1897 г. немецкий физик К.Ф. Браун разработал катодную трубку, в которой электронный луч воспроизводил на флюоресцирующем экране исследуемые электрические сигналы в виде светящихся линий. В 1907 г. русский физик Б.Л. Розинг усовершенствовал трубку Брауна, сделав из нее прибор для воспроизведения движущегося или неподвижного изображения. Разработанная Розингом телевизионная установка свидетельствовала о принципиальной возможности преодоления ограничений, присущих системам с оптико-механической разверткой (см. следующий раздел).
В 1908 г. англичанин А. Кэмпбелл-Суинтон предложил проект системы телевидения с использованием в приемнике и передатчике электронно-лучевых (катодных) трубок.
Положительно сказалось на развитии телевидения изобретение в 1906 г. Ли де Форестом аудиона - усилительной лампы.
К началу 1920-х годов высоковакуумные электронные лампы стали надежным средством усиления слабых электрических сигналов. В 1925 г. американский изобретатель Ч. Дженкинс осуществил передачу движущегося изображения из одного города в другой с помощью радиосвязи. Развертка картинки в этих экспериментах была механической: Дженкинс лишь заменил отверстия диска Нипкова линзами.
В Европе в этот период наибольшую известность получили опыты английского изобретателя Дж. Бёрда. В 1926 г. он демонстрировал передачу изображения с разверткой на 30 строк. Так же как Дженкинс, для своих демонстраций Бёрд использовал лишь простейшие предметы: изображение было нечетким и зачастую трудно узнаваемым. Однако опыты свидетельствовали о принципиальной возможности телевидения, что не могло не вызвать интерес инвесторов и промышленных фирм.
