Телебачення на великому екрані, Наука та життя
Великий телевізійний екран дозволить зробити в нашій країні телебачення справді масовим видовищем. У величезних залах Палацу Рад, у театрах та клубах тисячі та десятки тисяч глядачів зможуть одночасно дивитися телепередачу, що йде з усіх кінців землі.
Телебачення на великому екрані матиме величезне значення як засіб зв'язку та управління у промисловості та на транспорті.
Нарешті, отримання телевізійних зображень великої чіткості та великих розмірів необхідне військових цілей, наприклад, для телеуправління боєм чи охорони кордонів і розвідки.
Чіткість передачі телевізійного зображення залежить від кількості про «елементів зображення». Легко зрозуміти принцип побудови зображень з окремих елементів, якщо подивитися на фотографію, вміщену в газеті чи журналі, через збільшувальне скло. Така фотографія складається з світлих і темних точок, розташованих на рівній відстані одна від одної, - це так звана друкарська сітка або розстр; чим більше таких точок міститься на 1 см 2 поверхні фотографії, тим більша чіткість надрукованої фотографії.
Телевізійне зображення передається за окремими «елементами» — точками або точніше маленькими майданчиками, що мають різну яскравість. Розкладання зображення на елементи при телепередачі здійснюється різними способами. Найчастіше для розкладання зображення застосовується світловий промінь, що бігає, диск Нипкова, або ж спеціальний мозаїчний фотоелемент («Наука і життя» № 8, 1936).
Для з'ясування основних принципів телепередач розглянемо схему телепередач кінофільмів (рис. 1).
Перед кіноплівкою Ф, на яку знято кінофільм, що підлягає телепередачі, встановлюється диск Д, по краю якого на рівномуна відстані один від одного і від центру диска знаходяться однакові маленькі лінзи (рис. 2). Світло від лампи L проходить через одну з лінз та фокусується на плівці Ф у крапку. При обертанні диска Д світловий промінь рухається впоперек плівки, а під час руху самої плівки Ф світловий промінь рухається вздовж плівки. Швидкість обертання диска та швидкість руху плівки при телепередачі підібрані таким чином, що світловий промінь оббігає протягом часу передачі одного кадру фільму весь кадр, ніби розкреслюючи його на рядок рядків у тому ж порядку, як читається книга.
Проходячи крізь плівку, промінь потрапляє у фотоелемент фе. Величина струму, що проходить через фотоелемент, а отже, і величина електричного сигналу, що посилається радіостанцією, в ланцюзі якої знаходиться фотоелемент, залежать від щільності почорніння плівки в тому місці, де проходить в даний момент промінь (тобто передається темний або світлий «елемент»). »Зображення).
У даній системі телепередачі кількість елементів зображення визначається числом рядків розкладання, що дорівнює кількості лінз диска Д. На рис. 3 видно, як змінюється чіткість зображення, що передається, при розкладанні на 60, 90 і 120 рядків.
Прийом телевізійних зображень, що передаються, на великий екран в даний час здійснюється за допомогою одного зі способів, які будуть описані нижче.
Телевізійні екрани з світловим променем, що бігає
Років десять тому у Великому театрі в Скенектеді (США) американець Олександрсон демонстрував розроблений ним телеприймач з екраном розміром 2 х 3 м (рис. 4). Зображення передавалися одночасно із звуком; було розіграно діалог двох артистів, один із яких знаходився в приміщенні театру, а інший був видно на екрані; зображення артистів на екрані співали під акомпанемент оркестру, що містився біляекрану, тощо.
Схема телеприймача Александрсона представлена рис. 5.
Світло від потужної вольтової дуги Д проходить через систему N1KN2, що складається з двох спеціальних призм N1 і N2 і так званого конденсатора Керра К. Далі світловий промінь S проходить через одну з лінз диска П і фокусується на екрані Е в точку. Розташування лінз на диску П показано на рис. 6. При обертанні такого диска світловий промінь S рухається екраном Е, ніби розкреслюючи його ряд рядків.
Електричні телевізійні сигнали, що посилаються радіостанцією, потрапляють у телеприймач і підводяться до конденсатора Керра К, що складається з двох пластин, між якими знаходиться нітробензол. Чим більша електрична напруга між пластинами конденсатора Керра, тим більше світла від дуги Д вольт Д пропускає система N1KN2 і, отже, тим яскравіше на екрані Е пляма від світлового променя S, яке відповідає одному елементу одержуваного зображення.
Світловий промінь у телепередавачі рухається так само, як і світловий промінь у телеприймачі, і кожної миті передається тільки один елемент зображення. Якщо передається яскравий елемент зображення, то електричний сигнал, що посилається передавальної станцією, діє на систему N1KN2 так, що вона пропускає більше світла від дуги Д, і на екрані виходить яскрава пляма. При передачі темного елемента сигнал, що посилається, дуже слабкий і система N1KN2 не пропускає світла.
Телевізійне зображення передається по окремих кадрах так само, як фільм: за час передачі одного кадру передаються послідовно всі елементи, що становлять цей кадр. Швидкість передачі одного елемента така велика, що послідовність передачі окремих елементів не вловлюється оком. Це означає, що око зберігає ще враження від першого елементи кадру, колипередається останній, тобто. сприймає весь кадр загалом. Завдяки зміні кадрів можлива передача зображень, що рухаються.
Телеприймач з світловим променем, що бігає, застосовується для прийому зображень як малого, так і великого розміру.
Радянський інж. Архангельський розробив установку з світловим променем, що бігає, аналогічну установці Олександрсона. 28 травня 1933 р. у Політехнічному музеї у Москві у присутності 500 чол. за допомогою цієї установки було здійснено прийом зображень на екран розміром 1 х 1,3 м.
В даний час в СРСР розробляється для Палацу Рад телеприймач з світловим променем, що бігає, де в якості розгортаючого пристрою застосовується барабан Вейлера, а замість конденсатора Керра спеціальний дифракційний модулятор світла. Ця установка даватиме телевізійне зображення на екрані розміром 5 х 6 м.
Електронопроменева трубка для прийому зображення
Основною частиною телеприймача цієї системи є скляна евакуйована трубка, що має плоске (або злегка опукле) скляне дно (рис. 8). У вузькій частині трубки знаходиться "електронний прожектор". Він складається з розжареної нитки Н, що випускає електрони, і декількох металевих електродів, А, що збирають електрони всередині трубки в тонкий «електронний промінь». У тому місці, де на дно трубки потрапляє «електронний промінь», з'являється світла пляма, так як електрони, що летять з великою швидкістю, вдаряючись про дно трубки, викликають свічення порошку, що покриває дно трубки.
На трубку надягають котушки KK, якими проходить змінний струм. "Електронний промінь", потрапляючи в магнітне поле цих котушок, відхиляється; в результаті цього світла пляма, що відповідає місцю падіння електронного променя, переміщається дном трубки. Під час телепередачі одного кадру цепляма, рухаючись по рядках, встигає обіжняти прямокутник, що дорівнює площі виходить на дні трубки телевізійного зображення. При цьому яскравість плями, що рухається, змінюється відповідно до електричних сигналів, що посилаються радіостанцією. Останнє досягається за допомогою приміщення всередині трубки на шляху електронного променя спеціального керуючого електрода В. Телевізійні сигнали, що приходять змінюють заряд цього електрода, внаслідок чого змінюється число електронів в електронному промені і змінюється яскравість світіння плями на дні трубки, відповідного одному елементу зображення.
Розгортаючий промінь у телепередавачі та електронний промінь у телеприймачі рухаються абсолютно однаково, і в кожний момент передається лише один елемент зображення.
Телебачення з електроннопроменевими трубками в даний час є найдосконалішим, проте розміри зображень, що виходять, при цьому дуже невеликі. Пояснюється це тим, що діаметр дна трубки не може бути більше 30-40 см, тому що дно трубки плоске і при великих розмірах воно може бути атмосферним тиском. Равнодіюча сила цього тиску на дно при діаметрі дна 40 см більше 1 т.
Для отримання зображення великого розміру при телеприйманні з електронно-променевими трубками використовуються два методи. Перший полягає в тому, що зображення, що виходить на дні трубки, за допомогою об'єктива проектується на екран типу звичайного кіноекрана. Подібна система розроблена в Америці. На рис. 9 представлена остання модель телевізійного екрана такого типу, що має розміри 1 х 1,3 м.
При іншому способі зображення, що виходить на дні трубки, знімається на кіноплівку і через 1-1,5 хв. після зйомки проектується на кіноекран. Величина зображень, що виходять при цьомузалежить тільки від розмірів екрану та потужності кінопроектора.
Багатоосередкові телевізійні екрани
У лондонському театрі «Колізеум» як один із номерів програми було введено демонстрацію телебачення на спеціальному екрані, розробленому компанією Берда. Цей екран має вигляд сот, що складаються з 2100 маленьких осередків. У кожному осередку є лампочка розжарювання, яка виконує роль одного елемента телевізійного зображення. Екран забезпечений механічним комутатором (перемикачем); цей комутатор включає послідовно один за одним лампочки, з яких складається екран, причому включає так, що кожна лампочка спалахує під дією електричного сигналу, що приходить від одного елемента зображення, що передається. Протягом часу передачі одного кадру комутатор включає всі 2100 лампочок, що становлять екран, кожну по одному разу.
На Берлінській виставці 1935 демонструвався екран, розроблений проф. Каролюсом і що складається з 10 тис. лампочок розжарювання (рис. 10). Розміри цього екрану 2 х 2 м. Екран має надзвичайно складний комутатор, що робить 125 тис. перемикань на секунду.
У СРСР у лабораторії телекіно НІКФІ розробляється багатоосередковий екран розміром 4 х 5 м, що складається з 19 200 лампочок. Нині закінчується перший етап цієї роботи — екран із 1200 неонових лампочок. Екран складається із 30 окремих скляних трубок. Кожна така трубка є одним рядком одержуваного зображення і складається з 40 неонових лампочок, об'єднаних разом. Трубка наповнена неоном та має 40 квадратних металевих пластинок. Кожна платівка є одним із елементів зображення. Якщо до цієї платівки підводиться електричний сигнал, газ над нею починає світитись.
Екран має спеціальнийелектроннопроменевий комутатор, який за своїми якостями набагато перевершує всі механічні системи комутаторів, що застосовуються до теперішнього часу.
Трубки, з яких складається екран, зміцнюються горизонтально одна над іншою і утворюють екран площею 1,2 х 0,9 м.