Петр Образцов - Русские гении за рубежом. Зворыкин и Сикорский

Телевизионная система представляет собой совокупность оптических, электрических и радиотехнических устройств, передающих изображения на расстояние. В основе работы телевизионной системы, независимо от ее назначения и сложности, находятся следующие основные принципы:

функцию преобразования спроецированного объективом оптического изображения в электрический телевизионный сигнал выполняет видеокамера, основным элементом которой является датчик изображения, включающий оптический узел, преобразователь «свет-сигнал», устройство развертки и предварительный усилитель сигнала изображения;

функцию передачи электрических сигналов к получателю выполняет состоящий из передающей и приемной частей канал радиосвязи;

функцию обратного преобразования электрических сигналов в видимое телевизионное изображение выполняет приемное устройство.

Аналоговым называется телевидение из-за формы телевизионного сигнала, повторяющей форму распределения яркости изображения. А цифровое телевидение определяется как система, в которой передаваемый телевизионный сигнал является последовательностью кодовых (цифровых) комбинаций электрических импульсов. При приеме цифровой телевизионный сигнал преобразуется в аналоговый с последующим воспроизведением изображения на экране кинескопа.

Развитие телевидения происходило поэтапно как эволюционным путем, так и революционным. Можно выделить три основных периода в развитии телевидения, и в каждом из них рассмотреть выдающуюся роль талантливых ученых и изобретателей — пионеров в различных областях телевидения.

I период

Механическое телевидение (1920–1935 годы), названное так в связи с тем, что развертка осуществляется механически с помощью вращающегося светонепроницаемого «диска Нипкова» с крошечными отверстиями, расположенными по спирали Архимеда, изобретенного немецким инженером польского происхождения П. Г. Нипковым в 1885 году.

II период

Электронное телевидение (1935–1970 годы), названное так в связи с тем, что развертка осуществляется электронным лучом (сфокусированным потоком электронов).

С конца 30-х годов в качестве преобразователей «свет-сигнал» стали применяться вакуумные электронно-лучевые передающие трубки со светочувствительной мишенью.

По типу фотоэффекта светочувствительной мишени передающие трубки разделяются на приборы с внешним фотоэффектом (под действием падающего на фотослой света он испускает фотоэлектроны) и с внутренним фотоэффектом (под действием падающего на фотослой света изменяется его электропроводность).

Для удовлетворения требований разных заказчиков в достижении необходимых параметров (высокая разрешающая способность, чувствительность в требуемом световом диапазоне, гарантированный срок службы, малая инерционность, малые габариты) разрабатывалось множество различных по конструкции и принципу работы трубок как с внутренним (видикон, плюмбикон, сатикон, кремникон), так и с внешним фотоэффектом (иконоскоп, суперортикон, изокон). Однако независимо от типа передающей трубки общим для них всех является создание и хранение на мишени потенциального рельефа, соответствующего входному оптическому изображению, и считывание его электронным лучом, осуществляющим поэлементную развертку мишени путем прочерчивания на ней растра.

Растр — последовательность параллельных друг другу видеострок на мишени или экране электронно-лучевой трубки.

Для приема телевизионного сигнала, соответствующего оптическому изображению, используется также вакуумная электронно-лучевая трубка — кинескоп.

В качестве датчиков видеосигнала электронно-лучевые телевизионные трубки завоевали лидирующее положение, но с 70-х годов на смену им пришли твердотельные преобразователи «свет-сигнал» с зарядовой связью (ПЗС), в основе работы которых лежит явление внутреннего фотоэффекта. Однако твердотельные фотоприемники не вытеснили полностью со сцены электронно-вакуумные приборы.

III период

Цифровое телевидение. Этот период начался в 1970 году с использования твердотельных преобразователей «свет-сигнал».

История твердотельных датчиков изображения берет свое начало в 1963 году, когда инженер С. Р. Моррисон из американской компании Honeywell Со изобрел «полупроводниковое фоточувствительное устройство» — фотосканер. В 1969 году благодаря разработкам инженеров Bell Laboratory B. Бойла (Канада) и Дж. Смита (США) на свет появился Charge Coupled Device (CCD) — прибор с зарядовой связью (ПЗС).