stringtranslate.com

Диссектор изображения

Трубка диссектора изображений Фарнсворта

Диссектор изображения , также называемый диссекторной трубкой , представляет собой трубку видеокамеры , в которой эмиссия фотокатода создает « электронное изображение», которое затем перемещается вверх, вниз и поперек анода для создания электрического сигнала, представляющего визуальное изображение. Он использует магнитные поля , чтобы держать изображение электрона в фокусе, а более поздние модели использовали электронный умножитель для улавливания электронов. [1] [2] Этот термин также использовался для других типов ранних видеокамер. Диссекторы лишь недолго использовались для исследований в телевизионных системах, прежде чем были заменены другими, гораздо более чувствительными трубками, основанными на явлении накопления заряда, такими как иконоскоп в 1930-х годах. Несмотря на то, что фотокамеры, основанные на идее технологии диссектора изображений, быстро и полностью вышли из употребления в области телевизионного вещания, они продолжали использоваться для получения изображений на первых метеорологических спутниках и лунных кораблях , а также для отслеживания положения звезд в космосе. Шаттл и Международная космическая станция .

Операция

Диссектор изображения фокусирует визуальное изображение на слой светочувствительного материала, такого как оксид цезия , который испускает отрицательно заряженные «фотоэлектроны», пропорциональные интенсивности света, падающего на материал. Электростатические отклоняющие пластины или магнитные поля затем периодически манипулируют полученным электронным изображением по горизонтали и вертикали перед электронным умножителем или небольшой апертурой, ведущей к положительно заряженному детектору, или просто аноду , в случае самых первых диссекторных трубок. Электронный умножитель или апертура пропускает только те электроны, исходящие из очень маленькой области электронного изображения, что представляет собой столь же небольшую область визуального изображения. Все изображение сканируется несколько раз в секунду для создания электрического сигнала, который представляет собой движущееся визуальное изображение. [3]

Первые электронные камеры (например, диссектор изображений) страдали очень разочаровывающим фатальным недостатком: они сканировали объект, и то, что было видно в каждой точке, было лишь крошечным кусочком света, видимым в тот момент, когда сканирующая система проходила над ним. [4]

Поскольку диссектор не накапливает заряд, он полезен для наблюдения за внутренней частью печей и мониторинга сварочных систем, поскольку он не страдает от «бликов», которые испытывают обычные кинескопы при взгляде на яркий свет.

История

В апреле 1925 года немецкий профессор Макс Дикманн и его ученик Рудольф Хелль подали заявку на патент на устройство под названием Lichtelektrische Bildzerlegerröhre für Fernseher (Фотоэлектрическая трубка диссектора изображения для телевидения) под номером немецкого патента: DE450187C. Патент был выдан в октябре 1927 года, [5] и об их экспериментах было объявлено в американских общенациональных журналах Discovery и Popular Radio , [6] [7], но им не удалось применить его на практике . [8] В 1951 году Хелл заявил, что он сделал трубку, но не смог заставить ее работать, так как в то время было недостаточно знаний в области электронной оптики , манипулирования электронным лучом с помощью электрических или магнитных полей . [9]

Пионер американского телевидения Фило Т. Фарнсворт изобрел первый функциональный диссектор изображений в 1927 году, подав заявку на патент 7 января 1927 года. [9] [10] 7 сентября того же года диссектор изображений успешно передал свое первое изображение, простое прямая линия, в лаборатории Фарнсворта на Грин-стрит, 202 в Сан-Франциско . [11] [12] К 3 сентября 1928 года Фарнсворт развил систему в достаточной степени, чтобы провести демонстрацию для прессы, [12] первую такую ​​успешную демонстрацию полностью электронной телевизионной системы. [ нужна цитата ]

В 1929 году Фарнсворт исключил из системы двигатель-генератор, и теперь в ней не было механических частей. Дальнейшие разработки в этом году включали улучшение четкости изображения и увеличение количества строк разрешения, которое превысило разрешение механических телевизионных систем. [13] Также в 1929 году Фарнсворт передал первые живые изображения человека с помощью своей системы, в том числе трех с половиной дюймовое изображение его жены Эльмы («Пем») с закрытыми глазами (возможно, из-за необходимого яркого освещения). [14]

Поскольку электроны, испускаемые внутри диссектора изображения, собираются электронным умножителем или анодом только в течение очень короткого времени, когда область «электронного изображения» экспонируется, основная часть электронов теряется. Таким образом, самые ранние диссекторы изображений были очень неэффективны, и для их эффективного использования требовалось чрезвычайно яркое освещение. [ нужна цитация ] Фарнсворт обратился к этой проблеме с изобретением «электронного умножителя» (не путать с современными электронными умножителями ), устройства, которое увеличивало количество электронов в цепи путем генерации «вторичной эмиссии» электронов из пары противоположных поверхностей, тем самым усиливая электрический сигнал. [15]

Фарнсворт подал заявку на патент на свой «электронный умножитель » 3 марта 1930 года и продемонстрировал его применение в 1931 году  . , [18] так, что, как сообщается, он мог усиливать сигнал в 60-й степени или лучше, [17] : 139  , и показал большие перспективы в других областях электроники. Однако существенной проблемой мультипактора было то, что он изнашивался неудовлетворительно быстро. [17] : 141 

25 августа 1934 года Фарнсворт провел первую в мире публичную демонстрацию полной полностью электронной телевизионной системы, в которую входил его диссектор изображений, в Институте Франклина в Филадельфии, штат Пенсильвания . [19] [20]

В апреле 1933 года Фарнсворт подал заявку на патент под названием Image Dissector , но в которой на самом деле подробно описывалась электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) с накоплением заряда и низкой скоростью электронов . [21] Его принципы были разработаны и реализованы RCA. Хотя RCA выплатила гонорары в 1939 году, судебные издержки, связанные с патентным спором RCA, производственным давлением военного времени, сроком действия патента Фарнсворта, истекающим всего восемь лет спустя, и его понятным разочарованием, его компания была распущена вскоре после Второй мировой войны. Диссектор изображений с его многочисленными недостатками в течение 1930-х годов быстро был заменен ортиконом изображений и иконоскопами , вплоть до 1980-х годов, когда они также были заменены твердотельными датчиками изображения.

Рекомендации

  1. ^ Джек, Кейт и Владимир Цацулин (2002). Словарь видео и телевизионных технологий. Профессиональное издательство Персидского залива. п. 148. ИСБН 978-1-878707-99-4.
  2. ^ Горовиц, Пол и Уинфилд Хилл, Искусство электроники, второе издание, Cambridge University Press, 1989, стр. 1000-1001. ISBN 0-521-37095-7 . 
  3. ^ Трубка диссектора изображений, Дж. Ф. Белович, Исследовательский меморандум № 336, ITT Industrial Laboratories, Ft. Уэйн, Индиана, 28 апреля 1961 г., доступно по адресу https://frank.pocnet.net/other/ITT/ITT_ImgDis.pdf.
  4. ^ Дж. Б. Уильямс (2017). Электронная революция: изобретая будущее. Спрингер Природа . п. 29. ISBN 9783319490885.
  5. ^ DE 450187, Дикманн, Макс и Рудольф Хелл, "Lichtelektrische Bildzerlegerröehre für Fernseher", выдан 3 октября 1927 г., передан Deutsches Reich Reichspatentamt 
  6. ^ "Телевидение на континенте". Discovery: Ежемесячный популярный журнал знаний . 8 (сентябрь). Джон Мюррей: 283–285. Сентябрь 1928 года.
  7. ^ Уэбб, Ричард К. (2005). Телевизионеры: люди, стоящие за изобретением телевидения. Джон Уайли и сыновья . п. 30. ISBN 978-0-471-71156-8.
  8. ^ аб Бернс, RW (1998). Телевидение: международная история лет становления. Институт инженеров-электриков (История технологий, серия 22) совместно с Музеем науки (Великобритания). стр. 358–361. ISBN 978-0-85296-914-4.
  9. ^ Фарнсворт, Фило Т., Телевизионная система. Патент № 1773980, Патентное ведомство США, подан 7 января 1927 г., выдан 26 апреля 1930 г. Проверено 12 марта 2010 г.
  10. ^ Почтальон, Нил, «Фило Фарнсворт», The TIME 100: Scientific & Thinkers , TIME.com, 29 марта 1999 г., получено 28 июля 2009 г.
  11. ^ ab «Фило Тейлор Фарнсворт (1906-1971)». Архивировано 22 июня 2011 года в Wayback Machine , Виртуальный музей города Сан-Франциско , получено 15 июля 2009 г.
  12. ^ Абрамсон, Альберт, Зворыкин, пионер телевидения , с. 226.
  13. ↑ Документы Филона Т. и Эльмы Г. Фарнсворт, заархивированные 22 апреля 2008 года в Wayback Machine , специальные коллекции библиотеки Марриотта Университета Юты.
  14. ^ Фарнсворт, Фило Т., Электронный умножитель. Патент № 1969399, патент США, подан 3 марта 1930 г., выдан 7 августа 1934 г. Проверено 12 марта 2010 г.
  15. ^ Абрамсон, Альберт (1987), История телевидения, 1880–1941 гг . Джефферсон, Северная Каролина: Альберт Абрамсон. п. 148. ISBN 0-89950-284-9 . 
  16. ^ abc Эверсон, Джордж (1949), История телевидения, Жизнь Фило Т. Фарнсворта Нью-Йорк, Нью-Йорк: WW Norton & Co. ISBN 978-0-405-06042-7 . 
  17. ^ Фарнсворт, Фило Т., Мультипакторный фазовый контроль. Патент № 2071517, Патентное ведомство США, подан 7 мая 1935 г., выдан 23 февраля 1937 г. Проверено 12 марта 2010 г.
  18. ^ «Новая телевизионная система использует «магнитную линзу»», Popular Mechanics , декабрь 1934 г., стр. 838–839.
  19. ^ Бернс, RW Television: Международная история лет становления . (1998). Серия IEE History of Technology, 22. Лондон: IEE, с. 370. ISBN 0-85296-914-7 . 
  20. ^ Фарнсворт, Фило Т., Диссектор изображений. Патент № 2087683, Патентное ведомство США, подан 26 апреля 1933 г., выдан 20 июля 1937 г. Проверено 12 марта 2010 г.

Внешние ссылки

Смотрите также