Развитие телевидения сыграло значительную роль во всех общественно-политических событиях XX века и напрямую способствовало общему научно-техническому прогрессу. Огромный вклад исследователей в создание новых способов быстро передавать качественное изображение привел к созданию современных компьютеров и средств мобильной связи.
Сейчас практически каждый телефон можно использовать для общения посредством видео с минимальной задержкой изображения. Однако всего сто лет назад заявления исследователей о своих успехах могло вызвать сомнения в их психической адекватности.
Сложно сказать, кто создал первый телевизор в мире. Изобретение телевидения стало возможным благодаря комплексу успешных исследований, проведенных в XIX и XX веке. На основе этих исследований были разработаны различные системы передачи изображения.
Предпосылки к появлению телевидения
Назначение первых устройств для передачи изображения было сугубо практичным. Известность такие аппараты приобрели только тогда, когда прибор использовался полицией для передачи портрета преступника.
Нельзя точно определить, в каком году создали первый телевизор и был запущен процесс развития технологии. Фантасты начинают предвосхищать его появление задолго до выхода первых действующих моделей. Достигнуть результата было возможно только благодаря огромному количеству осуществляемых в мире одновременно открытий и изобретений.
В 1880 году ученый Порфирий Бахметьев предложил перспективную технологию передачи изображения на расстояния.Картинку предлагалось разложить на составляющие элементы и подавать на приемник в виде отдельных сигналов; а затем при помощи специального устройства собирать воедино.
Возможно, создан был первый телевизор в 1884 году. Тогда Пауль Нипков изобрел устройство для сканирования изображения и его последующего отображения на экране.
Так называемый «диск Нипкова» покрыт расположенными по спирали отверстиями на поверхности. Через них объектив транслировал свет – только одну точку, при помощи одной лампы. Для устройства Нипкова этого было достаточно. Ускоренное вращение диска заставляло пятна света сливаться в цельное изображение. Эта технология работает за счет инерционной особенности восприятия глаз человека, способности складывать в единую картинку воспринятое взглядом остаточное свечение.
Сломался телевизор? Наши мастера помогут!
Оставьте заявку и мы проведем бесплатную диагностику!
При первом обращении скидка 15% на все работы!
Вам не нужно никуда ехать – наш курьер бесплатно заберет технику на диагностику и вернет ее вам после ремонта.
Диск обладал существенным недостатком – он давал слишком маленькое изображение. Для того, чтобы на первых телевизорах создавалась картинка площадью не более чем поверхность спичечного коробка, требовался «диск Нипкова», достигающий 40 сантиметров в диаметре.
Повсеместного распространения эта технология не получила и в рядовую жизнь граждан не вошла. Только в 1924 году эксцентричный ученый Джон Лоуги Бэрд ознакомил общественность со своей действующей моделью первого механического телевизора, построенного с использованием диска Нипкова.
Система давала изображение со скоростью 5 кадров в секунду, по 30 столбцам. Исследователь был воодушевлен и вложил усилия в дальнейшее развитие проекта. В следующие годы была увеличена частота смены кадров, добавлена технология трансляции цветного изображения. Бэрд был тем, кто изобрёл телевизор в его механической вариации и внес существенный вклад в остальные направления исследований.
Разработки Джона Бэрда активнее всего использовались в США до 1936 года. Начиная с 1937, механический телевизор оказался полностью вытеснен электронными системами передачи изображения. Бэрд принес огромный вклад в историю развития телевидения и активно способствовал распространению технических достижений в этой сфере. После выхода из употребления механического телевидения, Бэрд способствовал эволюции электронных телевизионных систем. В частности, еще в 1939 году он продемонстрировал способности электронно-лучевых трубок передавать цветное изображение, а в 1944 представил электронный цветной экран собственной разработки.
Изобретение и использование ЭЛТ
Чтобы разобраться, как устроено телевидение, стоит начать с ЭЛП. Электронная пушка – это специальный прожектор, посылающий пучки электронов на принимающий прибор. Электронная пушка проводит сканирование светочувствительной мишени. Мишень копит электрические заряды, получаемые от спроецированной на нее картинки.
Использование электронной пушки для передачи изображения сыграло большую роль в развитии телевидения.
ВАЖНО! Катод – это электрод, проводник электричества, входящий в конструкцию электронной пушки. Фотокатод – это катод, заряженный отрицательно. Делают фотокатод с использованием чувствительных к свету соединений, хорошо проводящих электричество. Когда на фотокатод попадает фотон, или квант света, происходит выделение электронов. Принцип работы основан на внешнем фотоэффекте, открытие которого приписывается Генриху Герцу. Фотокатод отличается от обычного катода высоким квантовым выходом фотоэлектронов на каждый поглощенный фотон.
В 50-х годах XIX века произошло открытие катодных лучей. Эти электронные лучи распространяют свет от катодного излучателя, благодаря ускоренной передаче электронов на люминофоры.
Люминофоры – особые вещества, обладающие свойством поглощать и отдавать свет. Люминофоры реагируют на свет не из-за сопутствующего ему тепла, а за счет реакции на поглощенную электронную энергию. Технику взаимодействия катодного излучения с люминофорами впоследствии начали активно использовать в электронно-лучевых приборах. Люминофоры наносятся изнутри на прозрачную трубку. Трубка получает энергию от катодного излучателя и начинает светиться. Данная технология использовалась для создания разных видов телевизионных трубок и других видов электронно-лучевых приборов.
Самое известное и популярное устройство электронно-лучевого типа – кинескоп.
Вплоть до 90-х годов прошлого века эта электронно-лучевая трубка повсеместно использовалась в производстве проекторов, телевизоров и мониторов. Кинескоп преобразует полученные электросигналы в свет. Он имеет электромагнитный тип отклонения. Луч, оказываясь на покрытой люминофором поверхности, вызывает свечение и формирует часть конечной картинки.
Прототип кинескопа был создан Борисом Розингом в 1911 году.
Розинг был тем, кто придумал обоснование принципу работы ЭЛТ и продемонстрировал, как можно транслировать изображение посредством построчной передачи света. Однако действительным изобретателем телевидения принято считать Владимира Зворыкина.
В 1923, находясь в США, он создал патентную заявку на телевидение, работающее только на электронном принципе. В 1929 году появился первый кинескоп конструкции Зворыкина – высоковакуумная трубка для приема изображения. В 1931 Зворыкин запатентовал иконоскоп, специальную передающую трубку. Истоки создания иконоскопа восходят к опытам 1911 года, проведенным под руководством Розинга. Зворыкин занимался разработкой трубок с электростатической фокусировкой. Они являлись свежей альтернативой немецким приборам, осуществляющих «газовую» фокусировку.
В 1940-х годах Зворыкин положил начало цветному телевидению того вида, который покорил мир на следующие полвека. Он разделил световой луч на зеленый, синий и красный цвета. Можно считать, что именно Зворыкин был тем, кто изобрел телевизор в его современном виде.
Как обстояло дело в Советском Союзе
В 1933 году завод имени Козицкого наладил производство серийных телевизоров Б-2. Продукт ленинградского производства имел деревянный корпус и размер экрана 4х3.
На корпусе располагались регуляторы, управляющие частотой импульсов, амплитудой и мотором. Встроенный двигатель задавал вращение диску Нипкова. Данная модель являлась относительно небольшим по размерам приложением к радиоприемнику. Прием звука мог происходить только при подключении другого устройства по приему радиоволн, настроенного работать на другой частоте.
Первые телевизоры в СССР, Б-2, расходились быстро, невзирая на значительную цену в 235 рублей. Модели часто предлагалось собирать своими силами из купленного комплекта деталей.
Развитие электронных телевизоров в СССР началось с 30-х годов. Параллельно со Зворыкиным патентную заявку на кинескоп подавал советский гражданин Катаев Семен.
Электромагнитные трубки Катаева имели магнитный принцип фокусировки. Конструкция такой трубки была проще, потому что система фокуса располагалась за пределами прибора. Фокус на такие трубки передавался с помощью магнитных катушек. Лишь к 70-м годам XX трубки с электростатической фокусировкой сравнились по качеству результатов с трубками Катаева. Качественное отставание было обусловлено тем, что трубки с магнитной фокусировкой, в отличие от трубок с электростатической, использовали весь идущий от катода ток.
В 1936 году свет увидел прибор супериконоскоп, или трубка Шмакова-Тимофеева. Два исследователя, по имени которых назван прибор, изобрели особую конструкцию устройства. Трубка использовала электронно-оптический способ перенести картинку с фотокада на мишень. Так называемая «вторичная эмиссия» заставляла металлы активно выделять электроны во время усиленной бомбардировке их поверхности первичным потоком частиц. Эта технология позволяла накапливать заряд и проецировать электроны на мишень.
Супериконоскоп был так эффективен и популярен, что британские и немецкие компании пожелали выпускать аналогичную продукцию. Они обращались с запросом на получение патента, но советский Комитет по изобретениям выдал отказ.
Когда телевидение стало цветным
Когда появились цветные телевизоры? Начало трехкомпонентного телевизионного вещания можно отметить 1900 годом. Идея была предложена инженером Александром Полумордвиновым. А в 1925 году патент на трехкомпонентную телевизионную систему, использующую диск Нипкина, получил советский изобретатель армянского происхождения Ованес Адамян.
В этой системе зеленый цвет получался матрицированием прямо в телевизоре. Сигналы принимались двух типов: красный и синий. Идею взяли на вооружение американцы и на ее основе, к 40-му году, появилась удобная и практичная телевизионная система.
После Второй мировой войны американцы начали динамично развивать цветное телевидение, предназначенное для гражданских нужд. Первые телевизоры с цветом давали очень темное изображение и цены на них были астрономическими. Цвет достигался путем совмещения в одном аппарате сразу трех кинескопов. В каждом из них люминофор светился отдельным цветом.
Для создания действующей модели цветного телевизора и комплектующих к нему, Бэрд использовал кинескоп с тремя электронными пушками и мозаичный люминофор.
Его система называлась «Телехром». Электроны из каждого прожектора шли на слой с люминофором отдельного цвета.
Большой вклад в развитие телевидения внесла американская компания RCA. Американские разработки в этой области оказали поддержку многим ученым. В 50-х годах XX века RCA способствовали созданию следующих технологий:
- Дельтовидная технология. Самым эффективным способом направлять пучки электронов оказалась «теневая решетка» – изобретение Вернера Флехига. Называемая также «теневой маской», технология имеет распространение и по сей день. Металлическая сетка из инвара имеет пропускающие свет отверстия круглой формы. Чем меньше расстояние между элементами одного цвета, тем больше разрешающая способность прибора.
- Помимо этого, распространение получила апертурная решетка. Свет подается на люминофор, организованный в тонкие вертикальные полосы.
ВАЖНО! Первый цветной телевизор в СССР, получивший массовое распространение – «Рубин-401». Был выпущен в 1967 году. До него цветные телевизоры были большой редкостью и не выпускались сериями.
Прогресс не стоит на месте
Основа самых распространенных современных телевизоров:
- Жидкокристаллическая матрица. Жидкие кристаллы были открыты еще в конце XIX века. Кристаллами заполнен промежуток в пакете стеклянных или полимерных панелей.
- Плазменная матрица. Ячейки, наполненные газом. Расположены между стеклянными поверхностями, стоящими друг напротив друга.
В настоящий момент ведутся разработки голографического телевидения. Но до завершения работ над этим проектом и повсеместного распространения итоговых версий проекторов еще далеко.
Предлагаем ознакомиться со статьей “Принцип работы видеопроектора“.
