Диссектор изображения

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, представляющей 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 г. ^[5] и об их экспериментах было объявлено в американских общенациональных журналах Discovery и Popular Radio . ^[6]^[7] но им не удалось применить это на практике . ^[8] В 1951 году Хелл заявил, что он сделал трубку, но не смог заставить ее работать, поскольку в то время было недостаточно знаний в области электронной оптики , управления электронным лучом с помощью электрических или магнитных полей . ^[9]

американского телевидения Пионер 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, простую прямую линию, в лаборатории Фарнсворта на Грин-стрит, 202 в Сан-Франциско . ^[11]^[12] К 3 сентября 1928 года Фарнсворт разработал систему в достаточной степени, чтобы провести демонстрацию для прессы. ^[12] первая такая успешная демонстрация полностью электронной телевизионной системы. ^{[ нужна ссылка ]}

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 с помощью своей системы первые живые изображения человека, в том числе трех с половиной дюймовое изображение его жены Эльмы («Пем») с закрытыми глазами (возможно, из-за требуемого 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 неэффективными, и для их эффективного использования требовалось чрезвычайно яркое освещение. ^{[ нужна ссылка ]} Фарнсворт решил эту проблему, изобретя «электронный умножитель» (не путать с современными электронными умножителями ), устройство, которое увеличивало количество электронов в цепи за счет генерации «вторичной эмиссии» электронов с 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. ^[16]^[17]^{: 137–141} Фарнсворт продолжал совершенствовать устройство, которое впоследствии назвали « мультипактором ». ^[18] так что, как сообщается, он может усиливать сигнал до 60-й степени или выше, ^[17]^: 139 и показал большие надежды 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 изображения с его многочисленными недостатками в 1930-е годы быстро был заменен ортиконом изображения и иконоскопами , вплоть до 1980-х годов, когда они также были заменены твердотельными датчиками изображения.

Ссылки

^ Джек, Кейт и Владимир Цацулин (2002). Словарь видео и телевизионных технологий . Профессиональное издательство Персидского залива. п. 148. ИСБН 978-1-878707-99-4 .
^ Горовиц, Пол и Уинфилд Хилл, Искусство электроники , второе издание , издательство Кембриджского университета, 1989, стр. 1000-1001. ISBN 0-521-37095-7 .
^ 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.
^ Дж. Б. Уильямс (2017). Электронная революция: изобретая будущее . Спрингер Природа . п. 29. ISBN 9783319490885 .
^ DE 450187 , Дикманн, Макс и Рудольф Хелл, «Фотоэлектрическая трубка для анализа изображений для телевизоров», выдан 3 октября 1927 г., передан патентному ведомству Германской империи.
^ «Телевидение на континенте» . Discovery: Ежемесячный популярный журнал знаний . 8 (сентябрь). Джон Мюррей: 283–285. Сентябрь 1928 года.
^ Дикманн, Макс (май 1928 г.). «Катодно-лучевое телевидение» . Популярное радио . 1928 (май): 397 и 406.
^ Уэбб, Ричард К. (2005). Телевизионеры: люди, стоящие за изобретением телевидения . Джон Уайли и сыновья . п. 30. ISBN 978-0-471-71156-8 .
^ Jump up to: ^а ^б Бернс, Р.В. (1998). Телевидение: международная история лет становления . Институт инженеров-электриков (История техники, серия 22) совместно с Музеем науки (Великобритания). стр. 358–361. ISBN 978-0-85296-914-4 .
^ 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.
^ Почтальон, Нил, «Фило Фарнсворт» , The TIME 100: Scientific & Thinkers , TIME.com, 29 марта 1999 г., получено 28 июля 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Фило Тейлор Фарнсворт (1906–1971)». Архивировано 22 июня 2011 года в Wayback Machine , Виртуальный музей города Сан-Франциско , получено 15 июля 2009 г.
^ Абрамсон, Альберт, Зворыкин, пионер телевидения , с. 226.
^ Документы Филона Т. и Эльмы Г. Фарнсворт, заархивированные 22 апреля 2008 года в Wayback Machine , специальные коллекции библиотеки Марриотта Университета Юты.
^ Фарнсворт, Фило Т., Электронный умножитель . Патент № 1969399, патент США, подан 3 марта 1930 г., выдан 7 августа 1934 г. Проверено 12 марта 2010 г.
^ Абрамсон, Альберт (1987), История телевидения, 1880–1941 гг . Джефферсон, Северная Каролина: Альберт Абрамсон. п. 148. ISBN 0-89950-284-9 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Эверсон, Джордж (1949), История телевидения, Жизнь Фило Т. Фарнсворта Нью-Йорк, Нью-Йорк: WW Norton & Co. ISBN 978-0-405-06042-7 .
^ 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.
^ « Новая телевизионная система использует« магнитную линзу » », Popular Mechanics , декабрь 1934 г., стр. 838–839.
^ Бернс, RW Television: Международная история лет становления . (1998). Серия IEE History of Technology, 22. Лондон: IEE, с. 370. ISBN 0-85296-914-7 .
^ 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

См. также

[Keith&Tsatsulin-1] Джек, Кейт и Владимир Цацулин (2002). Словарь видео и телевизионных технологий . Профессиональное издательство Персидского залива. п. 148. ИСБН 978-1-878707-99-4 .

[Horowitz-2] Горовиц, Пол и Уинфилд Хилл, Искусство электроники , второе издание , издательство Кембриджского университета, 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 .

[DE450187-5] DE 450187 , Дикманн, Макс и Рудольф Хелл, «Фотоэлектрическая трубка для анализа изображений для телевизоров», выдан 3 октября 1927 г., передан патентному ведомству Германской империи.

[Discovery8-6] «Телевидение на континенте» . Discovery: Ежемесячный популярный журнал знаний . 8 (сентябрь). Джон Мюррей: 283–285. Сентябрь 1928 года.

[Popular-Radio-7] Дикманн, Макс (май 1928 г.). «Катодно-лучевое телевидение» . Популярное радио . 1928 (май): 397 и 406.

[Webb-8] Уэбб, Ричард К. (2005). Телевизионеры: люди, стоящие за изобретением телевидения . Джон Уайли и сыновья . п. 30. ISBN 978-0-471-71156-8 .

[Burns-9] Jump up to: ^а ^б Бернс, Р.В. (1998). Телевидение: международная история лет становления . Институт инженеров-электриков (История техники, серия 22) совместно с Музеем науки (Великобритания). стр. 358–361. ISBN 978-0-85296-914-4 .

[US1773980-10] 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.

[Postman-11] Почтальон, Нил, «Фило Фарнсворт» , The TIME 100: Scientific & Thinkers , TIME.com, 29 марта 1999 г., получено 28 июля 2009 г.

[sfmuseum-12] Jump up to: ^а ^б «Фило Тейлор Фарнсворт (1906–1971)». Архивировано 22 июня 2011 года в Wayback Machine , Виртуальный музей города Сан-Франциско , получено 15 июля 2009 г.

[13] Абрамсон, Альберт, Зворыкин, пионер телевидения , с. 226.

[14] Документы Филона Т. и Эльмы Г. Фарнсворт, заархивированные 22 апреля 2008 года в Wayback Machine , специальные коллекции библиотеки Марриотта Университета Юты.

[US1969399-15] Фарнсворт, Фило Т., Электронный умножитель . Патент № 1969399, патент США, подан 3 марта 1930 г., выдан 7 августа 1934 г. Проверено 12 марта 2010 г.

[TheHistoryofTV1-16] Абрамсон, Альберт (1987), История телевидения, 1880–1941 гг . Джефферсон, Северная Каролина: Альберт Абрамсон. п. 148. ISBN 0-89950-284-9 .

[Everson1-17] Jump up to: ^а ^б ^с Эверсон, Джордж (1949), История телевидения, Жизнь Фило Т. Фарнсворта Нью-Йорк, Нью-Йорк: WW Norton & Co. ISBN 978-0-405-06042-7 .

[US2071517-18] 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.

[19] « Новая телевизионная система использует« магнитную линзу » », Popular Mechanics , декабрь 1934 г., стр. 838–839.

[Burns370-20] Бернс, RW Television: Международная история лет становления . (1998). Серия IEE History of Technology, 22. Лондон: IEE, с. 370. ISBN 0-85296-914-7 .

[US2087683-21] 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]