Nipkow disk

Nipkow - disken er en  mekanisk billedscanningsenhed opfundet af Paul Nipkow [1] i 1884 [2] [3] . Denne disk var en integreret del af mange mekaniske tv- systemer langt ind i 1930'erne .

Diskenhed

Enheden er en simpel roterende skive lavet af ethvert uigennemsigtigt materiale (metal, plastik, pap osv.) med et antal huller med samme diameter i lige stor vinkelafstand fra hinanden.

Hullerne er arrangeret i en spiral i en omgang, startende fra yderkanten af ​​skiven og ender i midten, som det gøres i en grammofonplade . Når skiven roterer, bevæger hullerne sig langs cirkulære baner, afhængigt af placeringen af ​​et bestemt hul på skiven.

Disse stier kan delvist skære hinanden i nogle udførelsesformer af disken.

Sådan virker det

Grundlæggende bruges Nipkow-disken til design af mekaniske fjernsyn, både til scanning af et billede og til visning af det. Linsen foran disken projicerer billedet af motivet direkte på disken [4] . Hvert hul i spiralen danner, når det bevæger sig, et næsten vandret (på en separat sektion af disken) hul, gennem hvilket lys passerer fra en bestemt sektion af objektet og kommer ind i fotodetektoren. Hvis denne modtager er forbundet til en lyskilde (i praksis blev neonlamper ofte brugt , og i vores tid - super-lyse lysdioder ), placeret bag den anden Nipkow-skive, roterende med samme hastighed og retning som den første, så resultatet kan ses som det originale billede, gengivet linje for linje.

Hvis du observerer et objekt gennem en roterende Nipkow-skive, gennem en relativt lille sektor (ikke mere end 90°), vil du bemærke, at det synlige objekt scannes linje for linje fra top til bund. Normalt er disken næsten fuldstændig dækket med et uigennemsigtigt materiale, hvilket kun efterlader et sektorformet eller rektangulært hul til visning. Med en meget hurtig rotation af skiven kan det observerede objekt ses fuldstændigt.

Da der kan placeres et begrænset antal huller på disken, var opløsningen af ​​billedet, der blev transmitteret ved hjælp af en sådan disk, ret lav - oftest i størrelsesordenen 30 linjer, nogle gange op til 120. Der var flere dekomponeringsstandarder, der brugte en scanning på op til 200 linjer. Et sådant højopløsningssystem (180 linjer) blev brugt i Canada af Peck Television på stationen VE9AK .

Fordele

En af de få fordele ved Nipkow disken er, at fotodetektoren bag disken kan være ret enkel, såsom en enkelt fotomodstand eller fotodiode . Denne fordel følger af princippet om diskens drift - ved hvert specifikt tidspunkt passerer kun et punkt ( pixel ) gennem disken, og billedet dekomponeres i separate linjer automatisk og med en tilstrækkelig høj vandret opløsning.

Den enkleste billedscanningsenhed kan samles fra en Nipkow diskmotor, en lille beholder med en enkelt fotovoltaisk celle og en konventionel billedprojektionslinse .

En anden fordel ved enheder, der bruger Nipkow-disken, ligger i ligheden mellem enheden til at opnå et billede (kamera) og enheden til at vise et billede. Faktisk adskiller de sig kun i elementet bag disken: i det første tilfælde er dette en fotovoltaisk celle, i det andet en lyskilde styret af kameraet. Ud over dette er midler til at synkronisere rotationen af ​​diske naturligvis ønskelige (startende fra manuel justering og slutter med elektroniske kredsløb).

På grund af sine fordele dannede Nipkow-skiven grundlaget for designet af John Byrds mekaniske fjernsyn i 1920'erne .

Ulemper

I modsætning til den vandrette opløsning, som potentielt er meget høj på Nipkow-diske, er den lodrette opløsning begrænset af det samlede antal huller på skiven, som normalt er 30 til 100, sjældent op til 200.

En anden alvorlig ulempe var den lille størrelse af de reproducerede billeder, som i højden ikke var større end bredden af ​​den diskoverflade, der blev brugt til scanning. I praksis brugte man i mekanisk fjernsyn en disk med en diameter på 30-40 cm til at gengive et billede på størrelse med et frimærke.

Ethvert hul, selv på et relativt lille område af den synlige skærm, bevæger sig ikke vandret, men langs en radial bane. Dette er årsagen til den geometriske forvrængning af det transmitterede billede, hvilket også er en ulempe ved Nipkow-disken. Dette problem kan delvist løses ved at bruge diske med en tilstrækkelig stor diameter eller ved at reducere skærmstørrelsen - i dette tilfælde vil kurvernes krumning falde. En anden løsning på problemet er at gøre hullerne i skiven mindre og tættere på yderkanten af ​​skiven.

Faktisk var Nipkow-skiverne, der blev brugt i tidlige fjernsyn , 30 til 50 cm i diameter med 30 til 50 huller. Enheder, der brugte diske, var støjende, tunge. Billedkvaliteten var meget dårlig med hyppige flimren.

For sendesiden var situationen ikke bedre - på grund af den lave følsomhed af de anvendte solcelleceller krævedes meget kraftig belysning af motivet.

Ansøgning

Ud over det allerede nævnte mekaniske fjernsyn bruges Nipkow-diske i kraftige optiske mikroskoper  - konfokale mikroskoper .

Nogle gange bruges miniature- og højhastighedsdiske til højhastighedsfotografering .

Noter

  1. ↑ Svar fra gramota.ru http://new.gramota.ru/spravka/buro/search-answer?s=Nipkov
  2. ↑ A. Yurovsky. Fra de første oplevelser - til almindelig tv-udsendelse . Museum for tv og radio på internettet. Hentet 31. august 2012. Arkiveret fra originalen 25. oktober 2012.
  3. ↑ Teknik - ungdom, 1980 , s. 49.
  4. ↑ Philip Jadin. Nipkow-skiven  (engelsk) . Begynders robot. Hentet 31. august 2012. Arkiveret fra originalen 18. oktober 2012.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier