Disc Nipkow

Discul Nipkow este un  dispozitiv mecanic de scanare a imaginilor inventat de Paul Nipkow [1] în 1884 [2] [3] . Acest disc a fost o parte integrantă a multor sisteme mecanice de televiziune până în anii 1930 .

Dispozitiv de disc

Aparatul este un simplu disc rotativ realizat din orice material opac (metal, plastic, carton etc.) cu un număr de găuri de același diametru la o distanță unghiulară egală unele de altele.

Găurile sunt aranjate în spirală într-o singură tură, pornind de la marginea exterioară a discului și terminând în centru, așa cum se face într-un disc de gramofon . Pe măsură ce discul se rotește, găurile se deplasează pe trasee circulare, în funcție de locația unei anumite găuri pe disc.

Aceste căi se pot intersecta parțial în unele exemple de realizare ale discului.

Cum funcționează

Practic, discul Nipkow este folosit la proiectarea televizoarelor mecanice, atât pentru scanarea unei imagini, cât și pentru afișarea acesteia. Lentila din fața discului proiectează imaginea subiectului direct pe disc [4] . Fiecare gaură a spiralei, atunci când se mișcă, formează o gaură aproape orizontală (pe o secțiune separată a discului) prin care lumina trece dintr-o anumită secțiune a obiectului și intră în fotodetector. Dacă acest receptor este conectat la o sursă de lumină (în practică, lămpile cu neon erau adesea folosite și în timpul nostru - LED-uri super-luminoase ) , plasate în spatele celui de-al doilea disc Nipkow, care se rotește cu aceeași viteză și direcție ca primul, atunci rezultatul poate fi văzut ca imaginea originală, reprodusă linie cu linie.

Dacă observați un obiect printr-un disc Nipkow rotativ, printr-un sector relativ mic (nu mai mult de 90°), veți observa că obiectul vizibil este scanat linie cu linie de sus în jos. De obicei, discul este acoperit aproape complet cu un material opac, lăsând doar o gaură în formă de sector sau dreptunghiulară pentru vizualizare. Cu o rotire foarte rapidă a discului, obiectul observat poate fi văzut complet.

Deoarece pe disc poate fi plasat un număr limitat de găuri, rezoluția imaginii transmise folosind un astfel de disc a fost destul de scăzută - cel mai adesea de ordinul a 30 de linii, ocazional până la 120. Au existat mai multe standarde de descompunere care au folosit o scanare . de până la 200 de linii. Un astfel de sistem de înaltă definiție (180 de linii) a fost folosit în Canada de Peck Television la postul VE9AK .

Avantaje

Unul dintre puținele avantaje ale discului Nipkow este că fotodetectorul din spatele discului poate fi destul de simplu, cum ar fi un singur fotorezistor sau fotodiodă . Acest avantaj rezultă din principiul de funcționare a discului - în fiecare moment specific de timp, doar un punct ( pixel ) trece prin disc, iar imaginea este descompusă automat în linii separate și cu o rezoluție orizontală suficient de mare.

Cel mai simplu dispozitiv de scanare a imaginilor poate fi asamblat dintr-un motor disc Nipkow, un container mic cu o singură celulă fotovoltaică și o lentilă convențională de proiecție a imaginii .

Un alt avantaj al dispozitivelor care folosesc discul Nipkow constă în asemănarea dispozitivului pentru obținerea unei imagini (camera) și a dispozitivului pentru afișarea unei imagini. De fapt, ele diferă doar prin elementul situat în spatele discului: în primul caz, aceasta este o celulă fotovoltaică, în al doilea, o sursă de lumină controlată de cameră. Desigur, pe lângă aceasta, sunt de dorit mijloace pentru sincronizarea rotației discurilor (începând de la reglarea manuală și terminând cu circuitele electronice).

Datorită meritelor sale, discul Nipkow a format baza pentru proiectarea televiziunii mecanice a lui John Byrd în anii 1920 .

Dezavantaje

Spre deosebire de rezoluția orizontală, care este potențial foarte mare pe discurile Nipkow, rezoluția verticală este limitată de numărul total de găuri de pe disc, care este de obicei de la 30 la 100, rareori până la 200.

Un alt dezavantaj serios a fost dimensiunea mică a imaginilor reproduse, care în înălțime nu era mai mare decât lățimea suprafeței discului folosită la scanare. În practică, în televiziunea mecanică, se folosea un disc cu diametrul de 30-40 cm pentru a reproduce o imagine de mărimea unei timbre poștale.

Orice gaură, chiar și pe o zonă relativ mică a ecranului vizibil, nu se mișcă orizontal, ci de-a lungul unei căi radiale. Acesta este motivul distorsiunii geometrice a imaginii transmise, care este, de asemenea, un dezavantaj al discului Nipkow. Această problemă poate fi rezolvată parțial prin utilizarea de discuri cu un diametru suficient de mare sau prin reducerea dimensiunii ecranului - în acest caz, curbura traiectoriilor va scădea. O altă soluție la problemă este de a face găurile din disc mai mici și mai aproape de marginea exterioară a discului.

De fapt, discurile Nipkow folosite la primele televizoare aveau un diametru de 30 până la 50 cm, cu 30 până la 50 de găuri. Dispozitivele care foloseau discuri erau zgomotoase, grele. Calitatea imaginii a fost foarte slabă, cu pâlpâirea frecventă.

Pentru partea de transmisie, situația nu a fost mai bună - din cauza sensibilității scăzute a celulelor fotovoltaice utilizate, era necesară o iluminare foarte puternică a subiectului.

Aplicație

Pe lângă televiziunea mecanică deja menționată, discurile Nipkow sunt folosite în microscoape optice puternice  - microscoape confocale .

Uneori, discurile miniaturale și de mare viteză sunt folosite în fotografia de mare viteză .

Note

  1. ↑ Răspuns de la gramota.ru http://new.gramota.ru/spravka/buro/search-answer?s=Nipkov
  2. ↑ A. Yurovsky. De la primele experiențe - până la difuzarea obișnuită de televiziune . Muzeul Televiziunii și Radioului pe Internet. Preluat la 31 august 2012. Arhivat din original la 25 octombrie 2012.
  3. ↑ Tehnica – tineret, 1980 , p. 49.
  4. ↑ Phillip Jadin. Discul Nipkow  (engleză) . Robotică pentru începători. Consultat la 31 august 2012. Arhivat din original la 18 octombrie 2012.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii