Прадедушкой современного кино была игрушка «стробоскоп» ), вращая которую можно было увидеть необычные движущиеся картинки, если смотреть на них сквозь маленькую щелочку. Только после многолетних упорных поисков удалось превратить этот нехитрый прибор в кинопроектор, приспособленный к проекции на большой экран. В телевидении все происходило наоборот.
Как мы помним, самые первые попытки передачи изображений на расстояние делались с большими экранами. Только претерпев большое число неудач, ученые и изобретатели вынуждены были заново начать с очень маленьких изображений, на первое время не превышавших размеров почтовой марки.
Но едва добившись успеха в разрешении какой-либо отдельной части основной задачи, они каждый раз неизменно возобновляли свои попытки получить изображение сразу на большом экране.
Сперва это было простое увеличительное стекло, которое устанавливалось перед неоновой лампочкой. Изображение от этого казалось увеличенным. Но так как света, излучаемого неоновой лампочкой через непрерывно бегущие перед ней отверстия диска Нипкова, было всегда недостаточно, то во сколько раз линза увеличивала изображение, во столько же раз уменьшалась его видимая яркость. Поэтому чаще предпочитали смотреть маленькое, но яркое изображение, чем большое, но темное.
В электронных системах телевидения четкость и яркость передаваемых изображений значительно повысились, и поэтому почти сразу же наметилось несколько новых путей получения большого экрана. Один — путь прямого увеличения получаемого изображения.
Проще всего это получается при помощи той же увеличительной линзы, не оправдавшей себя в прежних системах.
Современные катодные трубки дают достаточно яркое изображение. Поэтому уменьшение его общей яркости, происходящее за счет видимого увеличения размеров экрана линзой, легко восполняется рядом способов: увеличением скорости и плотности пучка электронов, более чувствительными и яркими фосфорами и т. д.
Поскольку размеры экранов трубок, выпускаемых промышленностью, из года в год непрерывно увеличиваются, ставить перед ними громадные стеклянные линзы было бы сложным и очень дорогим делом. Поэтому сейчас их делают из легкой прозрачной пластмассы штампованными и склеенными из двух половинок, между которыми наливается дистиллированная вода, минеральное масло или глицерин . Такие линзы увеличивают видимый размер экрана в 2—2,5 раза.
Яркость, а в значительной степени и контрастность изображения на экране трубки можно увеличить, если устранить вредное отражение и рассеяние света от внутренней поверхности стекла колбы, что вызывает нечеткие переходы между светлыми и темными участками и другие дефекты изображения. Устраняется это тем, что после нанесения на дно колбы слоя фосфора поверх него наносится еще тонкий слой распыленного алюминия, прозрачный для электронного луча, но непрозрачный для лучей света.
Тогда свет, зарождающийся в светящемся веществе экрана, отражается от алюминиевого слоя и направляется в сторону зрителя, усиливая тем самым видимую общую светоотдачу экрана .
Дальше можно увеличить размер самой трубки. Современная техника позволяет изготовлять катодные трубки с диаметром экрана 36, 40, 43, 53, 61 и даже 76 сантиметров (30 дюймов). Однако последние две трубки очень громоздки. Их трудно производить, и они чрезвычайно дороги. Для более рационального использования площади экрана
больших трубок их начинают делать с прямоугольной колбой .
Имея трубки столь крупных размеров, можно уже создать приемники коллективного пользования для большой семьи, школьной или клубной установки, способной обслужить группу зрителей в 200—250 человек. В последнее время были проведены успешные опыты изготовления трубок с колбой из очень тонкого листового железа.Из стекла у таких трубок делается только горлышко и дно колбы, на которое наносится слой фосфора. Такие трубки более удобны для массового производства и много дешевле стеклянных, что особенно важно для трубок больших размеров. Так как с увеличением размера экрана трубки увеличивается и ее длина, делающая телевизор весьма громоздким, разработаны системы таких трубок, у которых горлышко согнуто под прямым углом к колбе .
Электронный луч при помощи постоянных магнитов можно легко отклонять в любую сторону, и он может развертывать изображение на экране «из-за угла» так же хорошо, как и у трубки с прямым и длинным горлышком.
Большой экран можно получить, применяя специальные'1 проекционные катодные трубки с маленьким (5—8 сантиметров), но чрезвычайно ярким экраном. Повышение яркости здесь достигается за счет очень большого ускорения электронов, бомбардирующих экран трубки. Если напряжение на ускоряющем аноде у обычных трубок редко превышает 6—8 тысяч вольт, то у проекционных трубок оно может достигать 50 тысяч и больше вольт. Экраны этих трубок покрываются светящимся составом, способным выдерживать без разрушения столь интенсивный обстрел его электронами.
Изображение, получаемое на экране такой трубки, столь ярко, что его можно свободно спроектировать на обычный киноэкран при помощи объектива или вогнутого зеркала . Однако срок службы таких трубок невелик, и для отвода тепла они требуют энергичного водяного или воздушного охлаждения. Поэтому такие установки пока еще слишком сложны и дороги. Проектируемые ими изображения по размеру и качеству мало отличаются от кинопроекции в хорошем кинотеатре.
Хороших результатов для небольших коллективных установок массового типа можно ожидать от приемника с катодной трубкой, но не с максимальной, а только с немного повышенной яркостью. Для этого при проекции на экран можно было бы применить оптическую систему, разработанную в свое время для телескопов советским ученым, лауреатом Сталинской премии, профессором Д. Д. Максутовым.
Для того чтобы зеркало обычного, отражательного телескопа не давало больших искажений, ему необходимо придавать сложную параболическую форму. Производство таких зеркал, особенно для больших телескопов, — дело весьма сложное и кропотливое. Их изготовляют, шлифуют и выверяют годами. Зато очень просто и дешево изготовить сферическое зеркало, имеющее шаровую поверхность. Но у такого зеркала слишком велика так называемая сферическая аберрация. Это значит, что лучи, отраженные от боковых участков зеркала, сходятся в фокусе ближе к поверхности зеркала, чем лучи, отраженные от его центральной части. Фокус такого зеркала представляет собой размазанное пятно . Поэтому для изготовления телескопов сферические зеркала ранее никогда не применялись.
Чтобы в этом случае лучи, после того как они отразились от зеркала, могли сойтись в одну точку, профессор Максутов поставил перед зеркалом обыкновенную выпук-ло-вогнутую, так называемую менисковую, линзу. В обычных условиях она тоже искажает ход лучей и поэтому для применения в телескопах одна также непригодна. Но здесь именно менисковая линза и оказалась к месту. Слегка искажая ход лучей, до того как они достигают зеркала, она в то же самое время позволяет свести лучи после отражения их от зеркала все в одну точку. «Врожденные» недостатки мениска и простого сферического зеркала взаимно погасили друг друга. Получился весьма совершенный оптический прибор малых размеров, свободный почти от всех оптических недостатков, присущих как линзовым, так и зеркальным телескопам. Как говорят, клин клином вышибается .
Первый в СССР телевизионный театр с оптической системой, построенной по этому принципу, открыт в Москве в 1953 году.
Само сферическое отражательное зеркало просто и дешево для массового производства, а корректирующая менисковая линза столь же легко прессуется из листа прозрачной пластмассы. Схема установки для проекции изображений телевидения на большой экран с трубкой повышенной яркости, использующей оптическую систему по принципу профессора Максутова, показана на рисунке.
Основоположником другого пути был академик А. А. Чернышев, который еще в 1925 году предложил проектировать изображения телевидения на большой экран с помощью светового клапана. Этот путь косвенного усиления получаемых сигналов с каждым годом получает все большее и большее признание и развитие.
В отличие от рассмотренных выше способов прямого усиления яркости самого источника световых вспышек здесь полученные сигналы непосредственно в свет не преобразуются. Они только управляют клапанным устройством, через которое пропускается поток света, идущий на экран от мощного внешнего источника постоянной яркости — от электрической дуги или лампы накаливания. Под действием клапана проходящий через него постоянный световой поток меняет свою яркость в точном соответствии с силой принимаемых телевизионных сигналов.
Самым простым световым клапаном является обычная кинопленка. В кинотеатре она управляет ослепительно ярким лучом света, идущим на экран от дуговой лампы кинопроектора. Поэтому мысль о проекции изображений телевидения на большой экран с помощью кинопленки возникла раньше всех других — еще в дни распространения механических систем телевидения.
В своем самом законченном виде эта система выглядит так: изображение, принятое на маленький, но яркий экран катодной трубки, снимается на очень чувствительную кинопленку обычным киноаппаратом. Затем пленка проявляется в усиливающем составе, чтобы в какой-то мере устранить неизбежную в таких случаях сильную недодержку. После промывки, закрепления и сушки пленка пропускается через обычный кинопроектор, и снятое на нее изображение проектируется на большой экран. Путем полной автоматизации всего процесса съемки и обработки пленки разницу во времени между приёмом изображения и началом его проекции на экран можно свести к 1—2 минутам.
Этот способ при всей его принципиальной простоте и сравнительно удовлетворительных результатах, достигнутых в лабораториях, экономически крайне невыгоден. Чтобы принимать таким путем передачи телевидения, нужно на каждую из них затрачивать в большом количестве дорогую кинопленку, химические материалы и использовать громоздкое и сложное оборудование.
Однако все это не обескуражило сторонников такого способа проекции на большой экран. Вскоре конструкторы разработали установку, в которой одна и та же кинопленка — вернее, ее основа — непрерывно движется сквозь аппарат в виде бесконечного кольца. После съемки изображения, обработки пленки и проекции на экран получен-, ной кинокартины пленка проходит через дополнительную часть установки, где с нее смывается старый, уже использованный, светочувствительный слой и наносится новый. Далее на восстановленную таким способом пленку снова производится съемка; затем она проявляется, фиксируется, проектируется на экран, с нее смывается старая и наносится новая эмульсия, и так далее -— до полного износа целлулоидной основы .
Такой автоматический «комбайн», совмещающий в себе не только телевидение, но впридачу к нему и всю технику современной кинематографии, несмотря на весьма остроумный замысел, из стен лабораторий до сих пор не вышел.
Давнишней мечтой специалистов было записать сигналы телевидения так же, как, например, записывают звуки музыки или речи на граммофонную пластинку, на кинопленку в звуковом кино или на магнитную пленку в радиостудиях. Тогда, в отличие от съемки на кинопленку несовершенного и, как правило, сильно искаженного изображения, принятого на экран катодной трубки , мы имели бы весьма точно и правильно записанные все по отдельности сигналы изображения. Если после записи подвести такие сигналы к управляющей сетке катодной трубки или светового клапана, то на экране будет воспроизведено значительно более качественное изображение.
Здесь нам придется хотя бы коротко рассказать о том, что собой представляет магнитная запись.
Известно, что если к постоянному магниту или электромагниту приложить предмет, сделанный из мягкого железа, то этот предмет намагнитится и станет сам магнитом. Но он тотчас же размагнитится, если его отнять от магнита.
Предметы, сделанные из закаленной стали или стали с добавками углерода, хрома, вольфрама или кобальта, после намагничивания уже больше не размагничиваются и остаются магнитами. Про такие сплавы говорят, что они обладают высокой коэрцитивной силой, то-есть сопротивляемостью к размагничиванию. В этом случае мягкое железо будет обладать низкой коэрцитивной силой, так как оно размагничивается практически само по себе и весьма быстро.
Намагнитить кусок стали или железа можно также, поместив его внутри катушки, по которой пропускается достаточно сильный постоянный электрический ток .
Теперь представим себе, что сквозь такую катушку мы протягиваем с постоянной скоростью стальную ленту, обладающую некоторой коэрцитивной силой. Лента равномерно намагнитится по всей своей длине и превратится в один длинный постоянный ленточный магнит. Однако наиболее удобным оказалось вместо стальной ленты применять очень тонкую ленту из пластмассы, шириной в 6 миллиметров. На эту ленту нанесен еще более тонкий слой чрезвычайно мелкого магнетитового порошка — окиси железа, который, намагничиваясь, и несет на себе запись сигналов.
Если же сквозь катушку пропускать постоянный ток, меняющий свою силу, то магнитное поле, образующееся внутри катушки, будет изменяться в точном соответствии с силой тока в катушке. А раз так, то и протягиваемая сквозь нее пленка будет намагничиваться то сильнее, то слабее, а иногда и вовсе не будет намагничиваться.
На поверхности пленки образовалось как бы множество отдельных магнитиков: одни посильнее, другие послабее; одни длинные, другие короткие. Как это все будет выглядеть, показано на рисунке.
Если теперь такую пленку протягивать внутри другой катушки, концы которой соединены с чувствительным измерительным прибором, то при пересечении витков катушки линиями магнитного поля, образованными на пленке всеми этими магнитиками, в катушке появится электрический ток. Форма и сила этого тока будут в точности соответствовать тому току, который намагничивал пленку в первой катушке.
Из этого следует, что если сквозь первую катушку пропустить электрические сигналы — например, пульсирующий ток от микрофона, то эти сигналы будут нанесены на пленку в виде маленьких магнитиков различной величины и силы и при прохождении ленты сквозь вторую катушку снова превратятся в пульсирующий электрический ток.
Вот, собственно говоря, и вся основа магнитной записи, в данном случае — звуковых колебаний.
Теперь рассмотрим ее более сложные детали.
Так как пленка движется с определенной скоростью — допустим, 700 миллиметров в секунду, а намагничивающая <>е катушка имеет довольно большую длину — например,
10 миллиметров, то в одну секунду на пленку можно будет 700 „
па нести всего "уо 0 отдельных участков-магнитиков.
Следовательно, частота сигналов, какую мы можем нанести на пленку, будет равняться 35 герцам. Если длину катушки уменьшить до 0,1 миллиметра, то частота сигналов, которую можно нанести на пленку, будет теперь,равняться 3,5 тысячи герц.
Конечно, сделать катушку столь малой длины довольно трудно; поэтому вместо нее применяют так называемую записывающую головку, состоящую из кольца, имеющего очень узкий разрез и сделанного из магнитного материала, обладающего очень низкой коэрцитивной силой, в сотни и тысячи раз меньшей, чем у самого мягкого железа, то-есть материала, про который говорят, что он обладает очень высокой проницаемостью для магнитного потока .
Для уменьшения всякого рода магнитных и электрических потерь кольцо делается из очень тонких пластин или ленты. На это кольцо и наматывается катушка, которая в этом случае может быть и большой. Создаваемое ею магнитное поле теперь целиком концентрируется в узком разрезе кольца диаметром, например, 0,01—0,02 миллиметра, что позволяет наносить на ленту уже около 30— 35 тысяч отдельных сигналов в секунду или записывать колебания с частотой 15—18 тысяч герц .
Все, что мы сказали выше, относится и ко второй, воспроизводящей головке.
Электрические сигналы, создаваемые микрофоном, весьма малы, и, прежде чем их подводить к записывающей головке, они должны быть усилены. То же самое необходимо делать с сигналами, которые возбуждаются в воспроизводящей головке.
Записывать сигналы изображения значительно проще, чем снимать его на кинопленку, так как для этого не требуется никакого съемочного, проявочного, проекционного оборудования и установок для полива на пленку новой
Светочувствительной эмульсии, как в системе, описанной ними на стр. 198. Запись сигналов на пленку можно воспроизводить много раз; она хорошо хранится, удобно размножается и обладает целым рядом других преимуществ.
Однако вплоть до последнего времени на кинопленку и даже на более пригодную для этой цели магнитную пленку можно было записывать электрические сигналы только звуковых частот, то-есть до 15 тысяч герц. А как мы уже знаем, телевизионные сигналы занимают полосу частот от пятидесяти герц до 6 миллионов герц.
Сейчас удалось разрешить и эту задачу. Благодаря применению новых материалов и аппаратуры на магнитную пленку стало возможным записывать и телевизионные сигналы. Однако скорость движения магнитной пленки в обычном звукозаписывающем аппарате, равную 40— 75 сантиметрам в секунду, пришлось увеличить до скорости порядка 900 сантиметров в секунду, то-есть почти в 12—20 раз.
Магнитная пленка оказалась вполне применимой и для записи цветного телевидения. Для этого ее делают более широкой — примерно 12,7 миллиметра. Тогда на ней умещаются четыре дорожки: по одной дорожке для записи сигналов каждого передаваемого цвета и одна дорожка для записи звука и сигналов синхронизации и управления приемником.
Все получается даже как будто слишком просто. Те сигналы, которые электронный луч воспроизводит строка за строкой на экране катодной трубки в виде световых пятен разной яркости, маленький электромагнитик звукозаписывающего аппарата невидимо записывает на быстро несущуюся мимо него тонкую магнитную пленку в виде участков, намагниченных то сильнее, то слабее.
Вся разница заключается только в том, что изображение с экрана катодной трубки по прошествии '/аэ доли секунды, если его не снять на кинопленку, исчезает навсегда, а сигналы изображения, записанные на магнитную пленку, остаются на ней надолго. По миновании надобности пленку можно размагнитить и записывать на ней снова. Вполне понятно, что для записи столь широкой полосы частот, какая применяется в телевидении, требуется значительное количество (по длине) магнитной пленки. Чтобы превратить систему записи телевизионных сигналов в практически применимую, ученые и инженеры должны решить еще целый ряд вопросов: разработать новые сорта очень тонкой магнитной пленки, создать более совершенные конструкции записывающего электромагнитика, чтобы намагниченный при его помощи участок занимал как можно меньше места по длине пленки. Тогда потребуется и значительно меньше самой пленки.
Схема установки для записи телевизионных сигналов на магнитную пленку показана на рисунке.
Целый ряд систем светового клапана основан на весьма интересных и сложных процессах, возникающих в некоторых кристаллах под действием падающего на них пучка электронов.
Наиболее характерным примером такого клапана является кристалл хлористого кальция. Тонкая пластинка или слой этой соли, нанесенный на стекло, помещается в колбе приемной трубки на месте мозаичного фотокатода. Луч от яркого внешнего источника света пропускается сначала через эту пластинку, а затем, как и в обычном кинопроекторе, проектируется при помощи объектива на большой экран. Короче говоря, слой соли или пластинка из хлористого кальция в такой системе играет роль неподвижной кинопленки.
Луч электронной пушки строка за строкой обегает поверхность пластинки, развертывая ее точно в таком же порядке, как и мозаику передающей трубки. Кристалл хлористого кальция в тех местах, где на него падает электронный луч, становится темнее. Степень его потемнения зависит от плотности электронного луча. Те участки, на которые попало больше электронов, становятся более темными, чем те, на которые пришлось меньше электронов.
Места, на которые упало совсем мало электронов, остаются попрежнему прозрачными.
Обежав в '/25 долю секунды всю поверхность кристалла, электронный луч, модулированный и управляемый сигналами, принятыми от передатчика, на короткое мгновение превращает пластинку, ранее бывшую прозрачной, в маленькое видимое изображение — как бы в отдельный кадр кинофильма. Увеличенное изображение этого кадра и появляется на большом экране. После того как электронный луч закончил развертку пластинки, появившееся на ней изображение постепенно исчезает, и спустя некоторое время пластинка снова готова для приема следующего кадра изображения .
Но световой клапан из хлористого кальция обладает и серьезными недостатками. Разница между самыми светлыми и самыми темными участками изображения на кристалле оказывается не слишком большой, и проходящий через пластинку световой поток не дает на экране достаточно сочного или контрастного изображения — оно получается бледным и похожим на сильно недодержанный фотоснимок.
Другой недостаток еще более неприятен для телевидения. Когда при слабом сигнале на кристалл воздействует и слабый электронный луч, потемневший участок после ухода с него луча светлеет сравнительно быстро. При сильном же сигнале и плотном луче потемнение продолжается значительно дольше. Чтобы ускорить просветление кристалла, его надо каким-то образом быстро подогревать. Хотя до сих пор практически пригодной установки для проекции телевидения на большой экран с помощью клапана из кристалла хлористого кальция получить все еще не удалось, явление местного потемнения кристаллов некоторых солей под влиянием электронной бомбардировки представляет исключительно большой интерес как для телевидения, так и для целого ряда других областей техники.
Если бы удалось получить кристаллы вещества, свободного от недостатков, присущих хлористому кальцию и некоторым другим солям, пластинка такого вещества была бы, пожалуй, самым простым и совершенным световым клапаном. Тем более, что известны вещества, кристаллы которых способны окрашиваться под действием электронной бомбардировки в разные цвета, а это в будущем могло бы иметь важное значение для цветного телевидения.
Очень оригинальным и резко отличным от всех других известных идей получения изображения на большом экране является световой клапан, работающий отраженным светом.
Экран в этой системе состоит из большого числа крошечных ячеек, каждая из которых напоминает коробочку с дверцей .
Коробочка изготовляется из хорошего изоляционного материала и имеет дно полукруглой формы, выложенное хорошо проводящей ток обкладкой. К этой обкладке — сигнальному электроду — и подводятся принимаемые телевизионные сигналы.
Дверцей, или заслонкой, у каждой ячейки служит листик очень тонкой и легкой фольги, который свободно качается, уходя внутрь коробочки или возвращаясь обратно. Наружная сторона фольги тщательно полируется, так как она должна хорошо отражать свет. Сам листик фольги заземляется, для того чтобы на нем не могли скапливаться электрические заряды.
Если теперь к обкладке на дне коробочки подвести электрический заряд, то-есть принимаемый сигнал, то, действуя на легкую, подвижную фольгу, он втянет ее внутрь коробочки, и листик станет под некоторым углом к своему нормальному вертикальному положению. Этот угол, естественно, будет зависеть от силы сигнала, подведенного к обкладке,— листочек или чуть-чуть сдвинется с места, или, наоборот, целиком уйдет вглубь коробочки.
Снаружи на коробочку направляется луч яркого света. Теперь, в зависимости от положения фольги, ее поверхность будет попеременно казаться то ослепительно яркой, когда листик стоит вертикально и весь падающий на него свет отражается обратно, то почти черной, когда листик уйдет целиком внутрь коробочки и свет обратно отражаться не будет. При других, промежуточных углах наклона листика количество отраженного света будет плавно изменяться, и поверхность заслонки будет казаться или светлее, или темнее. По сути, мы имеем здесь дело с хорошо известным школьным электроскопом, расходящиеся в стороны листочки которого служат для определения и измерения величины электрических зарядов.
Для того чтобы листочек мог вернуться в свое исходное положение, а не оставаться втянутым на долгое время внутрь ячейки, после того как электрический заряд с ее сигнальной обкладки снят, снаружи ячейки, так сказать «на ее пороге», ставится другая, восстановительная обкладка. Когда вслед за сигналом к ней на очень короткое время подводится достаточно высокое постоянное напряжение, то запавший внутрь коробочки листочек фольги мгновенно выскакивает обратно.
Читатель уже, очевидно, догадался, как действует такая система телевидения. Приемный экран собирается из такого числа коробочек — вернее, перегородочек, на какое разбивается все передаваемое изображение. Провода от сигнального и восстановительного электродов подводятся к довольно сложным, вращающимся коммутаторам. Одни из них подключает провода, идущие от приемника к ячейкам экрана, другой — высокое напряжение к восстановительным электродам.
В течение 1/25 доли секунды коммутаторы последовательно распределяют поступающие сигналы изображения каждый по своей ячейке. Эти сигналы в зависимости от их силы, то-есть от напряжения, втянут листочки фольги на разный угол внутрь каждой ячейки. Под ярким светом прожектора, направленным снаружи на экран, каждая ячейка будет отражать обратно разное количество света, на глаз зрителя увидит передаваемое изображение, состоящее из большого количества ярких, темных и полусветлых точек-листиков.
В промежутках между кадрами изображения на наружные электроды подается постоянное напряжение, вытягивающее все листочки из коробочек в исходное вертикальное положение, тем самым подготовляя их для приема сигналов следующего кадра.
Это, пожалуй, единственная система, сочетающая в себе как электрическую, так и механическую развертку, которая имеет кое-какие шансы конкурировать с чисто электронными системами.
Свойствами светового клапана обладает тонкий стеклянный сосуд, наполненный вязкой жидкостью (глицерином, маслом и т. д.), в которой взвешен очень тонкий порошок какого-либо диэлектрика, имеющего форму плоских лепестков, — например, слюды.
В обычном состоянии эти лепестки располагаются в жидкости беспорядочно и препятствуют лучу света проходить сквозь клапан.
Если же к стенкам сосуда приложить достаточно высокое электрическое напряжение противоположных знаков, то все лепестки, как по команде, вытянутся вдоль линий электрического поля и луч света станет свободно проходить сквозь клапан .
Теперь начнем развертывать стенку клапана, к которой приложено положительное напряжение, электронным лучом. В тех местах, куда на короткое время падает электронный луч, положительное напряжение уменьшается, электрическое поле между стенками сосуда ослабевает, и расположившиеся вдоль них лепестки теряют свой строго горизонтальный строй и начинают поворачиваться вертикально.
Чем больше электронов в какое-либо мгновение находится в луче, тем сильнее разрушается поле и, следовательно, больше лепестков, становясь вертикально, мешает лучам света проходить в этом месте сквозь клапан.
Обежав один раз поверхность стенки клапана, электронный луч устанавливает лепестки взвешенного в жидкости порошка под самыми различными углами наклона к потоку света, однако в каждое отдельное мгновение в строгом соответствии с силой сигнала, управляющего плотностью электронного луча.
Внутри клапана на некоторое время образуется скрытое изображение — кадр, — созданное лепестками, по-разному пропускающими и отражающими проходящий сквозь клапан на экран луч света.
В промежутках между кадрами к стенкам клапана подводится дополнительное высокое напряжение, помогающее лепесткам снова расположиться горизонтально.
Наиболее практичной из всех этих систем оказалась система проекции на большой экран, использующая световой клапан, составленный из системы дифракционных решеток и тонкого слоя масла.
Принципиальное действие этой системы, разработанной в 1939 году швейцарским профессором Д. Ф. Фишером, показано на рисунке.
Две очень тонкие дифракционные решетки а и б устанавливаются друг против друга так, что лучи света, идущие от яркого источника света слева от системы, проходят в щели решетки а, но не пропускаются дальше к экрану э полосками решетки б.
Вся система клапана, таким образом, для лучей света не прозрачна.
Если теперь между обеими решетками установить линзу д, то лучи света, прошедшие сквозь решетку а, преломляются в этой линзе и, попадая между полосками решетки б, проходят дальше и объективом о проектируются на экран э.
Система клапана становится прозрачной для лучей света.
Однако если менять выпуклость линзы д, то-есть угол преломления лучей света в ней, то в щели решетки б будет проходить то больше, то меньше света, уже прошедшего через решетку а. Таким образом система светового клапана может пропускать к экрану переменное количество света.
Теперь представим себе, что между обеими решетками помещена не одна линза д, а множество крошечных линзочек, каждая из которых может менять свою выпуклость и тем самым пропускать через обе решетки клапана разное количество света в каждой точке решетки.
Система светового клапана в принципе готова, но как менять выпуклость множества таких мелких линзочек?
Эту задачу разрешает тонкий слой масла, обладающий одним несколько неожиданным свойством.
Если заставить электронный луч развертывать поверхность очень тонкого слоя масла так же, как это делается в иконоскопе или в катодной трубке, то, будучи диэлектриком, слой масла станет электрически заряжаться — места, куда упал более плотный электронный луч, приобретут больший отрицательный заряд, чем места, куда упал менее плотный луч. Неравномерно распределенные заряды деформируют поверхность масла, вследствие чего под сильным увеличением она будет выглядеть волнистой. Эти крошечные выпуклости и будут нашими микроскопическими линзочками, меняющими свои размеры под действием силы тока электронного луча. Поместим теперь слой масла между решетками. Мы получим очень удобный способ изменять количество света, проходящего через ди-фракционно-масляный клапан на экран. Принимаемые телевизионные сигналы, как и у всех других систем, подводятся к сетке развертывающего устройства и модулируют электронный луч, который, в свою очередь, изменяет величину выпуклости каждого мельчайшего участка поверхности тонкого слоя масла.
На рисунке показана схема проекционной установки большого экрана, построенной по этому принципу.
Лучи света от мощной дуговой лампы с рефлектором 1 при помощи собирательной линзы (конденсора) 4 направляются на наклонную решетку 5 и отражаются от нее на небольшой участок поверхности большого вогнутого зеркала 7, которое покрыто очень тонким слоем масла 8.
Отразившись от совершенно гладкой поверхности зеркала — вернее, от слоя масла на зеркале, лучи света вторично падают на поверхность решетки 5 и отражаются от нее обратно к источнику света. Система клапана устроена так, что в этом случае лишь небольшое количество света при первом его отражении от решетки 5 проходит сквозь щели решетки.
Если поверхности масла придать неровную форму, то ход лучей света, отраженных от неровностей слоя масла обратно на решетку 5, исказится, и часть их попадет уже не на отражающие пластинки решетки, а в щели между ними, и тогда эти лучи света при помощи объектива 10 и зеркала 11 попадут на экран 12, воспроизводя на нем все то, что в данный момент создал на поверхности слоя масла электронный луч 6. Если к этому лучу подведены принятые телевизионные сигналы, то на поверхности масла и будет «нарисовано» изображение, состоящее из большого количества самых разнообразных по величине выпуклостей и впадин, каждое из которых отразит соответствующее количество света на экран сквозь решетку 5.
Дальше уже идут тонкости конструктивного порядка. Скрытая электрическая картина, создаваемая на участке поверхности масла 8, по прошествии доли секунды должна с него исчезнуть, иначе на нее нельзя будет наложить следующего кадра изображения. Для этого слой масла делается проводимым — ровно настолько, чтобы образовавшиеся на его поверхности и исказившие ее электрические заряды успели стечь в течение */** доли секунды через зеркало, которое для этой дели делается металлическим и заземляется.
Чтобы тонкий слой масла, нагреваемый очень мощным электронным лучом до высокой температуры, лучше охлаждался, металлическое зеркало еще вращается, постепенно подставляя под развертывающий электронный луч различные участки своей поверхности. Специальное приспособление — нож 9 — служит для лучшего выравнивания поверхности масла, после того как с него стекли электрические заряды.
Диск с цветными фильтрами 3, вращающейся сзади кадровой рамки 2, используется для проекции цветных изображений по одной из систем, которая будет описана ниже.
Можно было бы привести множество других, столь же любопытных и остроумных, а часто и неожиданных идей подобного рода.
Такое обилие интересных и многообещающих возможностей, какие дают разнообразные системы световых клапанов, естественно привлекает к себе все возрастающее внимание ученых и изобретателей, ищущих новые, еще не проторенные пути решения проблемы большого экрана для телевидения. Это особенно важно в связи с другими задачами — например, цветным и объемным телевидением.
В развернувшемся соревновании идей решающую роль будет иметь то, какая система в конечном счете окажется проще и дешевле в производстве и в работе, долговечнее и выше по качеству. А пока многие из них продолжают еще оставаться в стенах лабораторий.
ли смотреть на них сквозь маленькую щелочку. Только после многолетних упорных поисков удалось превратить этот нехитрый прибор в кинопроектор, приспособленный к проекции на большой экран. В телевидении все происходило наоборот.
, и он может развертывать изображение на экране «из-за угла» так же хорошо, как и у трубки с прямым и длинным горлышком.
осле отражения их от зеркала все в одну точку. «Врожденные» недостатки мениска и простого сферического зеркала взаимно погасили друг друга. Получился весьма совершенный оптический прибор малых размеров, свободный почти от всех оптических недостатков, присущих как линзовым, так и зеркальным телескопам. Как говорят, клин клином вышибается .
принимаемых телевизионных сигналов.
изображение проектируется на большой экран. Путем полной автоматизации всего процесса съемки и обработки пленки разницу во времени между приёмом изображения и началом его проекции на экран можно свести к 1—2 минутам.
е сигналы к управляющей сетке катодной трубки или светового клапана, то на экране будет воспроизведено значительно более качественное изображение.
Все, что мы сказали выше, относится и ко второй, воспроизводящей головке.
Но световой клапан из хлористого кальция обладает и серьезными недостатками. Разница между самыми светлыми и самыми темными участками изображения на кристалле оказывается не слишком большой, и проходящий через пластинку световой поток не дает на экране достаточно сочного или контрастного изображения — оно получается бледным и похожим на сильно недодержанный фотоснимок.
Внутри клапана на некоторое время образуется скрытое изображение — кадр, — созданное лепестками, по-разному пропускающими и отражающими проходящий сквозь клапан на экран луч света.
вавшиеся на его поверхности и исказившие ее электрические заряды успели стечь в течение */** доли секунды через зеркало, которое для этой дели делается металлическим и заземляется.