ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ И НАУКЕ РФ
ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«Развитие телевизионной техники»
Омск, 2008
Истоки.
Уже в конце XIX века фантасты описывали домашние экраны, на которых жители будущего столетия наблюдали за событиями, происходившими далеко за пределами их домов.
Предпосылки
Впервые влияние света на электричество (это явление называется фотоэффект – вырывание электронов из вещества, при воздействии на него светом) обнаружил немецкий физик Генрих Герц в 1887 году. Он подробно описал свои наблюдения, но объяснить это явление так и не сумел. В феврале 1888, русский ученый Александр Столетов провел опыт наглядно демонстрирующий влияние света на электричество. Столетову удалось выявить несколько закономерностей этого явления. Им же был и разработан прообраз современных фотоэлементов, так называемый «электрический глаз». Позднее, подобными исследованиями занималось и множество других великих ученых, в том числе Ф. Ленард, Дж. Томпсон, О. Ричардсон, К. Комптон, Р. Милликен, Ф. Иоффе, П. Лукирский и С. Прилежаев. Но полностью объяснить природу фотоэффекта смог лишь Альберт Эйнштейн в 1905 году.
Параллельно этим исследованиям происходило и множество других, сыгравших в итоге не менее важную роль в истории создания телевизоров. К примеру в 1879 году английским физиком Уильямом Круксом была создана первая в истории катодно-лучевая трубка. Он же и открывает вещества способные светится при воздействии на них катодными лучами – люминофоры. Позднее было установлено, что яркость свечения люминофоров напрямую зависит от силы их облучения.
К концу 19-века сама идея телевидения не кажется уже чем-то абсурдным и фантастическим. Никто из ученых уже не сомневается в возможности передачи изображений на расстояния. Один за другим выдвигаются проекты телевизионных систем, по большей части неосуществимые с точки зрения физики. Главные же принципы работы телевидения были созданы французским ученым Морисом Лебланом. Независимо от него, подобные труды создает и американский ученый Е. Сойер. Они описали принцип, согласно которому для передачи изображения требуется его быстрое покадровое сканирование, с дальнейшим превращением его в электрический сигнал. Ну а так как радио тогда уже существовало и успешно использовалось, то вопрос с передачей электрического сигнала решился сам собой.
Начало телевизионного века
В 1907 году профессор петербургского Технологического института Борис Львович Розинг первым в мире предложил систему телевидения с электронно-лучевой трубкой с флуюоресцирующим экраном для воспроизведения изображений в приемном устройстве и безынерционного фотоэлемента с внешним фотоэффектом в передающем устройстве. Применение электронно-лучевой трубки означало принципиально новое направление в развитии телевизионных систем - переход от оптико-механических устройств к электронным.
Уже в следующем году он начал эксперименты по передаче изображения при помощи катодной трубки (так называемой трубки Брауна) и двух зеркальных барабанов, а в 1911 году осуществил с помощью своей системы первую экспериментальную телепередачу (и хотя удалось получить изображение в виде одной единственной неподвижной точки, это был огромный шаг вперед). Ученый не забыл запатентовать свое изобретение не только на родине, но и в США, Англии и Германии, откуда в первую очередь следовало ждать конкуренции. Однако в следующем десятилетии и телевидение, и политические события в нашей стране развивались столь стремительно, что к концу 1920-х годов о патенте Розинга, умершего в ссылке в 1933-м, все забыли, за исключением разве что его бывшего студента - Владимира Зворыкина, который в 1919-м эмигрировал из России тем самым спасшийся от верной гибели.
В США Зворыкин по рекомендации перебравшегося туда раньше Александра Лодыгина (еще один российский гений, которого мы потеряли) поступил на работу в известную электрическую компанию Westighouse Electric. Руководство которой, увидев, как их новый сотрудник соорудил некий прибор с переделанным осциллографом вместо экрана и разглядывает на нем то появлявшуюся, то исчезавшую латинскую букву Х, настоятельно посоветовало тому "заняться чем-то более полезным и перспективным".
К счастью, работами Зворыкина, получившего свой первый патент в 1923 году, заинтересовался еще один эмигрант из России - Дэвид Сарнов, энтузиаст радио и создатель компании Radio Corporation of America (RCA). В 1926 году Сарнов добился выделения в структуре корпорации нового подразделения, которое сам и возглавил; чуть позже оно превратится в первую в мире телекомпанию National Broadcasting Company (NBC)..
Сарнов встретился со Зворыкиным в 1928 году. На прямой вопрос, сколько тому нужно денег для создания практичного и доступного рядовому потребителю телевизионного приемника, Зворыкин "от фонаря" назвал $100 тыс. - и Сарнов тут же выписал чек. Дальнейшие эксперименты потребовали сумм куда больших, но RCA в лице Сарнова финансировала все запросы Зворыкина не торгуясь. Ему построили лабораторию в Питсбурге, где в апреле 1929 года появился на свет первый телеприемник - кинескоп с диагональю 9,5 дюйма. Оставалось построить соответствующий передатчик. В этом Зворыкину помог еще один эмигрант, Григорий Оглоблинский, работавший над той же проблемой в Париже. Зворыкин пригласил его в Америку, и они вместе довели до ума идею передающего электронно-лучевого прибора с накоплением электрического заряда на мозаичных светочувствительных мишенях - иконоскопа.
Тем временем не сидели сложа руки и конкуренты. Кроме упомянутых соотечественников, у истоков телевидения стояли еще по меньшей мере семеро изобретателей, составивших вместе с русскими целый инженерный интернационал.
Менее чем за два месяца до получения Зворыкиным патента на иконоскоп аналогичную заявку ("на трубку с трехслойной мишенью и накоплением зарядов") в СССР подал инженер С.И. Катаев, впоследствии - один из ведущих отечественных специалистов в этой области. И хотя приоритет остался за Зворыкиным, чьи заслуги перед телевидением не подвергали сомнению и у него на родине, этот факт доказывает, что мысль ученых разных стран двигалась параллельно. Кстати, до середины 1930-х годов Зворыкин поддерживал тесные контакты с коллегами на родине - с тем же Катаевым, С. Векшинским, Л. Кубецким, А. Шориным и другими. Удивительно другое: авторы некоторых публикаций утверждают, что отец телевидения даже сам побывал в Москве в 1933-м, читал лекции и очно общался, в частности, с Катаевым, но затем такое сотрудничество было по понятным причинам свернуто.
Устройство Пауля Нипкова
В 1923 году, независимо от Зворыкина, запатентовал свое изобретение Бэйрд. Но если русский изобретатель последовательно двигался в направлении электронно-лучевой трубки, то шотландец построил свою систему на основе механического принципа сканирующих дисков, предложенного еще в 1884 году Паулем Нипковым.
Это устройство лишний раз подтвердило справедливость высказывания относительно простоты всего гениального. Его устройство являло собой вращающийся непрозрачный диск, диаметром до 50 см, с нанесенными по спирали Архимеда отверстиями – так называемый диск Нипкова (иногда в литературе приспособление Нипкова называют «электрическим телескопом»). Таким образом происходило сканирование изображения световым лучем, с последующей передачей сигнала на специальный преобразователь. Для сканирования же хватало одного (!) фотоэлемента. Количество же отверстий иногда доходило до 200 (обычно же от 30 до 100). В телевизоре процесс повторялся в обратном порядке - для получения изображения опять таки использовался вращающийся диск с отверстиями, за которым находилась неоновая лампа. При помощи столь нехитрой системы и проецировалось изображение. Так же построчно, но с достаточной скоростью, для того чтобы человеческий глаз видел уже целую картинку. Таким образом, первыми начали создаваться именно проекционные телевизоры. Качество картинки оставляло желать лучшего – лишь силуэты, да игра теней, но тем не менее, различить что именно показывают было возможно. Диск Нипкова был основным компонентов практически всех механических систем телевизоров, до их полного вымирания как вида.
Вернёмся к Бэйрду. В 1925 году ему удалось впервые добиться передачи распознаваемых человеческих лиц. Несколько позже, им же была разработана и первая телесистема, способная передавать движущиеся изображения. Любопытно, что Бэйрд назвал свой прибор "телевизором", и это воистину был телевизор (в смысле - передатчик изображения), а не современный "телеприемник". На следующий год Бэйрд продемонстрировал свой прибор в одном из лондонских универмагов в Сохо. Но изобретателю не удалось добиться передачи полутонов, и на экране были видны лишь силуэты вместо лиц. В 1926 году неутомимый шотландец сделал повторную попытку - на сей раз публика, присутствовавшая на первом публичном телесеансе в истории, была потрясена.
Однако все приборы Бэйрда оставались системами механическими, и вскоре эта идея была признана тупиковой. Тем более что на американском рынке уже с успехом продавался полностью электронный прибор - image dissector, сконструированный в 1927 году американским вундеркиндом из штата Юта 21-летним Фило Фарнсуортом. Первый американский практичный "телевизор" Фарнсуорта стоил $75 - в те годы за эти деньги можно было купить автомобиль.
Телевизор массового производства
Несколько позже, в 1939 году, RCA(во главе с вышеупомянутым Сарновым) представила и первый телевизор, разработанный специально для массового производства. Эта модель получила название RCS TT-5. Она представляла из себя массивный деревянный ящик, оснащенный экраном с диагональю в 5 дюймов.
Работы по усовершенствованию телевизионной техники не прекращались даже во время войны. Так, в 1940 году был разработан телевизионный стандарт на 441 строку, годом позже достигнут американский (525 строк), а в 1944 - рекордный 625-строчный.