Nipkow diski - Nipkow disk

Bir Nipkow diskindeki deliklerin izlediği dairesel yolları gösteren şematik

Bir Nipkow disk (bazen Nipkov disk gibi anglicized; 1884 patenti) olarak da bilinen tarama diski , mekanik, dönen geometrik yapan bir görüntü tarama tarafından 1885 yılında patent cihaz, Paul Gottlieb Nipkow . Bu tarama diski, mekanik televizyonda ve dolayısıyla 1920'lerde ve 1930'larda ilk televizyonlarda temel bir bileşendi .

Operasyon

Cihaz aynı eşit mesafeli bir dairesel delik serisi ile herhangi bir uygun malzemeden (metal, plastik, karton vs.) mekanik olarak dönen disk, bir çap içinde delinmiştir. Daha fazla hassasiyet için delikler kare de olabilir. Bu delikler , diskin bir dış radyal noktasından başlayarak diskin merkezine doğru ilerleyen tek dönüşlü bir spiral oluşturacak şekilde konumlandırılmıştır . Disk döndüğünde, delikler, diskteki her deliğin konumuna bağlı olarak iç ve dış çapa ve her deliğin çapına eşit kalınlığa sahip dairesel halka desenlerini izler . Diskin tam yapısına bağlı olarak desenler kısmen örtüşebilir veya çakışmayabilir. Bir mercek, önündeki sahnenin bir görüntüsünü doğrudan diske yansıtır. Spiraldeki her delik, bir sensör tarafından ışık ve karanlığın geçici bir modeli olarak alınan görüntüden bir "dilim" alır. Sensör, aynı hızda ve aynı yönde senkronize olarak dönen ikinci bir Nipkow diskinin arkasındaki ışığı kontrol etmek için yapılırsa, görüntü satır satır yeniden üretilecektir. Çoğaltılan görüntünün boyutu yine diskin boyutuyla belirlenir; daha büyük bir disk, daha büyük bir görüntü oluşturur.

Diski, diskin "içinden" bir nesneyi, tercihen diskin nispeten küçük dairesel bir kesiminden ( görüntü alanı ), örneğin diskin açısal bir çeyreği veya sekizde biri boyunca gözlemlerken döndürürken, nesne satır satır "taranmış" gibi görünür. , gözlem için seçilen kesin sektöre bağlı olarak, önce uzunluk veya yüksekliğe göre veya hatta çapraz olarak. Diski yeterince hızlı döndürerek, nesne tamamlanmış gibi görünür ve hareketin yakalanması mümkün hale gelir. Bu, tüm diski, ancak küçük bir dikdörtgen alanı siyah kartonla (sabit kalan) kaplayarak, diski döndürerek ve küçük alandan bir nesneyi gözlemleyerek sezgisel olarak anlaşılabilir.

Avantajları

Bir Nipkow diski kullanmanın avantajlarından biri, görüntü sensörünün (yani ışığı elektrik sinyallerine dönüştüren cihaz) tek bir fotosel veya fotodiyot kadar basit olabilmesidir , çünkü her anda sadece çok küçük bir alan disk (ve görüntü alanı) ve böylece bir görüntünün satırlara ayrıştırılması, tarama çizgisi zamanlamasına çok az ihtiyaç duyulduğunda ve çok yüksek tarama çizgisi çözünürlüğüyle neredeyse tek başına yapılır . Basit bir edinim cihazı, bir Nipkow diskini çalıştıran bir elektrik motoru, tek bir ışığa duyarlı (elektrik) eleman içeren küçük bir kutu ve geleneksel bir görüntü odaklama cihazı (lens, karanlık kutu , vb.) Kullanılarak inşa edilebilir .

Diğer bir avantaj, ışığa duyarlı cihazın, edinim cihazı tarafından sağlanan sinyal ile sürülen değişken bir ışık kaynağı ile değiştirilmesinin dışında, alıcı cihazın toplama cihazına çok benzer olmasıdır. İki cihazdaki diskleri senkronize etmenin bazı yolları da tasarlanmalıdır (manuelden elektronik kontrol sinyallerine kadar çeşitli seçenekler mümkündür).

Bu gerçekler , İskoç mucit John Logie Baird tarafından gerçekleştirilen ilk mekanik televizyonun yanı sıra ilk "TV Meraklıları" topluluklarının ve hatta 1920'lerde deneysel görüntü radyo yayınlarının yapımında büyük ölçüde yardımcı oldu .

Dezavantajları

Bir Nipkow diskinin tarama çizgisi boyunca çözünürlük potansiyel olarak çok yüksektir ve analog bir taramadır. Bununla birlikte, maksimum tarama çizgisi sayısı, test edilen nadir 200 delikli disklerle pratikte 30 ile 100 arasında değişen disk üzerindeki delik sayısına eşit olduğundan çok daha sınırlıdır.

Nipkow diskinin bir görüntü tarama cihazı olarak bir başka dezavantajı : tarama çizgileri düz çizgiler değil eğrilerdir . Dolayısıyla, ideal Nipkow diski ya çok büyük bir çapa sahip olmalıdır, bu da daha küçük bir kavis anlamına gelir ya da görüş alanının çok dar bir açısal açıklığı anlamına gelir . Kabul edilebilir görüntüler üretmenin başka bir yolu , diskin dış sektörlerine daha yakın daha küçük delikler (milimetre veya hatta mikrometre ölçeği) delmek olabilirdi , ancak teknolojik evrim, elektronik görüntü edinme yöntemlerini tercih etti .

Diğer bir önemli dezavantaj, yine bir Nipkow diski ile başarılmış olan, aktarımın alıcı ucundaki görüntülerin yeniden üretilmesidir. Görüntüler tipik olarak çok küçüktü, tarama için kullanılan yüzey kadar küçüktü; bu, mekanik televizyonun pratik uygulamalarıyla, 30 ila 50 cm çapında bir disk durumunda bir posta pulu boyutundaydı.

Diğer dezavantajlar arasında, taranan görüntülerin doğrusal olmayan geometrisi ve en azından geçmişte diskin pratik olmayan boyutu bulunmaktadır. İlk TV alıcılarında kullanılan Nipkow diskleri, 30 ila 50 delikli, kabaca 30 cm ila 50 cm çapındaydı. Bunları kullanan cihazlar da gürültülü ve ağırdı, görüntü kalitesi çok düşüktü ve çok fazla titriyordu. Sistemin çekim kısmı çok daha iyi değildi ve nesnenin çok güçlü bir şekilde aydınlatılmasını gerektiriyordu.

Disk tarayıcılar, Farnsworth görüntü ayrıştırıcı ile büyük bir sınırlamayı paylaşır . Küçük diyafram tüm görüş alanını tararken ışık algılama sistemine iletilir. Toplanan gerçek ışık miktarı anlıktır, çok küçük bir açıklıktan meydana gelir ve net verim, gelen enerjinin yalnızca mikroskobik bir yüzdesidir.

İkonoskoplar (ve halefleri) hedef üzerinde sürekli enerji biriktirir ve böylece enerjiyi zamanla bütünleştirir. Tarama sistemi, hedef üzerindeki her siteyi tararken biriken yükü basitçe "alır". Basit hesaplamalar, eşit derecede hassas ışığa duyarlı reseptörler için ikonoskobun diskten veya Farnsworth tarayıcısından yüzlerce ila binlerce kat daha hassas olduğunu göstermektedir.

Tarama diski poligonal bir ayna ile değiştirilebilir, ancak bu aynı sorundan muzdariptir - zamanla entegrasyon eksikliği.

Başvurular

Yukarıda bahsedilen pratik nedenlerle popüler hale gelmeyen yukarıda bahsedilen mekanik televizyonun yanı sıra, güçlü bir optik mikroskop olan tek tip konfokal mikroskopta bir Nipkow diski kullanılır .

Referanslar

Dış bağlantılar