การทำงานร่วมกัน
ศิลปะ
ความงามและสุขภาพ
งานฝีมือ
วัฒนธรรมและประวัติศาสตร์
ความบันเทิง
สิ่งแวดล้อม
อาหารและเครื่องดื่ม
วิศวกรรมย้อนรอย
วิทยาศาสตร์
กีฬา
เทคโนโลยี
อุปกรณ์สวมใส่
English
หลอดวิดิคอนกล้อง
หลอดรังสีแคโทดเปลี่ยนสัญญาณให้เป็นภาพ ลองทำกลับทิศทางดู แล้วคุณจะได้ครึ่งที่ยากกว่าของโทรทัศน์: เปลี่ยนภาพให้เป็นสัญญาณแบบสด วินาทีละ 30 ครั้ง โดยไม่ใช้ฟิล์มและไม่มีการหน่วงเวลา
Paul Weimer, Stanley Forgue และ Robert Goodrich จาก RCA เผยแพร่วิดิคอนในปี 1950 และเป็นการออกแบบที่ทำให้กล้องโทรทัศน์กลายเป็นของธรรมดา สิ่งที่มาก่อนหน้านั้นมีขนาดมหึมา ไอโคโนสโคปของ Zworykin ในปี 1931 ต้องการระดับแสงสูงมากจนสตูดิโอทำงานได้อย่างทรมาน ภาพออร์ทิคอนปี 1945 มีคุณภาพยอดเยี่ยม แต่มีขนาดเท่าหนังสือพิมพ์ม้วนหนึ่ง ราคาเท่ากับรถยนต์หนึ่งคัน และต้องการผู้ควบคุมที่มีทักษะคอยปรับการควบคุม
วิดิคอนเป็นหลอดกว้าง 25 มม. ยาว 130 มม. ภายในมีแนวคิดเรียบง่ายหนึ่งอย่าง คือแผ่นโฟโตคอนดักเตอร์ซึ่งเป็นวัสดุเดียวกับพิมพ์เขียวแรกในชุดนี้ มีฟิล์มตัวนำโปร่งใสอยู่ด้านหน้า และไม่มีอะไรเลยด้านหลัง แสงตกลงที่ด้านหน้าและทำให้โฟโตคอนดักเตอร์นำไฟฟ้าเฉพาะจุด ประจุจึงรั่วออกจากผิวด้านหลังตามปริมาณแสง จากนั้นลำอิเล็กตรอนกวาดผิวด้านหลังและเติมประจุกลับคืน กระแสที่ใช้ในการทำเช่นนั้น ณ แต่ละขณะ คือสัญญาณวิดีโอ
มันประหยัดอย่างน่าทึ่ง เป้าหมายสะสมแสงตลอดทั้งเฟรมระหว่างที่ลำอิเล็กตรอนมาเยือน จึงรวบรวมทุกอย่างแทนการสุ่มตัวอย่าง การกวาดอ่านและรีเซ็ตเกิดขึ้นในการทำงานเดียวกัน และทั้งระบบทำงานด้วยแรงดันไม่กี่ร้อยโวลต์ แทนความซับซ้อนของออร์ทิคอน
และมันสืบทอดข้อบกพร่องสองประการที่วัดได้ในพิมพ์เขียวโฟโตเซลล์โดยตรงและหลีกเลี่ยงไม่ได้ โฟโตคอนดักเตอร์ทำงานช้า ดังนั้นวัตถุที่เคลื่อนไหวจะเป็นรอยเบลอ ซึ่งเป็นข้อบกพร่องที่ทุกคนที่เคยใช้มันเรียกว่า LAG และภาพนิ่งที่สว่างจะค้างอยู่บนเป้าหมายนานหลังจากหายไปแล้ว ซึ่งคือการไหม้ค้าง (burn-in) และนี่คือเหตุผลที่ผู้ปฏิบัติงานกล้องโทรทัศน์รุ่นแรกทุกคนถูกสอนให้ไม่หันกล้องเข้าหาแสงเด็ดขาด
พิมพ์เขียวคู่แฝดที่ท้ายชุดนี้คือ CCD ซึ่งแก้ปัญหาทั้งสองด้วยการละทิ้งการขยายสัญญาณโฟโตคอนดักทีฟโดยสิ้นเชิง อุปกรณ์นี้คือสิ่งที่มันต้องเอาชนะ
ขั้นสูง
5 ชั่วโมง
คำแนะนำ
1
1
เป้าหมาย: ตัวเก็บประจุที่ถูกคายประจุด้วยแสง
เป้าหมาย: ตัวเก็บประจุที่ถูกคายประจุด้วยแสง
ลองจินตนาการแยกหลอดทั้งหลอดออกเป็นสี่ส่วนจากด้านหน้าไปด้านหลัง
THE FACEPLATE คือแก้วที่มีชั้นนำไฟฟ้าโปร่งแสงเคลือบอยู่บนผิวด้านใน ได้แก่ ดีบุกออกไซด์ วัสดุชนิดเดียวกับที่อยู่ด้านในของเครื่องทำความร้อนกระจกหน้าร้านและกระจก LCD ที่จะปรากฏในชุดนี้ภายหลัง เรียกว่าแผ่นสัญญาณและเป็นขั้วขาออกของหลอด โปร่งแสงเพื่อให้แสงผ่านได้ และนำไฟฟ้าเพื่อให้รวบรวมประจุจากแผ่นนี้ได้
THE TARGET คือชั้นตัวนำแสงที่ระเหยเคลือบลงบนแผ่นสัญญาณ หนาไม่กี่ไมโครเมตร ในวิดิคอนดั้งเดิมวัสดุนี้คือแอนติโมนีไตรซัลไฟด์ เป็นสารกึ่งตัวนำที่มีแบนด์แก็ปประมาณ 1.7 eV ซึ่งทำให้ตอบสนองได้ทั่วสเปกตรัมที่มองเห็น และในที่มืดเป็นฉนวนที่ดีมาก
THE SCANNED FACE คือด้านหลังของเป้าหมาย ซึ่งไม่มีอะไรเคลือบอยู่ เป็นตัวนำแสงเปลือยที่หันเข้าสู่สุญญากาศ
THE GUN อยู่ปลายสุด พร้อมขดเบนลำอิเล็กตรอนและขดโฟกัสรอบหลอด เหมือนที่ปรากฏในพิมพ์เขียวหลอดรังสีแคโทดที่ชิ้นนี้เชื่อมโยงกลับไปถึง
NOW THE MECHANISM ควรศึกษาอย่างช้าๆ เพราะไม่เป็นอย่างที่คนส่วนใหญ่คิด
เป้าหมายคือตัวเก็บประจุ แผ่นสัญญาณเป็นแผ่นหนึ่ง ผิวด้านหลังที่เปิดอยู่เป็นอีกแผ่นหนึ่ง และตัวนำแสงคือไดอิเล็กทริกระหว่างทั้งสอง หนาไม่กี่ไมโครเมตร ซึ่งทำให้ความจุต่อหน่วยพื้นที่มีค่าสูง
START WITH THE BEAM หลังจากเพิ่งสแกนจุดหนึ่ง ลำอิเล็กตรอนเป็นแหล่งอิเล็กตรอนที่ศักย์ประมาณศูนย์โวลต์ จึงประจุจุดนั้นของผิวด้านหลังลงสู่ศักย์แคโทด แล้วหยุด ไม่สามารถทำให้เป็นลบกว่าแหล่งกำเนิดของตนเองได้ แผ่นสัญญาณถูกยึดไว้ที่ประมาณ +30 V ดังนั้นทุกจุดของเป้าหมายจึงกลายเป็นตัวเก็บประจุขนาดเล็กที่มีแรงดันประมาณ 30 V คร่อมชั้นหนาไม่กี่ไมโครเมตร
NOW LEAVE IT เป็นเวลาหนึ่งเฟรม คือหนึ่งในสี่สิบวินาทีในระบบ 25 Hz
ในที่มืด ตัวนำแสงเป็นฉนวนและประจุยังคงอยู่ จุดนั้นยังอยู่ที่ศักย์แคโทดเมื่อลำอิเล็กตรอนวนกลับมาอีกครั้ง ลำอิเล็กตรอนจึงไม่มีอะไรต้องทำ และไม่มีกระแสไหล มืดเท่ากับไม่มีสัญญาณ
ในที่สว่าง ตัวนำแสงนำไฟฟ้าตามสัดส่วนของความสว่าง ประจุจึงรั่วผ่านจากผิวด้านหลังไปยังแผ่นสัญญาณ จุดของผิวด้านหลังนั้นจะเคลื่อนไปทางบวก ว่าบวกมากเพียงใดขึ้นกับว่าแสงตกลงที่จุดนั้นมากเพียงใดและนานเท่าใด มัน INTEGRATES
WHEN THE BEAM RETURNS ต้องใส่คืนประจุที่รั่วไปพอดี เพื่อดึงจุดนั้นกลับลงสู่ศักย์แคโทด ประจุทดแทนนี้ไหลผ่านแผ่นสัญญาณไปยังวงจรภายนอก คือสัญญาณวิดีโอ
มีสามสิ่งที่ตามมาทันที และแต่ละข้อสำคัญ
IT INTEGRATES จึงไวกว่าอุปกรณ์ที่สุ่มวัดแสงเพียงชั่วขณะที่ลำอิเล็กตรอนผ่าน เวลาทั้งเฟรมคือเวลาการรับแสง นี่คือเหตุผลเดียวกับที่แผ่นถ่ายภาพดีกว่าดวงตาในงานดาราศาสตร์
THE SIGNAL IS A CURRENT INTO A CAPACITOR ดังนั้นอิมพีแดนซ์ขาออกของหลอดจึงสูงและยุ่งยาก และภาคขยายสัญญาณที่ต่อตามมาเป็นตัวกำหนดระดับสัญญาณรบกวนของกล้องทั้งตัว ภาคขยายสัญญาณของหลอดกล้องเคยเป็นศิลปะในตัวของมันเอง
AND THE BEAM RESETS AS IT READS ไม่มีการลบแยกต่างหาก การอ่านและการล้างเป็นการดำเนินการเดียวกัน ซึ่งเรียบง่ายสวยงาม และยังหมายความว่าคุณจะได้เห็นแต่ละเฟรมเพียงครั้งเดียวเท่านั้น
เครื่องมือที่ต้องใช้:
2
2
ภาพไปถึงจุดที่กลายเป็นสัญญาณได้อย่างไร
ภาพไปถึงจุดที่กลายเป็นสัญญาณได้อย่างไร
แผนภาพนี้ติดตามจุดแสงหนึ่งจุดจากเลนส์ไปจนถึงเอาต์พุตวิดีโอ และทำเครื่องหมายในแต่ละขั้นตอนว่าสิ่งใดได้มาและสิ่งใดสูญหายไปอย่างไม่อาจกู้คืนได้
เหตุผลที่ต้องวาดแทนที่จะอธิบายด้วยคำพูดก็คือ สามในขั้นตอนเหล่านี้ใช้ร่วมกับเซ็นเซอร์ภาพทุกตัวที่เคยสร้างขึ้น และอีกสองขั้นตอนเป็นเอกลักษณ์ของหลอดภาพ การมองออกว่าขั้นตอนใดเป็นแบบใดคือสิ่งที่ทำให้แบบพิมพ์เขียว CCD ที่ท้ายชุดนั้นอ่านเข้าใจได้ โดย CCD คงขั้นตอนที่ใช้ร่วมกันไว้ ตัดสองขั้นตอนที่เป็นเอกลักษณ์ออก และเพิ่มปัญหาของตัวเองอีกสองข้อ
FOLLOW THE LOSSES โฟตอนที่พลาดเป้าหมายจะสูญหายไป โฟตอนที่ถูกดูดกลืนนอกช่วงการตอบสนองของโฟโตคอนดักเตอร์จะสูญหายไป ประจุที่ยังไม่รั่วไหลออกไปจนหมดเมื่อลำแสงมาถึงคือความล่าช้า (lag) ประจุที่รั่วไหลออกจากจุด NEIGHBOURING คือการสูญเสียความละเอียด และขนาดจุดที่ลำแสงตกกระทบเองมีขนาดจำกัด ซึ่งกำหนดความละเอียดของหลอดโดยไม่ขึ้นกับปัจจัยอื่นทั้งหมด
ขั้นตอนที่ทำเครื่องหมายว่า BEAM LANDING คือจุดที่กล้องหลอดแตกต่างจากสิ่งที่ทันสมัยมากที่สุด ในวิดิคอนไม่มีพิกเซล เป้าหมายเป็นพื้นผิวต่อเนื่อง และภาพถูกแบ่งเพียงตามตำแหน่งที่ลำแสงอยู่ในแต่ละขณะและความคมชัดของการโฟกัสเท่านั้น ดังนั้นความละเอียดจึงเป็นคุณสมบัติของ SCANNING ไม่ใช่ของเซ็นเซอร์ และจะเสื่อมลงที่ขอบภาพ ซึ่งลำแสงตกกระทบในมุมเฉียงและจุดของลำแสงกลายเป็นรูปวงรี
ข้อเท็จจริงเพียงข้อเดียวนี้คือเหตุผลที่กล้องหลอดต้องปรับตั้งอยู่เสมอ และทำไมกล้องสองตัวจึงไม่เคยให้ภาพตรงกันพอดี และเป็นเหตุผลลึกที่สุดที่อุตสาหกรรมในที่สุดต้องการสิ่งที่มีโครงตาข่ายทางกายภาพคงที่
Flow
Loading...
เครื่องมือที่ต้องใช้:
คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ3
3
ความหน่วง: ใส่ตัวเลขให้กับรอยเบลอ
ความหน่วง: ใส่ตัวเลขให้กับรอยเบลอ
กำลังโหลดสมุด Jupyter…
เครื่องมือที่ต้องใช้:
คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะเครื่องมือที่จำเป็น
2- ตัวยึดตำแหน่ง
- ตัวยึดตำแหน่ง
บลูพริ้นท์ที่เกี่ยวข้อง
บลูพริ้นท์เหล่านี้แบ่งปันความรู้ — เทคนิค วัสดุ หรือหลักการ
CC0 สาธารณสมบัติ
พิมพ์เขียวนี้เผยแพร่ภายใต้ CC0 คุณสามารถคัดลอก แก้ไข แจกจ่าย และใช้งานผลงานนี้เพื่อวัตถุประสงค์ใดก็ได้ โดยไม่ต้องขออนุญาต
สนับสนุนเมกเกอร์โดยซื้อสินค้าผ่านพิมพ์เขียวของพวกเขา ซึ่งพวกเขาจะได้รับ ค่าคอมมิชชันเมกเกอร์ ที่ผู้ขายกำหนด หรือสร้างเวอร์ชันใหม่ของพิมพ์เขียวนี้และรวมเป็นการเชื่อมต่อในพิมพ์เขียวของคุณเพื่อแบ่งรายได้


