число элементов изображения превышает различаемое глазом. Возможность последовательной передачи основывается главным образом на использовании инерции зрения, благодаря чему периодические раздражения с частотой выше критической частоты мельканий воспринимаются как непрерывные. Кроме того, при достаточной частоте предъявлений отдельных статических изображений наступает слитное восприятие движения.

Учитывая особенности цветового зрения человека, в системах цветного телевидения необходимо передавать три сигнала. По очередности передачи информации о цвете ТВС можно разделить на системы с последовательной, одновременной и смешанной передачей сигналов. В свою очередь, системы с последовательной переда-

по о

Рис. 3.2. Телевизионная система (а) с дисками Нипкова (б)

чей делятся на системы с последовательной передачей сигналов основных цветов по полям, строкам и элементам. Как следует из названий в последовательных системах сигналы основных цветов передаются по каналу связи последовательно, в одновременных - одновременно, а в смешанных часть сигналов передается одновременно, а часть - с чередованием во времени.

Для воспроизведения объемных (трехмерных) изображений используют двухканальную ТВС, обеспечивающую раздельную передачу и восприятие двух изображений одного и того же объекта (стереопары), соответствующих наблюдению его под разными ракурсами, как бы правым и левым глазом.

Исторически первыми были оптико-механические системы телевизионной развертки.

Примером может служить ТВС с дисками Нипкова (рис. 3.2). Здесь оптическое изображение передаваемого объекта ПО строится объективом (О) в плоскости диска (JX\) (рис. 3.2,6). Размеры передаваемого изображения определяются окном ограничительной рамки (Pi). В непрозрачном диске Д, имеются отверстия, расположенные по спирали на расстояниях по дуге окружности, равных ширине окна ограничительной рамки. Смещение одного отверстия относительно другого по радиусу определяется высотой отверстия. При вращении диска каждое отверстие прочерчивает дугообразную строку, а совокупность всех строк за один оборот диска позволяет передать все элементы изображении. Таким же образом, последовательно, элемент за элементом, строка за строкой достигается воспроизведение изображения с помощью диска Да иа приемной стороне.

Поскольку в пределах окна ограинчнтельной рамки одновременно может находиться не более одного отверстия, диски Д, и Дз служат оптическими коммутаторами, выделяющими световые потоки, приходящиеся на один нз элементов изображения. Световой поток, прошедший через одно отверстие в диске Дь собирается конденсором к. Оптическая схема выполняется таким образом, чтобы конденсор фокусировал иа фотослое одноэлементного ФЭП неподвижное изображение входного зрачка объектива. Этим достигается неподвижность светового пятна на фотослое н устраняется влияние неравномерности световой чувствительности по поверхности фотослоя ФЭП.

Сигналы, пропорциональные освещенности последовательных элементов изображения, передаются по каналу связи кс на приемную сторону и определяют яркости свечения одноэлементного преобразователя сигнал - свет (ПСС), наблюдаемые в окне ограничительной рамки А через отверстия диска Дг, вращающегося синхронно н снифазно с диском Д1. Синхронность и синфазность разверток иа передающей и приемной сторонах обеспечиваются дополнительными сигналами синхронизации.

Диски Ннпкова удалось использовать лишь в малострочных телевизионных системах с небольшими размерами изображений.

В настоящее время наибольшее распространение получила электронная развертка изображения в передающих и приемных трубках. Отклонение электронных пучков в электрических и магнитных полях обеспечивает необходимую скорость коммутации отдельных элементов. Кроме того, в последнее время находит применение электрическая развертка изображения путем переноса зарядовых пакетов, пропорциональных освещенностям соответствующих элементов, используемая, например, в фоточувствительных приборах с переносом зарядов.

§ 3.2. Основные параметры последовательного разложения

Участок изображения, в пределах которого происходит усреднение освещенности в процессе ее преобразования в электрический сигнал, называется элементом изображения. Эффективность этого преобразования зависит от геометрических размеров и относительной прозрачности разлагающей апертуры [10]. При квадратных отверстиях в диске Ннпкова прозрачность р{х, у) равномерна в пределах площади квадрата AS (рис. 3.3, а), а при круглых отверстиях- в пределах площади круга Д5 (рис. 3.3, б), т. е.

Pix, y)Us=h (3.1)

где х, у - координаты точек относительно центра О.

Распределение плотности электронов по сечению коммутирующего пучка в передающих и приемных трубках не остается равномерным. Оно наиболее близко к гауссову закону (рис. 3.3, в)

р(х\ У)=ехр{-1(х/г,)-\-(у1г,П}, (3.2)

теоретически не имеет границ и обычно характеризуется условным радиусом Ге, на котором плотность электронов падает в е раз по отношению к плотности на оси пучка. В считывании накопленных зарядов в передающих трубках с накоплением участвует не все се-

чение пучка, а лишь его активная часть. Распределение плотности электронов по сечению активной части пучка имеет, как правило, значительно более сложную форму (рис. 3.3, г), зависящую к тому же от условий разложения, поскольку считывание обеспечивается, в основном, передней по ходу разверток частью пучка [10].

Распределение световой чувствительности в пределах отдельного элемента прибора с переносом заряда в первом приближении для коротковолновой части видимого спектра близко к равномерному и описывается соотношением (3.1) (см. рис. 3.3, а), но отличается от него затягиванием границ, усиливающимся с увеличением длины световой волны под влиянием диффузионного растекания заряда.

Рис. 3.3. Примеры распределения прозрачности в апертурах

Передающее устройство всегда содержит объектив, которым строится передаваемое изображение. При этом любая точка объекта отображается с помощью объектива в виде кружка рассеяния с распределением освещенности, зависящим от относительного отверстия объектива. При малых относительных отверстиях объектив близок к идеальному (безаберрациоиному) и отображает любую точку объекта дифракционным кружком рассеяния. С увеличением относительного отверстия дифракционное рассеяние ослабляется и