أيقونوسكوب

كان منظار الأيقون (من الكلمة اليونانية : εἰκών "صورة" و σκοπεῖν "النظر، الرؤية") أول أنبوب كاميرا فيديو عملي تم استخدامه في كاميرات التلفزيون المبكرة . أنتج منظار الأيقون إشارة أقوى بكثير من التصميمات الميكانيكية السابقة ، ويمكن استخدامه في أي ظروف إضاءة جيدة. كان هذا أول نظام إلكتروني بالكامل يحل محل الكاميرات السابقة، والتي كانت تستخدم أضواء كاشفة خاصة أو أقراص دوارة لالتقاط الضوء من بقعة واحدة مضاءة بشدة.

تم وصف بعض مبادئ هذا الجهاز عندما تقدم فلاديمير زوريكين ببراءتي اختراع لنظام تلفزيوني في عامي 1923 و1925. ^{[1] [2]} قدمت مجموعة بحثية في شركة وستنجهاوس إلكترونيك برئاسة زوريكين جهاز الأيقونوسكوب للجمهور العام في مؤتمر صحفي في يونيو 1933، ^[3] وتم نشر ورقتين تقنيتين مفصلتين في سبتمبر وأكتوبر من نفس العام. ^{[4] [5]} اشترت شركة تليفونكن الألمانية الحقوق من شركة RCA وبنت كاميرا سوبر ايكونوسكوب ^[6] المستخدمة في البث التلفزيوني التاريخي في دورة الألعاب الأولمبية الصيفية عام 1936 في برلين.

تم استبدال منظار الأيقون في أوروبا حوالي عام 1936 بجهاز Super-Emitron وSuperikonoskop الأكثر حساسية ، ^{[7] [8] [9]} بينما في الولايات المتحدة كان منظار الأيقون هو أنبوب الكاميرا الرائد المستخدم في البث من عام 1936 حتى عام 1946، عندما تم استبداله بأنبوب أورثيكون الصورة . ^{[10] [11]}

في مقالة نشرتها مجلة Technikatörténeti Szemle، وأعيد نشرها لاحقًا على الإنترنت، بعنوان The Iconoscope: Kálmán Tihanyi and the Development of Modern Television ، لاحظت ابنة تيهاني، كاتالين تيهاني جلاس، أن والدها وجد أن "مبدأ التخزين" يتضمن "ظاهرة فيزيائية جديدة"، وهي التأثير الضوئي الموصل :

إن أقدم إشارة إلى الظاهرة الجديدة التي وجدها هذا الكاتب موجودة في مقال بعنوان "حول التلفزيون الكهربائي"، كتبه كالمان تيهاني ونُشر في الثالث من مايو/أيار 1925، أي قبل عام واحد تقريباً من تقديمه أول طلب للحصول على براءة اختراع لنظام تلفزيون إلكتروني بالكامل. ورغم أن المخترع لم يستخدم مصطلح "مبدأ التخزين" أو "تأثير التخزين"، فإن وصف الظاهرة الجديدة التي اكتشفها يوحي بأن هذا هو بالضبط ما كان يدور في ذهنه. وعلى هذا فقد كتب:

"لقد درس كاتب هذه المقالة بدقة جميع الظواهر المعروفة من الحالة الحالية للعلوم الفيزيائية والتي يمكن تطبيقها على حل المشكلة، وعلى أساس حسابات التحكم وجد أنها غير مناسبة لتحقيق الحد الأدنى المطلوب من الكفاءة 1/80,000 ثانية في محطة الإرسال. ومع ذلك، أثناء التجربة تم اكتشاف ظاهرة فيزيائية جديدة، حيث يكون التأثير البصري والكهربائي متزامنين عمليًا. في الواقع، لم نتمكن من اكتشاف الإزاحة بين التأثيرين بأجهزتنا، على الرغم من وجود إمكانية لإزاحة 1/400,000,000 من الثانية بناءً على معادلات ماكسويل فيما يتعلق بظاهرة ذات صلة. وهذا يعني أنه في ظل هذه الظاهرة لا يمكن تتبع التغييرات المرغوبة 1/150,000 ثانية فحسب، بل يمكن أيضًا تتبع 1/400 مليون تغيير" (ك. تيهاني: "Az elektromos távolbavetítésről" ("حول الإسقاط الكهربائي")، نيمزيتي أوجساج المجلة، 3 مايو 1925، ص 23). (التأكيد مضاف).

يؤكد البحث في العديد من القواميس والمعاجم أنه بالإضافة إلى التأثير الكهروضوئي (أو التأثير الضوئي الباعث للضوء)، فإن تقنية التلفزيون التخزيني تنطوي أيضًا على ظاهرة مختلفة تمامًا.

يتضح من هذه الخصائص أنه في حين أن الإلكترونات المقيدة المنطلقة من هذه المواد الحساسة للضوء تحت التأثير الكهروضوئي تتغير خطيًا مع تردد الإشعاع، "أي أنه لكل فوتون وارد يتم إخراج إلكترون"، تحت تأثير التخزين تحدث ظاهرة ضوئية موصلة وضوئية فولتية حيث ("بصرف النظر عن تحرير الإلكترونات من المعادن") عندما يتم امتصاص الفوتونات في وصلة pn (في أشباه الموصلات) أو وصلة معدنية شبه موصلة، "يتم إنتاج حاملات شحنة حرة جديدة"، (التأثير الضوئي الموصل) وحيث "يتسبب المجال الكهربائي في منطقة الوصلة في تحرك حاملات الشحنة الجديدة، مما يخلق تدفقًا للتيار في دائرة خارجية دون الحاجة إلى بطارية"، ( التأثير الضوئي ) ( القاموس الدولي للفيزياء والإلكترونيات ، نيويورك 1956، 1961، ص 126، 183، 859-861، 863، 1028-1028، (1094–1095).

يميز القاموس الموجز للفيزياء تحت عنوان "الخلايا الكهروضوئية" بين "الخلايا الكهروضوئية الأصلية" (التي تستخدم انبعاث الضوء من سطح حساس للضوء وجذبها بواسطة الأنود) و"الخلايا الكهروضوئية الأكثر حداثة والتي تستخدم التأثير الموصل للضوء والتأثير الكهروضوئي" ( القاموس الموجز للفيزياء ، أكسفورد، 1985). ^[14]

كان العنصر الرئيسي لتشكيل الصورة في الأيقونسكوب عبارة عن صفيحة ميكا بنمط من الحبيبات الحساسة للضوء المترسبة على الواجهة باستخدام غراء عازل كهربائيًا. كانت الحبيبات مصنوعة عادةً من حبيبات فضية مغطاة بالسيزيوم أو أكسيد السيزيوم . كان الجزء الخلفي من صفيحة الميكا ، مقابل الحبيبات، مغطى بطبقة رقيقة من الفضة. تسبب الفصل بين الفضة الموجودة على الجزء الخلفي من الصفيحة والفضة الموجودة في الحبيبات في تكوين مكثفات فردية ، قادرة على تخزين الشحنة الكهربائية. كانت هذه المكثفات تترسب عادةً على شكل بقع صغيرة، مما أدى إلى إنشاء وحدات بكسل . تمت الإشارة إلى النظام ككل باسم "فسيفساء".

يتم شحن النظام أولاً عن طريق مسح اللوحة بمدفع إلكترون يشبه ذلك الموجود في أنبوب عرض أشعة الكاثود في التلفزيون التقليدي. تعمل هذه العملية على ترسيب الشحنات في الحبيبات، والتي تتحلل ببطء في غرفة مظلمة بمعدل معروف. عند تعرضها للضوء، تطلق الطبقة الحساسة للضوء الإلكترونات التي يتم توفيرها بواسطة الشحنة المخزنة في الفضة. يزداد معدل الانبعاث بما يتناسب مع شدة الضوء. من خلال هذه العملية، تشكل اللوحة نظيرًا كهربائيًا للصورة المرئية، حيث تمثل الشحنة المخزنة عكس متوسط ​​سطوع الصورة في ذلك الموقع.

عندما يمسح شعاع الإلكترون اللوحة مرة أخرى، فإن أي شحنة متبقية في الحبيبات تقاوم إعادة التعبئة بواسطة الشعاع. يتم ضبط طاقة الشعاع بحيث تنعكس أي شحنة تقاومها الحبيبات مرة أخرى إلى الأنبوب، حيث يتم جمعها بواسطة حلقة المجمع، وهي حلقة من المعدن توضع حول الشاشة. تختلف الشحنة التي يتم جمعها بواسطة حلقة المجمع فيما يتعلق بالشحنة المخزنة في ذلك الموقع. ثم يتم تضخيم هذه الإشارة وعكسها، ثم تمثل إشارة فيديو موجبة.

تُستخدم حلقة التجميع أيضًا لجمع الإلكترونات التي يتم إطلاقها من الحبيبات في عملية الانبعاث الضوئي . إذا كان المسدس يمسح منطقة مظلمة، فسيتم إطلاق عدد قليل من الإلكترونات مباشرة من الحبيبات الممسوحة ضوئيًا، ولكن بقية الفسيفساء ستطلق أيضًا الإلكترونات التي سيتم جمعها خلال ذلك الوقت. ونتيجة لذلك، سيطفو مستوى اللون الأسود للصورة اعتمادًا على متوسط ​​سطوع الصورة، مما تسبب في أن يكون للمنظار الأيقوني نمط بصري متقطع مميز. تم مكافحة هذا عادةً عن طريق الحفاظ على الصورة مضاءة باستمرار وبشدة. أدى هذا أيضًا إلى اختلافات بصرية واضحة بين المشاهد التي تم تصويرها في الداخل وتلك التي تم تصويرها في الهواء الطلق في ظروف إضاءة جيدة.

نظرًا لأن مسدس الإلكترون والصورة نفسها يجب أن يركزا على نفس جانب الأنبوب، فيجب إيلاء بعض الاهتمام للترتيب الميكانيكي للمكونات. تم بناء Iconocopes عادةً مع وجود الفسيفساء داخل أنبوب أسطواني بأطراف مسطحة، مع وضع اللوحة أمام أحد الأطراف. تم وضع عدسة كاميرا أفلام تقليدية أمام الطرف الآخر، مركزة على اللوحة. ثم تم وضع مسدس الإلكترون أسفل العدسة، مائلًا بحيث يتم توجيهه أيضًا إلى اللوحة، وإن كان بزاوية. يتمتع هذا الترتيب بميزة أن كل من العدسة ومسدس الإلكترون يقعان أمام لوحة التصوير، مما يسمح بتقسيم النظام إلى حجرة على شكل صندوق مع وجود العدسة بالكامل داخل العلبة. ^{[2] [13]}

نظرًا لأن مسدس الإلكترون مائل مقارنة بالشاشة، فإن صورته للشاشة ليست على شكل صفيحة مستطيلة، بل شكل حجر الأساس . بالإضافة إلى ذلك، كان الوقت اللازم للإلكترونات للوصول إلى الأجزاء العلوية من الشاشة أطول من المناطق السفلية، والتي كانت أقرب إلى المسدس. وقد قامت الإلكترونيات في الكاميرا بتعديل هذا التأثير عن طريق تغيير معدلات المسح قليلاً. ^[15]

أدى تراكم وتخزين الشحنات الكهروضوئية أثناء كل دورة مسح إلى زيادة الناتج الكهربائي لجهاز الأيقونوسكوب بشكل كبير مقارنةً بأجهزة مسح الصور غير المخزنة. ^{[ بحاجة لمصدر ]} في إصدار عام 1931، قام شعاع الإلكترون بمسح الحبيبات؛ ^[13] بينما في إصدار عام 1925، قام شعاع الإلكترون بمسح الجزء الخلفي من لوحة الصورة. ^[2]

عانت أنابيب الكاميرا الإلكترونية المبكرة (مثل جهاز تشريح الصور ) من عيب قاتل مخيب للآمال للغاية: فقد كانت تفحص الجسم وما يُرى في كل نقطة كان فقط قطعة صغيرة من الضوء تُرى في اللحظة التي يمر بها نظام المسح عليها. احتاج أنبوب الكاميرا الوظيفي العملي إلى نهج تكنولوجي مختلف، والذي عُرف فيما بعد باسم أنبوب كاميرا الشحنة والتخزين. وهو يعتمد على ظاهرة فيزيائية جديدة غير معروفة حتى الآن اكتشفها الفيزيائي كالمان تيهاني وحصل على براءة اختراعها في المجر عام 1926، ومع ذلك أصبح المفهوم الجديد مفهومًا على نطاق واسع ومعترفًا به فقط من حوالي عام 1930. ^[16]

تم حل مشكلة انخفاض الحساسية للضوء مما يؤدي إلى انخفاض الناتج الكهربائي من الأنابيب الناقلة أو "الكاميرات" مع إدخال تقنية تخزين الشحنة بواسطة المهندس المجري كالمان تيهاني في بداية عام 1925. ^[17] كان حله عبارة عن أنبوب كاميرا يجمع ويخزن الشحنات الكهربائية ("الإلكترونات الضوئية") داخل الأنبوب طوال كل دورة مسح. تم وصف الجهاز لأول مرة في طلب براءة اختراع قدمه في المجر في مارس 1926 لنظام تلفزيون أطلق عليه اسم "راديوسكوب". ^[18] بعد المزيد من التحسينات المدرجة في طلب براءة اختراع عام 1928، ^[17] تم إعلان بطلان براءة اختراع تيهاني في بريطانيا العظمى عام 1930، ^[19] لذلك تقدم بطلب للحصول على براءات اختراع في الولايات المتحدة. تم الاعتراف ببراءة اختراع تيهاني "راديوسكوب" كوثيقة ذات أهمية عالمية من قبل اليونسكو ، وبالتالي أصبحت جزءًا من برنامج ذاكرة العالم في 4 سبتمبر 2001. ^[18]

قدم زوريكين في عام 1923 مشروعه لنظام تلفزيون إلكتروني بالكامل إلى المدير العام لشركة وستنجهاوس . في يوليو 1925، قدم زوريكين طلب براءة اختراع لنظام تلفزيون يتضمن لوحة تخزين شحنة مصنوعة من طبقة رقيقة من مادة عازلة ( أكسيد الألومنيوم ) محصورة بين شاشة (300 شبكة) ورواسب غروانية من مادة كهروضوئية ( هيدريد البوتاسيوم ) تتكون من كريات معزولة . ^[2] يمكن قراءة الوصف التالي بين السطور 1 و 9 في الصفحة 2: يتم تبخير المادة الكهروضوئية، مثل هيدريد البوتاسيوم، على أكسيد الألومنيوم، أو أي وسط عازل آخر، ومعالجتها لتشكيل رواسب غروانية من هيدريد البوتاسيوم تتكون من كريات دقيقة. كل كرة نشطة جدًا ضوئيًا وتشكل، لجميع الأغراض والمقاصد، خلية كهروضوئية فردية دقيقة . تم إرسال أول صورة له في أواخر صيف عام 1925، ^[20] وتم إصدار براءة اختراع له في عام 1928. ^[2] ومع ذلك، فشلت جودة الصورة المنقولة في إثارة إعجاب HP Davis، المدير العام لشركة Westinghouse ، وطُلب من Zworykin العمل على شيء مفيد . ^[20] كما قدم Zworykin براءة اختراع لنظام تلفزيون في عام 1923، لكن هذا الملف ليس مصدرًا ببليوغرافيًا موثوقًا به لأنه تم إجراء مراجعات مكثفة قبل إصدار براءة الاختراع بعد خمسة عشر عامًا ^[21] وتم تقسيم الملف نفسه إلى براءتي اختراع في عام 1931. ^{[1] [22]}

تم بناء أول منظار أيقوني عملي في عام 1931 بواسطة سانفورد إيسيج، عندما ترك عن طريق الخطأ ورقة ميكا فضية في الفرن لفترة طويلة جدًا. عند الفحص باستخدام المجهر، لاحظ أن الطبقة الفضية قد تفككت إلى عدد لا يحصى من الكريات الفضية المعزولة الصغيرة. ^[23] كما لاحظ أيضًا أن: البعد الصغير لقطرات الفضة من شأنه أن يعزز دقة صورة المنظار الأيقوني بقفزة كمية. ^[24] بصفته رئيسًا لتطوير التلفزيون في شركة راديو أمريكا (RCA) ، قدم زوريكين طلب براءة اختراع في نوفمبر 1931، وتم إصداره في عام 1935. ^[13] ومع ذلك، لم يكن فريق زوريكين هو المجموعة الهندسية الوحيدة التي تعمل على الأجهزة التي تستخدم لوحة مرحلة الشحن. في عام 1932، تقدم تيدهام وماكجي تحت إشراف إسحاق شونبيرج بطلب للحصول على براءة اختراع لجهاز جديد أطلقا عليه اسم "الإيميترون"، وهي خدمة بث بـ 405 خطوط تستخدم الإيميترون الفائق بدأت في الاستوديوهات في قصر ألكسندرا في عام 1936، وتم إصدار براءة اختراع في الولايات المتحدة في عام 1937. ^[25] وفي الوقت نفسه، في عام 1933، تقدم فيلو فارنسورث أيضًا بطلب للحصول على براءة اختراع لجهاز يستخدم لوحة تخزين الشحنة وشعاع مسح إلكتروني منخفض السرعة. تم إصدار براءة اختراع مماثلة في عام 1937، ^[26] لكن فارنسورث لم يكن يعلم أن شعاع المسح منخفض السرعة يجب أن يهبط بشكل عمودي على الهدف ولم يقم فعليًا ببناء مثل هذا الأنبوب. ^{[27] [28]}

تم تقديم منظار الأيقونوسكوب للجمهور العام في مؤتمر صحفي في يونيو 1933، ^[3] وتم نشر ورقتين تقنيتين مفصلتين في سبتمبر وأكتوبر من نفس العام. ^{[4] [5]} على عكس جهاز تشريح الصور فارنسورث، كان منظار الأيقونوسكوب زوريكين أكثر حساسية بكثير، ومفيدًا مع إضاءة على الهدف بين 4 أقدام-ق (43 لوكس ) و20 قدمًا-ق (215 لوكس ). كما كان من الأسهل تصنيعه وإنتاج صورة واضحة للغاية. ^{[ بحاجة لمصدر ]} كان منظار الأيقونوسكوب هو أنبوب الكاميرا الأساسي المستخدم في البث الأمريكي من عام 1936 حتى عام 1946، عندما تم استبداله بأنبوب أورثيكون الصورة. ^{[10] [11]}

في بريطانيا، قام فريق مكون من المهندسين لوبسزينسكي ورودا وماكجي بتطوير السوبر إيمترون (ويسمى أيضًا السوبر إيكونوسكوب في ألمانيا ومنظار الصور في هولندا) في عام 1934، ^{[29] [30] [31]} وكان هذا الجهاز الجديد أكثر حساسية من الإيميترون ومنظار الصور الأصليين بعشر إلى خمسة عشر مرة، ^[32] وتم استخدامه للبث العام من قبل هيئة الإذاعة البريطانية ، لأول مرة، في يوم الهدنة عام 1937. ^[7] كان منظار الصور هو الممثل للتقاليد الأوروبية في الأنابيب الإلكترونية التي تنافس التقاليد الأمريكية التي يمثلها منظار الصور. ^{[9] [33] [34]}

• مُشرِّح الصور
• أنبوب كاميرا الفيديو

• تاريخ الأيقونوسكوب
• صور ايقونوسكوب