Видикон — Физическая энциклопедия

ВИДИКОН (от лат. video — смотрю, вижу и греч. eikon — изображение) — передающая телевизионная трубка, в к-рой, для преобразования оптич. изображения в последовательность электрич. сигналов используется внутр. фотоэффект (см. Фотопроводимость). Пучок электронов, эмитируемых термокатодом К, фокусируемый и отклоняемый магн. (рис. 1) или эл—статич. полем, периодически последовательно облучает все точки мишени M, к-рая представляет собой тонкий слой полупроводника, нанесённый на прозрачную проводящую подложку (сигнальную пластину). Каждый перекрываемый пучком элемент мишени может быть представлен как параллельное соединение конденсатора С и светозависимого сопротивления R между облучаемой пучком П поверхностью и сигнальной пластиной СП (рис. 2). Пучок относительно медленных электронов заряжает облучаемую поверхность до потенциала катода, СП имеет более положит. потенциал.

После ухода пучка ёмкость разряжается через сопротивление R тем в большей степени, чем выше освещённость соответствующего элемента. Подзарядка конденсаторов при очередном пробегании элементов пучком сопровождается протеканием тока в цепи СП, что приводит к выделению на сопротивлении нагрузки R_H видеосигнала U_C.

Рис. 1. К — катод, ФК — фокусирующая катушка, OK — отклоняющая катушка, П — электронный пучок, M — мишень, Об — объектив, О — передаваемый объект.

В.- осн. вид передающих трубок в системах вещательного и пром. телевидения. Мишени первых В. формировались из SbS₃. Для студийных передач распространены В. с мишенями на основе PbO (плюмбиконы, ледиконы), характеризующиеся высокой чувствительностью к свету и малой инерционностью. Малые темновые токи (при отсутствии освещённости) имеют мишени на основе гетеропереходов селенида кадмия (хальниконы в Японии, кадмиконы в СССР), Se-As-Te (сатиконы), ZnS-Cd-Te (ньювиконы).

Освещённость на мишени, обеспечивающая ток сигнала 100 нА, в таких В. 1-10 лкс, что делает их пригодными для внестудийных цветных репортажных камер.

К В. можно также отнести приборы с мишенями на основе мозаики р-п-переходов в Si (кремниконы). Их чувствительность ~0,1 лкс до длин волн =1,2 мкм. Для передачи цветных изображений используются либо три В. с соответствующими цветными фильтрами, либо один В. особой конструкции, мишень к-рого включает ту или иную периодич. структуру светофильтров, обеспечивающую кодирование и разделение сигналов, соответствующих 3 осн. цветам изображения (синему, красному и зелёному). В. с мишенью из аморфного Se чувствителен к рентг. излучению и используется для рентгенотелевизионной дефектоскопии.

Рис. 2. Эквивалентная схема видикона, СП — сигнальная пластина.

Лит. см. при ст. Передающие электронно-лучевые трубки.

В. Л. Герус.

      Предметный указатель      >>   

Видиконы. Виды и устройство. Применение и особенности

Видиконы относятся к категории электронных устройств, выполняющих особую функцию в системах передачи телевизионного сигнала на удаленные расстояния. Их особенность состоит в том, что формируемый этими приборами видеосигнал содержит информацию о распределении освещенностей точек в оптической плоскости, расположенной напротив приемного отверстия. Благодаря этому на чувствительных элементах экрана формируется изображение, полностью повторяющее картинку, передаваемую по телевизионному каналу.

Изделие представляет собой передающую трубку особой конструкции, работающую за счет считывания изображения с электронной матрицы. К специфике этой разновидности телевизионной аппаратуры относят:

• Наличие фоточувствительной мишени, работающей по принципу накопления заряда на отдельных элементах.
• Использование в конструкции развертки из «медленных» или «быстрых» электронов.
• Возможность сохранения состояния возбужденных элементов мишени с различной проводимостью и способность к их считыванию методом «перезарядки» емкости.

Основные элементы передающей трубки – фоточувствительная мишень и считывающее электронное устройство (пушка). Первая представляет собой прозрачный электропроводящий слой двуокиси олова, нанесенный на внутреннюю плоскость волоконно-оптического диска. Именно на него проецируется предаваемая по телевизионному каналу картинка.

Электрод под названием «катод» или по-другому – «пушка», испускающий электроны (7). Для управления потоком заряженных частиц в устройстве имеются разгоняющие аноды (4 и 5), а также модуляторы (2, 6) и сетка (3). Манипулировать электронным лучом позволяют встроенные в трубку отклоняющие пластины, «работающие» как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

Для сведения луча в одной рабочей точке видиконы оснащаются специальной фокусирующей катушкой (8) (с ее помощью удается настроить резкость изображения, получаемого на экране).

При выборе материала, из которого изготавливается мишень видиконов, специалисты руководствовались следующими требованиями:

• Получение широкого спектра передаваемого сигнала.
• Обеспечение высокой чувствительности приемной трубки.
• Снижение инерционности ее работы.

Последние два требования к устройству формирования электронного изображения чаще всего противоречат одно другому. Для преодоления этой несовместимости в качестве фотопроводящего слоя был выбран материал, обладающий высоким удельным сопротивлением в затемненном состоянии (1011-1012 Ом/см). Принятие такого решения позволило избежать сглаживания рельефности изображения и ухудшения разрешающей способности системы.

Особенности формирования картинки на экране видикона

При работе видикона электронная пушка формирует пучок заряженных частиц диаметром порядка 20-30 мкм (при этом величина тока в нем не превышает одного микроампера). Поддерживать нужную толщину электронного луча удается посредством магнитного поля, создаваемого фокусирующими катушками.

Для его отклонения по вертикали и горизонтали используются две пары пластин с подаваемыми на них потенциалами, величина которых соответствует алгоритму формирования нужного изображения. А непосредственно перед мишенью устанавливается еще один электрод – сетка, посредством которой удается выравнивать электрическое поле по показателю напряженности. Помимо этого она используется в качестве своеобразного коллектора электронов, выбиваемых из мишени.

Видиконы как электронные приборы способны работать в двух режимах: с потоками из «медленных» и из «быстрых» электронов. В первом случае потенциал ускоряющего электрода несколько занижен. По этой причине заряженные частицы разгоняются не так быстро, как это происходит при работе с электронами, ускоряемыми повышенным напряжением. Подобное разделение необходимо в ситуациях, когда освещенность передаваемой картинки либо слишком велика, либо ее недостаточно для формирования качественного изображения. Выбор одного из режимов позволяет скорректировать естественную освещенность, изменяя ее в нужную сторону.

Механизм «снятия» видеосигнала в этих устройствах основан на разрядке отдельных элементов мишени за короткие промежутки времени между их переключениями. Он также предполагает их обязательную подзарядку во время аналогичных коммутаций отдельных ячеек приемного экрана. Для реализации этой процедуры полярность напряжения между мишенью и катодом с помощью электронных коммутаторов кратковременно меняет свой знак.

Видиконы, используемые в качестве устройств формирования изображения, имеют ряд недостатков, среди которых особо выделяется снижение чувствительности мишени с ростом освещенности передаваемой картинки. Этот минус – следствие нелинейности световой характеристики используемых фоторезисторов. Еще один недостаток этих изделий – большая инерционность, заметно проявляющаяся при низких уровнях освещенности.

Усовершенствованные видикон

Избавиться от недостатков, которыми обладают обычные устройства, удалось за счет замены фоторезистивных элементов мишени более совершенными полупроводниковыми приборами (фотодиодами). Первое изделие, собранное полностью на новейших для того времени элементах, получило название «плюмбиконы» (это связано с используемым материалом – окисью свинца PbO). По своей конструкции новый прибор ничем не отличался от видикона, за исключением вещества, из которого изготавливается мишень.

При производстве элементов этого устройства на проводящую подложку из двуокиси олова наносится тонкий слой окиси свинца толщиной порядка 10-20 мкм. К мишени подводится сравнительно небольшое положительное напряжение, отсчитываемое относительно катода. Развертка луча осуществляется с помощью сфокусированного пучка «медленных» электронов.

Плюсы усовершенствованных видиконов

К важнейшим преимуществам новой разновидности передающих трубок – плюмбиконов относят:

• Независимость чувствительности его элементов от содержания фиксируемой картинки.
• Линейность входной характеристики «свет-сигнал» в широком диапазоне освещенностей (более 3-х порядков).
• Максимальная приближенность спектральной кривой к аналогичной зависимости для чувствительности человеческого глаза.

Видиконы этого класса характеризуются низким уровнем электронных шумов, что особо важно при малых освещенностях (ток затемнения плюмбикона не превышает 10 в минус девятой степени ампера). Помимо этого инерционность этого устройства оказалась существенно меньше того же показателя для видиконов с фоторезистивной мишенью. Все перечисленные достоинства новой разновидности прибора – основная причина того, что он до сих пор широко применяется в системах передачи цветных изображений.

Кремниконы

Телевизионные видиконы имеют еще одну разновидность усовершенствованных устройств с полупроводниковой мишенью (так называемые «кремниконы»). Эти ПТТ характеризуются тем, что их проекционный экран изготовлен из кремниевых элементов (Si). В отличие от сплошной полупроводниковой мишени плюмбиконов, у новых изделий она набирается в виде мозаики большого числа фотодиодов.

При средней толщине пластины кремния в один дюйм ее удельное сопротивление составляет примерно 4-15 Ом/см. Фотодиоды располагаются на плоскости мишени со стороны, откуда направлен луч электронного прожектора. Их диаметр равен примерно 4-10 мкм, а расстояние между центрами полупроводниковых элементов (шаг мозаики) составляет 10-20 мкм.

При изготовлении мишени начальная толщина пластины делается в пределах 150-200 мкм. Затем на участках, расположенных ближе к центру, она вытравливается до 10-15 мкм. Образовавшееся при этом периферийное кольцо большей толщины обеспечивает прочность всей заготовки мишени. Она размещается на дне колбы таким образом, чтобы n-слой был обращен в сторону стеклянного окошка.

При работе прибора с фокусирующими магнитными пластинами луч сканирует поверхность мишени, заряжая обращенные к нему p-области до потенциала катода. Поскольку n-зоны имеют положительный потенциал (порядка 6-10 В), то диоды стабильно смещены в обратном направлении. В то время пока электронный луч «считывает» все элементы, они остаются в закрытом состоянии и при неосвещенной мишени разряжаются только за счет утечек. Величина напряжения обратного смещения на диодах почти не меняется за время считывания текущего кадра.

При попадании на кремниевую полупроводниковую мишень оптического изображения через входное окно в пластине кремния генерируются электронно-дырочные пары с разными зарядами. Под действием разницы их концентрации в области перехода дырки диффундируют в области, где их количество минимально. В результате этого смещения потенциал p-областей увеличивается, а собственные емкости диодов постепенно разряжаются.

В результате на этой стороне мишени формируется потенциальный рельеф, рисунок которого соответствует распределению освещенностей в картинке, проецируемой на экран. Если теперь просканировать такую поверхность электронным лучом –это приведет к увеличению заряда диодов до исходного уровня и воспроизведению изображения.

Похожие темы:

• Видеокамеры. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Vidicon Определение и значение — Merriam-Webster

значок видео ˈvi-di-ˌkän 

часто пишется с заглавной буквы

: трубка камеры, использующая принцип фотопроводимости

Примеры предложений

Недавние примеры в Интернете В конце концов, в этих миссиях была вся полезная нагрузка камеры: шесть телевизионных камер

vidicon , 2 камеры полного сканирования и 4 камеры частичного сканирования. — Эми Шира Тейтель, Discover Magazine , 4 мая 2018 г. Но самой захватывающей полезной нагрузкой была vidicon телевизионная камера, которая могла передавать один полный кадр каждые десять секунд. — Эми Шира Тейтель, Discover Magazine , 4 мая 2018 г. Оба космических корабля были спроектированы как устойчивые платформы для своих камер vidicon , которые использовали красный, зеленый и синий фильтры для получения полноцветных изображений. — Тим Фолгер, Scientific American , 18 июня 2022 г.

Эти примеры программно скомпилированы из различных онлайн-источников, чтобы проиллюстрировать текущее использование слова «видикон». Любые мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв об этих примерах.

История слов

Этимология

запись видео 2 + значок (скоп)

Первое известное использование

1950, в значении, определенном выше

Путешественник во времени

Первое известное использование видикона было в 1950 году

Посмотреть другие слова того же года Видиан

видикон

видимус

Посмотреть другие записи поблизости

Процитировать эту запись «Видикон».

Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/vidicon. По состоянию на 6 апреля 2023 г.

Copy Citation

Подпишитесь на крупнейший словарь Америки и получите еще тысячи определений и расширенный поиск — без рекламы!

Merriam-Webster без сокращений

седер

См. Определения и примеры »

Получайте ежедневно по электронной почте Слово дня!

---

Что появилось раньше?

• горячий прием или холодный прием ?

• горячий дубль холодный прием

Вы знаете, как это выглядит… но как это называется?

ПРОЙДИТЕ ТЕСТ

Сможете ли вы составить 12 слов из 7 букв?

ИГРАТЬ

Страница не найдена | Национальный музей авиации и космонавтики

Страница не найдена | Национальный музей авиации и космонавтики

Перейти к основному содержанию

Пожертвовать сейчас

Один музей, две локации Посетите нас в Вашингтоне, округ Колумбия, и Шантильи, штат Вирджиния, чтобы исследовать сотни самых значительных объектов в мире в истории авиации и космоса. Посещать Национальный музей авиации и космонавтики в Вашингтоне Центр Удвар-Хази в Вирджинии Запланируйте экскурсию Запланируйте групповое посещение В музее и онлайн Откройте для себя наши выставки и участвуйте в программах лично или виртуально. Как дела События Выставки IMAX Погрузитесь глубоко в воздух и космос Просмотрите наши коллекции, истории, исследования и контент по запросу. Исследовать Истории Темы Коллекции По требованию Для исследователей Для учителей и родителей Подарите своим ученикам Музей авиации и космонавтики, где бы вы ни находились. Учиться Программы Образовательные ресурсы Запланируйте экскурсию Профессиональное развитие педагога Образовательная ежемесячная тема Будь искрой Ваша поддержка поможет финансировать выставки, образовательные программы и усилия по сохранению. Давать Становиться участником Стена чести Способы дать Провести мероприятие

О

отдел новостей

Поддерживать

Втягиваться

Контакт

Провести мероприятие

Будьте в курсе последних историй и событий с нашей рассылкой

Национальный музей авиации и космонавтики

6-я улица и проспект Независимости SW

Вашингтон, округ Колумбия 20560

202-633-2214

10:00 — 17:30

Требуются бесплатные временные пропуска

Центр Стивена Ф.