Nguyên lý truyền hình

Truyền hình là hệ thống phát và thu hình ảnh và âm thành bằng những thiết bị truyền dẫn tín hiệu từ qua cáp, sợi quang và quan trọng nhất là sóng điện từ.

Những hệ thống truyền hình thật sự đầu tiên bắt đầu đi vào hoạt động chính thức trong thập niên 40 của thế kỷ này, không lâu sau khi khái niệm "truyền hình" được sử dụng với nghĩa như chúng ta vẫn hiểu ngày nay. Ngành truyền hình thế giới đã phải trải qua một thời gian dài phát triển mới có được thành tựu đó.

Năm 1873, nhà khoa học người Scotland James Cleck Maxwell tiên đoán sự tồn tại của sóng điện từ, phương tiện chuyền tải tín hiệu truyền hình.

Cùng năm này, nhà khoa học người Anh Willoughby Smith và trợ lý Joseph May chứng minh rằng điện trở suất cảu nguyên tố Selen thay đổi khi được chiếu sáng. Phát minh này đã đưa ra khái niệm "suất quang dẫn", nguyên lý hoạt động của ống vidicon truyền ảnh. 15 năm sau, năm 1888, nhà vật lý người Đức Wihelm Hallwachs tìm ra khả năng phóng thích điện tử của một số vật liệu. Hiện tượng này được gọi là "phóng tia điện tử", nguyên lý của ống orthicon truyền ảnh.

Mặc dù nhiều phương thức chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện tử đã được phát minh và hoàn thiện nhưng hệ thống truyền hình đầu tiên vẫn chưa đủ điều kiện để ra đời. Vấn đề cốt yếu là dòng điện tạo ra còn yếu và chưa tìm sđược một phương pháp khuyếch đại hiệu quả. Mãi cho tới năm 1906, khi Lee De Forest, một kỹ sư người Mỹ đăng ký sáng chế ống triode chân không thì vấn đề mới được giải quyết.

Năm 1884, kỹ sư Paul Nipkow chế tạo thành công thiết bị thực nghiệm truyền hình đầu tiên, đĩa Nipkow. Ông đặt chiếc đĩa có đục lỗ theo hình xoáy ốc phía trước một bức tranh được chiếu sáng. Khi quay đĩa, lỗ thủng đầu tiên quét qua điểm cao nhất của bức tranh, lỗ thứ hai quét thấp hơn lỗ đầu tiên một chút, lỗ thứ 3 lại thấp hơn chút nữa,… và cứ như vậy cho tới tâm bức tranh. Để thu được hình ảnh, Nipkow quay chiếc đĩa, sau mỗi vòng quay, tất cả các điểm của bức tranh lần lượt hiện lên. Những chiếc đĩa tương tự quay ở điểm nhận. Khi tốc độ quay đạt 15 vòng/'giây, ánh sáng đi qua hệ thống đĩa tái tạo được hình ảnh tĩnh của bức tranh.

Thiết bị của Nipkow được sử dụng mãi tới thập kỷ 20 của thế kỷ này. Sau đó kỹ thuật truyền ảnh tĩnh dựa trên hệ thống đĩa Nipkow được Jenkins và Baird tiếp tục hoàn thiện. Những hình ảnh thu được tuy còn thô nhưng đã có thể nhận ra. Thiết bị thu vẫn sử dụng đĩa Nipkow đặt phía trước một ngọn đèn được điểu khiển độ sáng bằng tin hiệu từ bộ phận cảm quang phía sau đĩa ở thiết bị phát. Năm 1926 Baird công bố một hệ thống truyền ảnh tĩnh sử dụng đĩa Nipkow 30 lỗ.

Kỹ thuật này được gọi là phương pháp quét cơ học, hay phương pháp phân tích cơ học.