电视的眼睛——摄影管

据说在古代一个国王的花园里有口很深的井，井底有一面神秘的镜子。假如有人跳进井里去，使能从镜子里看到地球上种种有趣的事情，好像这些事情就发生在自己面前一样。

从前的神话今天已经变成了事实。人们并没有去找这面神秘的镜子，但是却发明了“电视”。用不着冒险跳井，坐在自己家里对着接收机看电视节目，就好像自己真的看到了远处人物的活动。其实真正接触景物的是发送方面的“摄影管”——电视的眼睛。摄影管能够把活动着的景物变为一系列的脉动电流，利用电磁波播送出去再被接收还原成为景物。

我们知道任何景像是由许多明亮度不同的像素所组成的。电视摄影管用电的方法表现整个景像，就是因为它能够用电的方法分别表现出不同的“像素”来。

要了解电视摄影管的作用还得先谈谈“光电管”和“阴极射线管”原理。

光电管是一种转变光能为电能的电子管（图1）。管内中央的金属环是阳极，管壁上涂着的一层硷土金属是阴极。阴极一受到光的照耀即放出电子，飞到阳极管里便有了电流，这电流的大小和光线的强弱成正比。

如果在管外紧贴阴极插进一块金属板，组成一个电容器C（图2），那么当光线射到光电管上时，管里有电流，这电容器就被充电。充电的多少，决定于电流的大小，如果经过一个开关S，我们和C并联上电阻R（图3），当开关S闭合时，电容器放电的电流在R上所产生的电压很显然的是和光电管感光的强度成正比的。

假如有六个这样的光电管，照图4连接起来。加一转接开关S\(_{r}\)。当Sr轮流接通各个电容器时，它们便轮流放电，那时电阻R上的电压就分别和相应的光电管受光的强度成正比。

当光电管的数目无限增加时，要使每个光电管轮流放电，靠机械的转换开关，实际上是很困难的，我们这时就需采用一种“电子注开关”。

阴极射线管内电子枪（图5）所发射的阴极射线（即由电子组成的电子注），在两对偏转电极（图上示一种电磁型的）的作用下，可以产生水平的或垂直的偏转。电磁型电极线圈里有电流时，管内便有磁场，电子注穿过磁场会改变运动的方向，所以产生了上述水平和垂直的偏转。控制两对线圈的电流，就可使射线注有规则的落到萤光幕上不同的地点。

假设在萤光幕的位置，我们放上了光电管，当光线使C充电时，阴极K就失去了电子，这时如果把电子注射到K上，K就会吸收电子，等于让电容器C放电一样。

我们还可以在阴极射线管里装下只一个光电管；公用较大的金属板A，例如装进去了十六个光电管，分四行，每行四个，它们的阴极嵌在一块绝缘的云母板上，因此组成了一个感光面（图6）。

如果由一张画片来的光线，经过透镜射到这感光面上，随着画片上的明暗部分，光电管有的感光强，有的感光弱。这时每个光电管和其后金属板所组成的电容器，被充上不同的电荷。只要控制偏转极上线圈里的电流，使阴极射线注逐行扫过感光面，这些电容器便依次放量（图7），放电电流在负载电阻R上构成表现画片的脉动“信号电压”，它的瞬时值是和正被扫描的光电管阴极感光后的电荷量有关的。

只用十六个光电管，等于把景像分成十六个像素，表现景物还不够清楚，实际上要分为几十万个像素，才相当清楚，但是如何来把这几十万个光电管都装进阴极射线管呢？

在阴极射线管里同时装上数千万个小光电管的电子管，便是电视摄影管（图8）。在管的后面有一块垂直的薄云母板，叫做“镶嵌板”，它的前表面覆盖着一层球状小银粒，这些小银粒直径很小（0.005—0.01公厘），彼此绝缘，都具有光电特性，整个镶嵌板好像数千万个光电管的阴极，镶嵌板的后表面涂着一层导电体（金属或胶状石墨），叫做信号板，它和负载电阻R相接。信号板和每个小银粒间有电容量（每平方公厘的信号板与平方公厘小银粒间的电容约等于10O微微法），组成一个单元电容器，这数目庞大的单元电容器的作用，和前述几个回路里的电容器是完全相似的。

在管的内壁上涂有一层导电体，如图中阴影线所示，它是电子枪的第二阳极，同时收集由镶嵌板射出的因初次感光放射出来的电子和受电子注冲击放射出的二次电子。所以称为收集电极（我们不拟在这里详细分析二次电子的影响）。

物像的光通过透镜射到镶嵌板上，使每个单元电容器同时充电，各带有正电荷。当阴极射线注（直径约0.2公厘，同时可遮盖数百个小银粒）沿镶嵌板逐行扫描时，各单元电容器便轮流放电，整个物像这时表现得十分精细，成为脉动很快的“像频电流”。由于阴极射线注亳无惰性，运动的速度很快，每分钟可以扫描很多画片，甚至可以传送继续活动的人物形像。

电视摄影管的种类很多，灵敏度失真度各有不同，但原理都是大同小异的。(谢绪恺)