miniaturadaimagem|upright=1.4|Mulher assistindo a um receptor de televisão de varredura mecânica caseiro em 1928. O "televisor" (à direita) que produz a imagem usa um disco giratório de metal com uma série de furos, chamado disco de Nipkow, em frente a uma lâmpada de néon . Cada furo no disco que passa em frente à lâmpada produz uma linha de varredura que compõe a imagem. O sinal de vídeo da unidade receptora de televisão (esquerda) é aplicado à lâmpada neon, fazendo com que seu brilho varie com o brilho da imagem em cada ponto. Este sistema produziu uma imagem laranja escura quadrado, com 48 linhas de varredura, a uma taxa de quadros de 7,5 quadros por segundo. Televisão mecânica ou televisão com varredura mecânica é um sistema de televisão obsoleto que depende de um dispositivo de varredura mecânica, como um disco giratório com furos ou um tambor de espelho giratório, para escanear a cena e gerar o sinal de vídeo, e um dispositivo mecânico semelhante em um receptor para exibir a imagem. Isso contrasta com a tecnologia de televisão eletrônica de tubo de vácuo, que utiliza métodos de varredura por feixe de elétrons, por exemplo, em televisores de tubo de raios catódicos (CRT). Posteriormente, modernos monitores de cristal líquido (LCD) de estado sólido e monitores LED são agora usados para criar e exibir imagens de televisão.
Métodos de varredura mecânica foram usados nos primeiros sistemas experimentais de televisão nas décadas de 1920 e 1930. Uma das primeiras transmissões experimentais de televisão sem fio foi feita por John Logie Baird em 2 de outubro de 1925, em Londres. Em 1928, muitas estações de rádio transmitiam programas experimentais de televisão usando sistemas mecânicos. Porém a tecnologia nunca produziu imagens de qualidade suficiente para se tornarem populares entre o público. Os sistemas de varredura mecânica foram amplamente substituídos pela tecnologia de varredura eletrônica em meados da década de 1930, que foi usada nas primeiras transmissões de televisão comercialmente bem-sucedidas, que começaram no final da década de 1930 no Reino Unido. Nos Estados Unidos, estações experimentais como W2XAB na cidade de Nova York começaram a transmitir programas de televisão mecânica em 1931, mas interromperam as operações em 20 de fevereiro de 1933, até retornarem com um sistema totalmente eletrônico em 1939.
História
Pesquisa inicial As primeiras técnicas mecânicas de varredura raster foram desenvolvidas no século XIX para fac-símile, a transmissão de imagens estáticas por fio. Alexander Bain introduziu a máquina de fac-símile em 1843 a 1846. Frederick Bakewell demonstrou uma versão funcional em laboratório em 1851. O primeiro sistema prático de fac-símile, funcionando em linhas telegráficas, foi desenvolvido e colocado em serviço por Giovanni Caselli a partir de 1856.Huurdeman, p. 149 The first telefax machine to be used in practical operation was invented by an Italian priest and professor of physics, Giovanni Caselli (1815–1891).Beyer, p. 100 The telegraph was the hot new technology of the moment, and Caselli wondered if it was possible to send pictures over telegraph wires. He went to work in 1855, and over the course of six years perfected what he called the "pantelegraph." It was the world's first practical fax machine.
Em 1885, Henry Sutton em Ballarat, Austrália projetou o que chamou de telefano para transmissão de imagens via fios telegráficos, baseado no sistema de disco giratório de Nipkow, fotocélula de selênio, prismas de Nicol e célula de efeito Kerr. O projeto de Sutton foi publicado internacionalmente em 1890.1885 Telephane system diagrams – Telegraphic Journal and Electrical Review 7 November 1890 Um relato de seu uso para transmitir e preservar uma imagem estática foi publicado no Evening Star em Washington em 1896.Pictures by Wire, The Evening Star, (Saturday, 16 October, 1896), p.3.
direita|miniaturadaimagem| Ernst Ruhmer demonstrando seu sistema experimental de televisão, que era capaz de transmitir imagens de 5 × 5 pixels de formas simples através de linhas telefônicas, usando um receptor de célula de selênio de 25 elementos (1909)"Another Electric Distance-Seer", Literary Digest, September 11, 1909, page 384.
A primeira demonstração da transmissão instantânea de imagens foi feita por um físico alemão, Ernst Ruhmer, que organizou 25 células de selênio como elementos de imagem para um receptor de televisão. No final de 1909, ele demonstrou com sucesso na Bélgica a transmissão de imagens simples através de um fio telefônico do Palácio da Justiça em Bruxelas para a cidade de Liège, a uma distância de 115 quilômetros. Esta demonstração foi descrita na época como "o primeiro modelo funcional de aparelho de televisão do mundo"."Seeing by Wire", Industrial World, January 31, 1910, pp. viii-x (reprinted from the London Mail). O número limitado de elementos fazia com que seu dispositivo só fosse capaz de representar formas geométricas simples e o custo era muito alto; a um preço de 15 libras esterlinas (45 dólares) por célula de selênio, ele estimou que um sistema de 4 mil células custaria 60 mil libras (180 mil dólares) e um mecanismo de 10 mil células capaz de reproduzir "uma cena ou evento que requer o fundo de uma paisagem" custaria 150 mil libras (450 mil dólares). Ruhmer expressou a esperança de que a Exposição Universal e Internacional de Bruxelas de 1910 patrocinaria a construção de um dispositivo avançado com um número significativamente maior de células, como vitrine da exposição. No entanto, a despesa estimada de 250 mil libras (750 mil dólares) revelou-se demasiado elevada.Ibid.
A publicidade gerada pela demonstração de Ruhmer estimulou dois cientistas franceses, Georges Rignoux e A. Fournier em Paris, a anunciar pesquisas semelhantes que vinham conduzindo."Television on the Way", Kansas City Star, January 30, 1910, p. 20C. (Reprinted in American Broadcasting, edited by Lawrence W. Lichty and Malachi C. Topping, 1976, pp. 45-46.) Uma matriz de 64 células de selênio, conectadas individualmente a um comutador mecânico, serviu como retina eletrônica. No receptor, um tipo de célula Kerr modulava a luz e uma série de espelhos de vários ângulos presos à borda de um disco giratório escaneava o feixe modulado na tela. Um circuito separado regulou a sincronização. O 8 x A resolução de 8 pixels nesta demonstração de prova de conceito foi suficiente apenas para transmitir claramente as letras individuais do alfabeto."Television 'In Sight'", The Literary Digest, January 2, 1910, pp. 138-139. Uma imagem atualizada foi transmitida “várias vezes” a cada segundo.Henry de Varigny, "La vision à distance ", L'Illustration, Paris, December 11, 1909, p. 451.
Em 1911, Boris Rosing e seu aluno Vladimir Zworykin criaram um sistema que usava um scanner mecânico de tambor espelhado para transmitir, nas palavras de Zworykin, "imagens muito grosseiras" através de fios para o "tubo Braun " (tubo de raios catódicos ou "CRT") no receptor. Imagens em movimento não foram possíveis porque, no scanner, “a sensibilidade não era suficiente e a célula de selênio estava muito defasada”.R. W. Burns, Television: An International History of the Formative Years, IET, 1998, p. 119. .
Demonstrações de televisão direita|miniaturadaimagem|O disco de Nipkow. Este esquema mostra os caminhos circulares traçados pelos furos, que também podem ser quadrados para maior precisão. A área do disco destacada em preto mostra a região verificada.
Quando era um estudante universitário alemão de 23 anos, Paul Julius Gottlieb Nipkow propôs e patenteou o disco de Nipkow em 1884.Shiers, George and May (1997), Early Television: A Bibliographic Guide to 1940. Taylor & Francis, pp. 13, 22. . Este era um disco giratório com um padrão espiral de furos, de modo que cada furo escaneava uma linha da imagem. Embora ele nunca tenha construído um modelo funcional do sistema, o "rasterizador de imagem" do disco giratório de Nipkow foi o mecanismo chave usado na maioria dos sistemas de varredura mecânica, tanto no transmissor quanto no receptor.Shiers & Shiers, p. 13, 22.
Constantin Perskyi cunhou a palavra televisão num artigo lido no Congresso Internacional de Eletricidade, na Feira Mundial Internacional de Paris, em 24 de agosto de 1900. O artigo de Perskyi revisou as tecnologias eletromecânicas existentes, mencionando o trabalho de Nipkow e outros."Télévision au moyen de l'électricité", Congrès Inographs by Telegraph", The New York Times, Sunday Magazine, September 20, 1907, p. 7. No entanto, foi a invenção em 1907 da primeira válvula amplificadora, o triodo, de Lee de Forest, que tornou o design prático."Sending Photographs by Telegraph", The New York Times, Sunday Magazine, September 20, 1907, p. 7.
O inventor escocês John Logie Baird construiu em 1925 alguns dos primeiros protótipos de sistemas de vídeo, que empregavam o disco de Nipkow. Em 25 de março de 1925, Baird fez a primeira demonstração pública de imagens de silhuetas em movimento na televisão, na loja de departamentos Selfridge's, em Londres. Como os rostos humanos tinham contraste inadequado para aparecer em seu sistema primitivo, ele transmitiu pela televisão um boneco de ventríloquo chamado "Stoky Bill" falando e se movendo, cujo rosto pintado tinha maior contraste. Em 26 de janeiro de 1926, ele demonstrou a transmissão da imagem de um rosto em movimento por rádio. Esta é amplamente considerada a primeira demonstração de televisão pública do mundo. O sistema de Baird usou o disco de Nipkow tanto para escanear a imagem quanto para exibi-la. Um assunto bem iluminado foi colocado na frente de um disco de Nipkow giratório com lentes que varriam imagens através de uma fotocélula estática. A célula de sulfeto de tálio (thalofide), desenvolvida por Theodore Case nos Estados Unidos, detectou a luz refletida do sujeito e a converteu em um sinal elétrico proporcional. Este foi transmitido por ondas de rádio AM para uma unidade receptora, onde o sinal de vídeo foi aplicado a uma luz neon atrás de um segundo disco de Nipkow girando sincronizado com o primeiro. O brilho da lâmpada neon variava proporcionalmente ao brilho de cada ponto da imagem. À medida que cada furo no disco passava, uma linha de varredura da imagem era reproduzida. O disco de Baird tinha 30 furos, produzindo uma imagem com apenas 30 linhas de varredura, apenas o suficiente para reconhecer um rosto humano. Em 1927, Baird transmitiu um sinal por mais de 700 quilômetros de linha telefônica entre Londres e Glasgow. Em 1928, a empresa de Baird (Baird Television Development Company/Cinema Television) transmitiu o primeiro sinal de televisão transatlântico, entre Londres e Nova York, e a primeira transmissão de costa para navio. Em 1929, ele se envolveu no primeiro serviço experimental de televisão mecânica na Alemanha. Em novembro do mesmo ano, Baird e Bernard Natan da Pathé fundaram a primeira empresa de televisão da França, a Télévision- Baird -Natan. Em 1931, fez a primeira transmissão remota ao ar livre, do The Derby.J. L. Baird, "Television in 1932", BBC Annual Report, 1933.
O inventor estadunidense Charles Francis Jenkins também foi o pioneiro da televisão. Ele publicou um artigo sobre "Motion Pictures by Wireless" em 1913, mas foi somente em dezembro de 1923 que transmitiu imagens de silhuetas em movimento para testemunhas e foi em 13 de junho de 1925 que demonstrou publicamente a transmissão sincronizada de imagens de silhuetas. Em 1925, Jenkins usou o disco de Nipkow e transmitiu a imagem da silhueta de um moinho de vento de brinquedo em movimento, a uma distância de 8 quilômetros de uma estação de rádio naval em Maryland até seu laboratório em Washington, DC, usando um scanner de disco com lente e resolução de 48 linhas."Radio Shows Far Away Objects in Motion", The New York Times, June 14, 1925, p. 1.