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ＴＶの仕組みを教えてください
すごく、初歩的な質問です。 ＴＶって電波をアンテナで受信して映りますよね。 そもそも、電波も分からないし、なぜ映像になるのかも分かりません。 詳しく解説お願いします
- kippei0715
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質問者が選んだベストアンサー
こんにちは。 さて、これはまたたいへんなご質問ですね。質問者さんの現在の知識レベルがわからないのですが、思い切って単純なご説明を試みてみましょう。これにより、他の方の説明や他のいささか高度なホームページを理解する上で助けになればよいのですが。 テレビは大変に複雑で、いろいろな要素が組み合わされています。このため、「テレビには特定の発明者がいない」と言われているほどです。それでも、何とか模式化して紹介してみましょう。 ポイントは、「四角い絵を細かい点に分解し、順序よく一列に並べて送り、もういちど四角く並べ直す」 ○ 四角い白い地に大きな黒い丸がある、1m四方ほどの旗（白黒版の日の丸）の絵を送ることを考えてみましょう。ここで、キャッシュカードに直径１ｃｍほどの穴を開けた道具も想像してみます。 ○ 旗の白い部分にカードを置けば穴は白くなりますし、黒い部分にカードを置けば穴は黒くなります。この穴に、「光センサー」を貼り付けてみます。光センサーは10円玉ほどの大きさに電線が2本出ている部品を想像してください。明るい光をあてると電線に強い（大きな電圧。例えば１０ｖ）電気があらわれ、暗い（光が少ない）と小さな電圧（例えば１ｖ）が出ます。光センサー付きのカードを、旗の上下中央くらいの高さで左から右に引きずると、旗の白い部分を通過するときには１０ｖが、黒い部分では１ｖが出ます。 ○ このカードを、旗の左上から真横に1秒かけて引きずり、更に一度1cm下げてまた左から右に引きずりｒ・・・を繰り返すと、 縦が１ｍ（１００ｃｍ）ですから、約100秒で全体を引きずり終わり、100秒の間に電圧は１０ｖだったり、1vだったりと切り替わります。 （この、センサーを順序よく引きずる動きを走査（スキャン）と言います） ○ この電線に、長い電線をつなぎ、その先に電球をつなぐと、電球は明るくなったり、暗くなったりします。そして、その電球を、１ｍ四方の木枠の中で、おもちゃの自動車につけて走らせます。あらかじめルールを伝えておき、カードが引きずられるのと同じタイミングで1秒に1回、左から右に向けて繰り返し走らせ、少しずつ下にずらします。すると、ゆっくりではありますが、日の丸と同じ形で、明るい・暗いの模様が浮かびます。 ○ もちろん、100秒もかけていたのでは、自動車につけたランプの明るさが変化するだけで全体が日の丸の形には見えませんが、これを高速化し、1秒で全部描き終わるくらいのスピードにすると、人間の目の「残像効果」で日の丸の形に見えるようになります。 これがテレビの最も基本である、「電線で絵を送る」の原理であり、ファクシミリも同じ原理です。基本はこれだけ・・・・ さらに本物のテレビは次のような点で改良が加えられています。 ・ 本物のテレビでは1枚の絵を描くのに１／３０秒！毎秒３0枚も描いています。こうすることにより、ぱらぱら漫画の原理で「動く絵」が送れます。一方、撮影場所と映像を見る場所とで1枚ごとの絵の描き始めのタイミングを合わせる「同期」が重要になるため、特に強い電気を使った「同期信号」を上手に混ぜ込むことにしています。 ・ また、放送では電線の代わりに「電波」を使っていますね。電波の原理は省略しますが、明るい部分は「強い電波」、暗い部分は「弱い電波」というように電気の強さを変える点では同じです。 ・ 映像を取り込むのも、1個の光センサーを引きずる代わりに、小さな光センサーをあらかじめ百万個も並べた数センチ四方の半導体の板（撮像素子）を作って、旗から出た「旗の形」の光をレンズで集めてこの板を照らし、各小センサーの電気を順番に高速で切替えます。（これがテレビカメラ。なお、ファクシミリでは相変わらずラインセンサーという光センサーを紙の上で引きずっています） ・ 映像を写し出すのも、例えば、「ブラウン管」では、小さな光る点を（おもちゃの自動車ではなく）「電子のビームを磁力を使って」走らせていましたが、「プラズマテレビ」では、テレビ画面が小さな電球を百万個もならべた板になっており、それぞれの光具合で絵になります。 （開発初期のテレビでは、おもちゃの自動車でこそないものの、本当にランプとモーターの組み合わせで絵を表示していました） ・ また、人間に見えるすべての色が「赤」「青」「緑」の3つの色の混ぜ合わせだけで作れることがわかったので、絵を送る同じ仕組みを3系統作ることでカラーテレビになりました。（テレビの画面はよく見ると赤ランプ、青ランプ、緑ランプが交互に並んでいますし、撮像素子も小さな一個一個のセンサーが各色に染め分けてあります。電線も開発初期は3本必要でしたが、「色副搬送波」という特別な工夫により、1本で済むようになりました） さてさて、長くなってしまいましたがご質問の趣旨に合っているでしょうか。 お役に立てば幸いです。
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- hkd9001
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こんにちは。 そうですね、では まず白黒テレビの原理をご説明しましょう。これがわかれば、あとはこれにカラー信号が加わると考えればよいです。 （１）アンテナからＴＶへ まず、アンテナで捕らえられた電波は、高周波信号となってＴＶへ取り込まれます。 （２）チューナー 取り込まれた高周波信号には、たくさんのＴＶ局からの放送信号が混ざって入っていますので、この中から自分の見たいＴＶ局からの放送信号だけを取り出す必要があります。これがチューナーの働きです。ＴＶのチャンネルボタンは、このチューナーにつながっています。 （３）映像と音声を分ける 自分の見たいＴＶ局からの信号だけを取り出すことができても、これだけでは まだ番組を見ることはできません。それは、この信号には映像と音声が混ざって入っているからです。そこで、専用の回路により映像と音声とを分けます。 音声出力のほうはアンプを通じてスピーカーにつながっています。これで、音が聞けるわけです。ちなみにボリューム（音量調節）は、このアンプにつながっています。 映像出力のほうは、もうすこし処理が必要となります… （４）同期信号の はなし ＴＶの映像は、原理的には一秒間に３０枚の静止画を送ることによって成り立っています。動いて見えるのは、映画と同じ理屈です。では、この静止画１枚を送る場合、ＴＶではどのような方法をとっているのでしょうか。 いま、ここに１枚の絵（モノクロ）があるとします。これを上の端から、横方向に細～く切っていくと、幅の うんと狭い紙テープがたくさんできます。これを順番につなげて、長～い１本のテープをつくります。ＴＶの映像送信は、まさに、このテープを繰り出して相手に送ってゆくのと同様の動作を、電気回路のはたらきで行なっているのです。 受ける側では、このテープを１本１本に切りはなし、順番にならべて台紙に貼ってゆけば、もとの絵が得られるはずです。しかし実際には電気回路で行なっているので「１本１本の区切りは どこ？」「１枚の静止画の終わりは どこ？」の情報がないと、もとの絵を正しく組み立てることはできません。そこでＴＶでは「同期信号」というものを設け、さきの、絵そのものの中身である「濃淡の信号」と重ねて送信するわけです。なお同期信号には２種類あり「１本１本の区切り」を「水平同期信号」、「１枚の静止画の終わり」は「垂直同期信号」と呼んでいます。 （５）そして、映像へ さて（４）までのプロセスで、表示装置であるブラウン管（または液晶やプラズマ）に絵を映し出す準備がようやく整いました。表示回路は「濃淡信号」「水平／垂同期信号」をたよりに、もとの絵をうまく映し出すようなしくみになっています。原理としては、これらの信号を「どんな明るさ（濃淡）の光の点を」「ヨコ方向の どの位置の」「タテ方向の どの位置に」表示させるか、という情報に変換し、表示しているのです。 以上を踏まえて、ネット検索とか いろいろやってみてください。ずっとよく理解できるはずです。 おそまつ…（笑）
- esezou
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kippei0715さん、こんにちは。 地上波アナログ前提、大雑把で不正確な表現です、それぞれの用語は別に調べるか別質問してください。 ＴＶ放送信号はアナログシリアル伝送です。伝送は放送局から、搬送波と呼ぶ高周波で変調し、送信します。送信は搬送波信号をアンテナに給電すると、電波として空中に放射されます。 輝度信号は明るいと大きな信号、カラー信号は、バースト基準信号からの位相（差）により伝送します。 ラジオと同じＡＭ変調により輝度音声信号を、水平垂直タイミング、カラー情報を重畳して伝送します。 受信器（ＴＶ）は、、タイミング信号を分離し画面を垂直方向に約５００分割し、画面左上から右へ、下方向に順次、輝度カラー情報を約５００本再生します、これを水平走引と言います。本当は約２５０本づつ２回走引します、インターレースといいます。画面（ＣＲＴ）を良く見ると、横線がたくさん見えるでしょう。液晶はメモリに蓄えてから表示しますので、ドットとして表現されます。 水平走引が、画面右下にくると、走引は左上に戻ります。（主）垂直走引で、分離したタイミング信号で行います。 水平走引中は、輝度信号に従い明るさを、カラー信号に従い色を、それぞれ表現します。 ＣＲＴなら電子銃と蛍光体とシャドウマスク、液晶ならバックライト、液晶本体、カラーフィルタが表現の主体です。 日本のＴＶ信号はＮＴＳＣという規格ですので、検索して調べれば正確な情報が得られるでしょう。 電波についてはここでは述べきりませんが、アンテナに高周波信号が印加されると空中に電波として放射されることだけ理解してください。 ご参考ください。
ここでテレビの仕組みを全て知ろうとするのは無理です。全て解説するには１冊の本でも足りないと思います。 取りあえずキーワード「テレビの仕組み」で検索してみて下さい。 それで色々調べてみて、分からないことがあれば個々に質問しましょう。
お礼
締め切りが遅れて申し訳ありませんでした。 まとめてお礼させていただきます。 ありがとうございました！