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テレビはいったいどんな仕組みで映像を映し出すのでしょう？
このページでは、放送局で映像が作られてから家庭に届く過程を、それぞれの仕組みを交えながら紹介したいと思います。ちなみにここでは、ブラウン管のテレビを例に説明しています。 |
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| 映像（電気信号）の作成 |
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| まずは放送局。テレビカメラで撮影された映像は、プリズムをとおしてR（赤）・G（緑）・B（青）に分解され、CCDによって電気信号に置き換えられます。 |
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| 電波を送信する |
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| このままの電気信号では、とても弱いので家庭に届けられません。その為、変調という処理で、高周波の搬送波にのせて発信されます。 |
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| 電波は、このような変調作業を経て、高周波の搬送波にのせられます。その後高い所（テレビ塔や東京タワーなど）に設置された送信アンテナから、電波として空中に発射されます。 |
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| ご覧のとおり電波は"波"ですが、アンテナの周りにはラジオ・携帯電話など様々な電波が飛び交っています。その中でも特定の周波数に共振して、大きな電流を誘起できるものが、その種のアンテナといえます。 |
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| ここで実験（共振・共鳴） |
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| ピアノをお持ちの方は、是非お試しください。電波や音波には周波数が一致するものや、倍の周波数、3倍の周波数に反応して共に振動（共振・共鳴）する性質があります。そこでまず、ピアノの中央付近の"ド"の鍵盤をゆっくり押し下げてください（音が出ないように）。次に先ほどの鍵盤を押さえたまま、その1オクターブ上の"ド"の鍵盤を、こんどは短く打鍵して見てください。後から叩いた鍵盤から手が離れているのに、かすかに音が鳴っているのが確認できますか？これが共鳴現象です。この音は、最初に音を出さないように押さえた鍵盤の弦が振動している音です。
最初に押さえた鍵盤の弦の振動数は523.251Hz、後から叩いた鍵盤の弦の振動数は1046.502Hzですが、ピアノの弦は弦の全長でもっとも強く振動しますが、さらに全長の1/2、1/3……そして無限に小さい部分で複雑な振動をしています。その為、基本振動以外に整数倍の振動数を持つ弦が、2倍の振動数（弦の長さが半分）に共鳴して音が鳴ったというわけです。
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| アンテナを選ぶ |
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本題に戻りましょう。
例えば、テレビのアンテナであれば、受信したいチャンネルの波長の半分に短縮率0.95をかけた長さが、そのチャンネルのアンテナになります。（理論的な数値より少し短めの方がより良く共振する為）
しかしそう考えると、チャンネルごとにアンテナが必要になるのでしょうか？ 答えはYESです。が、それでは屋根の上がアンテナだらけになってしまう為、通常は
FMからVHFLOW(1〜3ch)までのものや、
VHFLOW（1〜3ch）〜VHFHI（4〜12ch）
などのアンテナが使われています。この場合、やはり多少の犠牲が必要になります。
物によっては、1・2・3ch専用アンテナなどもあります。この場合のアンテナの長さは、1〜3chまでの周波数帯域の、ちょうど中間程度の長さになっています。
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| 受信アンテナによって捉えられた電波は、同軸ケーブルをとおって各部屋のテレビへ送られます。 |
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| テレビによる画像再生 |
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| 前述のとおり、アンテナには複数のチャンネルの電波によって、電流が誘起しています。この中から特定の周波数をチューナーによって得ます。チューナーによって得られたチャンネルは、音声検波、映像検波によって、搬送波と電気信号に再び分解されます。
ここから音声信号は増幅されてスピーカーへ、輝度信号はマトリクス回路へ、色差信号はそれぞれに分かれてマトリクス回路へ、同期信号は同期回路から垂直偏向・水平偏向に分解され偏向ヨークへと進みます。
ここで簡潔に触れますが、色差信号とはそれぞれの色信号から明るさを引いたもので、この3色の相関関係からG（緑）-Y（輝度信号）については、計算式で求められることから、実際に搬送される色差信号はR（赤）-Y、B（青）-Yの2色の合成ベクトル（大きさと角度の情報）のみを送信（受信）しています。
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| このマトリクス回路で生成された映像信号が、電子銃によってブラウン管後部からブラウン管前面に向かって発射され、偏向ヨーク（電磁コイル）によって曲げられます。ブラウン管前面にはR・G・Bの蛍光塗料が塗ってあり、電子ビームが当たると発光する仕組みになっています。電子銃は画面の左上から右下に走査し、テレビ画面の走査線525本（NTSC方式）を、わずか30分の1秒で表示します。画面の一番右下まで走査し終わると1枚の絵が完成し、1秒間に30枚の絵がパラパラ漫画のように映し出されます。
実際は、インターレース（飛び越し走査）といって、1行おきに映し出されている為、画面左上から右下までの走査を1秒間に60回行っていることになります。
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