TV-Geschichte

Anfänge und Grundlagen

Röhrenfernseher, der verstaubt

Sie werden immer seltener, jene Röhrenfernseher, die einst eine mediale Revolution ausgelöst hatten

Eine der technischen Erfindungen, die unsere Wahrnehmung und Kultur besonders stark beeinflusst haben, ist das Fernsehen. Seine Anfänge liegen schon mehr als ein Jahrhundert zurück. Beflügelt durch die ersten Experimente mit Morsetechnik und Telefon dachten die Menschen schon früh über die Bildübertragung von einem Ort an einen entfernten anderen Ort nach.

 

Fotozelle- Licht in Spannungsveränderung

1873 etwa machte der Engländer Willoughby Smith die Entdeckung, dass Selen durch Lichtveränderung seinen Widerstand veränderte. Die Grundlage einer Fotozelle war gelegt.

 

„Le Télectroscope“, der Photo-Telegraph

Schon 1877 hatte der Franzose Senlecq die Idee, Bilder oder Objekte über ein Fotozellenfeld abzutasten und an anderer Stelle durch ein Glühlämpchenfeld wiederzugeben. Jede Fotozelle wurde per Kabel mit einer Glühlampe verbunden. Dabei wurde das Abbild durch eine Linse auf die Fotozellen geworfen.

Ein cleverer Gedanke, warum hat sich das Prinzip nicht durchgesetzt?

 

Welch ungeheurer Aufwand das war, zeigte sich als die deutsche Firma Telefunken das Verfahren tatsächlich aufbaute. Eine Auflösung von 100 X 100 Punkten (entspricht Pixeln in der heutigen Zeit) bedeutete 10.000 Glühlämpchen und entsprechend viele Kabelverbindungen. Das Prinzip bestand aus einem System aus Sensoren, einer Übertragungsstrecke (Kabel) sowie einer Wiedergabeseite.

 

Paul Nipkow und die Scheibe

Der Naturwissenschaftler der in Berlin studierte, hatte schon früh klare Vorstellungen von der Bildübertragung. Er ließ sich 1884 ein System patentieren, welches auf der Idee gründete, ein Bild nicht wie bei Senlecq gleichzeitig, sondern in Teile zerlegt und nacheinander zu übertragen. Auf diese Weise würde man statt tausender Kabelverbindungen nur eine einzige benötigen.

 

Er erfand eine rotierende, spiralförmig gelochte Metallscheibe (Sender), die das Bild zeilenweise abtastete und an anderer Stelle durch eine vor einer Lichtquelle rotierenden gelochten Scheibe (Empfänger) wieder abbildete. Die Nipkow-Scheibe. Wegen der fehlenden Synchronisationsmöglichkeiten waren die beiden Scheiben bei den ersten Aufbauten auf einer gemeinsamen mechanischen Achse.

Nipkow Scheibe

Übertragung von Bildinformationen mit Hilfe der Nipkow-Scheibe

Sein Verfahren nannte er „elektrisches Teleskop“, da man sich in der Wissenschaft gerne griechischer oder lateinischer Worte bediente, entsprach die deutsche Übersetzung von Teleskop (griech.) „Fern-Sehen“.

 

Funktion: Bilder werden mit der rotierenden Scheibe (zunächst 30 spiralförmig angeordnete Löcher) in Hell-Dunkel Signale zeilenweise zerlegt und an anderer Stelle auf einer Projektionsfläche wieder zusammengesetzt. Die Löcher auf der Scheibe sind quadratisch gestanzt, jedes Loch ist für eine Zeile zuständig, das darunter liegende für die nächste Zeile. Durch die Rotation der Scheibe wandern die Löcher von links nach rechts und lassen nur jeweils die vom Objekt reflektierten Lichtstrahlen auf eine Photozelle einfallen, die sich an der Stelle die abgetastet wird, befinden. Die Zahl der Punkte definiert die Zeilen, der Abstand der Punkte nebeneinander definiert die Bildbreite. Eine Umdrehung der Scheibe tatstet ein vollständiges Bild ab.

 

Eine Linse bündelt die Lichtstrahlen auf eine Selenzelle. Bei hellem Licht gibt die Selenzelle einen starken, bei schwachem Licht einen schwachen Stromimpuls ab. Der wird über ein Kabel zur Empfängerseite geleitet. Da befindet sich eine Lampe, die entsprechend der Stromstöße in der Helligkeit variiert. Die rotierende Scheibe auf der Empfängerseite verteilt die Lichtpunkte (zerstreut durch einen Diffusor) wieder an die einzelnen Stellen auf eine Projektionsfläche.

Größtes technisches Problem war es, die beiden Scheiben (mehrere hundert Umdrehungen in der Minute) synchron drehen zu lassen. Bis 1940 gab es Systeme nach diesem Verfahren. Man behielt aber das Prinzip bei, zeilenweise von oben nach unten Bildinformationen in elektrische Signale zu wandeln.

 

Wenn die Zerlegung und der Bildaufbau mechanisch erfolgt, spricht man auch vom mechanischen Fernsehen.

Die Abtastung des Bildes erkannte man an leicht bogenförmigen Zeilen. Diese Scheibe wird heute noch bei Rastermikrospopen verwendet. Die Nipkow Scheibe fand bis Ende der 50er Jahre in einigen Videokameras Verwendung.

 

Konkurrierende Ideen

Braunsche Röhre

Braunsche Röhre

Weitere mechanische Ideen: Spiegelrad, Spiegelkranz, Spiegelschraube (jeweils von Telefunken auch in Geräten gebaut.) Bekannt wurde das Weiller´sche Spiegelrad, ein radförmiger Mehrkantspiegel. Jeder Spiegel erzeugt durch die Drehung eine Zeile mit Lichtpunkten. Jeder Spiegel hat gegenüber dem anderen eine etwas andere Neigung, damit er jeweils genau eine Zeile tiefer seine Lichtlinie schreibt. Eine vollständige Drehung des Spiegels bedeutet eine vollständige Abtastung eines Bildes.

 

Eine Person oder ein Objekt sitzt in einem dunklen Raum, der über ein drehendes Spiegelrad mit einem Lichtstrahl abgetastet wird. Das reflektierte Licht wurde von einer Fotozelle aufgenommen. (bis vor einigen Jahren arbeiteten Flying Spot Abtaster so, Lichtpunkt wurde zeilenweise über Filmbild gelenkt und auf der anderen Seite von Fotozelle aufgenommen)

 

Die Spiegelschraube arbeitete mit einer Achse, an der viele Spiegel angebracht waren. Diese konnten leichter justiert werden, als beim Spiegelrad. Beide Systeme hatten neben der grundsätzlichen Abtastung per Lichtpunkt aber den Nachteil, dass sie relativ schwer und träge waren, höhere Bildfrequenzen und eine genaue Synchronisation (träge Masse) waren damit schwierig. Der Spiegelkranz löste dieses Problem dadurch, dass nur ein einziger Spiegel sich drehte und einen Lichtstrahl über einen kreisförmig angeordneten starren Kranz einzelner Spiegel reflektierte.

 

Kathodenstrahlröhre

Karl Ferdinand Braun entwickelte 1897 die „Braunsche Röhre“. Dies war eine zu einem Bildschirm geformte Röhre, dessen Elektronenstrahl durch Ablenkplatten in der Richtung gelenkt werden konnte. Auf der Innenseite der Röhre war Phospor, der durch den Elektronenstrahl angeregt, Lichtpunkte erzeugte. Durch die hohe Geschwindigkeit mit der sich der Elektronenstrahl bewegte, nahm man keine einzelnen Punkte sondern ganze Bilder wahr. Auf der Empfängerseite konnte man sich dadurch die rotierende Nipkowscheibe ersparen. Noch heute arbeiten unsere Monitore nach diesem Prinzip.

 

Glühkathoden Verstärkerröhre

Diese von Robert von Lieben entwickelte Röhre erlaubte es, einfache Linien und Schriftzeichen unter Zuhilfenahme der Braunschen Röhre zu übertragen.

Distanzierte Schattenbilder 1919 gelang es Dénes von Mihály, Schattenrisse von sich bewegenden Scheren und Zangen über ein 5 Kilometer langes Kabel zu schicken. Sein System nannte er „Telehor“ und es arbeitete mit der Nipkow-Scheibe mit 30 Zeilen und 10 Bildern/Sek. Er brachte den Telehor-Volksempfänger auf den Markt, der mangels Bildqualität und wegen des fehlenden Tones keine Akzeptanz fand.

 

Ikonoskop

Ikonoskop

Ikonoskop

Vladimir Kosma Zworykin erfindet 1923 einen elektronischen Bildabtaster, ein Verfahren ohne rotierende Scheibe. Hierbei wird das Bild von einer fotosensiblen Speicherplatte mit dem Elektronenstrahl einer Röhre abgetastet.

 

Je nach photoelektrischer Ladung auf der Platte ändert sich auch der Spannungswert. Verglichen mit dem Nipkow-System waren die Ikonoskope sogar lichtempfindlicher.

Was die Braunsche Röhre auf der Wiedergabeseite revolutionierte, leistete das Ikonoskop auf der Aufnahmeseite. Gemeinsam lösten sie das mechanische Fernsehen ab.

Wird fortgesetzt...