- typische historische Kamera
Zum Auffrischen und Erinnern . . . .
. . . sind diese Seiten hier gedacht, denn viele wissen nicht mehr oder noch nicht, wie es damals angefangen hat und wie das wirklich funktioniert mit dem Fernsehen, den Kameras, den Videorecordern, den Tonband- und den Magnetband- geräten aus alter Zeit. Viele Bilder können Sie durch Anklicken vergrößern.
- Zworykin in späteren Jahren mit einigen Ausführungen seiner elektronischen Bildabtaströhren (Ganz rechts oben auf diesem Bild über dem Kopf Zworkins sieht man die erste bereits 1923 gebaute „Iconoscope"-Röhre mit Durchsichtskathode.)
- Originalzeichnung des ersten lconoscope aus Vladimir K. Zworykins US-Patentanmeldung No. 683 337 auf ein vollelektronisches Fernsehsystem mit Speicherwirkung auf der Geberseite.
3.2 Vladimir Kosma Zworykin 1923
(der Erfinder des Iconoscope)
Schon am 29. Dezember 1923 hatte Vladimir Kosma Zworykin (geb. 1889), ein ehemaliger Mitarbeiter Boris Rosings, in den USA unter der Register-Nummer 683 337 ein grundlegendes Patent auf ein rein elektronisches „Fernseh-System" angemeldet.
Ihm war es in den Forschungs-Laboratorien der Westinghouse Electric and Manufacturing Company, East Pittsburg, gelungen, damit das Schattenbild eines Kreuzes elektrisch zu übertragen.
In der Bildaufnahmeröhre speicherte ein Mosaik elementarer Photokathoden auf einer Glimmerplatte im Verein mit einer gemeinsamen Gegenelektrode die Energie der auffallenden Lichteindrücke jeweils während der Dauer eines vollen Bildrasters in Form elektrischer Ladungen, bis diese der Reihe nach von einem Elektronenstrahl abgetastet und in Bildsignale umgewandelt wurden.
Nach Teilung seiner Original-Anmeldung von 1923 wurden Zworykin am 26. November 1935 und am 20. Dezember 1938 die US-Patente Nr. 2022450 und 2 141 059 erteilt. Durch Einführung des Speicherprinzips hat er mit seinem „Iconoscope" die Grundlage aller heutigen Fernseh-Systeme mit hoher Auflösung geschaffen. (soweit der Text aus 1952 !!)
3.3 Karolus 1924 (mit dem Spiegelrad)
Bild rechts: Versuchs-Fernsehanlage für 48 Zeilen von Professor Dr. A. Karolus im Physikalischen Institut der Universität Leipzig (Sommer 1924). Bereits Ende 1923 hatte auch August Karolus, damals noch Assistent am Physikalischen Institut der Universität Leipzig, begonnen, die Grundlagen für ein leistungsfähiges Fernsehverfahren experimentell zu untersuchen, um alle elektrischen und mechanischen Zeitkonstanten aus dem System so weit wie möglich auszuschalten.
Als lichtelektrischen Wandler benutzte er eine Maschenphotozelle mit hydrierter Kalium-Kathode und einem Argon-Wasserstoffgemisch als Füllgas. Zur Lichtsteurung auf der Empfangsseite wählte er als erster die Kerrzelle, die bis dahin „als für Bildübertragung gänzlich unverwendbar" gegolten hatte.
- Prinzip des Telefunken- Projektionsempfängers nach A. Karolus: 1 = Kerrzelle; 2 = Kohlebogenlampe(etwa30A); 3 = Nicolscher Polarisator; 4 = Nicoischer Analysator. Die Helligkeit des Kerrspaltes hing von der angelegten Videospannung ab. Das Objektiv (5) bildete den Kerrspalt über das Weillersche Spiegelrad (6) auf die Projektionswand (7) ab.
Durch Verkürzung der optischen Zellenlänge, Verkleinerung des Elektrodenabstandes, Vergrößerung des optischen Querschnitts und durch Verwendung von Nitrobenzol als Dielektrikum gestaltete Karolus die Kerrzelle zu einem weitgehend trägheitsfreien Lichtmodulator.
Die 96 gleich großen Spiegel des Bildzerlegers bildeten ein regelmäßiges Polygon; ihre Flächen waren gegen die Achse fortschreitend um gleiche Winkelbeträge geneigt.
Bei einer Flächenhelligkeit des Lichtbogenkraters von 18000 cd/cm2 und einem Kerrspalt von 2 mm x 2 mm erschien für 96 Bildelemente der Schirm in einer Leuchtdichte von 0,00074 cd/cm2.
Bei seiner ersten Versuchsapparatur im Sommer 1924 dienten als Bildfeldzerleger zwei fast metergroße Nipkowscheiben mit 48 Löchern, die zur Vermeidung von Synchronisations- Schwierigkeiten durch eine mechanische Welle miteinander gekuppelt waren und mit 600 U/min rotierten. Ein vierstufiger Gleichstromverstärker lieferte die zur Aussteuerung der Kerrzelle erforderliche Bildsignalspannung. Bei Diapositiven, die mit einer 30-A-Bogenlampe auf die Geberscheibe projiziert und mit einer ebensolchen Lampe wiedergegeben wurden, war „die erzielte Bildqualität und Bildhelligkeit ... recht gut". Den Gleichstrom-Verstärker für die Bildsignale ersetzte Karolus später durch einen Verstärker mit Widerstands- Kondensator- Kopplung wobei zur Übertragung auch der tiefen Frequenzen über eine Brückenschaltung eine Trägerfrequenz in den Photozellenkreis eingeführt wurde.
Auf der 5. Großen Deutschen Funkausstellung zeigte Karolus Anfang September 1928 Fernsehbilder mit der höchsten bis dahin überhaupt erreichten Auflösung von 96 Zeilen oder rund 10000 Bildelementen. Zur Rasterung benutzte er auf beiden Seiten Nipkowscheiben mit je vier Spiralen von 24 Löchern, die von zylindrischen Grobblenden mit axialen Schlitzen zyklisch ausgewählt wurden. Zum Antrieb der Scheiben dienten Gleichstrommotoren in Verbindung mit kleinen Mittelfrequenz- Maschinen, die zusammengeschaltet waren und den Gleichlauf sicherstellten. Als Lichtmodulator verwendete Karolus wieder die Kerrzelle, mit der er das Empfangsbild auf 8 cm x 8 cm, über ein Weillersches Spiegelrad sogar auf etwa ein halbes Quadratmeter projizieren konnte.
Ein Filmprojektor mit optischem Ausgleich der Bildwanderung nach Emil Mechau warf die zu übertragenden Filmbilder auf die Geberscheibe.
Bild rechts: Erster deutscher Fernseh-Filmgeber: Mit einem Mechau-Projektor für optischen Ausgleich der Bildwanderung projizierte Professor Karolus 1928 auf der Großen Deutschen Funkausstellung in Berlin Filmbilder auf die Nipkowscheibe eines Fernseh-Gebers und gab sie mit einer Kerr-Zelle als 96zeilige Fernsehbilder wieder.
Spätestens im Mai 1929 übertrug Karolus auch Fernsehbilder lebender Personen mit einem „Flying-Spot"-Geber oder „Lichtstrahl-Abtaster": Ein 48teiliges Weillersches Spiegelrad führte das zu einem intensiven Lichtfleck konzentrierte Strahlenbündel einer Lichtquelle 15 mal in der Sekunde zeilenweise über das im Dunkeln befindliche Objekt. Das von diesem diffus reflektierte Licht wurde von mehreren, das Objekt umgebenden Photozellen in Bildsignale verwandelt.
Bilder rechts: Das Fernsehbild (unten) mit der damals hohen Auflösung von 96 Zeilen (Karolus, August/September 1928). Das Bild oben zum Vergleich 30-Zeilen-Bild (Mihaly).
Karolus hat nicht nur in der später nach im benannten Kerrzelle ein Lichtventil hoher Leistung geschaffen, er hat auch als erster die beim Fernsehen auftretenden Probleme mit wissenschaftlicher Exaktheit behandelt. Leider hat er damals nicht allzuviel über seine Arbeiten veröffentlicht, so daß seine Verdienste um die Fernseh-Entwicklung heute nicht immer genügend gewürdigt werden.
3.4 Jenkins 1925
In den USA hatte der Kinotechniker Charles Francis Jenkins im Juni 1925 drahtlos übertragene Schattenbilder einer Modell-Windmühle gezeigt. Zur Bildrasterung benutzte er anfangs zwei mit verschiedener Drehzahl umlaufende Glasringe mit keilförmigem Querschnitt, bei denen der Keilwinkel längs des Umfangs stetig zunahm und nach 360° auf den Anfangswert zurücksprang. Da solche Ringprismen teuer in der Herstellung und nur zur Abtastung transparenter Vorlagen geeignet waren, ersetzte sie Jenkins bei einem Filmgeber durch eine rotierende Scheibe mit Linsen, die am Rande auf einem Kreis angeordnet waren und den Abtaststrahl in horizontalen Zeilen über das Bildfeld führten, während die gleichförmige Bewegung des Films den vertikalen Zeilenvorschub lieferte. Vom Juli 1928 an strahlte die Jenkins Television Corporation über ihren Versuchssender W3XK bei Washington regelmäßig 48zeilige Fernsehbilder von Filmen mit 15 Bildern je Sekunde aus.
Auf der Empfangsseite erreichte Jenkins eine beträchtliche Steigerung der Bildhelligkeit dadurch, daß er in den Löchern der Nipkow-Scheibe Punktglimmlampen anbrachte, von denen durch einen Kommutator immer nur die das Bildfeld gerade durchlaufende eingeschaltet wurde. Größere Bildformate bei kleineren Abmessungen des Bildfeldzerlegers ergab eine Trommel mit vier nebeneinander liegenden Spiralen von je 12 Löchern. Eine axiale Glimmlampe mit vier durch einen Kommutator zyklisch umgeschalteten Flächenkathoden gab jeweils nur eine Lochspirale frei. Bei Heimempfängern benutzte Jenkins 1929 zur Ausblendung der nicht benutzten Lochreihen eine langsam umlaufende Grobblende mit spiralförmigen Schlitzen.
3.5 Ives 1927
Den Stand der Fensehtechnik hatten Herbert E. Ives und Mitarbeiter von den Bell-Laboratorien der American Telephone & Telegraph Company am 7. April 1927 mit einer aufwendigen Fernseh- Sprechverbindung demonstriert:
In Washington DC tastete ein Flying- Spot- Geber mit Nipkowscheibe das Gesicht des Sprechenden in 50 Zeilen bei 17,7 Bildwechseln je Sekunde ab.
Das von drei Großflächen-Photozellen gelieferte Bildsignal wurde über eine 330 km lange Freileitung in die Kabine nach New York übertragen, in der der andere Gesprächsteilnehmer das 5 cm x 7,5 cm große Bild seines Gesprächspartners auf einem Empfänger mit Nipkowscheibe und Neon-Flächenglimmlampe sah.
Für mehrere Personen konnte das Empfangsbild auch objektiv auf einer Glimmtafel sichtbar gemacht werden: Eine lange Neonröhre mit koaxialer Wendelelektrode war mäanderförmig in 50 dicht nebeneinander liegenden Windungen zu einer Fläche von 60 cm x 75 cm gebogen. Auf die Außenfläche der Röhre waren 2500 voneinander isolierte Gegenelektroden aufgeklebt, die mit ebensovielen Kontakten eines Kommutators verbunden waren.
Dessen synchron und konphas mit der Geberscheibe umlaufender Kontaktarm verteilte eine mit den Bildsignalen modulierte hochfrequente Trägerschwingung in der richtigen Folge auf die Außenelektroden, auf denen das verdünnte Neongas unter dem Einfluß des kapazitiven Glimmstroms stärker oder schwächer aufleuchtete und im Auge des Betrachters das Bild hervorrief. Zum Antrieb der Nipkowscheiben und des Kommutators dienten Synchronmotoren; die Synchronisierfrequenzen wurden - unabhängig von den Bildsignalen - gesondert übertragen.
Mit einem gleichen Personen-Abtaster konnte auch das Bild einer Sängerin über einen Versuchssender in Whippany (New Jersey) auf Welle 200m ausgestrahlt und im 35 Kilometer entfernten New York auf der Glimmzellentafel wiedergegeben werden, wobei die Stimme ebenso wie die Synchronisierfrequenzen auf besonderen Kanälen übertragen wurden.
Bei einem von Ives 1929 entwickelten Simultan- Farbfernseh- Verfahren fiel das vom Objekt reflektierte weiße Licht eines Flying-Spot-Gebers für 50 Zeilen bei 17,7 Bildwechseln je Sekunde auf 24 Photozellen, die teils mit Rot-, teils mit Grün- oder mit Blaufiltern versehen waren.
Die den Grundfarbenanteilen entsprechenden Bildsignale erregten über drei Leitun-gen mit 250-W-Endverstärkem drei wassergekühlte Gasentladungslampen, von denen eine mit Neonfüllung und Rotfilter, eine mit Argonfüllung und Grünfilter und eine mit Argonfüllung und Blaufilter die Farbkomponenten des Empfangsbildes lieferte.
Durch ein Strahlenteilersystem aus halbdurchlässigen Spiegeln nahm das Auge des Betrachters vor der Nipkowscheibe alle Farbreize gleichzeitig wahr.