De pioniers.

Het idee om beelden te versturen over een afstand is ontstaan uit de ontdekking van de foto-elektrische eigenschappen van het element Selenium. Het Selenium zelf werd in 1817 ontdekt door de Duitser Berzelius (foto links), in een proefneming om zwavelzuur te bereiden. Hij vond een tot nu toe onbekend metaal, element 34 volgens de tabel van Mendeljev. Bij testen bleek dat Selenium een isolator is.

In 1837 ontdekt de Ier Knox dat selenium in gesmolten toestand wel elektrische stroom geleidt. Bij het afkoelen wordt het terug een isolator. Pas in 1851 stelt Johann Hittorf (foto rechts) vast dat als men vloeibaar selenium zeer langzaam laat afkoelen dat het dan zijn geleidende eigenschappen blijft behouden bij kamertemperatuur. Het materiaal ziet er dan korrelig en metaalachtig uit. Het is zelfs in zeer dunne plakjes troebel.


Hoewel selenium al in 1817 ontdekt werd moeten wij wachten tot de jaren 1870 om zijn foto-elektrische eigenschappen te ontdekken. Dit gebeurde in 1873 door Willoughby Smith (foto links). Samen met zijn assistent J. May publiceerde hij zijn bevindingen in het wetenschappelijke tijdschrift "Nature".

Geïnspireerd op de foto-elektrische eigenschappen van selenium kwam de Duitser Paul Nipkow (foto rechts) op het idee om beelden via een telefoonlijn te versturen. Hij had daarbij een toestel nodig om een beeld te ontleden in punten van helder en donker. In 1888 bedacht hij de een systeem met een schijf die ronddraait en waarin in een spiraalvorm een reeks gaatjes zijn geboord. Deze schijf wordt toepasselijk de schijf van Nipkow genoemd naar zijn uitvinder.

Hiernaast is het principe een Nipkow schijf getekend. De gaatjes zijn vierkant van vorm en zijn zodanig geplaatst dat een beeld lijn per lijn wordt afgetast. De afstand tussen 2 gaatjes is juist de breedte van het afgetaste beeld. Het volgende gaatje is precies de diameter van een gaatje dichter naar het center van de schijf gepositioneerd.

Hoe meer gaatjes er zijn hoe fijner het beeld.


Het beeld dat op de schijf valt wordt dus opgesplitst in lijnen. Volgens de inhoud van het beeld komt er veel licht door als het object helder is en minder licht bij donkere delen van het beeld.

Achter de schijf van Nipkow wordt een selenium cel geplaatst waarvan hiernaast een voorbeeld. Ze wordt "RADIOVISOR" genoemd. Het beeld dat in lijnen van heldere en donkere lichtwaarden werd opgesplitst valt op deze cel en de lichtvariaties worden omgezet in variërende elektrische signalen. De lichtsterkte van de lijnen is proportioneel met de spanning die op de selenium cel wordt gemeten. Veel spanning voor heldere punten en minder spanning voor donkere delen.

De kwestie is dan om bij de ontvanger de spanningsvariaties terug om te zetten in lichtvariaties en ervoor te zorgen dat er ook een Nipkow schijf voor de lichtbron staat die synchroon draait met die in de zender.

Op de vraag wie nu eigenlijk de televisie uitgevonden heeft kan men moeilijk antwoorden. Het zijn verdiensten van meerdere mensen die samen tot resultaat hebben geleid. Maar als men echt de belangrijkste pioniers van de televisie bedoelt dan kan men twee mensen noemen. In Engeland is dat John L. Baird en in de Verenigde Staten Francis Jenkins.

xxxxxx
John L. Baird xxxxxxxxxxxxxx Francis Jenkins
Baird werkt vooral met het direct systeem, waarbij het onderwerp sterk verlicht wordt en de fotocel achter de Nipkow schijf zit, terwijl Jenkins meestal met een indirect systeem werkt, waar de lichtbron achter de scanner zit en de fotocellen naast de geteleviseerde persoon staan.

Hiernaast is het principe van de camera volgens het indirect systeem schematisch weergegeven.

Met holle spiegel (A) wordt het licht van een booglamp (B) door de scanner gestuurd. Het licht wordt weerkaatst door het onderwerp (D) en opgevangen door kleine fotocellen die in het brandpunt van paraboolspiegels (C) geplaatst zijn. Het signaal van de fotocellen wordt versterkt door een drie-traps versterker (E). Vervolgens wordt het signaal nogmaals versterkt in een versterker (G) met regelbare versterking (H). Het signaal wordt op een draaggolf geplaatst in de modulator (K). Het hoogfrequente signaal wordt naar de zendantenne gevoerd waar het uitgezonden wordt (P). Tevens wordt het signaal naar een volgende versterkers (I) en (N) gevoerd, die het signaal vervolgens doorstuurt naar de neon lamp (M) die als monitor dienst doet voor de cameraman. De synchroniteit tussen zender en monitor is gegarandeerd door het feit dat zowel beeldscanner als de monitorschijf op dezelfde motoras zijn gemonteerd. Blokken (J), (L) en (F) zijn voedingen.

Het indirect systeem heeft als nadeel dat het enkel toepasbaar is in een volledig verduisterde studio. Opnames buiten en in open lucht zijn niet mogelijk.



Links is een camera voor het indirect systeem afgebeeld. Het is niets meer dan een booglamp met daarvoor een Nipkow schijf. Met drie verschillende lenzen voor de projector te plaatsen kon men de beelduitsnede in stappen regelen. Hoewel enkel close- up's een bruikbaar beeld opleverde.

Rechts de studio met de omroepster en de bakken met de fotocellen op de voorgrond.

Bij de ontvangers wordt het elektrische signaal terug in een lichtsignaal omgezet door een neonlamp hier links afgebeeld. Hoewel het nadeel van een neonlamp een zwakke lichtopbrengst is, was het de enige lamp die de snelle lichtvariaties die nodig waren voor het opbouwen van het beeld. Bij de ontvangers staat de neonlamp steeds achter de Nipkowschijf. De hieronder afgebeelde ontvanger van Jenkins is uitgerust met een vergrootglas om het beeld wat uit te vergroten.

Voor de ontvangst van het beeldsignaal werd vaak een gewone radio-ontvanger gebruikt hoewel dit niet ideaal was in verband met de beperkte bandbreedte en de lineariteit. De neonlamp werd dan in de plaats van de luidspreker geplaatst. Een echte televisie ontvanger was weerstand gekoppeld en met een grotere bandbreedte. Hiernaast de ontvanger zoals in gebruik bij de ontvanger van Jenkins.

Naast het versterken van het beeldsignaal is er ook nog een synchronisatie systeem nodig. Die moet ervoor zorgen dat de Nipkow schijf in de ontvanger op elk moment gelijk loopt als die in de zender. Daarvoor zijn er spoelen (zie verder) nodig die elektronisch gestuurd worden met remmagneten. Hieronder een schema van een veel gebruikt synchronisatie systeem.

In de V.S. werd uitgezonden op golflengten tussen 100 en 150 meter (3 à 2 MHz) met eerst 30 en later 60 beeldlijnen beeldverhouding 4x3 en 20 beelden per seconde met een rechtsdraaiende schijf en horizontale aftasting van links naar rechts. In de V.S. was het op bepaalde tijdstippen toegelaten met een grotere dan de normale voor radio gebruikte bandbreedte van 10 KHz uit te zenden. Voor televisie was dat 36 kHz.

In Europa was dit niet het geval. De toegelaten bandbreedte mocht de 9 KHz. niet overschrijden. Dit had negatieve gevolgen voor de bereikte kwaliteit in Europa. Daardoor was men ook verplicht om slechts 12,5 beelden per seconde uit te zenden wat de beelden schokkerig maakte.

In Europa zond de zender van Berlijn uit op 415 meter (716 KHz) en in Koningsuberhausen op 1635 meter (183.5 KHz). Beide stations zonden uit in 30 lijnen en in de verhouding 3x4 en met rechtsdraaiende aftastschijf.

Engeland, altijd een buitenbeentje geweest, zond uit met 30 lijnen in de beeldverhouding 2,5 x 7 en met linksdraaiende schijf en aftasting van boven naar onder. Tja dus helemaal anders.

Hiernaast is mijn televisor afgebeeld. Het merk is Telehor. Dit is enkel de scanner. De motor en de ontvanger is er niet bij. De Neon lamp is ook niet origineel. Ik heb zo maar iets in elkaar geflanst dat er voor kan door gaan.

 

Je kunt in de eerste foto goed zien dat deze ontvanger voor zowel de Engelse als voor de Duitse uitzendingen gemaakt was. Het was wel de bedoeling dat de schijf vervangen werd om van de Duitse naar de Engelse uitzendingen om te schakelen. Er was dus geen sprake van om dezelfde avond beide uitzendingen te bekijken.

In de foto hiernaast is zeer duidelijk het synchronisatie rad te zien met zijn bijhorende elektromagneten. Daarmee kan men de schijf afremmen en synchroon laten lopen met de zender. Met twee hendels kan men zowel horizontaal als verticaal het beeld instellen voor optimaal resultaat.


Later ging men het aantal lijnen vergroten tot 180 zoals op de olympische spelen van Berlijn 1936 en later zelfs 240 lijnen. Nog steeds met mechanische aftasting maar met een film intermediair systeem. De film wordt opgenomen en meteen ontwikkeld en na 1 minuut zonder onderbreking passeert hij de scanner en wordt het beeld uitgezonden. Ook Baird past op het laatst dit systeem toe. Maar ondertussen kwamen de elektronische camera's die uiteindelijk de mechanische aftasting verdrongen.