60 Jahre Fernsehprogramm Von der Nipkow-Scheibe zum 3D-Fernseher

Sechs Jahrzehnte alt wird nicht nur diese Zeitschrift. Das gleiche Jubiläum feiert auch das der breiten Öffentlichkeit zugängliche Fernsehprogramm in Deutschland. Was 1952 offiziell gestartet wurde, hatte bereits eine lange Vorgeschichte. Hier ein Rückblick auf einige wichtige Evolutionsstufen - und auch auf viele dazu in der Elektronik erschienene Berichte.

Eine alte Erkenntnis: Ein Bild sagt mehr als tausend Worte. Nachdem sich im 19. Jahrhundert die Telegrafie weit verbreitet hatte, kam irgendwann der Wunsch auf, auch Bilder elektrisch über Kupferdrähte von einem Ort zum anderen zu senden. Wohl als erster machte sich der Engländer Alexander Bain um 1843 hierzu Gedanken: Man müsste das Bild in einzelne Zeilen zerlegen, diese wiederum in Punkte, und dann die Helligkeits-Informationen als serielle Stromimpulse durch die Leitung schicken.

Es blieb aber reine Theorie. Konkreter wurde ein Tüftler namens Paul Nipkow, geboren 1860. Für die Bildzerlegung in Zeilen nahm er eine rotierende Scheibe mit einer Reihe von Löchern, in gleichen Winkelabständen und mit unterschiedlichen Abständen vom Mittelpunkt (Bild 1). Doch er wurde verlacht und bekam für die weitere Entwicklung keine Unterstützung. Sein 1884 angemeldetes Patent lief ohne jede Nutzung ab.

Damit aus der Idee etwas werden konnte, mussten erst noch einige andere Erfindungen gemacht werden. Zum einen die Bildröhre, 1897 von Ferdinand Braun entwickelt. Schon 1906 erkannte Max Diekmann, dass diese prinzipiell für ein „Fernsehen“ geeignet sein müsste. Braun selbst war aber für solche Spielereien überhaupt nicht zu haben. Diekmann machte dennoch weiter, mit 20 Bildzeilen wies er die Machbarkeit des Prinzips erstmals nach.

Die andere Idee war die Erweiterung der von Edison erfundenen Röhren-Diode zur Triode durch Lee de Forest 1908, womit sich erstmals schwache elektrische Signale verstärken ließen. So hatten die nächsten Fernseh-Pioniere bessere Chancen. Das waren - unabhängig voneinander - vor allem John Logie Baird, Dénes von Mihály sowie Kenjiro Takayanagi. Während der Schotte und der Ungar (der bald nach Berlin ging) noch mit der Nipkow-Scheibe arbeiteten, gelang dem Japaner als erstem eine vollelektronische Übertragung von Bildern mit Elektronenstrahlröhren auf Sende- und Empfangsseite. Er wurde der Vater des japanischen Fernsehens.

Die 1920er Jahre sind voll mit Versuchen verschiedenster Art. Ab etwa 1927 begannen die ersten öffentlichen Vorführungen. Zur Aufnahme der Helligkeit in den (leicht gebogenen) Zeilen diente meist eine Selenzelle, zur Wiedergabe eine synchron zur Aufnahmescheibe laufende zweite Nipkowscheibe und eine stromgesteuerte Gasentladungslampe als Lichtquelle (Bild 1). Die Bildqualität war anfangs noch kläglich, sprich wegen nur 20 bis 30 Bildzeilen und niedriger Übertragungsbandbreite sehr unscharf. Mihálys „Telehor“ auf der Berliner Funkausstellung 1928 brachte gerade einmal ein 4 × 4 cm² großes Bild und gab 900 Punkte wieder, Karolus schaffte immerhin 8 × 10 cm² und 10.000 Punkte, vom optischen Eindruck her aber auch kaum besser. So erregte das nicht die große Begeisterung.

Problematisch war auch die Synchronisation zwischen Aufnahme- und Wiedergabegerät. Hier fand Nipkow, der wieder eingestiegen war, eine Lösung. Eine weitere Verbesserung war der Einbau von Linsen in die Scheibe für höhere Lichtausbeute (Baird 1927). Bald begannen auch erste Versuche, die Bilder mittels Funk zu übertragen. 1928 gilt als das Startjahr des Fernsehens in Berlin und London.

Durchbruch in den 30er Jahren

Bei der Verbesserung der Bildqualität durch mehr Zeilen erwies sich die Nipkow-Scheibe sehr schnell als der Haupt-Engpass. Andere mechanische Verfahren waren auch nicht besser. Die entscheidende Innovation war der Ersatz der Mechanik durch Elektronik. Wesentliche Beiträge dazu kamen von Wladimir Sworykin bei RCA in den USA, der schon 1922 einen optisch-elektronischen Bildzerleger konzipierte.

Der wichtigste Erfinder, der unter anderem die zeilenweise Wiedergabe auf der Kathodenstrahlröhre zur Reife brachte, wurde dann der Physiker Manfred von Ardenne (1907 – 1997 Bild 2) [Elektronik 1982/1/16]. Mit seinem vollelektronischen Fernsehsystem erreichte er eine wesentlich höhere Bildauflösung als mit allen mechanischen Apparaturen. Auf der Funkausstellung 1931 fand er internationale Beachtung.

Von nun an war „Fernsehen“ keine technische Spielerei mehr, der technische Nutzen war anerkannt. Den ersten Empfänger mit Bildröhre stellte 1934 Telefunken vor, andere folgten bald, auch in Großbritannien, Frankreich und den USA. Die Nationalsozialisten sahen die enormen Möglichkeiten für politische Propaganda und förderten die neue Technik intensiv.

Ab dem 22. 3. 1935 strahlte in Berlin der Fernsehsender „Paul Nipkow“ das erste ständige Fernsehprogramm aus - für etwa 65 Empfänger, teils öffentliche Fernsehstuben, teils Privatgeräte in den Wohnungen hoher NSDAP-Funktionäre und Rundfunkmanager. Die Reichweite betrug 60 bis 80 km. Auf der 12. Deutschen Rundfunkausstellung 1935 waren bereits 20 verschiedene Fernsehapparate zu sehen, davon 18 elektronisch, alle von Hand in kleinen Stückzahlen gefertigt. Die Geräte mit einer Braunschen Röhre (441 Zeilen) kosteten zwischen 2.500 und 3.600 Reichsmark, damals ein Vermögen.

Am 1. 3. 1936 erregte die erste bidirektionale Bild- und Tonübertragung zwischen Berlin und Leipzig Aufsehen. Für die Olympischen Spiele im selben Jahr entwickelte Emil Mechau eine elek-tronische Fernsehkamera, die so genannte „Olympiakanone“. 1939 stellte Telefunken zur Funkausstellung den „Deutschen Einheits-Fernseh-Empfänger E1“ vor, erstmals mit rechteckiger Bildröhre (Bild 3).

Im Zweiten Weltkrieg passierte dann wenig, Fernsehen wurde fast nur militärisch genutzt. Von 1945 bis 1948 lief in Deutschland überhaupt nichts; Amerikaner, Briten und Franzosen trafen dagegen umfangreiche Vorbereitungen für den großflächigen Ausbau. 1951 gab es in den USA bereits 10 Millionen Teilnehmer, in Großbritannien 600.000, in Frankreich 4.000. Ab 1948 starteten in Deutschland wieder erste Versuche. Am 25. 12. 1952 wurde dann offiziell das „NWDR-Fernsehen“ eröffnet, täglich nur für wenige Stunden. Anfangs guckten gerade 300 Teilnehmer.