El ingeniero escocés Alexander Bain, al que puede considerarse como el inventor del facsímil y de los principios del funcionamiento de la televisión, descubrió en 1843, que las imágenes están compuestas por numerosos puntos de diferente luminosidad, que pueden ser explorados línea por línea por una fuente luminosa, transformarse en impulsos eléctricos, transmitirse a distancia y ser reproducidos nuevamente. Sin embargo, las imágenes reproducidas eran de poca calidad por la falta de sincronización entre el emisor y el receptor. En 1861, el físico italiano Giovanni Caselli inventó la primera máquina de telefax electromecánica explotada comercialmente, el “pantelegrafo” y puso en funcionamiento el primer servicio de telefax entre París y Lyon 15 años antes de que se concediera la patente del teléfono. Ahora bien, si estos impulsos se transmiten más rápidamente que la persistencia de la imagen en la retina, se conseguirá la sensación de movimiento que caracteriza a la televisión.
Hay básicamente dos posibles técnicas de exploración de la imagen: mecánica, mediante un disco perforado; y electrónica, mediante un haz de electrones. Así, la televisión inició sus primeras emisiones en la década de 1920 mediante sistemas de exploración mecánica basadas en el disco de Nipkow, hasta que los desarrollos en la electrónica permitieron obtener una mejor calidad de imagen tanto en la captación como en la reproducción.
La televisión Mecánica
A partir de 1875 se realizan diferentes experimentos para el envío de imágenes a distancia, transmitiendo impulsos eléctricos generados por células fotoeléctricas y utilizando lámparas en recepción para la presentación de esas imágenes.
La idea de transmitir imágenes en movimiento a distancia fue propuesta en 1884 por el ingeniero e inventor alemán Paul G. Nipkow. Para ello construyo un disco giratorio con treinta orificios en espiral accionado por un motor eléctrico, a través del cual dirigía un haz luminoso sobre los objetos que trataba de reproducir y la luz reflejada por éstos se transformaba, mediante una única célula fotoeléctrica, en corrientes eléctricas de intensidad proporcional a la de la luz reflejada. La idea era transmitir de forma secuencial y a suficiente velocidad los impulsos a un receptor, consistente en una lampara, cuyo haz luminoso, atravesaba los orificios de otro disco, idéntico al anterior, que giraba de forma síncrona y que reconstruiría y mostraría la imagen tal como era captada por el transmisor. La persistencia de la visión humana se encargaría de mantener durante el tiempo suficiente la visión de los primeros componentes de la imagen hasta que se recibiera el último. Sin embargo, mediante este método Nipkow no fue capaz de transmitir imágenes en movimiento.
Lebork, Polonia. 1860 – 1940
Durante 40 años, varios inventores construyeron dispositivos mecánicos de exploración y representación de imágenes basados en el disco de Nipkow, sin conseguir grandes avances, hasta que en 1924, de forma simultánea, Charles Jenkins en los EEUU y John Baird en Inglaterra hacen las primeras demostraciones de este sistema de televisión
Finalmente, en el año 1926 el ingeniero escoces John Logie Baird desarrolló el primer sistema funcional completo de Televisión Mecánica. Utilizaba escaneo mecánico de imágenes con amplificación electrónica en el transmisor y el receptor, y podía transmitirse por radio o a través de las líneas telefónicas, aunque la imagen era muy rudimentaria contando con tan solo 30 líneas. Las primeras emisiones regulares de televisión mecánica las efectuó la British Broadcasting Company en Inglaterra en 1929 y las cadenas de radiodifusión CBS y NBC en Estados Unidos en 1930.
Helensburgh -Escocia. 1888 – 1946
La televisión electrónica
Sobre la exploración electrónica, el escoces Alan A. Campbell-Swinton había publicado un artículo en la revista Nature en junio de 1908 con el título “Visión eléctrica a distancia”, sugiriendo el empleo de dos haces de rayos catódicos, uno en la estación transmisora y otro en la receptora, desviados mediante los campos variables de dos electroimanes. Un año antes, Boris Rosing solicitó en San Petersburgo la patente de un sistema de televisión que empleaba como receptor un tubo de rayos catódicos (TRC), inventado en 1897 por Ferdinand Braun, mientras que en el emisor utilizaba la exploración mecánica.
El TRC, que ha sido básicamente el dispositivo de presentación de imágenes en televisión hasta finales del siglo XX, consiste en un tubo de cristal con dos electrodos, ánodo y cátodo, entre los que se aplica una alta tensión y donde se ha realizado el vacío. Si en el extremo del ánodo se coloca una pantalla fluorescente, formada por algún compuesto de fósforo, los electrones que parten del cátodo e inciden sobre ella marcarán un punto luminoso. Mediante un campo magnético se puede desviar el haz de electrones y por lo tanto el punto luminoso sobre la pantalla. Así, utilizando dos electroimanes en el exterior del tubo, uno para realizar un barrido horizontal y otro para uno vertical, se pude efectuar un recorrido sobre toda la pantalla. Si se hace variar la intensidad del haz de rayos catódicos en función de la luminosidad de una imagen podemos obtener una representación de esta sobre la pantalla, y si además, se van mostrando de forma suficientemente rápida variaciones pequeñas entre una imagen y la siguiente se conseguirá visualizar una imagen en movimiento.
Con diferentes modificaciones de estos tubos de rayos catódicos y la propuesta de su utilización tanto en transmisión, como en recepción, se realizaron varios inventos durante los siguientes años. Algunas de estas propuestas, como las patentes sobre un tubo con tecnología de almacenamiento de cargas del húngaro Kálmán Tihanyi en los años 1926, 1928 y 1929, fueron fundamentales para la obtención de un dispositivo que permitiera grabar electrónicamente imágenes en movimiento, pero serían dos inventores en EE.UU, con sus desarrollos prácticos de un tubo de cámara electrónico, los que conseguirían realizar los primeros sistemas de televisión totalmente electrónicos: Philo T. Farnsworth con su disector de imágenes y Vladimir Zworykin con su iconoscopio.
Philo T. Farnsworth y el tubo disector de imágenes
El 7 de enero 1927 Philo T. Farnsworth solicitó la patente de un tubo disector de imágenes que permitía capturar electrónicamente imágenes en movimiento, así como de un sistema completo de televisión electrónica, y realizó una primera demostración de su sistema en agosto de 1928. Esa patente no fue aprobada hasta 1930. Tras varias mejoras, y la solicitud de nuevas patentes: un multiplicador de electrones, un amplificador electrónico de imagen y un receptor basado en el TRC, al que llamó “oscillite”; las primeras pruebas de transmisión de televisión electrónica, tanto por radio como por cable, se realizaron en septiembre de 1930.
Beaver-Utah, EE.UU. 1906 – 1971
El disector de imágenes,“Image Dissector”, es un tubo de vacío en el que se enfoca una imagen sobre un cátodo con una capa de material fotosensible (como el óxido de cesio), que produce una emisión de electrones proporcional a la intensidad de la luz, de los cuales, sólo los correspondientes a una pequeña parte del fotocátodo son detectados en el ánodo con el barrido horizontal y vertical de una abertura, produciendo una corriente proporcional al brillo de la imagen. Realizando este barrido, mediante placas deflectoras electrostáticas o campos magnéticos, de forma suficientemente rápida para que se escanee la imagen varias veces por segundo, se obtendrá una señal eléctrica que representa una imagen visual en movimiento.
En el año 1933, Farnsworth desarrolla y presenta una patente para un nuevo tubo de cámara, y aunque mantiene el mismo nombre, utiliza el principio de almacenamiento de carga y un cátodo caliente que proporcionaba un barrido lento de electrones y en ese mismo año se realizaron pruebas de emisión en exteriores y en directo. En el verano de 1934 se realizó, utilizando transmisores y receptores compactos y móviles, la primera demostración pública del sistema perfeccionado con 220 líneas de imagen y 30 imágenes por segundo. Debido a esto se considera a Farnsworth como la persona que diseñó y construyó el primer sistema de televisión totalmente electrónico funcional del mundo, empleando escaneo electrónico tanto en el transmisor como en el receptor,
Vladimir Zworykin y el iconoscopio
El ingeniero ruso-americano Vladimir Zworykin, alumno de Boris Rosing, emigró a los EEUU al finalizar la I Guerra Mundial, donde en 1923 presentó una solicitud de patente para un sistema de televisión electrónico. Un año después realizó una demostración para la Westinghouse, empresa en la que trabajaba entonces y aunque los resultados fueron muy poco satisfactorios, por lo que se abandonó temporalmente la investigación, puede considerarse que la cámara utilizada fue la primera cámara electrónica construida físicamente. Tras un viaje por varios países europeos para conocer las investigaciones que se estaban realizando sobre la televisión y una visita en 1930 a los laboratorios de Farnsworth, comenzó a trabajar en un nuevo tubo de cámara. También en 1929 había patentado un tubo de rayos catódicos mejorado para la recepción de imágenes, al que denominó “kinescopio” o cinescopio. A finales de ese mismo año se incorporó a la Radio Corporation of America (RCA), cuyo presidente David Sarnoff, pretendía contrarrestar el éxito del sistema de televisión que estaba desarrollando Farnsworth.
Múrom, Rusia. 1889 – 1982
Tras diferentes solicitudes de patentes, que fueron declaradas con interferencias con las patentes de Tihanyi y otros investigadores, los experimentos de Zworykin sobre un tubo explorador de imágenes con almacenamiento de carga comenzaron a mostrar resultados prometedores, por lo que solicitó una revisión y cambios en la solicitud de su primera patente de 1923 y una nueva patente en noviembre de 1931 donde aparecen las características del nuevo tubo de cámara, al que denominó iconoscopio. Estas patentes que fueron inicialmente rechazadas, tras un acuerdo con Tihanyi en 1934 para el uso de sus patentes, acabaron siendo aprobadas a favor de la RCA en 1938 y 1939.
El iconoscopio es un tubo de cámara que proyecta una imagen sobre una placa, consistente en una capa fina de material aislante (óxido de aluminio) intercalada entre una pantalla y un mosaico de elementos fotosensibles (hidruro de potasio) aislados eléctricamente y con capacidad de almacenamiento de carga, como lo hace un condensador. Mediante el barrido periódico de un haz de electrones sobre los fotorreceptores se obtiene un salida eléctrica proporcional a la intensidad de luz, a la vez que produce la descarga de estos.
Durante bastantes años Zworykin y la RCA estuvieron pleiteando contra Farnsworth para anular las patentes del sistema electrónico de exploración de imágenes y otros dispositivos, alegando que la patente de Zworykin de 1923 tenía prioridad sobre el diseño de Farnsworth, a pesar de que no podía presentar evidencia de que Zworykin hubiera producido realmente un tubo transmisor funcional antes de 1931. Aunque en 1938 se le concedió la patente del iconoscopio, la RCA necesitaba algunas de las patentes de Farnsworth para seguir avanzando, por lo que tras una negociación para conseguir las licencias de su sistema de televisión electrónico se llegó a un acuerdo en septiembre de 1939. Estas disputas y la influencia mediática de la RCA han conseguido que muchos de los méritos de la invención de la televisión se hayan venido asignando exclusivamente a Zworykin, sin considerar la importancia de las contribuciones de Philo Farnsworth, así como las de Katalin Tihanyi y otros investigadores en los primeros desarrollos de la televisión electrónica.
Emisiones regulares de la televisión electrónica
Mediante un acuerdo de intercambio de patentes, Telefunken obtuvo una muestra del iconoscopio de RCA en 1934 y la reprodujo con éxito en su propio laboratorio, permitiendo realizar en Alemania, en el año 1935, las primeras emisiones públicas de un sistema de TV totalmente electrónico, con una resolución de 400 líneas. En 1936 se transmitieron los Juegos Olímpicos de Berlín, empleando cámaras de Telefunken, basadas en el iconoscopio, junto con cámaras que utilizaban el Disector de imágenes proporcionadas por la empresa Fernseh, con la que había llegado a un acuerdo P. Farnsworth. Las emisiones se pudieron recibir en varios locales públicos de la ciudad en los que se habían instalado grandes pantallas, donde más de 150.000 espectadores pudieron presenciar el evento.
En Inglaterra se inicia a principios de los años treinta un programa de investigación sobre la televisión electrónica por parte de la compañía Electrical and Musical Industries Ltd. (EMI) junto a la empresa de Marconi. El sistema desarrollado por Isaac Schoemberg incluía un nuevo tubo de cámara, patentado en 1934 y denominado “superemitrón”, que combinaba el disector y el iconoscopio y que permitía una sensibilidad superior a estos. Este desarrollo, que utilizaba imágenes de 405 líneas, se ofrece a la BBC, poniéndose en marcha en 1936 compitiendo con el sistema mecánico de Baird. Las emisiones se realizan alternativamente, una semana con el sistema de Baird y la siguiente con el de EMI. En poco tiempo se hizo evidente la superioridad del sistema electrónico y la BBC opta por él, y así, en mayo de 1937, se retransmitió, mediante tres cámaras electrónicas, la ceremonia de la coronación del rey Jorge VI.
En otros países europeos, la televisión electrónica también comenzó antes de la Segunda Guerra Mundial. En 1935 la compañía holandesa Philips produjo un tubo de cámara y en el mismo año comenzaron las emisiones experimentales, primero con 180 líneas y después con 450. Francia inauguró la televisión en mayo de 1937, con 455 líneas; la Unión Soviética lo hizo en 1938, con 343 líneas, ese mismo año la televisión alemana pasó a 441 líneas, que son las mismas que adoptó un año después, en 1939, la televisión que se inauguraba en los Estados Unidos de América. Tras el inicio de la guerra únicamente Alemania mantuvo en servicio la televisión.
En 1936, la RCA creó la “National Broadcasting Corporation” (NBC), la primera cadena de televisión estadounidense, que comenzó sus emisiones regulares en la Feria Internacional de Nueva York en abril de 1939 bajo el indicativo W2XBS. También la RCA presentó su primer televisor comercial, el “TRK-12”. En la televisión estadounidense el iconoscopio fue sustituido por el “orticon de imágenes” (IO), que combina el iconoscopio con el disector de imágenes y el amplificador de electrones, siendo el tubo de cámara comúnmente utilizado hasta 1968.
La Segunda Guerra Mundial frenó temporalmente el progreso de la televisión, hasta su desarrollo definitivo a principios de la década de 1950. En 1947 comenzó a extenderse la televisión por el territorio estadounidense. En 1952 iniciaron sus pruebas las televisiones de varios países europeos, entre ellos España, y al finalizar ese año había también televisión en ocho países americanos y en Japón. En 1953 se crea la red de Eurovisión a la que se unieron 8 países y en julio de 1963 se intercambiaron los primeros programas de televisión a través del atlántico, mediante un satélite de comunicaciones.
Referencias
- The Great Men in Telecommunications:” Giovanni Caselli and the Invention of the Pantelegraph or Fax.. IEEE Antennas and Propagation Magazine. Vol. 52, Nº 3, June 2010, pp. 194 – 198
- Albert Abramson, The History of Television, 1880 to 1941; 1987, McFarland & Company, Jefferson, NC.
- Tomás Fernández y Elena Tamaro. «Biografía de Vladimir Kosma Zworykin». Barcelona, España: Editorial Biografías y Vidas, 2004
- Detrás de la Cámara. Historia de la televisión y de sus cincuenta años en España. Olga Pérez Sanjuan (Coordinadora) [et al.]. Ed. Colegio Oficial y Asociación Española de Ingenieros de Telecomunicación. 2008
- Romeo López. J. M., Museo de Telecomunicaciones. EUIT de Telecomunicación. Madrid, 2005
- https://www.bairdtelevision.com/
- https://www.histv.net/
- https://farnovision.com/wp/no-iconoscope-in-1923/
- https://www.biografiasyvidas.com/biografia/z/zworykin.htm
- https://www.earlytelevision.org/prewar_camera_tubes.html