El iconoscopio (del griego : εἰκών "imagen" y σκοπεῖν "mirar, ver") fue el primer tubo práctico de cámara de vídeo que se utilizó en las primeras cámaras de televisión . El iconoscopio producía una señal mucho más fuerte que los diseños mecánicos anteriores y podía utilizarse en cualquier condición de buena iluminación. Este fue el primer sistema totalmente electrónico que reemplazó a las cámaras anteriores, que utilizaban focos especiales o discos giratorios para capturar la luz desde un único punto muy iluminado.
Algunos de los principios de este aparato se describieron cuando Vladimir Zworykin presentó dos patentes para un sistema de televisión en 1923 y 1925. [1] [2] Un grupo de investigación de Westinghouse Electronic Company encabezado por Zworykin presentó el iconoscopio al público en general en una conferencia de prensa. conferencia en junio de 1933, [3] y se publicaron dos artículos técnicos detallados en septiembre y octubre del mismo año. [4] [5] La empresa alemana Telefunken compró los derechos de RCA y construyó la cámara superikonoskop [6] utilizada para la transmisión histórica de televisión en los Juegos Olímpicos de Verano de 1936 en Berlín.
El iconoscopio fue reemplazado en Europa alrededor de 1936 por el Super-Emitron y el Superikonoskop, mucho más sensibles, [7] [8] [9] mientras que en los Estados Unidos el iconoscopio fue el principal tubo de cámara utilizado para transmisiones desde 1936 hasta 1946, cuando Fue sustituido por el tubo de imagen de orticón . [10] [11]
En un artículo de Technikatörténeti Szemle, posteriormente reeditado en Internet, titulado El iconoscopio: Kálmán Tihanyi y el desarrollo de la televisión moderna , la hija de Tihanyi, Katalin Tihanyi Glass, señala que su padre descubrió que el "principio de almacenamiento" incluía un "nuevo fenómeno físico", el fotoconductor. efecto :
La primera referencia al nuevo fenómeno que encontró este escritor se encuentra en un artículo titulado "Acerca de la televisión eléctrica", escrito por Kalman Tihanyi y publicado el 3 de mayo de 1925, casi un año antes de su primera solicitud de patente sobre un televisor totalmente electrónico. sistema de televisión. Aunque el inventor no utiliza el término "principio de almacenamiento" o "efecto de almacenamiento", la descripción del nuevo fenómeno que había descubierto implica que eso es exactamente lo que tenía en mente. Así, escribió:
"El autor de este artículo ha estudiado a fondo todos los fenómenos conocidos del estado actual de las ciencias físicas que podrían aplicarse a la solución del problema y, basándose en cálculos de control, los encontró inadecuados para alcanzar el mínimo requerido de 1/80.000. s eficiencia en la estación transmisora. Sin embargo, durante la experimentación se descubrió un nuevo fenómeno físico, en el que el efecto óptico y el eléctrico es prácticamente simultáneo. De hecho, el desplazamiento entre los dos efectos no pudo ser detectado con nuestros instrumentos, aunque existe la posibilidad de un desplazamiento de 1/400.000.000 de segundo basado en las ecuaciones de Maxwell con respecto a un fenómeno relacionado. Esto significa que bajo este fenómeno no sólo se pueden seguir los deseables cambios de 1/150.000 de segundo, sino que se pueden seguir cambios de 1/400 millones" (K. Tihanyi : "Az elektromos távolbavetítésről" ("Acerca de la teleproyección eléctrica"), revista Nemzeti Újság, 3 de mayo de 1925, p. 23). (Énfasis añadido.)
Una investigación de varios diccionarios y léxicos confirma que, de hecho, además del efecto fotoeléctrico (o fotoemisivo), la tecnología de la televisión de almacenamiento también implica un fenómeno completamente diferente.
De estas caracterizaciones se desprende claramente que, mientras que bajo el efecto fotoeléctrico los electrones liberados de dichos materiales fotosensibles varían linealmente con la frecuencia de la radiación, "es decir, por cada fotón incidente se expulsa un electrón", bajo el efecto de almacenamiento se produce un fenómeno fotoconductor y fotovoltaico. donde ("aparte de la liberación de electrones de los metales") cuando los fotones son absorbidos en una unión pn (en un semiconductor) o en una unión metal-semiconductor, "se producen nuevos portadores de carga libres", (efecto fotoconductor) y donde "la energía eléctrica El campo en la región de unión hace que los nuevos portadores de carga se muevan, creando un flujo de corriente en un circuito externo sin necesidad de una batería", ( efecto fotovoltaico ) ( The International Dictionary of Physics and Electronics , NY 1956, 1961, pp. 126, 183, 859–861, 863, 1028–1028, 1094–1095).
El Diccionario Conciso de Física bajo el título "Células Fotoeléctricas", diferencia entre "las fotocélulas originales" (que utilizaban la fotoemisión de una superficie fotosensible y su atracción por el ánodo) y "las fotocélulas más modernas que utilizan el efecto fotoconductor y fotovoltaico". ( Diccionario conciso de física , Oxford, 1985). [14]
El principal elemento formador de imágenes en el iconoscopio era una placa de mica con un patrón de gránulos fotosensibles depositados en el frente mediante un pegamento eléctricamente aislante. Los gránulos estaban típicamente hechos de granos de plata cubiertos con cesio u óxido de cesio . La parte posterior de la placa de mica , frente a los gránulos, estaba cubierta con una fina película de plata. La separación entre la plata de la parte posterior de la placa y la plata de los gránulos hizo que se formaran condensadores individuales , capaces de almacenar carga eléctrica. Por lo general, estos se depositaban como pequeños puntos, creando píxeles . El sistema en su conjunto se denominó "mosaico".
El sistema se carga primero escaneando la placa con un cañón de electrones similar al de un tubo de visualización de rayos catódicos de televisión convencional. Este proceso deposita cargas en los gránulos, que en una habitación oscura se descompondrían lentamente a un ritmo conocido. Cuando se expone a la luz, el revestimiento fotosensible libera electrones que son suministrados por la carga almacenada en la plata. La tasa de emisión aumenta en proporción a la intensidad de la luz. A través de este proceso, la placa forma un análogo eléctrico de la imagen visual, donde la carga almacenada representa la inversa del brillo promedio de la imagen en ese lugar.
Cuando el haz de electrones vuelve a escanear la placa, cualquier carga residual en los gránulos se resiste a ser rellenada por el haz. La energía del haz se establece de manera que cualquier carga resistida por los gránulos se refleje de regreso al tubo, donde es recogida por el anillo colector, un anillo de metal colocado alrededor de la pantalla. La carga recogida por el anillo colector varía en relación con la carga almacenada en ese lugar. Luego, esta señal se amplifica e invierte y luego representa una señal de video positiva.
El anillo colector también se utiliza para recoger los electrones que se liberan de los gránulos en el proceso de fotoemisión . Si la pistola escanea un área oscura, se liberarán pocos electrones directamente de los gránulos escaneados, pero el resto del mosaico también liberará electrones que se recolectarán durante ese tiempo. Como resultado, el nivel de negro de la imagen flotará dependiendo del brillo promedio de la imagen, lo que provocó que el iconoscopio tuviera un estilo visual irregular distintivo. Esto normalmente se combatía manteniendo la imagen continuamente y muy iluminada. Esto también dio lugar a claras diferencias visuales entre las escenas rodadas en interiores y las rodadas en exteriores en buenas condiciones de iluminación.
Como el cañón de electrones y la propia imagen deben enfocarse en el mismo lado del tubo, se debe prestar cierta atención a la disposición mecánica de los componentes. Las iconocopias se construían típicamente con el mosaico dentro de un tubo cilíndrico con extremos planos, con la placa colocada delante de uno de los extremos. Frente al otro extremo se colocó la lente de una cámara de cine convencional, enfocada hacia la placa. Luego se colocó el cañón de electrones debajo de la lente, inclinado para que también apuntara a la placa, aunque en ángulo. Esta disposición tiene la ventaja de que tanto la lente como el cañón de electrones se encuentran delante de la placa de imagen, lo que permite compartimentar el sistema en un recinto en forma de caja con la lente completamente dentro de la carcasa. [2] [13]
Como el cañón de electrones está inclinado en comparación con la pantalla, su imagen de la pantalla no es una placa rectangular, sino una forma trapezoidal . Además, el tiempo necesario para que los electrones alcanzaran las partes superiores de la pantalla era mayor que el de las zonas inferiores, que estaban más cerca del cañón. La electrónica de la cámara se ajustó para este efecto cambiando ligeramente las velocidades de escaneo. [15]
La acumulación y almacenamiento de cargas fotoeléctricas durante cada ciclo de escaneo aumentó en gran medida la salida eléctrica del iconoscopio en relación con los dispositivos de escaneo de imágenes sin almacenamiento. [ cita necesaria ] En la versión de 1931, el haz de electrones escaneó los gránulos; [13] mientras que en la versión de 1925, el haz de electrones escaneaba la parte posterior de la placa de imagen. [2]
Los primeros tubos de las cámaras electrónicas (como el disector de imágenes ) adolecían de un defecto fatal muy decepcionante: escaneaban al sujeto y lo que se veía en cada punto era sólo el pequeño trozo de luz visto en el instante en que el sistema de escaneo pasaba sobre él. Un tubo de cámara práctico y funcional necesitaba un enfoque tecnológico diferente, que más tarde se conoció como tubo de cámara Charge – Storage. Se basa en un fenómeno físico nuevo, hasta ahora desconocido, que fue descubierto y patentado por el físico Kálmán Tihanyi en Hungría en 1926; sin embargo, el nuevo pehonmenon no fue ampliamente comprendido y reconocido hasta alrededor de 1930. [16]
El problema de la baja sensibilidad a la luz que resultaba en una baja salida eléctrica de los tubos transmisores o de "cámaras" se resolvería con la introducción de la tecnología de almacenamiento de carga por parte del ingeniero húngaro Kálmán Tihanyi a principios de 1925. [17] Su solución fue una cámara tubo que acumulaba y almacenaba cargas eléctricas ("fotoelectrones") dentro del tubo durante cada ciclo de escaneo. El dispositivo se describió por primera vez en una solicitud de patente que presentó en Hungría en marzo de 1926 para un sistema de televisión al que denominó "Radioskop". [18] Después de más refinamientos incluidos en una solicitud de patente de 1928, [17] la patente de Tihanyi fue declarada nula en Gran Bretaña en 1930, [19] por lo que solicitó patentes en los Estados Unidos. La patente de Radioskop de Tihanyi fue reconocida como Documento de Importancia Universal por la UNESCO , por lo que pasó a formar parte del Programa Memoria del Mundo el 4 de septiembre de 2001. [18]
Zworykin presentó en 1923 su proyecto de un sistema de televisión totalmente electrónico al director general de Westinghouse . En julio de 1925, Zworykin presentó una solicitud de patente para un "Sistema de Televisión" que incluye una placa de almacenamiento de carga construida con una fina capa de material aislante ( óxido de aluminio ) intercalada entre una pantalla (malla 300) y un depósito coloidal de material fotoeléctrico ( potasio) . hidruro ) formado por glóbulos aislados . [2] La siguiente descripción se puede leer entre las líneas 1 y 9 de la página 2: El material fotoeléctrico, como el hidruro de potasio, se evapora sobre óxido de aluminio u otro medio aislante y se trata para formar un depósito coloidal de potasio. hidruro formado por glóbulos diminutos. Cada glóbulo es muy activo fotoeléctricamente y constituye, a todos los efectos, una diminuta célula fotoeléctrica individual . Su primera imagen se transmitió a finales del verano de 1925, [20] y se emitió una patente en 1928. [2] Sin embargo, la calidad de la imagen transmitida no impresionó a HP Davis, el director general de Westinghouse , y se pidió a Zworykin que trabajar en algo útil . [20] Zworykin también presentó una patente para un sistema de televisión en 1923, pero este archivo no es una fuente bibliográfica confiable porque se realizaron revisiones extensas antes de que se emitiera la patente quince años después [21] y el archivo en sí se dividió en dos patentes en 1931. [1] [22]
El primer iconoscopio práctico fue construido en 1931 por Sanford Essig, cuando accidentalmente dejó una hoja de mica plateada en el horno durante demasiado tiempo. Al examinarla con un microscopio, notó que la capa de plata se había dividido en una miríada de pequeños glóbulos de plata aislados. [23] También notó que: la pequeña dimensión de las gotas de plata mejoraría la resolución de la imagen del iconoscopio en un salto cuántico. [24] Como jefe de desarrollo de televisión en Radio Corporation of America (RCA) , Zworykin presentó una solicitud de patente en noviembre de 1931, que fue emitida en 1935. [13] Sin embargo, el equipo de Zworykin no fue el único grupo de ingeniería que trabajó en dispositivos que Utilice una placa de etapa de carga. En 1932, Tedham y McGee, bajo la supervisión de Isaac Shoenberg, solicitaron una patente para un nuevo dispositivo al que denominaron "el emitrón", un servicio de transmisión de 405 líneas que empleaba el superemitrón comenzó en los estudios de Alexandra Palace en 1936, y una patente se publicó en Estados Unidos en 1937. [25] Mientras tanto, en 1933, Philo Farnsworth también había solicitado una patente para un dispositivo que utilizaba una placa de almacenamiento de carga y un haz de barrido de electrones de baja velocidad. La patente correspondiente se emitió en 1937, [26] pero Farnsworth no sabía que el haz de exploración de baja velocidad debía aterrizar perpendicular al objetivo y nunca construyó un tubo de este tipo. [27] [28]
El iconoscopio se presentó al público en general en una conferencia de prensa en junio de 1933, [3] y se publicaron dos artículos técnicos detallados en septiembre y octubre del mismo año. [4] [5] A diferencia del disector de imágenes de Farnsworth, el iconoscopio de Zworykin era mucho más sensible y útil con una iluminación del objetivo entre 4 pies-c (43 lx ) y 20 pies-c (215 lx ). También fue más fácil de fabricar y produjo una imagen muy clara. [ cita necesaria ] El iconoscopio fue el tubo de cámara principal utilizado en la radiodifusión estadounidense desde 1936 hasta 1946, cuando fue reemplazado por el tubo de orticon de imagen. [10] [11]
En Gran Bretaña, un equipo formado por los ingenieros Lubszynski, Rodda y MacGee desarrollaron el superemitrón (también superikonoscop en Alemania e iconoscopio de imagen en Holanda) en 1934, [29] [30] [31] este nuevo dispositivo tenía entre diez y quince veces más sensible que el emitrón y el iconoscopio originales, [32] y fue utilizado para una transmisión pública por la BBC , por primera vez, el Día del Armisticio de 1937. [7] El iconoscopio de imagen fue el representante de la tradición europea en Tubos electrónicos que compiten contra la tradición americana representada por la imagen del orticon. [9] [33] [34]
Imagen de la cámara iconoscopio utilizada en los Juegos Olímpicos de Berlín, 1936.
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