Nipkow-Scheibe

Nipkow beansprucht eine Scheibe mit spiralförmig angeordneten Löchern, dazu eine Selenzelle als Auge und eine zweite, gleich schnell laufende Scheibe am Empfänger.

Stich ein Loch in Pappe und schau hindurch auf ein Bild. Du siehst genau einen Punkt. Mehr kann eine Leitung auch nicht auf einmal.

Führe die Pappe zeilenweise über die Vorlage. Nacheinander siehst du alles — aber nie gleichzeitig. Das ist Abtastung, und mehr steckt nicht dahinter.

Schneide einen Kreis von 300 mm Durchmesser. Bohre genau in der Mitte ein Achsloch — sitzt die Achse schief, eiert die Scheibe und das Bild zerreißt.

Markiere 24 Punkte im Abstand von je 15°. Rücke dabei jeden Punkt 1 mm weiter nach innen als den vorigen. Das ergibt ein Bildfeld von 24 mm Höhe.

Alle Löcher gleich groß, etwa 1 mm. Ein zu großes Loch macht seine Zeile heller und breiter als die anderen — das sieht man später sofort.

Stecke sie auf einen Rundstab und lagere ihn so, dass sie leicht läuft. Sie muss ruhig drehen, ohne zu schlagen.

Schneide in Pappe ein Fenster von 24 × 24 mm. Nur ein Loch darf gleichzeitig im Fenster stehen — sonst tasten mehrere Zeilen zugleich ab und alles verschmiert.

Nimm eine schwarze Figur auf weißem Grund, kein Foto. Nipkows Selenzelle war träge; grobe Kontraste sind auch heute die ehrlichste Vorlage.

Dreh die Scheibe von Hand. Im Fenster wandert ein Lichtpunkt Zeile für Zeile — das Bild wird in eine zeitliche Folge zerlegt.

Klemme einen LDR dahinter und miss seinen Widerstand beim Drehen. Er schwankt im Takt der hellen und dunklen Stellen — das ist das Bildsignal.

Schalte den LDR so, dass eine helle LED umso stärker leuchtet, je heller der abgetastete Punkt ist. Jetzt hängt das Licht am Signal.

Stelle die LED hinter die Scheibe und schau von vorn durch die Löcher. Weil dieselbe Scheibe abtastet und anzeigt, laufen Sender und Empfänger zwangsläufig synchron.

Bring die Scheibe auf mehrere Umdrehungen pro Sekunde. Ab etwa 12 bis 15 Umdrehungen verschmelzen die Zeilen zu einem stehenden, groben Bild.

Nimm die Drehzahl zurück, bis das Bild in wandernde Streifen zerfällt. Das Bild steckt nicht in der Scheibe, sondern im Auge — es entsteht erst durch die Trägheit der Wahrnehmung.

Das Patent. DE 30105, "Elektrisches Teleskop", angemeldet am 6. Januar 1884, veröffentlicht am 15. Januar 1885, von Paul Nipkow, damals Student in Berlin. Üblicherweise wird das Jahr 1884 genannt — das ist das Anmeldedatum, nicht die Veröffentlichung. Der Titel spricht von einem Teleskop, weil es das Wort Fernsehen noch nicht gab.

Nipkow hat sein Gerät nie gebaut. Er hatte die Idee vollständig und richtig, aber nicht die Bauteile. Die Selenzellen jener Zeit reagierten viel zu langsam und zu schwach, Verstärker gab es nicht — die Elektronenröhre kam erst zwanzig Jahre später, und ohne Verstärkung ist das Signal einer Selenzelle für nichts zu gebrauchen. Das Patent lief aus, ohne dass daraus ein Apparat wurde. Erst in den 1920er Jahren, als es Verstärkerröhren und lichtstarke Lampen gab, baute man mit genau dieser Scheibe die ersten funktionierenden Fernsehsysteme; John Logie Bairds Televisor von 1925 ist eine Nipkow-Scheibe.

Warum die Spirale genau das Richtige ist. Man braucht zwei Bewegungen: eine schnelle entlang der Zeile und eine langsame nach unten. Die Spirale erledigt beide mit einem einzigen drehenden Teil — die Drehung liefert die Zeile, der schrittweise kleinere Radius liefert den Zeilenvorschub. Keine Schwingspiegel, keine zweite Achse, kein Getriebe. Deshalb ist die Auflösung auch gleich der Lochzahl: 24 Löcher heißt 24 Zeilen, und mehr Zeilen heißt eine größere Scheibe. Genau daran ist das mechanische Fernsehen später gescheitert — für Bilder in brauchbarer Schärfe hätte die Scheibe meterweise wachsen müssen. Die Elektronenstrahlröhre tastet dasselbe Bild ohne bewegte Masse ab und gewann deswegen.

Was hier trotzdem bleibt. Der eigentliche Gedanke ist nicht die Scheibe, sondern die Zerlegung eines Bildes in eine zeitliche Folge von Helligkeitswerten und ihr Wiederaufbau in derselben Reihenfolge. Das ist bis heute so — bei jeder Kamera, jedem Bildschirm, jeder Videodatei. Geändert hat sich nur, was abtastet. Schritt 15 zeigt den zweiten bleibenden Punkt: ohne die Trägheit des menschlichen Auges gäbe es kein Fernsehen, sondern nur eine schnelle Folge einzelner Punkte.