InicioDivulgaciónHistoria de los medios técnicos de la televisión: Cámaras de televisión

Historia de los medios técnicos de la televisión: Cámaras de televisión

Historia, Televisión

Txt: Luis Sanz

En el nacimiento de la televisión no fue muy útil la experiencia de las cámaras de cine. Las tecnologías eran radicalmente diferentes, aunque conceptualmente persiguieran lo mismo: registrar imágenes, captadas por medios ópticos, sobre un soporte material. La cámara de cine era tecnológicamente mucho más simple que la de televisión: una óptica, una ventanilla, un obturador, y una película con soporte químico que, mediante el movimiento de rotación de un motor, pasa delante de la ventanilla y se impresiona. La cámara de televisión  sólo comparte con la de cine el bloque óptico que enfoca la imagen. El resto pertenece al campo de la electrónica y por ello su complejidad es mucho mayor. Desde el primer momento, la cámara de cine incorporaba el soporte que registraba las imágenes, la película; sin embargo tuvieron que pasar más de 50 años en la televisión hasta que se consiguió una cámara, el camcorder, que tuviera integrado el grabador de imágenes, el magnetoscopio.

 

Es obvio que la televisión nace cuando se logra disponer de un dispositivo que transforme la luz reflejada por una escena en una corriente eléctrica, representativa en su variación de los diferentes niveles de la luz. La cámara de televisión es la que consolida su viabilidad y existencia. Dadas sus características, el dispositivo transductor de luz a electricidad necesitaba el concurso de un haz electrónico que se dirigiera sobre el elemento que recibe la luz de la imagen y descargar la corriente eléctrica con los niveles de luz representados. Por ello, el dispositivo inicial fue del tipo de tubo de rayos catódicos.

 

La cámara de televisión, por tanto, se construyó alrededor del dispositivo captador y básicamente constaba de óptica, prisma o bloque óptico que dirige la luz dividida hacia los elementos captadores, elementos captadores-transductores de luz a corriente eléctrica, circuitos electrónicos que amplifican y controlan dicha corriente ya en forma de señal de vídeo y que la dirigen hacia donde se va a utilizar.

 

 

Cámara cine http://inskinoo.blogspot.com.es/2013/04/tipos-de-camaras-de-cine.html.

Cámara cine http://inskinoo.blogspot.com.es/2013/04/tipos-de-camaras-de-cine.html.

 

Captadores de imagen

Sin olvidar el disco de Nipkow, sistema electromecánico con células eléctricas con el que se consiguió, a principios de los años 20, la primera imagen de televisión, ya dentro del concepto de tubo de rayos catódicos para televisión se puede considerar como el primer dispositivo captador, al llamado «disector de imagen». Dicho dispositivo fue inventado por Philo Farnsworth en 1922, y patentado en 1927, y en él, el elemento captador era una placa de óxido de cesio, con una escasa sensibilidad. Se utilizó principalmente para escanear diapositivas y películas en telecines primitivos, y para tomar imágenes en los hornos de la industria que emitían una enorme cantidad de luz.

 

El nombre que ha pasado a la historia como el inventor del tubo de cámara, tal y como se desarrolló posteriormente, es Vladimir Zworykin, que presentó su solicitud de patente en 1923 para su «Iconoscopio», o tubo de cámara, cuyo haz electrónico se enviaba a la placa receptora de luz con una inclinación de 45º. Los Iconoscopios fueron comercializados por RCA de la que Zworykin fue director de su laboratorio de desarrollo. A lo largo de los años, fueron mejorándose las prestaciones del Iconoscopio, con otros desarrollos, como el «Emitron» o Iconoscopio Imagen, patentado por Lubszinsky y Rodda en Inglaterra a principios de los años30, y que incorporó un fotocátodo. En Alemania, a mediados de los años 30, para su uso sólo europeo, se desarrolló el «Riesel Iconoscopio», que añadía un segundo fotocátodo con el que mejoraba las prestaciones del Iconoscopio y multiplicaba por 10 la sensibilidad.

 

Las primeras cámaras de Estudio compradas por Televisión Española a la compañía alemana BOSCH FERNSEH en 1956, instaladas en el Estudio de Paseo de la Habana de Madrid, fueron del tipo Riesel Iconoscopio. En la Foto 1 estoy yo mismo, hace 52 años en 1964, manejando una cámara de este tipo.

 

En 1938 se dio un salto cualitativo en los tubos de cámara, con el desarrollo del «Orticón», también en RCA. Se empezó a utilizar en 1940 y la dificultad de su construcción llevó a que su posterior mejora, el «Orticón-Imagen», tardara cinco años en aparecer. Se fabricaron dos versiones del Orticón-Imagen, una de 3’’ de diámetro del elemento sensible y otra de 4,5’’ mucho más sensible, grande y cara que la anterior. Este enorme tamaño de los tubos obligaba a cámaras mucho más grandes que las anteriores que contenían Iconoscopios. En Televisión Espa-ñola las siguientes cámaras de vídeo adquiridas fueron ya con Orticón Imagen.

 

Una diferencia a favor de los Iconoscopios frente a las Orticones, comprobada personalmente por mí, que fui cámara de vídeo en TVE entre 1964 y 1971, mientras estudiaba la carrera de Ingeniero Superior de Telecomunicación, era que en los Orticones se marcaban las imágenes que permanecían fijas delante de la cámara unos cuantos minutos, mientras que en los Iconoscopios podían permanecer horas, sin ninguna consecuencia. Así, en el Paseo de la Habana, en el plató de TVE, se dejaba una cámara fija frente a un atril, que tenía un cartón con los rombos de clasificación de las películas, sin que la cámara BOSCH FERNSEH con Riesel Iconoscopio se marcara lo más mínimo. Por cierto, en los años 60, Televisión Española tenía dos modelos de cámara dotadas de Riesel Iconoscopio, el comentado de BOSCH FERNSEH en los Estudios centrales del Paseo de la Habana, y otro de marca PHILIPS en los Estudios de Sevilla Films. Realmente las dos cámaras fueron fabricadas por BOSCH y las de Sevilla Films eran parte del pago de deudas de la II Guerra Mundial de Alemania a Holanda. Aparte del logo de compañía, la única diferencia entre los dos modelos era el método de ajuste de foco. En la BOSCH se movía el carro del tubo respecto a la torreta fija de objetivos y en la PHILIPS, se movía la torreta de objetivos sobre el carro fijo del tubo. Así se resolvía cualquier conflicto de patentes.

 

Cámara Marconi Mark IV http://www.tvcameramuseum.org/marconi/mk4/ mk4_1.htm.

Cámara Marconi Mark IV http://www.tvcameramuseum.org/marconi/mk4/mk4_1.htm.

 

En Televisión Española, en Prado del Rey, se instalaron cámaras con Orticón imagen en los cinco Estudios de Producción, todas de la casa MARCONI (Mark IV), salvo las del Estudio 1 que fueron de la compañía THOMSON. Éstas últimas, en su versión de Orticon Imagen de 4,5 pulgadas, supusieron una revolución para los operadores, ya que permitían prefijar el tamaño del plano y de la velocidad del zoom que, después, se lanzaban automáticamente, con lo que facilitaban el trabajo del operador. En la Foto 2 se observa una cámara THOMSON con Orticón imagen de 4,5“ de 1967, en una grúa del Estudio 1 de TVE en Prado del Rey, conmigo mismo de operador. Compárese el tamaño de la cámara con las actuales.

 

El Orticón Imagen fue el rey de los captadores de imágenes de televisión hasta 1950, año en que se desarrolló una nueva generación de tubos de cámara, con el «Vidicón», que no es que fuera de mucha más calidad que el anterior, pero era muchísimo más pequeño y mucho más barato. Su funcionamiento se basa en que el patrón de densidad de carga se forma con la imagen de la escena en una superficie fotoconductiva que es escaneada por un haz de electrones de baja velocidad. Con el Vidicón se inició la era comercial de las cámaras de televisión en color.

 

El Vidicón fue el primero de una serie de tubos de cámara que cubrieron las necesidades de la producción de televisión hasta la aparición en 1970 de la primera cámara con sensores de estado sólido. Al menos se comercializaron ocho modelos diferentes (Plumbicón, Epicon, Newvi-con, Saticon, Trinicon, Pasecon, Chalnicon y Primicon), de los que el más extendido de uso fue el Plumbicón desarrollado por PHILIPS, seguido a mucha distancia por el Saticon de THOMSON y el Trinicon de SONY. El Plumbicón tenía una placa de óxido de plomo y alcanzaba una magnífica relación señal/ruido. El tamaño del elemento sensor del tubo definía su resolución, que era mayor cuanto más grande era su superficie. Los primeros tubos Plumbicones se construyeron en 1968 y eran de 1’’ de diámetro, desarrollándose en menores tamaños, 2/3’’ en 1974 y 1/2’’ en 1981. Al menos una cámara de la casa Ikegami, la HK 323, contaba con tubos Plumbicones del mayor tamaño, 1 ¼’’, posiblemente la cámara con mayor calidad de la historia de las cámaras de color de tubos y, por supuesto, también fue la más cara de todos los tiempos.

 

La era de los tubos de cámara terminó con el nacimiento de los dispositivos CCD (Charge-Coupled Devi-ce), dispositivo de carga acoplada, que eran sensores de estado sólido, formados por una matriz de diminutos condensadores que se cargaban con la incidencia de la luz en los elementos sensibles del sensor, con un control de reloj. Su aparición, ya dentro de la etapa de las cámaras de televisión en color, supuso una reducción considerable del consumo eléctrico de las cámaras y del tamaño de las mismas. Los CCD han permitido la miniaturización del tamaño de las cámaras, con una importante aplicación en el mercado doméstico de consumo. La calidad de la cámara con CCD, además de la componente electrónica, se mide por el tamaño del o los CCD usados. A mayor superficie, mayor número de píxeles y más resolución en la imagen captada. En la producción de televisión se utilizaban los CCD más grandes, de 2/3 de pulgada, reservándose para el mercado semiprofesional y doméstico los de 1/2 y 1/3 de pulgada.

 

Ya entrado el siglo XXI y hasta el momento presente, se utilizan otros sensores de estado sólido, los CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), semiconductor complementario de óxido metálico, que son circuitos integrados con elementos fotosensibles, como los CCD, pero que a diferencia de estos, la conversión digital y la amplificación están incorporadas en el propio chip, con lo que la integración electrónica es superior y el rendimiento luminoso crece. Como son muy baratos, se han comenzado a emplear en las webcams y en las cámaras de los teléfonos móviles. Los CMOS también se empezaron a incorporar en el sector de la televisión profesional, siendo uno de los primeros los camcorders «Infinity» de GRASS VALLEY-THOMSON. Por cierto, que esta serie de cámaras de televisión en color, que fueron de las primeras que permitieron el cambio de resolución en cabeza de cámara, prácticamente no llegó a comercializarse y fue retirada pronto del catálogo de cámaras de GRASS VALLEY, después de tres años de infructuosos intentos para resolver el grave problema de calentamiento que sufrían.

 

Foto 2. Luis Sanz con cámara Thomson

Foto 2. Luis Sanz con cámara Thomson.

 

Antes de entrar en los tipos de cámara de vídeo que se han desarrollado a lo largo de la historia de la televisión, es importante señalar que los captores de imagen son los elementos que más han condicionado no solo el tipo de cámara, sino las facilidades de la producción televisiva. Cada avance tecnológico en los sensores de imagen ha supuesto un salto en las posibilidades de producción. Así ha sido a lo largo del desarrollo de la televisión y lo sigue siendo ahora. Lo nuevos sensores de imagen de elevadas resoluciones, como son los que disponen CMOS de 4K píxeles e incluso más, están modificando las formas de producción de programas. La famosa frase del histórico realizador de Televisión Española, Gustavo Pérez Puig , dicha hace cuarenta años para la producción de ficción en un plató con tres cámaras de blanco y negro: “Si realizar es muy fácil: plano medio, plano medio y general para cuando se levanten”, no tiene nada que ver con las formas de producción actual.

 

Tipos de cámara

Desde el comienzo de la televisión, las cámaras de vídeo eran importantes armatostes que debían contener la óptica, el tubo captador, la electrónica de preamplificación y el visor de cámara. Todo ello ocupaba mucho espacio y, además, tenían que tener cables de conexión con la unidad de control de la cámara (CCU, Camera Control Unit) en donde se realizaban los ajustes y correcciones de la imagen captada y de la que se obtenía la señal de vídeo a utilizar en la transmisión. En las primeras cámaras en color, que utilizaban hasta 4 tubos captadores (rojo, verde, azul y luminancia), los cables de unión con la CCU suponían un grosor conjunto casi de la sección de un brazo humano. El movimiento de estas cámaras sobre trípodes, pedestales y grúas era complicado y es evidente que este gran tamaño entorpecía la operatividad en el trabajo en exteriores, en retransmisiones de campo. Además, con las dimensiones de los tubos de cámaras, por ejemplo de los Orticones imagen de 4,5’’, la situación era muy difícil de mejorar. Su gran tamaño y elevado peso no facilitaron tampoco la incorporación de la mujer en la operación de cámara hasta decenios después de su implantación.

 

El primer objetivo fue reducir el tamaño de las cámaras para mejorar su portabilidad y poder utilizarlas directamente, sobre el hombro por ejemplo, sin necesidad de trípode, aunque con la servidumbre del cable de conexión. Ello se consiguió con la incorporación de los tubos de imagen tipo vidicón/plumbicón de tamaño decenas de veces menor que los orticones. Probablemente, la primera cámara portable en este sentido fue la denominada «Handy-Looky», cámara de IKEGAMI, que en 1962 se utilizó por la CBS para la cobertura del lanzamiento del satélite ártico Aurora. Precisamente, las iniciales HL son las letras con las que IKEGAMI comercializó sus cámaras portátiles en los primeros años.

 

El Plumbicón, junto con una mayor integración electrónica y la disminución de tamaño de los visores, per- mitió en los años 70 una importante reducción del tamaño de las cámaras, sobre todo cuando se usaban tubos de 2/3 de pulgadas, para los que se desarrollaron ópticas adecuadas a esas dimensiones. Ello facilitó el uso de las cámaras en estudios y exteriores, si bien, cuando se necesitaban ópticas de gran distancia focal, por ejemplo en retransmisiones deportivas, tal y como sigue ocurriendo, el objetivo era sensiblemente más grande que la propia cámara y se necesitaba disponer de adaptadores mecánicos que los hicieran compatibles y manejables por los operadores.

 

Sin duda, la cámara portable que ha dado más rendimiento en el sector y de la que se vendieron miles de unidades fue la HL 79 A y D de IKEGAMI, comercializada en 1978. TVE compró 32 unidades en 1979 para dotar a los centros regionales que se estaban transformando de blanco y negro a color. Una prueba de la fiabilidad de esa cámara la dio su comportamiento en el Estudio 1 de TVE en Prado del Rey, en el que se instaló como 5.ª cámara (cabeza HL79A y CCU MA 79), al lado de las 4 MARCONI Mark VIII de la dotación del mismo. En un año de funcionamiento en doble turno, 16 horas diarias, la única cadena de cámara que no sufrió ninguna avería fue precisamente la HL 79 A. Por otra parte, IKEGAMI, para dar respuesta a la exigencia de usar grandes ópticas con esta pequeña cámara, construyó la HL 790, que no era más que una carcasa grande con su visor y adaptación a la óptica, que en su interior tenía una HL 79 completa, con su propia carcasa. Otra cámara portable que tuvo mucha aceptación en el mercado fue la TTV 1657 de THOMSON. La aparición de los sensores de estado sólido CCD no supuso ninguna variación en el tipo de cámaras de estudio y exteriores existentes. En 1984 se comercializó la primera cámara portable con sensores CCD. Fue la denominada «Hawkeye», ojo de halcón, de RCA.

 

Disco de Nipkow http://www.museoscienza.org/dipartimenti/catalogo_collezioni/scheda_oggetto.asp?idk_in=ST050- 00095&arg=disco

Disco de Nipkow http://www.museoscienza.org/dipartimenti/catalogo_collezioni/scheda_oggetto.asp?idk_in=ST050-00095&arg=disco.

 

El siguiente tipo de cámara fue el camcorder para uso en ENG. Realmente la parte de cámara aporta al concepto y operación del camascopio mucho menos que el magnetoscopio, ya que hasta que se logró su portabilidad total, adosado o integrado en la misma pieza de la cámara, no existió el camcorder como tal.

 

El uso de tubos pequeños de ½ pulgada —que aunque de inferior resolución es suficiente para captación de noticias de Informativos— y los nuevos CCD viabilizó la construcción de camcorders de tamaño adecuado para una buena movilidad y operatividad en el trabajo ENG.

 

La introducción posterior de la tecnología de Alta Definición no supuso la aparición de nuevos tipos de cámara, pero sí un continuo desarrollo de una mayor integración de los circuitos electrónicos. Su tamaño se ha ido reduciendo hasta llegar a las cámaras de vídeo actuales integradas en los teléfonos inteligentes, cuya relación calidad/tamaño es, sin duda, excepcional.

 

Fabricantes

A diferencia de otros equipos específicos de la televisión, como son los magnetoscopios, en los que no ha sido muy elevado el número de fabricantes a lo largo de la historia, en el caso de las cámaras de vídeo ha existido un importante número de fabricantes de equipos de gran calidad y con una gran competencia en el mercado.

 

Las compañías que han tenido mayor incidencia en la fabricación de cámara de televisión han sido: en Estados Unidos: RCA, AMPEX e IVC; en Japón: IKEGAMI, SONY, HITACHI, TOSHIBA, PANASONIC y JVC y en Europa: BOSCH FERNSEH, PHILIPS, BTS, PYE, MARCONI y THOMSON.

 

Las primeras cámaras de televisión en color de TVE, BOSCH FERNSEH KCU 40, se instalaron en los sótanos de la casa de la Radio de Prado del Rey en 1970, en unos locales que se habilitaron como Estudios de informativos en color. Las siguientes, en 1972,  también fueron cámaras BOSCH FERNSEH modelo KCK, que se instalaron en los estudios 10 y 11 de Prado del Rey, llamados por ello durante mucho tiempo los “Estudios de Color”, construidos ex novo para nacer ya en color. La sustitución de las cámaras de blanco y negro de los tres estudios principales de Prado del Rey fue realizada en 1975 con cámaras  MARCONI  MARK VIII, magníficas  cadenas de cámara, con pocos automatismos, lo que no se puede decir de sus sucesoras las MARK IX, muy automáticas, que dieron importantes quebraderos de cabeza a los técnicos de mantenimiento de TVE, porque la cabeza de cámara se calentaba excesivamente y fallaba electrónicamente.

 

CCD-VS-CMOS http://www.parentesis.com/tutoriales/Sensor_CCD_o_CMOS_Que_significa_todo_esto.

CCD-VS-CMOS http://www.parentesis.com/tutoriales/Sensor_CCD_o_CMOS_Que_significa_todo_esto.

 

Ópticas

Inicialmente, al igual que para las cámaras de cine, las ópticas usadas para las cámaras de televisión eran de longitud focal fija, una óptica para cada focal, pero a diferencia del cine, en el que se puede cambiar de lente desmontándola y sustituyéndola por otra, en televisión, la necesidad del directo exigía el cambio rápido de focal y ello condujo al montaje de torretas de lentes fijas, en general una torreta de cuatro o cinco posiciones para ópticas de distintas focales. En una de ellas se solía colocar una tapa ciega de cierre de cámara. La torreta giraba por acción mecánica del operador sobre una manivela.

 

La aparición del zoom en televisión y su aplicación a las cámaras, en sustitución de la torreta de objetivos fijos, no tuvo lugar hasta los años 60. A mi juicio, como operador de cámara de vídeo que sufrió en los años 60 del siglo pasado el cambio de ópticas, el zoom supuso un importante retroceso en la calidad artística de las imágenes producidas por las cámaras de televisión para los programas de ficción. Con las ópticas fijas, el operador tenía que mover físicamente la cámara para modificar el tamaño del plano sobre la escena, es decir, hacer «travelling», con lo que la cámara desbordaba los objetos o los hacía aparecer dentro del plano en su avance o retroceso, cambiando la distancia focal de los mismos respecto de la óptica, produciéndose un efecto natural de movimiento hacia o desde las cosas, mientras que con el zoom, la cámara no se mueve, se traen o se alejan los objetos, sin que la distancia focal se modifique, de forma que la imagen resultante es un movimiento artificial, plano, de menor calidad estética sin duda. No obstante, para la producción típicamente televisiva, informativa o documental, el zoom es una importante herramienta que facilita la toma de imágenes desde cualquier distancia razonable.

 

Las compañías habituales que han fabricado y fabrican ópticas para las cámaras de televisión son: la francesa ANGENIEUX y la alemana SCHNEIDER en Europa y las japonesas CANON y FUJINON.

 

Óptica grande en cámara pequeña http://www.diariogol.com/es/img2/2013/10/can al-mediapro-llegan-acuerdo-2015-16503.jpg

Óptica grande en cámara pequeña http://www.diariogol.com/es/img2/2013/10/canal-mediapro-llegan-acuerdo-2015-16503.jpg.

 

Soportes

La industria cinematográfica ha guiado a la televisiva en el uso de soportes para trabajo con las cámaras de vídeo. Típicos elementos en el cine como los trípodes, los carros «dolly», las grúas, los raíles para «travelling», las cabezas de tres ejes, etc., se adaptaron rápidamente a las necesidades de movimiento de las cámaras de televisión. No obstante, en los primeros decenios de la televisión, el gran tamaño y el importante peso de las cámaras de vídeo obligaron al diseño de soportes específicos, como fueron los pedestales, con sistemas neumáticos de movimiento vertical y volante circular para el desplazamiento en el plató.

 

La aplicación de la robótica a los soportes de cámara también contribuyó a desarrollar herramientas de desplazamiento que no proceden del cine y que éste también incorporó. La más utilizada es la «hot head», cabeza caliente, que permite colocar una cámara de vídeo en una grúa de gran altura que se maneja remotamente en la base de la misma y con la que se pueden realizar «vuelos» por los platós, escenarios, espectáculos, acontecimientos deportivos, etc. Más tarde, en los programas con presentadores, tipo noticias, se empezaron a aplicar otras robotizaciones del movimiento de las cámaras al zoom, movimiento vertical («tilt») y horizontal («pan») y, posteriormente, se diseñaron sistemas en los que las cámaras se desplazan a gran velocidad por cables o raíles en las transmisiones deportivas para seguir los movimientos de los deportistas.

 

Ikegami HL79 A http://www.marcelstvmuseum.com/ikegami%20hl79%20totaal.html

Ikegami HL79 A http://www.marcelstvmuseum.com/ikegami%20hl79%20totaal.html.

 

Cables y transmisión inalámbrica

La necesidad de unir las cabezas de cámara a los controles para su ajuste, salvo en las configuraciones de camcorder, ha exigido el uso de cables que realicen esta conexión.

 

Estos cables inicialmente debían llevar muchos tipos de señales diferentes bidireccionalmente entre cabeza y control (vídeo, sincronismos, retornos de visor, intercomunicación, etc.), por lo que los primeros cables que se utilizaron eran del tipo «multicore», multipar, que en una misma envoltura conducían un cierto número de pares, con todas las señales necesarias. Con estos cables, la cámara no podía estar situada a más de 300 metros del control. A más distancia se perdía señal.

 

La generalización  del uso de los sistemas de modulación para montar varias señales diferentes sobre un mismo par de hilos, viabilizó la reducción del tamaño del cable y el aumento de la longitud de trabajo, muy importante en exteriores. Se desarrolló el cable «triaxial», en el que se montaban concéntricamente tres conductores sobre los que se modulaban todas las señales. Con el triaxial se pudieron conseguir longitudes del orden de los 1.000 metros.

 

Más tarde, se aplicó la tecnología de fibra óptica para la comunicación entre cámara y control, llegándose a lograr distancias de más de 2 kilómetros y finalmente, para los casos en los que es difícil o inconveniente el uso de cables, se ha desarrollado una tecnología de transmisión inalámbrica entre cámara y control, con antenas transmisoras y receptoras, que trabajan en la banda de los gigahertzios.

Nace TM Broadcast ed
Fujifilm lanza el te
Calificar este artículo