![\"G\"](\"https:\/\/i.postimg.cc\/wT8s2XmS\/image.png\")
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Im Jahr 1969 erfanden Smith und\u00a0Willard Boyle<\/a> in den\u00a0Bell Laboratories das sogenannte Charge-Coupled Device (CCD). Diese Fotosensoren sitzen heute in jedem Kamera-Chip von Smartphones, Digitalkameras oder Sicherheitskameras.<\/p>\n Daf\u00fcr erhielten beide 1973 die Franklin Instituts Stuart Ballantine-Medaille<\/i>. Kann man in der Wikipedia nachlesen. Im Jahr 2009 wurden Smith und\u00a0Boyle f\u00fcr die Erfindung des CCD mit dem Nobelpreis f\u00fcr Physik ausgezeichnet. Und<\/sup>\u00a02017 erhielt er den\u00a0Queen Elizabeth Prize for Engineering<\/a>. Und jetzt ist Smith im Alter von 95 Jahren verstorben.<\/p>\n Der Beitrag hier<\/a> w\u00fcrdigt seine Erfindung. Golem hat in diesem Artikel<\/a> ebenfalls das Forscherleben von Smith nachgezeichnet. Beschreibt auch perfekt die Situation, die ich 1979 in Form von Photokathodenr\u00f6hren (Bildaufnahmer\u00f6hren) vorfand und \u00e4ndern sollte.<\/p>\n Als ich kurz die obigen Daten recherchiert habe, fielen mir pl\u00f6tzlich einige Zuf\u00e4lle auf – gut, ich habe etwas gebogen. So sind wir beide im Mai geboren und konnten nur zwei Tage nacheinander Geburtstag feiern – wobei Smith immer \"der \u00c4ltere\" blieb.<\/p>\n Smith ist studierter Physiker mit Ph. D. samt Nobelpreis, ich bin da arg bei der \"Sparversion\" in Form eines Studiums der Physikalischen Technik geblieben. Von Smith und seinen \"Inventions\" wusste ich nichts. Aber dann fiel mir noch eine Merkw\u00fcrdigkeit auf: Im Jahr 1959 bekam er seinen Ph. D., zehn Jahre sp\u00e4ter erfand er 1969 den CCD-Sensor, und 2009 gab es den Nobel-Preis. Eine Jahres-Zahl mit der 9 am Ende spielt da wohl eine besondere Rolle.<\/p>\n Fehlt da nicht noch etwas? Ich biege jetzt mal etwas: Wir schreiben das Jahr 1979, ein junger Ingenieur-Student hatte Ende f\u00fcnftes Semester alle Scheine des Studiums zusammen und fragte sich, was er dann im sechsten Semester wohl mit viel freier Zeit tun k\u00f6nne – Vorlesungen f\u00fcr Studienleistungen brauchte es nicht mehr. Was fehlten, waren die Diplomarbeit und eine obligatorische m\u00fcndliche Abschlusspr\u00fcfung.<\/p>\n Also zu einem Physik-Professor gepilgert, der Optik und Lasertechnik gelehrt hatte. Die Hoffnung: \"Der bietet dir eine Diplomarbeit in Laser-Physik an\", interessierte mich brennend, und an der FH J\u00fclich hatten Studenten einen Farbstoff-Laser im Labor gebaut. Man k\u00f6nnte ja m\u00f6glicherweise was neues erfinden.<\/p>\n Stattdessen bot mir der Professor etwas unm\u00f6gliches an. Es g\u00e4be da in der Kernforschungsarbeit J\u00fclich (kurz KFA) ein Umweltprojekt, bei dem Schadstoffe wie Schwefeldioxid etc. in der Atmosph\u00e4re gemessen w\u00fcrden. Eine leuchtstarke Lichtquelle schickte geb\u00fcndelte Lichtstrahlen zu einem Kilometer weit entfernt an einem Turm montierten Spiegel. Der Lichtstrahl wurde zur\u00fcck zum Labor in der KFA reflektiert, durch ein Prisma in Spektren zerlegt und von einem Sensor analysiert.<\/p>\n Funktionierte mit einer Bildaufnahmer\u00f6hre (Photokathodenr\u00f6hre) und einer Lochscheibe, aber man wolle einen neuen Elektronik-Sensor auf seine Eignung f\u00fcr diesen Zweck untersuchen. Ob ich das Projekt als Diplomarbeit wolle. Gut, Umweltschutz ginge zur Not auch noch, war mein Gedanke und es wurde leichtgl\u00e4ubig zugestimmt.<\/p>\n Dann hie\u00df es noch: Ihr Vorg\u00e4nger hat schon an diesem Projekt gearbeitet, ist aber gescheitert. Sp\u00e4ter, bei Antritt der Diplomarbeit erfuhr ich von den Projektverantwortlichen, dass alle Gelder im Projekt abgefackelt worden waren – eine kleine Verg\u00fctung f\u00fcr die Diplom-Arbeit gab es also nicht. Gut, ich bekam Baf\u00f6g, ich konnte an Wochenenden als Elektriker arbeiten und meine Frau hatte auch Arbeit gefunden.<\/p>\n Wenn doof, dann richtig doof. Der Betreuer der Arbeit lie\u00df kurz nach Antritt der Diplomarbeit noch die Bemerkung fallen, dass mein Vorg\u00e4nger die Arbeit nicht nur nicht wirklich abgeschlossen habe – den Nachweis einer Eignung des Sensors gab es nicht. Nein, es hie\u00df auch, dass der Kandidat fast durchgefallen w\u00e4re. Na Prima, richtig ins Klo gegriffen. Aber die Herausforderung reizte irgendwie auch.<\/p>\n Und wie kommen wir mit Georg Elwood Smith zusammen? Nun, der auf seine Eignung zu analysierende Sensor war ein Charge Coupled Device (CCD). Hergestellt von einer US-Firma Rethymon, aus 256 lichtempfindlichen Zellen bestehend, die als Fotodioden-Zeile auf einem Silizium-Chip mit Glasfenster montiert waren. Die hatten die Erfindung von Georg Elwood Smith aus dem Jahr 1969 so 1978 auf Silizium in Form eines Bauteils in IC-Form umgesetzt. Und dies fiel mir 1979 vor die F\u00fc\u00dfe – wieder eine Jahreszahl mit einer 9 am Ende.<\/p>\n Aus dem Erstgespr\u00e4ch mit dem Betreuer der Diplomarbeit, einem jungen, promovierten Physiker, ist mir noch folgender Monolog im Kopf: \"Weisen Sie mal nach, dass die Photodiodenzeile die erforderliche Messgenauigkeit erreicht. Und noch was, es gibt von diesem CCD-Sensor nur weltweit sechs Exemplare, einige bei der NASA und eines bei uns. Wenn das kaputt geht, war es das mit ihrer Diplomarbeit.\"<\/p>\n Problem mit der Messgenauigkeit war, dass der durch Raumtemperatur erzeugte Dunkelstrom in den lichtempfindlichen Zellen h\u00f6her lag, als das Signal durch die einfallenden Photonen des per Prisma aufgeteilten Lichtstrahls. Messungen waren also kaum m\u00f6glich.<\/p>\n Was hat man heute mit dem James Webb Weltraum-Teleskop gemacht, dessen Sensoren das gleiche Problem haben? Das fliegt heute an einem Lagrange-Punkt und dessen Sensoren werden durch die K\u00e4lte des Weltraums auf -266 \u00b0C heruntergek\u00fchlt, um das thermische Rauschen zu minimieren und so die empfindlichen Sensoren vor St\u00f6rungen zu sch\u00fctzen.<\/p>\n Die M\u00f6glichkeiten hatten wir 1979 nicht, und auf der Erde h\u00e4tte mir ein Betrieb im Weltraum auch nichts genutzt. Ich habe mir also eine wilde L\u00f6sung zur K\u00fchlung des Chips mit Trockeneis einfallen lassen. Die Platine sa\u00df in einer Kupferkammer, die der Vorg\u00e4nger noch fertigen lie\u00df. In einer zweiten Kammer des hohlen Kupferblocks wurde Trockeneis mit Aceton eingef\u00fcllt. Die Konstruktion lie\u00df sich auf knapp -80 Grad Celsius k\u00fchlen.<\/p>\n Dann musste die Temperatur am Chip gemessen, und das durch die K\u00fchlung vereisende oder zumindest beschlagene Quarzfenster mittels Heizung frei gehalten werden. Das Prinzip \"Heckscheibenheizung\" des Autos hat auch bei mir gewirkt – ein St\u00fcck Widerstandsdraht, angeklebt ans Fenster, und eine regelbare Stromquelle halfen.<\/p>\n Hab irgendwie eine funktionierende L\u00f6sung hinbekommen. Aber da war noch das Problem: \"Aber Vorsicht, wenn das Teil kaputt geht, war es das mit der Diplomarbeit …\" im Ohr. Ich sa\u00df eines Tages bei meinen Messungen, die Box war gut gek\u00fchlt, ich hatte Temperaturwerte am CCD-Chip, das ca. 1 Quadratzentimeter gro\u00dfe Quarzglasfenster war eisfrei und nicht beschlagen, aber pl\u00f6tzlich war das Signal des CCD-Sensors weg.<\/p>\n Nichts mehr, die Elektronik lieferte keine Signale mehr an den Signal-Eingang des PDP 11\/04-Rechners.\u00a0Ein Oszilloskop lieferte schnell den Nachweis, dass die \"Elektronik\" kaputt war, und keine Abtastung mehr erfolgte. Scheibenkleister!<\/p>\n Kleiner Einschub: Die Tage hatte ich ja einen Blog-Beitrag zum Ausfall des WLAN-Signals an der FRITZ!Box 7590 geteilt, in dem auch \"Elektronik\" mit ICs, Kondensatoren, Widerst\u00e4nden und Spulen vorkamen. Sagt mir alles was, aber ich bin definitiv kein \"Hardware-Mensch\". Die Erkenntnis kam mir so zwischen 1985 und 1987, als ich mal ein Mikroprozessor-Board mit L\u00f6tkolben und Feindraht auf einer Pertinax-Platine aufgebaut hatte. Sollte meine Karriere als Mikroprozessor-Entwickler befeuern. Ok, ich habe geflunkert – damals habe ich heftig mit Mikroprozessor-Systemen gearbeitet, war aber f\u00fcr die Software-Seite zust\u00e4ndig. Nur wenn die Hardware muckte, ging ich per Oszilloskop auf Fehlersuche. Ich wollte aber eine eigene Experimentierl\u00f6sung auf dieser Basis haben.<\/p>\n Das ging kr\u00e4ftig schief: Die Mikroprozessor-Schaltung erforderte (vermutlich wegen kalter L\u00f6tstellen) immer zwei Stunden zur Fehlersuche, bevor das Teil f\u00fcr 10 Minuten anlief und einige LEDs blinkten. So lie\u00df sich nichts programmieren Irgendwann habe ich genervt aufgegeben, und die Erkenntnis gewonnen \"ich werde nie ein Hardware-Entwickler\".<\/p>\n Kleinere R\u00fcckf\u00e4lle gab es noch, wie obiges Foto zeigt. Ich hatte einen Sinclair ZX81 als Bausatz gekauft (ein Kollege hatte ihn aus M\u00fcnchen mitgebracht), als Vobis Lieferprobleme hatte, und mein in Aachen bestelltes Fertig-System nicht kam. Bevor ich loslegen konnte, trudelte das Fertigsystem ein und ich verkaufte den Bausatz einem Kollegen – die \u00fcblichen H\u00e4ndel der 80er Jahre, wenn man wieder \"Lieferkettenprobleme\" dem \"Weg zum Nobelpreis\" entgegen standen.<\/p>\n Muss mich irgendwie etwas gewurmt haben, denn ich habe den ZX81 mit der in obigen Foto gezeigten Selbstbaul\u00f6sung auf 8 KByte RAM erweitert. Habe aber Stunden \u00fcber dem Schaltplan gesessen und sinniert, wie man das ansteckbare 16 KByte RAM-Modul f\u00fcr 200 DM umgehen k\u00f6nne. Dann kam die L\u00f6sung mit Huckepack ICs aus obigem Bild, die ich im Blog-Beitrag ZX81-Entwickler, Sir Clive Sinclair verstorben<\/a> thematisiert habe, heraus.<\/p>\n Zur\u00fcck ins Jahr 1979 – da wusste ich noch nichts von meinem fehlenden Talent als \"Elektroniker\", und ich hatte ein echtes Problem: Wie kriegst Du das mit der Diplomarbeit gewuppt?<\/p>\n Mehrere Stunden br\u00fcten \u00fcber dem verf\u00fcgbaren Schaltplan der Steuerplatine und Messen per Oszilloskop f\u00fchrten dann zu einer L\u00f6sung: \"Greife das Rohsignal der Abtastschaltung, hinter dem noch funktionierenden CCD-Sensor, aber vor dem kaputten Inverter-IC, ab und gib es auf die Auswerte-Einheit\". Ein L\u00f6tkolben und etwas Kupferlackdraht, schon funktionierte die Platine wieder – ich hatte lediglich ein invertiertes Signal. Ein Doktorand \u00e4nderte noch die Auswertesoftware, so dass das invertierte Signal an der Analog-\/Digital-Wandler-Erfassungseinheit korrekt interpretiert wurde.<\/p>\n Lange Geschichte, krasses Ende: Ich bin in meiner Diplomarbeit am ausgegebenen Ziel gescheitert. Denn am Ende stand fest, dass der CCD-Sensor auch noch mit den per Trocken-Eis erreichbaren Temperaturen zu gro\u00dfe St\u00f6rsignale f\u00fcr zuverl\u00e4ssige Messungen lieferte. Fl\u00fcssig-Stickstoff w\u00e4re denkbar, aber ob die Elektronik dann noch tut? War aber nicht mein Aufgabenumfang.<\/p>\n Die anschlie\u00dfend eingereichte Diplom-Arbeit wurde mit guter Note akzeptiert, die m\u00fcndliche Pr\u00fcfung abgeschlossen und am Ende des sechsten Semesters hatte ich meinen Abschluss als Ingenieur in der Tasche (Arbeitsvertrag hatte ich bereits Ende des f\u00fcnften Semesters, unter der Ma\u00dfgabe einen Abschluss vorlegen zu k\u00f6nnen).<\/p>\n Der Professor war ganz happy und wollte eigentlich, dass wir etwas in einer Fachzeitschrift zu diesem CCD-Sensor publizieren. Wir waren die ersten, die 1979 in Deutschland mit der, 10 Jahre vorher von Georg Elwood Smith gemachten Erfindung, hantiert hatten.<\/p>\n Aber ich hatte irgendwie die Nase voll, trat meine erste Stelle eine Woche nach der m\u00fcndlichen Pr\u00fcfung in der Luft- und Raumfahrttechnik an.<\/p>\n Schwank am Rande: Als ich bei Aufr\u00e4umarbeiten meine wilde L\u00f6t-L\u00f6sung mit isoliertem Kupferdraht zur\u00fcck baute, funktionierte die Schaltung pl\u00f6tzlich wieder. Ich wei\u00df bis heute nicht, was damals den vermeintlichen oder wirklichen Ausfall verursachte.<\/p><\/blockquote>\n Auf der ersten Stelle als Ingenieur bog ich dann auf den, in der Diplom-Arbeit gelegten, Weg zum Arbeiten mit Digitalrechnern ein. Eine beim Arbeitgeber neu vorhandene Digital Equipment PDP 11\/04 war mein erstes Spielfeld als Programmierer. Ich musste dort vorhandene, in FORTRAN-Derivat INTRAN geschriebene, Pr\u00fcfprogramme f\u00fcr Flugzeugbauteile an die gew\u00fcnschten Anforderungen anpassen.<\/p>\n 1981 folgte dann der Absprung in die Gro\u00dfchemie, wo ich im Ingenieurbereich Software f\u00fcr Mikroprozessorl\u00f6sungen entwickelte, die f\u00fcr Sondereinsatzf\u00e4lle ben\u00f6tigt wurden. Aus dieser Zeit resultiert auch die Erkenntnis, dass ich es \"mit Hardware, als Entwickler, nicht so habe\", aber mit Software konnte.<\/p>\n Diese T\u00e4tigkeit legte dann wohl auch die Basis f\u00fcr meine heutige Arbeit als Blogger, lie\u00df aber auch die Erkenntnis reifen, irgendwann mal was ganz anderes zu machen. Denn eine meiner St\u00e4rken war, zwischen Entwicklern und Anwendern oder Technikern Wissen zu vermitteln. So bin ich dann 1993, nach meinem Exit beim letzten Arbeitgeber, als \"Schreiberling\" gestartet. Hat jetzt schon fast 32 Jahre funktioniert.<\/p>\n Die oben skizzierten Zuf\u00e4lle und Begebenheiten fielen mir ein, als ich vom Tod des CCD-Erfinders las. Heute hat jeder so ein Bauteil per Handy-Kamera oder Digitalkamera im Haushalt. Eine grandiose Erfindung, die Smith 1969 gelegt hat. Konnte ich aber 1979 nicht einmal ansatzweise erahnen – damals war es \"nur Brass, der nicht funktionieren wollte und mich fast scheitern lie\u00df\".<\/p>\n \u00c4hnliche Artikel:<\/strong> Quo vadis: Exit-Pl\u00e4ne f\u00fcr den Blog; borncity.com ggf. vakant<\/a> Der Sinclair ZX Spectrum wird 40<\/a> Der Jung soll was anst\u00e4ndiges lernen<\/a> Krankheit\/Unfall des Autors Bereits am 28. Mai 2025 ist der US-Physiker Georg Elwood Smith verstorben. Hatte es gestern in einem Tweet gelesen, aber bei mir klingelte nix. Aber manchmal kreuzen sich Lebenswege, was Du erst sp\u00e4ter erkennst. Der Mann hat mit der Erfindung … Weiterlesen Von Zuf\u00e4llen und kreuzenden Lebenswegen<\/h2>\n
Der Student und die Diplomarbeit<\/h3>\n
So irgend ein brandneues Bauteil<\/h3>\n
Ich bin definitiv kein Elektroniker<\/h3>\n
![\"8](\"https:\/\/i.imgur.com\/2AuoQzJ.jpg\" "\\"8")
Selbstbau RAM-Erweiterung am Sinclair ZX81, Quelle: Born<\/p>\nDoch noch die Kurve gekriegt<\/h3>\n
Final gescheitert, aber Professor stolz wie Bolle<\/h3>\n
Auf zu neuen Ufern<\/h3>\n
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