Борис Львович Розинг - основоположник электронного телевидения
Шрифт:
Для практического решения проблемы телевидения нужно было найти такой способ передачи изображений, который позволял бы заменить большое количество линий связи между передающим и приемным устройствами одной линией, т. е. перейти от сложной многоканальной системы к более простой, одноканальной. Этот переход означал замену одновременной передачи всех элементов изображения поочередной. Такая замена оказалась возможной на основе применения развертки изображения и использования Инерционности зрительного восприятия.
Первые одноканальные системы передачи, основанные на этих принципах, были предложены в 1877—1878 гг. независимо французским инженером М. Санлеком, португальским физиком А. де Пайва и русским студентом, впоследствии известным физиком
Переход от многоканальной системы передачи изображений к одноканальной был связан с введением в телевизионную систему механических элементов. В отличие от чисто электрической статической системы Кери, не содержавшей никаких механических движущихся частей, в системах Санлека, де Пайва и Бахметьева требовалось применение более или менее сложных механизмов для развертки или разложения изображения на элементы.
В последующие годы было предложено еще много проектов телевизионных систем, основанных на использовании светочувствительности селена и применении различных оптико-механических устройств. Передающее устройство в большинстве этих систем представляло собой сочетание селенового светоэлектрического преобразователя и механизма для развертки изображения.
Такое направление в построении телевизионных систем не случайно. Оно было обусловлено общей тенденцией промышленно-технического развития во второй половине прошлого века, характеризующегося изобретением остроумных механизмов и совершенствованием машин, и опиралось на хорошо развитые отрасли науки, техники и промышленности.
Схема телевизионной системы с дисками Нипкова
1 — линза; 2 — диск передающего устройства; < 3 — отверстия диска; 4 —фотоэлемент; 5 — модулятор света; 6 — источник света; 7 — диск приемного устройства
Известно более ста проектов систем передачи изображений, появившихся в разных странах в период с 1880 по 1900 г. Однако лишь немногие из этих проектов имели практическое значение для развития телевидения.
Важным шагом в деле практического решения проблемы телевидения явилось изобретение в 1884 г. П. Нипковым (Германия) простого оптико-механического устройства для построчной развертки и воспроизведения телевизионных изображений[1 Р. N i р к о w. Германский патент № 30106, заявлен 6 января 1884 г.]. Основным элементом в передатчике и приемнике его системы (рис. 1) был развертывающий диск, получивший название диска Нипкова. Он представлял собой непрозрачный круг большого диаметра, у внешнего края которого расположены по спирали небольшие круглые отверстия на одинаковом угловом расстоянии одно от другого. Каждое последующее отверстие смещено на величину своего диаметра к центру диска.
В передатчике диск находился между передаваемым объектом и селеновым фотосопротивлением. Изображение передаваемого объекта фокусировалось объективом на плоскость диска. При вращении диска сквозь его отверстия свет проходил на фотосопротивление поочередно от отдельных элементов изображения. Таким образом осуществлялось разложение светового потока изображения на элементарные световые потоки. Каждое отверстие давало одну строку изображения. За один оборот диска на фотосопротивление последовательно воздействовал свет от всех элементов изображения, что соответствовало передаче одного кадра. Число строк в кадре равнялось числу отверстий в диске.
В приемнике такой же диск располагался между глазом наблюдателя и источником света, модулируемым фототоком передатчика; этот диск вращался синхронно и сиифазно с диском передатчика. При наблюдении источника света через отверстия вращающегося диска наблюдатель мог видеть передаваемое изображение в плоскости диска. Для модуляции источника света Нипков предполагал использовать открытое Фарадеем вращение плоскости поляризации света в магнитном поле, а также колебания мембраны телефона.
Телевизионная система с дисками Пинкова содержит в себе основные элементы оптико-механических телевизионных систем.
Проект Нипкова относится к немногим проектам начального периода истории телевидения, в которых имелись оригинальные идеи, приблизившие решение задачи видения на расстоянии, но он был неосуществим в то время из- за несовершенства отдельных элементов системы. Основная трудность состояла в невозможности получить достаточно сильный сигнал изображения вследствие невысокой чувствительности селенового фотосопротивления.
После опубликования патента П. Нипкова было предложено еще несколько оптико-механических телевизионных устройств с развертывающими элементами в форме линзового диска, зеркального колеса, линзового барабана, двух вращающихся с разными скоростями параллельных дисков и т. п. Среди них можно отметить интересные системы, предложенные в нашей стране: М. Вольфке из г. Ченстохова в 1898 г.[2 М. Вольфке. Привилегия № 4498, заявлена 24 ноября 1898 г.] и инженером А. А. Полумордвиновым в 1899 г.[3 А. А. Полумордвинов. Привилегия №10738, заявлена 23 декабря 1899 г.]
Некоторые из предложенных в начальный период развития телевидения оптико-механических систем (П. И. Бахметьева, П. Нипкова, Я. Щепаника) в принципе позволяли осуществить передачу и прием движущихся изображений, но ни одна из них не была построена и проверена в действии. Это объясняется чрезвычайной сложностью стоявшей перед изобретателями задачи и отсутствием соответствующих технических средств. Их идеи опередили технические возможности на несколько десятилетий.
Хотя все высказанные предположения и идеи не привели к практическим результатам, на основе их сложились общие принципы телевидения: преобразование элементов оптического изображения в электрические сигналы с помощью фотоэлемента; последовательная, или поочередная, передача этих сигналов по одному каналу связи в место приема; обратное преобразование электрических сигналов в оптические и воссоздание из них передаваемого изображения.
Вследствие технических трудностей, стоявших на пути практического осуществления телевидения, количество новых проектов телевизионных систем к концу XIX в. значительно уменьшилось. Вместе с тем недостаточно глубокий подход к проблеме телевидения сменился исследованиями, направленными как на усовершенствование конструктивных элементов оптико-механических систем, так и на поиски новых путей решения задач.
В таком состоянии находилось телевидение, когда эта проблема привлекла внимание Б. Л. Розинга. Начало его практических исследований в области передачи изображений, которую он называл электрической телескопией, относится к 1897 г. Но интерес к ней он проявлял еще раньше. Среди архивных материалов Б. Л. Розинга имеется рукопись статьи, где сказано: "начало моей собственной работы на поприще электрической телескопии относится к 1892 г." [4 Б. Л. Р о з и н г. Основания электрической телескопии. Архив Центрального музея связи им. А, С, Попова,] Надо думать, что это соответствует действительности, так как Борис Львович был очены точен в отношении дат. В это время он вел исследовательскую работу на кафедре физики в университете, и, возможно, интерес к дальновидению возник у него под влиянием бесед с профессорами кафедры физики Н. А. Гезехусом и П. П. Фандерфлитом и знакомства с их работами. Н. А. Гезехус с 1883 г. изучал фотопроводимость селена и разработал теорию этого' сложного явления, а П. П. Фандерфлит, наряду с исследованиями в области физической природы электрического тока, занимался также разработкой устройства для передачи изображений. Бориса Львовича увлекала сложность проблемы видения на расстоянии, а также перспективы и возможности, которые могло дать ее решение.