Построить прибор, который позволил бы видеть на расстоянии, всегда считалось одной из наиболее заманчивых задач техники. Эта мечта нашла отражение и в сказках, в виде волшебного зеркала, и в фантазиях научных романистов. Однако, трудности, возникшие при осуществлении ее, были так велики, что удовлетворительное разрешение задачи казалось специалистам делом более или менее отдаленного будущего. Передача рукописей и фотографий далась сравнительно легко, и в настоящее время имеется уже несколько систем в практической работе: несмотря на это, расстояние, отделявшее от конечной цели, было чрезвычайно велико, и в 1911 году Л. Корн, изобретатель фототелеграфии, был вынужден сказать, что вопрос о дальновидении не может быть разрешен никаким из известных в то время средств. В 1923 году вышел небольшой обзор систем дальновидения, составленный проф. Розингом, из которого мы приводим следующие довольно печальные выводы:
"Пробегая длинный перечень задач, усовершенствований, препятствий и их преодолений, можно спросить: что же достигнуто в конце концов? Удалось ли кому-нибудь видеть при помощи электрического телескопа хотя бы простой предмет? За исключением отрывочных и неясных результатов можно сказать: еще нет. Этот путь принадлежит к тернистым путям, и его проходят годами. Изобретатель, увлекаемый миражем близкой цели, спешит к ней, а та уходит все дальше и дальше".
К счастью для человечества, история науки знает много случаев, когда считавшееся невозможным сегодня становилось реально существующим фактом завтра, и никакие пессимистические выводы не останавливают неутомимого изобретателя на пути к намеченной цели. К этой категории приходится ныне отнести и радиовидение. В конце июня семь человек стояли в лаборатории Ф. Дженкинса в Вашингтоне, наблюдая за крыльями ветряной мельницы на небольшом бумажном экране в то время, как действительная мельница находилась в 8 километрах от Вашингтона. Время от времени из рупора слышался голос, предупреждавший, что мельница будет вращаться медленнее или в обратную сторону и немедленно вслед за этим присутствовавшие наблюдали перемену. Правда, в изображении нехватало деталей, оно было скорее похоже на силуэт, чем на привычную нам по кинематографу картину с оттенками света и тени, но все же, не впадая в преувеличение, можно утверждать, что в основном задача решена и притом решена с изумительной простотой. Остаются лишь детали, и после демонстрации все присутствовавшие были единодушно того мнения, что в более или менее совершенной форме радиовидение может быть осуществлено в течение года.
В чем же заключались трудности, преодолеть которые пришлось Дженкинсу? В случае передачи фотографии или рукописи мы имеем неподвижное изображение или письмо, написанное специальными чернилами, при чем всегда можем осветить рисунок с какой угодно силой, что имеет большое значение, и, во-вторых, самую передачу можем растянуть на какой-угодно срок, обычно от 5 до 20 минут. В прямой же передаче действительных видов и движущихся предметов мы не можем получить больше света, чем то количество, которое в действительности отражается предметом, кроме того, мы ограничены временем: при желании иметь движущееся изображение нужно передать весь рисунок в тот же срок, как в кинематографе, т.-е. приблизительно в 1/16 секунды.
В виду большого значения для успеха хорошего освещения можно было предполагать, что сначала будет осуществлена промежуточная фаза, радиокинематограф, т.-е. передача с радиостанции обыкновенной кино-картины. Приведенные факты, однако, показывают, что Дженкинс перешагнул через нее и дал почти окончательное решение, связав притом изображение и сопровождающую речь в одной передаче.
Самой интересной чертой всего изобретения является необыкновенная простота прибора, осуществляющего задачу телевидения. Со стороны приема он представляет не изменение, а скорее добавление к имеющемуся приемнику, нечто в роде усилителя. Эта простота делает возможным широкое распространение его наравне с существующей радиотелефонной аппаратурой. Необходимо отметить, что другие способы решения той же задачи, которые, как, например, у венгерского изобретателя Мигали, также более или менее близко подходят к цели, основаны на использовании очень тонких и хрупких механизмов, так что даже и при полной удаче могут остаться только научным подвигом. Примерами таких изобретений являются говорящий кинематограф и стереокинематограф, не получившие до сих пор распространения.
Рассмотрим более подробно все устройство. При передаче какой-нибудь сцены или вида внутри аппарата при помощи объектива получается, как на матовом стекле фотографической камеры, действительное изображение, которое мы назовем первичным. В течение 1/10 секунды необходимо передать все его части, для чего разобьем его на мелкие клеточки, например, по 1/2 миллиметра. Каждую из них, вследствие малости, можно принять за равномерно окрашенную тоном определенной густоты. Если бы можно было воспользоваться густотой окраски для получения тока так, что чем светлее окраска, тем сильнее был бы полученный ток, то первая часть задачи была бы решена: мы перевели бы в электрические токи изображение совершенно так же, как в настоящее время поступаем со звуками.
Чтобы об'яснить, как можно осуществить это превращение, предположим, что действительное изображение из об'ектива принимается на зеркало, которое мы качаем слегка из стороны в сторону. Если лучи от него направить на экран, то и полученный "зайчик" тоже будет двигаться. Сделаем теперь в экране очень маленькое отверстие и расположим зайчика, или, как будем говорить, вторичное изображение, таким образом, чтобы некоторая точка его прошла насквозь. Нетрудно видеть, что соответствующими движениями зеркала можно достичь того, чтобы точка за точкой сквозь отверстие была пропущена вся картина.
Для превращения отдельных квадратиков изображения в токи определенной силы служит фото элемент (рис. 1). Он состоит из стеклянного шарика, на внутренней поверхности которого отложен тонкий слой металлического калия, а в центре укреплена изолированная от него металлическая петелька, сообщающаяся с положительным полюсом батареи, в то время как светочувствительный слой соединяется с отрицательным. В одном месте шара оставлено окошечко, сквозь которое может проникать световой луч. Пока поверхность внутри не освещена, тока нет, но как только качающееся изображение будет проходить разными своими точками перед отверстием в экране, подставляя то светлые, то темные места, фотоэлемент, находящийся по другую сторону экрана, будет давать токи разной силы. После этого "просмотра" остается лишь наложить токи фотоэлемента на основную волну передатчика, что делается совершенно также, как в радиотелефонии с токами микрофона.
Для разложения картины на отдельные участки необходимо, чтобы узенькая горизонтальная полоска шириной в 1/2 миллиметра прошла бы перед отверстием последовательно своими точками. Это можно осуществить, придавая горизонтальное движение зеркалу, и, вместе с ним, вторичному изображению. Затем последнее надо передвинуть на 1/2 мм вверх и вновь повторить горизонтальное движение. При вышине изображения в 5 см оно разобьется, таким образом, на 100 горизонтальных линий. Процесс передачи напоминает копирование монеты, которое можно осуществить, накрывая ее бумагой и проводя ряд примыкающих друг к другу горизонтальных линий. Выполнить необходимые движения, и вертикальное, и горизонтальное, при помощи зеркала оказалось, однако, трудно, а потому Дженкинс для достижения той же цели пользуется "призматическим диском".
Призматический диск давно известен в кинематографии (Дженкинс — крупный специалист в этой области), где служит для устранения прерывистой подачи фильма, применяемой в обычных киноаппаратах. По внешности это стеклянный диск значительной толщины, скошенный по окружности. Сначала рассмотрим более простой диск в форме усеченного конуса (рис. 2). Край ABC действует подобно призме, и если пропускать через него луч света, то призма преломит его к своему основанию. В то время, как в нашем примере угол BAC между образующей и основанием конуса одинаков по всей окружности, в настоящем призматическом диске (рис. 4) этот угол меняется, вследствие чего поверхность эта имеет сходство с винтовой. Всякий может составить себе некоторое представление о том, что здесь получается, вырезав из бумаги кольцо, разрезав его в одном месте по радиусу и вновь сложив полученные края обреза так, чтобы они теперь не лежали в одной плоскости, а перекрещивались (рис. 3).
Если призматический диск поставить на пути лучей, идущих от проекционного фонаря, то изображение картины на экране сместится в сторону. При повороте диска смещение увеличится вследствие того, что преломляющий угол в этом месте другой, а затем картина быстро вернется в прежнее положение, совершая одно качательное движение с каждым поворотом диска. Такое же самое действие окажет диск в том случае, если мы поставим его на пути лучей, идущих от неподвижного первичного изображения: при прохождении через вращающийся диск они дадут качающееся вторичное изображение, как это делало взятое нами только для примера зеркало.
Для осуществления и горизонтального и вертикального движений надо было бы иметь два диска. Легко вычислить, что для получения 100 горизонтальных качаний в течение 1/16 секунды необходимо соответствующий диск вращать со скоростью 90.000 оборотов в минуту, которой он выдержать не может. Поэтому диск применяется лишь для вертикальной подачи, требующей одно полное движение в 1/16 сек. или 960 в минуту; горизонтальное же разложение совершается алюминиевым диском, по окружности которого вделано 48 совершенно одинаковых линз. Таким образом, луч света от некоторой точки первичного изображения проходит через линзу, затем через диск, и попадает в фотоэлемент. Во время движения линза проходит горизонтально по первичному изображению, ощупывая его точка за точкой и передавая элементу свет или тень. Вторая линза прошла бы по тем же самым точкам, если бы не было призматического диска. Благодаря последнему луч сместится, как было ранее описано, а потому вторая горизонтальная линия пройдет на 1/2 мм ниже первой. При полном обороте алюминиевого диска передаются не 1, а 48 горизонтальных линий и таким устройством достигается уменьшение скорости от 96.000 до 2.000 оборотов в минуту.
Приемник похож на передатчик. После приема сигналы детектируются обыкновенным способом, усиливаются и подводятся к специально сконструированной Мак-Фарланом Муром (известным по системе освещения) лампочке. Эта лампочка не имеет волоска, так как раскачивание его требует больше времени, чем длится ток фотоэлемента. Конструкция ее чрезвычайно проста и работает она по принципу ламп с тихим разрядом. Пяти миллиампер достаточно, чтобы на экране получилось более или менее яркое пятно, вполне соответствующее тому квадратику первоначального изображения, который в данный момент воспроизводится. Работает такая лампа без заметной инерции, так что легко получались 75.000 и более отдельных вспышек в секунду, каждая из которых пролагается в соответствующее место экрана при помощи такого же алюминиевого диска с линзами, который применялся в передатчике. Так как глаз способен схватывать изображения, длящиеся всего лишь миллионные части секунды, но удерживает их в память в течение около 1/10 секунды, то отдельные точки дают впечатление целой картины.
Необходимо еще упомянуть о синхронизирующем аппарате. Если оба диска, и передатчика и приемника, вращаются не с одинаковой скоростью, то может получиться нечто подобное тому, что мы наблюдаем в кинематографе при неправильной установке рамки. Поэтому точное совпадение числа оборотов или синхронизм существенно необходимо. В данном случае оно достигается тем, что для вращения дисков пользуются электромоторами, питаемыми током от осветительной централи. Дженкинс нашел, что, при общепринятой в Америке частоте в 60 периодов, те небольшие отклонения (не больше полпроцента), которые могут случиться в разных пунктах страны, возможно скомпенсировать, и правильность изображений не нарушится.
Шлифовка дисков производится Дженкинсом самолично и представляет довольно трудное дело. Нет, однако, сомнения, что, в случае возникновения спроса, техника быстро упростит производство и тогда радиокинофонный приемник, состоящий из обыкновенного телефонного с добавлением лампочки Мура и диска с линзами, может быть быстро присоединен к городской сети, мгновенно перенося нас в любую часть света. Глухие получат свой первый "телефон", инженер сможет наблюдать за работами, не выходя из квартиры, а радиослушатели смогут стать и радиозрителями. Уже сейчас американские любители могли бы принимать пробные передачи Дженкинса, если бы имели нужные принадлежности. В дальнейшем же вырисовываются перспективы радиовидения в натуральных цветах и стереоскопическом рельефе.
